Перечень гормонов поджелудочной железы
Ферменты и гормоны поджелудочной железы регулируют не только пищеварительные процессы, но и обмен веществ во всем организме. У здорового человека благодаря поочередному воздействию этих веществ организм работает слаженно. Чувство голода, насыщения, последующее усвоение питательных веществ, откладывание энергии «про запас», использование отложенной энергии при необходимости — каждым процессом руководит соответствующий гормон, контролируя и дополняя действия других. Любое нарушение работы хотя бы одного из них чревато серьезными последствиями для здоровья.
Анатомия эндокринной части поджелудочной железы
Значение поджелудочной железы как органа, выполняющего эндокринную функцию, определяется деятельностью островкового аппарата. Располагаясь преимущественно в хвостовой части железы, островки Лангерганса занимают не более 2% общей массы поджелудочной, однако их количество насчитывает сотни тысяч.
Микроскопические островки состоят из мозаично расположенных альфа-, бета- и дельта-клеток. Каждый островок окружает оболочка, снабженная капиллярами кровеносных сосудов, так как синтезируемые здесь вещества поступают прямо в кровь. Бета-клетки находятся по центру островка, а альфа- и дельта-клетки — на периферии.
Активность альфа-клеток обеспечивает производство глюкагона, отвечающего за повышение уровня глюкозы. Бета-клетки синтезируют инсулин, который понижает этот уровень.
Гормоны поджелудочной железы и их функции
Гормоны — это биологически активные вещества, оказывающие влияние на процессы обмена в организме. Многие гормоны, принимающие активное участие в процессе переработки пищи и усвоения питательных веществ, выделяет поджелудочная железа.
Под воздействием определенных раздражителей, таких, как прием пищи, голод или страх, рецепторы передают информацию в гипоталамус. Отсюда сигнал поступает в гипофиз. Из гипофиза выделяются гормоны, которые можно назвать почтальонами. Через кровеносные сосуды они достигают эндокринных желез, передают информацию о необходимости синтезировать гормон, нужный для выполнения того или иного действия.
Рассмотрим, какие гормоны вырабатывает поджелудочная железа, их особенности и функции.
Инсулин
Как и все гормоны поджелудочной, инсулин вырабатывается в специально предназначенных для этого клетках, называемых бета-клетками. Инсулин является пептидным гормоном, состоит из аминокислотных остатков.
Если концентрация сахара в крови становится ниже физиологической нормы, синтез инсулина начинает замедляться (при этом останавливаться он не должен).
Присутствие инсулина влияет на многие обменные процессы, но понижать уровень концентрации сахара — его главная задача. Это происходит, когда окончания нервных волокон (рецепторы) фиксируют превышение лимита уровня глюкозы.
Благодаря инсулину повышается проницаемость клеточных оболочек по отношению к глюкозе. Также данный гормон транспортирует в клетку фосфаты, аминокислоты, микроэлементы, необходимые для полноценного функционирование клетки, чем способствует укреплению местного и общего иммунитета.
Под воздействием инсулина в печени и мышцах из глюкозы образуется гликоген — полисахарид, запасаемый в виде гранул на клеточном уровне. Гликоген является своеобразной кладовой глюкозы. При нехватке энергии может быть быстро переработан в глюкозу.
Снижение уровня моносахаридов в крови происходит за счет процесса окисления глюкозы — гликолиза, во время которого происходит запасание энергии. Инсулин активирует в печени соответствующие ферменты, необходимые для процесса расщепления.
Еще инсулин способствует образованию жиров, однако не допускает накопления холестерина в сосудах и подавляет ферменты, расщепляющие жиры и гликоген. Также участвует в процессе выработки белка, предупреждая его дефицит.
Глюкагон
Инсулин и глюкагон — основные гормоны поджелудочной, обладающие прямо противоположным действием. Образование глюкагона происходит в альфа-клетках панкреатических островков. По структуре он представляет собой пептидный гормон.
Глюкагон выступает своеобразным стимулятором. Этот гормон связывает между собой все нужные вещества, отправляя их в кровь.
Задача глюкагона — обеспечить распад гликогена в клетках печени с целью высвобождения глюкозы в кровь. Под воздействием глюкагона из неуглеводных соединений образовывается глюкоза. Благодаря этим процессам поддерживается необходимый уровень сахара.
Глюкагон:
- способствует расщеплению жиров, высвобождая энергию;
- отвечает за образование кетоновых тел.
Данный гормон отвечает за мобилизацию организма, учащая сердцебиение, улучшая кровоснабжение скелетных мышц. Повышает артериальное давление.
Амилин
Гормон амилин вырабатывается вместе с инсулином в бета-клетках поджелудочной. Синтез гормона происходит во время принятия пищи. Благодаря его воздействию пища задерживается в желудке, а человек начинает испытывать чувство сытости.
Оптимизирует уровень моносахаридов в крови. Таким образом, этот гормон предохраняет наш организм от поступления в кровь чрезмерного количества глюкозы.
Разрушение бета-клеток поджелудочной ведет не только к проблемам с выработкой инсулина, но и к недостаточному выделению амилина. Человек не может определить, что он наелся. За этим неизбежно следует ожирение.
Гастрин
Полипептидный гормон гастрин выделяется желудком и поджелудочной. Существует три разновидности гастрина: большой, малый и минигастрин. Отличаются они количеством аминокислот, из которых состоят.
Именно большой гастрин вырабатывает поджелудочная. Гастрин состоит из 34 аминокислот.
Гастрин запускает в желудке механизм выработки соляной кислоты. Под его действием главные клетки желудка увеличивают секрецию пепсина. Благодаря влиянию соляной кислоты и пепсина регулируется оптимальный уровень кислотности, необходимый для переваривания пищи.
Под воздействием гастрина происходит регуляция деятельности практически всех процессов, связанных с перевариванием пищи в желудке и подготовкой к продолжению процесса в кишечнике:
- усиливается кровоснабжение желудка для улучшения процесса переваривания пищи;
- стимулируется выработка слизи, защищающей стенки желудка от воздействия кислоты;
- контролируется степень переваривания пищи путем влияния на время нахождения пищи в желудке;
- стимулируется выработка панкреатических ферментов и гормонов, принимающих участие в расщеплении пищи.
Панкреатический полипептид
Этот пептид производится в ПП-клетках островков Лангерганса. Состоит он из 36 аминокислотных остатков. Основное действие, выполняемое этим веществом, – подавление выработки пищеварительных ферментов и желчи.
Ученые пришли к выводу, что основная функция панкреатического полипептида заключается «экономии» пищеварительных панкреатических ферментов. Он предотвращает излишнюю потерю желчи до следующего приема пищи.
После приема белковой пищи, голодания, физических упражнений его концентрация значительно возрастает. Если на голодный желудок панкреатического полипептида содержится приблизительно 80 пг на 1 мл крови, то после приема пищи это количество возрастает в 8-10 раз.
Соматостатин
Кроме вышеперечисленных, железа вырабатывает гормон соматостатин. Это происходит в дельта-клетках. Кроме поджелудочной, соматостатин вырабатывается также в гипоталамусе.
Соматостатин осуществляет тормозящее влияние на остальные гормоны и ферменты поджелудочной железы.
Соматостатин подавляет выработку пищеварительных ферментов и гормонов, таких, как инсулин, глюкагон, гастрин. Он также угнетает синтез серотонина (гормона радости) и соматотропина (гормона роста).
Эндокринные заболевания поджелудочной железы
Гормоны поджелудочной хоть и оказывают иногда противоположное друг другу действие, однако направлены на поддержание равновесия во всем организме. Любое нарушение ведет в сторону перекоса. Недостаточное образование одного вещества выражается в повышенной концентрации другого, что обязательно сказывается на общем состоянии здоровья.
Неправильное питание и образ жизни, стресс или другие заболевания приводят к разрушению бета-клеток панкреатических островков, которые отвечают за выработку инсулина. Этот важный гормон перестает регулировать уровень сахара, наступает патологическое состояние, называемое сахарным диабетом первого типа. Если же по какой-то причине клетки тела перестают воспринимать действие инсулина, больше не реагируют на него, наступает сахарный диабет второго типа.
Заболевание, при котором в бета-клетках поджелудочной железы образуется раковая опухоль, называется инсулинома. Она сопровождается чрезмерной выработкой инсулина и проявляется себя периодически повторяющимися гипогликемическими состояниями, связанными с нехваткой глюкозы в крови. Может окончиться потерей сознания, комой.
Разрушение бета-клеток препятствует выработке амилина, гормона поджелудочной, отвечающего за чувство насыщения. Как следствие, изменяется поведение человека во время приема пищи: он переедает, потому что ему кажется, будто он еще не наелся. Набор лишнего веса — неизбежный результат таких нарушений.
Патологическое увеличение секреции гастрина вследствие формирования злокачественного или доброкачественного образования в поджелудочной называют гастриномой, или синдромом Золлингера-Эллисона. Из-за повышенного выделения гастрина увеличивается концентрация соляной кислоты в желудке и двенадцатиперстной кишке, что приводит к образованию язв. Характерные черты болезни — отрыжки, изжога, понос с высоким содержанием соляной кислоты.
Стрессовые ситуации приводят к повышенной выработке гастрина, что тоже может закончиться язвой желудка.
Гормональная терапия
Гормоны поджелудочной отвечают за полноценное выполнение органами тела многих жизненно важных функций. Любой дисбаланс в их работе имеет серьезные последствия.
Так, инсулин является единственным гормоном, отвечающим за понижение уровня сахара в крови, а его нехватка приводит к сахарному диабету. В 1922 году была сделана первая инъекция гормонального препарата для помощи мальчику-подростку, страдавшему сахарным диабетом. С тех пор было разработано множество препаратов, снабжающих организм недостающим веществом. Они отличаются продолжительностью воздействия и степенью очистки. Существуют препараты, сделанные на основе человеческого, свиного инсулина и полностью синтетические.
В естественных условиях инсулин выполняет две задачи: постоянное поддержание уровня глюкозы в крови на протяжении суток и усиленная работа после приема пищи для нормализации показателей сахара. Инсулинотерапия преследует выполнение обеих задач. А так как любой препарат имеет пиковый период и определенную длительность воздействия, то невозможно обойтись одной инъекцией за день. Количество введений препаратов инсулина составляет 2-6 раз в сутки.
Человеческий соматостатин заменяют синтетическим препаратом Октреотидом. Продолжительность действия препарата превышает время воздействия гормона, вырабатываемого при естественных условиях. В гормональной терапии его используют ради подавления гормона роста, что имеет важное значение для лечения онкологических опухолей.
Значение гормонов поджелудочной все еще до конца не изучено. Однако в человеческом организме нет ничего маловажного, и для его нормального функционирования нужно избегать стрессов и вести здоровый образ жизни.
Источник
Гормонами называются вещества, синтезируемые крупными эндокринными железами и особыми железистыми клетками во внутренних органах. Их роль для организма заключается в контроле и регулировании метаболических биохимических процессов.
Гормоны поджелудочной железы вырабатываются в органе пищеварительной системы, связаны с перевариванием пищи и усвоением ее полезных составляющих. Через общую систему гипоталамо-гипофизарного управления подчиняются влиянию необходимости изменений обмена веществ. Чтобы понять особенности деятельности поджелудочной железы, необходим небольшой урок анатомии и физиологии.
Строение и функции
Поджелудочная железа является самой крупной среди эндокринных. Расположена забрюшинно. В строении различают: округлую головку, более широкое тело и удлиненный хвост. Головка — наиболее широкая часть, окружена тканями двенадцатиперстной кишки. Ширина доходит в норме до пяти см, толщина составляет 1,5–3 см.
Тело — имеет переднюю, заднюю и нижнюю грани. Спереди прилегает к задней поверхности желудка. Нижним краем доходит до второго поясничного позвонка. Длина составляет 1,75–2,5 см. Хвостовая часть — направлена кзади и влево. Контактирует с селезенкой, надпочечником и левой почкой. Общая длина железы составляет 16–23 см, а толщина уменьшается от трех см в зоне головки до 1,5 см в хвосте.
Вдоль железы идет центральный (Вирсунгиев) проток. По нему пищеварительный секрет непосредственно попадает в двенадцатиперстную кишку. Структура паренхимы складывается из двух основных частей: экзокринной и эндокринной. Они отличаются по функциональному значению и строению.
Экзокринная — занимает до 96% массы, состоит из альвеол и сложной системы выводных протоков, которые «отвечают» за выработку и выделение в пищеварительный сок ферментов для обеспечения переваривания пищи в кишечнике. Их недостаток тяжело отражается на процессах усвоения белков, жиров и углеводов. Эндокринная часть — образована скоплением клеток в особые островки Лангерганса. Именно здесь происходит секреция важных для организма гормональных веществ.
Участие в синтезе разных гормонов со стороны поджелудочной железы неодинаково
Какие гормоны вырабатывает поджелудочная железа?
Возможности науки с каждым годом расширяют сведения о роли гормонов поджелудочной железы, позволяют выявлять новые формы, их влияние и взаимодействие. Поджелудочная железа выделяет гормоны, участвующие в обмене веществ в организме:
- инсулин;
- глюкагон;
- соматостатин;
- панкреатический полипептид;
- гастрин.
До некоторого времени к гормонам поджелудочной железы относилось вещество С-пептид. Затем было доказано, что оно представляет собой частичку молекулы инсулина, оторванную при синтезе. Определение этого вещества сохраняет свою важность при анализе обнаружения количества инсулина в крови, поскольку его объем пропорционален основному гормону. Это используется в клинической диагностике.
В экстракте ткани железы обнаружены еще гормональные вещества ваготонин и центропнеин.
В эндокринной части железы клетки делят на четыре главных типа:
- альфа-клетки — составляют до 20% общей массы, в них синтезируется глюкагон;
- бета-клетки — основная разновидность, на них приходится 65–80%, продуцируют необходимый инсулин, для этих клеток свойственно постепенное разрушение с возрастом человека, их количество к старости уменьшается;
- дельта-клетки — занимают примерно 1/10 часть от общего числа, они вырабатывают соматостатин;
- РР-клетки — обнаруживаются в небольшом количестве, отличаются способностью к синтезу панкреатического полипептида;
- G-клетки — вырабатывают гастрин (совместно со слизистой оболочкой желудка).
Гистологическое строение паренхимы позволяет выделить разные виды клеток
Характеристика гормонов поджелудочной железы
Мы рассмотрим основные функции гормонов по их строению, действию на органы и ткани организма человека.
Инсулин
Представляет по строению полипептид. Структура состоит из двух цепочек аминокислот, соединенных «мостиками». Природа образовала наиболее похожий по строению с человеческим инсулин у свиней и кроликов. Эти животные оказались наиболее пригодными для получения препаратов из гормонов поджелудочной железы. Гормон вырабатывается бета-клетками из проинсулина с помощью отделения с-пептида. Выявлена структура, где происходит этот процесс — аппарат Гольджи.
Главная задача инсулина — регулировать концентрацию глюкозы в крови с помощью ее проникновения в жировые и мышечные ткани организма. Инсулин способствует усиленному поглощению глюкозы (повышает проницаемость клеточных оболочек), накоплению ее в виде гликогена в мышцах и печени. Запасы используются организмом при резком росте потребности в энергии (повышении физической нагрузки, заболевании).
Однако инсулин препятствует этому процессу. Он также не дает расщепляться жирам и образовывать кетоновые тела. Стимулирует синтез жирных кислот из продуктов обмена углеводов. Снижает уровень холестерина, предупреждает атеросклероз. Важна роль гормона в белковом обмене: он активизирует расход нуклеотидов и аминокислот с целью синтеза ДНК, РНК, нуклеиновых кислот, задерживает распад белковых молекул.
Эти процессы важны для формирования иммунитета. Инсулин способствует проникновению в клетки аминокислот, магния, калия, фосфатов. Регуляция количества необходимого инсулина зависит от уровня глюкозы в крови. Если образуется гипергликемия, то выработка гормона увеличивается, и наоборот.
В продолговатом мозге существует зона, именуемая гипоталамусом. В ней находятся ядра, куда поступает информация об избытке глюкозы. Обратный сигнал идет по нервным волокнам к бета-клеткам поджелудочной железы, тогда образование инсулина усиливается.
Гипоталамус — руководящая выработкой инсулина высшая «инстанция»
При снижении уровня глюкозы в крови (гипогликемии) ядра гипоталамуса тормозят свою активность, соответственно снижается секреция инсулина. Таким образом, высшие нервные и эндокринные центры регулируют обмен углеводов. Со стороны вегетативной нервной системы на регуляцию выработки инсулина влияют блуждающий нерв (стимулирует), симпатический (блокирует).
Доказано, что глюкоза способна непосредственно действовать на бета-клетки островков Лангерганса и высвобождать инсулин. Большое значение имеет активность разрушающего инсулин фермента (инсулиназы). Она максимально сосредоточена в паренхиме печени и в мышечной ткани. При прохождении крови сквозь печень разрушается половина инсулина.
Глюкагон
Гормон, как и инсулин является полипептидом, но в структуре молекулы присутствует только одна цепочка аминокислот. По своим функциям считается антагонистом инсулина. Образуется в альфа-клетках. Основное значение — расщепление липидов жировой ткани, увеличение концентрации глюкозы в крови.
Совместно с другим гормоном, который также выделяет поджелудочная железа, соматотропином и гормонами надпочечников (кортизолом и адреналином) он защищает организм от резкого падения энергетического материала (глюкозы). Кроме того, важна роль:
- в усилении почечного кровотока;
- нормализации уровня холестерина;
- активации способности печеночной ткани к регенерации;
- в выведении натрия из организма (снимает отеки).
Механизм действия связан во взаимодействии с рецепторами клеточной мембраны. В результате увеличивается активность и концентрация в крови фермента аденилатциклазы, что стимулирует процесс распада гликогена до глюкозы (гликогенолиз). Регуляция секреции осуществляется уровнем глюкозы в крови. При повышении тормозится выработка глюкагона, понижение активизирует продуцирование. Центральное воздействие оказывает передняя доля гипофиза.
Соматостатин
По биохимическому строению относится к полипептидам. Способен тормозить вплоть до полного прекращения синтез таких гормонов, как инсулин, тиреотропных, соматотропина, глюкагона. Именно этот гормон может подавлять секретирование пищеварительных ферментов и желчи.
Нарушение выработки способствует патологиям, связанным с пищеварительной системой. Тормозит секрецию глюкагона путем блокирования поступления в альфа-клетки ионов кальция. На действие влияет гормон роста соматотропин передней доли гипофиза через повышение активности альфа-клеток.
Один из гормонов, который вырабатывается железой
Полипептид
Гормон синтезируют PP-клетки. Он считается антагонистом холецистокинина. Подавляет секреторные функции и активизирует продуцирование желудочного сока. Действие еще недостаточно изучено. Известно, что он участвует в торможении бурного поступления в кровь билирубина, трипсина, желчи, расслаблении мышечной стенки желчного пузыря, подавляет выработку некоторых пищеварительных ферментов.
Пока ученые сходятся во мнении, что основной задачей этого гормона является — экономия ферментов, желчи.
Гастрин
Продуцируется двумя органами — желудком и поджелудочной железой (в меньшем объеме). Контролирует деятельность всех гормонов, участвующих в пищеварении. По числу аминокислотного состава известны 3 вида: микрогастрин — в структуре молекулы 14 аминокислот, малый — в составе 17 разновидностей, большой — формула содержит 34 аминокислоты. Нарушение синтеза вызывает сбой в работе желудка и кишечника. В клинической практике важен анализ на гастрин.
Другие активные вещества
Выявлены и другие, но не менее значимые гормоны, синтезируемые в поджелудочной железе:
- Липокаин — стимулирует образование липидов и окисление жирных кислот, защищает печень от жировой дистрофии.
- Ваготонин — повышает тонус блуждающего нерва, усиливает его воздействие на внутренние органы.
- Центропнеин — возбуждает дыхательный центр продолговатого мозга, помогает в расслаблении мускулатуры бронхов. Усиливает возможность гемоглобина связываться с кислородом и этим улучшает его транспорт в ткани.
- Тиролиберин (другие названия «тиреотропин-рилизинг-фактор», «тиреорелин») — основное место синтеза — гипоталамус, но в малом количестве образуется в островках Лангерганса, желудочно-кишечном тракте, в других нервных ядрах мозга, в эпифизе. Способствует усилению продуцирования в передней доле гипофиза тиреотропного гормона и пролактина, обеспечивающего лактацию у женщин после родов.
Вещество отвечает за процессы, протекающие в печени
Какие применяются лекарственные препараты гормонов поджелудочной железы?
Наиболее известны препараты из инсулина, выпускаемые разными фармацевтическими компаниями. Их отличия заключаются в трех признаках:
- в происхождении;
- скорости наступления и продолжительности действия;
- способе очистки, а также степени чистоты.
В зависимости от происхождения выделяют:
- природные (естественные) средства, изготовленные из поджелудочных желез свиней и крупного рогатого скота (Актрапид, Инсулин ленте GPP, Ультраленте МС, Монотард МС);
- синтетические — получают тонкими методами генной инженерии, составления комбинаций ДНК (Актрапид НМ, Изофан НМ, Хомофан, Хумулин и другие).
По времени начала эффекта и продолжительности действия различают препараты:
- быстрого и одновременно короткого действия (Инсуман рапид, Актрапид, Актрапид НМ,), они начинают действовать уже спустя 15–30 минут после поступления, длительность составляет до 8 часов;
- средней продолжительности — (Хумулин Н, Инсулонг СПП, Хумулин ленте, Монотард МС), начало через 1–2 часа, длительность до 24 часов);
- средней продолжительности + инсулины короткого действия (Актрафан НМ, Инсуман комб., Хумулин М-1) — большая группа, в которой для каждого препарата определены свои параметры, но начинается действие всех спустя 30 минут.
Подробную классификацию препаратов учитывают врачи эндокринологи при выборе для лечения конкретного пациента после его обследования.
Глюкагон показан при любых гипогликемических состояниях
Синтетический препарат Глюкагон вводят внутривенно в качестве помощи от передозировки инсулина. Соматостатин близких животных используется для создания лекарственных средств в терапии заболеваний, связанных с гиперфункцией гормона роста. Очень важен при акромегалии. Болезнь возникает во взрослом возрасте, проявляется усиленным ростом костей черепа, стоп, увеличением некоторых частей тела.
Биологическая роль гормонов поджелудочной железы незаменима для здорового организма. Практически они обеспечивают перевод пищевых продуктов в необходимую энергию. В клетках, которых идет выработка гормонов, нет специальных протоков или выводных путей. Они свой секрет выделяют непосредственно в кровоток и быстро разносят по организму. Нарушенные функции, сбой продуцирования угрожают человеку опасными заболеваниями.
Источник
