6.5. Підшлункова залоза ТА ЇЇ ГОРМОНИ
Підшлункова залоза складається з екзокринної і ендокринної частин, які розвиваються з одного джерела - ентодерми первинної кишки. У екзокринної частини, що становить у людини 98% всієї маси залози, виробляється травний сік, який надходить в дванадцятипалу кишку (див. Розд. 11.2.3) і містить ферменти, необхідні для розщеплення білків, жирів і вуглеводів. У ендокринної частини - панкреатичних острівцях (Лангерганса) - синтезуються гормони, що регулюють метаболічні процеси, особливо вуглеводний обмін.
В процесі еволюції ендокринна частина виникла раніше екзокринної, так що спочатку підшлункова залоза не мала компактного будови. У ланцетника в епітелії слизової оболонки кишки є клітини, гомологічні екзокринної і ендокринної частин підшлункової залози. Ці клітини роз'єднані. У круглоротих (міноги) утворюються острівці залозистої тканини, що відділяються від епітелію кишечника. У костистих риб ендокринна тканину представлена острівцями (тільця Брокмана), відокремленими від екзокринної тканини підшлункової залози. У інших хребетних тварин ендокринна тканину у вигляді дрібних включень розташована серед екзокринної тканини підшлункової залози і становить лише 1-3% від її маси.
Гормони, що виробляються ендокринної частиною. У панкреатичних острівцях більшості хребетних виявляють два основних типи залізистих клітин, що виробляють різні гормони: інсулін і глюкагон. Клітини, які синтезують інсулін, називають ( # 946; - (або В-) клітинами; клітини, що виробляють глюкагон, - # 945; - (або А-) клітинами. Крім них визначено третій тип клітин - # 948;-клітини, в яких синтезується соматостатин (рис. 6.28).
Р-клітини, які синтезують інсулін, виявлені у всіх хребетних. У нижчих хребетних (круглороті, хрящові риби) # 945; -клітини і глюкагон не встановлені. У всіх інших хребетних в панкреатичних острівцях синтезуються інсулін і глюкагон, основна функція яких полягає в регуляції метаболічних процесів; від цих гормонів в значній мірі залежить рівень глюкози в крові, необхідний для нормальної життєдіяльності організму.
Інсулін являє собою поліпептид з молекулярною масою близько 6 кДа. Він складається з двох ланцюгів, з'єднаних двома дисульфідними містками. Інсулін утворюється з попередника - проінсуліну - під впливом протеаз. Активність проінсуліну невелика (5% активності інсуліну). Перетворення проінсуліну в інсулін відбувається в # 946; -клітинах. Інсулін був першим поліпептидним гормоном, синтезованим штучно.
В даний час інсулін (або інсуліноподібний гормон) виявлений у багатьох безхребетних тварин, що свідчить, по-видимому, не тільки про його старовини, а й важливу роль в регуляції метаболічних процесів.
Глюкагон - поліпептид, побудований з одного ланцюга з молекулярною масою близько 3,5 кДа. Крім # 945; клітин панкреатичних острівців глюкагон виробляється також в слизовій оболонці кишечника (ентероглюкагон). Функція ентероглюкагона дещо відрізняється від ролі панкреатичного глюкагону.
Інсулін є анаболічним гормоном з широким спектром дії. Його роль полягає в підвищенні синтезу вуглеводів, жирів і білків. Він стимулює метаболізм глюкози. Під впливом інсуліну збільшується проникність для глюкози клітин міокарда, скелетних м'язів, що підсилює потік глюкози всередину клітин і її обмін. Він необхідний для проходу амінокислот крізь гематоенцефалічний бар'єр (див. Розд. 3.27). Інсулін стимулює синтез глікогену в печінці, знижує глюконеогенез (утворення глюкози з амінокислот), впливає на обмін ліпідів, посилюючи здатність жирової тканини і печінки до накопичення їх резервів у формі тригліцеридів (рис. 6.29). Інсулін активно взаємодіє з іншими гормонами, як, наприклад, гормоном росту.
Дія глюкагону на метаболічні процеси здійснюється в печінці і реалізується через аденілатциклазу і цАМФ. Останній, в свою чергу, активізує ферменти, що контролюють швидкість глікогенолізу, глюконеогенезу і ліполізу. Основний ефект гормону полягає в посиленні глікогенолізу в печінці, в чому глюкагон Синергіст адреналіну. По впливу на рівень глюкози в плазмі крові глюкагон є антагоністом інсуліну.
Концентрація гормонів підшлункової залози в плазмі крові залежить від надходження глюкози з їжею, швидкості її окислення і від рівня інших гормонів, що беруть участь в регуляції вмісту глюкози. При підвищенні вмісту глюкози в крові посилюється секреція інсуліну, при її зниженні
Мал. 6.30 Регулювання рівня гормону в крові за механізмом зворотного зв'язку
Регуляція секреції гормонів здійснюється симпатичної і парасимпатичної нервової системою. Крім того, рівень глюкози, очевидно, змінюється і в самій підшлунковій залозі, що використовується для регуляції секреторної активності клітин. Регуляція секреції інсуліну відбувається і під впливом ряду регуляторних пептидів, що виробляються в шлунково-кишковому тракті. Присутність в ньому глюкози викликає викид ентероглюкагона. Цей гормон надходить з кров'ю до клітин підшлункової залози і стимулює секрецію інсуліну. Інсулотропним дію мають АКТГ, вазопресин і гормон росту.
Регуляція секреції глюкагону здійснюється за допомогою рецепторів глюкози в передньому гіпоталамусі, які виявляють зниження глюкози в крові. Можливо, в цей ланцюг взаємодій включається гормон росту гіпофіза. Соматостатін, що виробляється # 948; -клітинами, здійснює інгібуючу вплив на виділення глюкагону. Ентероглюкагон також може пригнічувати секрецію панкреатичного глюкагону. Симпатична стимуляція підсилює секрецію глюкагону. Таким чином, система регуляції секреції інсуліну і глюкагону і пов'язаного з функцією цих гормонів рівня глюкози в крові дуже складна.
У нормі концентрація глюкози в крові людини відносно постійна і становить близько 80-120 мг% (44,4-66,6 ммоль / л).
Патофізіологія. При гіпоглікемії, т. Е. Різкому зниженні рівня глюкози, спостерігаються тахікардія, голод, збудження. В результаті гіпоглікемічної коми може наступити смерть. Запобігання цих явищ можливо при вливаннях глюкози і введення глюкагону. При рівні глюкози вище 180 мг% (99,9 ммоль / л) вона виводиться з сечею, що відбувається при ослабленій функції інсуліну і є одним із проявів цукрового діабету. Це захворювання виникає в результаті недостатньої вироблення інсуліну # 946; -клітинами підшлункової залози. Ті ж явища можуть спостерігатися в результаті порушення реакції (зниження числа рецепторів до інсуліну, зниження їх афінності (від лат. Affinis - родинний, споріднений) периферичних тканин на інсулін. За відсутності гормону глюкоза повільно проникає в клітини м'язів і печінки, т. К. не працюють високоефективні інсулінозалежні транспортери глюкози, запаси глікогену при цьому швидко виснажуються.