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
Ососбенности секрета | Характеристика секрета, выделяемого в ответ на введение секретина | Характеристика секрета, выделяемого в ответ на введение панкреозимина |
Объем секрета | Большой | Малый |
Содержание щелочного компонента (бикарбонатов, Na, К) | Большое | Малое |
Содержание ферментов | Малое | Большое |
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
Ососбенности секрета | Характеристика секрета, выделяемого в ответ на введение секретина | Характеристика секрета, выделяемого в ответ на введение панкреозимина |
Объем секрета | Большой | Малый |
Содержание щелочного компонента (бикарбонатов, Na, К) | Большое | Малое |
Содержание ферментов | Малое | Большое |
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