Спр. материал / ГОРМОНЫ / 10. ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ

10.9. ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА

10.9.1. СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Поджелудочная железа относится к железам со смешанной функцией. Ацинозная ткань этой железы вырабатывает пищеварительный поджелудочный сок, который через вывод­ной проток выделяется в полость двенадца­типерстной кишки. Внутрисекреторная дея­тельность поджелудочной железы проявляет­ся в ее способности образовывать гормоны, которые поступают из железы непосредст­венно в кровь.

Впервые на эндокринную роль поджелудочной железы обратили внимание немецкие ученые Дж.Меринг и О.Минковский (1889). Они обнару­жили, что после удаления у собак поджелудочной железы развиваются симптомы, которые отмеча­ются у человека при заболевании сахарным диабе­том: резко увеличивается уровень сахара в крови, он выделяется в значительных количествах с мочой; появляются повышенный аппетит, жажда, происходит усиленное отделение мочи. Если таким животным пересадить под кожу поджелу­дочную железу, то все отмеченные изменения ис­чезают. В 1901 г. русский врач Л.В.Соболев под­твердил данные о том, что поджелудочная железа выполняет эндокринную функцию. По мнению Л.В.Соболева, поджелудочная железа выделяет гормоны, которые принимают участие в регуля­ции углеводного обмена. Однако в течение дли­тельного времени эти гормоны не могли выделить из ткани поджелудочной железы. Это связано с тем, что гормоны поджелудочной железы являют­ся полипептидами, которые разрушаются под влиянием протеолитических ферментов поджелу­дочного сока. Л.В.Соболевым впервые были пред­ложены два метода получения гормона поджелу­дочной железы — инсулина. При первом способе у животного за несколько дней до удаления под­желудочной железы перевязывают выводной про­ток. При этом не происходит выделения поджелу­дочного сока в полость двенадцатиперстной кишки, ацинозная ткань атрофируется. В резуль­тате исключается возможность воздействия фер­ментов поджелудочного сока на инсулин и он может быть выделен из ткани железы. Кроме того,

Л.В.Соболев предложил извлекать инсулин из поджелудочной железы эмбрионов и новорожден­ных телят. В этот период поджелудочная железа еще не образует пищеварительного сока, но син­тез инсулина уже осуществляется. Спустя 20 лет после публикации этих работ канадские ученые Ф.Бантинг и С.Бест получили активные препара­ты инсулина.

Морфологическим субстратом эндокрин­ной функции поджелудочной железы служит островковый аппарат поджелудочной железы (островки Лангерганса), разбросанные среди ацинозной ткани железы. Островки располо­жены неравномерно по всей железе. Они преимущественно находятся в ее хвостовой части, и только небольшое количество их имеется в головном отделе железы.

У человека на 1 г железы приходится 3— 25 тыс. островков Лангерганса. Островки Лангерганса состоят из альфа- (А), бета- (В), дельта-, РР- и G-клеток. Основную массу островков Лангерганса составляют бета-клет­ки. Около '/5 общего количества клеток при­ходится на долю альфа-клеток. Последние по своим размерам крупнее бета-клеток и рас­положены преимущественно по периферии островка.

В бета-клетках образуется инсулин из свое­го предшественника — проинсулина. Синтез последнего осуществляется в эндоплазмати-ческом ретикулуме островковых клеток. Затем он переносится в клеточный аппарат Гольджи, где происходят начальные стадии превращения проинсулина в инсулин. Альфа-клетки синтезируют глюкагон, дельта-клетки — соматостатин. РР-клетки образу­ют в небольшом количестве панкреатический полипептид — антагонист холецистокинина. G-клетки вырабатывают гастрин. В эпителии мелких выводных протоков происходит обра­зование липокаической субстанции, которую одни исследователи относят к панкреатичес­ким гормонам, другие рассматривают ее как вещество энзиматической природы.

Поджелудочная железа иннервируется симпатическими и парасимпатическими нер­вами. Симпатические нервы представлены волокнами, идущими из солнечного сплете­ния, парасимпатические — блуждающим нервом. Их роль заключается в регуляции как образования и секреции гормонов, так и кро­воснабжения поджелудочной железы.

Гистохимически установлено, что в ост-ровковой ткани железы содержится большое количество цинка. Цинк является и состав­ной частью инсулина. Поджелудочная железа имеет обильное кровоснабжение.

10.9.2. ГОРМОНЫ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Инсулин принимает участие в регуляции уг­леводного обмена. Под действием этого гор­мона происходит уменьшение концентрации глюкозы в крови (в норме содержание глю­козы в крови 4,45—4,65 ммоль/л, или 80— 120 мг%) — возникает гипогликемия. По­нижение уровня глюкозы в крови под влия­нием инсулина связано с тем, что гормон способствует превращению глюкозы в глико­ген в печени и мышцах. Кроме того, инсулин повышает проницаемость клеточных мем­бран для глюкозы. В связи с этим происходит усиленное проникновение глюкозы внутрь клеток, где осуществляется ее повышенное усвоение. Инсулин стимулирует синтез белка из аминокислот и активный транспорт их в клетки, задерживает распад белков и превра­щение их в глюкозу. Инсулин регулирует также жировой обмен — способствует обра­зованию высших жирных кислот из продук­тов углеводного обмена, а также тормозит мобилизацию жира из жировой ткани.

Рецепторы инсулина расположены на мембране клетки-мишени (рис. 10.5), поэто­му первично гормон проявляет свое дейст­вие, не проникая в клетку. Связывание инсу­лина со специфическим рецептором клетки приводит к процессам, которые увеличивают скорость образования и накопления гликоге­на, белка и липидов. Активность инсулина выражается в лабораторных и клинических единицах. Лабораторная, или кроличья, еди­ница — это то количество гормона, которое у здорового кролика массой в 2 кг уменьшает содержание глюкозы в крови до 2,22 ммоль/л (40 мг%). За одну единицу действия (ЕД) или интернациональную единицу (ИЕ) принима­ют активность 0,04082 мг кристаллического инсулина. Клиническая единица составляет !/$ лабораторной.

В основе регуляции образования и секре­ции инсулина лежит содержание глюкозы в крови. Гипергликемия приводит к увеличен­ному образованию и поступлению инсулина в кровь. Гипогликемия уменьшает образова­ние и поступление гормона в сосудистое русло. Это осуществляется, во-первых, с по­мощью паравентрикулярных ядер гипоталами-ческой области. При увеличении концентра­ции глюкозы в крови происходит повышение активности нервных клеток паравентрику-лярного ядра. Возникшие в нейронах им­пульсы передаются к дорсальным ядрам блуждающего нерва, а по его волокнам — к бета-клеткам островков Лангерганса, и в них усиливаются образование и секреция инсу-

лина (схема 10.3). Действие последнего сни­жает уровень глюкозы в крови. При сниже­нии количества глюкозы в крови ниже нормы возникают противоположные реак­ции. Возбуждение симпатической нервной системы тормозит выделение инсулина.

Во-вторых, повышенный уровень глюкозы в крови возбуждает непосредственно рецеп-торный аппарат ткани поджелудочной желе­зы, что также вызывает увеличение образова­ния, секреции инсулина и снижение уровня глюкозы. При падении количества глюкозы в крови возникают противоположные реакции. Глюкоза стимулирует образование и «-секре-цию инсулина также за счет непосредствен­ного воздействия на бета-клетки островков Лангерганса. Полагают, что глюкоза взаимо­действует с особым рецептором на мембране бета-клеток (глюкозорецептором), в резуль-

тате чего в них усиливаются синтез и осво­бождение инсулина в кровоток.

Секреция инсулина происходит и рефлек-торно при раздражении рецепторов ряда реф­лексогенных зон. Так, при повышении уров­ня глюкозы в крови возбуждаются хеморе-цепторы каротидного синуса, в результате чего осуществляется рефлекторный выброс инсулина в кровоток и уровень глюкозы в крови восстанавливается. Стимулируют об­разование и секрецию инсулина также сома-тотропин аденогипофиза посредством сома-томединов, гормоны желудочно-кишечного тракта секретин и холецистокинин-панкреози-мин, а также простагландин Е за счет по­вышения аденилатциклазной активности мембран бета-клеток поджелудочной железы.

Соматостатин в противоположность со-матотропину тормозит образование и секре­цию инсулина бета-клетками островков Лан-герганса. Он образуется в ядрах гипоталамуса и в дельта-клетках островковой части подже­лудочной железы.

Количество инсулина в крови определяет­ся также активностью фермента инсулиназы, который разрушает гормон. Наибольшее ко­личество фермента содержится в печени и скелетных мышцах.

Глюкагон также принимает участие в регу­ляции углеводного обмена. По характеру своего действия на обмен углеводов он явля­ется антагонистом инсулина. Под влиянием глюкагона происходит расщепление гликоге­на в печени до глюкозы. В результате этого концентрация глюкозы в крови повышается. Кроме того, глюкагон стимулирует расщеп­ление жира в жировой ткани.

Механизм действия глюкагона на обмен углеводов обусловлен его взаимодействием с особыми специфическими рецепторами, ло­кализованными на клеточной мембране. При связывании глюкагона с этими рецепторами клетки увеличиваются активность фермента аденилатциклазы и концентрация внутрикле­точного циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Последний способствует процессу гликогенолиза, т.е. превращения гликогена в глюкозу (схема 10.4).

При повышении содержания глюкозы в крови происходит торможение образования и секреции глюкагона, при понижении — уве­личение. Гормон роста — соматотропин по­средством соматомедина повышает актив­ность альфа-клеток, и они продуцируют больше гормона. Соматостатин тормозит образование и секрецию глюкагона. Полага­ют, что это связано с тем, что Соматостатин блокирует вхождение в альфа-клетки подже-

лудочной железы ионов кальция, которые необходимы для образования и секреции глюкагона.

Недостаточность внутрисекреторной фун­кции поджелудочной железы, сопровождаю­щаяся уменьшением секреции инсулина, приводит к заболеванию, которое получило название сахарного диабета, или сахарного мочеизнурения.