В 19 веке молодой ученый из Германии обнаружил неоднородность тканей поджелудочной железы. Клетки, отличавшиеся от основной массы, располагались небольшими скоплениями, островками. Группы клеток в дальнейшем назвали именем патологоанатома — островки Лангерганса (ОЛ).

Их доля в общем объеме тканей составляет не более 1-2%, однако эта небольшая часть железы выполняет свою функцию, отличную от пищеварительной.

Предназначение островков Лангерганса

Основная часть клеток поджелудочной железы (ПЖ) вырабатывает ферменты, способствующие пищеварению. Функция островных скоплений другая – они синтезируют гормоны, поэтому их относят к эндокринной системе.

Таким образом, поджелудочная железа является частью двух основных систем организма – пищеварительной и эндокринной. Островки являются микроорганами, вырабатывающими 5 видов гормонов.

Большая часть панкреатических групп расположены в хвостовой части поджелудочной железы, хотя хаотичные, мозаичные вкрапления захватывает всю экзокринную ткань.

ОЛ отвечают за регулирование углеводного обмена и поддерживают работу других эндокринных органов.

Гистологическое строение

Каждый островок представляет собой самостоятельно функционирующий элемент. Вместе они составляют сложный архипелаг, который составлен из отдельных клеток и более крупных образований. Размеры их значительно различаются – от одной эндокринной клетки до зрелого, крупного островка (>100 мкм).

В панкреатических группах выстроена иерархия расположения клеток, их 5 видов, все выполняют свою роль. Каждый островок окружен соединительной тканью, имеет дольки, где находятся капилляры.

В центре расположены группы бета-клеток, по краям образований – альфа и дельта-клетки. Чем больше размер островка, тем больше в нем периферийных клеток.

Островки не имеют протоков, вырабатываемые гормоны выводятся по системе капилляров.

Разновидности клеток

Разные группы клеток продуцируют свой вид гормона, регулируя пищеварение, липидный и углеводный обмен.

1. Альфа-клетки . Эта группа ОЛ расположена по краю островков, их объем составляет 15-20% от общего размера. В них происходит синтез глюкагона – гормона, регулирующего количество глюкозы в крови.
2. Бета-клетки . Группируются в центре островков и составляют большую часть их объема, 60- 80%. Они синтезируют инсулин, около 2 мг в сутки.
3. Дельта-клетки . Отвечают за выработку соматостатина, их от 3 до 10%.
4. Эпсилон-клетки . Количество от общей массы не более 1%. Их продукт – грелин.
5. PP-клетки . Гормон панкреатический полипептид вырабатывается этой частью ОЛ. Составляют до 5% островков.

С течением жизни удельный вес эндокринной составляющей поджелудочной железы сокращается – от 6% в первые месяцы жизни до 1-2 % к 50-ти годам.

Гормональная активность

Гормональная роль поджелудочной железы велика.

Синтезированные в маленьких островках активные вещества током крови доставляются в органы и регулируют метаболизм углеводов:

1. Основной задачей инсулина является минимизация уровня сахара в крови. Он увеличивает всасывание глюкозы клеточными оболочками, ускоряет ее окисление и помогает сохранению в виде гликогена. Нарушение синтеза гормона приводит к развитию диабета 1 типа. При этом анализы крови показывают наличие антител к вета-клеткам. Сахарный диабет 2 типа развивается, если снижается чувствительность тканей к инсулину.
2. Глюкагон выполняет противоположную функцию – увеличивает уровень сахара, регулирует выработку глюкозы в печени, ускоряет расщепление липидов. Два гормона, дополняя действие друг друга, гармонируют содержание глюкозы – вещества, обеспечивающего жизнедеятельность организма на клеточном уровне.
3. Соматостатин замедляет действие многих гормонов. При этом происходит снижение скорости всасывания сахара из пищи, уменьшение синтеза пищеварительных ферментов, снижение количества глюкагона.
4. Панкреатический полипептид снижает количество ферментов, замедляет выброс желчи и билирубина. Считается, что он останавливает расход пищеварительных ферментов, сохраняя их до очередного приема пищи.
5. Грелин считается гормоном голода или сытости. Его выработка дает сигнал организму о чувстве голода.

Количество вырабатываемых гормонов зависит от полученной с пищей глюкозы и скорости ее окисления. При увеличении ее количества выработка инсулина увеличивается. Синтез запускается при концентрации 5,5 ммоль/л в плазме крови.

Спровоцировать выработку инсулина может не только прием пищи. У здорового человека максимальная концентрация отмечается в период сильных физических напряжений, стрессов.

Эндокринная часть ПЖ вырабатывает гормоны, которые оказывают решающее влияние на весь организм. Патологические изменения ОЛ способны нарушить работу всех органов.

Видео о задачах инсулина в организме человека:

Поражение эндокринной части поджелудочной железы и ее лечение

Причиной поражения ОЛ могут быть генетическая предрасположенность, инфекции и отравления, воспалительные заболевания, иммунные проблемы.

В результате происходит прекращение или значительное снижение выработки гормонов разными клетками островков.

В результате этого могут развиться:

1. СД 1 типа. Характеризуется отсутствием или дефицитом инсулина.
2. СД 2 типа. Определяется неспособностью организма воспользоваться выработанным гормоном.
3. Гестационный диабет развивается во время беременности.
4. Другие типы сахарного диабета (MODY).
5. Нейроэндокринные опухоли.

Основные принципы лечения сахарного диабета 1 типа заключаются во введение в организм инсулина, выработка которого нарушена или снижена. Применяют два вида инсулинов – быстрый и длительного действия. Последний вид имитирует выработку гормона ПЖ.

СД 2 типа требует строгого соблюдения диеты, умеренных физических упражнений и приема препаратов, способствующих сжиганию сахара.

Во всем мире наблюдается рост заболеваемости диабетом, его уже называют чумой 21 века. Поэтому медицинские исследовательские центры ищут способы борьбы с заболеваниями островков Лангерганса.

Процессы в поджелудочной железе развиваются быстро и приводят к отмиранию островков, которые должны синтезировать гормоны.

В последние годы стало известно:

• стволовые клетки, пересаженные на ткань ПЖ, хорошо приживаются и способны в дальнейшем продуцировать гормон, так как начинают работать как бета-клетки;
• ОЛ вырабатывают больше гормонов, если удалить часть железистой ткани ПЖ.

Это позволяет пациентам отказаться от постоянного приема лекарственных средств, строгой диеты и вернуть нормальный образ жизни. Проблемой остается иммунная система, которая может отторгнуть подсаженные клетки.

Еще одним возможным способом лечения рассматривается пересадка от донора части островковой ткани. Этот способ заменяет установку искусственной ПЖ или ее полную пересадку от донора. При этом удается остановить прогрессирование заболевания и нормализовать глюкозу в крови.

Проведены успешные операции, после которых у больных с диабетом 1 типа отпала необходимость во введении инсулина. Орган восстановил популяцию бета-клеток, синтез собственного инсулина возобновился. После операции была проведена иммуносупрессивная терапия, чтобы не допустить отторжения.

Видео-материал о функциях глюкозы и заболевании диабетом:

Медицинские институты работают над изучением возможности пересадки поджелудочной железы от свиньи. Первые средства для лечения сахарного диабета как раз использовали части поджелудочной железы свиней.

Ученые сходятся на том, что необходимы исследования особенностей строения и работы островков Лангерганса из-за большого количества важных функций, которые выполняют синтезируемые в них гормоны.

Постоянный прием искусственных гормонов не помогает победить болезнь и ухудшает качество жизни пациента. Поражение этой маленькой части ПЖ вызывает глубокие нарушения работы всего организма, поэтому исследования продолжаются.

Поджелудочная железа вырабатывает ряд биоактивных веществ, которые выполняют огромную роль в обменных процессах, происходящих в организме человека, а также панкреатические ферменты и гормоны.

Общие сведения об анатомии и морфологии поджелудочной железы

Поджелудочная железа располагается в брюшной части тела, позади желудка и плотно примыкает к нему и начальному отделу кишечника на уровне первого позвонка поясницы. Поджелудочная железа имеет трубчато-альвеолярную анатомическую конструкцию. Анатомически в составе тела железы выделяют три отдела:

• головку;
• непосредственно тело;
• хвостовой отдел.

Поджелудочная железа – одна из важнейших желез организма. Этот орган представляет собой вторую по размеру железу у человека и принимает активное участие в пищеварительном процессе.

Головка железы размещена в изгибе начального отдела кишечника. Головку от тела отделяет борозда, по которой пролегает воротная вена. Снабжение кровью органа осуществляется по артерии, обеспечивающей кровью желудок, а отток крови обеспечивается посредством сбора крови в воротной вене.

В теле секреторного органа анатомами выделяются передняя, задняя и нижняя плоскости. Помимо этого анатомами выделяются три края железы: верхний, передний и нижний. Передняя плоскость тела органа плотно примыкает к наружной стенке желудка, задняя плоскость прилегает к позвоночному столбу и брюшной аорте, нижняя плоскость расположена немного ниже корня ободочной кишки. Хвост имеет форму конуса, при этом вершина конуса направлена вверх и слегка влево и достигает ворот селезенки.

В состав поджелудочной входят два типа тканей, которые ответственны за выполнение различных функций.

Основную массу ткани органа составляют функциональные мелкие доли, именуемые ацинусами. Ацинусы разделяются между собой с помощи соединительнотканных прослоек. Ацинусы имеют отдельные протоки для вывода секрета, мелкие выводные протоки поджелудочной железы объединяются и сливаются в один крупный, который пролегает в толще ткани поджелудочной. Проток открывается отверстием в двенадцатиперстной кишке. Выводные протоки поджелудочной объединяются с желчным протоком и образуют общую ампулу, имеющую вход в полость кишечника в соске двенадцатиперстной кишки.Между ацинусами размещаются скопления особых клеток, эти группы носят название островки Лангерганса. Эти островки клеток не имеют выводящих протоков, однако они обильно снабжены капиллярной сетью. Клетки островков отвечают за выработку инсулина и глюкагона. Эти соединения поступают непосредственно в кровяное русло. Размер скоплений клеток составляет от 100 до 300 мкм.

Функции, выполняемые поджелудочной железой

Поджелудочная железа выполняет в организме две основные функции:

• внешнесекреторную;
• внутрисекреторную.

При выполнении возложенных на орган функций он вырабатывает целый комплекс панкреатических ферментов. Для того чтобы определить, какие гормоны вырабатывает поджелудочная железа, нужно по отдельности рассмотреть каждую из возложенных на орган функций.

Внешнесекреторная функция заключена в синтезе и транспортировке в просвет двенадцатиперстной кишки панкреоферментов, которые представляют собой основной компонент в составе панкреосока. Поджелудочная железа ответственна за продуцирование следующих панкреатических ферментов:

• трипсина;
• липазы;
• мальтазы;
• лактазы;
• амилазы и некоторых других.

В задачу вырабатываемых панкреатических ферментов входит участие в процессе переваривания употребляемой пищи, а также в процессе нейтрализации кислотности содержимого, поступающего из желудка.

Внешнесекреторные биологически активные вещества, ферменты, в тканях органа синтезируются в неактивной форме. Активация биоферментов обеспечивается поступлением желчи, энтерокиназы. Основное действие направлено на расщепление в процессе пищеварения белковых цепей, жира и углеводов на составляющие их компоненты.

Внутрисекреторная функция органа заключается в синтезе ряда важнейших гормонов: инсулина, глюкагона и липокаина.

Инсулин с глюкагоном являются по своим характеристикам антагонистами. Эти биоактивные вещества ответственны за контроль концентрации сахара в крови и участвуют в осуществлении углеводного обмена в организме.

Липокаин принимает активное участие в процессах синтеза фосфолипидов в печени и благоприятно влияет на осуществление окисления жирных кислот в организме. При недостатке этого гормона происходит перерождение специализированной ткани печени в жировую. Имея нормальную концентрацию в организме, этот гормон поджелудочной железы контролирует концентрацию жиров и препятствует возникновению жировой инфильтрации печеночной ткани и ткани поджелудочной.

Функции гормонов, вырабатываемых поджелудочной железой

Выполнение эндокринной функции поджелудочной железы связано с функционированием островков Лангерганса. Скопления клеточных структур в этих образованиях составляют около 3 процентов от общего объема органа. Каждый островок содержит до 200 клеток. Клетки делятся на три вида: α- β- и D-клетки. Наибольшее количество в островках содержится бета-клеток, они ответственны за осуществление синтеза инсулина, α-клетки отвечают за синтез глюкагона.

Основная роль внутрисекреторной функции железы заключается в обеспечении гомеостаза некоторых веществ в организме, среди которых основными являются углеводы и жирные кислоты. Вырабатываемый в поджелудочной железе инсулин является основным гормоном, контролирующим количество глюкозы в кровяном русле. Воздействие на организм инсулина позволяет понизить концентрацию глюкозы путем поглощения ее из состава крови клетками тканей, которые проявляют высокую инсулинозависимость. Глюкагон, вырабатываемый альфа-клетками, является по своим характеристикам антагонистом инсулина. Воздействие на человеческий организм этого гормона приводит к высвобождению глюкозы и повышению ее количества в крови.

Инсулин представляет полипептид, в состав которого входят две цепи: одна цепь состоит из 21 аминокислотного остатка, а вторая – из 30 аминокислот. Образование инсулина происходит из проинсулина. В отличие от инсулина, его антагонист, глюкагон, в своем составе содержит одну пептидную цепь, состоящую из 29 аминокислотных остатков.

Инсулин, попадая в кровяное русло, способствует снижению концентрации глюкозы и жирных кислот. Это биоактивное соединение способно в незначительной мере снижать концентрацию аминокислот. Разрушение гормона происходит в клетках печени.

Глюкагон оказывает влияние на углеводный и липидный обмен в тканях на периферии.

Концентрация этого гормона способна повышаться при развитии некоторых нарушений в организме. Так, например, концентрация глюкогена увеличивается при развитии в организме сахарного диабета. Резкое и значительное увеличение концентрации гормона может быть спровоцировано развитием глюкагономы, которая представляет собой опухоль альфа-клеток. Снижение концентрации гормона в крови может говорить о снижении общей массы поджелудочной железы.

О лечении поджелудочной при сахарном диабете более подробно можно .

Основные функции внешнесекреторных ферментов

Наибольшее количество поджелудочная железа вырабатывает следующих биоактивных соединений:

• трипсина;
• липазы;
• амилазы.

Трипсин осуществляет расщепление пептидных и белковых цепей. Первоначальное продуцирование ферментативных соединений осуществляется в поджелудочной, в деактивированной форме. Переход в активную форму происходит в просвете тонкой кишки под воздействием энтерокиназы, вырабатываемой слизистой кишечника.

Липаза представляет собой водорастворимый фермент, который призван осуществлять переваривание триглициридов. Этот фермент продуцируется в форме неактивного соединения, активация фермента осуществляется под воздействием на него желчных кислот. Действие липазы заключается в расщеплении нейтральных жиров на ВЖК и глицерин. Помимо этого, липаза принимает активное участие в энергообмене, обеспечивая транспортировку к тканям полиненасыщенных жирных кислот. Этот фермент также активирует процесс усваивания некоторых жирорастворимых витаминов. Липаза может продуцироваться кишечником, печенью, легкими. Каждый из этих видов липазы имеет небольшое отличие от других, что обеспечивает расщепление разных групп жиров.

Амилаза требуется для осуществления процесса переработки потребляемых человеком углеводов. Изменение количества этого биологически активного соединения характерно для некоторых тяжелых недугов, таких как сахарный диабет, гепатит и некоторые другие.

Основной недуг, который развивается при изменении концентрации этого фермента, острая или хроническая форма панкреатита .

Ферменты, вырабатываемые при выполнении поджелудочной своей внешнесекреторной функции, продуцируются только в процессе потребления еды. Начинается продуцирование через 2-3 мин после попадания пищи в полость желудка. Период продуцирования ферментов продолжается на протяжении 12-14 часов. Ферменты, продуцируемые в результате деятельности поджелудочной железы, становятся активными только в случае наличия достаточного объема желчи, вырабатываемой клетками печени.

Поджелудочная железа — вторая по величине железа , ее масса 60-100 г, длина 15-22 см.

Эндокринная активность поджелудочной железы осуществляется островками Лангерганса, которые состоят из разного типа клеток. Примерно 60% островкового аппарата поджелудочной железы составляют β-клетки. Они продуцируют гормон инсулин , который влияет на все виды обмена веществ, но прежде всего снижает уровень глюкозы в .

Таблица. Гормоны поджелудочной железы

Инсулин (полипептид) — это первый белок, полученный синтетически вне организма в 1921 г. Бейлисом и Банти.

Инсулин резко повышает проницаемость мембраны мышечных и жировых клеток для глюкозы. Вследствие этого скорость перехода глюкозы внутрь этих клеток увеличивается примерно в 20 раз по сравнению с переходом глюкозы в клетки в отсутствие инсулина. В мышечных клетках инсулин способствует синтезу гликогена из глюкозы, а в жировых клетках — жира. Под влиянием инсулина возрастает проницаемость и для аминокислот, из которых в клетках синтезируются белки.

Рис. Основные гормоны, влияющие на уровень глюкозы крови

Второй гормон поджелудочной железы глюкагон — выделяется а-клетками островков (примерно 20%). Глюкагон по химической природе полипептид, а по физиологическому воздействию антагонист инсулина. Глюкагон усиливает распад гликогена в печени и повышает уровень глюкозы в плазме крови. Глюкагон способствует мобилизации жира из жировых депо. Подобно глюкагону действует ряд гормонов: СТГ, глюкокортиконды, адреналин, тироксин.

Таблица. Основные эффекты инсулина и глюкагона

Вид обмена	Инсулин	Глюкагон
Углеводный	Повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы и ее утилизацию (гликолиз) Стимулирует синтез гликогена Угнетает глюконеогенез Снижает уровень глюкозы крови	Стимулирует гликогенолиз и глюконеогенез Оказывает контринсулярное действие Повышает уровень глюкозы крови
Белковый	Стимулирует анаболизм	Стимулирует катаболизм
	Угнетает липолиз Уменьшается количество кетоновых тел в крови	Стимулирует липолиз Повышается количество кетоновых тел в крови

Третий гормон поджелудочной железы - соматостатин выделяется 5-клетками (примерно 1-2%). Соматостатин подавляет освобождение глюкагона и всасывание глюкозы в кишечнике.

Гипер- и гипофункция поджелудочной железы

При гипофункции поджелудочной железы возникает сахарный диабет. Он характеризуется целым рядом симптомов, возникновение которых связано с увеличением сахара в крови - гипергликемией. Повышенное содержание глюкозы в крови, а следовательно, и в клубочковом фильтрате приводит к тому, что эпителий почечных канальцев не реабсорбирует глюкозу полностью, поэтому она выделяется с мочой (глюкозурия). Возникает потеря сахара с мочой — сахарное мочеиспускание.

Количество мочи увеличено (полиурия) от 3 до 12, а в редких случаях до 25 л. Это связано с тем, что нереабсорбированная глюкоза повышает осмотическое давление мочи, которое удерживает в ней воду. Вода недостаточно всасывается канальцами, и количество выделяемой почками мочи оказывается увеличенным. Обезвоживание организма вызывает у больных диабетом сильную жажду, что приводит к обильному приему воды (около 10 л). В связи с выведением глюкозы с мочой резко увеличивается расходование белков и жиров в качестве веществ, обеспечивающих энергетический обмен организма.

Ослабление окисления глюкозы приводит к нарушению обмена жиров. Образуются продукты неполного окисления жиров — кетоновые тела, что приводит к сдвигу крови в кислую сторону — ацидозу. Накопление кетоновых тел и ацидоз могут вызвать тяжелое, угрожающее смертью состояние - диабетическую кому , которая протекает с потерей сознания, нарушением дыхания и кровообращения.

Гиперфункция поджелудочной железы — очень редкое заболевание. Избыточное содержание инсулина в крови вызывает резкое снижение сахара в ней - гипогликемию , что может привести к потере сознания - гипогликемическая кома. Это объясняется тем, что ЦНС очень чувствительна к недостатку глюкозы. Введение глюкозы снимает все эти явления.

Регуляция функции поджелудочной железы. Выработка инсулина регулируется механизмом отрицательной обратной связи в зависимости от концентрации глюкозы в плазме крови. Повышенное содержание глюкозы в крови способствует увеличению выработки инсулина; в условиях гипогликемии образование инсулина, наоборот, тормозится. Продукция инсулина может возрастать при стимуляции блуждающего нерва.

Эндокринная функция поджелудочной железы

Поджелудочная железа (масса у взрослого человека 70- 80 г) имеет смешанную функцию. Ацинозная ткань железы вырабатывает пищеварительный сок, который выводится в просвет двенадцатиперстной кишки. Эндокринную функцию в поджелудочной железе выполняют скопления (от 0,5 до 2 млн) клеток эпителиального происхождения, получившие название островков Лангерганса (Пирогова — Лангерганса) и составляющие 1-2% от ее массы.

Паракринная регуляция клеток островков Лангерганса

В островках имеются несколько видов эндокринных клеток:

• а-клетки (около 20%), образующие глюкагон;
• β-клетки (65-80%), синтезирующие инсулин;
• δ-клетки (2-8%), синтезирующие соматостатин;
• РР-клетки (менее 1%), продуцирующие панкреатический полипептид.

У детей младшего возраста имеются G-клетки, вырабатывающие гастрины. Основными гормонами поджелудочной железы, регулирующими обменные процессы, являются инсулин и глюкагон.

Инсулин — полипептид, состоящий из 2 цепей (А-цепь состоит из 21 аминокислотного остатка и В-цепь — из 30 аминокислотных остатков), связанных между собой дисульфидными мостиками. Инсулин транспортируется кровью преимущественно в свободном состоянии и его содержание составляет 16-160 мкЕД/мл (0,25-2,5 нг/мл). За сутки (3-клетки взрослого здорового человека продуцируют 35-50 Ед инсулина (примерно 0,6-1,2 Ед/кг массы тела).

Таблица. Механизмы транспорта глюкозы в клетку

Тип ткани	Механизм
Инсулинзависимые	Для транспорта глюкозы в мембране клетки необходим белок-переносчик ГЛЮТ-4 Под влиянием инсулина данный белок перемещается из цитоплазмы в плазматическую мембрану и глюкоза поступает в клетку путем облегченной диффузии Стимуляция инсулином приводит к увеличению скорости поступления глюкозы внутрь клетки в 20 40 раз наибольшей степени от инсулина зависит транспорт глюкозы в мышечной и жировой тканях
Инсулинонезависимые	В мембране клетки расположены различные белки- переносчики глюкозы (ГЛЮТ-1, 2, 3, 5, 7), которые встраиваются в мембрану независимо от инсулина С помощью этих белков путем облегченной диффузии глюкоза транспортируется в клетку по градиенту концентрации К инсулинонезависимым тканям относятся: мозг, эпителий ЖКТ, эндотелии, эритроциты, хрусталик, р-клетки островков Лангерганса, мозговое вещество почек, семенные везикулы

Секреция инсулина

Секреция инсулина подразделяется на базальную, имеющую выраженный , и стимулированную пищей.

Базальная секреция обеспечивает оптимальный уровень глюкозы в крови и анаболических процессов в организме во время сна и в интервалах между приемом пищи. Она составляет около 1 ЕД/ч и на нее приходится 30-50% суточной секреции инсулина. Базальная секреция существенно снижается при длительной физической нагрузке или голодании.

Секреция, стимулированная пищей, — это усиление базальной секреции инсулина, вызванное приемом пищи. Ее объем составляет 50-70% от суточной. Эта секреция обеспечивает поддержание уровня глюкозы в крови в условиях се дополнительного поступления из кишечника, дает возможность се эффективного поглощения и утилизации клетками. Выраженность секреции зависит от времени суток, имеет двухфазный характер. Количество секретируемого в кровь инсулина примерно соответствует количеству принятых углеводов и составляет на каждые 10-12 г углеводов 1-2,5 Ед инсулина (утром 2-2,5 Ед, в обед — 1-1,5 Ед, вечером — около 1 Ед). Одной из причин такой зависимости секреции инсулина от времени суток является высокий уровень в крови контринсулярных гормонов (прежде всего кортизола) утром и его снижение к вечеру.

Рис. Механизм секреции инсулина

Первая (острая) фаза стимулированной секреции инсулина длится недолго и связана с экзоцитозом β-клетками гормона, уже накопленного в период между приемами пищи. Она обусловлена стимулирующим влиянием на β-клетки не столько глюкозы, сколько гормонов желудочно-кишечного тракта — гастрина, энтероглюкагона, глицентина, глюкагонподобного пептида 1, секретируемых в кровь во время приема пищи и пищеварения. Вторая фаза секреции инсулина обусловлена стимулирующим секрецию инсулина действием на р-клетки уже самой глюкозой, уровень которой в крови повышается в результате ее всасывания. Это действие и повышенная секреция инсулина продолжаются до тех пор, пока уровень глюкозы не достигнет нормального для данного человека, т.е. 3,33- 5,55 ммоль/л в венозной крови и 4,44 — 6,67 ммоль/л в капиллярной крови.

Инсулин действует на клетки-мишени, стимулируя 1-TMS-мембранные рецепторы, обладающие тирозинкиназной активностью. Основными клетками-мишенями инсулина являются гепатоциты печени, миоциты скелетной мускулатуры, адипоциты жировой ткани. Один из его важнейших эффектов — снижение уровня глюкозы в крови, инсулин реализует через усиление поглощения глюкозы из крови клетками-мишенями. Это достигается за счет активации работы в них трансмебранных переносчиков глюкозы (GLUT4), встраиваемых в плазматическую мембрану клеток-мишеней, и повышения скорости переноса глюкозы из крови в клетки.

Метаболизируется инсулин на 80% в печени, остальная часть в почках и в незначительном количестве в мышечных и жировых клетках. Период его полувыведения из крови — около 4 мин.

Основные эффекты инсулина

Инсулин является анаболическим гормоном и оказывает ряд эффектов на клетки-мишени различных тканей. Уже упоминалось, что один из основных его эффектов — понижение в крови уровня глюкозы реализуется за счет усиления ее поглощения клетками-мишенями, ускорения в них процессов гликолиза и окисления углеводов. Понижению уровня глюкозы способствует стимулирование инсулином синтеза гликогена в печени и в мышцах, подавление глюконеогенеза и гликогенолиза в печени. Инсулин стимулирует поглощение клетками-мишенями аминокислот, уменьшает катаболизм и стимулирует синтез белка в клетках. Он стимулирует также превращение в жиры глюкозы, накопление в адипоцитах жировой ткани триацилглицеролов и подавляет в них липолиз. Таким образом, инсулин оказывает общее анаболическое действие, усиливая в клетках-мишенях синтез углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот.

Инсулин оказывает на клетки и ряд других эффектов, которые в зависимости от скорости проявления делят на три группы. Быстрые эффекты реализуются через секунды после связывания гормона с рецептором, например поглощение глюкозы, аминокислот, калия клетками. Медленные эффекты развертываются через минуты от начала действия гормона — ингибирование активности ферментов катаболизма белков, активация синтеза белков. Отсроченные эффекты инсулина начинаются через часы после его связывания с рецепторами — транскрипция ДНК, трансляция мРНК, ускорение роста и размножения клеток.

Рис. Механизм действия инсулина

Основным регулятором базальной секреции инсулина является глюкоза. Повышение ее содержания в крови до уровня выше 4,5 ммоль/л сопровождается увеличением секреции инсулина по следующему механизму.

Глюкоза → облегченная диффузия с участием белка-транспортера GLUT2 в β-клетку → гликолиз и накопление АТФ → закрытие чувствительных к АТФ калиевых каналов → задержка выхода, накопление ионов К+ в клетке и деполяризация ее мембраны → открытие потенциалзависимых кальциевых каналов и поступление ионов Са 2+ в клетку → накопление ионов Са2+ в цитоплазме → усиление экзоцитоза инсулина. Секрецию инсулина стимулируют тем же способом при повышении уровней в крови галактозы, маннозы, β-кетокислоты, аргинина, лейцина, аланина и лизина.

Рис. Регуляция секреции инсулина

Гиперкалиемия, производные сульфонилмочевины (лекарственные средства для лечения сахарного диабета типа 2), блокируя калиевые каналы плазматической мембраны β-клеток, повышают их секреторную активность. Повышают секрецию инсулина: гастрин, секретин, энтероглюкагон, глицентин, глюкагонподобный пептид 1, кортизол, гормон роста, АКТГ. Увеличение секреции инсулина ацетилхолином наблюдается при активации парасимпатического отдела АНС.

Торможение секреции инсулина наблюдается при гипогликемии, под действием соматостатина, глюкагона. Тормозным действием обладают катехоламины, высвобождаемые при повышении активности СНС.

Глюкагон - пептид (29 аминокислотных остатков), образуемый а-клетками островкового аппарата поджелудочной железы. Транспортируется кровью в свободном состоянии, где его содержание составляет 40-150 пг/мл. Оказывает свои эффекты на клетки-мишени, стимулируя 7-ТМS-рецепторы и повышая в них уровень цАМФ. Период полураспада гормона — 5-10 мин.

Контринсулярное действие глюкогона:

• Стимулирует β-клетки островков Лангерганса, увеличивая секрецию инсулина
• Активирует инсулиназу печени
• Оказывает антагонистические эффекты на метаболизм

Схема функциональной системы, поддерживающей оптимальный для метаболизма уровень глюкозы крови

Основные эффекты глюкагона в организме

Глюкагон является катаболическим гормоном и антагонистом инсулина. В противоположность инсулину он повышает содержание глюкозы в крови за счет усиления гликогенолиза, подавления гликолиза и стимуляции глюконеогенеза в гепатоцитах печени. Глюкагон активирует липолиз, вызывает усиленное поступление жирных кислот из цитоплазмы в митохондрии для их β-окисления и образования кетоновых тел. Глюкагон стимулирует катаболизм белков в тканях и увеличивает синтез мочевины.

Секреция глюкагона усиливается при гипогликемии, снижении уровня аминокислот, гастрином, холецистокинином, кортизолом, гормоном роста. Усиление секреции наблюдается при повышении активности и стимуляции катехоламинами β-АР. Это имеет место при физической нагрузке, голодании.

Секреция глюкагона угнетается при гипергликемии, избытке жирных кислот и кетоновых тел в крови, а также под действием инсулина, соматостатина и секретина.

Нарушения эндокринной функции поджелудочной железы могут проявляться в виде недостаточной или избыточной секреции гормонов и приводить к резким нарушениям гомеостаза глюкозы — развитию гипер- или гипогликемии.

Гипергликемия - это повышение содержания глюкозы в крови. Она может быть острой и хронической.

Острая гипергликемия чаще всего является физиологической, так как обусловлена обычно поступлением глюкозы в кровь после еды. Ее продолжительность обычно не превышает 1-2 ч вследствие того, что гипергликемия подавляет выделение глюкагона и стимулирует секрецию инсулина. При увеличении содержания глюкозы в крови выше 10 ммоль/л, она начинает выводиться с мочой. Глюкоза является осмотически активным веществом, и ее избыток сопровождается повышением осмотического давления крови, что может привести к обезвоживанию клеток, развитию осмотического диуреза и потере электролитов.

Хроническая гипергликемия, при которой повышенный уровень глюкозы в крови сохраняется часы, сутки, недели и более, может вызывать повреждение многих тканей (в особенности кровеносных сосудов) и поэтому рассматривается как предпатологическое и (или) патологическое состояние. Она является характерным признаком целой группы заболеваний обмена веществ и нарушения функций эндокринных желез.

Одним из наиболее распространенных и тяжелых среди них является сахарный диабет (СД), которым страдают 5-6% населения. В экономически развитых странах число больных СД каждые 10-15 лет удваивается. Если СД развивается вследствие нарушения секреции инсулина β-клетками, то его называют сахарным диабетом 1-го типа — СД-1. Заболевание может развиться также и при понижении эффективности действия инсулина на клетки-мишени у людей старшего возраста, и его называют сахарный диабет 2-го типа- СД-2. При этом снижается чувствительность клеток-мишеней к действию инсулина, которая может сочетаться с нарушением секреторной функции р-клеток (выпадение 1-й фазы пищевой секреции).

Общим признаком СД-1 и СД-2 являются гипергликемия (повышение уровня глюкозы в венозной крови натощак выше 5,55 ммоль/л). Когда уровень глюкозы в крови повышается до 10 ммоль/л и более, глюкоза появляется в моче. Она повышает осмотическое давление и объем конечной мочи и это сопровождается полиурией (увеличением частоты и объема выделяемой мочи до 4-6 л/сут). У больного развивается жажда и повышенное потребление жидкостей (полидипсия) вследствие повышения осмотического давления крови и мочи. Гипергликемия (особенно при СД-1) часто сопровождается накоплением продуктов неполного окисления жирных кислот — оксимасляной и ацетоуксусной кислот (кетоновых тел), что проявляется появлением характерного запаха выдыхаемого воздуха и (или) мочи, развитием ацидоза. В тяжелых случаях это может стать причиной нарушения функции ЦНС — развития диабетической комы, сопровождаемой потерей сознания и гибелью организма.

Избыточное содержание инсулина (например, при заместительной инсулинотерапии или стимуляции его секреции препаратами сульфанилмочевины) ведет к гипогликемии. Ее опасность состоит в том, что глюкоза служит основным энергетическим субстратом для клеток мозга и при понижении ее концентрации или отсутствии нарушается работа мозга из-за нарушения функции, повреждения и (или) гибели нейронов. Если пониженный уровень глюкозы сохраняется достаточно долго, то может наступить смерть. Поэтому гипогликемия при снижении содержания глюкозы в крови менее 2,2-2,8 ммоль/л) рассматривается как состояние, при котором врач любой специальности должен оказать больному первую медицинскую помощь.

Гипогликемию принято делить на реактивную, возникающую после еды и натощак. Причиной реактивной гипогликемии является повышенная секреция инсулина после приема пищи при наследственном нарушении толерантности к сахарам (фруктозе или галактозе) или изменении чувствительности к аминокислоте лейцин, а также у больных с инсулиномой (опухолью β-клеток). Причинами гипогликемии натощак могут быть — недостаточность процессов гликогенолиза и (или) глюконеогенеза в печени и почках (например, при дефиците контринсулярных гормонов: глюкагона, катехоламинов, кортизола), избыточная утилизация глюкозы тканями, передозировка инсулина и др.

Гипогликемия проявляется двумя группами признаков. Состояние гипогликемии является для организма стрессом, в ответ на развитие которого повышается активность симпатоадреналовой системы, в крови возрастает уровень катехоламинов, которые вызывают тахикардию, мидриаз, дрожь, холодный пот, тошноту, ощущение сильного голода. Физиологическая значимость активации гипогликемией симпатоадреналовой системы заключается во включении в действие нейроэндокринных механизмов катехоламинов для быстрой мобилизации глюкозы в кровь и нормализации ее уровня. Вторая группа признаков гипогликемии связана с нарушением функции ЦНС. Они проявляются у человека снижением внимания, развитием головной боли, чувства страха, дезориентацией, нарушением сознания, судорогами, преходящими параличами, комой. Их развитие обусловлено резким недостатком энергетических субстратов в нейронах, которые не могут получать в достаточном количестве АТФ при недостатке глюкозы. Нейроны не располагают механизмами депонирования глюкозы в виде гликогена, подобно гепатоцитам или миоцитам.

Врач (в том числе стоматолог) должен быть готов к таким ситуациям и уметь оказать первую медицинскую помощь больным СД в случае гипогликемии. Прежде чем приступить к лечению зубов, необходимо выяснить, какими заболеваниями страдает пациент. При наличии у него СД надо расспросить пациента об его диете, используемых дозах инсулина и обычной физической нагрузке. Следует помнить, что стресс, испытываемый во время лечебной процедуры, является дополнительным риском развития гипогликемии у больного. Таким образом, врач-стоматолог должен иметь наготове сахар в любом виде — пакетики сахара, конфеты, сладкий сок или чай. При появлении у больного признаков гипогликемии, нужно немедленно прекратить лечебную процедуру и если больной в сознании, то дать ему сахар в любой форме через рот. Если состояние пациента ухудшается, следует незамедлительно принять меры для оказания эффективной врачебной помощи.

Поджелудочная (панкреатическая) железа играет огромную роль не только в процессе пищеварения, но и в жизнедеятельности всего организма в целом. Данный орган пищеварительной и эндокринной систем вырабатывает ферменты, необходимые для расщепления еды, которая поступает в желудок, и гормоны для регулирования углеводного и жирового обмена.

Поджелудочная железа представляет собой совокупность долек, каждая из которых вырабатывает ферменты, учавствующие в переваривании пищи.

Поджелудочная железа располагается в забрюшинном пространстве позади желудка между кольцами двенадцатиперстной кишки по бокам и верхними позвонками поясничного отдела над почками. Внешне железа напоминает «запятую» вытянутой формы. Вес органа у взрослых колеблется в пределах 80-90 г.

Строение поджелудочной под микроскопом представляет собой совокупность железистых долек с выводящими протоками. Через дольки проходят кровеносные сосуды. Дольки вырабатывают панкреатический сок, пищеварительные ферменты которого ( , лактаза, трипсин, липаза, инвертаза) влияют на процесс расщепления пищи. Данный отдел поджелудочной называют ее экзокринной частью.

По всей длине железы проходит канал, по которому панкреатический сок поступает в 12-перстную кишку. Там он смешивается с желчью и вместе с ней обеспечивает процессы кишечного пищеварения.

Скопления клеток между дольками с хорошо развитой сетью капилляров именуют островками Лангерганса. Эти формирования из альфа-, бета- и дельта-клеток производят гормоны (глюкагон, инсулин) и относятся к эндокринной части поджелудочной железы.

Орган имеет следующую структуру:

• головка размером 2,5-3,5 см плотно прилегает к месту изгиба двенадцатиперстной кишки;
• шейка;
• треугольное тело железы не более 2,5 см в длину располагается левее позвоночника и направлено к селезенке;
• грушевидный хвост длиной 3 см, через него проходит основной проток поджелудочной железы, вступающий во взаимодействие с двенадцатиперстной кишкой.

У новорожденных детей длина железы составляет около 5-6 см, а к четырехлетнему возрасту орган увеличивается в размерах до 7-8 см. У ребенка 10 лет поджелудочная железа достигает 12-15 см. Размер этого органа у взрослого человека колеблется в пределах 16-23 см.

Растет панкреатическая железа у детей достаточно медленно; ее рост ускоряется к периоду полового созревания. Именно в это время она становится наиболее чувствительной к нарушениям диеты.

Роль поджелудочной железы в организме

Всем известно, что необходимые организму вещества человек получает вместе с пищей. Однако в продуктах питания эти вещества находятся в сложном виде, и усвоить их без взаимодействия с пищеварительными ферментами невозможно. Поджелудочная железа вырабатывает панкреатический сок, который по выводящему протоку (каналу) попадает в двенадцатиперстную кишку. Там продукты расщепляются до нужного для всасывания состояния. В медицине это называют экзокринной функцией поджелудочной железы.

Пища расщепляется под воздействием гидролитических ферментов, которые отвечают за взаимодействие питательных веществ с водой. Панкреатический сок состоит из всех видов гидролаз, каждая из которых выполняет определенную функцию. Их подразделяют на 4 основные группы:

1. Липазы (липолитические ферменты). Они расщепляют жиры на сложные составляющие – высшие жирные кислоты и глицерин, обеспечивают усвояемость жирорастворимых витаминов A, D, E, K.
2. Протеазы (протеолитические ферменты – карбоксипептидаза, химотрипсин, трипсин) активизируют ферменты, разрушающие белки до аминокислот.
3. Нуклeaзы. Эти ферменты разрывают нуклеиновые кислоты и «строят» собственные генетические формирования.
4. Карбогидразы (амилолитические ферменты – амилаза, лактаза, мальтаза, инвертаза). Они необходимы для расщепления углеводов до состояния глюкозы.

Механизм работы поджелудочной железы очень сложен. Пищеварительные ферменты начинают активно вырабатываться в определенном количестве уже через 2-3 минуты после поступления пищи в желудок, все зависит от концентрации белков, жиров и углеводов, заключенных в ней. При наличии нужного количества желчи выработка панкреатического сока с ферментами может продолжаться до 12 часов.

Эндокринная функция осуществляется благодаря работе инсулоцитов – специальных клеток островков Лангерганса. Инсулоциты продуцируют ряд гормонов:

• с-пептид,
• тиролиберин,
• соматостатин,
• гастрин,
• инсулин,
• глюкагон.

Гормоны попадают в кровь и активно участвуют в регуляции углеводного обмена в организме. Глюкагон участвует в процессах обмена, инсулин обеспечивает процесс усвоения простых веществ, помогает поддерживать постоянный уровень глюкозы в крови.

При сбалансированной работе поджелудочной железы инсулин и глюкагон регулируют активацию друг друга.

Учитывая такие многогранные функции панкреатической железы, понятно, что ее нормальная деятельность во многом обеспечивает благоприятные условия для роста и развития детского организма.

Распространенные заболевания поджелудочной железы

Одно из серьезных и распространенных заболеваний поджелудочной железы — сахарный диабет.

При любом нарушении работы поджелудочной железы – патологическом изменении структуры, воспалении или травме – происходит сбой в процессах выработки ферментов и гормонов, в результате которого нарушается нормальная жизнедеятельность человеческого организма. У детей расстройства функциональности железы чаще всего связаны с резкой сменой (переводом на искусственное вскармливание, началом посещения детского сада или школы).

Наиболее распространенные заболевания панкреатической железы (как у взрослых, так и у детей):

1. – воспаление ткани железы, сопровождается нарушением процесса выброса панкреатического сока в кишечник. Основные симптомы заболевания – боль в животе, рвота, тошнота и др.
2. возникает, когда клетки островков Лангерганса перестают нормально функционировать, в результате чего повышается уровень глюкозы в крови. Основные признаки заболевания – потеря веса, жажда, избыточное образование мочи и др.

У ребенка могут быть обнаружены и такие заболевания поджелудочной железы, как доброкачественные кисты, абсцессы, свищи.

О расстройстве работы этого органа у детей чаще всего свидетельствуют следующие симптомы:

• исхудание;
• появление специфического привкуса во рту;
• слабость;
• вздутие живота;
• метеоризм;
• тошнота;
• боли в боку, в области спины, поясницы, живота;
• рвота и др.

Питание

Для того чтобы поджелудочная железа могла работать нормально, необходимо следить за ее состоянием и, по возможности, создавать условия для ее правильного функционирования:

• придерживаться принципов здорового и сбалансированного питания;
• ограничить потребление копченой, жирной, жареной пищи;
• отказаться либо максимально сократить прием алкоголя, крепкого чая, лимонадов и др.;
• минимизировать потребление углеводов перед сном;
• готовить пищу с минимальным количеством пряностей, соли и специй;
• (1,5-2 литра воды в сутки);
• ограничить потребление шоколада, сладких и мучных продуктов (мороженое, торты, булочки, конфеты и др.);
• ограничить потребление ненатуральных молочных продуктов (глазированные сырки и творожки и др.);
• отказаться от магазинных соусов, кетчупов, майонезов;
• включать в рацион больше растительной пищи, за исключением кислых фруктов и ягод.

По отношению к детям достаточно соблюдать возрастные нормы диеты, не допускать переедания сладостей, а полностью исключить из детского рациона.

При заболеваниях панкреатической железы ребенку, как и взрослому пациенту, назначают диету № 5.

Резюме для родителей

Правильное питание в совокупности со здоровым образом жизни – залог нормального развития и полноценной работы поджелудочной железы ребенка, а также комфортного пищеварения и отсутствия заболеваний ЖКТ.

Познавательное видео об анатомии поджелудочной железы:

Первый городской канал Одессы, медицинская справка на тему «Поджелудочная железа»:

Для чего нужна поджелудочная железа человеку? Именно об этом мы расскажем в данной статье. За что отвечает поджелудочная железа в организме человека, какие функции реализует и почему происходят сбои в ее работе. Насколько опасна дисфункция органа, и можно ли в данном случае исправить ситуацию.

Поджелудочная железа: Википедия и терминология

роль поджелудочной железы в организме человека

Поджелудочная железа является железой крупного размера, которая является органом пищеварительной системы. Синтезируя гормоны, орган нормализует белковый, жировой и углеводный обмены. Первое упоминание о железе датируется началом первого тысячелетия нашей эры. В многотомном своде религиозных, правовых и этических правил иудаизма, ее сравнивают ни с чем иным, как с «Пальцем Бога».

Анатомически орган имеет вытянутую форму. Он находится позади желудка, а свое название поджелудочная получила потому, что в лежачем положении железа, действительно, оказывается под желудком. Различают головку, тело и хвост. По статистике, около 60%патологий приходятся именно на головку, примыкающую к двенадцатиперстной кишке и располагающуюся в ее изгибе. Визуально, кишка обвивает головку поджелудочной.

Функции поджелудочной железы: кратко

Какова функция поджелудочной железы? Кратко отвечая на этот вопрос, скажем, что выделяют внешне секреторную и внутренне секреторную функции. Орган выступает в качестве источника ферментов, необходимых для успешного переваривания. С продуктами питания вещества поступают в сложном виде, и именно от количества и активности ферментов зависит, будут ли они расщеплены и усвоятся ли организмом.

Уникальная роль поджелудочной железы в организме человека заключается в способности изменять соотношение ферментов панкреатического сока, отталкиваясь от состава каждый раз поступающей разной пищи.

функции поджелудочной железы человека

Функции поджелудочной железы человека :

• Экзокринная функция поджелудочной железы (внешне секреторная) — продуцированние и регуляция ферментов (трипсин, химотрипсин, липаза и альфа-амилаза).
• Эндокринная функция поджелудочной железы (внутренне секреторная) – синтез островками Лангерганса полипептидных гормонов (глюкагон и инсулин).

Поджелудочная железа: функции в организме

Существует и иная классификация задач, реализуемых органом, о которой мы также расскажем, но более подробно.

Функции поджелудочной железы в организме человека :

1. Гуморальная функция. Как уже известно за расщепление пищи отвечает поджелудочная железа. Функция гуморальная связана с жидкостями животного организма. Она отвечает за распространение веществ, полученных из еды, и дальнейшее снабжение организма ими. Кроме того, к гуморальной функции причисляют и регуляцию объема панкреатического сока. Эта особенность помогает, в зависимости от типа пищи, выделять нужное количество сока и синтезировать те ферменты, которые требуются именно для хорошей усвояемости данных продуктов.

1. Пищеварительная функция обеспечивает процесс переваривания еды. Продуцируемый сок, изобилующий ферментами, расщепляет еду на мельчайшие компоненты. Благодаря этому вещества проникают в кровь и распространяются по всему организму.

1. Эндокринная функция необходима для синтеза ферментов и гормонов, без которых невозможна нормальная жизнь человека. В частности, инсулин нормализует сахар в моче и крови. И если этот показатель отклоняется в большую или меньшую сторону от нормы, велика вероятность развития серьезных заболеваний.

1. Секреторная функция представлена панкреатическим соком, в котором содержатся органические вещества и ферменты.

Поджелудочная железа: роль в организме

Без панкреатического сока невозможен пищеварительный процесс, так как отсутствие ферментов приведет к неспособности расщепления поступившей пищи. Под воздействием соляной кислоты кишечник и желудок начнут разрушатся.

Если поджелудочная железа не выполняет функцию, происходит само переваривание органа. Она имеет тесную взаимосвязь с щитовидной железой, поэтому наиболее частные осложнения именно по секреторной направленности, например, сахарный диабет.

Дисфункция поджелудочной, при воспалении железы, превращается в панкреатит – не менее опасную болезнь, лечение которой базируется на медикаментозном, операционном и народном лечении.