Анатомия и физиология поджелудочной железы

Поджелудочная железа расположена на задней стенке брюшной полости, позади желудка, на уровне L_I—L_II и простирается от двенадцатиперстной кишки до ворот селезенки. Длина ее составляет около 15 см, масса около 100 г. В поджелудочной железе выделяют головку, расположенную в дуге двенадцатиперстной кишки, тело и хвост, достигающий ворот селезенки и лежащий ретроперитонеально. Поджелудочная железа состоит из экзокринной и эндокринной частей. Эндокринная часть представлена группами эпителиальных клеток (островки Лангерганса), составляющими 3% от ее массы и отделенных от экзокринной части тонкими соединительнотканными прослойками. Больше всего островков сконцентрировано в области хвоста. Размеры панкреатических островков колеблются в пределах 0,1—0,3 мм, а общая масса их не превышает ¹/₁₀₀ массы поджелудочной железы.

В одном островке содержится от 80 до 200 различных клеток, среди которых α-клетки продуцируют глюкагон, β-клетки — инсулин и D-клетки — соматостатин. Обнаружен еще ряд островковых клеток (РР-клетки), которые предположительно продуцируют вазоактивный интерстициальный полипептид, гастроинтестинальный пептид и панкреатический полипептид.

Основную массу (60%) составляют β-клетки, располагающиеся в центре островка, остальные клетки расположены по периферии и представлены 25% α-клеток, 10% D-клеток и 5% РР-клеток.

Инсулин образуется в β-клетках из проинсулина в результате его протеолитического расщепления на молекулу С-пептида и молекулу инсулина. Стимулятором секреции инсулина являются глюкоза, аминокислоты (аргинин, лейцин), глюкагон, гастрин, секретин, панкреозимин, желудочный ингибирующий полипептид, сульфаниламидные препараты, β-адреностимуляторы, глюкокортикостероиды, СТГ и АКТГ. Ответ на стимуляцию является двухфазным: первая фаза — быстрая, соответствует выбросу запасов синтезированного инсулина (1-й пул), вторая — медленная (2-й пул), характеризующая скорость его синтеза.

Подавляют секрецию и освобождение инсулина гипогликемия, соматостатин, никотиновая кислота, α-адреностимуляция и фенотиазиды.

Инсулин в крови находится в свободном (иммунореактивный инсулин) и связанном с белками состоянии. Деградация инсулина происходит в печени (до 80%), почках и жировой ткани под влиянием глутатионтрансферазы и глутатионредуктазы (в печени), инсулиназы (в почках), протеолитических ферментов (в жировой ткани). Проинсулин и С-пептид также подвергаются деградации в печени, но значительно медленнее.

Инсулин оказывает комплексный эффект на инсулинзависимые ткани (печень, мышцы, жировая ткань) и не действует на хрусталик, эритроциты, почечную и нервную ткани. Инсулин является анаболическим гормоном, усиливающим синтез углеводов, белков, нуклеиновых кислот и жира. Его влияние на углеводный обмен выражается в увеличении транспорта глюкозы в клетки инсулинзависимых тканей, стимуляции синтеза гликогена в печени и подавлении гликонеогенеза и гликогенолиза, что вызывает понижение уровня глюкозы в крови. Влияние инсулина на белковый обмен выражается в стимуляции транспорта аминокислот через цитоплазматическую мембрану клеток, синтеза белка и торможения его распада. Участие в жировом обмене характеризуется включением жирных кислот в триглицериды жировой ткани.

Базальная концентрация инсулина, определяемая радиоиммунологически, составляет у здоровых людей 15—20 мкЕД/мл. После пероральной

нагрузки глюкозой (100 г) уровень его через 1 ч повышается в 5—10 раз. Скорость секреции инсулина натощак составляет 0,5—1 ЕД/ч, а после приема пищи увеличивается Л° 1,5—5 ЕД/ч.

Другим полипептидным гормоном, синтезируемым в клетках поджелудочной железы, является глюкагон. Он секретируется в ответ на стимуляцию глюкозой, аминокислотами, гастроинтестинальным гормоном и симпатической нервной системой. Образование глюкагона усиливает гипогликемия, аргинин, панкреозимин, физическая нагрузка, а угнетают продукцию — соматостатин, гипергликемия и повышенный уровень свободных жирных кислот в крови. Период полураспада глюкагона составляет 10 мин. Инактивируется он преимущественно в печени и почках.

Основным механизмом действия глюкагона является увеличение продукции глюкозы печенью путем стимуляции его распада и активации гликонеогенеза. Кроме того, связываясь с рецепторами липоцитов, глюкагон способствует гидролизу триглицеридов с образованием глицерина и свободных жирных кислот. Глюкагон стимулирует гликонеогенез в сердечной мышце, что приводит к увеличению сердечного выброса, расширению артериол и уменьшению общего периферического сопротивления, уменьшает агрегацию тромбоцитов, секрецию гастрина, панкреозимина и панкреатических ферментов. Кроме того, глюкагон стимулирует выработку инсулина, СТГ, кальцитонина, катехоламинов, выделение жидкости и электролитов из организма. Базальный уровень секреции глюкагона составляет 50—70 пг/мл. После приема белковой пищи, во время голодания, при хронических заболеваниях печени, ХПН содержание глюкагона увеличивается.

Контраинсулярным гормоном, синтезируемым D-клетками поджелудочной железы, является соматостатин. Наибольшее количество его образуется в гипоталамусе. Биологическая роль соматостатина заключается в подавлении секреции СТГ, АКТГ, ТТГ, гастрина, глюкагона, инсулина, ренина, секретина, вазоактивного желудочного пептида, желудочного сока, панкреатических ферментов. Он тормозит перистальтику желудочно-кишечного тракта, уменьшает освобождение ацетилхолина из нервных окончаний и электровозбудимость нервов. Период полураспада гормона равен 1—2 мин. Содержание соматостатина в плазме крови составляет 10—25 пг/л, повышается у больных сахарным диабетом I типа, акромегалией и при D-клеточной опухоли поджелудочной железы (соматостатиноме).

Роль инсулина, глюкагона и соматостатина в поддержании гомеостаза.Во время голодания уровень инсулина в крови понижается, а глюкагона — повышается в 3—5 раз, особенно на 3—5-й день. Увеличение секреции глюкагона стимулирует распад белка в мышцах и увеличивает процесс гликонеогенеза, что способствует пополнению запасов гликогена в печени и, таким образом, поддержанию постоянного уровня глюкозы в крови. Необходимый для функционирования мозга, эритроцитов, мозгового вещества почек, уровень глюкозы поддерживается за счет усиления гликонеогенеза, гликогенолиза, подавления утилизации глюкозы другими тканями под влиянием увеличения секреции глюкагона и уменьшения потребления глюкозы инсулинзависимыми тканями в результате снижения продукции инсулина. В течение суток мозговая ткань поглощает от 10 до 100 г глюкозы.

Гиперпродукция глюкагона стимулирует липолиз. При длительном голодании источником энергии становятся и кетокислоты, образующиеся в печени. При естественном голодании (в течение ночи) или при длительных перерывах в приеме пищи (6—12 ч) энергетические потребности инсулинзависимых тканей организма поддерживаются за счет жирных кислот, образующихся во время липолиза. После приема пищи (углеводсодержащей) наблюдается быстрое повышение уровня инсулина и уменьшение содержания глюкагона в крови. Первый вызывает ускорение синтеза гликогена и утилизацию глюкозы инсулинзависимыми тканями. Белковая пища стимулирует резкий подъем концентрации в крови глюкагона (на 50—100%) и незначительное увеличение количества инсулина, что способствует усилению гликонеогенеза и увеличению продукции глюкозы печенью.