Поджелудочная железа расположена забрюшинно на, уровне I-II поясничных позвонков, простираясь в поперечном направлении от двенадцатиперстной кишки до ворот селезенки. Длина ее от 15 до 23 см, ширина от 3 до 9 см а тотщина от 2 до 3 см. Масса железы в среднем 70-90 г (рис. 162).
Строение поджелудочной железы
В поджелудочной железе различают головку, тело и хвост. Головка распоп-жена в подкове двенадцатиперстной кишки и имеет молоткообразную форму 1ело поджелудочной железы передней поверхностью прилежит к задней стенке желудка. Эти органы отделены друг от друга узкой щелью - bursae omentalis, задняя поверхность прилежит к полой вене, аорте и солнечному сплетению а нижняя соприкасается с нижней горизонтальной частью двенадцатиперстной кишки Хвост поджелудочной железы нередко глубоко вдается в ворота селезенки. Позади железы на уровне перехода головки в тело проходят верхние мезентериальные сосуды. Верхняя мезентериальная вена сливается с селезеночной, образуя основной ствол v. portae. На уровне верхнего края железы по направлению к хвосту идет селезеночная артерия и ниже ее селезеночная вена. Эти сосуды имеют множество ветвей. Их расположение необходимо учитывать при операциях на поджелудочной железе.
Главный проток железы образуется из слияния мелких дольковых протоков. Длина его 9-23 см. Диаметр колеблется от 0 5 до 2 мм хвостовой части до 2-8 мм в области устья. В головке поджелудочной железы главный проток соединяется с добавочным протоком (d. Accessories Santorini)и затем впадает в общий желчный проток, который проходит через головку железы ближе к ее задней поверхности и открывается на вершине большого дуоденального соска (papilla vateri). В ряде случаев добавочный проток впадает в двенадцатиперстную кишку самостоятельно, открываясь на небольшом сосочке – papilla duodenalis minor, расположенном на 2-3 см выше большого дуоденального сосочка (фатерова соска). В 10% случаев добавочный проток берет на себя основную дренажную функцию поджелудочной железы. Взаимоотношения конечных отделов общего желчного и главного панкреатического протоков различны. Наиболее часто оба протока впадают в кишку совместно, образуя общую ампулу, которая своей конечной частью открывается на большом дуоденальном сосочке (67%). Иногда оба протока сливаются в стенке двенадцатиперстной кишки, общая ампула отсутствует (30%). Общий желчный и проток поджелудочной железы (вирсунгов проток) могут впадать в двенадцатиперстную кишку раздельно или сливаются друг с другом в ткани поджелудочной железы на значительном расстоянии от дуоденального сосочка (3%).
Рис. 162. Топографоанатомическое положение поджелудочной железы (схема). 1 - поджелудочная железа; 2 - двенадцатиперстная кишка; 3 - v. portae; 4 - truncus coeliacus; 5- селезенка; 6 - а. mesenterica superior; 7 - v. mesenterica superior
Кровоснабжение поджелудочной железы осуществляется ветвями артерий: печеночная снабжает кровью большую часть головки железы, верхняя брыжеечная кровоснабжает головку и тело поджелудочной железы и селезеночная снабжает кровью тело и хвост поджелудочной железы. Вены поджелудочной железы идут совместно с артериями и впадают в верхнюю брыжеечную и селезеночную вены, по которым кровь из поджелудочной железы оттекает в воротную вену (v. рогозе).
Отток лимфы из поджелудочной железы осуществляется в лимфатические узлы, расположенные по верхнему краю железы, между головкой поджелудочной железы и двенадцатиперстной кишки, в воротах селезенки. Лимфатическая система поджелудочной железы имеет тесную связь с лимфатической системой желудка, кишечника, двенадцатиперстной кишки и желчевыводящих путей, что имеет значение при развитии патологических процессов в этих органах.
Иннервация поджелудочной железы происходит за счет ветвей чревного, печеночного, селезеночного и верхнебрыжеечного сплетений. Из этих сплетений к железе отходят как симпатические, так и парасимпатические нервные волокна, которые вступают в поджелудочную железу вместе с кровеносными сосудами, сопровождают их и проникают к долькам железы. Иннервация панкреатических островков (островков Лангерганса) осуществляется отдельно от иннервации железистых клеток. Имеется тесная связь с иннервацией поджелудочной железы, двенадцатиперстной кишки, печени, желчевыводящих путей и желчного пузыря, что во многом определяет их функциональную взаимозависимость.
Паренхима железы состоит из множества долек, отделенных друг от друга прослойками соединительной ткани. Каждая долька состоит из эпителиальных клеток, образующих ацинусы. Общая площадь секреторных клеток составляет 10-12 м2. За сутки железа выделяет 1000-1500 мл панкреатического сока. Среди паренхиматозных клеток поджелудочной железы имеются особые клетки, которые образуют скопления величиной от 0,1 до 1 мм, называющиеся панкреатическими островками. Наиболее часто они имеют округлую или овальную форму. Панкреатические островки не имеют выводных протоков и располагаются непосредственно в паренхиме долек. В них выделяют четыре типа клеток альфа (α)-, бета (β)-, гамма (γ)-, дельта (δ)-клетки, обладающие различными функциональными свойствами.
Функции поджелудочной железы
Поджелудочная железа - орган внешней и внутренней секреции. Она выделяет в двенадцатиперстную кишку панкреатический сок (рН 7,8-8,4), основными ферментами которого являются: трипсин, калликреин, липаза, лактаза, мальтаза, инвертазэ, эрепсин и др. Протеолитические ферменты представлены трипсином, химотрипсином, карбоксипептидазой и способствуют расщеплению белков до аминокислот. Протеолитические ферменты выделяются в просвет двенадцатиперстной кишки в неактивном состоянии; активация их наступает под влиянием энтерокиназы кишечного сока. Липаза также выделяется в просвет кишечника в неактивном состоянии; активатором ее являются желчные кислоты. В присутствии последних липаза расщепляет нейтральные жиры на глицерин и жирные, кислоты. Амилаза в отличие от других -ферментов выделяется клетками поджелудочной железы в активном состоянии, расщепляет крахмал до мальтозы. Последняя под влиянием фермента мальтазы расщепляется до глюкозы.
Механизм регуляции панкреатической секреции двойной - гуморальный и нервный. Гуморальный осуществляется под влиянием секретина (панкреозимина), нервный - под влиянием блуждающего нерва. Принято считать, что содержание белка и ферментов в панкреатическом соке регулируется блуждающим нервом, а количественный состав жидкой части и бикарбонатов секретином.
Внутренняя секреция поджелудочной железы заключается в выработке гормонов: инсулина, глюкагона,. липокаина, которые имеют большое значение в углеводном и липидном обменах. Инсулин вырабатывается бета (β)-клетками панкреатических островков, а глюкагон - альфа (α)-клетками. По своему действию оба эти гормона являются антагонистами и благодаря этому сохраняют сбалансированный уровень сахара в крови. Характерным свойством инсулина является его способность снижать количество сахара в крови, увеличивать фиксацию гликогена в печени, увеличивать поглощение сахара крови тканями и уменьшать липемию. Глюкагон в противоположность инсулину способствует выделению глюкозы из запасов гликогена в печени и тем самым предупреждает возникновение гипогликемии. Липокаин образуется в альфа-клетках поджелудочной железы. Он оказывает липотропное действие. В частности, установлено, что липокани предохраняет организм от гиперлипемии и жирового перерождения печени.
Хирургические болезни. Кузин М.И., Шкроб О.С.и др, 1986г.
Ацинусы поджелудочной железы продуцируют ферменты, важные для переваривания углеводов, жиров и белков. Панкреатические протоки секретируют в просвет двенадцатиперстной кишки жидкость, богатую бикарбонатами. Важной особенностью является сохранение щелочной реакции среды в протоках и двенадцатиперстной кишке, поскольку в кислой среде ферменты поджелудочной железы теряют активность.
Стимуляция секреции поджелудочной железы
Секреция поджелудочной железы стимулируется блуждающим нервом и различными гормонами (гастрин антрального отдела желудка, холецистокинин-панкреозимин (ХЦК-ПЗ) и секретин тонкой кишки). Раздражение блуждающего нерва вызывает усиление секреции панкреатических ферментов ацинарной тканью, но не влияет на секрецию бикарбонатов в протоках. ХЦК-ПЗ является очень мощным стимулятором секреции панкреатических ферментов и слабым стимулятором секреции панкреатических бикарбонатов. Секретин, напротив, не играет существенной роли в секреции ферментов, но является сильным возбудителем секреции бикарбонатов. Взаимосвязь между описанными факторами весьма сложна.
Вид, запах и и прожевывание пищи (нервная фаза) условнорефлекторным путем вызывает стимуляцию секреторного аппарата поджелудочной железы вследствие раздражения блуждающего нерва. Импульсы с блуждающего нерва через центральную иервную систему вызывают выделение гастрина в антральном отделе желудка, который непосредственно стимулирует отделение панкреатического сока, а также усиливает желудочное кислотовыделение париетальными клетками. При соприкосновении кислоты со слизистой оболочкой двенадцатиперстной кишки увеличивается высвобождение секретина и в меньшей степени ХЦК-ПЗ. Кроме того, раздражение блуждающего нерва может непосредственно стимулировать париетальные клетки, усиливая желудочное кислотовыделение.
С момента попадания пищи в желудок наступает желудочная фаза панкреатической секреции. Механическое растяжение дна и антрального отделов желудка стимулирует высвобождение гастрина в антральном отделе и усиливает выделение кислоты париетальными клетками. Кроме того, высвобождение гастрина происходит под влиянием продуктов переваривания белка. Имеются данные о стимулирующем действии на париетальные клетки желудка кальция, находящегося в просвете кишки.
Наиболее важна кишечная фаза панкреатической секреции. При снижении рН в двенадцатиперстной кишке до 4,5 и ниже происходит выделение секретина. Традиционная концепция такова, что единственным стимулятором выделения секретина является соляная кислота, однако недавно проведенные исследования показали, что таким же действием обладают некоторые жирные кислоты. Это важно учитывать при лечении больного с острым панкреатитом, когда необходимо принять все меры для поддержания рН среды в двенадцатиперстной кишке около 4,5, чтобы не вызывать стимуляции панкреатической секреции секретином. Наличие соляной кислоты в двенадцатиперстной кишке, также как и некоторые виды пищи являются стимуляторами выделения ХЦК-ПЗ. Ни углеводы, ни нейтральные жиры не стимулируют панкреатическую секрецию. Из жирных кислот наиболее сильным стимулирующим действием на ХЦК-ПЗ обладают кислоты с углеродной цепью, состоящей из 16 и 18 атомов углерода (пищевые жиры). Жирные кислоты, имеющие молекулы с длиной углеродной цепи 8 и 10 атомов, стимулируют выделение ХЦК-ПЗ в меньшей степени. По этой причине при лечении острого рецидивирующего панкреатита целесообразно применение специальной смеси триглицеридов со средней длиной углеродной цепи (которая содержит 68 % молекул с 8 атомами углерода, 24 % - с 10 атомами и менее 5%-более чем с 10 атомами углерода и стимулирует выделение панкреатических ферментов в меньшей степени, чем пищевые жиры). Применение смеси отдельных аминокислот вызывает опосредованную ответную реакцию ферментов .
Тот факт, что секретин и ХЦК-ПЗ находятся в большом количестве в двенадцатиперстной и тощей кишке и обеспечивают обильное выделение бикарбонатов и ферментов при перфузии каждого из названных отделов кишечника соответствующим раздражителем, указывает на их большое физиологическое значение. Количества ХЦК-ПЗ, вырабатываемого в двенадцатиперстной кишке, достаточно для обеспечения пищеварения в верхнем ее отделе, а также для обеспечения минимальной панкреатической секреции в случае гастроеюностомии. Как правило, большее количество хлористоводородной кислоты желудка полностью нейтрализуется в начальном отделе двенадцатиперстной кишки, поэтому секретин, выделяемый в дистальном отделе двенадцатиперстной кишки, и тощей кишке, имеет ограниченное значение, за исключением состояния после гастроеюностомии.
Реакция поджелудочной железы на пищу
Существует много способов стимуляции секреторного аппарата поджелудочной железы. Секреция панкреатических ферментов при пищевом раздражении поддерживается на максимальном уровне до тех пор, пока пища продолжает поступать в двенадцатиперстную кишку. Твердая и калорийная пища дольше задерживается в желудке, чем жидкая. Именно по этой причине переваривание твердой пищи сопровождается более продолжительным выделением панкреатических ферментов, чем жидкой. На этом наблюдении основаны важные диетические рекомендации при лечении рецидивирующего панкреатита, состоящие в том, что пища должна быть малокалорийной, жидкой, в основном содержать углеводы и минимальное количество жиров и белка.
В экспериментальных условиях присутствие хлористоводородной кислоты в двенадцатиперстной кишке вызывало отчетливое увеличение секреции панкреатических бикарбонатов путем стимуляции продукции секретина. Однако в одном случае пищевое раздражение не сопровождалось ни уменьшением рН внутридуоденальной среды, ни повышением уровця секретина в плазме по сравнению с базальным. На основании такого рода результатов был обсужден важный вопрос о физиологической роли секретина в процессах пищеварения. По-видимому, небольшое количество секретина высвобождается во время пищеварения при попадании некоторых кислот в двенадцатиперстную кишку. Хотя это количество секретина само по себе оказывает небольшое влияние на секрецию панкреатических бикарбонатов, отмечено, что его физиологическое действие на протоки поджелудочной железы заметно возрастает в присутствии ХЦК-ПЗ. В свою очередь физиологическое действие ХЦК-ПЗ на ацинарную ткань усиливается в присутствии секретина. Таким образом, в результате двойной стимуляции протоков секретином и ХЦК-ПЗ значительно возрастает секреция жидкости и бикарбонатов за счет суммации эффектов. В результате двойной стимуляции ацинарного аппарата ХЦК-ПЗ и секретином значительно повышается секреция ферментов. Все это следует учитывать при диетическом лечении панкреатита в стадии рассасывания, направленном «а предотвращение стимуляции как секретина, так и ХЦК-ПЗ, поскольку каждый из них потенцирует действие другого.
Состав панкреатического сока
Электролиты . Концентрация ионов натрия и калия в панкреатическом соке равна таковой в плазме и не зависит от скорости их секреции. Концентрация бикарбонатов в панкреатическом соке заметно увеличивается в ответ на стимуляцию эпителия панкреатических протоков секретином. При увеличении концентрации бикарбонатных ионов концентрация хлоридов реципрокно уменьшается. По существу в панкреатическом соке нет ионизированного кальция, так как он находится в связанном с панкреатическими ферментами состоянии.
Отделение панкреатического сока уменьшается при внутривенном введении таких медикаментозных средств, как ацетазоламид (диамокс), антидиуретический гормон (АДГ), антихолинергические средства, глюкагон и соматостатин. Хотя их применение для лечения острого панкреатита заманчиво, проверенных данных о лечебной ценности названных средств нет.
Панкреатические ферменты. Протеолитические ферменты секретируются в виде проферментов. Основные ферменты - трипсиноген, химотрипсиноген, эластаза (которая иначе называется эндопептидаза, так как разрывает внутреннюю пептидную связь в молекуле белка), прокарбоксипептидаза А и прокарбоксипептидаза В (иначе называемые экзопептидазами, потому что они разрывают конечную пептидную связь аминокислот). В соке поджелудочной железы продуцируется только один ингибитор трипсина, предотвращающий преждевременную активацию трипсина в протоках поджелудочной железы. При попадании панкреатических протеолитических ферментов в двенадцатиперстную кишку энтерокиназа способствует превращению трипсиногена в трипсин, после чего усиливается активация протеолитических ферментов под действием трипсина. Активированный трипсин является автокатализатором превращения трипсиногена в трипсин, что обеспечивает нарастание количества этого фермента и активацию других протеолитических энзимов.
Основными липолитическими ферментами являются липаза и фосфолипазы А и В. Липаза секретируется в активной форме, но не оказывает повреждающего действия на ацинарные клетки и панкреатические протоки. Фосфолипазы А и В поддерживаются в активном состоянии под влиянием небольшого количества трипсина. Под действием липазы быстро происходит отщепление двух жирных кислот от пищевых триглицеридов с образованием 2-моноглицеридов. Третья жирная кислота отщепляется более медленно.
Амилаза секретируется в активной форме, не токсичной для ткани поджелудочной железы, и способствует гидролизу крахмала с образованием мальтозы.
Клеточные процессы секреции поджелудочной железы
Механизмы секреции бикарбонатов в панкреатических протоках не совсем ясны. По-видимому, в этом процессе играет роль угольная ангидраза, находящаяся в эпителии протоков.
Первым этапом действия ХЦК-ПЗ на ацинарные клетки является высвобождение кальция из мембраносвязанных комплексов. В связи с клеточными процессами секреции панкреатических ферментов возникает ряд важных вопросов. Традиционное мнение заключается в том, что ферменты перед их выделением содержатся в виде гранул проферментов. Однако панкреатическая секреция может осуществляться и при отсутствии таких гранул. Другая точка зрения состоит в том, что наблюдается параллелизм секреции панкреатических ферментов (т. е. уровень различных ферментов в период их отделения остается постоянным). Наряду с имеющимися данными о параллелизме секреции пищеварительных ферментов имеются указания на зависимость состава секретируемых ферментов от состава пищи как у человека, так и у экспериментальных животных.
Не исключено, что голодание или дефицит гормонов может вызвать атрофию поджелудочной железы. В частности, имеются данные о том, что гастрин является трофическим гормоном поджелудочной железы. Так, у экспериментальных животных при парентеральном питании снижается уровень содержания гастрина в плазме и развивается атрофия поджелудочной железы, несмотря на инфузию экзогенного пентагастрина.
Питер А. Бенкс Панкреатит, 1982г.
Ферменты поджелудочной железы играют важнейшую роль в процессе переваривания в тонкой кишке поступившей из желудка пищи. Биокарбонат, являющийся основным компонентом панкреатического сока, создает щелочную среду, нейтрализует кислотность пищевой массы с желудочным соком в двенадцатиперстной кишке, создавая необходимый для панкреатических ферментов диапазон рН.
Участие в пищеварении и регуляции обмена – основные функции поджелудочной железы, которая является одновременно как экзокринным (секретирующим), так и эндокринным (инкретирующим) органом.
Экзокринная функция поджелудочной железы
Секретирующая функция поджелудочной железы подразделяется на два вида:
- Экболическая функция - заключается в синтезе её клетками более двадцати ферментов и проферментов и выделении их в двенадцатиперстную кишку. Пищеварительные ферменты составляют более 90% белков поджелудочного сока и участвуют в расщеплении пищи в кишечнике.
- Гидрокинетическая функция - состоит в выработке воды, бикарбонатов и других электролитов. Данная функция влияет на нейтрализацию содержимого желудка, создавая в кишечнике щелочную среду, благоприятную для деятельности панкреатических и кишечных ферментов.
Ферменты поджелудочной железы
Существует несколько видов панкреатических ферментов:
- Амилолитические ферменты (амилазы) расщепляют сложные углеводы до декстринов, мальтозы, мальтоолигосахаридов и глюкозы.
- Липолитические ферменты (липазы) расщепляют жиры до жирных кислот и моноглицеридов, проходящих через мембрану энтероцита.
- Протеолитические ферменты (протеазы) расщепляют белки, разрывая внутренние связи в середине аминокислотных цепей и синтезируя пептиды.
- Нуклеолитические ферменты (нуклеазы) расщепляют нуклеиновые кислоты. Фосфодиэстеразы, присутствующие в панкреатическом соке, подразделяются на две группы: рибонуклеаза расщепляет рибонуклеиновую кислоту, а дезоксирибонуклеаза гидролизирует дезоксирибонуклеиновую кислоту.
Секреция поджелудочной железы
Количество и качественный состав употребленной пищи прямо пропорциональны количеству выделяемого панкреатического сока и его ферментативной активности. Увеличение секреции поджелудочного сока вызывает большой объем пищи, которая стимулирует повышение кислотности в желудке. Прием жидкой пищи вызывает более быструю секрецию поджелудочной железы, чем медленно эвакуируемая из желудка твердая, жирная пища. Продукция панкреатического сока увеличивается спустя 2-3 минуты после попадания пищи в желудок, продолжительность её составляет от 6 до 14 часов. Наибольший секреторный ответ вызывает смешанная пища. Сильными стимуляторами, воздействующими на секреторные ферменты поджелудочной железы, являются нейтральные жиры, продукты их переваривания и белки. Аминокислоты, поступающие в кишечный тракт (особенно фенилаланин, холин, метионин), влияют на резкое увеличение в крови уровня холецистокинина – гормона, отвечающего за местную стимуляцию деятельности ацинарных клеток, обладающих функцией синтеза ферментов.
Преобладание в рационе питания углеводов облегчает деятельность поджелудочной железы, поэтому данная группа продуктов особенно рекомендована в диетах для пациентов, страдающих обострением хронического панкреатита.
Продукты и напитки, возбуждающие аппетит (фрукты, молочные продукты, продукты, содержащие специи и пряности, маринады, соки и алкоголь), увеличивают продукцию желудочного сока, соляной кислоты, которая, в свою очередь, стимулирует начало внешней секреции поджелудочной железы.
Нарушения в работе поджелудочной железы
Нарушения процесса пищеварения в тонкой кишке напрямую связаны с изменением синтеза ферментов, вызванным дисфункцией поджелудочной железы. При наличии в ней патологических процессов угнетается действие липазы, гидролизирующей жиры, что ведет к их недостаточному перевариванию и выведению с калом до 80% от массы, поступившей в организм. Нарушается также расщепление белков, о чем может свидетельствовать креаторея, характерным признаком которой является наличие в каловых массах повышенного объема мышечных волокон. Недостаточность пищеварения может привести к таким негативным последствиям, как диспептический синдром, обезвоживание, нарушения кислотно-основного равновесия и кишечная аутоинтоксикация.
Внешняя секреция поджелудочной железы вызывается наличием в организме ряда воспалительных заболеваний и некоторых других патологических процессов:
Развитие в поджелудочной железе обтурационных процессов, которые затрудняют либо полностью перекрывают отток панкреатического сока в двенадцатиперстную кишку, и возникающая вследствие данной патологии гипертензия может вызвать острую боль в этой области, а также внутренние разрывы и разрушения паренхимы органа. В результате деструкции поджелудочной железы происходит всасывание её ферментов, продуктов разрушения в кровь и окружающие органы, что ведет к развитию некрозов и формированию синдрома интоксикации организма.
К основным функциям ПЖ относят:
нейтрализацию кислого химуса, поступающего в двенадцатиперстную кишку из желудка (бикарбонаты);
синтез и секрецию пищеварительных ферментов;
выработку гормонов, регулирующих обмен углеводов (инсулин, глюкагон).
Экзокринная функция ПЖ контролируется нервными и гормональными механизмами. В межпищеварительный период ПЖ, как правило, находится в покое. При воздействии на организм человека изображения и запаха пищи, ПЖ активируется, причем ее секреторный ответ соответствует размеру, консистенции и нутритивному составу пищи. Нервный контроль включает в себя ЦНС, чувствительный и двигательный отделы автономной нервной системы и интрапанкреатическую нервную систему. Нервная система является интегратором сенсорной и гормональной информации. В железистой структуре ПЖ все стимулирующие пути объединяются вокруг протоковых и ацинарных клеток.
Двенадцатиперстная кишка - важнейший сенсорный орган, вовлеченный в секрецию ПЖ, и участок ЖКТ, где встречаются пища и панкреатический секрет. Дуоденальная слизистая содержит эндокринные клетки, продуцирующие секретин в ответ на присутствие в просвете кишки кислоты и холецистокинин (ХК) в ответ на присутствие белков или жиров.
Для обеспечения адекватной секреции бикарбонатов, протеолитических ферментов, гормонов, а соответственно поддержания определенного местного гомеостаза, ПЖ использует механизм «обратной связи». «Физиологический процесс» (например, образование кислоты) служит стимулом для «ответа» (секреция бикарбонатов), который в свою очередь призван изменить или прервать физиологический процесс.«Ответ» продолжается до тех пор, пока стимул не устранен (Рисунок 6).
Рис. 6.
В течение суток ПЖ вырабатывает 1,5 - 2,0 л панкреатического сока, имеющего рН 7,5 - 9,0 и относительную плотность 1007 - 1015. В состав секрета входят вода, белки, натрий, калий, кальций и ферменты (Таблицы 1 и 2).
Таблица 1. Электролиты сока поджелудочной железы человека
Электролиты панкреатического секрета выполняют несколько функций: ощелачивают кислое желудочное содержимое в ДПК, инактивируют пепсин, обеспечивают оптимум рН для гидролиза нутриентов в полости тонкой кишки, повышают (Са2+, Cl-) активность ряда панкреатических и кишечных гидролаз, поддерживают изотонию кишечного содержимого, что немаловажно для реализации пищеварительных функций (моторики, секреции, всасывания, механизмов их регуляции).
Основная часть органических компонентов панкреатического сока образуется в панкреацитах в результате специфического синтеза, другая - выделяется из крови. В панкреатическом секрете содержатся мочевина, мочевая кислота, креатинин, остаточный азот, альбумин, глобулины; общий белок составляет 2-3,5 г/л, основная часть которого представлена панкреатическими ферментами (Таблица 2).
ПЖ синтезирует белок со скоростью, недоступной другим органам, уступая, пожалуй, лишь лактирующей молочной железе. Ациноцит в одну минуту синтезирует 107 молекул фермента, в среднем за сутки в составе панкреатического секрета в ДПК поступает до 20 г пищеварительных ферментов. Панкреатический секрет содержит ферменты, гидролизующие практически все макронутриенты, употребляемые человеком, в том числе и те ферменты, которые не дублируются ферментативной активностью других секретов и энтероцитов.
Таблица 2. Экзокринные ферментные белки секрета поджелудочной железы человека и их гидролизуемые субстраты
|
Ферменты |
Число выделенных изоформ |
Активаторы |
Гидролизуемые субстраты (мишени) |
|
Трипсиноген |
энтерокиназа |
внутренние связи белка (основные аминокислоты) |
|
|
Химотрипсиноген |
внутренние связи белка (ароматические аминокислоты, лейцин, глутамин, метионин) |
||
|
Проэластаза Е |
внутренние связи белка (нейтральные аминокислоты) |
||
|
Прокарбокипептидаза А |
наружные связи белков, включая ароматические и нейтральные алифатические аминокислоты |
||
|
Прокарбокипептидаза В |
наружные связи белков, включая ароматические и основные аминокислоты с карбоксильного конца |
||
|
Профосфолипаза А2 |
Фосфатидилхолин (образование лизофосфатидилхолина и жирных кислот) |
||
|
б-Амилаза |
б-1,4 гликозидные связи крахмала, гликогена |
||
|
триглицериды (образование 2-моно-глицеридов и жирных кислот) |
|||
|
Карбоксилэстераза |
эфиры холестерина, жирорастворимых витаминов; три-, ди- и моноглицериды |
||
|
Рибонуклеаза |
РНК, олигонуклеотиды |
||
|
Дезоксирибонуклеаза |
ДНК, олигонуклеотиды |
||
|
Ингибитор трипсина |
Протеолитические ферменты синтезируются и выделяются ациноцитами в неактивной зимогенной форме в виде трипсиногенов, химотрипсиногенов, прокарбоксипептидов, проэластаз и транспортируются по протоковой системе в просвет двенадцатиперстной кишки. В зоне щеточной каймы энтероцитов фиксирована энтеропептидаза-энтерокиназа, отщепляющая от молекулы трипсиногенов гексапептид с превращением последних в трипсины. В последнее время показано, что энтероциты синтезируют и транслоцируют на мембрану своих микроворсинок проэнтеропептидазу (проэнтероки-назу), превращающуюся в активную форму (активатора трипсиногена) под действием другого энтерального фермента - дуоденазы.
Химотринсиногены, проэластазы и прокарбоксипептидазы под влиянием трипсина переходят в активные химотрипсины, эластазы и карбоксипептидазы А и В. Трипсин, химотрипсин и эластаза, являясь эндопептидазами, гидролизуют белки до поли- и оли- гопептидов, гидролиз которых продолжается карбоксипептидазами, кишечными ами- нопептидазами и дипептидазами.
Основным, и по существу единственным, липолитическим ферментом, расщепляющим пищевые триглицериды, является панкреатическая липаза. Фермент синтезируется и выделяется ациноцитами в активном состоянии. В отличие от протеаз и фосфолипаз, липаза не способна лизировать ациноцит или другие части железы, так как специфична в своей активности, гидролизуя только триглицериды в эмульгированном состоянии. Активность липазы повышают ионы кальция, хлористый натрий, соли желчных кислот.
Фосфолипазы гидролизуют фосфолипиды и вырабатываются в зимогенной форме, что важно для предотвращения аутолиза ПЖ, активируются трипсином. Гидролиз углеводов осуществляется б-амилазой. Оптимум рН для амилазы - 7,0-7,2, активность зависит от наличия в среде ионов хлора.
Фазы секреции ПЖ.
Мозговая (первая) фаза имеет сложнорефлекторный механизм, реализуясь через ЦНС путем условных и безусловных рефлексов. Секреция в эту фазу имеет небольшой объем (до 15% от стимулированной секреции). Основным механизмом стимуляции секреции являются холинергические влияния эфферентов блуждающих нервов на М-холинорецепторы панкреоцитов.
Желудочная (вторая) фаза секреции имеет более сложные механизмы и сопровождается выделением около 10% общей стимулированной секреции. В секрете имеется высокое содержание ферментных белков при низкой концентрации гидрокарбонатов.
Кишечная (третья, энтеральная) фаза секреции имеет наиболее сложный механизм и составляет до 80% объема постпрандиальной секреции. Эту фазу принято делить на дуоденальную и подвздошно-ободочную. Основной является дуоденальная фаза, когда под действием кислого желудочного содержимого стимулируется большая по объему и концентрации гидрокарбоната секреция ПЖ и продолжается секреция панкреатических ферментов. Большинство из уже подвергнувшихся гидролизу нутриентов в значительно большей степени стимулируют панкреатическую секрецию, чем поли- или мономеры.
Основным стимулятором секреции воды и гидрокарбонатов, определяя объем панкреатического сока в кишечную фазу, является секретин. Его высвобождение дуоденальными S-клетками происходит при ацидификации содержимого ДПК. Порогом рилизинга секретина является рН 4,5; с понижением рН рилизинг этого пептида повышается (Рисунок 7). Парасимпатическая нервная система играет главную роль в регуляции секреции бикарбонатов. Центростремительные чувствительные волокна блуждающего нерва играют значительную роль в восприятии дуоденальной секреции и усилении эффекта секретина.
Рис. 7.
В кишечную фазу отчетливо выражено взаимное потенцирование эффектов секретина и ХК, что проявляется в панкреатической секреции ферментов и электролитов (Рисунок 8). Синтез ХК происходит в эндокринных клетках кишечника, клетках ЦНС, нервных клетках кишечника. ХК-синтезирующие нервы обнаружены так же и в ПЖ, однако эти волокна преимущественно распространяются на внутрипанкреатические узлы и островковые клетки, чем на ацинарные клетки.
Рис. 8.
Между эндо- и экзокринной функциями ПЖ существует тесная связь. Так, трипсин влияет на синтез инсулина и глюкагона. На внешнюю секрецию влияют уровень глюкозы крови и инсулин; последний обеспечивает поступление аминокислот и глюкозы в ацинусы.
Поджелудочная железа – очень важный орган для правильной работы всего организма человека.
Ее особенностью является то, что она одновременно выполняет две функции:
- экзокринную - она управляет процессом пищеварения, его скоростью;
- эндокринную - контролирует углеводный и жировой обмен, поддерживает иммунную систему.
Анатомия и физиология поджелудочной железы позволяет лучше понять уникальность этого органа.
Анатомия поджелудочной железы
Это - удлиненный орган с однородной плотной структурой, находится на втором месте по величине после печени.
Для здорового человека в юношеском и среднем возрасте характерна однородная структура железы. При ультразвуковом исследовании (УЗИ) ее эхогенность (то есть отражение ультразвуковых волн тканями органа) сопоставима с результатами исследования печени, обычно описывается как мелкозернистая и однородная.
Но также нормальной считается пониженная эхогенность у полных людей и - у худых людей.
Орган закладывается на пятой неделе беременности. Полностью развитие поджелудочной железы завершается к шести годам.
У новорожденного ребенка ее размер равен 5÷5,5 см, у годовалого - 7 см, у десятилетнего – 15 см.
У взрослого человека достигает длины 16÷23 см и толщины до 5 см в самой широкой части.
Вес поджелудочной железы равен 60÷80 граммам, причем в пожилом возрасте он снижается до 50÷60 граммов.
Величина органа может быть больше или меньше нормы при возникновении различных заболеваний. Он может увеличиться при воспалении (панкриатите) из-за отеков и сдавливать рядом лежащие внутренние органы, что тоже отрицательно скажется на них. При атрофии железистой ткани поджелудочной железы () возникает уменьшение ее размера.
Поэтому при любых симптомах (боль в животе, диспепсия) рекомендуется обратиться к врачу и сделать УЗИ.
Орган условно можно разделить на:
- Головку – это самая толстая часть органа (до 5 см). Она лежит в подковообразной петле двенадцатиперстной кишки, чуть сместившись вправо от линии позвоночного столба.
- Тело поджелудочной железы проходит за желудком влево и вглубь брюшной полости.
- Хвост (до 2 см) немного приподнят вверх и подходит к селезенке.
Орган состоит из основной части – паренхимы, которая по строению напоминает цветную капусту. Сверху она покрыта оболочкой из соединительной ткани, называемой капсулой.
Ткань паренхимы (98% всей массы поджелудочной железы) составляют дольки (ацинусы). Они вырабатывают панкреатический сок и передают его по микропротокам в основной канал органа - вирсунгов проток, который открывается вместе с желчным протоком в 12-перстную кишку, где происходит переваривание пищи.
В течение суток у взрослого здорового человека вырабатывается 1,5÷2 литра панкреатического сока.
- главные пищеварительные ферменты - липазу, амилазу и протеазу, которые участвуют в переваривании жиров, белков и углеводов;
- бикарбонаты, которые создают в 12-перстной кишке щелочную среду и этим нейтрализуют поступающую из желудка кислоту.
Оставшиеся 2% органа заняты мелкими островками Лангерганса, большинство которых расположено в хвосте. Эти группы клеток, не имеют протоков, находятся рядом с кровеносными капиллярами и выделяют прямо в кровь гормоны, в частности, инсулин.
Кровоснабжение тканей поджелудочной железы происходит благодаря крупным артериям, от которых отходят более мелкие поджелудочные артерии. Они разветвляются и образуют мощную капиллярную сеть, которая пронизывает все ацинусы (клетки, вырабатывающие пищеварительные ферменты), обеспечивая их необходимыми элементами.
При воспалении железа может увеличиться и сдавить артерии, что ухудшает питание органа и провоцирует дальнейшее осложнение болезни.
Также при остром воспалительном процессе существует опасность возникновения сильного кровотечения, которое будет сложно остановить.
Где находится поджелудочная железа?
Орган за желудком в левой части (кроме головки) брюшной полости примерно на 6÷8 см выше пупочной области (в точке перехода от грудного отдела позвоночника к поясничному). Его головка плотно охватывается петлей 12-перстной кишки, тело почти перпендикулярно идет вглубь, а хвост – влево и вверх до селезенки.
Фактически орган защищен со всех сторон:
- впереди от него располагается желудок;
- позади - позвоночник;
- с левой стороны - селезенка;
- с правой стороны - 12-перстная кишка.
Физиология поджелудочной железы
Этот орган выполняет двойную функцию:
- участвует в пищеварении,
- регулирует в крови.
1. Пищеварительная (экзокринная) функция поджелудочной железы
98% всей массы поджелудочной железы составляют дольки (ацинусы). Именно они занимаются производством панкреатического сока, а затем передают его по микропротокам в основной канал органа - , который открывается вместе с желчным протоком в 12-перстную кишку, где происходит переваривание пищи.
Панкреатический сок содержит:
- ферменты, которые преобразуют жиры, белки и углеводы в простые элементы и помогают организму их усвоить, то есть преобразовать в энергию или органическую ткань;
- бикарбонаты, которые нейтрализуют кислоты, поступившие в 12-перстную кишку из желудка.
Ферменты, входящие в состав поджелудочного сока:
Липаза
- расщепляет жиры, поступившие в кишечник до глицерина и жирных кислот, для дальнейшего поступления в кровь.
Амилаза
- преобразует крахмал в олигосахариды, которые при помощи других ферментов превращаются в глюкозу, а она поступает в кровь, откуда в качестве энергии распространяется по всему человеческому организму.
Протеазы (пепсин, химотрипсин, карбоксипептидаза и эластаза)
- преобразуют белки в аминокислоты, которые легко усваиваются организмом.
Процесс переработки углеводов (сахароза, фруктоза, глюкоза) начинается уже при нахождении в ротовой полости, но здесь расщепляются только простые сахара, а сложные могут распадаться только под влиянием специализированных ферментов поджелудочной железы в 12-перстной кишке, а также ферментов тонкого кишечника (мальтазы, лактазы и инвертазы), и только после этого организм сможет их усвоить.
Жиры поступают в 12-перстную кишку «нетронутые», и здесь начинается их переработка. При помощи фермента поджелудочной железы липазы и других ферментов, вступивших между собой в реакцию и образовавших сложные комплексы, жир расщепляется в жирные кислоты, а те проходят через стенки тонкого кишечника и попадают в кровь.
Производство пищеварительных ферментов начинается при поступлении сигналов, возникающих при растяжении стенок желудочно-кишечного тракта, а также от вкуса и запаха пищи, а прекращается при достижении определенного уровня их концентрации.
Если у поджелудочной железы нарушается проходимость протоков (это возникает при остром панкреатите), ферменты активируются в самом органе и начинают расщеплять его ткани, а позже - вызывают некроз клеток и образуют токсины. При этом начинается острая боль. В то же время из-за недостатка ферментов в пищеварительном тракте возникает диспепсия.
2. Гормональная (эндокринная) функция поджелудочной железы
Наряду с пищеварительными ферментами орган производит гормоны, управляющие углеводным и жировым обменом.
Их в поджелудочной железе вырабатывают группы клеток, называемые островками Лангерганса и занимающие всего2% массы органа (в основном в хвостовой части). Они не имеют протоков, находятся рядом с кровеносными капиллярами и выделяют гормоны прямо в кровь.
Поджелудочной железой вырабатываются следующие гормоны:
- инсулин, управляющий поступлением питательных веществ, в частности глюкозы, в клетку;
- глюкагон, управляющий уровнем глюкозы в крови и активизирующий ее получение из жировых запасов организма при недостаточном количестве;
- соматостатин и панкреатический полипептин, останавливающие производство других гормонов или ферментов при отсутствии их надобности.
Инсулин играет огромную роль в обмене веществ организма и обеспечение его энергией.
Если выработка этого гормона снижается, у человека возникает сахарный диабет. Теперь ему придется в течение всей своей жизни понижать уровень глюкозы в крови при помощи лекарств: регулярно делать себе инъекции инсулина или принимать специальные препараты, уменьшающие содержание сахара.
Поджелудочная железа и другие органы, расположенные рядом
Железа находится в брюшной полости, вокруг располагаются кровеносные сосуды, печень, почки, желудочно-кишечный тракт и т. д. Отсюда следует, что при заболевании какого-нибудь одного органа, его увеличении или инфицировании, существует опасность и для других, не зря симптомы многих заболеваний совпадают.
Так, деятельность поджелудочной железы тесно связана с 12-перстной кишкой: через вирсунгов проток в кишечник поступает панкреатический сок, расщепляющий пищу для полного усвоения питательных веществ.
Например, при язве 12-перстной кишки и, как следствие, сужении протока возникает воспаление поджелудочной железы (панкреатит). Если болезнь не лечить, железа прекращает производство гормонов и ферментов, нормальную ткань постепенно заменяет рубцовая, возникающая гнойная инфекция приводит к возникновению перитонита, при котором возможен летальный исход.
Кроме того, и поджелудочная железа, и печень сильно страдают от приема алкоголя и курения - их клетки перестают выполнять свои функции, и на их месте могут возникнуть злокачественные опухоли.