Секреторной функции поджелудочной железы

Поджелудочная железа имеет альвеолярно-ацинозное строение, состоит из множества долек, которые находятся на небольшом расстоянии друг от друга, отделены прослойками соединительной ткани. Каждая долька – это скопление секреторных клеток эпителия разной формы, в них происходит образование поджелудочного сока.

Среди клеток паренхимы имеются специфические клетки, которые группируются в скопления. Их называют островками Лангерганса. Величина варьируется от 50 до 40 мкм в диаметре. Общая масса не более 3% от всей поджелудочной железы взрослого человека.

Панкреатические островки богато снабжены мельчайшими кровеносными сосудами и капиллярами, не оснащаются выводными каналами, однако обладают внутренней секрецией, вследствие чего вырабатывают гормоны сразу в кровь. Также регулируют углеводные процессы в организме человека.

Рассмотрим физиологию поджелудочной железы, в чем заключается внутрисекреторная и внешнесекреторная функциональность внутреннего органа.

Роль железы в организме

Орган пищеварительной системы продуцирует различные ферменты и гормоны. У него есть две «обязанности» — это инкреторная функция поджелудочной железы (другие называния – эндокринная, внутрисекреторная) и внешнесекреторная функция – экзокринная деятельность.

Внутренний орган располагается в брюшной полости. Он облегает заднюю стенку желудка, локализуется на уровне первых поясничных позвонков. Это примерно выше пупка на 10 сантиметров ближе к левому боку.

Особенность органа состоит в том, что он имеет несколько сегментов. Подразделяется на головную и хвостовую части, а также тело. Функциональность ПЖ имеет большое значение для нормальной работы всего организма в целом. При сбоях в работе наблюдается расстройство пищеварительных процессов. Если выявляется дисфункция панкреатических островков, происходит развитие сахарного диабета у взрослых и детей.

Если условно, то поджелудочную железу можно рассматривать как орган системы пищеварения, состоящий из двух частей – многочисленное количество мелких железок и каналов, по которым панкреатический секрет попадает в двенадцатиперстную кишку.

В норме вес органа не превышает 80 г, за сутки вырабатывает около 1500-2000 мл поджелудочного сока, что создает определенную нагрузку на него. Секрет сопровождается щелочной реакцией, нейтрализует агрессивное воздействие сока желудка перед поступлением пищи из оного в 12-перстную кишку. Это нужно для того чтобы соляная кислота не разъедала слизистые оболочки.

Головная часть ПЖ располагается рядом с двенадцатиперстной кишкой, в этом месте проходит общий проток, который соединяется с каналом, проводящим желчь.

Работа поджелудочной железы

Регулирование выработки панкреатического сока – это многоуровневый процесс, имеющий определенные закономерности. На активность рабочих клеток, которые способствуют продуцированию требуемых веществ, оказывает влияние деятельность центральной нервной системы.

Многочисленные научные эксперименты показали, что активность поджелудочной железы увеличивается не только при поступлении продуктов питания в организм, но и при виде еды, запаха пищи либо просто упоминании о ней. Такая активность обусловлена влиянием вегетативной части нервной системы.

В свою очередь парасимпатическая часть также повышает активность ПЖ посредством влияния блуждающего нерва. А симпатический отдел нервной системы ориентирован на понижение активности органа пищеварения.

Нормальная работа ПЖ обусловлена свойствами секрета желудка. Если выявляется повышенная кислотность оного, это приводит к механическому расширению, как результат, повышается выработка пищеварительных ферментов.

Увеличение кислотности и расширение двенадцатиперстной кишки также приводят к выработке компонентов, которые ориентированы на стимуляцию функциональности железы. К ним относят секретин и холецистокинин.

Железу не только стимулируют, усиливая ее работу, но и тормозят. Эта функция принадлежит симпатической нервной системе посредством:

• Соматостатина;
• Глюкагона.

Отмечается удивительная гибкость внутреннего органа: она подстраивается под ежедневный рацион в зависимости от предпочтения людей. Если в пище много белков – преимущественно вырабатывается трипсин, если жиров – то липаза.

Экзокринная деятельность

Внешнесекреторная и внутрисекреторная функции поджелудочной железы отвечают за многие процессы в человеческом организме. Экзокринная деятельность наблюдается в период переваривания еды. Как уже отмечалось, железа может вырабатывать в сутки до 2000 мл панкреатического сока.

Именно этот секрет облегчает процессы переваривания пищи, поскольку в его состав входят пищеварительные ферменты, расщепляющие органические компоненты, поступающие в организм вместе с едой.

Выявляется расщепление углеводных, белковых и жировых веществ до мельчайших молекул, которые также расщепляются ферментами до приемлемого состояния, в последующем они усваиваются в кишечнике.

Поджелудочный сок попадает в 12-перстную кишку – характеризуется одинаковым осмотическим давлением с плазмой крови. Большая его часть – это водная и электролитная, меньшая содержит ферменты. Концентрация электролитов всегда колеблется.

За сутки ПЖ вырабатывает до 20 г ферментированных белков. Это означает, что орган по способности продуцировать ферментные вещества занимает доминирующую позицию в организме. Выброс ферментов обусловлен стимуляцией органа. Процесс выведения ферментных компонентов из клеток не зависит от ферментной выработки. В основном секретогены напрямую управляют выходом белка из ационарной клетки.

Ферменты, отвечающие за гидролиз белков, находящиеся в поджелудочном соке, определяются в неактивной форме. Это предстает своеобразной защитой ПЖ от самопереваривания. Ферменты активизируются исключительно в 12-перстной кишке. Активизатором выступает энтерокиназа, синтезируемая слизистой кишки.

Именно это обуславливает каскадный феномен ферментов.

Внутрисекреторная функция

Внутрисекреторная часть поджелудочной железы отвечает за нормальную концентрацию сахара в человеческом организме. Содержание глюкозы регулируют определенные гормоны. Их функциональность описана инкреторным механизмом происходящих процессов. Иными словами, скопление клеток (панкреатические островки) выделяют гормон глюкагон и инсулин.

Инсулин ориентирован на снижение концентрации сахара, глюкагон, наоборот, увеличивает содержание. Если наблюдается дефицит инсулина, то возникает хроническое заболевание – сахарный диабет. Его бывает мало, либо он вовсе не синтезируется.

Эту патологию причисляют к наиболее сложным болезням поджелудочной железы внутренней секреции. При течении СД функциональность внутреннего органа значительно нарушается, что приводит к развитию осложнений. На фоне отсутствия коррекции гликемии существует угроза не только для здоровья, но и жизни больного.

Сахарный диабет бывает следующих типов:

1. Первый тип характеризуется дефицитом инсулина, при этом глюкагон в нормальных пределах либо несколько выше допустимых границ.
2. Второй тип заболевания протекает на фоне нормального количества инсулина, однако проявляется синдром инсулинорезистентности.

Внутрисекреторная функция поджелудочной железы нарушается вследствие различных причин – возрастные изменения в организме, неправильное питание, гиподинамия, патологии пищеварительного тракта, ЖКТ и пр.

Профилактика дисфункции органа

При сбое в работе поджелудочной железы наблюдаются проблемы с работой других внутренних органов и систем. ПЖ предстает «капризным» органом, который испытывает двойную нагрузку вследствие своего функционала.

Дисфункция железы бывает двоякого характера. Она может работать избыточно (гиперфункция) либо медленно (гипофункция). При воспалении ставится диагноз панкреатит. Доминирующий симптом – нарушение пищеварительного процесса.

Дисфункция железы может стать следствием определенных заболеваний. К ним относят гастриты, дуодениты, язвенные поражения желудка и двенадцатиперстной кишки. Также в список причисляют хронический холецистит, дискинезию желчевыводящих путей, желчекаменную болезнь и пр. заболевания.

В качестве профилактики сбоя в работе ПЖ нужно придерживаться следующих советов медицинских специалистов:

• Отказаться от курения, сократить потребление алкогольной продукции;
• Исключить тяжелые физические нагрузки;
• Вести здоровый образ жизни – сбалансированное питание, занятия спортом – гимнастика, дыхательные упражнения, плавание, водная аэробика;
• Периодически проходить профилактическое обследование у врача, ультразвуковое исследование желчного пузыря;
• Посещать гастроэнтеролога хотя бы раз в год.

При профилактике панкреатита большое внимание уделяется рациону. Поскольку более 70% случаев развития панкреатита приписывают вредным пищевым привычкам и злоупотреблению спиртным. Питаться нужно умеренно, регулярно, маленькими порциями. Отдать предпочтение овощам и фруктам, которые изобилуют витаминами и минеральными веществами.

Дисфункция поджелудочной железы проявляется различными симптомами. Если наблюдается болевой синдром в верхней зоне живота, нарушение пищеварения, тошнота и др. признаки, рекомендуется посетить медицинское учреждение для прохождения диагностики.

Строение и функции поджелудочной железы рассмотрены в видео в этой статье.

Последние обсуждения:

Основную массу поджелудочной железы (80—85 %) составляют экзокринные элементы, среди которых 80—95 % приходится на ацинозные (ацинарные) клетки; эти клетки секретируют ферменты (и небольшое количество неферментных белков); центроацинозные и протоковые клетки секретируют воду, электролиты, слизь; из протоков компоненты смешанного секрета частично реабсорбируются [3, с. 242].

Поджелудочная железа человека натощак выделяет небольшое количество секрета.

При поступлении пищевого содержимого из желудка в двенадцатиперстную кишку поджелудочная железа человека выделяет сок со средней скоростью 4,7 мл/мин. За сутки выделяется 1,5—2,5 л сока сложного состава.

Сок представляет собой бесцветную прозрачную жидкость со средним содержанием воды 987 г/л.

Щелочная среда сока (рН 7,5—8,8) обусловлена наличием в нем гидрокарбонатов (до 150 ммоль/л) [3, с. 242].

Концентрация гидрокарбонатов в соке изменяется прямо пропорционально скорости секреции.

В соке содержатся хлориды натрия и калия; между концентрацией гидрокарбонатов и хлоридов обратная зависимость. Гидрокарбонаты сока поджелудочной железы участвуют в нейтрализации и ощелачивании кислого пищевого содержимого желудка в двенадцатиперстной кишке. В соке отмечается значительная концентрация белка, основную часть которого составляют ферменты.

 Сок поджелудочной железы богат ферментами, которые синтезируются в ацинозных панкреоцитах.

Ферменты поджелудочного сока переваривают все виды питательных веществ. Амилаза, липаза и нуклеаза секретируются поджелудочной железой в активном состоянии, а протеазы — в виде зимогенов.

Трипсиноген сока поджелудочной железы в двенадцатиперстной кишке под действием ее фермента энтерокиназы превращается в трипсин. Последующую активацию трипсиногена вызывает трипсин.

Активация состоит в отщеплении от трипсиногена гексапептида под действием энтерокиназы и трипсина при рН 6,8—8,0. Процесс ускоряется в присутствии ионов Са2+.

Химотрипсиноген активируется трипсином.

Трипсин и химотрипсин (а также панкреатопептидаза, или эластаза) расщепляют преимущественно внутренние пептидные связи белков. Эти ферменты действуют и на высокомолекулярные полипептиды, в результате чего образуются низкомолекулярные пептиды и аминокислоты.

В составе сока поджелудочной железы выделяется не которое количество ингибитора трипсина.

Поджелудочная железа синтезирует прокарбоксипептидазы А и В, проэластазы и профосфолипазу.

Они активируются трипсином с образованием соответствующих ферментов: карбоксипептидаз А и В, эластаз и фосфолипазы. Сок поджелудочной железы богат б-амилазой, расщепляющей полисахариды до ди- и моносахаридов.

На производные нуклеиновых кислот действуют рибо- и дезоксирибонуклеазы. Панкреатическая липаза расщепляет жиры, в основном триглицериды, до моноглицеридов и жирных кислот. На липиды действуют также фосфолипаза А2 и эстераза.

Поджелудочная железа секретирует профермент — панкреатическую фосфолипазу, которая активируется трипсином.

Поскольку триглицериды нерастворимы в воде, липаза действует только на поверхности жира. Чем больше суммарная площадь поверхности контакта жира и липазы, тем активнее идет его гидролиз. Поэтому эмульгирование жира имеет огромное значение для его переваривания. Эмульгирование обеспечивается желчью, точнее — ее желчными кислотами и их солями.

Размеры частиц жира 0,2—5,0 мкм. Активность липазы повышает также фермент колипаза. Она связывается с липазой в присутствии желчных солей и снижает оптимум рН действия фермента с 9 до 6—7, а также способствует адсорбции липазы на слизистой оболочке кишки.

Повышают активность липазы присутствие и ионов Са2+. Под действием липаз осуществляется обычно неполный гидролиз три-глицеридов; при этом образуется смесь из моноглицеридов (около 50 %), жирных кислот и глицерина (40 %), ди- и триглицеридов (3—10%).

Секреция поджелудочной железы регулируется нервными и гуморальными механизмами.

И. П. Павлов показал, что раздражение блуждающего нерва вызывает выделение большого количества сока поджелудочной железы, богатого ферментами.

Холинергические волокна блуждающих нервов с помощью АХ действу ют на М-холинорецепторы панкреацитов. Затем высвобождающиеся ион Са2+ и комплекс ГЦ — цГМФ в роли вторичных мессенджеров стимулируют секрецию панкреоцитами ферментов и гидрокарбонатов.

Холинергические нейроны, кроме того, потенцируют секреторные эффекты секретина и ХЦК. Хирургическая ваготомия существенно снижает секрецию поджелудочной железы.

Симпатические волокна, иннервирующие поджелудочную железу через в-адренорецепторы, тормозят ее секрецию, усиливают синтез органических веществ в ней.

Адренергические эффекты снижения секреции обеспечиваются также уменьшением кровоснабжения поджелудочной железы путем сужения кровеносных сосудов через их б-адренорецепторы.

Торможение секреции вызывают болевые раздражения, сон, напряженная физическая и умственная работа.

Поджелудочная железа имеет также пептидергическую иннервацию. Окончания этих нейронов выделяют ряд нейропептидов, одни из которых стимулируют, другие — тормозят секрецию под желудочной железы.

Первым открытым (и на званным гормоном) явился секретин — стимулятор обильного сокоотделения и секреции гидрокарбонатов. Высвобождение этого гормона в кровь S-клетками двенадцатиперстной кишки происходит при действии на ее слизистую оболочку перешедшего в кишку кислого желудочного содержимого.

Секретин стимулирует сек рецию в большей мере через соответствующие мембранные рецеп торы и вторичные мессенджеры АЦ — цАМФ центроацинозные и протоковые клетки, в меньшей мере — ацинозные клетки, поэтому выделяется секрет с высокой концентрацией гидрокарбонатов и низкой ферментативной активностью [3, с. 244].

Вторым гормоном, усиливающим секрецию поджелудочной железы, является холецистокинин (ХЦК). Высвобождение гормона в кровь из ССК-клеток слизистой оболочки двенадцатиперстной и тощей кишки происходит под влиянием пищевого химуса (особенно продуктов начального гидролиза пищевых белков и жиров, углеводов, некоторых аминокислот).

Стимулируют высвобождение ХЦК присутствие ионов Са2+ и снижение рН в двенадцати перстной кишке.

ХЦК действует преимущественно на ацинусы поджелудочной железы, поэтому выделяющийся в ответ на стимуляцию этим гор моном сок богат ферментами.

Вторичными мессенджерами являются ионы Са2+ и комплекс ГЦ — цГМФ. Одновременное действие на железу секретина и ХЦК (при приеме пищи) усиливает их стимуляторный эффект. Секретин и ХЦК применяются в клинике как стимуляторы секреции при диагностике заболеваний под желудочной железы.

Пептид химоденин стимулирует секрецию химотрипсиногена.

Секреция поджелудочной железы усиливается также гастрином, серотонином, инсулином, бомбезином, солями желчных кис лот. Тормозят выделение поджелудочного сока глюкагон, соматостатин, вазопрессин, вещество Р, АКТГ, энкефалин, кальцитонин, ЖИП, ПП, УУ. ВИП может возбуждать и тормозить секрецию поджелудочной железы.

Секреция сока поджелудочной железы резко усиливается через 2—3 мин после приема пищи и продолжается 6—14 ч. От количества и качества пищи зависят объем, состав выделяющегося сока, динамика выделения.

Чем выше кислотность пищевого содержимого желудка, поступающего в двенадцатиперстную кишку, тем больше выделяется сока поджелудочной железы и тем больше гидрокарбонатов в его составе.

Поэтому кривая секреции поджелудочной железы в некоторой мере повторяет кривую желудочного сокоотделения.

Отличия кривых секреции желудка и поджелудочной железы определяются в основном буферными свойствами пищи, которая частично нейтрализует кислоту желудочного сока, и скоростью эвакуации содержимого желудка в двенадцатиперстную кишку.

Фазы секреции поджелудочной железы при стимуляции ее приемом пищи те же, что были описаны для желудочной секреции, но в отличие от них более выражены гормональные влияния на поджелудочную железу, особенно в кишечную фазу. Секреция имеет характерную динамику, зависящую от вида принятой пищи.

Первая, или мозговая, фаза секреции поджелудочной железы обусловлена видом, запахом пищи и другими раздражителями, связанными с приемом пищи (условнорефлекторные раздражения), а также воздействиями на рецепторы слизистой оболочки рта, жеванием и глотанием (безусловно-рефлекторные раздражения).

Нервные импульсы, возникающие в рецепторах, достигают продолговатого мозга и затем по волокнам блуждающего нерва поступают к железе и вызывают ее секрецию.

У человека с фистулой протока поджелудочной железы наблюдали условно рефлекторное выделение сока поджелудочной железы через 2—3 мин после того, как испытуемому говорили о пище, которую ему дадут.

В реализации первой фазы секреции принимают участие и регуляторные пептиды, высвобождение которых стимулировалось рефлекторными механизмами блуждающих нервов.

Вторая, или желудочная, фаза характеризуется тем, что секреция во время нее стимулируется и поддерживается путем ваговагального рефлекса с механо- и хеморецепторов желудка и с помощью гастрина.

С переходом желудочного содержимого в двенадцатиперстную кишку начинается третья, или кишечная, фаза секреции поджелудочной железы. В эту фазу секреция стимулируется ваговагальным дуоденопанкреатическим рефлексом, но ведущее значение имеет высвобождение в кровь секретина и ХЦК.

Высвобождение их происходит при действии на слизистую оболочку двенадцати перстной кишки кислого ее содержимого. Чем больше свободных ионов Н+, тем больше высвобождается секретина и тем выше объем сока поджелудочной железы и секреция гидрокарбонатов.

Гидрокарбонаты связывают ионы Н+, что приводит к повышению рН среды и уменьшает высвобождение секретина и соответственно объем сока и секрецию гидрокарбонатов. Секреция ферментов в кишечную фазу стимулируется ХЦК и рефлекторно за счет ваговагального рефлекса.

В кишечную фазу велика роль саморегуляции секреции поджелудочной железы по принципу отрицательной обратной связи в зависимости от свойств содержимого двенадцатиперстной кишки. Установлено, что отведение сока поджелудочной железы из двенадцатиперстной кишки вызывает гиперсекрецию поджелудочной железы, обратное введение сока в кишку тормозит эту секрецию.

Введение в кишку гидрокарбонатов снижает объем секреции, концентрацию и дебит (выделение) гидрокарбонатов в составе сока.

Введение сока поджелудочной железы в двенадцатиперстную кишку особенно выражено тормозит секрецию поджелудочной железой ферментов.

При этом повышение триптической активности химуса двенадцатиперстной кишки тормозит секрецию протеаз, повышение амилолитической активности химуса тормозит секрецию амилазы, повышенная липолитическая активность в наибольшей мере тормозит секрецию панкреатической липазы.

Тормозные эффекты ферментов снимаются или снижаются их специфически ми ингибиторами и пищевыми субстратами .

Таким образом, свойства секрета поджелудочной железы в кишечную фазу в большой мере определяются соотношением в химусе двенадцатиперстной кишки ферментов и гидролизуемых ими субстратов: избыток ферментов селективно тормозит их секрецию, избыток субстрата снимает эти тормозные влияния, и продукты гидролиза субстрата стимулируют секрецию соответствующих ферментов поджелудочной железой. Этот механизм направлен на срочную адаптацию секреции ферментов поджелудочной железы к виду принятой пищи.

Его реализация обеспечивается М-холинергическими и (в-адренергическими влияниями, ХЦК, секретином.

В целом нервные влияния при приеме пищи обеспечивают пусковые воздействия на поджелудочную железу, в последующей коррекции ее секреции большую роль играют гуморальные механизмы.

Однако высвобождение гормонов двенадцатиперстной кишкой и действие их на поджелудочную железу более выражены при сохраненной ее иннервации, что подчеркивает единство нервных и гуморальных механизмов регуляции секреции поджелудочной железы. При стимуляции секреции поджелудочной железы усиливается ее кровоснабжение, что важно для поддержания секреции на высоком уровне.

Секреция гуморально корригируется и всосавшимися питательными веществами.

Эти влияния осуществляются непосредственно на панкреоциты, выражено влияние на них некоторых аминокислот и глюкозы, опосредуются через центральные нервные механизмы (например, гипоталамический и бульварный центры автономной нервной системы) и регуляторные пептиды.

Влияние пищевых режимов на секрецию поджелудочной железы. Прием пищи вызывает увеличение выделения всех ферментов в составе сока, но для разных видов пищи это увеличение выражено в разной мере. В случае приема пищи с большим содержанием углеводов в наибольшей мере увеличивается секреция амилазы, белков — трипсина и химотрипсина, прием жирной пи щи вызывает секрецию сока с более высокой липолитической активностью.

Спектр ферментов сока поджелудочной железы срочно адаптируется к виду принимаемой пищи во все три фазы секреции и особенно в кишечную фазу.

Существуют и медленные адаптации секреции ферментов в зависимости от длительного режима питания.

Суть адаптации состоит в том, что поджелудочная железа синтезирует и секретирует больше того фермента, который гидролизует преобладающие в рационе питательные вещества.

Преобладание в рационе белков повышает выделение в составе сока поджелудочной железы протеаз, преимущественное углеводное питание вызывает увеличение выделения с соком амилазы, а большое количество жира в рационе — выделение с соком липазы.

Эти изменения носят согласованный с изменениями функционирования других отделов пищеварительного тракта характер, составляя часть интегрированных адаптации всего пищеварительного конвейера.

Сама железа способна приспосабливаться к характеру питания. Это зависит от потребляемой пищи. При употреблении большего числа углеводов используется больше ферментов, расщепляющих их; при превалировании жирной пищи — больше врабатывается липаза, белковой — трипсин. Но не стоит злоупотреблять этой способностью железы. Особенность заключается в том, что она крайне редко подает сигналы о возможной перенагрузке, чаще всего наступает очень бурная реакция, говорящая не о начале заболевания, а о его полном расцвете.

Пренебрежение поджелудочной железой ведет за собой множество последствий, ведь этот орган располагается вблизи не менее важных органов: желудка, печени, почек, селезенки, да и сердце страдает при поражении поджелудочной железы. Опасность еще заключается в том, что эти изменения происходят очень быстро, а для самой железы порой достаточно, и нескольких часов.