Биохимия поджелудочной железы

Поджелудочная железа- железа со смешанной секрецией; на 98% выполняет экзокринную функцию и на 2% - эндокринную функцию.

1. Экзокринная функция поджелудочной железы состоит:

1) в секреции в просвет двенадцатиперстной кишки панкреатического сока, содержащего как в активной так и в неактивной форме ряд ферментов и один белок – колипазу.

Состав панкреатического сока:

вода-98,7%;

ряд анионов( гидрокарбонат-ионы, хлорид ионы);

ряд катионов(катионы натрия,калия,кальция);

проферменты:

а) белкового обмена(трипсиноген, химотрипсиноген, проэлазтаза, прокарбоксипептидаза А и В). Их активные формы обладают протеолитическим действием на белки и полипептиды, поступающие из желудка в двенадцатиперстную кишку;

б) липидного обмена(ТАГ- липаза, фосфолипаза А два, холестеролэстераза);

в) ферменты углеводного обмнена (α- амилаза, олиго- 1,6- гликозидаза , амило- 1,6- гликозидаза);

г) ферменты обмена нуклеиновых кислот ( ДНК – аза, РНК – аза), расщепляющие фосфодиэфирные связи между мононуклеотидами в нуклеиновых кислотах.

Экзокринная функция поджелудочной железы железы регулируется гормонами местного назначения , которые синтезируются в клетках двенадцатиперстной кишки и в клетках проксимального отдела тонкого кишечника :

секретин, действующий на клетки – мишени поджелудочной железы , в результате чего экзокринные клетки усиливают выделение гидрокарбонат- ионов и воды

холецистокинин , под влиянием которого экзокринные клетки поджелудочной железы синтезируют проферменты: трипсиноген, химотрипсиноген , прокарбоксипептидазу, пролипазу, фосволипазу А два и ферменты обмена углеводов и нуклеиновых кислот.

2. Эндокринную функцию поджелудочной железы осуществляют клетки островков Лангерганса:

1) α- клетки ( 25%) секретируют глюкагон

2) β- клетки ( 70%) секретируют инсулин

3) δ- клетки ( 4- 5 %) секретируют соматостатин и панкреатический вазоактивный интестинальный полипептид ( ВИП)

F- клетки ( 1%) секретируют панкреатический полипептид (ПП) .

Одним из гормонов , который синтезирует δ- эндокринными клетками поджелудочной железы, является полипептид – соматостатин панкреатический.

Соматостатин панкреатический :

1) ингибирует секрецию инсулина и глюкагона;

2) тормозит секрецию панкреатического сока;

3) ослабляет биосинтез соляной кислоты, секретина и гастрина;

4) уменьшает проницаемость глюкозы в клетку;

5) уменьшает всасывание продуктов распада углеводов в ЖКТ

6) тормозит опорожнение желудка.

δ- эндокринные клетки поджелудочной железы вырабатывают также еще один гормон – вазоактивный интестинальный полипептид ( ВИП ), который активирует образование и выделение бикарбонат- ионов.

Панкреатический полипептид (ПП), вырабатываемый F- эндокринными клетками поджелудочной железы, выполняет следующие функции:

1) подавляет биосинтез гликогена;

2) является антагонистом соматостатина панкреатического .

Наиболее частой патологией поджелудочной железы являются панкреатиты .

Панкреатиты – заболевания , в основе которых лежит аутолиз поджелудочной железы . Возникает в результате действия ряда факторов:

1) инфекции ( воспаления) ;

2) бессистемного питания;

3) закупорки протока поджелудочной железы ( или общего желчного протока );

4) прием алкоголя;

5) несбалансированного питания ( много жиров, острой пищи, мало белков, витаминов );

6) при травме происходит повреждение клеток поджелудочной железы и выход лизосомальных ферментов, которые превращают трипсиноген в трипсин. Последний является активатором большей части проферментов, в результате активируется химотрипсин, эластаза , коллагеназа, фосволипаза А2.

Биохимические изменения при панкреатитах;

1) выход протеолитических ферментов в кровь;

2) действие трипсина на высокомолекулярные кининогены тканей приводит к образованию кининогенов, обуславливающих боль и повышение проницаемости сосудов, а воздействие на белки крови – к повышению уровня средних молекул ( пептидов);

3) воздействие фосфолипазы А2 на фосфолипиды клеточных мембран приводит к образованию лизофосфатидилхолина.

4) активация эластазы и коллагенезы приводит к разрушению соединительной ткани (панкреонекроз )

5) активация липазы приводит и расщеплению клеточных липидов, способствуя развитию участков жировых некрозов (стеатонекрозов), в тканях железы и клетчатке, окружающей железу;

6) повышение проницаемости капилляров под влиянием кининов приводит к нарушению микроциркуляции крови, стазу, ишемии, гипоксии, ацидозу;

7) активация протеолитическими ферментами белков свертывающей системы крови может привести к диссеминированному внутрисосудистому свертыванию.

Острый панкреатит

Одно из самых актуальных проблем хирургии остаются диагностика и лечение острого панкреатита. За последние годы частота этого заболевания значительно увеличилась; оно занимает теперь третье место в структуре острых хирургических заболеваний органов брюшной полости после острого аппендицита и острого холецистита, составляя 9-12,5% от частоты ургентных заболеваний органов брюшной полости (от 235 до 331 на 1 млн жителей )

Острый послеоперационный панкреатит – также весьма часто встречающееся и наиболее тяжелое осложнение в хирургии органов пищеварения. Он возникает, как правило, в раннем послеоперационном периоде. В последние годы увеличилась частота деструктивных форм острого панкреатита. Смертность при остром панкреатите составляет от 13 до 15% , а при панкреонекрозах – 50- 85% .

ЭТИОЛОГИЯ И ПАТОГЕНЕЗ

Современные представления о причинах развития острого панкреатита базируется на фактах, свидетельствующих о полиэтиологическом характере этого заболевания. По данным различных факторов, являющихся причиной острого панкреатита.

Основные из них:

1) закупорка желчевыводящих путей, большого дуоденального сосочка и панкреатических протоков: холедохолитиаз; опухоли большого дуоденального сосочка и поджелудочной железы; закупорка большого дуоденального сосочка глистами, инородными телами; pancreas divisum; закупорка добавочного протока поджелудочной железы; киста холедоха ;

2) яды и лекарственные препараты: этиловый и метиловый спирты; фосфорорганические пестициды и др.; цитостатики ( азатиоприн, меркаптопурин).; салицилаты; антибактериальные препараты (тетрациклин, эритромицин, метронидазол); сульфаниламиды; фуросемид, метилдопа, ранитидий, сулиндак и др.

3) травмы: тупая травма живота; послеоперационная травма; эндоскопическая сфинктеротомия;

4) метаболические нарушения: гиперглицеридемия; гиперкальциемия;

5) наследственные заболевания;

6) инфекции: паразитарные – аскаридоз, клонорхиаз; вирусные – паротит, краснуха, гепатит А и В, энтеровирусы, аденовирусы, цитомегаловирус, ветряная оспа, вирус Эпштейна – Барр, вирус иммунодефицита человека; бактериальные – микоплазма, Camylobakter jejuni, микобактерии туберкулеза, легионелла, лептоспира;

7) сосудистые нарушения: ишемия – гиперперфузия ( после кардиохирургического вмешательства); атеросклеротическая эмболия; васкулиты – системная красная волчанка, узелковый периартериит; злокачественная гипертенезия;

8) прочие : перфоративная язва желудка и двенадцатиперстной кишки болезнь Рона; синдром Рейно; кистозный фиброз поджелудочной железы; гипотермия;

9) идиопатические

Исследования последних лет показали, что развитие острого панкреатита связано с нарушением скорости течения свободно - радикальных реакций перекисного окисления ненасыщенных жирных кислот, накоплением токсичных продуктов – кетонов, эпоксидов, гидроперекисей, малонового диальдегида и др. оказывающих токсичное действие.

Несмотря на различные взгляды на патогенез острого панкреатита, большинство авторов признают, что любой из этиологических факторов вызывает цепь изменений, которые в конечном итоге приводят к активации проэнизма трипсиногена в трипсин, запуску каскада системной воспалительной реакции с последующим развитием полиорганного повреждения и недостаточности.

Согласно распространенной концепции, трипсин сам по себе не вызывает деструкции ацинарной ткани, так как в крови находятся мощные поливалентные ингибиторы трипсина: α – 1 – антитрипсин и α – 2 – макроглобулин.

Возникающий дефицит ингибиторов трипсина относится к одному из ведущих звеньев в патогенезе острого панкреатита. Нарушение взаимоотношений в системе трипсин - ингибитор трипсина при остром панкреатите способствует тому, что трипсин вызывает активацию других протеолитических ферментов – эластазы , фосволипазы А, липазы,а так же калликреина. Активация эластазы из неактивного профермента приводит к развитию тяжелых сосудистых повреждений и геморрагического панкреатита. Первоначальным патобиохимическим фактором, обусловливающим аутодигестивные процессы в поджелудочной железе, являются липолитические ферменты – фосволипаза А. Фосволипаза А из лецитина желчи образует лизолицетин, который разрушает клеточные мембраны и способствует проникновению в клетку липазы, которая гидролизует внутриклеточные триглицериды с образованием жирных кислот. Освобождение тканевой липазы приводит к усилению липолитического эффекта. Так возникают очаги жирового панкреонекробиоза.

Повреждение клеточных мембран поджелудочной железы в результате избыточных процессов ПОП приводит к парапедезу трипсина ( и других протеолетических ферментов ) в окружающую механизму, где он недоступен для действия его ингибиторов и способен не только активировать протеолитические ферменты, но и сам оказывать повреждающие действия. В активации процессов ПОЛ важную роль играют многие этиологические факторы острого панкреатита ( алкоголь , ишемия)

Таким образом, при преимущественном активации системы протеолитических ферментов поджелудочной (трипсин, эластаза ) развивается геморрагический панкреонекроз .

Одним из ведущих звеньев патогенеза острого панкреатита является нарушение биосинтеза белка. Поджелудочная железа в норме продуцирует и экскретируют ряд специализированных белков. Синтез органоспецифических внутренних белков протекает в присутствие быстрообменивающейся информационной РНК (и РНК). При патологии присутствие в ацинозных клетках поджелудочной железы дифференцированных молекул и РНК приводит к резкому снижению синтеза одних белков и относительному увеличению скорости образования других. Кроме того, при патологии может изменяться конформация отдельных молекул и РНК. Все это способствует появлению неполноценных, биологических неактивных белков.

В последние годы патогенез острого панкреатита все больше связывают с универсальным поражением тканей поджелудочной железы, а в дальнейшем при развитии заболевания и тканей других органов – с агрессивными медиаторами иммунореактивной системы. Согласно этой теории, острый панкреатит представляет как поражение, начинающееся с активации иммунной системы в виде вовлечения в процесс ее главных функциональных единиц – эндотелия, клеток крови ( лейкоциты и тромбоциты ) и тканевых макрофагов. Первичными стимулами к активации иммунореактивных систем могут быть алкоголь, ишемия, травма, инфекция, токсины и др. Иммунная защита от этой агрессии состоит в грандиозном разгуле медиаторов иммунореактивной системы и направлена на решение следующих задач:

• повышение выработки энергии для борьбы;

• иммобилизация и уничтожение агрессора или своих собственных поврежденных тканей;

• восстановление поврежденных тканей.

В случаях если действие этиологических факторов панкреатита невелико и системную воспалительную реакцию и ее протекание контролирует иммунная система, то острый отечный панкреатит разрешается без серьезных последствий – геморрагий и некроза; если же действие этиологических факторов панкреатита слишком велико, то комплекс иммунной защиты истощается и запущенный цитокиновый каскад повреждет органы и ткани организма. Все другие патогенетические процессы, изложенные выше, являются следствием избыточной активации иммунореактивных механизмов и в дальнейшем протекают параллельно. В результате поражение поджелудочной железы прогрессирует и развивается некротический панкреатит. Ферменты и медиаторы, образующиеся вследствие некроз поджелудочной железы, забрюшинной клетчатки и развития панкреатического перитонита, быстро поступают в системный кровоток, составляя сущность панкреатогенной токсемии.

Скопление в брюшной полости воспалительного экссудата, богатого активированными панкреатическими ферментами, приводит к перитониту, расплавлению тканей и органов с образованием забрюшинных затеков, эрозий сосудов, некрозу желудка, кишечника с образованием свищей. Забрюшинная клетчатка служит благоприятной средой для размножения микрофлоры, что приводит к гнойным осложнениям и сепсису. В этот период проточный круг патологических реакций составляет качественно новый этап формирования системной воспалительной реакции в виде септического шока и септической полиорганной недостаточности при панкреонекрозе.

Правильное понимание патогенетической сущности панкреонекрозах и его квалификации основ неразрывно связано с решением вопросов своевременной диагностики и лечебной тактики при данном заболевании.