Люди в белых халатах!

Анатомия, строение, гистология, физиология, описание гормонов и регуляция работы эндокринного аппарата поджелудочной железы АНАТОМИЯ Поджелудочная железа (ПЖ), или pancreas, — орган пищеварительной системы; крупная железа, обладающая внешнесекреторной и внутрисекреторной функциями. Внешнесекреторная функция органа реализуется выделением панкреатического сока, содержащего пищеварительные ферменты, а внутрисекреторная – производством гормонов, участвующим в регуляции углеводного, жирового и белкового обмена. ПЖ лежит позади желудка на задней брюшной стенке в regio epigastrica, заходя своей левой частью в левое подреберье. Сзади прилежит к нижней полой вене, левой почечной вене и аорте. Название произошло от соответствующего положения органа. При вскрытии трупа в лежачем положении она действительно лежит под желудком. У новорожденных же орган располагается выше, чем у взрослых; на уровне XI-XII грудных позвонков. Поджелудочная железа делится на головку (caput pancreatis), с крючковидным отростком (processus uncinatus), на тело (corpus pancreatis), и хвост (cauda pancreatis). Головка железы охвачена двенадцатиперстной кишкой и располагается на уровне I и верхней части II поясничных позвонков. На границе ее с телом имеется глубокая вырезка, incisura pancreatis (в вырезке лежат а. и v. mesentericae superiores), а иногда суженная часть в виде шейки. Тело призматической формы, имеет три поверхности: переднюю, заднюю и нижнюю. • Передняя поверхность (facies anterior), вогнута и прилежит к желудку; близ соединения головки с телом обычно заметна выпуклость в сторону малого сальника, называемая tuber omentale. • Задняя поверхность (facies posterior), обращена к задней брюшной стенке. • Нижняя поверхность (facies inferior), обращена вниз и несколько вперед. Общая длина железы составляет 12-15 см. Брюшина покрывает переднюю и нижнюю поверхности pancreas, задняя ее поверхность совершенно лишена брюшины. ГИСТОЛОГИЯ Внутреннее строение поджелудочной железы взрослого человека характеризуется мелкой дольчатостью. От тонкой соединительнотканной капсулы железы отходят прослойки, отделяющие дольки и содержащие сосуды и нервы. Внутридольковые протоки, выстланные кубическим эпителием, собирают секрет из вставочных трубочек, тонкая стенка которых построена из уплощенных эпителиальных клеток. Междольковые протоки, куда впадает множество внутридольковых, покрыты изнутри цилиндрическим эпителием, который составляет выстилку главного и добавочного протоков. Типичная композиция поджелудочной железы как сложной альвеолярной железы нарушается островками Лангерганса. Обычно это клеточные скопления в виде шаров диаметром до 0,2—0,3 мм. Иногда островковые клетки располагаются диффузно в виде тяжей, разделенных синусоидами, но их легко выделить по цвету и по отсутствию связи с выводными протоками. Большая часть поджелудочной железы, выполняющая экзокринную функцию, состоит из панкреатических ацинусов и кустовидной системы выводных протоков, сливающихся в общий панкреатический проток. Ацинус Ацинус является основной структурно-функциональной единицей экзокринной части поджелудочной железы. Он состоит из 8-12 плотно контактирующих между собой экзокринных панкреатоцитов, по форме напоминающих конусы, вершины которых направлены к центру ацинуса, и эпителиоцитов (центроацинарных клеток) вставочных протоков, дающих начало всей выводной системе органа. Вставочные протоки сливаются в межацинарные протоки, впадающие в более крупные внутридольковые, междольковые протоки, и далее секрет поступает в общий проток поджелудочной железы. С увеличением диаметра протоков изменяется строение их стенки. Однослойный плоский эпителий в просвете вставочных протоков переходит в кубический и призматический, выстилающий внутридольковые и междольковые протоки соответственно. В главном протоке среди эпителиоцитов появляются железистые бокаловидные клетки, участвующие в формировании секрета и местной эндокринной регуляции. Островки Лангерганса Меньшая часть ПЖ – эндокринная, образована расположенными между ацинусами преимущественно хвостовой части железы панкреатическими островками или островками Лангерганса (insulae pancreaticae, insula — островок). Островки отделены от ацинусов тонкой соединительнотканной прослойкой и представляют собой пронизанные густой сетью капилляров клеточные скопления округлой формы диаметром около 0,3 мм. Общее их число составляет примерно 1 миллион. Эндокриноциты тяжами окружают капилляры островков, тесно контактируя с сосудами либо посредством цитоплазматических отростков, либо примыкая к ним непосредственно. По физико-химическим и морфологическим свойствам гранул эндокриноцитов выделяют пять типов секреторных клеток: • альфа-клетки (10—30%) продуцируют глюкагон • бета-клетки (60—80%) синтезируют инсулин • дельта- и D1-клетки (5—10%) образуют соматостатин и вазоинтестинальный пептид (ВИП) • РР-клетки (2—5%) вырабатывают панкреатический полипептид Бета-клетки располагаются преимущественно в центральной зоне островка, в то время как остальные эндокриноциты — по его периферии. Помимо основных видов в районе островков располагается особый тип клеток — ациноостровковые (смешанные или переходные), выполняющие как эндокринную, так и экзокринную функцию. Кроме того, в островках были обнаружены клетки местной эндокринной регуляции, вырабатывающие гастрин, тиролиберин и соматолиберин. БИОХИМИЯ Инсулин Инсулин – белок, содержащий 51 аминокислотный остаток, состоит из двух полипептидных цепей (А и В), соединенных между собой в двух точках дисульфидными мостиками. Цепь А содержит 21- аминокислотный остаток, а В-цепь состоит из 30 остатков, при чем А-цепь характеризуется наличием дисульфидных мостиков. В состав этого гормона также входит цинк. Наиболее близким к инсулину человека является инсулин свиньи, который различается с ним всего одним аминокислотным остатком: в 30 положении B-цепи свиного инсулина расположен аланин, а в инсулине человека - треонин; бычий инсулин отличается тремя аминокислотными остатками. Главным стимулом к синтезу и выделению инсулина служит повышение концентрации глюкозы в крови. Синтез и выделение инсулина представляют собой сложный биохимический процесс, включающий несколько этапов. Первоначально на рибосомах шероховатой эндоплазматической сети синтезируется пептид-предшественник – препроинсулин, представляющий собой полипептидную цепь, построенную из 110 аминокислотных остатков, от которого почти сразу отщепляется сигнальный (L) пептид. Образуется проинсулин, который транспортируется в комплекс Гольджи, далее в цистернах которого происходит созревание инсулина, являющегося наиболее длительным этапом образования инсулина. В процессе созревания из молекулы проинсулина с помощью специфических эндопептидаз вырезается C-пептид – фрагмент из 31 аминокислоты, соединяющий B-цепь и A-цепь, то есть молекула проинсулина разделяется на инсулин и биологически инертный пептидный остаток. Бета-клетки островков Лангерганса чувствительны к изменению уровня глюкозы в крови. Секреция инсулина в ответ на повышение концентрации глюкозы реализуется по следующему механизму: • глюкоза свободно транспортируется в бета-клетки специальным белком-переносчиком GlUT2 • в клетке глюкоза окисляется с образованием АТФ; интенсивность синтеза АТФ зависит от уровня глюкозы в крови • АТФ регулирует закрытие ионных калиевых каналов, приводя к деполяризации мембраны • деполяризация вызывает открытие потенциал-зависимых кальциевых каналов, это приводит к току кальция в клетку • значительное увеличение концентрации в клетке ионов кальция приводит к высвобождению заранее синтезированного инсулина, хранящегося в секреторных гранулах. Секреция инсулина из клетки происходит путём экзоцитоза: зрелая секреторная гранула приближается к плазматической мембране и сливается с ней, и содержимое гранулы выдавливается из клетки. Изменение физических свойств среды приводит к отщеплению цинка и распаду кристаллического неактивного инсулина на отдельные молекулы, которые и обладают биологической активностью. Образованию и секреции инсулина способствуют: • повышение уровня глюкозы в крови, • приём пищи, причём не только глюкозы и других углеводов, • аминокислоты, особенно лейцин и аргинин, • некоторые гормоны гастроэнтеропанкреатической системы: холецистокинин, ГИП, ГПП-1, а также такие гормоны, как глюкагон, АКТГ, СТГ, эстрогены и др., • препараты сульфонилмочевины, • повышение уровня калия или кальция, свободных жирных кислот в плазме крови. Понижается секреция инсулина под влиянием соматостатина. Бета-клетки также находятся под влиянием автономной нервной системы: • парасимпатическая часть (холинергические окончания блуждающего нерва) стимулирует выделение инсулина • симпатическая часть (активация α 2-адренорецепторов) подавляет выделение инсулина. Глюкагон Глюкагон представляет собой линейно расположенную полипептидную цепь, в состав которой входят 29 аминокислот в следующей последовательности: Н2N – Гис – Сер – Глн – Гли – Тре – Фен – Тре – Сер – Асп – Тир – Сер – Лиз – Тир – Лей – Асп – Сер – Арг – Арг – Ала – Глн – Асп – Фен – Вал – Глн – Трп – Лей – Мет – Асн – Тре – COОН Концентрация глюкозы в крови является наиболее значимым фактором, контролирующим продукцию глюкагона. Однако характер влияния концентрации глюкозы в крови на продукцию глюкагона прямо противоположен влиянию этого фактора на секрецию инсулина. Снижение концентрации глюкозы в крови от уровня, соответствующему состоянию натощак, т.е. 90 мг/дл крови, до уровня, характеризующего гипогликемию, может способствовать увеличению концентрации глюкагона в плазме в несколько раз. Напротив, увеличение концентрации глюкозы в крови до гипергликемических значений сопровождается снижением концентрации глюкагона в плазме. Таким образом, при гипогликемии глюкагон секретируется в большем количестве, что в дальнейшем вызывает повышение выхода глюкозы из печени и поэтому является важным средством компенсации гипогликемии.