Особенности метаболизма поджелудочной железы Внешнесекреторная функция поджелудочной железы

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 12Следующая ⇒

Секреция воды. У человека ПЖ за сутки выделяет около 1 л поджелудочного сока. Синтез жидкой части панкреатического сока, включение в него электролитов совершаются преимущественно в протоковых клетках. Образуемый секрецией ацинарных клеток и клеток протоков сок ПЖ является гипертоническим и обусловливает движение воды по системе протоков ПЖ вплоть до их впадения в кишку. Сок, вытекающий из большого дуоденального соска (Фатеров сосок) в кишку, является изоосмотическим с плазмой.

Секреция электролитов. Предполагалось, что транспорт электролитов имеет место в мелких, а не в крупных протоках ПЖ. С помощью уравнения Нернста была рассчитана концентрация Na⁺, K⁺, Cl¯, HCO₃¯ в плазме и соке ПЖ. Когда концентрация иона натрия в плазме изменяется, происходит аналогичный сдвиг концентрации иона в соке ПЖ. В основе секреции электролитов ПЖ находятся метаболически зависимые транспортные процессы (активный транспорт). Концентрация Ca²⁺ в соке ПЖ изменяется параллельно содержанию в нем ферментов (амилазы).

Механизмы секреции бикарбонатов. Бикарбонат, вероятно, образуется в особых клетках и клетках железистых протоков. В образовании бикарбонатов решающую роль играет фермент карбоангидраза. Это доказано путём введения веществ, ингибирующих его синтез. Концентрация HCO₃¯ в соке ПЖ в 4-5 раз превосходит концентрацию анионов в крови. Концентрация бикарбонатов находится в зависимости от скорости секреции: при низкой скорости секреции концентрация бикарбонатов и хлоридов является близкой к концентрации их в плазме (36).

Секреция пищеварительных ферментов. Установлено, что около 75% всей образующейся в железе энергии аденозинтрифосфата (АТФ) затрачивается на синтез ферментов и лишь 10% - для переноса ионов. При длительном недостатке белков в пище может развиться дегенерация ПЖ. Некоторые ферменты, например, амилаза и липаза в клетках ПЖ, находятся в активной форме, в то время как протеолитические ферменты образуются в неактивной форме. Повреждения или нарушения проходимости железистых протоков ведут в результате распада белков и жиров к нарушению структуры ткани железы (39).

В пищеварительных процессах в кишечнике ферменты сока ПЖ играют главную роль. Состав и значение их различны (табл. 2).

Секреторную деятельность ациноциты осуществляют циклически. Их секреторный цикл занимает в среднем 1,5-2 часа. Однако в зависимости от физиологических потребностей организма в пищеварительных ферментах этот цикл может сократиться или, наоборот, увеличиться (68).

Около 20% общей массы ПЖ приходится на ферменты. При массе 80-100 г она продуцирует в сутки 1,5-2 л преимущественно белкового секрета, основу которого составляют 12 известных ферментов. По выходу готового продукта на единицу массы ПЖ можно сравнить только с почками, так как она продуцирует 20 мл секрета на 1 г массы в сутки.

Таблица 2. Состав протеинов в соке поджелудочной железы.

Из всех ПЖ ферментов наибольшее значение, особенно при патологических состояниях, имеют протеолитические ферменты (рис. 1). Основное физиологическое и патологическое значение протеаз, помимо участия их в пищеварении, состоит в том, что, обладая кининогеназным действием, они при определенных условиях вызывают образование вазоактивных полипептидов кининов из тканевых и плазменных белков кининогенов. В физиологических условиях кининовая система осуществляет гуморальную регуляцию гемодинамики, свертывания крови и фибринолиза, секреторного процесса, функции почек и т.д. (11).

Рисунок 1. Ферменты поджелудочной железы.

В секреторном процессе ПЖ выделяют следующие стадии:

1. Поступление через эндотелий сосудов, базальную мембрану и базальную плазматическую мембрану ацинуса соединений, необходимых для синтеза протеина.

2. Рибосомальный синтез первичного белкового секрета в зернистом ЭПР.

3. "Созревание" белкового секрета в структурах комплекса Гольджи.

4. Накопление секрета в гранулах.

5. Объединение мембран зимогенных гранул с плазмолеммой и экструзия содержимого гранул, когда ферменты оказываются в просвете протоков.

В межпищеварительный период синтез и секреция ферментов ацинарными клетками ПЖ резко снижаются, но полностью функционировать клетки не прекращают и только находятся в фазе сниженной физиологической активности. После воздействия на организм холецистокинином-панкреозимином в ацинарных клетках ПЖ наблюдаются различные структурные изменения. Увеличивается количество секреторных гранул, которые могут даже отодвинуть ядро и комплекс Гольджи к базальной мембране.

Скорость синтеза и цикл обмена секреторных протеинов превышают скорость синтеза и цикл обмена структурных белков. Среднее время полураспада структурных белков составляет 3,5-5 сут, в то время как секреторных белков - от 10 до 12 ч.

Для максимального синтеза амилазы необходима доставка всего десяти АК и особенно - триптофана. Даже введение только одного триптофана оказывается достаточным для возбуждения секреции.

Основной способ выведения секрета из ацинарной клетки - мерокриновый, но не исключаются и другие способы выведения образовавшихся ферментов. Экзоцитоз происходит с большой скоростью.

Важной особенностью секреции в ПЖ является то, что ферменты синтезируются в неактивной форме в виде проферментов или зимогенов. Среди множества различных проферментов ключевую роль играет трипсиноген. Попадая в кишечник, он под действием энтеропептидазы превращается в трипсин. Энтеропептидаза - протеиназа, локализованная на поверхности клеток слизистой двенадцатиперстной кишки. Она отщепляет от трипсина короткий пептид, вследствие чего функциональные группы в трипсине перестраиваются и образуют активный центр. Образующиеся молекулы трипсина могут активировать следующие молекулы трипсиногена, аутокаталитически отщепляя пептид, а также активировать другие зимогены ПЖ. Активированные таким образом ферменты ПЖ способствуют интенсивному перевариванию пищевых белков (71) (рис. 2).

Рисунок 2. Активация пищеварительных ферментов поджелудочной железы.

Полагают, что в ПЖ существует гомогенная популяция ацинарных клеток, каждая из которых, по-видимому, содержит гомогенную популяцию зимогенных гранул. И если опорожнение клеток от секрета происходит только путем экзоцитоза, то в составе сока ПЖ энзимы должны всегда выделяться в смеси в общей пропорции. Однако если при введении холецистокинина выделяются все энзимы, то после мнимого кормления у человека трипсина и химотрипсина выделялось меньше, чем липазы, а амилазы не было вовсе (36).

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману