Печень и поджелудочная железа физиология

Важными органами пищеварительного тракта являются крупные пищеварительные железы, участвующие в выработке пищеварительных соков: печень вкупе с желчным пузырем и поджелудочная железа (рис. 6.8). Их протоки открываются в верхнем отделе двенадцатиперстной кишки.

Рис. 6.8. Строение и расположение печени, желчного пузыря и поджелудочной железы

Печень часто называют химической лабораторией организма. Она выполняет важные и разнообразные функции:

• • участвует в процессах пищеварения как пищеварительная железа (вырабатывает желчь, необходимую для расщепления жиров);
• • выполняет функцию барьера: нейтрализует ядовитые продукты обмена веществ и попавшие извне токсины, которые поступают в печень с током крови; клетки эндотелия печеночных капилляров (клетки Купфера) способны поглощать и разрушать чужеродные вещества и частицы;
• • является депо для запасов питательных веществ организма (накапливает гликоген, синтезирующийся в клетках печени из глюкозы, который при необходимости вновь расщепляется на глюкозу, служащую основным источником энергии для клеток организма);
• • участвует в кроветворении на протяжении внутриутробного периода и в первые дни жизни;
• • участвует в гормональной регуляции;
• • участвует в теплообмене и теплорегуляции.

Печень является самой крупной железой человека, ее вес составляет почти 1,5 кг (примерно 1/50 массы тела, у новорожденных – около 1/20 массы тела). Располагается печень в правой подреберной области под диафрагмой. Верхняя поверхность печени выпуклая, нижняя неровная и имеет вдавления от располагающихся под ней органов. Выделяют две доли печени: правую (большую) и левую (меньшую). Снаружи печень покрыта брюшиной, под брюшиной фиброзная оболочка, волокна которой образуют с сосудами и нервами пучки и проникают внутрь печени, разделяя ее на дольки в 1–1,5 мл диаметром, количество которых достигает 500 тыс. Долька является структурно-функциональной единицей печени, она объединяет печеночные клетки (гепатоциты), синтезирующие желчь. По желчным капиллярам, расположенным между гепатоцитами, желчь поступает в правый и левый (соответственно основным долям печени) печеночные протоки, а затем общий печеночный проток. Желчь образуется в печени непрерывно, примерно 0,5–1,5 л за сутки. На нижней поверхности печени располагаются ворота печени, куда входят крупные печеночные сосуды (печеночная артерия, воротная вена), нервы, лимфатические сосуды, печеночный проток, выводящий из печени желчь в желчный пузырь.

Желчный пузырь прилегает к нижней поверхности печени, связан с ней общим печеночным протоком и имеет грушевидную форму. Желчь накапливается в желчном пузыре и по мере необходимости по желчному протоку поступает в двенадцатиперстную кишку: появление пищевой массы в двенадцатиперстной кишке стимулирует расслабление сфинктера желчного пузыря и выделение его содержимого в тонкий кишечник.

Поджелудочная железа – это крупная железа, обладающая внешней и внутренней секрецией. У взрослого человека поджелудочная железа весит от 80 до 90 г, в ней выделяют несколько отделов: головку, шейку, тело и хвост. Расположена она у задней стенки брюшной полости, головка находится в изгибе двенадцатиперстной кишки и обращена вниз, остальные части лежат горизонтально, занимая левую верхнюю часть брюшной полости вплоть до селезенки. Поджелудочная железа включает в себя два типа железистой ткани, функции которых совершенно различны. Мелкие дольки – ацинусы, каждый из которых снабжен своим выводным протоком – состоят из клеток, выделяющих панкреатический сок (от лат. pancreas – поджелудочная железа), который является пищеварительным секретом и содержит много ферментов. Протоки ацинусов объединяются в более крупные и впадают в выводной проток поджелудочной железы, расположенный вблизи общего желчного протока и соединяющийся с ним в месте впадения в двенадцатиперстную кишку. Эта железистая ткань поджелудочной железы относится к железам внешней секреции (экзокринным). Между ацинусами расположены мелкие группы клеток, не имеющие выводных протоков, – так называемые островки Лангерганса, которые являются железой внутренней секреции (эндокринной). Островковые клетки выделяют в кровь гормоны инсулин и глюка-гон, участвующие в обмене глюкозы в организме (см. Эндокринная система).

Печень — самая крупная железа в организме человека, у взрослого ее масса достигает 1,5 кг. Печень прилегает к диафрагме и находится в области правого подреберья. С нижней поверхности в печень входят воротная вена и печеночная артерия, а выходят печеночный проток и лимфатические сосуды. К печени прилегает желчный пузырь (рис. 11.15). Печеночные клетки — гепатоциты — постоянно вырабатывают желчь (до 1 л в сутки). Она накапливается в желчном пузыре и концентрируется за счет всасывания воды. В сутки образуется около 600 мл желчи. Во время приема жирной пищи желчь рефлекторно выделяется в двенадцатиперстную кишку. В состав желчи входят желчные кислоты, желчные пигменты, минеральные вещества, слизь, холестерин.

Желчь выполняет множество разных функций. С ней выводятся продукты обмена веществ, например пигмент билирубин — конечная стадия распада гемоглобина, а также токсины и лекарственные препараты. Желчные кислоты необходимы для эмульгирования и всасывания жиров в пищеварительном тракте.

При поступлении химуса, содержащего жиры, в двенадцатиперстную кишку клетки ее слизистой оболочки секретиру- ют гормон холецистокинин, который стимулирует сокраще-

Рис. 11.15. Печень:

а — диафрагмальная поверхность; б — желчный пузырь и протоки; в — печеночная долька

ния желчного пузыря. Через 15—90 минут вся желчь выходит из пузыря в тонкий кишечник. Подобное действие на сокращение желчного пузыря оказывает раздражение блуждающего нерва.

Часть желчи, попавшая в кишечник, способствует расщеплению, эмульгированию и всасыванию жиров. Остальная часть желчи всасывается в подвздошной кишке в кровь, попадает в воротную вену, а затем в печень, где снова включается в состав желчи. Этот цикл совершается 6—10 раз в день. Частично компоненты желчи выводятся из организма. При этом в толстом кишечнике они регулируют консистенцию каловых масс.

Все венозные сосуды, отходящие от кишечника со всосавшимися веществами, собираются в воротную вену печени. Войдя в печень, она в итоге распадается на капилляры, которые подходят к генатоцитам, собранным в печеночные дольки. В центре дольки лежит центральная вена, несущая кровь к печеночной вене, впадающей в нижнюю полую вену. Печеночная артерия приносит к печени кислород. В печени образуется желчь, которая оттекает но желчным капиллярам, собирающимся в печеночный проток. От него отходит пузырный проток к желчному пузырю. После слияния печеночного и пузыркого протоков они образуют общий желчный проток, который открывается в двенадцатиперстную кишку (рис. 11.16). Рядом с гепатоцитами лежат клетки, выполняющие фагоцитарную функцию. Они поглощают из крови вредные вещества и участвуют в разрушении старых эритроцитов. Одна из основных функций печени — обезвреживание фенола, индола и других ядовитых продуктов распада, всосавшихся в кровь в тонком и толстом кишечнике. Кроме того, печень участвует в обмене белков, жиров, углеводов, гормонов и витаминов. Печень поражается при сильных и длительных отравлениях, в том числе алкоголем. При этом нарушается выполнение ею основных функций.

Закладывается печень на четвертой неделе эмбрионального развития как вырост кишечника в области двенадцатиперстной кишки. Из быстро растущей клеточной массы формируются печеночные балки, а между ними врастают кровеносные капилляры. В начале развития железистая ткань печени очень рыхлая и не имеет дольчатого строения. Процессы тонкой дифференцировки печени происходят во второй половине внутриутробного развития и после рождения. В пренатальный период печень растет очень быстро и поэтому относительно велика. Из-за особенностей развития кровеносных сосудов печени вся плацентарная кровь проходит через нее, обеспечивая развивающиеся структуры кислородом и питательными веществами. По воротной вене к печени также поступает кровь от формирующегося Ж КТ. В этот период развития печень выполняет функцию депо крови. До рож-

Рис. 11.16. Поджелудочная железа, двенадцатиперстная кишка

и печень

дения в печени происходит кроветворение, в постнатальном периоде эта функция угасает.

На 10-й неделе пренатального развития в печени появляется гликоген, количество которого нарастает по мере роста плода. Непосредственно перед рождением относительное содержание гликогена в печени в два раза превышает его количество у взрослого человека. Такой увеличенный запас гликогена позволяет плоду преодолеть стрессовые ситуации, связанные с рождением и переходом в воздушную среду. Через несколько часов после рождения уровень гликогена в печени снижается до уровня взрослого.

У новорожденного ребенка печень занимает почти половину брюшной полости (рис. 11.17). Ее относительная масса в два раза больше, чем у взрослого. С возрастом ее относительная масса уменьшается, а абсолютная — увеличивается. Масса печени новорожденного равна 120—150 г, к концу второго года жизни она увеличивается в два раза, к девяти годам — в шесть раз, к периоду полового созревания — в 10. Наибольшая масса печени отмечается у человека в 20—30 лет.

У детей кровоснабжение печени в основном такое же, как и у взрослого, с той лишь разницей, что у ребенка могут быть дополнительные печеночные артерии.

Желчный пузырь у новорожденного и ребенка грудного возраста невелик. Образование желчи происходит уже у трехмесячного плода. У новорожденного на 1 кг веса тела выделяется в четыре раза больше желчи, чем у взрослого. Абсолютное количество желчи незначительно и увеличивается

Рис. 11.17. Расположение внутренних органов новорожденного с возрастом. В желчи у детей, в отличие от взрослых, ниже концентрация желчных кислот, холестерина и солей, но больше слизи и пигментов. Малое количество желчных кислот является причиной слабого переваривания жиров и значительного их выделения с калом, особенно при раннем прикорме смесями, приготовленными из коровьего молока. Кроме того, в желчи детей первого года жизни присутствуют вещества, обладающие бактерицидными свойствами.

К 14—15 годам у девушек и к 15—16 годам у юношей окончательно формируются печень и желчный пузырь. Несколько ранее, к 12—14 годам, завершается развитие системы регуляции желчевыделения.

Поджелудочная железа — крупная железа смешанной секреции. Она расположена за желудком и имеет вытянутую форму (см. рис. 11.17). В железе различают головку, шейку и хвост. Идущие от секреторных отделов выводные трубочки сливаются в более широкие протоки, которые объединяются в главный проток поджелудочной железы. Его отверстие открывается на вершине сосочка двенадцатиперстной кишки. Поджелудочная железа выделяет панкреатический сок (до 2 л в сутки), содержащий полный набор ферментов, расщепляющих белки, жиры и углеводы пищи. Ферментный состав сока может меняться и зависит от характера питания.

Пептидазы — ферменты, расщепляющие белки, — секре- тируются в неактивной форме. Они активируются в просвете кишки ферментом эптерокипазой, входящей в состав кишечного сока. Под влиянием энтерокиназы неактивный фермент трипсиноген превращается в трипсин, химотрипсиноген — в химотрипсии. В соке поджелудочной железы содержатся также амилаза и рибонуклеаза, которые расщепляют соответственно углеводы и нуклеиновые кислоты, а также липаза, активирующаяся желчью и расщепляющая жиры.

Регуляция выделения панкреатического сока осуществляется с участием нервных и гуморальных механизмов. Эфферентная импульсация, идущая по блуждающему нерву к поджелудочной железе, вызывает выделение небольшого количества сока, богатого ферментами.

Среди гормонов, оказывающих действие на поджелудочную железу, наиболее эффективны секретин и холецистоки- нин. Они стимулируют выделение ферментов, а также воды, бикарбоната и других ионов (кальция, магния, цинка, сульфатов, фосфатов). Секреция тормозится гормонами — сома- тостатииом и глюкагопом, образующимися в самой железе.

Когда не происходит приема пищи, секреция панкреатического сока незначительна и составляет 10—15% ее максимального уровня. В нервно-рефлекторную фазу при виде и запахе еды, а также жевании и глотании секреция повышается до 25%. Такое выделение панкреатического сока обусловлено рефлекторным возбуждением блуждающего нерва. При поступлении пищи в желудок секреция повышается иод действием как блуждающего нерва, так и гастрина. В последующую кишечную фазу, при поступлении химуса в двенадцатиперстную кишку, секреция достигает максимального уровня. Кислоту, поступающую вместе с пищевыми массами из желудка, нейтрализует бикарбонат (НСО3), секретируемый поджелудочной железой и слизистой двенадцатиперстной кишки. Благодаря этому pH содержимого кишки повышается до уровня, при котором активны ферменты поджелудочной железы (6,0—8,9).

Поджелудочная железа выполняет также функцию внутренней секреции, выделяя в кровь гормоны инсулин и глюкагон.

В эмбриональном периоде поджелудочная железа возникает па третьей неделе в виде парного выроста в области кишечника, примыкающего к желудку (см. рис. 11.2). Позднее закладки сливаются, в каждой из них развиваются эндо- и экзокринные элементы. На третьем месяце пренатального развития в клетках железы начинают выявляться ферменты тринсиноген и липаза, амилаза начинает вырабатываться после рождения. Эндокринные островки появляются в железе раньше экзокринных, на седьмой-восьмой неделе в а-клет- ках появляется глюкагон, а на 12-й — инсулин в р-клетках. Такое раннее развитие эндокринных элементов объясняется необходимостью формирования у плода собственной системы регуляции углеводного обмена, так как в этот период основным источником энергии является глюкоза, поступающая из организма матери через плаценту.

У новорожденного масса железы равна 2—4 г, к концу первого года жизни она быстро увеличивается за счет роста экзокринных элементов и достигает 10—12 г. Этим обусловлено и быстрое нарастание панкреатической секреции. В первые месяцы жизни, когда в желудке еще не образуется соляная кислота, пищеварение осуществляется за счет секрета поджелудочной железы.

Активность ферментов, расщепляющих белки, в первые месяцы жизни ребенка находится на довольно высоком уровне, который продолжает возрастать и достигает максимума в четыре —шесть лет. Уже на третий день жизни ребенка в соке поджелудочной железы выражена активность химот- рипсина и трипсина, активность липазы еще слаба. К третьей неделе активность этих ферментов возрастает. Активность амилазы и липазы сока поджелудочной железы увеличивается к концу первого года жизни, что связано с переходом ребенка на питание смешанной пищей. Искусственное вскармливание повышает как объем секреции, так и активность ферментов. Амилолитическая и липолитическая активность достигает максимальных значений к шести —девяти годам жизни ребенка. Дальнейшее увеличение секреции этих ферментов происходит за счет повышения объема выделяющегося секрета при постоянной их концентрации.

У плода отсутствует периодическая сократительная деятельность ЖКТ. Местные сокращения возникают в ответ на раздражение слизистой оболочки, при этом содержимое кишки перемещается в сторону анального отверстия.