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
Панкреати́ческий сок — пищеварительный сок, образующийся поджелудочной железой и изливающийся в двенадцатиперстную кишку через Вирсунгиев проток и большой дуоденальный сосочек (а также, через Санториниев проток и малый дуоденальный сосочек). Так как П. сок заключает в себе все ферменты, необходимые для переваривания органических составных частей пищи — белков, крахмалистых веществ и жиров, то он играет важную роль в пищеварении.
Содержание
История изучения [ править | править код ]
Корвизар первый доказал присутствие в П. сокe фермента, превращающего белки в пептоны; Валентин указал на диастатический фермент, превращающий крахмал в виноградный сахар, а Клод Бернар — на фермент, омыливающий жиры, т. е. расщепляющий их на глицерин и жирные кислоты. Последующим исследованиям удалось выделить из П. сока эти ферменты в изолированном виде или путём частичного осаждения, или путём извлечения их различными растворителями.
Получение [ править | править код ]
Чистый П. сок добывается у животных (собак) через искусственные фистулы (т. е. в выводной протоке поджелудочной железы вставляется трубочка, через которую временно вытекает сок, это временные фистулы; или же устраивают постоянную фистулу, выводя наружу устье Вирсунгиева протока в двенадцатиперстной кишке и вшивая его в рану брюшной стенки, с которой он совершенно срастается; постоянные фистулы доставляют более нормальный сок, нежели временные) или же делают водные настои поджелудочной железы, обладающие теми же пищеварительными свойствами, хотя и в более слабой степени.
Состав [ править | править код ]
П. сок, в противоположность желудочному соку, представляет собой жидкость с резко щелочной реакцией, что способствует его активности. Содержащиеся в соке ферменты способствуют перевариванию компонентов пищи. Сок содержит амилазу, липазу, панкреатическую эластазу, нуклеазу, карбоксипептидазу, трипсиноген, химотрипсиноген.
Амилаза поджелудочной железы похожа на альфа-амилазу (птиалин) слюны; но действует она энергичнее и способна превращать в сахар не только варёный, но и сырой крахмал. Изменение активности этого фермента в крови может свидетельствовать о поражении поджелудочной железы.
Панкреатическая липаза, ведет к образованию мыла, так как жирная кислота, которая является продуктом этого расщепления, взаимодействует с щелочами в кишечном канале и дает мыло, играющее важную роль в эмульгировании жира, т. е. в физическом его раздроблении на мельчайшие капельки, что необходимо для всасывания жира, т. е. для его усвоения. Присутствие этого жира легко доказывается следующим опытом: если смочить нейтральным оливковым маслом синюю лакмусовую бумажку и приложить её к поверхности разреза П. железы, то бумажка покрывается красными точками, указывающими на развитие в этих местах бумаги кислой реакции вследствие образования жирной олеиновой кислоты. Фермент этот очень нестойкий и быстро теряет активность в присутствии кислот, так что накопление жирных кислот в среде ингибирует его активность.
Фермент, превращающий белки в пептоны был назван Кюне трипсином; он действует в щелочных растворах (в 1 % растворе углекислого натра). Белок, под влиянием этого фермента, распадается на пептиды, превращаясь постепенно в пептон, который почти не отличается по своим свойствам от обыкновенных пептонов, образуемых желудочным соком. Но кроме пептона белок при П. пищеварении распадению на лейцин и тирозин (от 4 до 10 %). Этот фермент обладает специфичностью и разрушает пептидные связи,образованные основными аминокислотами – лизином и аргинином.
Трипсин не продуцируется непосредственно клетками железы, а образуется из профермента (зимогена), называемого трипсиногеном, который образуется за счет ограниченного протеолиза под действием фермента энтеропептидазы. Зернистый пояс клеток П. железы и состоит из энмогена, образующегося из прозрачного пояса клеток в особенности во время покоя железы. При продолжительной работе железы этот зернистый пояс уменьшается вследствие превращения зимогена в трипсин, удаляемый из клетки.
Ферменты секретируются клетками поджелудочной в неактивном состоянии, в виде проферментов, что предупреждает переваривание самой поджелудочной. Их активация происходит в просвете кишечника. В случае преждевременной активации энзимов развивается тяжелое заболевание – острый панкреатит.
Кроме ферментов в состав панкреатического сока входят бикарбонаты, которые определяют его щелочную среду (7,5 – 8,8). В соке также содержатся хлориды натрия, калия и кальция, сульфаты и фосфаты.
Регуляция [ править | править код ]
Выделение П. сока совершается под давлением в 225 мм водяного столба (в протоке) и представляет следующие особенности: натощак и при голоде сок не выделяется; выделение начинается спустя некоторое время после приема пищи, быстро достигает своего максимума, затем падает и спустя 9—10 часов от начала приема пищи вновь возрастает, чтобы затем дать постепенное уменьшение. Отделение сока, очевидно, находится под влиянием нервной системы; деятельное состояние железы сопровождается усиленным приливом к ней крови — кровеносные сосуды её расширяются и все кровообращение в ней усиливается и ускоряется. Кроме того, не подлежит теперь сомнению, что деятельность железы управляется особыми отделительными нервами, из которых одни, как блуждающий нерв, ускоряют и усиливают отделение (Павлов), а другие задерживают его (Попельский). Раздражение продолговатого мозга усиливает выделение П. сока (Гейденгайн). При рвоте отделение сока прекращается, также как и после введения в организм атропина. Пилокарпин же, наоборот, усиливает отделение сока. Нормальным стимулом к выделению П. сока служит выделение кислого желудочного сока, который, раздражая стенки желудка, вызывает рефлекторно выделение П. сока. В этом рефлексе особенно деятельная роль выпадает на долю соляной кислоты желудочного сока, так как нейтрализованный желудочный сок не обладает этой способностью вызывать отделение П. сока. Пептоны желудочного пищеварения также обладают способностью вызывать раздражением стенок желудка отделение П. сока. Таким образом желудочное пищеварение служит естественным стимулом к отделению и П. сока. Bce кислые напитки также способствуют отделению П. сока. Маленькие порции алкоголя, по-видимому, усиливают отделение П. сока. Секреция панкреатического сока так же регулируется гормонами – секретином и холецистокинином, которые образуются клетками слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки в ответ на кислую еду, белки, жиры, витамины.
Удаление П. железы приводит к резкому нарушению усвоения жиров и крахмалистых веществ. Однако животные погибают не от этих расстройств пищеварения, а от развивающегося у них сахарного диабета, являющегося результатом нарушения усвоения глюкозы, а также всех видов обмена (Меринг и Минковский). Это происходит вследствие того, что поджелудочная железа так же вырабатывает, гормоны (в частности – инсулин), которые поступают в кровь и поддерживающие нормальное усвоение глюкозы в теле.
Поджелудочная железа – это своеобразное сердце пищеварительного тракта, которое превращает поступающие в желудок продукты в вещества, понятные каждой клетке организма. Кроме этого, этот орган обвиняют в развитии сахарного диабета. Что вырабатывает поджелудочная железа? Неужели от нее действительно так много зависит в организме?
Анатомия железы
Поджелудочная железа – вторая по размеру железа в организме, находящаяся ниже и сзади желудка, на уровне первых четырех тел поясничных позвонков. Покрыта железа капсулой из соединительной ткани. Внутри она состоит из большого количества долек, разделенных соединительнотканными тяжами; последние оборачивают и разной величины выводные протоки, нервы и сосуды.
Простирается орган от селезенки слева до изгиба двенадцатиперстной кишки, состоит из трех частей: головки, тела и хвоста. Вокруг железы располагается жировая ткань, и чем масса тела человека больше, тем толще слой липоцитов вокруг.
В области хвоста, который граничит с селезенкой, начинается основной проток, собирающий панкреатический, богатый ферментами секрет от более мелких протоков. Этот проток проходит через все тело и головку, и открывается в специально выделенной структуре в 12-перстной кишке – дуоденальном сосочке. В головке имеется дополнительный проток для панкреатического сока, который может как сливаться с основным протоком, так и самостоятельно открываться в 12-перстную кишку. Все эти протоки – экзокринная часть железы. Гормоны, выделяемые поджелудочной железой, речь о которых пойдет ниже, выделяются прямо в кровь из особых, эндокринных клеток.
Масса органа в молодости составляет около 90 граммов, к старости уменьшается до 50 г, что связано с уменьшением процентного содержания железистых клеток, замещением их соединительной тканью.
Функции железы
Строение поджелудочной железы обеспечивает ей возможность выполнять две функции – внешнесекреторную и эндокринную. Это очень интересное совмещение, которое мы рассмотрим более подробно.
Экзокринная функция
Поджелудочная железа синтезирует около 2 литров в сутки особого панкреатического сока. Основная часть этого сока – ферменты, образованные в ацинусах. Это:
лактаза;
липаза;
мальтаза;
трипсин;
химотрипсин
некоторые другие.
Каждый из ферментов предназначен для расщепления определенной структуры. Так, липаза расщепляет жиры до жирных кислот, лактаза перерабатывает лактозу молока, а трипсин делает из белков аминокислоты. Чтобы получить более подробную информацию по этому вопросу, рекомендуем ознакомиться со статьей про ферменты поджелудочной железы.
Такой панкреатический сок выделяется в ответ на прием пищи. Пик секреторной активности железы наблюдается через 1-3 часа после приема пищи, длительность ее работы зависит от характера принятой пищи (белковая расщепляется дольше). Секреция панкреатического сока регулируется гормоноподобными веществами, вырабатываемыми в желудке – панкреозимином, гастрином и секретином.
Самые опасные ферменты, которые способны переварить свои же ткани (при остром панкреатите) – это трипсин и химотрипсин. Они выделяются в протоки в виде неактивных веществ – проферментов. Только в 12-перстной кишке, соединяясь с веществом энтерокиназой, проферменты превращаются в полноценные ферменты.
Предупреждение! Биопсия поджелудочной железы без крайней на то необходимости не производится, ввиду опасности того, что может запуститься самопереваривание тканей.
Эндокринная функция
Среди ацинусов расположены участки клеток, в которых нет выводных протоков – островки Лангерганса. Это – эндокринные железки. Основными гормонами поджелудочной железы, вырабатываемыми в островках, являются: глюкагон, инсулин и соматостатин. Каждый из них синтезируется в своем типе клеток:
Также в поджелудочной синтезируются в небольших количествах гормоны тиролиберин (активизирует выработку гормонов щитовидной железы), соматолиберин (способствует синтезу гормона роста), гастрин и липокаин. Каждая эндокринная клетка устроена таким образом, чтобы выделять свои вещества непосредственно в сосуд, которые окутывают островки Лангерганса в изобилии.
Какие гормоны вырабатывает поджелудочная железа, мы выяснили. Теперь разберем функцию основных из них.
Инсулин. Его название происходит от слова «insula», то есть «островок». Основная функция этого вещества – использование глюкозы крови для обеспечения внутриклеточной энергии. При этом содержание этого простого углевода в крови снижается.
Глюкагон – антагонист инсулина. Он, повышаясь при снижении концентрации кровяной глюкозы ниже нормы, вызывает превращению глюкагона печени в этот простой углевод. В результате гликемия на краткий период времени (пока человек не поест) приходит к норме. Также этот гормон подавляет секрецию желудочного сока и «подстегивает» метаболизм жиров в организме.
Соматостатин. Его функция – в угнетении синтеза остальных гормонов железы. Это его свойство используется в лечении острого воспаления железы, когда применяется синтетический аналог этого гормона.
Комментарии