Секреторная деятельность поджелудочной железы

В тонкой кишке осуществляется перемешивание кислого химуса со щелочными секретами поджелудочной железы, кишечных желез и печени, деполимеризация питательных веществ до конечных продук­тов(монометров), способных поступать в кровоток, продвижение химуса в  аборальном направлении,  экскреция  метаболитов и др.

Пищеварение в этом отделе начинается в полости кишки (полостное пищеварение), а затем продолжается в зоне гликокаликса и исчерченной каймы энтероцитов слизистой кишечника (пристеночное пищеварение). Как полостное, так и пристеночное пищеварение осу­ществляется ферментами секретов поджелудочной железы и кишечного сока под  влиянием желчи.

Поджелудоч­ная железа — большая железа смешанной секреции.

Эндокринный отдел поджелудочной железы, представленный клетками островков Лангерганса, продуцирует ряд гормонов (инсулин, глюкагон и др.) непосредственно в кровь.

Экзокринный отдел поджелудочной железы представлен панкреоцитами оцинусов, секретирующими пищеварительные ферменты, а также рацинозными эпителиоцитами и клетками вставочных отделов поджелудочной железы мелких выводных протоков, секретирующих воду, карбонаты, электролиты. Образующийся панкреатический сок поступает через систему выводных протоков в двенадцатиперстную кишку. Состав и свойства панкреатического сока зависят от коли­чества и качества пиши.

В сутки у человека вырабатывается 1,5-2,5 л панкреатического сока, изотоничного плазме крови, щелочной реакции (рН 7,5-8,8). Такая реакция обусловлена содержанием ионов бикарбоната, которые обес­печивают нейтрализацию кислого желудочного содержимого и со­здают в двенадцатиперстной кишке щелочную среду, оптимальную для действия панкреатических ферментов. Кроме того, в состав панкреатического сока входят катионы Na+, K+, Са2+ М2+ и анионы Cl— , HCO32- , HPO42- , а также слизистые вещества. Концентрация бикарбонатов в соке прямо пропорционально зависит от скорости его секреции. Между концентрацией бикарбонатов и хлоридов зави­симость обратно пропорциональная.

Поджелудочный сок содержит ферменты для гидролиза всех видов питательных веществ:  белков, жиров и углеводов.

Белки расщепляют протеолитические ферменты, которые по меха­низму гидролиза разделяются на две группы: эндопептидазы (трипсин, химотрипсин, эластаза) расщепляют внутренние пептидные связи бел­ков, образуя пептиды и аминокислоты; экзопептидазы (карбоксиптидаза А и В и аминопептидаза) расщепляют в белках и пептидах конечные связи, освобождая аминокислоты одну за другой. Панкреатоциты выделяют протеолитические ферменты в виде неактивных проферментов трипсиногенов, химотрипсиногенов, прокарбоксипептидаз А и В, которые активируются в двенадцатиперстной кишке.

Трипсиноген превращается в активный трипсин при отщеплении гексапептида ферментом энтерокиназой (продукта энтероцитов Бруннеровых желез). После образования трипсина процесс активации его предшественника при рН 6,8-8,0 становится аутокаталитическим. Образовавшийся активный трипсин, в свою очередь, становится активатором для химотрипсиногена, прокарбоксипептидаз А и В, проэластазы.

В соке поджелудочной железы содержатся липолитические фер­менты, которые выделяются в неактивном (профосфолипаза А) и активном состоянии (панкреатическая липаза,  лецитиназа).

Панкреатическая липаза гидролизует нейтральные жиры до жир­ных кислот и моноглицеридов, фосфолипаза А расщепляет фосфо-липиды до жирных кислот. Гидролиз жиров липазой усиливается в присутствии желчных кислот и ионов кальция.

Амилолитический фермент сока (панкреатическая альфа- амилаза) расщепляет крахмал и гликоген до ди- и моносахаридов. Дисахариды далее под влиянием мальтазы и лактазы превращаются в моносахариды.

Нуклеотические ферменты принадлежат к фосфодиэстеразам. В панкреатическом соке они представлены рибонуклеазой (гликолиз рибонуклеиновой кислоты) и дезоксинуклеазой (гидролиз дезоксинуклеиновой кислоты).

С целью предотвращения самопереваривания те же клетки, кото­рые секретируют протеолитические ферменты, одновременно секретируют вещество, называемое ингибитором трипсина. Это вещество накапливается в цитоплазме железистых клеток, окружая гранулы фермента, что предупреждает активацию трипсина как внутри сек­реторных клеток, так и в ацинусах и протоках поджелудочной же­лезы. Поскольку трипсин активирует остальные панкреатические протеолитические ферменты, его ингибитор также предупреждает их последующую активацию.

Калликреин, активируемый трипсином, биологически активное вещество, стимулирует образование в крови каллидина, гипотензив­ного пептида,  идентичного  брадикинину.

В отличие от ферментов ионы бикарбоната и воды секретируются в больших количествах эпителиальными клетками протоков поджелудочной же­лезы. Обильная секреция панкреатического сока сопровождается зна­чительным увеличением концентрации ионов бикарбоната — до 145 Мэкв/л, что в пять раз превышает их содержание в плазме. Такое многократное увеличение бикарбоната в секрете обеспечивается тес­но взаимосвязанными процессами, начинающимися с того, что дву­окись углерода диффундирует внутрь клеток из крови и под вли­янием карбоангидразы взаимодействует с водой, образуя угольную кислоту, диссоциирующую на ионы бикарбоната и водорода. Бикар­бонат проходит через мембрану клетки в просвет протоков. Ионы водорода, образовавшиеся при диссоциации угольной кислоты внут­ри клетки, активно обмениваются на ионы натрия, которые транс­портируются в панкреатический проток. Движение ионов натрия и бикарбоната из крови в просвет протока создает осмотический гра­диент, вызывающий движение воды в панкреатический проток и образование  раствора  бикарбоната.

Секреторные клетки под­желудочной железы вне периода пищеварения находятся в состоя­нии покоя и отделяют сок лишь в связи с периодической деятель­ностью желудочно-кишечного тракта. Секреция поджелудочной же­лезы происходит иод воздействием нервных влияний и гуморальных раздражителей, возникающих при поступлении пищи в пищевари­тельный тракт, а также при виде, запахе пищи и в случае действия привычной обстановки ее приема. Как и в случае желудочной сек­реции, процесс отделения поджелудочного сока разделяется на три фазы: сложнорефлекторную (мозговую или цефалическую), желудоч­ную и кишечную.

Сложнорефлекторная фаза секреции начинается не только при непосредственном воздействии элементов пиши на рецепторы рото­вой полости, но и при виде, запахе пищи и при действии той обстановки, в которой происходит акт еды. Поступление пищи в полость рта и глотки вызывает рефлекторное возбуждение, наслаи­вающееся на уже начавшуюся секрецию поджелудочной железы.. Дуга рефлекса включает рецепторы полости рта, чувствительные нервные волокна, идущие в продолговатый мозг, центральные парасимпати­ческие нейроны, эфферентные волокна вагуса, секреторные клетки поджелудочной железы. Эта фаза значительно менее выражена, не­жели в предыдущих отделах пищеварительного тракта.

Желудочная фаза секреции является следствием поступления пищи в желудок. Возбуждение поджелудочной железы возникает при ме­ханическом, химическом и гуморальном раздражении рецепторов желудка. Афферентные импульсы, возникающие в результате раздра­жения хеморецепторов слизистой оболочки желудка, по чувствитель­ным нервным волокнам поступают в центральную нервную систему, откуда по блуждающему нерву эфферентные влияния направляются к поджелудочной железе. Химическими раздражителями являются как вещества, вырабатывающиеся в самом желудочно-кишечном тракте, так и содержащиеся в пище. Натуральными раздражителями, вызы­вающими возбуждение поджелудочной железы, являются НС1, овощ­ные соки, жиры и продукты их гидролиза. Гуморальным регулято­ром поджелудочной железы в этой фазе является гормон антраль-ного отдела желудка гастрин. Последний, всасываясь в кровь, воз­буждает секрецию поджелудочной железы.

Кишечная фаза секреции начинается после поступления химуса в двенадцатиперстную кишку. В это время вырабатывается большая часть панкреатического сока. Количество и состав секрета поджелу­дочной железы зависит от качества и количества пищи, контроли­руется рецептивными клетками кишечника и, в первую очередь, двенадцатиперстной кишки. Эта фаза секреции развивается под влиянием рефлекторных влияний и кишечных гормонов. Доказано существование мощных дуоденопанкреатических рефлексов. Общность иннервации поджелудочной железы, двенадцатиперстной кишки и печени с желчными ходами обусловливает их функциональную вза­имосвязь.

Поступление хлористоводородной кислоты и продуктов перевари­вания пищи в верхний отдел тонкой кишки стимулирует секрецию поджелудочной железы. Стимуляция продолжается при поступлении желчи в двенадцатиперстную кишку и новых частиц переваренной пищи в тонкую кишку. Однако поджелудочную железу в этой фазе секреции преимущественно стимулируют кишечные гормоны секре­тин и холецистокинин. Секретин высвобождается при действии НСl на S-клетки двенадцатиперстной кишки. Под его влиянием выра­батывается большое количество сока поджелудочной железы, бога­того бикарбонатами и бедного ферментами, так как он преимуще­ственно действует на функции эпителиальных клеток протоков и почти не влияет на панкреатоциты. Холецистокинин действует пре­имущественно на ацинарные клетки, вызывая секрецию панкреати­ческого сока, богатого ферментами. Высвобождение холецистокинина из I-клеток слизистой двенадцатиперстной и тощей кишки в наи­большей мере стимулирует продукты начального гидролиза пищевого белка и жира, а также аминокислоты, в меньшей степени этот процесс стимулируется хлористоводородной кислотой и углеводами. Богатый ферментами панкреатический сок секретируется лишь при совместном действии на железу секретина и холецистокинина, потенциированных ацетилхолином.

Панкреатическую секрецию стимулируют также вазоактивный интестинальный полипептид (ВИП), серотонин, образующийся в энтерохромафинных клетках слизистой желудочно-кишечного тракта и ткани поджелудочной железы, инсулин, бомбезин, субстанция Р, соли желчных кислот.

Тормозное влияние на секрецию оказывают глюкагон, кальцитонин, ПП, соматостатин, ГИП. Эффекты интестинальных пептидов опосредуются путем их влияния на секреторную активность желудочных желез, что сопровождается увеличением кис­лотности желудочного химуса, который при поступлении в двенад­цатиперстную кишку стимулирует выделение  ее  гормонов.

Парасимпатические нервные влияния оказывают пусковое, а сим­патические — тормозное влияние на железу. Нервные влияния здесь менее выражены, чем гуморальные. Из слизистой оболочки двенад­цатиперстной кишки выделен полипептид, стимулирующий секрецию хи мотрипсиногена.

Снижение панкреатической секреции происходит при болевых раздражениях, во время сна, при напряженной физической и ум­ственной работе.

В ответ на потребление белковой и углеводной пищи (мясо, хлеб) наблюдается резкое увеличение секреции в первые два часа, с мак­симумом отделения сока на втором часе после приема пищи.

Рис.9.4. Выделение желудочного и поджелудочного сока на различные пищевые вещества.
Желудочный сок — пунктирная линия, поджелудочный сок — сплошная линия.