Сок поджелудочной железы содержит амилазу

Медицина / Физиология / Физиология (статья)

Физиология поджелудочной железы. Панкреатический сок. Амилаза

Статья |
9-08-2018, 12:53
|

Поджелудочная железаПоджелудочная железа представляет собой орган бледно-желтого цвета, мягкой консистенции, длина которого составляет примерно 12-15 сантиметров, масса около 100 г; расположена поперечно в верхней части живота. Форма поджелудочной железы напоминает цилиндр с хорошо различимыми хвостом, телом и головкой. Головка поджелудочной железы находится в изгибе двенадцатиперстной кишки, тело находится за желудком, хвост направлен к селезенке (см рисунок).

Поджелудочная железа

Поджелудочная железа и ее расположение по отношению к другим органам

Гистологическое строение поджелудочной железы представляет собой сложную альвеолярную структуру, состоящую из двух основных видов ткани, которые осуществляют внешнесекреторную (экзокринную) и внутрисекреторную (эндокринную) деятельность. Большая часть тканей органа выполняют экзокринную функцию. Примерно 90% поджелудочной железы занимает ацинарная ткань, в которой образуется панкреатический сок – жидкость для переваривания пищи в кишечнике.

Ацинарная ткань состоит из миллионов ацинусов – ационарных клеток, которые окружают микроскопические выводные протоки. Ацинус – функциональная единица ткани поджелудочной железы, внешне напоминающие виноградные гроздья. Мелкие выводные протоки объединяются, формируя крупные протоки, в которые из всех ацинусов собирается панкреатический сок и выводится в вирсунгов проток (панкреатический проток; лат. ductus pancreaticus) – главный (центральный) проток железы, который проходит вдоль всего органа. Вирсунгов проток выходит из головки поджелудочной железы и объединяется с общим желчным протоком возле фатерова соска (располагается в стенке двенадцатиперстной кишки). В фатеровом соске находится гладкая мышца – сфинктер Одди. Через сфинктер Одди в просвет двенадцатиперстной кишки поступают желчь и панкреатический сок.

Отметим, что примерно у 20% людей проток поджелудочной железы отдельно впадает в кишечник (на 1-2 см выше фатерова соска).

Среди ацинарной ткани расположены островки поджелудочной железы – островки Лангерганса, — группы клеток поджелудочной железы, выполняющих внутрисекреторную (эндокринную) функцию, наибольшее скопление которых находится в хвосте поджелудочной железы. Островки Лангерганса не связаны с протоками поджелудочной железы – они окружены кровеносными сосудами (капиллярами); их основная функция – продукция панкреатических гормонов. Островки Лангерганса состоят их трех основных типов клеток – α, β и δ. Каждый тип этих клеток отвечает за производство разных гормонов. В α-клетках поджелудочной железы продуцируется глюкагон, в β-клетках (эти клетки наиболее многочисленные) – инсулин, в δ-клетках – соматостатин. Эти гормоны поступают непосредственно в кровь и принимают участие в метаболизме.

Глюкагон и инсулин участвуют в регуляции углеводного обмена. Более подробно с функциями этих гормонов можно ознакомится в статье «Физиология углеводного обмена».

Панкреатический сок

Панкреатический сок – экзокринный продукт ационарной ткани поджелудочной железы, представляющий собой щелочную жидкость (pH примерно 8), в которой содержаться разные электролиты (в том числе ионы калия, хлора, натрия, бикарбоната) и пищевые ферменты. Электролиты в панкреатическом соке присутствуют в той же концентрации, что и в плазме крови (за исключением бикарбоната, концентрация которого примерно в 4 раза выше, чем в плазме, что обуславливает щелочную реакцию панкреатического сока).

В двенадцатиперстную кишку поступает примерно 1500-3000 мл панкреатического сока в сутки. Основная функция панкреатического сока заключается в ферментативном расщеплении пищи в тонкой кишке (отметим, что процесс пищеварения (ферментативного расщепления) начинается в ротовой полости, затем в желудке и двенадцатиперстной кишке). Благодаря своей щелочной среде, панкреатический сок ощелачивает (до pH 7-7,5) кислое содержимое желудка (частично переваренная пища), которое поступает из желудка в двенадцатиперстную кишку, таким образом панкреатические ферменты могут полноценно выполнять свою функцию.

В зависимости от субстрата воздействия, ферменты панкреатического сока делят на три группы:

Амилаза – расщепляет углеводы
Липаза – расщепляет жиры
Протеаза – расщепляет протеины (белки)

Отметим, что амилаза и липаза секретируются в активной форме, а протеаза – в виде проферментов, которые способны расщеплять протеины только после активации (вступления в связь (реакцию) с другими веществами) в двенадцатиперстной кишке. Например, трипсин (кишечный протеолитический фермент) образуется из трипсиногена – неактивного панкреатического профермента. Таким образом, секреция протеаз в виде неактивных проферментов защищают саму поджелудочную железу от ферментативного разрушения.

Состав и объем панкреатического сока регулируется в основном гормонами. Холецистокинин (панкреозимин) – нейропептидный гормон, секретирующийся в двенадцатиперстной и тонкой кишке в ответ на поступление пищи из желудка. Основная функция холецистокинина – синтез пищевых ферментов в ацинарных клетках. Секретин – пептидный гормон, секретируемый в тонкой кишке, стимулирующий секрецию бикарбоната в ацинарных клетках.

Нервная система также участвует в регуляции образования панкреатического сока. Мысли о еде, запах и вид пищи, а также наличие ее в ротовой полости, стимулируют блуждающий нерв, который в свою очередь стимулирует секрецию панкреатического сока. Сфинктер Одди, расположенный в фатеровой (печеночно-поджелудочной) ампуле, отвечает за непосредственную регуляцию поступления панкреатического сока в просвет двенадцатиперстной кишки – при поступлении пищи сфинктер открывается.

То есть, объем, состав и выделение панкреатического сока регулируются с помощью нервно-гуморальных механизмов и зависят от текущих пищеварительных потребностей организма.

Когда панкреатический сок выполнил свою функцию, 99% содержащихся в нем жидкости и электролитов при прохождении через толстую кишку всасываются обратно в кровь.

Амилаза

Амилаза – пищеварительный фермент, входящий в состав пищеварительного сока и слюны (слюна выделяется в ротовой полости тремя парами слюнных желез). Слюнная и панкреатическая амилаза функционируют только в желудочно-кишечном тракте, расщепляя крахмал – основная форма углеводной пищи, является крупным полимером, мономером которого является глюкоза. В результате действия амилазы на крахмал образуется смесь трех видов молекул:

Дисахарид мальтозы (состоит из двух объединенных между собой молекул глюкозы
Декстрин (полисахарид, представляющий собой короткие цепи, состоящие примерно из восьми молекул глюкозы)
Глюкоза

Глюкоза, которая образуется в результате расщепления крахмала амилазой, через слизистую оболочку кишечника попадает в кровь. Мальтоза и декстрин поддаются дальнейшему ферментативному расщеплению мальтазой и изомальтазой (кишечные ферменты), в результате чего образуются молекулы глюкозы, которые могут усваиваются, попадая в кровь.

Амилаза, как и другие ферменты, эффективно действует только в ограниченных пределах кислотно-щелочного баланса (pH). Оптимальный pH для действия амилазы составляет 7,1.

Процесс ферментативного расщепления крахмала амилазой, содержащейся в слюне, начинается в ротовой полости в процессе пережевывания пищи. Когда пищевой комок попадает в желудок, pH которого 2-3, действие слюнной амилазы прекращается. Если пища во рту находится недолго, слюнная амилаза расщепляет лишь незначительную часть крахмала – основная его часть поддается ферментативному расщеплению панкреатической амилазой в двенадцатиперстной и тощей кишках.

В нормальном (здоровом состоянии) незначительное количество амилазы попадает в кровь. Основное количество амилазы попадает в кровь из поджелудочной железы, из слюнных желез в кровь поступает лишь незначительная ее часть. Попадая в результате физиологического обновления клеток поджелудочной и слюнных желез в кровь, амилаза не выполняет каких-либо функций. Поскольку молекула амилазы имеет небольшие размеры, по сравнении с другими ферментами, она способна проникать через клубочки почек и относится к числу немногих ферментов, обнаруживаемых в норме в моче.

Источник

Поджелудочная железа выполняет ряд важных для организма функций. В чем же заключается её основное предназначение, и какие задачи она выполняет?

Как известно, поджелудочная железа выделяет панкреатический сок, необходимый для последующего расщепления пищи на составляющие. Благодаря этому, поступающая в желудок еда перерабатывается на элементы, которые впоследствии и распространяются по всему организму.

Данную функцию поджелудочной железы реализует панкреатический сок, который соответственно и содержит ферменты, необходимые для процесса переваривания. Что интересно, состав данного сока представляет собой в большинстве своем воду, с небольшим количеством прочих веществ. Так, как правило, состав панкреатического сока представляет собой приблизительно 98,5% воды, остальные же 1,5% органические элементы. Что немаловажно, кислотность секрета поджелудочной железы не должна быть выше границы в 8,5 pH, либо же наоборот, ниже 7,5 pH.

Стоит отметить, что панкреатический сок выделяется во время каждого приема пищи, так как именно он становится основой пищеварительного процесса. Ежедневно в организме взрослого человека выделяется приблизительно 1,5 л жидкости. Из органических веществ в ней преобладают энзимы, а также бикарбонаты.

Большинство ферментов, которые содержаться в панкреатическом соке, находятся в неактивном состоянии. Активируются же они при непосредственном взаимодействии с элементами, выделяющимися слизистой оболочкой кишечника, а также ферментами, поступающими из двенадцатиперстной кишки.

Панкреатический сок, выделяемый поджелудочной железой, является одним из основных элементов пищеварительного процесса. А потому столь важно, дабы регуляция работы данного органа реализовалась в полном объеме, а соответственно, и жидкость, необходимая для расщепления пищи, поступающей в желудок, вырабатывалась в должном объеме. И в данном случае важную роль в полноценной работе органа играет правильное питание, а также отсутствие дополнительных нагрузок на органы желудочно-кишечного тракта, неизменно возникающее, если в рационе присутствует жирная и вредная пища.

Секрет, выделяемый поджелудочной железой, один из важнейших элементов пищеварительного процесса. Несмотря на то, что в его составе присутствуют органические элементы, в большинстве своем он состоит из воды, и обладает рядом особенностей, столь важных для всего организма.

Ферменты сока поджелудочной железы

Сок поджелудочной железы содержит в себе множество различных ферментов, таких как:

Амилолитические. К ним относят амилаза, которая гидролизирует крахмальное вещество до превращения её в олигосахарид и мальтозу, т.е. дисахарид.
Липолитические. Данные ферменты представляются липазой фосфолипазой А, а также холестеринэстеразой.
Протеазы. Являются протеолитическими и имеют в себе множество других веществ: эндопептидазы, экзопептидазы и эластазу.

В большинстве случаев, ферменты секретируются в одно и тоже время, однако бывают случаи, когда они под воздействием клеток разного типа, они секретируются отдельно друг от друга.

Куда выделяет сок поджелудочная железа, куда он поступает?

Как только содержимое пищи предпринимает движение из желудка прямиком в двенадцатиперстную кишку, тут же активно начинает работать поджелудочная железа. Сок поступает в двенадцатиперстную кишку с примерной скоростью 4,7 мл/мин. Нужно это для того, чтобы как можно скорее адаптировать при помощи секреции к виду принятой пищи.

Интересно то, что для различной пищи выделяются разные ферменты в секрете. К примеру: большое количество углеводов в пище способно вызвать появление в соке такого вещества как амилаза. Амилаза, как известно, хорошо расщепляет углеводы.

Панкреатический сок выглядит как не имеющая цвет, прозрачная жидкость и, как ранее описывалось, нейтрализует и ощелачивает кислое содержимое в пище в двенадцатиперстной кишке, а также переваривает каждый вид питательного вещества. При отсутствии пищи, вещество всё равно выделяется, но в меньших количествах.

Какая среда у панкреатического сока?

Все ферменты, находящиеся в поджелудочной железе, активизируются лишь в щёлочной среде. Это обусловлено тем, что в соке имеются гидрокарбонаты. Причём их концентрация в жидкости может меняться пропорционально скорости выделения. В самой секреции имеются хлорид натрия, а также калия. Гидрокарбонаты принимают участие в нейтрализующем и ощелачивающем процессе в желудке двенадцатиперстной кишке, очищая его от кислой пищи. Концентрация гидрокарбонатов и концентрация хлоридов между собой имеют обратную зависимость.

Гуморальная регуляция сокоотделения поджелудочной железы » />

Гуморальная регуляция сокоотделения поджелудочной железы.

Строение поджелудочной железы » />

Строение поджелудочной железы.

Сок поджелудочной железы и его действие. В течение суток у человека образуется и выделяется в просвет двенадцатиперстной кишки около 1 литра сока поджелудочной железы. Его гидролитическая активность определяется наличием трех групп ферментов: протеолитических, расщепляющих белки; карбогидраз, расщепляющих углеводы, и липаз, расщепляющих жиры. Сок поджелудочной железы содержит бикарбонат натрия (соду), поэтому он имеет щелочную реакцию. Его рН=8-9, что способствует нейтрализации кислой реакции химуса. Кроме того, сода способствует дальнейшему разрыхлению химуса.

Группа протеолитических ферментов включает трипсин и химотрипсин, которые выделяются в неактивной форме. Трипсиноген переходит в активную форму под влиянием фермента кишечного сока — энтерокиназы. Поскольку химус содержит крупные «обломки» молекул белка и даже нерасщепленные молекулы, трипсин является одним из главных ферментов переваривания, так как он действует на эти достаточно высокомолекулярные продукты, вызывая их расщепление до низкомолекулярных полипептидов, дипептидов и в некоторых случаях даже до аминокислот. В свою очередь, трипсин переводит химотрипсиноген в химотрипсин, действие которого аналогично действию трипсина.

Группа карбоангидразвключает амилазу, мальтазу и лактазу. Эти ферменты выделяются в активной форме и не нуждаются в специальных активаторах. Амилаза сока поджелудочной железы расщепляет углеводы химуса до более простых молекул — дисахаров. Другие ферменты обусловливают дальнейшее расщепление дисахаров. Так, мальтаза расщепляет дисахаридмальтозу до глюкозы. Лактаза расщепляет молочный сахар до моносахаридов. Липаза сока поджелудочной железы выделяется в неактивном виде. Ее активируют соли желчных кислот, содержащиеся в желчи. Липаза действует на нейтральный жир химуса, расщепляя его до глицерина и жирных кислот. Количество и характер активности переваривающей силы сока поджелудочной железы определяются химическим составом и консистенцией пищи.

Регуляция функции поджелудочной железы происходит как под влиянием нервно-рефлекторного механизма, так и гуморальным путем. Гуморальная регуляция пищеварительной функции поджелудочной железы обусловлена большой группой веществ, среди которых ведущая роль принадлежит секретину. Секретин образуется в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки вод влиянием соляной кислоты, поступающей вместе с химусом из желудка. Секретин увеличивает количество пищеварительного сока, выделяемого поджелудочной железой.
В слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки образуется также гормон, влияющий на образование пищеварительных ферментов поджелудочной железы, — панкреозимин. Количество сока при этом не увеличивается. Стимулируют секрецию поджелудочной железы и другие пищеварительные (гастрин) и непищеварительные (инсулин) гормоны, а также серотонин и соли желчных кислот. Глюкагон, простогландины и кальцитонин тормозят выделение поджелудочной железой пищеварительного сока.

Валеология
Выбор программы упражнений и ее реализация

Поджелудочная железа

Поджелудочная железа — вторая по величине железа пищеварительной системы, ее масса 60-100 г, длина 15-22 см.

Железа имеет серовато-красный цвет, дольчатая, простирается в поперечном направлении от 12-перстной кишки до селезенки. Ее широкая головка располагается внутри подковы, образованной 12-перстной кишкой. Железа покрыта тонкой соединительной капсулой.

Поджелудочная железа, по существу, состоит из двух желез: экзокринной и эндокринной. Экзокринная часть железы вырабатывает у человека в течение суток 500-700 мл панкреатического сока, который содержит ферменты, участвующие в переваривании белков, жиров и углеводов. Эндокринная часть поджелудочной железы продуцирует гормоны, регулирующие углеводный и жировой обмен (инсулины, глюкагон, соматостатин и др.).

Экзокринная часть поджелудочной железы представляет собой сложную альвеолярно-трубчатую железу, разделенную на дольки очень тонкими соединительными междольковыми перегородками, отходящими от капсулы. В дольках тесно лежат ацинусы, образованные ациноцитами (клетки поджелудочной железы). Клетки тесно соприкасаются друг с другом.

Ацинус со вставочным протоком является структурно-функциональной единицей экзокринной части поджелудочной железы. Секрет поступает в просвет ацинуса. Из вставочных протоков секрет поступает во внутридольковые протоки. Окруженные рыхлой соединительной тканью внутридольковые протоки впадают в междольковые, которые впадают в главный проток поджелудочной железы и, соединяясь с общим желчным протоком, впадают в просвет 12-перстной кишки.

Эндокринная часть поджелудочной железы образована группами клеток — панкреатическими островками. Количество панкреатических островков у взрослого человека колеблется от 1 до 2 млн. Функция эндокринной части поджелудочной железы описана в разделе «Эндокринная система».

Образование, состав и свойства сока поджелудочной железы

Поджелудочная железа человека натощак выделяет небольшое количество секрета. При поступлении пищевого содержимого из желудка в 12-перстную 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. Сок поджелудочной железы щелочной реакции (рН = 7,5-8,8). Сок поджелудочной железы участвует в нейтрализации и ощелачивании кислого пищевого содержимого желудка в 12-перстной кишке, богат ферментами, которые переваривают все виды питательных веществ.

Таблица. Основные компоненты секрета поджелудочной железы

Показатели

Характеристика

Удельный вес, г/мл

НСО — 3 — до 150 ммоль/л, а также Са 2+ , Mg 2+ , Zn 2+ , НРО4 2- , SO4 2-

Трипсин, химотрипсин, карбоксипептидаза А и В, эластаза

Липаза, фосфолипаза, холестеролипаза, лецитиназа

Секреция сока поджелудочной железы резко усиливается через 2-3 мин после приема пищи и продолжается 6-14 ч. От количества и качества пищи зависит объем, состав выделяемого сока, динамика выделения. Чем выше кислотность пищевого содержимого желудка, поступающего в 12-перстную кишку, тем больше выделяется сока поджелудочной железы.

Фазы секреции поджелудочной железы

Секреция поджелудочной железы при стимуляции ее приемом пищи имеет характерную динамику и проходит несколько фаз.

Первая, или мозговая, фаза секреции обусловлена видом, запахом пищи и другими раздражителями, связанными с приемом пищи (условно-рефлекторные 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.

Вторая, или поджелудочковая, фаза характеризуется тем, что секреция железы стимулируется и поддерживается рефлексами с механо- и хеморецепторов желудка.

С переходом желудочного содержимого в 12-перстную кишку начинается третья, или кишечная, фаза секреции, связанная с действием на слизистую оболочку 12-перстной кишки кислого ее содержимого. Механизм секреции направлен на срочную адаптацию секреции ферментов поджелудочной железы к виду принятой пищи. Прием пищи вызывает увеличение выделения всех ферментов в составе сока, но для разных видов пищи это увеличение выражено в разной мере. Пища с большим содержанием углеводов вызывает увеличение в соке амилазов (ферментов, расщепляющих углеводы), белков — трипсина и тринсиногена, жирной пищи — липазы, т.е. поджелудочная железа синтезирует и секретизирует больше того фермента, который гидролизует преобладающие в рационе питательные вещества.

Пищеварение в тонкой кишке

Пищеварение в тонком кишечнике (двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишках) обеспечивает гидролиз большинства компонентов пищи до образования мономеров, в форме которых питательные вещества могут всасываться из кишечника в кровь и лимфу. Пищеварение в нем осуществляется под действием ферментов сока поджелудочной железы в полости кишечника (полостное пищеварение) и под действием ферментов, фиксированных на микроворсинках и нитях гликокаликса (пристеночное пищеварение). Часть этих ферментов продуцируется поджелудочной железой, а часть железами кишечной стенки. Заключительной стадией пищеварения в тонком кишечнике является пищеварение на мембранах эпителиальных клеток кишечника (мембранное пищеварение), осуществляемое под действием ферментов желез кишечной стенки и сопряженное с процессами всасывания питательных веществ.

Основная роль в переваривании пищи в тонком кишечнике принадлежит процессам, происходящим в двенадцатиперстной кишке. Кислый химус, поступивший в нее из желудка, представлен остатками механически обработанной и частично переваренной пищи. В его составе находятся непереваренные жиры в виде триглицеридов, эфиров холестерола, фосфолипидов; частично переваренные до полипептидов и олигопептидов белки; частично переваренные и непереваренные углеводы в виде крахмала, гликогена, клетчатки, а также нуклеиновые кислоты и другие органические и неорганические вещества. Таким образом, для их переваривания пищеварительные железы должны продуцировать большой набор разнообразных ферментов и в кишечнике должны быть созданы оптимальные условия для проявления их активности.

Создание таких условий начинается с того, что химус постепенно нейтрализуется бикарбонатами соков поджелудочной железы, кишки и желчью. Действие пепсина в двенадцатиперстной кишке прекращается, так как рН ее содержимого смещается в сторону щелочной среды, достигая 8,5 (колеблется от 4 до 8,5). Бикарбонаты, другие вещества неорганической природы и вода выделяются в состав сока поджелудочной железы эпителиальными клетками канальцев и протоков железы. Выделение бикарбонатов зависит от рН содержимого кишки и чем выше его кислотность, тем больше выделяется щелочных продуктов, замедляется эвакуация химуса в тощую кишку.

Ферменты сока поджелудочной железы образуются эпителием ацинусов железы. Их образование зависит от характера принимаемой пищи и действия разнообразных регуляторных механизмов.

Секреция сока поджелудочной железы и ее регуляция

Сок поджелудочной железы является бесцветной прозрачной жидкостью, содержит много бикарбонатов, а также хлоридов, солей калия, натрия, кальция, магния, небольшое количество сульфатов и фосфатов. В соке много белков, 90% которых — ферменты, расщепляющие белки, жиры и углеводы. За сутки выделяется 1,5-2,5 л сока. Содержание электролитов в соке поджелудочной железы, так же как в слюне и желудочном соке, зависит от скорости его секреции. При увеличении скорости повышается содержание NaHCO3, при снижении возрастает концентрация NaCI.

Основные протеолитические ферменты панкреатического сока секретируются в виде зимогенов, т.е. в неактивном состоянии. Это трипсиноген, химотрипсиноген, проэластаза, прокарбоксипептидазы А и В. Физиологическим активатором трипсиногена и превращения его в трипсин является энтерокиназа (эндопептидаза), вырабатываемая слизистой двенадцатиперстной кишки. Последующее образование трипсина идет аутокаталитически. Трипсин активирует образование из неактивных форм химотрипсина, эластазы, карбоксипептидаз А и В, а также процесс высвобождения энтерокиназы. Трипсин, химотрипсин и эластаза являются эндопептидазами. Они расщепляют белки и высокомолекулярные полипептиды до низкомолекулярных пептидов и аминокислот. Карбоксипептидазы А и В (экзопептидазы) расщепляют пептиды до аминокислот.

Таблица. Гидролитическое действие ферментов поджелудочной железы

Фермент

Участок гидролиза

Протеолитические

Внутренние пептидные связи между соседними аминокислотными остатками

No related posts.

Источник