Роль гормонов поджелудочной железы: невидимые функции большого значения

Поджелудочная железа по праву является одним из важных железистых органов эндокринной системы, поскольку она синтезирует большое количество необходимых организму биологически активных веществ, а также участвует в пищеварении.

Важно понимать, что гомеостаз – постоянство внутренней среды, поддерживается с помощью нормальной работы центральной нервной системы, внутренних органов и желез.

Любое отклонение от нормы может привести к «сбою» в системе и как в следствии – развитию патологии. Поэтому так важно знать гормоны поджелудочной железы и их функции.

Особенности строения и основные функции паренхиматозного органа

Поджелудочная железа – это несколько изогнутое, дольчатое и удлиненное образование, которое располагается в брюшной полости и забрюшинном пространстве (сзади от желудка и тесно прилегая к горизонтальному сегменту двенадцатиперстной кишки). У здорового человека длина органа составляет в среднем 15-21 см, а ширина – от 3-х до 9 см.

Поджелудочная состоит из:

1. Головки. Она в большей степени примыкает к изгибу двенадцатиперстной кишки таким образом, что последняя ее подковообразно окружает. От головки отходит добавочный проток, который непосредственно впадает в просвет тонкой кишки либо входит в Вирсунгов проток.
2. Тела. Оно имеет форму треугольника и три поверхности: переднюю, нижнюю и заднюю.
3. Хвоста. Чаще всего он имеет форму конуса либо груши. По своему ходу хвост направляется кверху и несколько влево, доходя до ворот селезенки.

Поджелудочная называется железой смешанной секреции, поскольку состоит из экзокринной (внешнесекреторной) и эндокринной части. По мере старения человека в ней происходят физиологические изменения, которые меняют характер взаимоотношений между структурными зонами, за счет значительного снижения количества островков.

Экзокринная часть органа представлена маленькими дольками, которые образуются из панкреатических ацинусов – главных морфофункциональных единиц железы. По своей структуре ацинусы содержат мелкие вставочные протоки и активные – секреторные зоны, которые синтезируют следующие пищеварительные ферменты:

• трипсин;
• амилазу;
• химотрипсин;
• липазу;
• корбоксипептидазу и т.д.

Все они вместе с панкреатическим соком поступают в полость верхнего отдела тонкой кишки – 12-перстную кишку.

Эндокринная же часть образуется из расположенных между ацинусами панкреатических островков, которые еще называютсяостровками Лангерганса. Инсулиноциты – главные клетки островчатых зон, подразделяются на виды в зависимости от содержания тех или иных гранул:

1. Альфа-клетки – синтезируют только вещество – глюкагон.
2. Бета-клетки – способствуют выработке жизненно необходимого инсулина.
3. Дельта-, или D-клетки – продуцируют соматостатин.
4. Д1-клетки – выделяют особое вещество – вазоактивный интестинальный пептид.
5. РР-клетки – занимаются продукцией панкреатического полипептида.
6. Также различают клетки, которые содержат в себе соматолиберин и гастрин.

Также имеются сведения, что эпителиальные клетки протоков поджелудочной вырабатывают такой секрет как липокаин.

Таким образом, самые главные биологически активные вещества паренхиматозного органа – это инсулин, ВИП, или интестинальный полипептид, панкреатический полипептид и глюкагон.

Основные функциональные способности поджелудочной заключаются в эндокринной регуляции организма за счет синтеза значительного количества секреторных жидкостей, и в переваривании пищевого комка с помощью ферментов.

Инсулин — его влияние на организм

Несмотря на значимость всех биологически активных веществ, инсулин – это все-таки основной гормон поджелудочной железы. Он имеет простую белковую структуру и образован двумя пептидами.

Химическое строение

Изначально бета-клетки в островках Лангерганса продуцируют проинсулин, состоящий из С-пептида, а также А- и В-цепей. Лишь пройдя сложные биохимические процессы в лизосомальном аппарате клетки, сформировывается готовая и зрелая молекула инсулина.

Как известно, инсулин в организме человека секретируется постоянно, причем далеко не вся его выделенная концентрация связана с приемами пищи или другими «стимуляторами».

Основное влияние на биосинтез данного секрета оказывает высокое содержание сахаров (глюкозы) в сыворотке крови человека. Молекулы глюкозы беспрепятственно поступают в бета-клетки, где окисляются с образованием некоторого количества АТФ. Выделившаяся энергия заряжает положительными ионами клетку, которая в ответ начинает выбрасывать хранившийся в ее гранулах инсулин.

Факторы, способствующие образованию и выбросу инсулина в кровоток:

• повышение количества свободной глюкозы в плазме крови человека;
• употребление пищевых продуктов (не только углеводсодержащих);
• некоторые химические вещества также запускают процессы биопродукции и выделения секрета: холецистокинин, глюкагон, соматотропин, адренокортикотропин, эстрогены и др.;
• аминокислоты (например, аргинин или валин);
• высокая концентрация кальция либо калия, высокая концентрация жирных кислот в жидкой части крови.

Понизится синтез гормона может под воздействием:

• соматостатина, который работает по принципу отрицательной обратной связи;
• активации альфа-адренергических рецепторов.

Примечание. Именно на основе соматостатина создан его искусственный аналог – препарат Октреотид, который широко используется в лечении панкреатической патологии, акромегалии и опухолевых процессов.

Гормон инсулин поджелудочной железы оказывает значительное влияние на функциональное состояние печени, мышечного аппарата, жировой ткани и кишечника; исключение составляет – головной мозг.

Влияние и воздействие инсулина на организм человека:

1. Биологическая роль пептида заключается в эндокринной регуляции углеводного, белкового и жирового обмена:
2. Он активирует процессы гликолиза – распада молекул глюкозы.
3. Запускает процессы образования гликогена в мышечной ткани, клетках печени и адипоцитах (таким образом они запасают в себе углеводы).
4. Угнетает образование глюкозы в организме.
5. Активирует продукцию высших жирных кислот, липопротеинов.
6. Снижает образование всех кетоновых тел, которые являются своеобразными токсинами для человеческого организма.
7. Участвует в биопродукции белков.

Важно отметить, что инсулин – это единственный гипогликемический гормон. Поэтому при гибели более 85-90 % ткани органа (вместе с бета-клетками) развивается такое тяжелое заболевание как сахарный диабет первого типа.

Глюкагон

Второй по значению секрет поджелудочной железы – это глюкагон. Он вырабатывается альфа-клетками, которые расположены в толще островков Лангерганса, и эпителиоцитами тонкой кишки. Данное химическое вещество является полипептидом (содержит в себе 29 аминокислот) с достаточно низкой молекулярной массой.

Молекула глюкагона

Доказано, что у гормона также есть вырабатываемый поджелудочной предшественник – проглюкагон, который активируется под воздействием протеолитических ферментов. Механизм действия секрета заключается в том, что он воздействует на аденилатциклазную систему, запуская целый каскад реакций.

Глюкагон воздействует на следующие органы-мишени:

• сердечная мышца;
• печеночная ткань;
• жировая ткань;
• поперечнополосатые мышцы.

Глюкагон – это своеобразный антагонист инсулина. Если последний запасает энергию, стимулирует биосинтез жиров, белков и гликогена, то первый – с помощью процессов гликогенолиза и липолиза, приводит к достаточно быстрому истощению энергетических запасов, выделению жирных кислот и выходу глюкозы из депонирующих ее клеток в кровоток.

Функции глюкагона:

1. Ускорение процессов распада гликогена в гепатоцитах и клетках скелетных мышц.
2. Одновременное ингибирование биосинтеза гликогена (резервное депо для углеводов и запаса молекул АТФ).
3. Повышение количества сахаров в сыворотке.
4. Расщепление нейтрального жира до жирных кислот, которые могут выступать источником энергии либо превращаться в такие кетоновые тела как ацетоацетат или бета-оксимасляная кислота. Это важный эффект секрета, особенно при диабете, поскольку инсулиновая недостаточность практически всегда сопряжена с высокой концентрацией глюкагона.

Таким образом, все эффекты полипептида приводят к быстрому повышению содержания сахаров в жидкой части крови человека.

Повысить выработку гормона могут нейромедиаторы по типу ацетилхолина, аминокислотные остатки либо пищеварительные ферменты.

Норма глюкагона в плазме крови колеблется от 30 до 120 нг на литр. При этом его уровень повышается на фоне сахарного диабета, сильных стрессовых ситуаций, инфекционной патологии и хронической болезни почек; понижается – вследствие хронической формы панкреатита, фиброза либо резекции ткани эндокринного органа.

Панкреатический полипептид и его роль в организме человека

Химическая природа секрета представлена 36-ю аминокислотными остатками. Сам полипептид синтезируется эндокринными РР-клетками железы, которые локализованы в районе головки, и в меньшей степени – экзокринной зоной органа.

Биологическое воздействие панкреатического полипептида на организм человека до конца не изучено. Предполагается, что он тормозит внешнесекреторную функцию паренхиматозного органа за счет снижения концентрации трипсина и других ферментов в соке двенадцатиперстной кишки. Также имеются некоторые сведения, что полипептид оказывает незначительное влияние на уровень и структуру гликогена в клетках печени.

Синтезируемый железой панкреатический полипептид начинает активно вырабатываться под воздействием:

• длительного голода;
• обогащенной белками пищевых продуктов;
• физических упражнений;
• остро возникшей гипогликемии;
• некоторых гормонов пищеварительной системы.

Снижают его уровень:

• глюкоза, которая была введена инъекционно;
• соматостатин.

Биологическая роль вазоактивного интестинального пептида (ВИП)

Данный гормон вырабатывается поджелудочной железой, а именно небольшим составом D1-клеток. ВИП, или же вазоактивный интестинальный полипептид, образован более, чем 20-ю аминокислотами и в норме также встречается в органах периферической и центральной нервной системы, тонкой кишке.

За счет своего строения и функциональных способностей, ВИП довольно часто причисляют к классу секретина. Являясь нейромедиатором, вазоактивный полипептид практически не изменяет своей концентрации, даже после приема пищи.

Можно перечислить следующие эффекты ВИПа:

1. Усиливает кровоток в кишечнике, стимулирует моторику.
2. Тормозит выделение париетальными клетками (они расположены в толще слизистой желудка) хлористоводородной кислоты.
3. Активирует выработку пепсиногена – фермента, которые входит в состав желудочного сока и расщепляет белки.

Вследствие гиперплазии D1-клеток, которые вырабатывают интестинальный полипептид, в железе формируется гормональная опухоль – випома, которая практически в 50 % случаев имеет злокачественное течение.

Соматостатин

Желудок, тонкая кишка и поджелудочная содержат в себе много D-клеток, выделяющих соматостатин. Данное вещество также относится к гормонам гипоталамо-гипофизарной системы, а по своему строению относится к полипептидам (образуется из аминокислот, соединенных между собой специальными дисульфидными мостиками).

Краткая характеристика соматостатина

Основные функции и задачи соматостатина:

1. Угнетает биопродукцию рилизинг-гормонов гипоталамусом, вследствие чего снижается синтез тиреотропина, а также соматотропина аденогипофизом. Это оказывает значительный эффект на работу щитовидной железы, репродуктивной системы и обмена веществ.
2. Полипептид тормозит секрецию таких химических веществ, как серотонин, вазоактивный гастроинтестинальный полипептид, глюкагон, гастрин, инсулин, холецистокинин и инсулиноподобный фактор роста.

Действие гормонов поджелудочной железы не всегда одинаково, но направлено на эндокринную регуляцию обмена веществ и переваривания. Следовательно, совершенно ясно почему этот орган считается главной эндокринной железой всего организма.