Содержание материала

Поджелудочная железа состоит из эндокринного и энзокринного отделов. Эндокринный отдел представлен клетками панкреатических островков, занимающими около 2 % от общей массы. В-клетки островков синтезируют и высвобождают инсулин, А-клетки — глюкагон, D-клетки — соматостатин. Экзокринный отдел занимает около 98 % общей массы поджелудочной железы, состоит из ацинарного и протокового отделов.

Внешнесекреторная функция поджелудочной железы

Ацинарный отдел составляет более 83 % массы железы; в его состав входят клетки, которые в условиях физиологического покоя характеризуются малой активностью Na+-K+- АТФазы, низкой пролиферативной активностью, значительным развитием эндоплазматической сети. Им свойственны высокая плотность рибосом, интенсивная утилизация аминокислот при участии Na+-аминокислотного котранспорта, высокая скорость синтеза белков, прямо пропорциональная скорости синтеза РНК. В рибосомах шероховатой эндоплазматической сети происходит одновременный синтез полипептидных цепочек пищеварительных энзимов и лизосомных гидролаз. Синтезированные полипептидные цепочки мигрируют в комплекс Гольджи, где происходит их гликирование и окончательное формирование секреторных протеинов. Из комплекса Гольджи пищеварительные ферменты транспортируются и накапливаются в зимогенных гранулах, а лизосомные гидролазы — в лизосомах. Ацинарные клетки возбуждаются холецистокинином, бомбезином и ацетил- холином через посредство специфических рецепторов цитоплазматической мембраны, сопряженных с фосфолипазой С при участии ГТФ-связующих белков. Секреция ацинарными клетками пищеварительных ферментов достигается путем изменений внутриклеточного содержания фосфоинозитидов и ионов Са2+. Стимуляция экзоцитоза играет главную роль в освобождении пищеварительных ферментов и отчасти способствует секреции воды и электролитов. Высвобождение пищеварительных ферментов из зимогенных гранул происходит через апикальную мембрану ацинарных клеток. В ацинусах трипсиноген и профосфолипаза секретируются в неактивной форме и приобретают свойства ферментов после активации в просвете двенадцатиперстной кишки, в то время как амилаза, триацил- глицероллипаза, ДНКаза и РНКаза секретируются в активной форме. Клетки ацинусов секретируют также ингибитор трипсина. Длительность выделения пищеварительных ферментов определяется интенсивностью секреции главного стимулятора экзоцитоза — холе- цистокинина и сроком его действия на ацинарные клетки, имеющие высокую плотность специфических рецепторов на базолатеральной мембране. 1-клетки слизистой оболочки проксимального отдела тонкой кишки секретируют холецистокинин в ответ на прием пищи и поступление кислого содержимого желудка. Подобно другим гастроинтестинальным гормонам, холецистокинин поступает в кровоток; его влияние на секреторный процесс в поджелудочной железе зависит от концентрации в крови — умеренная усиливает, например, секрецию амилазы, высокая ее тормозит.
Холецистокинин синтезируется не только 1-клетками слизистой оболочки тонкой кишки, но и нейронами центральной и периферической нервной системы. Повышение концентрации холецистокинина в ЦНС резко ослабляет мотивацию приема пищи за счет усиления электрической активности афферентов блуждающих нервов, идущих от механорецепторных полей желудка и двенадцатиперстной кишки. Этот механизм лежит в основе ограничения времени стимуляции секреции гастроинтестинальных гормонов и предохранения ацинарных клеток от избыточного экзоцитоза зимогенных гранул и истощения. Секреция холецистокина также ограничивается местной системой, отрицательной обратной связи — появление активных протеазпанкреатического сока в химусе проксимального отдела тонкой кишки тормозит высвобождение холецистокинина 1-клетками. Секреция его угнетается при повышении высвобождения соматостатина D-клетками. Соматостатин связывается специфическими рецепторами цитолеммы ацинарных клеток, уменьшает уровень освобождения ионов Са2+ из депо в цитозоль и тормозит активность энергозависимых систем переноса воды и электролитов. При уменьшении концентрации холецистокинина в крови в возбужденных клетках снижается активность мембранной Са2+-зависимой АТФазы, что способствует выходу ионов Са2+ из клетки и возвращению их концентрации к исходному уровню в течение 3—5 мин. В состоянии физиологического покоя образуется цГМФ и стимулируется синтез секреторных гранул.
Протоковый отдел занимает около 4 % общей массы поджелудочной железы. Он состоит из главного выводного протока, междольковых и центроацинарных протоков. Протоки выстланы однослойным призматическим эпителием. Эпителиоциты соединяются десмосомами и терминальными пластинками, обеспечивающими регуляцию ионной проницаемости протоков. Цитоплазматическая мембрана отличается высокой активностью Na+—К+-АТФазы. Протоковые клетки возбуждаются через посредство специфических рецепторов секретином и вазоактивным кишечным полипептидом. Возбужденные клетки протоков секретируют гидрокарбонат и воду, доводя pH конечного панкреатического сока до 8,03. Одновременно они реабсорбируют ионы Н+ базолатеральной мембраной и транспортируют их в интерстиций при участии натриевого и протонного насоса. Гомеостатический контроль внутриклеточной концентрации ионов Na+ и К+ при секреции, как и при физиологическом покое, обеспечивается деятельностью натриевых и калиевых насосов. Клетки канальцев секретируют в просвет мощный бактерицидный агент — ионы Сl. Их концентрация возрастает по направлению оси главного панкреатического протока, так как они не подвергаются реабсорбции. При дефиците секреции гидрокарбоната клетками протоков выделение ионов СГ в сок поджелудочной железы угнетается. Помимо воды, электролитов клетки протоков секретируют сывороточные белки, сиаловые кислоты и кислые гликозаминогликаны. В процессе обновления эпителия выводных протоков происходит непрерывная десквамация стареющих клеток и замена их новыми.
Внешнесекреторная функция поджелудочной железы представлена мозговой и желудочно-кишечной фазой выделения сока. Мозговая фаза у человека продолжается не более 10 мин. Она связана с возбуждением секреторного ядра блуждающих нервов, освобождением в терминалях их нейронов ацетилхолина и воздействием нейромедиатора на холинорецепторы различных видов клеток поджелудочной железы. Гладкомышечные клетки кровеносных сосудов отвечают на воздействие нейромедиатора расслаблением, что увеличивает объем кровотока и усиливает трофику паренхиматозных клеток. Гладкомышечные клетки выводных протоков под влиянием ацетилхолина сокращаются и вызывают сужение просвета протоков. Ацинарные клетки подготавливаются к секреции за счет усиления трансмембранного переноса Na+, частичной деполяризации цитоплазматической мембраны, активации гуанилатциклазной системы, прогрессирующего увеличения концентрации цГМФ в цитозоле. Инициализируется освобождение в цитозоль Са2+ из шероховатой цитоплазматической сети, происходит лабилизации зимогенных гранул. В протоковых клетках в этот период происходят лишь слабо выраженные изменения функционального состояния.
Желудочно-кишечная фаза (продолжительность не менее нескольких часов) возникает в результате транспорта кислого содержимого желудка в полость двенадцатиперстной кишки, появление энтеропанкреатических холинергических ваго-вагальных рефлексов с освобождением дополнительных порций ацетилхолина. Активируется продукция интестинальных гормонов, воздействующих на соответствующие рецепторы разных клеток поджелудочной железы и взаимно потенцирующих физиологические эффекты друг друга. Желудочно-кишечная фаза индуцируется путем воздействия на специфические рецепторы цитоплазматической мембраны клеток гастроинтестинальных гормонов группы гастрина (гастрин, холецистокинин, церумин, бомбезин и вещество П) и секретина (секретин, вазоактивный интестинальный полипептид). В желудочно-кишечную фазу панкреатической секреции в паренхиме поджелудочной железы расширяются сосуды, усиливается объемный кровоток, увеличивается просвет канальцев между эпителиальными клетками, облегчаются обменные процессы и транспорт межклеточной жидкости. Одновременно в клетках активируются Na+- и К+-насосы цитоплазматической мембраны, создается трансцеллюлярный путь для секреции
NaCl за счет вхождения Na+ и Cl- в клетки по Nа+-электрохимическому градиенту через базолатеральную мембрану при участии Na+— К+-АТФазы. Из шероховатой эндоплазматической сети в цитозоль мобилизуется Са2+, повышается концентрация цГМФ, что активирует экзоцитоз.
Из ацинарных клеток в просвет концевых отделов канальцев с соком выделяются пищеварительные ферменты, белки и другие компоненты. Общее количество секрета увеличивается за счет выделения через апикальную мембрану воды, ионов Na+ и К+, что завершает формирование секреторного цикла. Благодаря секреторной деятельности протоковых клеток панкреатический сок обогащается кислыми гликозаминогликанами, сиаловыми кислотами и белками сыворотки крови.
Внешнесекреторная функция поджелудочной железы модулируется нейрогуморальными факторами. Избыток норадреналина вызывает через посредство альфа-адренорецепторов сужение сосудов, снижает объем кровотока, в результате чего ограничивается энергетическое снабжение и возникает угнетение активности ионных насосов, ведущее к ослаблению продукции первичного сока в поджелудочной железе. Дефицит глюкокортикоидов в организме угнетает окислительно-восстановительные процессы в клетках поджелудочной железы, провоцирует развитие атрофии и деструкции клеток ацинусов, что сопровождается недостаточным образованием зимогенных гранул и резким ослаблением секреции пищеварительных ферментов. Умеренный избыток глюкокортикоидов оказывает наиболее благоприятный эффект на функцию поджелудочной железы — активность клеток ацинусов повышается, ускоряется образование зимогенных гранул и освобождение из них пищеварительных ферментов в период секреторного цикла, в панкреатическом соке возрастает концентрация трипсиногена, липазы и альфа- амилазы. Значительный избыток глюкокортикоидов в организме влияет на функцию поджелудочной железы отрицательно, так как угнетает белковый синтез в ацинарных клетках, снижает продукцию зимогенных гранул, что ведет к обеднению панкреатического сока пищеварительными ферментами. Длительный умеренный избыток продукции пентагастрина вызывает развитие гипертрофии поджелудочной железы, повышает соотношение РНК/ДНК в ацинарных клетках, способствует более быстрому накоплению зимогенных гранул и усилению высвобождения ферментов в период секреторного цикла. Нейрогуморальная модуляция внешнесекреторной функции поджелудочной железы осуществляется в полном объеме при полноценной деятельности естественных механизмов защиты.
Естественная защита поджелудочной железы обеспечивается раздельной аккумуляцией пищеварительных ферментов в зимогенных гранулах и лизосомных ферментов — в лизосомах, что предотвращает внутриклеточную активацию пищеварительных ферментов и развитие аутолиза. Секреция пищеварительных ферментов происходит в форме биохимически неактивных предшественников — проферментов. Важную роль в защите играет также наличие отрицательной обратной связи в регуляции секреции пищеварительных ферментов — избыточная их концентрация в просвете тонкой кишки ведет к уменьшению внутриклеточного синтеза и освобождения пищеварительных ферментов с панкреатическим соком. При недостаточной концентрации ферментов в просвете кишки включается положительная обратная связь, благодаря которой стимулируется синтез и увеличивается выделение пищеварительных ферментов с соком поджелудочной железы. На поверхности эпителия протоков образуется защитная оболочка из гликозаминогликанов, предотвращающая повреждение эпителиоцитов агрессивными компонентами сока поджелудочной железы. При усиленном раздражении эпителиальных клеток увеличивается их секреция и утолщается слой защитного слизистого барьера.
Иммунная защита достигается освобождением с панкреатическим соком антител классов А, М и G. Она усиливается ингибиторами протеаз, циркулирующими в крови. Альфа1-антитрипсиноген обеспечивает до 90 % общей антитриптической активности крови. Кроме того, в жидких средах организма циркулируют альфа2-макроглобулин и антитела против трипсина. Трипсин может быстро инактивироваться специфическим ингибитором, присутствующим в паренхиме поджелудочной железы и в ее секретах. В норме плазма крови содержит в небольшом количестве лишь катионный трипсиноген и комплексы эластаза— альфа1-антитрипсин.