Поджелудочная железа

Поджелудочная железа

В сложном ансамбле пищеварительных желез особая роль принадлежит поджелудочной железе. Это железа смешанной секреции, и состоит она из двух частей —экзокринной и эндокринной. Экзокринная часть вырабатывает пищеварительные ферменты, а эндокринная — гормоны, регулирующие в организме углеводный, жировой и белковый обмен. С нарушением деятельности эндокринной части поджелудочной железы связано возникновение сахарного диабета.

На протяжении многих десятилетий поджелудочная железа остается предметом пристального внимания специалистов различного профиля. В ее изучении достигнуты существенные результаты. Вместе с тем решение одних вопросов порождает ряд других, требующих дальнейшего изучения. Это в равной мере относится как к экзокринной, так и эндокринной частям железы.

Экзокринная часть (это почти 97 процентов массы железы) имеет сложное альвеолярно-трубчатое строение. Она состоит из так называемых ацинусов, каждый из которых образован восемью—десятью ацинарными клетками. Они-то и осуществляют секрецию пищеварительных ферментов. Современные электронно-микроскопические исследования показали, что этот процесс весьма сложен и многоступенчат. В нем условно можно выделить ряд этапов, или фаз, — поступление в клетку исходных продуктов для синтеза ферментов, их синтез, упаковку в секреторные гранулы, накопление в клетке и, наконец, выделение в полость ацинуса.

Изучение закономерностей секреции пищеварительных ферментов привело к открытию удивительного факта: оказалось, что клетки в составе ацинуса находятся на разных фазах своего секреторного цикла, то есть функционируют асинхронно. Эта загадка заинтересовала ученых. Выяснилось, что асинхронный тип секреции присущ практически всем железам, что дает им возможность в каждый данный момент синтезировать, накапливать и выделять секрет. Благодаря этому поджелудочную железу, например, практически невозможно застать врасплох. Даже после выделения основной массы секрета в ответ на прием пищи в железе всегда имеется некоторый запас ферментов, который она в состоянии выделить в случае необходимости.

Означает ли это, что неритмичный прием пищи не вредит поджелудочной железе? Для ответа на этот вопрос нужно было решить новую проблему, а именно: выяснить, какова продолжительность секреторного цикла ацинарной клетки. Исследования с помощью меченых аминокислот показали, что она равна 45 минутам. Однако через 45 минут после выделения секрета поджелудочная железа не восстановит его запас; для полного накопления секрета в ацинарных клетках требуется гораздо больше времени. Закономерен вывод: беспорядочный режим питания не только истощает запасы ферментов в железе, но и заставляет ее работать в извращенном ритме.

Перед учеными встала проблема раскрыть механизм регуляции асинхронного типа секреции железы. Почему, например, мембрана ацинарной клетки пропускает аминокислоты раз в 45 минут, хотя в межклеточной жидкости их предостаточно? Оказалось, что в таком ритме работают особые шлюзы в мембране, которые раскрываются в начале секреторного цикла и, пропустив в клетку необходимое количество аминокислот, закрываются до его завершения. Чьим командам подчиняются эти шлюзы, пока неизвестно.

Эндокринная часть поджелудочной железы составляет всего лишь 3 процента массы железы. Ее структурнофункциональные единицы — панкреатические островки, или островки Лангерганса. Они представляют собой скопления клеток, которых в поджелудочной железе человека насчитывают от 120000 до 2325000. Клеточный состав панкреатических островков неоднородный и представлен А- , В- , О и РР-клетками. Основная масса клеток островков приходится на долю В-клеток—70 процентов. А-клетки составляют примерно 20 процентов, О-клетки—5—8 процентов, РР-клет-ки — 2—5 процентов. Вместе с тем РР-клетки встречаются еще и вне островков среди ацинарных клеток.

На протяжении многих лет специалисты пытались выяснить, какие гормоны секретирует каждый тип клеток. Окончательное решение этого вопроса стало возможным только благодаря применению иммуноцитохимических методов выявления гормонов. Доказано, в частности, что А-клетки выделяют глюкагон, В-клетки — инсулин, 0-клетки — соматостатин, а РР-клетки — панкреатический полипептид.

Особый интерес представляют В- и А-клетки, гормонам которых принадлежит важная роль в регуляции содержания глюкозы в крови. Инсулин повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы и способствует ее превращению в гликоген, откладываемый в печени и мышцах. Он оказывает выраженное воздействие и на жировой обмен, уменьшая содержание жирных кислот в крови и способствуя их отложению в жировой ткани. Известно, что с нарушением секреции инсулина связано возникновение сахарного диабета. Поэтому изучение процесса биосинтеза и выделения инсулина В-клетками представляет одну из актуальнейших проблем экспериментальной и клинической эндокринологии.

Как показали исследования последних лет, существует два типа секреции инсулина В-клетками—агранулярный (спонтанный) и гранулярный (циклический). Ученые установили, что как при агранулярном, так и при гранулярном типах секреции В-клетка синтезирует предшественник инсулина — проинсулин, который практически не обладает физиологической активностью. Далее каждый тип секреции имеет свои особенности.

При спонтанном типе секреции образовавшийся проинсулин, не накапливаясь в клетке, выделяется в кровь. Считают, что этот тип секреции эволю-ционно более древний и был присущ примитивным организмам, у которых поджелудочной железы как органа еще не было. А где располагались тогда В-клетки? В эпителии слизистой оболочки кишечника, там же находились и клетки, секретирующие пищеварительные ферменты. Следовательно, у древнейших представителей животного мира В-клетки функционировали, как типичные экзокринные клетки, выделяя проинсулин в полость кишки. Здесь от проинсулина с помощью ферментов отщеплялся С-пеп-тид и образовывалась физиологически активная форма инсулина, которая из кишечника всасывалась в кровь.

В ходе эволюции по мере специализации кишечника произошло выселение В-клеток за пределы кишки и превращение их в эндокринные клетки. Затем из кишечника мигрировали А-клетки и клетки, секретирующие пищеварительные ферменты. Они объединились и образовали поджелудочную железу смешанной секреции. Однако переход В-клеток на эндокринную секрецию мог осуществиться лишь при том условии, если они сумеют перестроить процесс биосинтеза гормона, выделяя в кровь не проинсулин, а активную форму — инсулин. Так возник гранулярный, или циклический, тип секреции инсулина. Что же составляет сущность этого типа секреции? Совсем недавно была раскрыта и эта загадка.

Оказалось, что секреторная деятельность В-клетки при циклическом типе секреции на первых этапах осуществляется так же, как и при спонтанном типе. Она синтезирует проинсулин, но не выделяет его за пределы клетки, а направляет для дальнейшей обработки в комплекс Гольджи. Здесь с помощью ферментов от проинсулина отщепляется С-пептид, в результате чего образуется инсулин. Отделенные друг от друга инсулин и С-пептид в комплексе Гольджи упаковываются в секреторные гранулы, и В-клетка накапливает их в большом количестве.

Гранулярный тип секреции имеет два существенных преимущества перед спонтанным. Во-первых, дает возможность производить активную форму гормона—инсулин; во-вторых, депонировать его в секреторных гранулах, а затем выделять инсулин в кровь в необходимых количествах. И тем не менее, несмотря на явные преимущества гранулярного типа секреции, В-клетка помнит о спонтанном типе и практически содержит два производственных конвейера, работающих по спонтанному и циклическому типам.

В процессе биосинтеза гормона явно превалирует циклический тип секреции. Об этом свидетельствуют результаты определения содержания проинсулина и инсулина в крови здоровых людей. На долю инсулина приходится 95 процентов гормона, и только 5 процентов составляет проинсулин.

Не вызывает сомнений, что способность В-клетки осуществлять спонтанный и циклический тип секреции имеет физиологическое значение. Какое? Это еще один вопрос, который ставит поджелудочная железа перед исследователями. Можно ли сегодня дать на него точный ответ? Вряд ли. Можно только предполагать, что сохранение спонтанного типа секреции является своеобразным законсервированным защитным механизмом.

Повод для такого суждения дает перестройка типов секреции в В-клетках опухолей панкреатических островков — инсулом. Было установлено, что В-клетки инсулом отдают предпочтение эволюционно более древнему способу секреции гормона, выделяя в кровь неактивную его форму — проинсулин. При этом в крови больных проинсулин составляет 50 процентов. Переход на спонтанный тип секреции, по-видимому, имеет защитный характер: так организм предохраняет себя от избытка инсулина. В противном случае избыточная секреция гормона могла бы вызвать резкое снижение глюкозы в крови и, как следствие, гибель организма.

Специфическим раздражителем для В-клеток является главным образом уровень содержания глюкозы в крови. Его повышение стимулирует выброс инсулина. Поэтому чрезмерное употребление углеводистой пищи истощает В-клетки.

Установлено, что в пожилом возрасте физиологическая активность инсулина заметно снижается. Вот почему в этот период жизни чаще возникает сахарный диабет. Снижение активности инсулина заставляет В-клетки компенсировать относительный дефицит гормона путем увеличения его секреции. А это ведет к истощению и гибели части В-клеток. Создается порочный круг, и разорвать его нельзя, не наладив рациональное питание с ограничением углеводов. Степень их ограничения нужно определять индивидуально с лечащим врачом.

А-клетки поджелудочной железы выступают в роли антагониста В-клеток. Их гормон глюкагон способствует повышению содержания глюкозы в крови. К тому же у А-клеток имеются многочисленные союзники, которые продуцируют гормоны, обладающие гипергликемическим действием. Это катехоламины и глюкокортикоиды надпочечников, соматотропный гормон гипофиза и тироксин щитовидной железы. Усиление секреции этих гормонов также может вести к относительному дефициту инсулина в организме, с чем и связано возникновение непанкреатических форм сахарного диабета.

Помимо регуляции уровня глюкозы в крови, инсулин и глюкагон принимают участие в гормональной регуляции функциональной деятельности самой поджелудочной железы, то есть обладают местным действием. Выяснилось, в частности, что инсулин стимулирует синтез пищеварительных ферментов ацинарными клетками. А глюкагон блокирует их выделение из клеток. Местный эффект дает и гормон Р-клеток — соматостатин. Он подавляет синтез белка в клетках, блокирует выделение пищеварительных ферментов и гормонов из железистых клеток. Местное действие оказывает и панкреатический полипептид, стимулируя выделение пищеварительных ферментов клетками поджелудочной железы и желудка. Способность гормонов А- , В- . Э- и РР-клеток оказывать местный эффект и обусловила объединение экзокринной и эндокринной частей поджелудочной железы в единый орган.

Исследованиями последних лет доказано, что эндокринная часть поджелудочной железы не является обособленным образованием. А- и О-клетки есть в стенке кишечника наряду с другими типами эндокринных клеток. Сегодня ученые считают, что эндокринная часть поджелудочной железы — это всего лишь одно звено единой гастроэнтеропанкреатической эндокринной системы. Такое название ей дано, исходя из наличия эндокринных клеток в желудке, кишечнике и поджелудочной железе.

В. Яглов, доктор медицинских наук

© Ваш домашний доктор