Для чего нужна поджелудочная железа человеку? Именно об этом мы расскажем в данной статье. За что отвечает поджелудочная железа в организме человека, какие функции реализует и почему происходят сбои в ее работе. Насколько опасна дисфункция органа, и можно ли в данном случае исправить ситуацию.

Поджелудочная железа: Википедия и терминология

роль поджелудочной железы в организме человека

Поджелудочная железа является железой крупного размера, которая является органом пищеварительной системы. Синтезируя гормоны, орган нормализует белковый, жировой и углеводный обмены. Первое упоминание о железе датируется началом первого тысячелетия нашей эры. В многотомном своде религиозных, правовых и этических правил иудаизма, ее сравнивают ни с чем иным, как с «Пальцем Бога».

Анатомически орган имеет вытянутую форму. Он находится позади желудка, а свое название поджелудочная получила потому, что в лежачем положении железа, действительно, оказывается под желудком. Различают головку, тело и хвост. По статистике, около 60%патологий приходятся именно на головку, примыкающую к двенадцатиперстной кишке и располагающуюся в ее изгибе. Визуально, кишка обвивает головку поджелудочной.

Функции поджелудочной железы: кратко

Какова функция поджелудочной железы? Кратко отвечая на этот вопрос, скажем, что выделяют внешне секреторную и внутренне секреторную функции. Орган выступает в качестве источника ферментов, необходимых для успешного переваривания. С продуктами питания вещества поступают в сложном виде, и именно от количества и активности ферментов зависит, будут ли они расщеплены и усвоятся ли организмом.

Уникальная роль поджелудочной железы в организме человека заключается в способности изменять соотношение ферментов панкреатического сока, отталкиваясь от состава каждый раз поступающей разной пищи.

функции поджелудочной железы человека

Функции поджелудочной железы человека :

• Экзокринная функция поджелудочной железы (внешне секреторная) — продуцированние и регуляция ферментов (трипсин, химотрипсин, липаза и альфа-амилаза).
• Эндокринная функция поджелудочной железы (внутренне секреторная) – синтез островками Лангерганса полипептидных гормонов (глюкагон и инсулин).

Поджелудочная железа: функции в организме

Существует и иная классификация задач, реализуемых органом, о которой мы также расскажем, но более подробно.

Функции поджелудочной железы в организме человека :

1. Гуморальная функция. Как уже известно за расщепление пищи отвечает поджелудочная железа. Функция гуморальная связана с жидкостями животного организма. Она отвечает за распространение веществ, полученных из еды, и дальнейшее снабжение организма ими. Кроме того, к гуморальной функции причисляют и регуляцию объема панкреатического сока. Эта особенность помогает, в зависимости от типа пищи, выделять нужное количество сока и синтезировать те ферменты, которые требуются именно для хорошей усвояемости данных продуктов.

1. Пищеварительная функция обеспечивает процесс переваривания еды. Продуцируемый сок, изобилующий ферментами, расщепляет еду на мельчайшие компоненты. Благодаря этому вещества проникают в кровь и распространяются по всему организму.

1. Эндокринная функция необходима для синтеза ферментов и гормонов, без которых невозможна нормальная жизнь человека. В частности, инсулин нормализует сахар в моче и крови. И если этот показатель отклоняется в большую или меньшую сторону от нормы, велика вероятность развития серьезных заболеваний.

1. Секреторная функция представлена панкреатическим соком, в котором содержатся органические вещества и ферменты.

Поджелудочная железа: роль в организме

Без панкреатического сока невозможен пищеварительный процесс, так как отсутствие ферментов приведет к неспособности расщепления поступившей пищи. Под воздействием соляной кислоты кишечник и желудок начнут разрушатся.

Если поджелудочная железа не выполняет функцию, происходит само переваривание органа. Она имеет тесную взаимосвязь с щитовидной железой, поэтому наиболее частные осложнения именно по секреторной направленности, например, сахарный диабет.

Дисфункция поджелудочной, при воспалении железы, превращается в панкреатит – не менее опасную болезнь, лечение которой базируется на медикаментозном, операционном и народном лечении.

Поджелудочная железа (лат. pancreas) – эндокринный орган смешанной секреции, выполняющий пищеварительную и сахарорегулирующую функции в организме человека. Филогенетически это одна из самых древних желёз. Впервые её зачатки появляются у миног, у амфибий можно обнаружить уже многодольчатую поджелудочную. Отдельным образованием орган представлен у птиц и рептилий. У человека же это изолированный орган, который имеет чёткое разделение на дольки. Своим строением человеческая pancreas отличается от таковой у животных.

Анатомическое строение

Поджелудочная железа состоит из трёх отделов: головка, тело, хвост. Чётких границ между отделами нет, деление происходит на основе расположения соседних образований относительно самого органа. Каждый отдел состоит из 3-4 долей, которые в свою очередь подразделяются на дольки. Каждая долька имеет свой выводной проток, который впадает в междольковые. Последние объединяются в долевые. Объединяясь, долевые образуют общий проток поджелудочной железы.

Открытие общего протока вариантное:

• По ходу следования общий проток объединяется с холедохом, образуя общий желчный проток, открывающийся одним отверстием на верхушке дуоденального сосочка. Это наиболее частый вариант.
• Если проток не объединяется с холедохом, то он открывается отдельным отверстием на вершине дуоденального сосочка.
• Долевые протоки могут не объединиться в один общий от рождения, строение их отлично друг от друга. В этом случае один из них объединяется с холедохом, а второй открывается самостоятельным отверстием, называясь добавочный проток поджелудочной железы.

Положение и проекция на поверхность тела

Орган располагается забрюшинно, в верхнем отделе забрюшинного пространства. Pancreas надёжно защищена от травм и других повреждений, так как впереди она прикрыта передней брюшной стенкой и органами брюшной полости. А сзади – костной основой позвоночного столба и мощными мышцами спины и поясницы.

На переднюю брюшную стенку pancreas проецируется следующим образом:

• Головка – в левой подрёберной области;
• Тело – в эпигастральной области;
• Хвост – в правом подреберье.

Чтобы определить где располагается поджелудочная, достаточно измерить расстояние между пупком и концом грудины. Основной своей массой она располагается на середине этого расстояния. Нижний край располагается на 5-6 см выше пупка, верхний край – на 9-10 см ещё выше.

Знание проекционных областей помогает больному определить, где болит поджелудочная железа. При её воспалении боль локализуется преимущественно в эпигастральной области, но может отдавать и в правое, и в левое подреберье. В тяжёлых случаях боль затрагивает весь верхний этаж передней брюшной стенки.

Скелетотопия

Железа располагается на уровне первого поясничного позвонка, как бы огибая его. Возможно высокое и низкое расположение pancreas. Высокое – на уровне последнего грудного позвонка, низкое – на уровне второго поясничного и ниже.

Синтопия

Синтопия – это расположение органа относительно других образований. Железа располагается в забрюшинной клетчатке, в глубине живота.

В силу анатомических особенностей, pancreas имеет тесное взаимодействие с двенадцатиперстной кишкой, аортой, общим желчным протоком, верхней и нижней полой венами, верхними вервями брюшной аорты (верхней брыжеечной и селезёночной). Также pancreas взаимодействует с желудком, левой почкой и надпочечником, селезёнкой.

Важно! Такое тесное соседство со многими внутренними органами создаёт риск распространения патологического процесса с одного органа на другой. При воспалении любого из вышеперечисленных образований инфекционный процесс может перекинуться на pancreas и наоборот.

Головку полностью охватывает изгиб двенадцатиперстной кишки, здесь же и открывается общий желчный проток. Спереди к головке прилежит поперечно-ободочная кишка и верхняя брыжеечная артерия. Сзади – нижняя полая и воротная вены, сосуды почки.

Читайте также: Лечение поджелудочной железы народными средствами

Тело и хвост спереди прикрыты желудком. Сзади прилегает аорта и её ветви, нижняя полая вена, нервное сплетение. Хвост может соприкасаться с брыжеечной и селезёночной артерией, а также с верхним полюсом почки и надпочечника. В большинстве случаев хвост со всех сторон покрыт жировой клетчаткой, особенно у тучных людей.

Гистологическое и микроскопическое строение

Если посмотреть срез под увеличением, то можно заметить, что ткань железы (паренхима) состоит из двух элементов: клеток и стромы (участки соединительной ткани). В строме располагаются кровеносные сосуды и выводные протоки. Она осуществляет связь между дольками и способствует выводу секрета.

Что касается клеток, то их 2 вида:

1. Эндокринные – секретируют гормоны прямо в прилегающие сосуды, выполняя внутрисекреторную функцию. Клетки объединены между собой в несколько групп (островки Лангерганса). Эти панкреатические островки содержат четыре вида клеток, каждая из которых синтезирует свой гормон.
2. Экзокринные (секреторные) – синтезируют и выделяют пищеварительные ферменты, тем самым выполняя внешнесекреторные функции. Внутри каждой клетки имеются гранулы, заполненные биологически активными веществами. Клетки собраны в концевые ацинусы, каждый из которых имеет свой выводной проток. Строение их таково, что в последующем они сливаются в один общий проток, концевой отдел которого открывается на верхушке дуоденального сосочка.

Физиология

При поступлении пищи в полость желудка и при последующей её эвакуации в полость тонкой кишки поджелудочная начинает активно секретировать пищеварительные ферменты. Эти метаболиты изначально вырабатываются в неактивной форме, так как являются активными метаболитами, способными переварить собственные ткани. Попадая в просвет кишечника происходит их активация, после чего начинается полостной этап переваривания пищи.

Ферменты, осуществляющие внутриполостное переваривание пищи:

1. Трипсин.
2. Химотрипсин.
3. Карбоксипептидаза.
4. Эластаза.
5. Липаза.
6. Амилаза.

После того, как переваривание закончится, расщеплённые нутриенты всасываются в кровь. В норме в ответ на повышение глюкозы в крови pancreas моментально ответит выбросом гормона инсулина.

Инсулин – единственный сахароснижающий гормон в нашем организме. Это пептид, строение которого представляет собой цепочку из аминокислот. Вырабатывается инсулин в неактивной форме. Попадая в кровоток, инсулин претерпевает несколько биохимических реакций, после чего он начинает активно выполнять свою функцию: утилизировать глюкозу и другие простые сахара из крови в клетки ткани. При воспалении и другой патологии выработка инсулина снижается, наступает состояние гипергликемии, а в последующем инсулинозависимый сахарный диабет.

Читайте также: Киста поджелудочной железы: симптомы, диагностика, лечение

Другой гормон – глюкагон. Ритм его секреции монотонный на протяжении всего времени суток. Глюкагон высвобождает глюкозу из сложных соединений, повышая сахар крови.

Выполняемые функции и роль в обмене веществ

Поджелудочная железа – орган эндокринной системы, относящийся к железам смешанной секреции. Она выполняет внешнесекреторные функции (продукция пищеварительных ферментов в полость тонкой кишки) и внутрисекреторные (синтез сахарорегулирующих гормонов в кровоток) функции. Играя важную роль в нашей жизнедеятельности, pancreas выполняет:

• Пищеварительную функцию – участие в переваривании пищи, расщеплении нутриентов до простых соединений.
• Ферментативную функцию – продукция и выделение трипсина, химотрипсина, карбоксипептидазы, липазы, эластазы, амилазы.
• Гормональную функцию – непрерывная секреция инсулина и глюкагона в кровоток.

Роль отдельных ферментов

Трипсин . Выделяется изначально в виде профермента. Активируется в полости тонкой кишки. После активации начинает активировать другие пищеварительные ферменты. Трипсин расщепляет пептиды до аминокислот, стимулирует полостное переваривание пищи.

Липаза . Расщепляет жиры до мономеров жирных кислот. Выделяется в виде профермента, активируется под действием желчи и желчных кислот. Участвует в усваивании жирорастворимых витаминов. Уровень липазы определяется при воспалении и других патологиях.

Амилаза . Маркёр повреждения клеток pancreas, органоспецифический фермент. Уровень амилазы определяется в первые часы в крови всех больных с подозрением на воспаление поджелудочной железы. Амилаза расщепляет сложные углеводы до простых, помогает в усваивании глюкозы.

Эластаза . Органоспецифический фермент, свидетельствующий о повреждении клеток. Функция эластазы — участие в расщеплении пищевых волокон и коллагена.

Воспаление поджелудочной железы (панкреатит)

Частая патология среди взрослого населения, при которой происходит воспалительное поражение стромы и паренхимы pancreas, сопровождающиеся выраженной клинической симптоматикой, болью и нарушением строения и функций органа.

Как болит поджелудочная железа и другие симптомы воспаления, характерные для панкреатита:

1. Боль опоясывающего характера с иррадиацией в правое или левое подреберье. Реже боль занимает весь верхний этаж брюшной полости. Опоясывающий характер боли обусловлен близким расположением верхнего брыжеечного нервного сплетения. В силу своего строения, раздражение одного участка нерва приводит к распространению нервного импульса на все соседние нервные волокна. Боль словно обручем сжимает верх живота. Боли возникают после обильного приёма пищи или после жирного.
2. Диспепсические расстройства: тошнота, рвота, жидкий стул (понос) с примесью жира. Может наблюдаться снижение аппетита, вздутие живота, урчание.
3. Симптомы интоксикации: головная боль, слабость, головокружение. При остром процессе наблюдается субфебрильная температура тела. Фебрильная лихорадка для панкреатита не характерна.

Эти признаки характерны для отёчной (начальной) формы воспаления. По мере прогрессирования заболевания воспаление затрагивает всё более глубокие участки ткани, что в конечном счёте приводит к некрозу и омертвению отдельных долек, нарушению строения и функций органа. Клиника такого состояния яркая, больной нуждается в немедленной медицинской помощи. Связано это с тем, что боль более выражена, пациент мечется и не может найти себе удобного положения.

8291 0

Секреция ПЖ находится под контролем нервных и гуморальных механизмов. Начальную секрецию ПЖ вызывают вид, запах пищи и другие раздражители (условнорефлекторные сигналы), а также жевание и глотание (безусловнорефлекторные сигналы). При этом нервные сигналы, формирующиеся в рецепторах полости рта и глотки, достигают продолговатого мозга, и затем эфферентные влияния по волокнам блуждающего нерва поступают к железе и вызывают её секрецию.

У человека с фистулой ГПП выделение панкреатического сока начинается через 2—3 мин после того, как он увидел пищу или услышат о ней. Это пример условнорефлекторного пути возбуждения панкреатической секреции. Симпатические волокна, иннервирующие ПЖ, тормозят её секреторную активность и в то же время изменяют реактивность железы по отношению к другим воздействиям, усиливая синтез органических веществ.

Торможение панкреатической секреции происходит при раздражении многих чувствительных нервов, при болевых реакциях, во время сна, при напряжённой физической и умственной работе.

Для стимуляции панкреатической секреции прямые нервные влияния имеют меньшее значение, нежели гуморальные. Ведущее значение в гуморальной регуляции секреции ПЖ принадлежит желудочно-кишечным гормонам.

Большинство регуляторов секреции ферментов ПЖ действуют на рецепторы мембраны ацинарных клеток, расположенные на их базолатеральной поверхности. Выделяют рецепторы ХК, бомбезина, ацетилхолина, субстанции Р, ВИП, секретина.

Стимуляторы панкреатической секреции. ВИП и секретин стимулируют панкреатическую секрецию, активируя аденилатциклазу. Как и в других типах клеток, аденилатциклаза способствует образованию циклического аденозинмонофосфата, в результате чего протеинкиназа А, усиливающая секрецию панкреатического сока, богатого бикарбонатами, переходит в активную форму. Другие стимуляторы поджелудочной секреции (ХК, ацетилхолин, гастрин-рилизинг пептид, субстанция Р) действуют на специфические рецепторы, во внутриклеточной передаче сигнала от которых задействованы альтернативные вторичные мессенджеры.

Эти вещества повышают внутриклеточное содержание циклического гуанозинмонофосфата, что приводит к увеличению внутриклеточного содержания инозитолтрифосфата, диацилглицерола, арахидоновой кислоты и кальция. Эти промежуточные вещества-посредники активируют различные протеинкиназы, в результате этого повышается секреция ферментов. Данные, полученные в опытах на животных, свидетельствуют, что действие комбинации агонистов на различные мембранные рецепторы может вызывать синергический, но не суммарный (аддитивный) эффект. Например, ХК увеличивает секрецию бикарбонатов, стимулированную секретином, но секретин не повышает секреторный ответ на действие ХК.

Ингибиторы секреции поджелудочной железы. Различные вещества, ответственные за подавление панкреатической секреции, действуют по принципу отрицательной обратной связи во время и после приёма пищи.

Панкреатический полипептид (ПП) представляет собой пептидный гормон, образующийся в островках Лангерганса и подавляющий панкреатическую секрецию воды, бикарбонатов и ферментов. Концентрация ПП в плазме крови возрастает после мнимого кормления, после приёма пищи, после экспериментального закисления среды ДПК, а также при стимуляции блуждающего нерва, при действии ХК, секретина, ВИП. ПП может выступать как антагонист мускариновых рецепторов и способен ингибировать выделение ацетилхолина из постганглионарных нейронов ПЖ; его конечный эффект проявляется на уровне ацинарных клеток.

Пептид YY высвобождается в дистальной части подвздошной кишки и и толстой кишке в ответ на поступление пищи смешанного характера, по жиры, находящиеся в просвете кишки, в большей степени способны стимулировать его секрецию. Пептид YY уменьшает чувствительность ПЖ к действию секретина и ХК, возможно, за счёт уменьшения секреции ацетилхолина и норадреналина и ингибирования выделения ХК слизистой оболочкой ДПК.

Соматостатин ингибирует секрецию секретина слизистой оболочкой ДПК, а также уменьшает чувствительность к секретину рецепторных полей. Единственный эффект соматостатина — снижение секреции ферментов и бикарбонатов ПЖ. Соматостатин синтезируют клетки слизистой оболочки желудка и кишечника, а также D-клетки островков Лангерганса. Его активность составляет только около 25% от активности гипоталамического соматостатина. Но только соматостатин, продуцируемый слизистой оболочкой тонкой кишки, оказывает угнетающее действие на секрецию ПЖ.

Выделение соматостатина происходит при участии автономной нервной системы в ответ на поступление жиров и аминокислот с пищей.

Соматостатин блокирует панкреатическую секрецию несколькими способами. Во-первых, он действует путём угнетения продукции стимулирующих пептидов (ХК). Во-вторых, посредством угнетающего воздействия на ЦНС и регулируя работу интрапанкреатических ганглиев, соматостатин ингибирует поступление ацетилхолина в пресинаптическую щель и, возможно, ингибирует выработку инсулина. Хотя рецепторы к соматостатину найдены также в ацинарных клетках, эти рецепторы скорее способствуют увеличению секреции, чем блокируют её.

Другие ингибиторы, представленные среди гормонов эндокринных клеток островков Лангерганса, включают панкреатический глюкагон и панкреастатин, а также нейропептиды: кальцнтонин-генерирующий пептид и энкефалины (табл. 1-3). Панкреатический глюкагон ингибирует секрецию ПЖ, стимулированную ХК, секретином или пищей; угнетает секрецию бикарбонатов, воды и ферментов. Панкреастатин ингибирует панкреатическую секрецию, тормозя высвобождение ацетилхолина эфферентными окончаниями блуждающего нерва. Кальцитонин-генерирующий пептид может проявлять свою активность через стимуляцию выделения соматостатина. Энкефалины и подобные им опиоиды снижают выделение секретина слизистой оболочкой ДПК и могут также ингибировать высвобождение ацетилхолина.

Поджелудочная железа — вторая по величине железа , ее масса 60-100 г, длина 15-22 см.

Эндокринная активность поджелудочной железы осуществляется островками Лангерганса, которые состоят из разного типа клеток. Примерно 60% островкового аппарата поджелудочной железы составляют β-клетки. Они продуцируют гормон инсулин , который влияет на все виды обмена веществ, но прежде всего снижает уровень глюкозы в .

Таблица. Гормоны поджелудочной железы

Инсулин (полипептид) — это первый белок, полученный синтетически вне организма в 1921 г. Бейлисом и Банти.

Инсулин резко повышает проницаемость мембраны мышечных и жировых клеток для глюкозы. Вследствие этого скорость перехода глюкозы внутрь этих клеток увеличивается примерно в 20 раз по сравнению с переходом глюкозы в клетки в отсутствие инсулина. В мышечных клетках инсулин способствует синтезу гликогена из глюкозы, а в жировых клетках — жира. Под влиянием инсулина возрастает проницаемость и для аминокислот, из которых в клетках синтезируются белки.

Рис. Основные гормоны, влияющие на уровень глюкозы крови

Второй гормон поджелудочной железы глюкагон — выделяется а-клетками островков (примерно 20%). Глюкагон по химической природе полипептид, а по физиологическому воздействию антагонист инсулина. Глюкагон усиливает распад гликогена в печени и повышает уровень глюкозы в плазме крови. Глюкагон способствует мобилизации жира из жировых депо. Подобно глюкагону действует ряд гормонов: СТГ, глюкокортиконды, адреналин, тироксин.

Таблица. Основные эффекты инсулина и глюкагона

Третий гормон поджелудочной железы - соматостатин выделяется 5-клетками (примерно 1-2%). Соматостатин подавляет освобождение глюкагона и всасывание глюкозы в кишечнике.

Гипер- и гипофункция поджелудочной железы

При гипофункции поджелудочной железы возникает сахарный диабет. Он характеризуется целым рядом симптомов, возникновение которых связано с увеличением сахара в крови - гипергликемией. Повышенное содержание глюкозы в крови, а следовательно, и в клубочковом фильтрате приводит к тому, что эпителий почечных канальцев не реабсорбирует глюкозу полностью, поэтому она выделяется с мочой (глюкозурия). Возникает потеря сахара с мочой — сахарное мочеиспускание.

Количество мочи увеличено (полиурия) от 3 до 12, а в редких случаях до 25 л. Это связано с тем, что нереабсорбированная глюкоза повышает осмотическое давление мочи, которое удерживает в ней воду. Вода недостаточно всасывается канальцами, и количество выделяемой почками мочи оказывается увеличенным. Обезвоживание организма вызывает у больных диабетом сильную жажду, что приводит к обильному приему воды (около 10 л). В связи с выведением глюкозы с мочой резко увеличивается расходование белков и жиров в качестве веществ, обеспечивающих энергетический обмен организма.

Ослабление окисления глюкозы приводит к нарушению обмена жиров. Образуются продукты неполного окисления жиров — кетоновые тела, что приводит к сдвигу крови в кислую сторону — ацидозу. Накопление кетоновых тел и ацидоз могут вызвать тяжелое, угрожающее смертью состояние - диабетическую кому , которая протекает с потерей сознания, нарушением дыхания и кровообращения.

Гиперфункция поджелудочной железы — очень редкое заболевание. Избыточное содержание инсулина в крови вызывает резкое снижение сахара в ней - гипогликемию , что может привести к потере сознания - гипогликемическая кома. Это объясняется тем, что ЦНС очень чувствительна к недостатку глюкозы. Введение глюкозы снимает все эти явления.

Регуляция функции поджелудочной железы. Выработка инсулина регулируется механизмом отрицательной обратной связи в зависимости от концентрации глюкозы в плазме крови. Повышенное содержание глюкозы в крови способствует увеличению выработки инсулина; в условиях гипогликемии образование инсулина, наоборот, тормозится. Продукция инсулина может возрастать при стимуляции блуждающего нерва.

Эндокринная функция поджелудочной железы

Поджелудочная железа (масса у взрослого человека 70- 80 г) имеет смешанную функцию. Ацинозная ткань железы вырабатывает пищеварительный сок, который выводится в просвет двенадцатиперстной кишки. Эндокринную функцию в поджелудочной железе выполняют скопления (от 0,5 до 2 млн) клеток эпителиального происхождения, получившие название островков Лангерганса (Пирогова — Лангерганса) и составляющие 1-2% от ее массы.

Паракринная регуляция клеток островков Лангерганса

В островках имеются несколько видов эндокринных клеток:

• а-клетки (около 20%), образующие глюкагон;
• β-клетки (65-80%), синтезирующие инсулин;
• δ-клетки (2-8%), синтезирующие соматостатин;
• РР-клетки (менее 1%), продуцирующие панкреатический полипептид.

У детей младшего возраста имеются G-клетки, вырабатывающие гастрины. Основными гормонами поджелудочной железы, регулирующими обменные процессы, являются инсулин и глюкагон.

Инсулин — полипептид, состоящий из 2 цепей (А-цепь состоит из 21 аминокислотного остатка и В-цепь — из 30 аминокислотных остатков), связанных между собой дисульфидными мостиками. Инсулин транспортируется кровью преимущественно в свободном состоянии и его содержание составляет 16-160 мкЕД/мл (0,25-2,5 нг/мл). За сутки (3-клетки взрослого здорового человека продуцируют 35-50 Ед инсулина (примерно 0,6-1,2 Ед/кг массы тела).

Таблица. Механизмы транспорта глюкозы в клетку

Секреция инсулина

Секреция инсулина подразделяется на базальную, имеющую выраженный , и стимулированную пищей.

Базальная секреция обеспечивает оптимальный уровень глюкозы в крови и анаболических процессов в организме во время сна и в интервалах между приемом пищи. Она составляет около 1 ЕД/ч и на нее приходится 30-50% суточной секреции инсулина. Базальная секреция существенно снижается при длительной физической нагрузке или голодании.

Секреция, стимулированная пищей, — это усиление базальной секреции инсулина, вызванное приемом пищи. Ее объем составляет 50-70% от суточной. Эта секреция обеспечивает поддержание уровня глюкозы в крови в условиях се дополнительного поступления из кишечника, дает возможность се эффективного поглощения и утилизации клетками. Выраженность секреции зависит от времени суток, имеет двухфазный характер. Количество секретируемого в кровь инсулина примерно соответствует количеству принятых углеводов и составляет на каждые 10-12 г углеводов 1-2,5 Ед инсулина (утром 2-2,5 Ед, в обед — 1-1,5 Ед, вечером — около 1 Ед). Одной из причин такой зависимости секреции инсулина от времени суток является высокий уровень в крови контринсулярных гормонов (прежде всего кортизола) утром и его снижение к вечеру.

Рис. Механизм секреции инсулина

Первая (острая) фаза стимулированной секреции инсулина длится недолго и связана с экзоцитозом β-клетками гормона, уже накопленного в период между приемами пищи. Она обусловлена стимулирующим влиянием на β-клетки не столько глюкозы, сколько гормонов желудочно-кишечного тракта — гастрина, энтероглюкагона, глицентина, глюкагонподобного пептида 1, секретируемых в кровь во время приема пищи и пищеварения. Вторая фаза секреции инсулина обусловлена стимулирующим секрецию инсулина действием на р-клетки уже самой глюкозой, уровень которой в крови повышается в результате ее всасывания. Это действие и повышенная секреция инсулина продолжаются до тех пор, пока уровень глюкозы не достигнет нормального для данного человека, т.е. 3,33- 5,55 ммоль/л в венозной крови и 4,44 — 6,67 ммоль/л в капиллярной крови.

Инсулин действует на клетки-мишени, стимулируя 1-TMS-мембранные рецепторы, обладающие тирозинкиназной активностью. Основными клетками-мишенями инсулина являются гепатоциты печени, миоциты скелетной мускулатуры, адипоциты жировой ткани. Один из его важнейших эффектов — снижение уровня глюкозы в крови, инсулин реализует через усиление поглощения глюкозы из крови клетками-мишенями. Это достигается за счет активации работы в них трансмебранных переносчиков глюкозы (GLUT4), встраиваемых в плазматическую мембрану клеток-мишеней, и повышения скорости переноса глюкозы из крови в клетки.

Метаболизируется инсулин на 80% в печени, остальная часть в почках и в незначительном количестве в мышечных и жировых клетках. Период его полувыведения из крови — около 4 мин.

Основные эффекты инсулина

Инсулин является анаболическим гормоном и оказывает ряд эффектов на клетки-мишени различных тканей. Уже упоминалось, что один из основных его эффектов — понижение в крови уровня глюкозы реализуется за счет усиления ее поглощения клетками-мишенями, ускорения в них процессов гликолиза и окисления углеводов. Понижению уровня глюкозы способствует стимулирование инсулином синтеза гликогена в печени и в мышцах, подавление глюконеогенеза и гликогенолиза в печени. Инсулин стимулирует поглощение клетками-мишенями аминокислот, уменьшает катаболизм и стимулирует синтез белка в клетках. Он стимулирует также превращение в жиры глюкозы, накопление в адипоцитах жировой ткани триацилглицеролов и подавляет в них липолиз. Таким образом, инсулин оказывает общее анаболическое действие, усиливая в клетках-мишенях синтез углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот.

Инсулин оказывает на клетки и ряд других эффектов, которые в зависимости от скорости проявления делят на три группы. Быстрые эффекты реализуются через секунды после связывания гормона с рецептором, например поглощение глюкозы, аминокислот, калия клетками. Медленные эффекты развертываются через минуты от начала действия гормона — ингибирование активности ферментов катаболизма белков, активация синтеза белков. Отсроченные эффекты инсулина начинаются через часы после его связывания с рецепторами — транскрипция ДНК, трансляция мРНК, ускорение роста и размножения клеток.

Рис. Механизм действия инсулина

Основным регулятором базальной секреции инсулина является глюкоза. Повышение ее содержания в крови до уровня выше 4,5 ммоль/л сопровождается увеличением секреции инсулина по следующему механизму.

Глюкоза → облегченная диффузия с участием белка-транспортера GLUT2 в β-клетку → гликолиз и накопление АТФ → закрытие чувствительных к АТФ калиевых каналов → задержка выхода, накопление ионов К+ в клетке и деполяризация ее мембраны → открытие потенциалзависимых кальциевых каналов и поступление ионов Са 2+ в клетку → накопление ионов Са2+ в цитоплазме → усиление экзоцитоза инсулина. Секрецию инсулина стимулируют тем же способом при повышении уровней в крови галактозы, маннозы, β-кетокислоты, аргинина, лейцина, аланина и лизина.

Рис. Регуляция секреции инсулина

Гиперкалиемия, производные сульфонилмочевины (лекарственные средства для лечения сахарного диабета типа 2), блокируя калиевые каналы плазматической мембраны β-клеток, повышают их секреторную активность. Повышают секрецию инсулина: гастрин, секретин, энтероглюкагон, глицентин, глюкагонподобный пептид 1, кортизол, гормон роста, АКТГ. Увеличение секреции инсулина ацетилхолином наблюдается при активации парасимпатического отдела АНС.

Торможение секреции инсулина наблюдается при гипогликемии, под действием соматостатина, глюкагона. Тормозным действием обладают катехоламины, высвобождаемые при повышении активности СНС.

Глюкагон - пептид (29 аминокислотных остатков), образуемый а-клетками островкового аппарата поджелудочной железы. Транспортируется кровью в свободном состоянии, где его содержание составляет 40-150 пг/мл. Оказывает свои эффекты на клетки-мишени, стимулируя 7-ТМS-рецепторы и повышая в них уровень цАМФ. Период полураспада гормона — 5-10 мин.

Контринсулярное действие глюкогона:

• Стимулирует β-клетки островков Лангерганса, увеличивая секрецию инсулина
• Активирует инсулиназу печени
• Оказывает антагонистические эффекты на метаболизм

Схема функциональной системы, поддерживающей оптимальный для метаболизма уровень глюкозы крови

Основные эффекты глюкагона в организме

Глюкагон является катаболическим гормоном и антагонистом инсулина. В противоположность инсулину он повышает содержание глюкозы в крови за счет усиления гликогенолиза, подавления гликолиза и стимуляции глюконеогенеза в гепатоцитах печени. Глюкагон активирует липолиз, вызывает усиленное поступление жирных кислот из цитоплазмы в митохондрии для их β-окисления и образования кетоновых тел. Глюкагон стимулирует катаболизм белков в тканях и увеличивает синтез мочевины.

Секреция глюкагона усиливается при гипогликемии, снижении уровня аминокислот, гастрином, холецистокинином, кортизолом, гормоном роста. Усиление секреции наблюдается при повышении активности и стимуляции катехоламинами β-АР. Это имеет место при физической нагрузке, голодании.

Секреция глюкагона угнетается при гипергликемии, избытке жирных кислот и кетоновых тел в крови, а также под действием инсулина, соматостатина и секретина.

Нарушения эндокринной функции поджелудочной железы могут проявляться в виде недостаточной или избыточной секреции гормонов и приводить к резким нарушениям гомеостаза глюкозы — развитию гипер- или гипогликемии.

Гипергликемия - это повышение содержания глюкозы в крови. Она может быть острой и хронической.

Острая гипергликемия чаще всего является физиологической, так как обусловлена обычно поступлением глюкозы в кровь после еды. Ее продолжительность обычно не превышает 1-2 ч вследствие того, что гипергликемия подавляет выделение глюкагона и стимулирует секрецию инсулина. При увеличении содержания глюкозы в крови выше 10 ммоль/л, она начинает выводиться с мочой. Глюкоза является осмотически активным веществом, и ее избыток сопровождается повышением осмотического давления крови, что может привести к обезвоживанию клеток, развитию осмотического диуреза и потере электролитов.

Хроническая гипергликемия, при которой повышенный уровень глюкозы в крови сохраняется часы, сутки, недели и более, может вызывать повреждение многих тканей (в особенности кровеносных сосудов) и поэтому рассматривается как предпатологическое и (или) патологическое состояние. Она является характерным признаком целой группы заболеваний обмена веществ и нарушения функций эндокринных желез.

Одним из наиболее распространенных и тяжелых среди них является сахарный диабет (СД), которым страдают 5-6% населения. В экономически развитых странах число больных СД каждые 10-15 лет удваивается. Если СД развивается вследствие нарушения секреции инсулина β-клетками, то его называют сахарным диабетом 1-го типа — СД-1. Заболевание может развиться также и при понижении эффективности действия инсулина на клетки-мишени у людей старшего возраста, и его называют сахарный диабет 2-го типа- СД-2. При этом снижается чувствительность клеток-мишеней к действию инсулина, которая может сочетаться с нарушением секреторной функции р-клеток (выпадение 1-й фазы пищевой секреции).

Общим признаком СД-1 и СД-2 являются гипергликемия (повышение уровня глюкозы в венозной крови натощак выше 5,55 ммоль/л). Когда уровень глюкозы в крови повышается до 10 ммоль/л и более, глюкоза появляется в моче. Она повышает осмотическое давление и объем конечной мочи и это сопровождается полиурией (увеличением частоты и объема выделяемой мочи до 4-6 л/сут). У больного развивается жажда и повышенное потребление жидкостей (полидипсия) вследствие повышения осмотического давления крови и мочи. Гипергликемия (особенно при СД-1) часто сопровождается накоплением продуктов неполного окисления жирных кислот — оксимасляной и ацетоуксусной кислот (кетоновых тел), что проявляется появлением характерного запаха выдыхаемого воздуха и (или) мочи, развитием ацидоза. В тяжелых случаях это может стать причиной нарушения функции ЦНС — развития диабетической комы, сопровождаемой потерей сознания и гибелью организма.

Избыточное содержание инсулина (например, при заместительной инсулинотерапии или стимуляции его секреции препаратами сульфанилмочевины) ведет к гипогликемии. Ее опасность состоит в том, что глюкоза служит основным энергетическим субстратом для клеток мозга и при понижении ее концентрации или отсутствии нарушается работа мозга из-за нарушения функции, повреждения и (или) гибели нейронов. Если пониженный уровень глюкозы сохраняется достаточно долго, то может наступить смерть. Поэтому гипогликемия при снижении содержания глюкозы в крови менее 2,2-2,8 ммоль/л) рассматривается как состояние, при котором врач любой специальности должен оказать больному первую медицинскую помощь.

Гипогликемию принято делить на реактивную, возникающую после еды и натощак. Причиной реактивной гипогликемии является повышенная секреция инсулина после приема пищи при наследственном нарушении толерантности к сахарам (фруктозе или галактозе) или изменении чувствительности к аминокислоте лейцин, а также у больных с инсулиномой (опухолью β-клеток). Причинами гипогликемии натощак могут быть — недостаточность процессов гликогенолиза и (или) глюконеогенеза в печени и почках (например, при дефиците контринсулярных гормонов: глюкагона, катехоламинов, кортизола), избыточная утилизация глюкозы тканями, передозировка инсулина и др.

Гипогликемия проявляется двумя группами признаков. Состояние гипогликемии является для организма стрессом, в ответ на развитие которого повышается активность симпатоадреналовой системы, в крови возрастает уровень катехоламинов, которые вызывают тахикардию, мидриаз, дрожь, холодный пот, тошноту, ощущение сильного голода. Физиологическая значимость активации гипогликемией симпатоадреналовой системы заключается во включении в действие нейроэндокринных механизмов катехоламинов для быстрой мобилизации глюкозы в кровь и нормализации ее уровня. Вторая группа признаков гипогликемии связана с нарушением функции ЦНС. Они проявляются у человека снижением внимания, развитием головной боли, чувства страха, дезориентацией, нарушением сознания, судорогами, преходящими параличами, комой. Их развитие обусловлено резким недостатком энергетических субстратов в нейронах, которые не могут получать в достаточном количестве АТФ при недостатке глюкозы. Нейроны не располагают механизмами депонирования глюкозы в виде гликогена, подобно гепатоцитам или миоцитам.

Врач (в том числе стоматолог) должен быть готов к таким ситуациям и уметь оказать первую медицинскую помощь больным СД в случае гипогликемии. Прежде чем приступить к лечению зубов, необходимо выяснить, какими заболеваниями страдает пациент. При наличии у него СД надо расспросить пациента об его диете, используемых дозах инсулина и обычной физической нагрузке. Следует помнить, что стресс, испытываемый во время лечебной процедуры, является дополнительным риском развития гипогликемии у больного. Таким образом, врач-стоматолог должен иметь наготове сахар в любом виде — пакетики сахара, конфеты, сладкий сок или чай. При появлении у больного признаков гипогликемии, нужно немедленно прекратить лечебную процедуру и если больной в сознании, то дать ему сахар в любой форме через рот. Если состояние пациента ухудшается, следует незамедлительно принять меры для оказания эффективной врачебной помощи.