Поджелудочная железа и ее гормоны





5. Поджелудочная железа

Поджелудочная железа выполняет две функции: экзокринную (синтез и секреция пищеварительных ферментов) и эндокринную (синтез и секре ция гормонов). Эндокринную функцию выполняют особые участки поджелудочной железы - островки Л ангерганса, занимающие около 1% ее объема. Эндокринные клетки островков Лангерганса секретируют в кровь:

- инсулин ( б ет а -клет ки );

- глюкагон ( а ль ф а -к лет ки );

- сомат ост ат ин (делы п а -к лет ки ).

По химической структуре эти гормоны относятся к белково-пептидным, а их основная физиологическая роль - регуляция углеводного обмена.

5.1. Гормоны поджелудочной железы

I. Инсулин — основной по количеству и значению гормон остров ков Лангерганса.

Эффекты дейст вия инсулина:

1) гипогликем ическое дейст вие: инсулин - единственный гормон, снижающий концентрацию глюкозы в крови. В частности, инсулин:

• повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы; инсулин регулирует поступление глюкозы во все ткани, исключая ЦНС, нейро ны которой являются инсулиннезависимыми - могут потреблять глюкозу в отсутствие инсулина;

• усиливает утилизацию глюкозы в клетках - ее превращение в гликоген и жиры;

2) анаболическое действие. инсулин стимулирует синтез и тормозит

распад гликогена, жиров и белков, РНК, ДНК (анаболический эффект).

2. Глюкагон — антагонист инсулина - повышает концентрацию глюкозы в крови, усиливая глюконеогенез и расщепление гликогена в печени. Г люкагон также стимулирует распад белков и жиров.

Регуляция секреции инсулина и глюкагона

В основном, осуществляется глюкозой по принципу отрицательной обратной связи. Увеличение концентрации глюкозы в крови приводит к увеличению секреции инсулина и снижению секреции глюкагона; наоборот, снижение концентрации глюкозы тормозит секрецию инсулина и усиливает секрецию глюкагона. Таким образом концентрация глюкозы поддерживается на постоянном уровне (рис. 11).

Рис. 11. Регуляция секреции инсулина и глюкагона.

Дополнительную петлю отрицательной обратной связи в этой cистеме образуют инсулин и глюкагон: глюкагон стимулирует секрецию инсулина, а инсулин тормозит секрецию глюкагона. Кроме того, секрецию обоих гормонов подавляет соматостатин дельта-клеток островков Лангерганса.

Следует добавить, что секрецию инсулина усиливают некоторые гормоны желудочно-кишечного тракта (гастрин, секретин и др.); 2) парасимпатические волокна блуждающего нерва (через Механорецепторы). Наоборот, секрецию инсулина угнетают 2) симпатические волокна (через арадренорецепторы).

5.2. Регуляция концентрации глюкозы в крови

Нормальная концентрация глюкозы в плазме крови (натощак) составляет 3,5-5,5 ммоль/л. В регуляции концентрации глюкозы в крови участвуют несколько гормонов.

Снижает концент рацию глюкозы единственный гормон - инсулин. В норме секреция инсулина повышается после приема пищи, когда концентрация глюкозы в крови может возрастать до 8-9 ммоль/л. Инсулин способствует утилизации глюкозы тканями, что необходимо для их энергообеспечения и для создания энергетических запасов (гликогена и жира).

Повышают концентрацию глюкозы несколько гормонов (их называют «контринсулярными»): глюкагон, глю кокортикоиды, адреналин, т ироидны е горм оны. соматотропный гормон. Секреция этих гормонов усиливается при гипогликемии или при стрессе. В результате, концентрация глюкозы в крови повышается за счет гликогенолиза (распада гликогена) и глюконеогенеза - синтеза глюкозы из неуглеводных соединений: жирных кислот (их концентрация увеличивается вследствие липолиза) и, в крайнем случае, аминокислот (образуются при распаде белков). Выходящая в кровь глюкоза потребляется, в первую очередь, нейронами ЦНС, которые с одной стороны, практически не имеют собственных запасов гликогена и поэтому очень чувствительны к гипогликемии, а с другой стороны, способны потреблять глюкозу в отсутствии инсулина, секреция которого при стрессе снижена.

Патология. Нарушение регуляции уровня глюкозы в крови может приводить к развитию сахарного диабета, основным признаком которого является стойкая гипергликемия (концентрация глюкозы в крови натощак превышает 7 ммоль/л). Повышается также концентрация глюкозы в первичной моче, вследствие чего замедляется реабсорбция воды в почках, и увеличивается диурез - количество вторичной мочи может превышать 5 л/сут.

Механизмы развития сахарного диабета разнообразны и могут быть объединены в две группы:

1 ) абсолютная недостаточность инсулина - снижение секреции инсулина вследствие генетических дефектов, иммунных поражений (3-клеток островков Лангерганса, заболеваний и повреждений поджелудочной железы, недостаточности питания (прежде всего белкового) и других причин;

2) относительная недостаточность инсулина - секреция инсулина в этом случае не снижается, или даже повышается; гипергликемия при этом связана со снижением чувствительности тканей к инсулину вследствие изменения рецепторов инсулина, ожирения, гиперсекреции контринсулярных г ормонов и других причин. Например, сахарный диабет может развиваться при акромегалии (гиперсекреция СТГ), синдроме Иценко-Кушинга (избыток глюкокортикоидов), гипертирозе (гиперсекреция Т3, Т4), феохромоцигоме (опухоль, продуцирующая катехоламины), глюкагономе (опухоль, продуцирующая глюкагон).

Гормоны поджелудочной железы

Человеческий организм представляет собой сложную систему биохимических процессов, которые тесно взаимосвязаны между собой, и протекают благодаря гормонам #8212; особым биологически активным веществам, вырабатывающимся специфическими органами, а именно железами внутренней секреции.

Строение и функции органа

Одним из важных органов пищеварительной системы является поджелудочная железа, которая считается самой крупной железой в человеческом организме. Она представляет собой небольшой удлиненный орган серовато-розового цвета, расположена в забрюшинном пространстве на задней стенке полости брюшины, и тесно соприкасается с двенадцатиперстной кишкой. По своему строению она отличается от других органов, и имеет собственно тело, головку и хвост. Поджелудочная железа является органом смешанной секреции и вырабатывает важные гормоны.

В длину поджелудочная железа достигает 13-22 см у взрослого человека, и весит приблизительно 65-80 г. По своему строению поджелудочная железа напоминает альвеолярно-трубчатую структуру. Помимо этого, в структуру железы входят нервы, нервные ганглии, сосуды, пластинчатые вещества, а также сложные выводные протоки. Поджелудочная железа имеет две основные части: эндокринную и экзокринную, которые выполняют определенные функции.

Экзокринная часть

Экзокринная часть представляет собой сложную систему выводных протоков, которые имеют выход непосредственно в двенадцатиперстную кишку. Экзокринная часть составляет почти 96% всей массы органа, и основной ее функцией является выработка пищеварительного сока, содержащего необходимые для переработки пищи ферментов.

Эндокринная часть

Эндокринная часть состоит из островков Лангерганса или панкреатических островков. Они отличаются наличием клеток, отличающихся по своему морфологическому и физико-химическому свойству.

Островки Лангерганса представляют собой скопление эндокринных клеток, в которых происходит синтез важных гормонов, необходимых для регуляции углеводного, белкового и жирового обмена. Основными гормонами, вырабатываемыми поджелудочной железой, являются инсулин, глюкагон и с-пептид. Помимо этого в эндокринных клетках вырабатывается соматостатин, гастрин, тиролиберин.

Условно эндокринные клетки можно разделить на четыре основных типа:

  1. A – альфа-клетки, которые составляют всего 15-20% от общего числа клеток железы, и синтезируют глюкагон;
  2. B – бета-клетки, составляющие основную часть клеток поджелудочной железы – около 65-80%. Они вырабатывают необходимый гормон инсулин. Бета-клетки с возрастом пациента постепенно разрушаются, вследствие чего их количество неминуемо уменьшается.
  3. D – дельта-клетки составляют небольшую часть от общего количества клеток органа – всего 5-10%. Дельта-клетки синтезируют соматостатин.
  4. F – РР-клетки присутствуют в поджелудочной железе в небольшом количестве, и вырабатывают панкреатический полипептид.

Еще одним важным гормоном, который вырабатывается в железе, является с-пептид, участвующий в углеводном обмене, и который считается фрагментом молекулы инсулина. Нарушение синтеза гормонов нередко приводит к развитию различных серьезных заболеваний, в том числе и сахарного диабета.

Поджелудочная железа выполняет несколько функций, основными из которых являются:

  • выработка пищеварительного сока;
  • расщепление потребляемой пищи;
  • регулирование уровня глюкозы в крови при помощи глюкагона и инсулина.

Основные функции гормонов

Гормоны поджелудочной железы имеют характерные отличия и выполняют определенные, присущие только им, функции в организме человека.

Инсулин

Инсулин является полипептидным гормоном, который вырабатывает поджелудочная железа. Его структуру составляют две цепочки аминокислот, которые соединены химическими мостиками. Инсулин, отличающийся своей структурой, присутствует у всех живых существ, даже у амебы. Почти одинаковый с человеческим гормоном состав инсулина найден у свиней и кроликов. Поджелудочная железа вырабатывает инсулин из проинсулина путем отделения с-пептида.

Основная роль инсулина заключается в том, чтобы регулировать уровень глюкозы в крови путем ее расщепления и проникновения в органы и ткани организма. Инсулин способствует поглощению глюкозы жировыми и мышечными тканями организма, а также способствует превращению глюкозы в гликоген, который откладывается в мышцах и печени. Он используется организмом в случае дефицита глюкозы при повышенных физических нагрузках.

Инсулин препятствует образованию в печени глюкозы, то есть препятствует возникновению гликогенолиза и гликонеогенеза. Кроме того, он снижает возможность расщепление жира, и образование кетоновых тел. Важную роль играет инсулин в жизни спортсменов, поскольку он стимулирует расход нуклеотидов и аминокислот для синтеза ДНК и РНК, а также нуклеиновых кислот.

Глюкагон

Глюкагон является полипептидом, структуру которого составляет всего одна цепочка аминокислот. Функции глюкагона прямо противоположно отличаются от функций инсулина. Роль глюкагона заключается в способности организма расщеплять липиды в жировых тканях. Он отвечает также за увеличение количества глюкозы в крови, которая образуется в печени.

Глюкагон также как и инсулин способствует поддержанию нормального уровня сахара в крови человека, осуществляя соответствующую защиту.

Однако доказано, что помимо этих двух гормонов в этом процессе нормализации участвуют и другие гормоны, и биологически активные соединения. К ним можно причислить соматотропин, кортизол и адреналин. Глюкагон играет важную роль в организме человека. Он усиливает почечный кровоток, нормализует уровень холестерина в крови, а также повышает способность печени к саморегенерации. Глюкагон способствует быстрому выведению натрия из организма, что снижает вероятность развития отеков.

Неправильная регуляция глюкагона способствует развитию такого заболевания как злокачественная опухоль поджелудочной железы или глюкагонома. К счастью для пациентов данная болезнь является достаточно редкой.

Соматостатин

Соматостатин также считается полипептидным гормоном, роль которого заключается в торможении или прекращении синтеза различных гормонов: тиреотропных гормонов, инсулина, соматотропина, глюкагона и других, не менее важных гормонов. Нарушение выработки соматостатина нередко приводит к развитию многих серьезных патологий, связанных с процессом пищеварения, поскольку именно соматостатин подавляет секрецию пищеварительных ферментов и желчи.

Соматостатин используется в фармакологии при изготовлении препаратов для лечения многих заболеваний, связанных с чрезмерным продуцированием гормона роста, а именно акромегалии. Это заболевание характеризуется патологическим увеличением отдельных частей тела, костей черепа, конечностей, стоп.

В настоящее время доказано, что гормоны поджелудочной железы, вырабатываемые в человеческом организме, играют важнейшую роль в развитии организма, его становлении и жизнедеятельности человека.

Автор. Драуша Наталья Федоровна,
специально для сайта Moizhivot.ru

Полезное видео о поджелудочной железе

Гастроэнтерологи в вашем городе

6.5. Поджелудочная железа и ее гормоны

Поджелудочная железа состоит из экзокринной и эндокринной частей (островки Лангерганса), которые развиваются из одного источника - энтодермы первичной кишки. В экзокринной части,

составляющей у человека 98 #37; всей массы железы, вырабатывается пищеварительный сок, который поступает в двенадцатиперстную кишку (см. разд. 11.2.3) и содержит ферменты, необходимые для расщепления белков, жиров и углеводов. В островках Лангерганса синтезируются гормоны, регулирующие метаболические процессы, в особенности углеводный обмен.

В процессе эволюции эндокринная часть возникла раньше экзокринной, так что вначале поджелудочная железа не имела компактного строения. У ланцетника в эпителии слизистой оболочки кишки есть клетки, гомологичные экзокринной и эндокринной частям поджелудочной железы. Эти клетки разобщены. У круглоротых (миноги) образуются островки железистой ткани, отделяющиеся от эпителия кишечника. У костистых рыб эндокринная ткань представлена островками (тельца Брокмана), обособленными от экзокринной ткани поджелудочной железы. У других позвоночных животных эндокринная ткань в виде мелких включений расположена среди экзокринной ткани поджелудочной железы и составляет только 1-3 #37; от ее массы.

Гормоны, вырабатываемые эндокринной частью. В островках Лангерганса большинства позвоночных выявляют два основных типа железистых клеток, вырабатывающих разные гормоны: инсулин и глюкагон. Клетки, синтезирующие инсулин, называют бета- (или В-) клетками; клетки, вырабатывающие глюкагон, - альфа- (или А-) клетками. Кроме них определен третий тип клеток - дельта-клетки, в которых синтезируется соматостатин (рис 6.15).

Бета-клетки, синтезирующие инсулин, обнаружены у всех позвоночных. У низших позвоночных (круглоротые, хрящевые рыбы) альфа-клетки и глюкагон не выявлены. У всех остальных позвоночных в островках Лангерганса синтезируются инсулин и глюкагон, основная функция которых состоит в регуляции метаболических процессов; от этих гормонов в значительной степени зависит уровень глюкозы в крови, необходимый для нормальной жизнедеятельности организма.

Инсулин представляет собою белковый гормон с молекулярной массой около 6000 Да. Он состоит из двух полипептидных цепей, соединенных двумя дисульфидными мостиками. Инсулин образуется из предшественника - проинсулина - под влиянием протеаз. Активность проинсулина невелика (5 #37; активности инсулина). Превращение проинсулина в инсулин происходит в бета-клетках. Инсулин был первым белковым гормоном, синтезированным искусственно.

В настоящее время инсулин (или инсулиноподобный гормон) обнаружен у многих беспозвоночных животных, что свидетельствует, по-видимому, не только о его древности, но и важной роли в регуляции метаболических процессов.

Глюкагон - полипептид, построенный из одной цепи с молекулярной массой около 3500 Да. Кроме альфа-клеток островков Лангерганса глюкагон вырабатывается также в слизистой оболочке

кишечника (энтероглюкагон). Функция энтероглюкагона несколько отличается от роли панкреатического глюкагона.

Гормоны островковых клеток оказывают значительное воздействие на метаболические процессы. Инсулин является анаболическим гормоном с широким спектром действия. Его роль состоит в повышении синтеза углеводов, жиров и белков. Он стимулирует метаболизм глюкозы. Под влиянием инсулина увеличивается проницаемость для глюкозы клеток миокарда, скелетных мышц, что усиливает ток глюкозы внутрь клеток и ее обмен. Инсулин стимулирует синтез гликогена в печени, снижает глюконеогенез (образование глюкозы из аминокислот), влияет на обмен жира, усиливая способность жировой ткани и печени к накоплению резервов жиров в форме триглицеридов.

Действие глюкагона на метаболические процессы осуществляется в печени и реализуется через аденилатциклазу и цАМФ. Циклический АМФ, в свою очередь, активизирует ферменты,

контролирующие скорость гликогенолиза, глюконеогенеза и липолиза. Основной эффект гормона состоит в усилении гликогенолиза в печени; глюкагон является синэргистом адреналина.

Концентрация гормонов поджелудочной железы в плазме крови зависит от поступления глюкозы с пищей, скорости ее окисления и от уровня других гормонов, участвующих в регуляции содержания глюкозы. При повышении содержания глюкозы в крови усиливается секреция инсулина, при ее снижении выделяется больше глюкагона.

Регуляция эндокринной части поджелудочной железы осуществляется симпатической и парасимпатической нервной системой. Помимо того, уровень глюкозы, очевидно, изменяется и в самой поджелудочной железе, что используется для регуляции секреторной активности клеток. Регуляция секреции инсулина происходит и под влиянием ряда полипептидов, вырабатываемых в желудочно-кишечном тракте. Присутствие в нем глюкозы вызывает выброс энтероглюкагона. Этот гормон поступает с кровью к клеткам поджелудочной железы и стимулирует секрецию инсулина.

Регуляция секреции глюкагона осуществляется посредством рецепторов глюкозы в переднем гипоталамусе, которые выявляют снижение глюкозы в крови. Возможно, в эту цепь взаимодействий включается гормон роста гипофиза. Соматостатин, вырабатываемый дельта-клетками, оказывает ингибирующее влияние на выделение глюкагона. Энтероглюкагон может подавлять секрецию панкреатического глюкагона. Симпатическая стимуляция усиливает секрецию глюкагона. Таким образом, система регуляции секреции инсулина и глюкагона и связанного с функцией этих гормонов уровня глюкозы в крови весьма сложна.

У млекопитающих главным источником энергии являются углеводы, и инсулин играет весьма значительную роль в процессах регуляции их метаболизма. У птиц в 10-20 раз более высоким является содержание глюкагона - липолитического агента, так как основным источником энергии у этой группы позвоночных являются жиры. При отклонениях уровня глюкозы в крови от нормы наблюдаются явления гипо- или гипергликемии.

В норме концентрация глюкозы в крови человека относительно постоянна и составляет около 80 мг/100 мл.

Патофизиология. При гипогликемии, т.е. резком снижении уровня глюкозы, наблюдаются тахикардия, голод, возбуждение. В результате гипогликемической комы может наступить смерть. Предотвращение этих явлений возможно при вливаниях глюкозы и введении глюкагона. При уровне глюкозы выше 180 мг/100 мл глюкоза выводится с мочой, что происходит при ослабленной функции инсулина и является одним из проявлений сахарного диабета. Это заболевание возникает в результате недостаточной выработки инсулина бета-клетками поджелудочной железы. Те же явления могут наблюдаться в результате нарушения реакции периферических тканей на инсулин. В отсутствие инсулина глюкоза медленно проникает в клетки мышц и печени, запасы гликогена быстро истощаются.

Источники: http://www.studfiles.ru/preview/600/page:12/, http://moizhivot.ru/podzheludochnaya/gormony.html, http://nozdrachev-2.odn.org.ua/B10602Part50-114.html








Комментариев пока нет!

Поделитесь своим мнением