Бикарбонаты поджелудочной железы

Физиология поджелудочной железы

Поджелудочная железа принимает участие в жизненных процессах в основном двумя путями: экзосекреторным и инкреторным.

Внешняя секреция поджелудочной железы выражается в выделении ее ацинозной частью панкреатического сока, обладающего большой ферментативной силой в отношении всех основных составных частей пищи. Попадая в кишечник вместе с желчью и кишечным соком, эта жидкость продолжает процесс пищеварения, начатый слюной и желудочным соком.

Чистый панкреатический сок представляет собой бесцветную щелочную жидкость (рН 8,3—8,6). Состав ее в значительной степени зависит от условий секреции и подвержен большим колебаниям. Среди неорганических веществ преобладают бикарбонат натрия и хлористый натрий, в большом количестве присутствуют бикарбонат калия, хлористый калий, соли кальция, а также магний, цинк, кобальт и другие соединения. Бикарбонаты синтезируются в поджелудочной железе при каталитическом воздействии карбоксигидразы.

Органический состав панкреатического сока, несущий основные его ферментативные свойства, состоит преимущественно из глобулинов. В панкреатическом соке можно обнаружить креатинин, мочевину, мочевую кислоту и другие вещества.

Самой важной составной частью панкреатического сока, обусловливающей его пищеварительные свойства, являются ферменты, представленные амилазой, липазой и протеазами. Амилазы α и β сецернируются в активном состоянии; они расщепляют крахмал и гликоген до дисахаридов. Липаза также выделяется в деятельном состоянии (нет профермента) и значительно активируется желчными кислотами. Она расщепляет нейтральные жиры до жирных кислот и глицерина. Протеолитическими ферментами являются трипсин, химотрипсин и карбоксипептидаза. Трипсин и химотрипсин выделяются в неактивном состоянии в виде трипсиногена и химотрипсиногена. Трипсин активируется в тонкой кишке энтерокиназой, а химотрипсиноген — трипсином. Поджелудочная железа вырабатывает также и ингибитор трипсина, который содержится в клетках органа и предохраняет их от переваривания активным трипсином, образующимся из трипсиногена путем автокатализа. Ингибитор трипсина обнаруживается также и в панкреатическом соке. Протеазы расщепляют белки и полипептиды до аминокислот. Трипсин расщепляет пептидные связи, в образовании которых участвуют карбоксильные группы аргинина и лизина, а химотрипсин дополняет его действие, расщепляя пептидные связи с участием циклических аминокислот.

У человека секреция поджелудочной железы происходит постоянно, но может увеличиваться под влиянием нервных и гуморальных факторов. Изменения циркуляции крови могут влиять на секреторный процесс, но они не участвуют в его регуляции. Полагают, что вода и бикарбонаты сецернируются центроацинозными клетками и эпителиальными клетками внутридольковых протоков, а пищеварительные ферменты — ацинозными клетками.

Секреторная функция поджелудочной железы регулируется двумя механизмами: нервным и гуморальным. Первый осуществляется главным образом через веточки блуждающего нерва, а второй — с помощью секретина, гормонального вещества, образующегося в стенке тонкой кишки при поступлении в нее кислого содержимого из желудка и стимулирующего гематогенным путем секрецию поджелудочной железы. При раздражении веточек блуждающего нерва выделяется небольшое количество сока, богатого ферментами, а при действии секретина выделяется обильное количество щелочного сока небольшой ферментативной активности. Известно также, что наряду с секретином в слизистой оболочке тонкой кишки образуется вещество гормональной природы — панкреозимин, стимулирующее ферментообразование (Harper, Raper, 1943).

Естественными возбудителями панкреатической секреции являются поступающие из желудка пищевые продукты в смеси с желудочным соком. Активным сокогонным действием обладают введенные в двенадцатиперстную кишку слабые растворы соляной кислоты, эфир и другие вещества, стимулирующие выделение секретина, а также фармакологические препараты секретина при внутривенном введении. Ферментообразование стимулируется введением жиров, различных ваготропных веществ, а также внутривенным введением очищенных препаратов панкреозимина.

Внешнесекреторная функция поджелудочной железы, несмотря на ее многообразие и, несомненно, очень важную роль в пищеварительном процессе в случае ее выпадения в известной мере может быть замещена пищеварительной функцией тонкой кишки. При этом наиболее заметно нарушается переваривание жиров и белков и менее — углеводов.

Экскреторная функция поджелудочной железы по сравнению с внешнесекреторной незначительна. Исследованиями М. М. Губергрица (1948) и других доказана экскреция железой пуринов, различных красителей, ряда фармакологических препаратов и других веществ.

Поджелудочная железа обладает внутрисекреторной деятельностью. Наиболее изученным ее гормоном является инсулин. В настоящее время выяснено, что инсулин является высокомолекулярным белковым веществом. Он легко разрушается протеолитическими ферментами пищеварительного тракта, что лишает возможности применять его перорально. Недостаточность инсулина приводит к увеличению концентрации сахара в крови и тканях, обеднению печени гликогеном, увеличению в крови жира и накоплению в организме недоокисленных продуктов жирового обмена в виде кетоновых тел.

В поджелудочной железе, помимо инсулина, образуется также гипергликемический фактор — глюкагон, снижающий содержание гликогена в печени и мышцах, что приводит к гипергликемии. Недостаточное образование глюкагона может быть причиной гипогликемии и повышенной чувствительности к инсулину. Липокаин, обнаруженный в поджелудочной железе, предотвращает развитие жировой инфильтрации печени, а калликреин обладает гипотензивным действием.

Ферменты поджелудочной железы

За сутки поджелудочная железа производит около 1000-1500 мл сока щелочной реакции. Он богат бикарбонатами и ферментами, в первую очередь липазой, трипсином, амилазой, а также хемотрипсином, эластазой, фосфолипазой и рядом других ферментов. Поджелудочная железа осуществляет “массовое” производство сравнительно небольшого числа ферментов, среди которых – особенно трудно заменимая панкреатическая липаза. Концентрацией липазы нередко определяется эффективность препаратов поджелудочной железы (креон, панцитрат и др.).

Основными стимуляторами секреции поджелудочной железы являются секретин и панкреозимин (холецистокинин), продуцирующиеся слизистой оболочкой двенадцатиперстной кишки. Секретин вырабатывается главным образом в ответ на поступающую в кишку из желудка соляную кислоту, а панкреозимин – в ответ на пищевые массы. Сок, выделяемый железой при стимуляции секретином, существенно отличается от сока, стимулированного панкреозимином.

Характеристика секрета поджелудочной железы

Выделяемые поджелудочной железой ферменты находятся в протоках в неактивном состоянии. При поступлении в двенадцатиперстную кишку они переходят в активную форму. В их активизации принимают участие желчь, кишечные ферменты и изменение рН среды с 9,0 в протоках ПЖ до 6,0 в просвете двенадцатиперстной кишки. В этом процессе ведущая роль принадлежит бикарбонатам секрета поджелудочной железы. Недостаточная продукция бикарбонатов снижает уровень рН двенадцатиперстной кишки и делает малоэффективной работу основных ферментов, функционирующих в просвете тонкой кишки.

Недостаточная продукция бикарбонатов по тем же причинам приводит к раздражению двенадцатиперстной кишки, повышению в ней давления и падению присасывающей функции, что является одной из причин “панкреатогенных” болей. Блокаторы Н2-рецепторов и антациды прекращают или уменьшают эти боли, поэтому вошли в программу лечения болевых форм хронического панкреатита.

Суммой ферментов поджелудочной железы в значительной мере определяется эффективность первой фазы тонкокишечного пищеварения – внутриполостного гидролиза. В эту фазу пищевые полимеры гидролизуются до олигомеров. Например, крахмал расщепляется до дисахаридов. На следующей фазе кишечного пищеварения – мембранном, или пристеночном, пищеварении – дисахариды расщепляются до моносахаридов. Особенность первой фазы кишечного пищеварения состоит в том, что большие конгломераты молекул (полимеры) могут расщепляться сравнительно небольшим набором ферментов. Следующая фаза – мембранное пищеварение – требует несравненно большего числа ферментов, специфичных для каждого вида олигомеров.

Важную роль в патологических процессах холедохопанкреатической зоны играет также желчь. При тяжелых болевых формах хронического панкреатита, предположительно связанного с постоянным забросом желчи в главный панкреатический проток, пересекают общий желчный проток и накладывают холедохоэнтеральный анастомоз. Нередко после подобной операции боли стихают.

“Ферменты поджелудочной железы” и другие статьи из раздела Заболевания поджелудочной железы

2.2. Физиология поджелудочной железы

Поджелудочная железа является железой внешней и внутренней сек­реции; она продуцирует панкреатический сок, играющий значительную роль в процессе пищеварения и обмена. По предположению большинства исследователей, в сутки железа выделяет 1000-4000 мл панкреатического сока; он имеет щелочную реакцию (рН 8,71-8,98). В его состав входят фер­менты, расщепляющие белки, жиры и углеводы, а также вода, электроли­ты и гидрокарбонат. Удельный вес панкреатического сока колеблется в за­висимости от концентрации в нем белков и электролитов и имеет следую­щие показатели:

На 98% панкреатический сок состоит из воды; сухой остаток составля­ет 1,0-1,23%.

Различают четыре группы ферментов поджелудочной железы:

1. Протеазы (пептидазы): химотрипсиноген, трипсиноген, карбоксипеп-тидаза, аминопептидаза, коллагеназа, эластаза.

2. Липаза (эстераза).

3. Карбоангидразы (гликозидазы): мальтаза, амилаза, лактаза.

4. Нуклеазы: дезоксирибонуклеаза, рибонуклеаза

Трипсин и химотрипсин вырабатываются поджелудочной железой в неактивной форме в виде трипсиногена и химотрипсиногена. В двена­дцатиперстной кишке трипсиноген активизируется под влиянием ки­шечной энтерокиназы и солей кальция, а химотрипсиноген — под дейст­вием трипсина. По активности химотрипсин слабее трипсина и имеет бо­лее узкий спектр действия, однако, в отличие от последнего, вызывает створаживание молока. Трипсин расщепляет любые денатурированные белки, не действует на жировую ткань, нативный коллаген; разрушается в процессе пассажа по кишечнику и в кале, как правило, не определяется.

Липаза продуцируется железой в неактивной форме, но в результате действия желчных кислот и гистидина активизируется и расщепляет ней­тральные жиры до жирных кислот и глицерина. Из панкреатического сока выделены также фосфолипаза А (гидролиз фосфолипидов, лецити­на) и карбоксилэстераза (гидролиз эфиров жирных кислот), осуществ­ляющие липолиз. Железа выделяет основное количество липазы. Этот фермент активен в тонкой кишке в присутствии желчных кислот, кото­рые способствуют эмульгированию жиров. Молекула липазы стабилизи­руется и активизируется ионами кальция и магния. Фосфолипаза А и В поступают в двенадцатиперстную кишку в неактивном состоянии, и там они активизируются трипсином.

Амилаза, в отличие от других ферментов, выделяется в активной фор­ме и способствует расщеплению углеводов. Она может выделяться и дру­гими органами (печенью, слюнными железами).

Инвертаза расщепляет сахарозу, лактаза — молочный сахар.

Бикарбонаты наряду с ферментами играют важную роль в пищеваре­нии. Основной их функцией является нейтрализация кислого пищевого химуса, поступающего из желудка; кроме того, бикарбонаты защищают слизистую кишечника и являются оптимальными для действия гидролаз.

Натрий составляет 95% всех катионов. Значение натрия и калия для работы железы неизвестно. Кальций играет важную роль в регуляции внутриклеточного синтеза ферментов и их выхождении в протоки желез.

Роль микроэлементов, содержащихся в панкреатическом соке в очень не­большом количестве, изучена слабо.

Механизм панкреатической секреции — нейрогуморальный. Нервная система оказывает на железу прямое и опосредованное действие. Активи­зировать секрецию, по И.П. Павлову (1902), удается путем стимуляции блуждающих нервов (прямое действие). Опосредованное влияние нерв­ной системы осуществляется через механизмы регуляции высвобожде­ния гастрина. Парасимпатическая нервная система стимулирует, а симпа­тическая угнетает деятельность железы (Богер М.М., 1982). Отчетливое повышение секреции ферментов вызывают метахолин, ацетилхолин. При раздражении волокон симпатической нервной системы наблюдается резкое сужение кровеносных сосудов железы, что сопровождается сниже­нием ее экзокринной функции.

По данным И.Л. Долинского (1894) и Л.Б. Попельского (1896), местное раздражение слизистой оболочки тонкой кишки соляной кислотой (кис­лым желудочным содержимым) вызывает образование в слизистой обо­лочке двенадцатиперстной кишки секретина, который, поступая в кровь, стимулирует панкреатическую секрецию. В отличие от вагусного влия­ния, вызывающего выделение богатого ферментами сока, секретин сти­мулирует отделение сока с низким содержанием ферментов, однако с большим количеством щелочей. Известно, что экзокринная функция железы регулируется в основном секретином, холецистокинин-панкрео-зимином и гастрином.

Секретин и холецистокинин, активизируя друг друга, попадают в кровь из S-клеток (секретин) и I-клеток (холецистокинин) слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки.

Эндокринная функция поджелудочной железы связана с деятельностью островков Лангерганса, клетки которых выделяют в кровь инсулин (бе­та-клетки), глюкагон (альфа-клетки), соматостатин (дельта-клетки).

Инсулин — анаболический гормон, содержащий остатки 51 амино­кислоты. Он необходим для процесса гликогенеза и липогенеза. Всасыва­ние углеводов с последующей гипергликемией является стимулом для его выделения. Физиологическое действие инсулина многогранно. Характер­ным проявлением его отсутствия является повышение уровня сахара в крови. Однако необходимо помнить о взаимном влиянии на количество сахара в крови функции гипофиза, инсулярного аппарата печени и над­почечников.

Глюкагон содержит 29 остатков аминокислот; выделяется в период го­лодания. Спобствует поступлению в кровь глюкозы из запасов гликогена в печени, а кроме того, глюкогенезу в печени. По данным А. А. Шелагурова (1970), глюкагон и инсулин являются антагонистами. Известны три формы этого гормона: глюкагон, вырабатываемый L-клетками островков Лангерганса; энтероглюкагон и желудочный глюкагон. Все три формы

повышают концентрацию сахара в крови. Под влиянием панкреатическо­го глюкагона уменьшается объем панкреатической секреции и дебит фер­ментов; секреция бикарбонатов не изменяется.

Экзогенный глюкагон с успехом применяется для лечения острого панкреатита, однако роль этого гормона в регуляции секреции железы пока неизвестна. Считается, что он влияет на поджелудочную железу раз­личными способами: путем снижения кровообращения железы в резуль­тате спазма сосудов; уменьшения содержания кальция в крови, угнетения высвобождения секретина, кислотообразующей функции желудка.

Соматостатин содержит остатки 14 аминокислот; тормозит секрецию глюкагона и инсулина. Высвобождение соматостатина стимулируется глюкозой, лейцином, аргинином и тормозится адреналином. Механизм действия соматостатина на железу не ясен.

Липокаин — вещество, также выделяемое островковым аппаратом железы; препятствует жировому перерождению печени (Лепорский Н.И., 1951).

По мнению многих авторов, поджелудочная железа вырабатывает и ряд других биологически активных веществ (лактоферрин, калликреин, ваготонин, иммуноглобулин А). Калликреин понижает давление, вызы­вая расширение артерий мозга, сердца, кожи, легких, мышц. Железа про­дуцирует неактивную форму этого гормона — калликреиноген, который активизируется трипсином. Ваготонин повышает тонус блуждающих нервов и вызывает ряд эффектов, связанных с их возбуждением, в том числе падение артериального давления.

Ферменты поджелудочной железы

За сутки поджелудочная железа производит около 1000-1500 мл сока щелочной реакции. Он богат бикарбонатами и ферментами, в первую очередь липазой, трипсином, амилазой, а также хемотрипсином, эластазой, фосфолипазой и рядом других ферментов. Поджелудочная железа осуществляет “массовое” производство сравнительно небольшого числа ферментов, среди которых – особенно трудно заменимая панкреатическая липаза. Концентрацией липазы нередко определяется эффективность препаратов поджелудочной железы (креон, панцитрат и др.).

Основными стимуляторами секреции поджелудочной железы являются секретин и панкреозимин (холецистокинин), продуцирующиеся слизистой оболочкой двенадцатиперстной кишки. Секретин вырабатывается главным образом в ответ на поступающую в кишку из желудка соляную кислоту, а панкреозимин – в ответ на пищевые массы. Сок, выделяемый железой при стимуляции секретином, существенно отличается от сока, стимулированного панкреозимином.

Характеристика секрета поджелудочной железы

Выделяемые поджелудочной железой ферменты находятся в протоках в неактивном состоянии. При поступлении в двенадцатиперстную кишку они переходят в активную форму. В их активизации принимают участие желчь, кишечные ферменты и изменение рН среды с 9,0 в протоках ПЖ до 6,0 в просвете двенадцатиперстной кишки. В этом процессе ведущая роль принадлежит бикарбонатам секрета поджелудочной железы. Недостаточная продукция бикарбонатов снижает уровень рН двенадцатиперстной кишки и делает малоэффективной работу основных ферментов, функционирующих в просвете тонкой кишки.

Недостаточная продукция бикарбонатов по тем же причинам приводит к раздражению двенадцатиперстной кишки, повышению в ней давления и падению присасывающей функции, что является одной из причин “панкреатогенных” болей. Блокаторы Н2-рецепторов и антациды прекращают или уменьшают эти боли, поэтому вошли в программу лечения болевых форм хронического панкреатита.

Суммой ферментов поджелудочной железы в значительной мере определяется эффективность первой фазы тонкокишечного пищеварения – внутриполостного гидролиза. В эту фазу пищевые полимеры гидролизуются до олигомеров. Например, крахмал расщепляется до дисахаридов. На следующей фазе кишечного пищеварения – мембранном, или пристеночном, пищеварении – дисахариды расщепляются до моносахаридов. Особенность первой фазы кишечного пищеварения состоит в том, что большие конгломераты молекул (полимеры) могут расщепляться сравнительно небольшим набором ферментов. Следующая фаза – мембранное пищеварение – требует несравненно большего числа ферментов, специфичных для каждого вида олигомеров.

Важную роль в патологических процессах холедохопанкреатической зоны играет также желчь. При тяжелых болевых формах хронического панкреатита, предположительно связанного с постоянным забросом желчи в главный панкреатический проток, пересекают общий желчный проток и накладывают холедохоэнтеральный анастомоз. Нередко после подобной операции боли стихают.

“Ферменты поджелудочной железы” и другие статьи из раздела Заболевания поджелудочной железы