Эндокринная функция поджелудочной железы

Ветеринарная медицина

Эндокринная функция поджелудочной железы

Внутрисекреторные элементы железы. Поджелудочная железа — орган, расположенный в изгибе двенадцатиперстной кишки. Ее экзокринные структуры (ацинусы) вырабатывают поджелудочный сок. У большинства рыб поджелудочная железа диффузная, состоящая из мелких разбросанных долек. Эндокринные клетки, по-видимому, аналогичны таковым у млекопитающих.

Эндокринная часть железы представлена островками Лангерганса —светлыми образованиями размером 50— 500 мкм, состоящими из разных типов эпителиальных клеток (альфа-, бета-и дельта-клеток).

Островковая ткань занимает по объему 2—3 % у моногастричных животных и до 10 % у жвачных. Она не связана с выводными протоками железы.

Альфа-клетки располагаются обычно по периферии островка, содержат гранулы. Они продуцируют гормон глюкагон. Бета-клетки (их большинство) более крупные, заполняют центр островка, вырабатывают гормон инсулин. Дельта-клетки — немногочисленные, темные, содержат гормоны гастрин и соматостатин.

Инсулин, его строение и функция. Инсулин представляет собой белок с мол. массой 5700. Его предшественник — одноцепочный полипептид, содержащий у крупного рогатого скота и свиней 81 аминокислотный остаток. Он хранится в гранулах клеток до сигнала о выделении. При поступлении сигнала из молекулы проинсулина под действием пептидаз «выстригается» С-пептид и остается инсулин, состоящий из двух цепей — А и В (соответственно 21 и 30 АК-остатков), связанных дисульфидными мостиками. Скорость выделения инсулина прямо пропорциональна концентрации глюкозы в крови: она тем выше, чем выше уровень глюкозы. На секрецию инсулина влияет также содержание в плазме аминокислот, адреналина, глюкагона, секретина. В плазме большая часть инсулина связана с белками-переносчиками. Период полураспада его составляет 10—15 мин. Более 80 % гормона распадается в печени и почках.

Рис. Срез поджелудочной железы (видны экзокринные структуры и клетки островковой ткани).

Рецепторы инсулина, с которыми он прочно связывается, находятся на мембране клеток печени, волокон скелетных мышц и клеток жировой ткани (адипоцитов). Эти рецепторы являются молекулами гликопротеина.

Вторичный внутриклеточный посредник, высвобождающийся при взаимодействии инсулина с рецептором, неизвестен; определенную роль в запуске инсулина, по-видимому, играют ионы Са+ +

Физиологическая роль инсулина стала выясняться при изучении метаболических сдвигов у животных с удаленной поджелудочной железой или с разрушенной (аллоксаном) островковой тканью, а также у индивидуумов, страдающих сахарным диабетом. Этот комплекс сдвигов включает: усиление процессов гликогенолиза и глюконеогенеза; снижение утилизации глюкозы периферическими тканями (кроме клеток центральной нервной системы); гипергликемию и глюкозурию; повышенное окисление жирных кислот в печени, избыточное образование кетоновых тел, кетонемию; снижение переноса аминокислот в клетки, замедление скорости синтеза белков в периферических тканях, избыточное образование и экскрецию мочевины.

Все эти симптомы свидетельствуют о наличии двух основных нарушений: а) затрудненной утилизации и резервировании глюкозы, ее выделении с мочой; б) превращении других питательных веществ в глюкозу. Нарушения метаболизма исчезают при введении инсулина, уровень глюкозы в крови нормализуется.

Инсулин выполняет в организме следующие основные функции:

увеличивает проницаемость клеток скелетных мышц, миокарда, жировой ткани для глюкозы, чем способствует ее утилизации;

стимулирует синтез гликогена в печени и мышцах;

снижает интенсивность глюконеогенеза в тканях, способствуя захвату аминокислот клетками и биосинтезу белка (эффект, противоположный АКТГ);

усиливает поглощение печенью и жировой тканью свободных жирных кислот и отложение их в форме триглицеридов (резервного жира), соответственно снижает образование кетоновых тел и накопление кислых продуктов;

у жвачных животных способствует поглощению глюкозы молочными железами, усиливает их снабжение «предшественниками» за счет периферийных тканей.

Экзогенное введение высоких доз инсулина или его повышенная секреция при новообразованиях островковой ткани могут вызвать резкую гипогликемию, что сопровождается общей слабостью, потоотделением, иногда судорогами и потерей сознания (гипогликемическая кома вследствие недостаточного обеспечения глюкозой клеток мозга). В крови при этом возрастает концентрация глюкокортикоидов, что частично компенсирует гипогликемию путем усиления процессов глюконеогенсза. Усиленная секреция инсулина у некоторых млекопитающих приводит к наступлению сезонной спячки, что также связано с гипогликемией.

Глюкагон. Глюкагон секретируется бета-клетками островкового аппарата поджелудочной железы. Представляет собой одноцепочечный нолинентид, состоящий у крупного рогатого скота из 29 АК-остатков и имеющий мол. массу 3500. Образуется из проглюкагона путем ферментативного отщепления 8 АК-остатков от его С-конца.

Период полураспада глюка гона в крови 5 —10 мин. Распад происходит преимущественно в почках.

Секреция глюкагона как и инсулина) регулируется уровнем глюкозы в крови. При его снижении секреция глюкагона возрастает, предположительно в результате выделения СТГ, играющего в данном случае роль тронного гормона. Способствуют выделению глюкагона аминокислота аргинин, соматостатин (вырабатывается дельта-клетками поджелудочной железы) и гормон пищеварительного тракта холецистокинин.

Глюкагон -— функциональный антагонист инсулина, повышающий уровень сахара в крови. Этот гипергликемический эффект глюкагона обусловлен: а) стимуляцией (подобно адреналину) распада гликогена в печени; б) торможением гликолитического распада глюкозы до молочной кислоты (путем ингибирования печеночной пируваткиназы).

В высоких концентрациях глюкагон стимулирует в печени процессы глюконеогенеза, т. е. образования глюкозы из аминокислот, пировиноградной кислоты, пропионовой кислоты.

Глюкагон влияет также на липидный обмен. Он ускоряет окисление жирных кислот в печени с образованием большого количества кетоновых тел, стимулирует освобождение глицерина и жирных кислот из жировой ткани.

Механизм действия глюкагона обычен: связывание гормона с рецепторами плазматической мембраны печеночных клеток, активация аденилатциклазы, синтез цАМФ и высвобождение глюкозы в кровь через ряд последовательных стадий (каскад усиления).

В эндокринных клетках тонких кишок животных образуется глюкагон, отличный по структуре и свойствам от поджелудочного. Он выделяется под влиянием глюкозы, находящейся в кишечнике, и, всасываясь в кровь, стимулирует секрецию инсулина бета-клетками островковой ткани. Когда глюкоза абсорбируется выделившийся инсулин обеспечивает ее депонирование в печени.

Эндокринная функция поджелудочной железы

Поджелудочная железа – это орган пищеварительной системы, обеспечивающий переваривание питательных веществ – жиров, белков, углеводов. Вместе с тем, поджелудочная железа – это орган эндокринной системы. Она секретирует в кровь гормоны, регулирующие все виды обмена веществ. Таким образом, поджелудочная железа выполняет две функции – эндокринную и экзокринную.

Эндокринная функция поджелудочной железы

Поджелудочная железа секретирует в кровь пять гормонов, регулирующих в основном углеводный обмен. Эндокринная часть поджелудочной железы составляет не более 2% от всей массы органа. Она представлена островками Лангерганса – скоплениями клеток, которые находятся в окружении паренхимы поджелудочной железы.

Большинство островков Лангерганса сосредоточены в хвосте органа. По этой причине поражение хвоста поджелудочной железы воспалительным процессом часто приводит к недостаточности эндокринной функции органа. В островках Лангерганса находятся клетки разных типов, секретирующие разные гормоны. Больше всего в них содержится бета-клеток, вырабатывающих инсулин.

Функции гормонов поджелудочной железы

Поджелудочная железа вырабатывает пять гормонов. Два из них существенно влияют на обмен веществ. Это инсулин и глюкагон. Другие гомоны имеют меньшее значение для регуляции метаболизма, либо секретируются поджелудочной железой в малых количествах.

Инсулин Анаболический гормон, основной функцией которого является транспорт сахара в клетки организма. Он снижает уровень глюкозы в крови за счет:

• изменения проницаемости клеточных мембран для глюкозы
• активации ферментов, обеспечивающих расщепление глюкозы
• стимуляции превращения глюкозы в гликоген
• стимуляции превращения глюкозы в жир
• угнетения образования глюкозы в печени

Другие функции инсулина

• стимулирует синтез белков и жиров
• препятствует расщеплению триглицеридов, гликогена и белков

Глюкагон Принимает важнейшее участие в углеводном обмене. Основная функция этого гормона поджелудочной железы – стимуляция гликогенолиза (процесс расщепления гликогена, в процессе которого в кровь выделяется глюкоза).

Кроме того, глюкагон:

• активирует процесс образования глюкозы в печени
• стимулирует расщепление жира
• стимулирует синтез кетоновых тел

Физиологическое действие глюкагона:

• повышает артериальное давление и частоту пульса
• повышает силу сердечных сокращений
• способствует расслаблению гладкой мускулатуры
• усиливает кровоснабжение мышц
• повышает секрецию адреналина и других катехоламинов

Соматостатин Вырабатывается не только в поджелудочной железе, но и в гипоталамусе. Его единственная функция – это подавление секреции других биологически активных веществ:

• серотонина
• соматотропина
• тиреотропного гормона
• инсулина
• глюкагона

Вазоактивный интестинальный пептид Стимулирует перистальтику кишечника, увеличивает приток крови к органам ЖКТ, угнетает выработку соляной кислоты, усиливает выработку пепсиногена в желудке.

Панкреатический полипептид Стимулирует желудочную секрецию. Подавляет внешнесекреторную функцию ПЖ.

Физиологическое действие глюкагона поджелудочной железы

Экзокринная функция ПЖ заключается в секреции панкреатического сока. По системе протоков он попадает в двенадцатиперстную кишку, где участвует в процессе пищеварения. Секрет поджелудочной железы содержит:

• ферменты – расщепляют питательные вещества, поступающие в кишечник с едой
• ионы бикарбоната – ощелачивают желудочный сок, поступающий в двенадцатиперстную кишку из желудка

Регуляция экзокринной функции поджелудочной железы осуществляется гормонами, которые вырабатываются в желудке и кишечнике:

Все эти вещества угнетают активность поджелудочной железы. Они вырабатываются в ответ на растяжение стенок желудка и кишечника. Их секрецию стимулирует панкреатический сок, попадающий в двенадцатиперстную кишку после приема пищи.

Функции ферментов поджелудочной железы

ПЖ вырабатывает ферменты, которые переваривают все виды питательных веществ – углеводы, белки и жиры.

1. Протеазы Ферменты, расщепляющие белки. Учитывая, что разновидностей протеинов много, поджелудочная железа вырабатывает несколько видов протеолитических ферментов:

• химотрипсин
• эластаза
• трипсин
• карбоксипептидаза

2. Липаза Этот фермент расщепляет жиры.

3. Амилаза Фермент, расщепляющий полисахариды (сложные углеводы).

4. Нуклеазы Несколько видов ферментов, которые расщепляют нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК).

Нарушение функции поджелудочной железы

Некоторые болезни поджелудочной железы сопровождаются нарушением функции этого органа. Чаще всего это происходит при остром или хроническом панкреатите, когда вследствие воспалительного процесса уничтожается большая часть паренхимы поджелудочной железы. Экзокринная функция со временем нарушается у большинства больных хроническим панкреатитом. Эндокринная – приблизительно у четверти пациентов.

Нарушение экзокринной функции сопровождается расстройством пищеварения и диспепсическими симптомами. Для этого состояния характерны следующие признаки:

• полифекалия
• частый и жидкий стул
• наличие жира в кале
• вздутие кишечника
• похудение

При нарушении эндокринной функции поджелудочной железы обычно развивается сахарный диабет. Он протекает легче, чем классический диабет первого типа, так как не все бета-клетки островков Лангерганса уничтожаются. Тем не менее, через несколько лет от начала заболевания у пациента обычно возникает потребность в инъекциях инсулина. Иногда удается нормализовать уровень глюкозы в крови при помощи диеты и сахароснижающих препаратов.

Поджелудочная железа как эндокринный орган, её роль в развитии сахарного диабета

Большинство людей думает, что поджелудочная железа вырабатывает в основном только пищеварительные ферменты и, возможно, некоторые слышали об инсулине. Но о том, что это настоящая «фабрика» гормонов, знают немногие.

Анатомия поджелудочной железы

Коснемся немного анатомии. Итак, поджелудочная железа – это непарный орган, расположенный на уровне 1-3 поясничных позвонков. В строении ее выделяют следующие части: головку, тело и хвост. Головка расположена ниже желудка, и как бы обхватывается двенадцатиперстной кишкой, тело расположено параллельно желудку и хвост доходит до селезенки. Масса поджелудочной железы примерно 70г. Она обладает экзокринной функцией, т.е. вырабатывает пищеварительные ферменты в панкреатических дольках (ацинусах) и выделяет их непосредственно через протоки в двенадцатиперстную кишку, и эндокринной функцией, т.е. вырабатывает гормоны, которые выбрасываются сразу в нижнюю полую вену и очень быстро разносятся по организму.

Впервые эндокринную функцию поджелудочной железы обнаружил П. Лангерганс в 1869г, он описал скопления клеток, которые отличались от основной массы по окраске. Впоследствии эти клетки были названы в его честь как островки Лангерганса.

Панкреатические островки представляют собой скопления различных по функциям клеток, разбросанных неравномерно по всей железе, наибольшая концентрация наблюдается в хвостовой части. Они составляют всего 1,5-2% от общего объема железы, в островках выделяют А-, В-, D -, РР- клетки.

Особенности расположения и строения поджелудочной железы

Основные гормоны поджелудочной железы

Основной гормон – это, конечно инсулин. Инсулин – белковый гормон, который синтезируется в В-клетках островков Лангерганса. На долю этих клеток приходится примерно 75% от общего числа клеток в островке. Инсулин—это единственный гормон, который снижает уровень глюкозы в крови! Он переводит глюкозу (сахар) из крови непосредственно в клетки и ткани.

Кроме этого, он участвует во всех обменах веществ, стимулирует образование мышечной и жировой ткани, создание энергетических запасов в печени. Вообще обмен глюкозы очень сложен, и он в основном направлен на обеспечение работы нашего головного мозга, так как именно он всасывает глюкозу напрямую из кровеносных сосудов, и очень важно, чтобы ее уровень был всегда в норме. Если просто, то инсулин – это ключ, который открывает двери для сахара из крови в клетки. Поэтому, людям, у которых есть проблемы с поджелудочной железой не важно по какой причине, периодически контролировать сахар в крови.

Глюкагон- гормон, который вырабатывается А-клетками и составляет около 20% от общей массы всех клеток островка. В отличии от инсулина, этот гормон обладает противоположными свойствами. Глюкагон повышает уровень сахара в крови, стимулирует распад белков и жиров и способствует их превращению в глюкозу.

Глюкагон и инсулин – основные регуляторы уровня сахара в крови.

Соматостатин вырабатывают D – клетки, они составляют 3-5% от островковых клеток, это гормон, обладающий универсальным подавляющим свойством, т.е. способен снижать выработку практически любого гормона, а также снижает выработку пищеварительных ферментов поджелудочной железой и даже моторику кишечника.

Панкреатический полипептид вырабатывается РР-клетками, они составляют менее 2% от всего объема островковых клеток, этот гормон ещё недостаточно изучен, известно только, что он снижает выделение желчи печенью, как бы накапливая ее.

Амилин – относительно недавно выявленный гормон, но имеющий огромное значение для больных сахарным диабетом 2 типа, так как путем исследования было выявлено, что амилин снижает выработку инсулина, тем самым способствуя увеличения сахара в крови. В настоящее время проходят испытания лекарственные препараты, которые блокируют выработку амилина, возможно, за ними будущее в лечении сахарного диабета.

Кроме перечисленных основных гормонов известно ещё около 10 гормоноподобных веществ, изучение которых ещё продолжается.

Роль поджелудочной железы в развитии сахарного диабета

Сахарный диабет – это группа заболеваний, для которых характерно повышение глюкозы (сахара) в крови, вследствие абсолютной и/или относительной недостаточности инсулина.

Кстати, инсулин впервые был использован 1 января 1922 для лечения 14 летнего мальчика Леонардо Томпсона , страдающего сахарным диабетом, к сожалению, результата тогда не было.

В классификации выделяют четыре типа сахарного диабета, поговорим об основных – первом и втором.

Сахарный диабет 1 типа – это заболевание, возникающее в результате абсолютной недостаточности инсулина, т.е. в результате каких-то причин, в поджелудочной железе разрушены В-клетки или полностью все островки Ларгенганса и, соответственно, инсулина нет. Это заболевание характерно для детей и для взрослых до 30 лет.

Причин разрушения панкреатических островков много, основная – это разрушение вследствие аутоиммунных процессов, т.е. в результате иммунного сбоя организм выделяет активные клетки, которые атакуют островки и со временем их полностью разрушают. Соответственно, и лечение здесь только одно – введение путем инъекций инсулина, так как своего в организме уже нет.

Сахарный диабет 2 типа – это заболевание людей после 40 лет, здесь работает другой механизм, поджелудочная железа вырабатывает достаточно инсулина, часто даже больше чем нужно! Но вследствие различных причин клетки «не видят» инсулин, он не может выполнять свою функцию. Основная причина – это избыточная масса тела или ожирение, именно избыток жирных кислот (жиров) приводит к «слепым» клеткам. Со временем ресурсы поджелудочной железы истощаются и инсулина становится все меньше, а если присоединяются ещё заболевания, такие как острый панкреатит или хронический , то процесс этот идет намного быстрей. Лечение сахарного диабета может быть различным, зависит от состояния конкретного больного. Главное, не затягивать поход к врачу, так как длительно существующий без лечения сахарный диабет может приводить к очень серьезным последствиям, таким как инфаркт и инсульт .

Сахарный диабет 1 и 2 типа – основные принципы

В заключение хочется отметить важность профилактики, ранней диагностики и лечения заболеваний поджелудочной железы, так как без ее слаженной работы как в качестве пищеварительной, так и в качестве эндокринной «фабрики», невозможно быть полностью здоровым, а, следовательно, полностью счастливым человеком.

Видео об инсулине

Функциональные особенности поджелудочной железы

Поджелудочная железа выполняет немаловажную роль в жизнедеятельности человека. В большинстве случаев от ее работоспособности зависит фунциклирование всего организма. Ее роль заключается в перерабатывании пищи, поступаемой в организм. При малейших нарушениях работы, происходит сбой всего организма, который в первую очередь отражается на эндо и экзокринной функциях.

Первыми симптомами разлада деятельности поджелудочной являются

Особенно явно признаки болезни проявляются при употреблении спиртных напитков, острой и жирной еды.

Небрежное и неправильное отношение к своему организму способны спровоцировать нарушение функции поджелудочной железы.

Экзокринная функция

Данная функция поджелудочной железы способствует переработке еды в организме. Она занимается производством ферментов, которые попадая в желудок, распадаются на составные. Само строение поджелудочной железы следующее: в организме она размещена сзади желудка и окружен жизненнонеобходимыми органами. По форме она напоминает грушу и составляет в длину около 17 см. Наиболее выпуклая и широкая часть носит название головка, размер которой составляет около 5 см и расположена ближе к животу. Часть, находящаяся посередине носит название тело, и завершающая – хвост. Орган в организме окружен множеством кровеносных сосудиков, благодаря которым к поджелудочной транспортируется кровь.

Орган вырабатывающий ферменты

При попадании еды, наблюдается выработка ферментных соков, которые поступают в основной проток железы. В дальнейшем вся система присоединяется к желчному, где и происходит формирование жидкости для переработки еды и ее дальнейшей транспортировки в двенадцатиперстную кишку.

Экзокринные функции:

• производство ферментов способных расщепить составные пищи.
• нейтрализация кислоты.

Эндокринная функция

Основная функция поджелудочной железы: производство инсулина, который контролирует уровень сахара в крови человека. За выработку указанного гормона отвечают островковые клетки. При нормальной работоспособности органа инсулин начинает вырабатываться только в том случае, когда поднимается уровень сахара. Клеткам подается сигнал для того, чтобы мышечные волокна человека начали поглощение излишка глюкозы из крови.
Инсулин способствует усвоение глюкозы печенью, которая и является основным местом хранения гормона. При малом производстве инсулина может возникнуть диабет и ряд других неприятных заболеваний.

Поддержание необходимого уровня глюкозы, который нужен для полноценной работоспособности основных органов.

При неполноценной работоспособности железы и невыполнении ее своих функций возможно появление ряда следующих заболеваний.

Острый панкреатит

Подразумевает воспалительные процессы поджелудочной, которое начинается с переизбытка ферментов в органе.

Симптомы:

• чувство дискомфорта и жжения в области брюшины.
• тошнота и головокружение.
• общая слабость.

Причины возникновения:

• чрезмерное употребление спиртного, неправильный образ жизни.
• каменная болезнь желчного.
• негативное воздействие лекарственных препаратов.
• повреждения поджелудочной при хирургическом вмешательстве.
• онкологические заболевания.

Хронический панкреатит

Хроническое заболевание, носящее периодически повторяющийся характер. Отказ или игнорирование лечения могут спровоцировать появление хронического панкреатита. При этом возможно разрушение определенной части органа и нарушение его функцинирования. К общей симптоматике заболевания можно отнести: пищевые расстройства и зловонный стул. Указанному заболеванию больше всего подвержены лица, длительное время употребляющие алкоголь.

Онкология поджелудочной

Возникает в результате длительного инфицирования канала, которое распространяется в тело органа. В размножение раковых клеток могут принимать участие кровеносные сосудики, которые очень близко расположены к железе.

К основным категориям риска относятся:

• пожилые люди.
• люди, ведущие неправильный образ жизни и злоупотребляющие вредными привычками.

Лечение рака требует особого внимания человека, поскольку его игнорирование может привести к смерти.

Сахарная болезнь

Является результатом прекращения производства органом инсулина. В результате чего сахар в большом количестве накапливается в крови и приводит к негативным последствиям.

Существует 2 типа диабетиков:

Определение сахара в крови

Инсулинозависимые – диабет 1 типа

Данный тип требует периодического введения инсулина для снижения уровня сахара в крови.

Диабетики 2 типа

В этом случае продолжается самостоятельная выработка инсулина, но организм довольно разлаженный и не в состоянии самостоятельно справиться с данной работой. Как правило, указанный тип является последствие излишнего веса, сложной беременностью, некоторыми видами болезней. При игнорировании лечения возможны проблемы с почками, нервной системой. Обычно больные вторым типом диабета часто подвержены к инсультному состоянию и нарушениям сердечной деятельности.

Постепенное разрушение поджелудочного органа вплоть до полного разрушения.
Являются результатом нездорового и неправильного питания, которому способствует чрезмерное употребление сладостей.

Причины:

Обезвоживание организма при диабете

• быстрое растворение сахара, ведущее к дисбалансу глюкозы в крови.
• падение уровня сахара.

В данном случае необходимо срочное лечение, поскольку дальнейшее промедление может привести к истощению органа, который исчерпав свои силы, прекратит выработку гормона и приведет к развитию диабета.

Так или иначе, при несоблюдении самых элементарных правил здорового питания и правильного образа жизни могут привести к нарушению функции поджелудочной железы, которая спровоцирует возникновение ряда неприятных заболеваний.

Лечение и применение профилактических мер в данном случае просто необходимо. Поэтому научитесь прислушиваться к своему организму и любить его.