Регуляция секреции поджелудочной железы. Из каких клеток состоит поджелудочная железа и как они функционируют Поджелудочная железа выделяет ферменты в двенадцатиперстную кишку

8291 0

Секреция ПЖ находится под контролем нервных и гуморальных механизмов. Начальную секрецию ПЖ вызывают вид, запах пищи и другие раздражители (условнорефлекторные сигналы), а также жевание и глотание (безусловнорефлекторные сигналы). При этом нервные сигналы, формирующиеся в рецепторах полости рта и глотки, достигают продолговатого мозга, и затем эфферентные влияния по волокнам блуждающего нерва поступают к железе и вызывают её секрецию.

У человека с фистулой ГПП выделение панкреатического сока начинается через 2—3 мин после того, как он увидел пищу или услышат о ней. Это пример условнорефлекторного пути возбуждения панкреатической секреции. Симпатические волокна, иннервирующие ПЖ, тормозят её секреторную активность и в то же время изменяют реактивность железы по отношению к другим воздействиям, усиливая синтез органических веществ.

Торможение панкреатической секреции происходит при раздражении многих чувствительных нервов, при болевых реакциях, во время сна, при напряжённой физической и умственной работе.

Для стимуляции панкреатической секреции прямые нервные влияния имеют меньшее значение, нежели гуморальные. Ведущее значение в гуморальной регуляции секреции ПЖ принадлежит желудочно-кишечным гормонам.

Большинство регуляторов секреции ферментов ПЖ действуют на рецепторы мембраны ацинарных клеток, расположенные на их базолатеральной поверхности. Выделяют рецепторы ХК, бомбезина, ацетилхолина, субстанции Р, ВИП, секретина.

Стимуляторы панкреатической секреции. ВИП и секретин стимулируют панкреатическую секрецию, активируя аденилатциклазу. Как и в других типах клеток, аденилатциклаза способствует образованию циклического аденозинмонофосфата, в результате чего протеинкиназа А, усиливающая секрецию панкреатического сока, богатого бикарбонатами, переходит в активную форму. Другие стимуляторы поджелудочной секреции (ХК, ацетилхолин, гастрин-рилизинг пептид, субстанция Р) действуют на специфические рецепторы, во внутриклеточной передаче сигнала от которых задействованы альтернативные вторичные мессенджеры.

Эти вещества повышают внутриклеточное содержание циклического гуанозинмонофосфата, что приводит к увеличению внутриклеточного содержания инозитолтрифосфата, диацилглицерола, арахидоновой кислоты и кальция. Эти промежуточные вещества-посредники активируют различные протеинкиназы, в результате этого повышается секреция ферментов. Данные, полученные в опытах на животных, свидетельствуют, что действие комбинации агонистов на различные мембранные рецепторы может вызывать синергический, но не суммарный (аддитивный) эффект. Например, ХК увеличивает секрецию бикарбонатов, стимулированную секретином, но секретин не повышает секреторный ответ на действие ХК.

Ингибиторы секреции поджелудочной железы. Различные вещества, ответственные за подавление панкреатической секреции, действуют по принципу отрицательной обратной связи во время и после приёма пищи.

Панкреатический полипептид (ПП) представляет собой пептидный гормон, образующийся в островках Лангерганса и подавляющий панкреатическую секрецию воды, бикарбонатов и ферментов. Концентрация ПП в плазме крови возрастает после мнимого кормления, после приёма пищи, после экспериментального закисления среды ДПК, а также при стимуляции блуждающего нерва, при действии ХК, секретина, ВИП. ПП может выступать как антагонист мускариновых рецепторов и способен ингибировать выделение ацетилхолина из постганглионарных нейронов ПЖ; его конечный эффект проявляется на уровне ацинарных клеток.

Пептид YY высвобождается в дистальной части подвздошной кишки и и толстой кишке в ответ на поступление пищи смешанного характера, по жиры, находящиеся в просвете кишки, в большей степени способны стимулировать его секрецию. Пептид YY уменьшает чувствительность ПЖ к действию секретина и ХК, возможно, за счёт уменьшения секреции ацетилхолина и норадреналина и ингибирования выделения ХК слизистой оболочкой ДПК.

Соматостатин ингибирует секрецию секретина слизистой оболочкой ДПК, а также уменьшает чувствительность к секретину рецепторных полей. Единственный эффект соматостатина — снижение секреции ферментов и бикарбонатов ПЖ. Соматостатин синтезируют клетки слизистой оболочки желудка и кишечника, а также D-клетки островков Лангерганса. Его активность составляет только около 25% от активности гипоталамического соматостатина. Но только соматостатин, продуцируемый слизистой оболочкой тонкой кишки, оказывает угнетающее действие на секрецию ПЖ.

Выделение соматостатина происходит при участии автономной нервной системы в ответ на поступление жиров и аминокислот с пищей.

Соматостатин блокирует панкреатическую секрецию несколькими способами. Во-первых, он действует путём угнетения продукции стимулирующих пептидов (ХК). Во-вторых, посредством угнетающего воздействия на ЦНС и регулируя работу интрапанкреатических ганглиев, соматостатин ингибирует поступление ацетилхолина в пресинаптическую щель и, возможно, ингибирует выработку инсулина. Хотя рецепторы к соматостатину найдены также в ацинарных клетках, эти рецепторы скорее способствуют увеличению секреции, чем блокируют её.

Другие ингибиторы, представленные среди гормонов эндокринных клеток островков Лангерганса, включают панкреатический глюкагон и панкреастатин, а также нейропептиды: кальцнтонин-генерирующий пептид и энкефалины (табл. 1-3). Панкреатический глюкагон ингибирует секрецию ПЖ, стимулированную ХК, секретином или пищей; угнетает секрецию бикарбонатов, воды и ферментов. Панкреастатин ингибирует панкреатическую секрецию, тормозя высвобождение ацетилхолина эфферентными окончаниями блуждающего нерва. Кальцитонин-генерирующий пептид может проявлять свою активность через стимуляцию выделения соматостатина. Энкефалины и подобные им опиоиды снижают выделение секретина слизистой оболочкой ДПК и могут также ингибировать высвобождение ацетилхолина.

Поджелудочная (панкреатическая) железа играет огромную роль не только в процессе пищеварения, но и в жизнедеятельности всего организма в целом. Данный орган пищеварительной и эндокринной систем вырабатывает ферменты, необходимые для расщепления еды, которая поступает в желудок, и гормоны для регулирования углеводного и жирового обмена.

Поджелудочная железа представляет собой совокупность долек, каждая из которых вырабатывает ферменты, учавствующие в переваривании пищи.

Поджелудочная железа располагается в забрюшинном пространстве позади желудка между кольцами двенадцатиперстной кишки по бокам и верхними позвонками поясничного отдела над почками. Внешне железа напоминает «запятую» вытянутой формы. Вес органа у взрослых колеблется в пределах 80-90 г.

Строение поджелудочной под микроскопом представляет собой совокупность железистых долек с выводящими протоками. Через дольки проходят кровеносные сосуды. Дольки вырабатывают панкреатический сок, пищеварительные ферменты которого ( , лактаза, трипсин, липаза, инвертаза) влияют на процесс расщепления пищи. Данный отдел поджелудочной называют ее экзокринной частью.

По всей длине железы проходит канал, по которому панкреатический сок поступает в 12-перстную кишку. Там он смешивается с желчью и вместе с ней обеспечивает процессы кишечного пищеварения.

Скопления клеток между дольками с хорошо развитой сетью капилляров именуют островками Лангерганса. Эти формирования из альфа-, бета- и дельта-клеток производят гормоны (глюкагон, инсулин) и относятся к эндокринной части поджелудочной железы.

Орган имеет следующую структуру:

головка размером 2,5-3,5 см плотно прилегает к месту изгиба двенадцатиперстной кишки;
шейка;
треугольное тело железы не более 2,5 см в длину располагается левее позвоночника и направлено к селезенке;
грушевидный хвост длиной 3 см, через него проходит основной проток поджелудочной железы, вступающий во взаимодействие с двенадцатиперстной кишкой.

У новорожденных детей длина железы составляет около 5-6 см, а к четырехлетнему возрасту орган увеличивается в размерах до 7-8 см. У ребенка 10 лет поджелудочная железа достигает 12-15 см. Размер этого органа у взрослого человека колеблется в пределах 16-23 см.

Растет панкреатическая железа у детей достаточно медленно; ее рост ускоряется к периоду полового созревания. Именно в это время она становится наиболее чувствительной к нарушениям диеты.

Роль поджелудочной железы в организме

Всем известно, что необходимые организму вещества человек получает вместе с пищей. Однако в продуктах питания эти вещества находятся в сложном виде, и усвоить их без взаимодействия с пищеварительными ферментами невозможно. Поджелудочная железа вырабатывает панкреатический сок, который по выводящему протоку (каналу) попадает в двенадцатиперстную кишку. Там продукты расщепляются до нужного для всасывания состояния. В медицине это называют экзокринной функцией поджелудочной железы.

Пища расщепляется под воздействием гидролитических ферментов, которые отвечают за взаимодействие питательных веществ с водой. Панкреатический сок состоит из всех видов гидролаз, каждая из которых выполняет определенную функцию. Их подразделяют на 4 основные группы:

Липазы (липолитические ферменты). Они расщепляют жиры на сложные составляющие – высшие жирные кислоты и глицерин, обеспечивают усвояемость жирорастворимых витаминов A, D, E, K.
Протеазы (протеолитические ферменты – карбоксипептидаза, химотрипсин, трипсин) активизируют ферменты, разрушающие белки до аминокислот.
Нуклeaзы. Эти ферменты разрывают нуклеиновые кислоты и «строят» собственные генетические формирования.
Карбогидразы (амилолитические ферменты – амилаза, лактаза, мальтаза, инвертаза). Они необходимы для расщепления углеводов до состояния глюкозы.

Механизм работы поджелудочной железы очень сложен. Пищеварительные ферменты начинают активно вырабатываться в определенном количестве уже через 2-3 минуты после поступления пищи в желудок, все зависит от концентрации белков, жиров и углеводов, заключенных в ней. При наличии нужного количества желчи выработка панкреатического сока с ферментами может продолжаться до 12 часов.

Эндокринная функция осуществляется благодаря работе инсулоцитов – специальных клеток островков Лангерганса. Инсулоциты продуцируют ряд гормонов:

с-пептид,
тиролиберин,
соматостатин,
гастрин,
инсулин,
глюкагон.

Гормоны попадают в кровь и активно участвуют в регуляции углеводного обмена в организме. Глюкагон участвует в процессах обмена, инсулин обеспечивает процесс усвоения простых веществ, помогает поддерживать постоянный уровень глюкозы в крови.

При сбалансированной работе поджелудочной железы инсулин и глюкагон регулируют активацию друг друга.

Учитывая такие многогранные функции панкреатической железы, понятно, что ее нормальная деятельность во многом обеспечивает благоприятные условия для роста и развития детского организма.

Распространенные заболевания поджелудочной железы

Одно из серьезных и распространенных заболеваний поджелудочной железы — сахарный диабет.

При любом нарушении работы поджелудочной железы – патологическом изменении структуры, воспалении или травме – происходит сбой в процессах выработки ферментов и гормонов, в результате которого нарушается нормальная жизнедеятельность человеческого организма. У детей расстройства функциональности железы чаще всего связаны с резкой сменой (переводом на искусственное вскармливание, началом посещения детского сада или школы).

Наиболее распространенные заболевания панкреатической железы (как у взрослых, так и у детей):

– воспаление ткани железы, сопровождается нарушением процесса выброса панкреатического сока в кишечник. Основные симптомы заболевания – боль в животе, рвота, тошнота и др.
возникает, когда клетки островков Лангерганса перестают нормально функционировать, в результате чего повышается уровень глюкозы в крови. Основные признаки заболевания – потеря веса, жажда, избыточное образование мочи и др.

У ребенка могут быть обнаружены и такие заболевания поджелудочной железы, как доброкачественные кисты, абсцессы, свищи.

О расстройстве работы этого органа у детей чаще всего свидетельствуют следующие симптомы:

исхудание;
появление специфического привкуса во рту;
слабость;
вздутие живота;
метеоризм;
тошнота;
боли в боку, в области спины, поясницы, живота;
рвота и др.

Питание

Для того чтобы поджелудочная железа могла работать нормально, необходимо следить за ее состоянием и, по возможности, создавать условия для ее правильного функционирования:

придерживаться принципов здорового и сбалансированного питания;
ограничить потребление копченой, жирной, жареной пищи;
отказаться либо максимально сократить прием алкоголя, крепкого чая, лимонадов и др.;
минимизировать потребление углеводов перед сном;
готовить пищу с минимальным количеством пряностей, соли и специй;
(1,5-2 литра воды в сутки);
ограничить потребление шоколада, сладких и мучных продуктов (мороженое, торты, булочки, конфеты и др.);
ограничить потребление ненатуральных молочных продуктов (глазированные сырки и творожки и др.);
отказаться от магазинных соусов, кетчупов, майонезов;
включать в рацион больше растительной пищи, за исключением кислых фруктов и ягод.

По отношению к детям достаточно соблюдать возрастные нормы диеты, не допускать переедания сладостей, а полностью исключить из детского рациона.

При заболеваниях панкреатической железы ребенку, как и взрослому пациенту, назначают диету № 5.

Резюме для родителей

Правильное питание в совокупности со здоровым образом жизни – залог нормального развития и полноценной работы поджелудочной железы ребенка, а также комфортного пищеварения и отсутствия заболеваний ЖКТ.

Познавательное видео об анатомии поджелудочной железы:

Первый городской канал Одессы, медицинская справка на тему «Поджелудочная железа»:

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

Эндокринная активность поджелудочной железы осуществляется островками Лангерганса, которые состоят из разного типа клеток. Примерно 60% островкового аппарата поджелудочной железы составляют β-клетки. Они продуцируют гормон инсулин , который влияет на все виды обмена веществ, но прежде всего снижает уровень глюкозы в .

Таблица. Гормоны поджелудочной железы

Инсулин (полипептид) — это первый белок, полученный синтетически вне организма в 1921 г. Бейлисом и Банти.

Инсулин резко повышает проницаемость мембраны мышечных и жировых клеток для глюкозы. Вследствие этого скорость перехода глюкозы внутрь этих клеток увеличивается примерно в 20 раз по сравнению с переходом глюкозы в клетки в отсутствие инсулина. В мышечных клетках инсулин способствует синтезу гликогена из глюкозы, а в жировых клетках — жира. Под влиянием инсулина возрастает проницаемость и для аминокислот, из которых в клетках синтезируются белки.

Рис. Основные гормоны, влияющие на уровень глюкозы крови

Второй гормон поджелудочной железы глюкагон — выделяется а-клетками островков (примерно 20%). Глюкагон по химической природе полипептид, а по физиологическому воздействию антагонист инсулина. Глюкагон усиливает распад гликогена в печени и повышает уровень глюкозы в плазме крови. Глюкагон способствует мобилизации жира из жировых депо. Подобно глюкагону действует ряд гормонов: СТГ, глюкокортиконды, адреналин, тироксин.

Таблица. Основные эффекты инсулина и глюкагона

Вид обмена	Инсулин	Глюкагон
Углеводный	Повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы и ее утилизацию (гликолиз) Стимулирует синтез гликогена Угнетает глюконеогенез Снижает уровень глюкозы крови	Стимулирует гликогенолиз и глюконеогенез Оказывает контринсулярное действие Повышает уровень глюкозы крови
Белковый	Стимулирует анаболизм	Стимулирует катаболизм
	Угнетает липолиз Уменьшается количество кетоновых тел в крови	Стимулирует липолиз Повышается количество кетоновых тел в крови

Третий гормон поджелудочной железы - соматостатин выделяется 5-клетками (примерно 1-2%). Соматостатин подавляет освобождение глюкагона и всасывание глюкозы в кишечнике.

Гипер- и гипофункция поджелудочной железы

При гипофункции поджелудочной железы возникает сахарный диабет. Он характеризуется целым рядом симптомов, возникновение которых связано с увеличением сахара в крови - гипергликемией. Повышенное содержание глюкозы в крови, а следовательно, и в клубочковом фильтрате приводит к тому, что эпителий почечных канальцев не реабсорбирует глюкозу полностью, поэтому она выделяется с мочой (глюкозурия). Возникает потеря сахара с мочой — сахарное мочеиспускание.

Количество мочи увеличено (полиурия) от 3 до 12, а в редких случаях до 25 л. Это связано с тем, что нереабсорбированная глюкоза повышает осмотическое давление мочи, которое удерживает в ней воду. Вода недостаточно всасывается канальцами, и количество выделяемой почками мочи оказывается увеличенным. Обезвоживание организма вызывает у больных диабетом сильную жажду, что приводит к обильному приему воды (около 10 л). В связи с выведением глюкозы с мочой резко увеличивается расходование белков и жиров в качестве веществ, обеспечивающих энергетический обмен организма.

Ослабление окисления глюкозы приводит к нарушению обмена жиров. Образуются продукты неполного окисления жиров — кетоновые тела, что приводит к сдвигу крови в кислую сторону — ацидозу. Накопление кетоновых тел и ацидоз могут вызвать тяжелое, угрожающее смертью состояние - диабетическую кому , которая протекает с потерей сознания, нарушением дыхания и кровообращения.

Гиперфункция поджелудочной железы — очень редкое заболевание. Избыточное содержание инсулина в крови вызывает резкое снижение сахара в ней - гипогликемию , что может привести к потере сознания - гипогликемическая кома. Это объясняется тем, что ЦНС очень чувствительна к недостатку глюкозы. Введение глюкозы снимает все эти явления.

Регуляция функции поджелудочной железы. Выработка инсулина регулируется механизмом отрицательной обратной связи в зависимости от концентрации глюкозы в плазме крови. Повышенное содержание глюкозы в крови способствует увеличению выработки инсулина; в условиях гипогликемии образование инсулина, наоборот, тормозится. Продукция инсулина может возрастать при стимуляции блуждающего нерва.

Эндокринная функция поджелудочной железы

Поджелудочная железа (масса у взрослого человека 70- 80 г) имеет смешанную функцию. Ацинозная ткань железы вырабатывает пищеварительный сок, который выводится в просвет двенадцатиперстной кишки. Эндокринную функцию в поджелудочной железе выполняют скопления (от 0,5 до 2 млн) клеток эпителиального происхождения, получившие название островков Лангерганса (Пирогова — Лангерганса) и составляющие 1-2% от ее массы.

Паракринная регуляция клеток островков Лангерганса

В островках имеются несколько видов эндокринных клеток:

а-клетки (около 20%), образующие глюкагон;
β-клетки (65-80%), синтезирующие инсулин;
δ-клетки (2-8%), синтезирующие соматостатин;
РР-клетки (менее 1%), продуцирующие панкреатический полипептид.

У детей младшего возраста имеются G-клетки, вырабатывающие гастрины. Основными гормонами поджелудочной железы, регулирующими обменные процессы, являются инсулин и глюкагон.

Инсулин — полипептид, состоящий из 2 цепей (А-цепь состоит из 21 аминокислотного остатка и В-цепь — из 30 аминокислотных остатков), связанных между собой дисульфидными мостиками. Инсулин транспортируется кровью преимущественно в свободном состоянии и его содержание составляет 16-160 мкЕД/мл (0,25-2,5 нг/мл). За сутки (3-клетки взрослого здорового человека продуцируют 35-50 Ед инсулина (примерно 0,6-1,2 Ед/кг массы тела).

Таблица. Механизмы транспорта глюкозы в клетку

Тип ткани

Механизм

Инсулинзависимые

Для транспорта глюкозы в мембране клетки необходим белок-переносчик ГЛЮТ-4

Под влиянием инсулина данный белок перемещается из цитоплазмы в плазматическую мембрану и глюкоза поступает в клетку путем облегченной диффузии

Стимуляция инсулином приводит к увеличению скорости поступления глюкозы внутрь клетки в 20 40 раз наибольшей степени от инсулина зависит транспорт глюкозы в мышечной и жировой тканях

Инсулинонезависимые

В мембране клетки расположены различные белки- переносчики глюкозы (ГЛЮТ-1, 2, 3, 5, 7), которые встраиваются в мембрану независимо от инсулина

С помощью этих белков путем облегченной диффузии глюкоза транспортируется в клетку по градиенту концентрации

К инсулинонезависимым тканям относятся: мозг, эпителий ЖКТ, эндотелии, эритроциты, хрусталик, р-клетки островков Лангерганса, мозговое вещество почек, семенные везикулы

Секреция инсулина

Секреция инсулина подразделяется на базальную, имеющую выраженный , и стимулированную пищей.

Базальная секреция обеспечивает оптимальный уровень глюкозы в крови и анаболических процессов в организме во время сна и в интервалах между приемом пищи. Она составляет около 1 ЕД/ч и на нее приходится 30-50% суточной секреции инсулина. Базальная секреция существенно снижается при длительной физической нагрузке или голодании.

Секреция, стимулированная пищей, — это усиление базальной секреции инсулина, вызванное приемом пищи. Ее объем составляет 50-70% от суточной. Эта секреция обеспечивает поддержание уровня глюкозы в крови в условиях се дополнительного поступления из кишечника, дает возможность се эффективного поглощения и утилизации клетками. Выраженность секреции зависит от времени суток, имеет двухфазный характер. Количество секретируемого в кровь инсулина примерно соответствует количеству принятых углеводов и составляет на каждые 10-12 г углеводов 1-2,5 Ед инсулина (утром 2-2,5 Ед, в обед — 1-1,5 Ед, вечером — около 1 Ед). Одной из причин такой зависимости секреции инсулина от времени суток является высокий уровень в крови контринсулярных гормонов (прежде всего кортизола) утром и его снижение к вечеру.

Рис. Механизм секреции инсулина

Первая (острая) фаза стимулированной секреции инсулина длится недолго и связана с экзоцитозом β-клетками гормона, уже накопленного в период между приемами пищи. Она обусловлена стимулирующим влиянием на β-клетки не столько глюкозы, сколько гормонов желудочно-кишечного тракта — гастрина, энтероглюкагона, глицентина, глюкагонподобного пептида 1, секретируемых в кровь во время приема пищи и пищеварения. Вторая фаза секреции инсулина обусловлена стимулирующим секрецию инсулина действием на р-клетки уже самой глюкозой, уровень которой в крови повышается в результате ее всасывания. Это действие и повышенная секреция инсулина продолжаются до тех пор, пока уровень глюкозы не достигнет нормального для данного человека, т.е. 3,33- 5,55 ммоль/л в венозной крови и 4,44 — 6,67 ммоль/л в капиллярной крови.

Инсулин действует на клетки-мишени, стимулируя 1-TMS-мембранные рецепторы, обладающие тирозинкиназной активностью. Основными клетками-мишенями инсулина являются гепатоциты печени, миоциты скелетной мускулатуры, адипоциты жировой ткани. Один из его важнейших эффектов — снижение уровня глюкозы в крови, инсулин реализует через усиление поглощения глюкозы из крови клетками-мишенями. Это достигается за счет активации работы в них трансмебранных переносчиков глюкозы (GLUT4), встраиваемых в плазматическую мембрану клеток-мишеней, и повышения скорости переноса глюкозы из крови в клетки.

Метаболизируется инсулин на 80% в печени, остальная часть в почках и в незначительном количестве в мышечных и жировых клетках. Период его полувыведения из крови — около 4 мин.

Основные эффекты инсулина

Инсулин является анаболическим гормоном и оказывает ряд эффектов на клетки-мишени различных тканей. Уже упоминалось, что один из основных его эффектов — понижение в крови уровня глюкозы реализуется за счет усиления ее поглощения клетками-мишенями, ускорения в них процессов гликолиза и окисления углеводов. Понижению уровня глюкозы способствует стимулирование инсулином синтеза гликогена в печени и в мышцах, подавление глюконеогенеза и гликогенолиза в печени. Инсулин стимулирует поглощение клетками-мишенями аминокислот, уменьшает катаболизм и стимулирует синтез белка в клетках. Он стимулирует также превращение в жиры глюкозы, накопление в адипоцитах жировой ткани триацилглицеролов и подавляет в них липолиз. Таким образом, инсулин оказывает общее анаболическое действие, усиливая в клетках-мишенях синтез углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот.

Инсулин оказывает на клетки и ряд других эффектов, которые в зависимости от скорости проявления делят на три группы. Быстрые эффекты реализуются через секунды после связывания гормона с рецептором, например поглощение глюкозы, аминокислот, калия клетками. Медленные эффекты развертываются через минуты от начала действия гормона — ингибирование активности ферментов катаболизма белков, активация синтеза белков. Отсроченные эффекты инсулина начинаются через часы после его связывания с рецепторами — транскрипция ДНК, трансляция мРНК, ускорение роста и размножения клеток.

Рис. Механизм действия инсулина

Основным регулятором базальной секреции инсулина является глюкоза. Повышение ее содержания в крови до уровня выше 4,5 ммоль/л сопровождается увеличением секреции инсулина по следующему механизму.

Глюкоза → облегченная диффузия с участием белка-транспортера GLUT2 в β-клетку → гликолиз и накопление АТФ → закрытие чувствительных к АТФ калиевых каналов → задержка выхода, накопление ионов К+ в клетке и деполяризация ее мембраны → открытие потенциалзависимых кальциевых каналов и поступление ионов Са 2+ в клетку → накопление ионов Са2+ в цитоплазме → усиление экзоцитоза инсулина. Секрецию инсулина стимулируют тем же способом при повышении уровней в крови галактозы, маннозы, β-кетокислоты, аргинина, лейцина, аланина и лизина.

Рис. Регуляция секреции инсулина

Гиперкалиемия, производные сульфонилмочевины (лекарственные средства для лечения сахарного диабета типа 2), блокируя калиевые каналы плазматической мембраны β-клеток, повышают их секреторную активность. Повышают секрецию инсулина: гастрин, секретин, энтероглюкагон, глицентин, глюкагонподобный пептид 1, кортизол, гормон роста, АКТГ. Увеличение секреции инсулина ацетилхолином наблюдается при активации парасимпатического отдела АНС.

Торможение секреции инсулина наблюдается при гипогликемии, под действием соматостатина, глюкагона. Тормозным действием обладают катехоламины, высвобождаемые при повышении активности СНС.

Глюкагон - пептид (29 аминокислотных остатков), образуемый а-клетками островкового аппарата поджелудочной железы. Транспортируется кровью в свободном состоянии, где его содержание составляет 40-150 пг/мл. Оказывает свои эффекты на клетки-мишени, стимулируя 7-ТМS-рецепторы и повышая в них уровень цАМФ. Период полураспада гормона — 5-10 мин.

Контринсулярное действие глюкогона:

Стимулирует β-клетки островков Лангерганса, увеличивая секрецию инсулина
Активирует инсулиназу печени
Оказывает антагонистические эффекты на метаболизм

Схема функциональной системы, поддерживающей оптимальный для метаболизма уровень глюкозы крови

Основные эффекты глюкагона в организме

Глюкагон является катаболическим гормоном и антагонистом инсулина. В противоположность инсулину он повышает содержание глюкозы в крови за счет усиления гликогенолиза, подавления гликолиза и стимуляции глюконеогенеза в гепатоцитах печени. Глюкагон активирует липолиз, вызывает усиленное поступление жирных кислот из цитоплазмы в митохондрии для их β-окисления и образования кетоновых тел. Глюкагон стимулирует катаболизм белков в тканях и увеличивает синтез мочевины.

Секреция глюкагона усиливается при гипогликемии, снижении уровня аминокислот, гастрином, холецистокинином, кортизолом, гормоном роста. Усиление секреции наблюдается при повышении активности и стимуляции катехоламинами β-АР. Это имеет место при физической нагрузке, голодании.

Секреция глюкагона угнетается при гипергликемии, избытке жирных кислот и кетоновых тел в крови, а также под действием инсулина, соматостатина и секретина.

Нарушения эндокринной функции поджелудочной железы могут проявляться в виде недостаточной или избыточной секреции гормонов и приводить к резким нарушениям гомеостаза глюкозы — развитию гипер- или гипогликемии.

Гипергликемия - это повышение содержания глюкозы в крови. Она может быть острой и хронической.

Острая гипергликемия чаще всего является физиологической, так как обусловлена обычно поступлением глюкозы в кровь после еды. Ее продолжительность обычно не превышает 1-2 ч вследствие того, что гипергликемия подавляет выделение глюкагона и стимулирует секрецию инсулина. При увеличении содержания глюкозы в крови выше 10 ммоль/л, она начинает выводиться с мочой. Глюкоза является осмотически активным веществом, и ее избыток сопровождается повышением осмотического давления крови, что может привести к обезвоживанию клеток, развитию осмотического диуреза и потере электролитов.

Хроническая гипергликемия, при которой повышенный уровень глюкозы в крови сохраняется часы, сутки, недели и более, может вызывать повреждение многих тканей (в особенности кровеносных сосудов) и поэтому рассматривается как предпатологическое и (или) патологическое состояние. Она является характерным признаком целой группы заболеваний обмена веществ и нарушения функций эндокринных желез.

Одним из наиболее распространенных и тяжелых среди них является сахарный диабет (СД), которым страдают 5-6% населения. В экономически развитых странах число больных СД каждые 10-15 лет удваивается. Если СД развивается вследствие нарушения секреции инсулина β-клетками, то его называют сахарным диабетом 1-го типа — СД-1. Заболевание может развиться также и при понижении эффективности действия инсулина на клетки-мишени у людей старшего возраста, и его называют сахарный диабет 2-го типа- СД-2. При этом снижается чувствительность клеток-мишеней к действию инсулина, которая может сочетаться с нарушением секреторной функции р-клеток (выпадение 1-й фазы пищевой секреции).

Общим признаком СД-1 и СД-2 являются гипергликемия (повышение уровня глюкозы в венозной крови натощак выше 5,55 ммоль/л). Когда уровень глюкозы в крови повышается до 10 ммоль/л и более, глюкоза появляется в моче. Она повышает осмотическое давление и объем конечной мочи и это сопровождается полиурией (увеличением частоты и объема выделяемой мочи до 4-6 л/сут). У больного развивается жажда и повышенное потребление жидкостей (полидипсия) вследствие повышения осмотического давления крови и мочи. Гипергликемия (особенно при СД-1) часто сопровождается накоплением продуктов неполного окисления жирных кислот — оксимасляной и ацетоуксусной кислот (кетоновых тел), что проявляется появлением характерного запаха выдыхаемого воздуха и (или) мочи, развитием ацидоза. В тяжелых случаях это может стать причиной нарушения функции ЦНС — развития диабетической комы, сопровождаемой потерей сознания и гибелью организма.

Избыточное содержание инсулина (например, при заместительной инсулинотерапии или стимуляции его секреции препаратами сульфанилмочевины) ведет к гипогликемии. Ее опасность состоит в том, что глюкоза служит основным энергетическим субстратом для клеток мозга и при понижении ее концентрации или отсутствии нарушается работа мозга из-за нарушения функции, повреждения и (или) гибели нейронов. Если пониженный уровень глюкозы сохраняется достаточно долго, то может наступить смерть. Поэтому гипогликемия при снижении содержания глюкозы в крови менее 2,2-2,8 ммоль/л) рассматривается как состояние, при котором врач любой специальности должен оказать больному первую медицинскую помощь.

Гипогликемию принято делить на реактивную, возникающую после еды и натощак. Причиной реактивной гипогликемии является повышенная секреция инсулина после приема пищи при наследственном нарушении толерантности к сахарам (фруктозе или галактозе) или изменении чувствительности к аминокислоте лейцин, а также у больных с инсулиномой (опухолью β-клеток). Причинами гипогликемии натощак могут быть — недостаточность процессов гликогенолиза и (или) глюконеогенеза в печени и почках (например, при дефиците контринсулярных гормонов: глюкагона, катехоламинов, кортизола), избыточная утилизация глюкозы тканями, передозировка инсулина и др.

Гипогликемия проявляется двумя группами признаков. Состояние гипогликемии является для организма стрессом, в ответ на развитие которого повышается активность симпатоадреналовой системы, в крови возрастает уровень катехоламинов, которые вызывают тахикардию, мидриаз, дрожь, холодный пот, тошноту, ощущение сильного голода. Физиологическая значимость активации гипогликемией симпатоадреналовой системы заключается во включении в действие нейроэндокринных механизмов катехоламинов для быстрой мобилизации глюкозы в кровь и нормализации ее уровня. Вторая группа признаков гипогликемии связана с нарушением функции ЦНС. Они проявляются у человека снижением внимания, развитием головной боли, чувства страха, дезориентацией, нарушением сознания, судорогами, преходящими параличами, комой. Их развитие обусловлено резким недостатком энергетических субстратов в нейронах, которые не могут получать в достаточном количестве АТФ при недостатке глюкозы. Нейроны не располагают механизмами депонирования глюкозы в виде гликогена, подобно гепатоцитам или миоцитам.

Врач (в том числе стоматолог) должен быть готов к таким ситуациям и уметь оказать первую медицинскую помощь больным СД в случае гипогликемии. Прежде чем приступить к лечению зубов, необходимо выяснить, какими заболеваниями страдает пациент. При наличии у него СД надо расспросить пациента об его диете, используемых дозах инсулина и обычной физической нагрузке. Следует помнить, что стресс, испытываемый во время лечебной процедуры, является дополнительным риском развития гипогликемии у больного. Таким образом, врач-стоматолог должен иметь наготове сахар в любом виде — пакетики сахара, конфеты, сладкий сок или чай. При появлении у больного признаков гипогликемии, нужно немедленно прекратить лечебную процедуру и если больной в сознании, то дать ему сахар в любой форме через рот. Если состояние пациента ухудшается, следует незамедлительно принять меры для оказания эффективной врачебной помощи.

Статью подготовил:

Поджелудочная железа – источник гормонов и панкреатического сока. Островки Лангерганса – скопление эндокринных клеток. Группы участвуют в выработке гормонов. Клетки поджелудочной железы при угнетении становятся причиной формирования сахарного диабета. Вслед за этим происходит развитие различных нарушений. Группы клеток поджелудочной железы были открыты Паулем Лангергансом в 19 веке. Именно поэтому скопления были названы в честь ученого. В большинстве случаев сконцентрированы в хвостовой части внутреннего органа.

Поджелудочная железа -очень важный орган

В этой статье вы узнаете:

Структуры поджелудочной железы

Имеет многообразную альвеолярно-трубчатую структуру. Главные показатели внутреннего органа описаны в таблице.

Локализация	Локализируется поджелудочная железа за желудком в брюшной полости.
Структура органа	Внутренний орган имеет железистые вкрапления. Такие элементы отвечают за уникальные внешне- и внутрисекреторные функции. В поджелудочной, помимо клеток, присутствует соединительная ткань, которая делит железу на доли благодаря перегородкам. В долях присутствуют отделы экзокринной секреции, а также эндокринные группы. Периодически с их помощью в кишечный тракт выделяется незначительное количество панкреатического сока.
Вес	Поджелудочная железа весит около 79-81 г у взрослого человека.

За внутри- и внешнесекреторный процесс отвечают клеточные группы. Их численность достигает нескольких миллионов. Размер скоплений не превышает 0,3 мм.

Каждая группа включает до 40 клеток. Каждая из них производит гормоны – инсулин, глюкагон и т. д. Такие вещества управляют липидным и углеводным обменом.

Альфа-клетки не формируют инсулин. Такие компоненты создают бета-клетки, потом преобразовываются в инсулин. Составляющие островка Лангерганса высвобождают глюкагон, который способствует повышению уровня глюкозы в крови.

Альфа-клетки вырабатывают гормон глюкагон

Согласно проведенным исследованиям 8 лет назад, альфа-клетки при недостатке иных веществ, отвечающих за производство инсулина, берут на себя их функцию. Эксперименты проводились на мышах с большим количеством разрушенных бета-составляющих.

Число веществ по соотношению с другими составляет 20%. Такое количество является довольно большим. Данные составляющие способствуют нормальному перевариванию пищевых продуктов.

Клетки дельта расположены не только в поджелудочной железе, но и:

желудке;
кишечном тракте.

Дельта-клетки способствуют производству соматостатина. У человека такие компоненты располагаются по всей поверхности островков Лангерганса. Также они нормализуют секрецию в пищеварительном органе.

Дельта-клетки вырабатывают соматостатин

Число веществ составляет примерно 1 к 10 от общего количества всех составляющих островка Лангерганса. Такой компонент нормализует глюкагон и инсулин. Восстанавливается пищеварительная моторика.

Все составляющие играют важную роль. При нарушении числа каких-либо составляющих Лангерганса происходит ухудшение работы всего организма.

Бета-клетки поджелудочной железы

Бета-клетки присутствуют в наибольшем количестве. Их число составляет более 70%. Такой компонент участвует в производстве инсулина, который используется для запуска процесса преобразования глюкозы. Вещество выводится из кровотока.

Количество сахара в кровотоке регулируется инсулином. Недостаточное число вещества способствует формированию сахарного диабета. Установить присутствие болезни можно по наличию антител. У здорового человека такие компоненты при диагностических исследованиях не обнаруживаются.

Именно бета-клетки вырабатывают инсулин

Согласно некоторым исследованиям, стать причиной сахарного диабета могут вещества, которые обделены кислородом. Составляющие возвращаются в менее зрелое состояние.

Вип-клетки поджелудочной железы

Вип-клетки – нейропептидный гормон, присутствующий не только в поджелудочной железе, но и:

кишечном тракте;
пищеварительном органе;
головном и спинном мозге.

Складываются такие составляющие из более 20 аминокислотных остатков. Компонент является нейромедиатором. Количество вещества в плазме низкое, и оно не меняется после употребления пищи.

Клетки угнетают желудочную секрецию. Вещество способствует выработке панкреатического сока. Также компонент расслабляет гладкую мускулатуру. Составляющая стимулирует кровоток и является ингибитором.
При чрезмерном производстве данных клеток происходит формирование новообразования. Частота развития такой опухоли довольно низка. 50% из них – злокачественные. Прогноз в таком случае отрицательный.

Панкреатический полипептид – очень важный элемент пищеварения

РР-клетки

РР-клетки поджелудочной производят панкреатический полипептид. Локализируются по краям островков. Однако иногда могут выходить и за их пределы. Форма составляющих полигональная. Их число составляет 1 к 25.

Компоненты способствуют нормализации секреторного функционирования. Благодаря их работоспособности возможен допустимый уровень кислотности в желудке. Снижается риск формирования заболеваний пищеварительной системы.

Особенности регенерации

При гибели некоторых клеток происходит формирование очагов некроза. На сегодняшний день восстановление возможно благодаря высокотехнологичным лечебным технологиям. Требуется регенерировать утраченные компоненты. Это происходит благодаря специальной терапии.

Для регенерации применяются стволовые клетки. Такие вещества продемонстрировали высокую приживаемость в поджелудочной.

После приживаемости стволовые компоненты берут на себя функции веществ, которые утратились при некрозе. Благодаря этому через непродолжительный промежуток времени человек отказывается от приема лекарственных средств, направленных на главное нарушение.

Из этого ролика можно узнать о строении поджелудочной:

Транспортировка островков

Возможна пересадка островкового аппарата. Транспортировка дает возможность, например, людям с сахарным диабетом восстановить структуру и функционирование клеток типа бета. Пересаживаются участки от доноров. Ученые доказали, что такой способ помогает нормализовать процесс переработки углеводов.