Какие гормоны у поджелудочной железы

Гормоны поджелудочной железы и их функции в организме

Поджелудочная железа – важная составляющая пищеварительной системы человека. Она является главным поставщиком ферментов, без которых невозможно полноценное переваривание белков, жиров и углеводов. Но выделением панкреатического сока ее деятельность не ограничивается. Особые структуры железы – островки Лангерганса, которые выполняют эндокринную функцию, секретируя инсулин, глюкагон, соматостатин, панкреатический полипептид, гастрин и грелин. Гормоны поджелудочной железы участвуют во всех видах обмена, нарушение их выработки ведет к развитию серьезных заболеваний.

Эндокринная часть поджелудочной железы

Клетки поджелудочной железы, синтезирующие гормональноактивные вещества, называются инсулоцитами. Они расположены в железе скоплениями – островками Лангерганса. Общая масса островков составляет всего 2% от веса органа. По строению различают несколько типов инсулоцитов: альфа, бета, дельта, РР и эпсилон. Каждая разновидность клеток способна образовывать и секретировать определенный вид гормонов.

Какие гормоны вырабатывает поджелудочная железа

Перечень панкреатических гормонов обширный. Одни описаны очень подробно, а свойства других изучены еще недостаточно. К первым относится инсулин, считающийся самым изученным гормоном. К представителям биологически активных веществ, исследованных недостаточно, можно отнести панкреатический полипептид.

Особые клетки (бета-клетки) островков Лангерганса поджелудочной железы синтезируют гормон пептидной природы, получивший название инсулин. Спектр действия инсулина широк, но основное его назначение – понижение уровня глюкозы в плазме крови. Влияние на обмен углеводов реализуется благодаря способности инсулина:

  • облегчать поступление глюкозы в клетку путем повышения проницаемости мембран;
  • стимулировать усвоение глюкозы клетками;
  • активировать образование в печени и мышечной ткани гликогена, являющегося основной формой хранения глюкозы;
  • подавлять процесс гликогенолиза – расщепления гликогена до глюкозы;
  • тормозить глюконеогенез – синтезирование глюкозы из белков и жиров.

Но не только метаболизм углеводов является сферой приложения гормона. Инсулин способен влиять на белковый и жировой обмен через:

  • стимуляцию синтеза триглицеридов и жирных кислот;
  • облегчение поступления глюкозы в адипоциты (жировые клетки);
  • активизацию липогенеза – синтеза жиров из глюкозы;
  • торможение липолиза – расщепления жиров;
  • угнетение процессов распада белка;
  • повышение проницаемости клеточных мембран для аминокислот;
  • стимуляцию синтеза белка.

Инсулин обеспечивает ткани запасами потенциальных источников энергии. Его анаболический эффект приводит к увеличению депо белка и липидов в клетке и определяет роль в регуляции процессов роста и развития. Кроме того, инсулин влияет на водно-солевой обмен: облегчает поступление калия в печень и мышцы, способствует удержанию воды в организме.

Главным стимулом образования и секреции инсулина является рост уровня глюкозы в сыворотке крови. К увеличению синтеза инсулина также приводят гормоны:

  • холецистокинин;
  • глюкагон;
  • глюкозозависимый инсулинотропный полипептид;
  • эстрогены;
  • кортикотропин.

Поражение бета-клеток ведет к нехватке или отсутствию инсулина – развивается сахарный диабет 1-го типа. Кроме генетической предрасположенности, в возникновении этой формы заболевания играют роль вирусные инфекции, стрессовые воздействия, погрешности питания. Инсулинорезистентность (невосприимчивостью тканей к гормону) лежит в основе диабета 2-го типа.

Пептид, производимый альфа-клетками островков поджелудочной железы, называется глюкагоном. Его действие на человеческий организм противоположно действию инсулина и заключается в повышении уровня сахара в крови. Основная задача – поддержание стабильного уровня глюкозы в плазме между приемами пищи, выполняется за счет:

  • расщепления гликогена в печени до глюкозы;
  • синтеза глюкозы из белков и жиров;
  • угнетения процессов окисления глюкозы;
  • стимуляции расщепления жиров;
  • образования кетоновых тел из жирных кислот в клетках печени.

Глюкагон повышает сократительную способность сердечной мышцы, не влияя на ее возбудимость. Результатом является рост давления, силы и частоты сердечных сокращений. В стрессовых ситуациях и при физических нагрузках глюкагон облегчает скелетным мышцам доступ к энергетическим запасам и улучшает их кровоснабжение благодаря усилению работы сердца.

Глюкагон стимулирует высвобождение инсулина. При инсулиновой недостаточности содержание глюкагона всегда повышено.

Соматостатин

Пептидный гормон соматостатин, вырабатываемый дельта-клетками островков Лангерганса, существует в виде двух биологически активных форм. Он подавляет синтез многих гормонов, нейромедиаторов и пептидов.

Гормон, пептид, фермент, синтез которого снижается

Передняя доля гипофиза

Гастрин, секретин, пепсин, холецистокинин, серотонин

Инсулин, глюкагон, вазоактивный интестинальный пептид, панкреатический полипептид, бикарбонаты

Инсулиноподобный фактор роста 1

Соматостатин, кроме того, замедляет всасывание глюкозы в кишечнике, снижает секрецию соляной кислоты, моторику желудка и секрецию желчи. Синтез соматостатина возрастает при высоких концентрациях глюкозы, аминокислот и жирных кислот в крови.

Гастрин – пептидный гормон, кроме поджелудочной железы вырабатывается клетками слизистой оболочки желудка. По количеству аминокислот, входящих в его состав, различают несколько форм гастрина: гастрин-14, гастрин-17, гастрин-34. Поджелудочная железа секретирует в основном последний. Гастрин участвует в желудочной фазе пищеварения и создает условия для последующей кишечной фазы посредством:

  • увеличения секреции соляной кислоты;
  • стимуляции выработки протеолитического фермента – пепсина;
  • активизации выделения бикарбонатов и слизи внутренней оболочкой желудка;
  • усиления моторики желудка и кишечника;
  • стимуляции секреции кишечных, панкреатических гормонов и ферментов;
  • усиления кровоснабжения и активации восстановления слизистой оболочки желудка.

Стимулируют выработку гастрина, на который влияет растяжение желудка при приеме пищи, продукты переваривания белков, алкоголь, кофе, гастрин-высвобождающий пептид, выделяемый нервными отростками в стенке желудка. Уровень гастрина растет при синдроме Золлингера – Эллисона (опухоль островкового аппарата поджелудочной железы), стрессе, приеме нестероидных противовоспалительных препаратов.

Определяют уровень гастрина при дифференциальной диагностике язвенной болезни и болезни Аддисона – Бирмера. Это заболевание еще называют пернициозной анемией. При нем нарушение кроветворения и симптомы анемии вызваны не дефицитом железа, что встречается чаще, а нехваткой витамина В12 и фолиевой кислоты.

Грелин продуцируют эпсилон-клетки поджелудочной железы и специальные клетки слизистой оболочки желудка. Гормон вызывает чувство голода. Он взаимодействует с центрами головного мозга, стимулируя секрецию нейропептида Y, ответственного за возбуждение аппетита. Концентрация грелина перед приемом пищи растет, а после – снижается. Функции грелина разнообразны:

  • стимулирует секрецию соматотропина – гормона роста;
  • усиливает выделение слюны и готовит пищеварительную систему к приему пищи;
  • усиливает сократимость желудка;
  • регулирует секреторную активность поджелудочной железы;
  • повышает уровень глюкозы, липидов и холестерола в крови;
  • регулирует массу тела;
  • обостряет чувствительность к пищевым запахам.

Грелин координирует энергетические потребности организма и участвует в регуляции состояния психики: депрессивные и стрессовые ситуации повышают аппетит. Кроме того, он оказывает действие на память, способность к обучению, процессы сна и бодрствования. Уровень грелина увеличивается при голодании, похудении, низкой калорийности пищи и уменьшении содержания глюкозы в крови. При ожирении, сахарном диабете 2-го типа отмечается снижение концентрации грелина.

Панкреатический полипептид

Панкреатический полипептид является продуктом синтеза РР-клеток поджелудочной железы. Его относят к регуляторам пищевого режима. Действие панкреатического полипептида на процессы пищеварения следующее:

  • угнетает внешнесекреторную активность поджелудочной железы;
  • сокращает выработку панкреатических ферментов;
  • ослабляет перистальтику желчного пузыря;
  • тормозит глюконеогенез в печени;
  • усиливает пролиферацию слизистой оболочки тонкой кишки.

Секреции панкреатического полипептида способствует богатая белком пища, голодание, физические нагрузки, резкое падение уровня сахара крови. Снижают выделяемое количество полипептида соматостатин и глюкоза, введенная внутривенно.

Нормальное функционирование организма требует слаженной работы всех эндокринных органов. Врожденные и приобретенные заболевания поджелудочной железы ведут к нарушению секреции панкреатических гормонов. Понимание их роли в системе нейрогуморальной регуляции помогает успешно решать диагностические и лечебные задачи.

Предлагаем к просмотру видеоролик по теме статьи.

Какие гормоны вырабатывает поджелудочная железа

Поджелудочная железа – это незаменимый орган в человеческом организме, который является ответственным за выработку гормонов, обеспечивающих нормальное протекание пищеварительных и обменных процессов. Однако он часто подвергается воздействию негативных факторов. Его работа нарушается, что приводит к различным проблемам со здоровьем. Гормоны поджелудочной железы более не вырабатываются никакими органами, поэтому когда их продуктивность снижается, человеку прописывается пожизненная заместительная терапия, которая обеспечивает поддержание различных процессов в организме, необходимых для нормальной жизнедеятельности.

Строение и функции органа

Поджелудочная железа – это самая крупная железа из всех, что имеются в человеческом организме. Она имеет вытянутую форму и располагается за желудком, тесно прилегая к двенадцатиперстной кишке и селезенки. Ее длина у взрослого человека составляет 13-20 см, а вес приблизительно равен 60-80 г.

Железа состоит из 3 основных частей – головки, тела и хвоста, на которых располагаются многочисленные островки, выделяемые определенные пищеварительные вещества и гормоны. Кроме этого, в структурных тканях этого органа также присутствуют нервные окончания и ганглии, сосуды и выводные протоки, обеспечивающие отток пищеварительных ферментов и прочих вырабатываемых поджелудочной веществ в 12-перстную кишку.

Учитывая то, что островков поджелудочной железы много и все они выполняют свои функции, этот орган подразделяют на две основные части:

Эндокринная часть

В эндокринной части находится множество островков, которые условно подразделяют на панкреатические и островки Лангерганса. Их отличие заключается не только в клеточном строении, но в морфологических, а также физико-химических свойствах. В составе островков Лангерганса находятся эндокринные клетки, которые являются ответственными за выработку определенных гормонов, без которых регуляция обменных процессов в организме становится невозможной.


Островки Лангерганса поджелудочной железы

И если говорить о том, какие гормоны вырабатывает поджелудочная железа, а вернее, ее островки Лангерганса, то следует выделить следующие:

При этом все эндокринные клетки поджелудочной железы имеют свои отличия и названия:

  • Альфа-клетки. Они занимают практически 20% от общего числа клеток поджелудочной. Их основная функция – выработка глюкагона.
  • Бета-клетки. Они составляют основную часть железы и занимают 70% от общего числа клеток этого органа. Их функция заключается в синтезе инсулина, который является ответственным за расщепление и транспортировку глюкозы в ткани организма. Однако несмотря на свою численность, бета-клетки являются самыми уязвимыми. Под влиянием негативных факторов (возраста, неправильных пищевых привычек и т.д.) их функциональность нарушается и они повреждаются, что и является основной причиной возникновения различных проблем со здоровьем.
  • Дельта-клетки. Их количество очень маленькое. Занимают они всего 5-10% от общего числа клеток поджелудочной. Занимаются продуцированием соматостатина.
  • РР-клетки. Занимают малую часть поджелудочной железы (около 2-5%) и способствуют синтезу панкреатического полипептида.
Читать еще:  Диета при гастрите с повышенной

Роль гормонов в организме, вырабатывающихся эндокринной частью поджелудочной, занимает не последнее место. Рассказывая о функциях эндокринных клеток железы, нельзя не сказать еще об одном важном гормоне – с-пептиде, который регулирует обмен углеводов и является молекулой инсулина. Недостаток именно этого гормона часто становится причиной нарушения углеводного обмена и развития различных заболеваний, среди которых находится и сахарный диабет, имеющий большую распространенность среди людей в возрасте 30-45 лет.

Экзокринная часть

Экзокринная часть поджелудочной железы состоит из выводных протоков, через которые все пищеварительные ферменты, вырабатываемые этим органом, непосредственно попадают в 12-перстную кишку. При этом количество этих протоков просто огромное. Оно составляет практически 95% от общей массы железы.


Строение экзокринной части поджелудочной

Клетки, из которых состоит экзокринная часть поджелудочной, выполняют очень важную функцию. Именно они осуществляют синтез панкреатического сока, в составе которого находятся необходимые для переваривания пищи и нормального усвоения питательных веществ ферменты.

Функции гормонов поджелудочной

В человеческом организме вырабатываются разные гормоны поджелудочной железы и их функции, естественно, сильно отличаются. Каждый гормон является особенным, и недостаток хотя бы одного из них приводит к различным расстройствам.

Этот гормон относится к разряду полипептидных гормонов, имеющих сложное структурное строение. Инсулин состоит из 2 цепочек, которые соединяются между собой химическими мостиками.

Данный гормон поджелудочной железы выполняет очень важные функции. Его действие направлено на нормализацию уровня сахара в крови за счет расщепления глюкозы на более легкие соединения и распределяя их по клеткам и тканях организма, таким образом насыщая их энергией, необходимой для нормального функционирования.


Синтез инсулина поджелудочной железой

Более того, инсулин обеспечивает откладывание в мышцах и печени гликогена, который он также производит путем определенных реакций из глюкозы. Это вещество (гликоген) тоже является важным для человеческого организма, так как он обеспечивает насыщение его энергией в случае, если наблюдается нехватка глюкозы (например, при усиленных физических нагрузках).

Также именно благодаря инсулину, в печени не происходит откладывание гликогенолиза и гликонеогенеза, которые препятствуют нормальному функционированию этого органа. А еще инсулин оказывает влияние на процесс расщепления жира, не позволяя ему расщепляться без надобности, и препятствует образованию кетоновых тел в организме.

Еще один гормон, который синтезирует поджелудочная железа. Он также относится к разряду полипептидных гормонов, но имеет всего одну цепочку аминокислот. Функциональность глюкагона противоположна функциям инсулина. То есть его действие направлено на расщепление липидов в жировых тканях и увеличение концентрации глюкозы в крови, продуктивностью которой занимаются клетки печени. Однако несмотря на это, глюкагон также не позволяет уровню глюкозы в крови подниматься выше нормы, осуществляя собственную защиту.

Но не стоит забывать о том, что поджелудочная железа продуцирует и другие гормоны, которые также принимают участие в нормализации уровня сахара в крови. И к ним относятся кортизол, адреналин и соматотропин. Однако в отличие от этих гормонов, глюкагон также обеспечивает регуляцию холестерина в крови и способствует восстановлению поврежденных клеток печени. При этом глюкагон способствует выведению из организма солей, которые имеют свойство откладываться в суставах и почках, образуя своего рода отложения, приводящие к появлению отеков.


Молекулярное строение глюкагона

Глюкагон, несмотря на свое противоположное действие инсулину, играет очень важную роль в организме. При его дефиците функциональность поджелудочной нарушается и риски развития в ней злокачественных опухолей возрастают в несколько раз.

Соматостатин

Этот гормон тоже является полипептидным. Его основная функция заключается в регуляции продуктивности других гормонов поджелудочной железы. Так как если не будет происходить их торможение, в организме будет наблюдаться избыток гормонов, который также негативным образом сказывается на состоянии здоровья.

Более того, соматостатин способствует замедлению выработки пищеварительных ферментов и желчи, что также является очень важным, так как если они будут синтезироваться постоянно, это приведет к возникновению серьезных патологий со стороны ЖКТ, среди которых находится панкреатит, гастрит, язвенная болезнь и т.д.

Соматостатин уже давно научились производить искусственным путем, что позволяет использовать его для лечения различных заболеваний, при которых наблюдается переизбыток гормонов роста в организме (акромегалия), приводящих к увеличению различных участков тела и к аномальному его строению.

Нарушение секреции гормонов поджелудочной железы

Человеческий организм имеет сложное строение. И все процессы, которые в нем происходят, до сих пор еще не изучены до самого конца. Однако роль поджелудочной железы и ее гормонов выявлена была уже давно. Без них нормальное протекание пищеварительных и обменных процессов становится просто невозможным.

Когда же у человека наблюдается снижение выработки гормонов поджелудочной железы, у него начинают развиваться различные заболевания, которые характеризуются:

  • болями в подреберье,
  • нарушением стула,
  • ощущением тяжести в желудке,
  • повышенным газообразованием,
  • ухудшением сна и повышенной нервозностью,
  • тошнотой и рвотой,
  • сухостью во рту и т.д.


Клетки поджелудочной очень уязвимы, и при их повреждении нарушается работа всего организма

Если же появляется хоть один симптом, указывающий на нарушенную работу поджелудочной железы, обязательно проводится:

  • биохимия крови,
  • общий анализ крови и мочи,
  • гастроэндоскопия,
  • ультразвуковое исследование органов пищеварительного тракта,
  • КТ и т.д.

Если же по результатам обследования была установлена пониженная секреция гормонов поджелудочной железы, назначаются гормональные препараты, которые обеспечивают восполнение их дефицита и нормализацию пищеварительных, а также обменных процессов. Но кроме них, применяется и дополнительное лечение, действие которого направлено на устранение самой причины возникновения таких нарушений в организме. Среди них могут находиться и противовоспалительные средства, и спазмолитики, и блокаторы различных рецепторов, и т.д.

Следует понимать, что поджелудочная железа – это главный орган пищеварительной системы. Его работа сложна и уязвима, поэтому его следует беречь с самого детства, внимательно следя за своим питанием и избегая различных соблазнов в виде алкоголя или табакокурения. Ведь все это может легко вывести из рабочего строя поджелудочную, что негативным образом скажется на функциональности всего организма.

Гормоны поджелудочной железы

Все процессы жизнедеятельности организма регулируются гормонами. Производят их железы внутренней секреции. При этом самой крупной железой является поджелудочная. Она не только участвует в процессе пищеварения, но и выполняет эндокринные функции. Гормоны поджелудочной железы, вырабатываемые ее клетками, необходимы для нормального протекания углеводного обмена.

Общая характеристика

Основная работа поджелудочной железы – выработка панкреатических ферментов. Она регулирует с их помощью процессы пищеварения. Именно они помогают расщеплять белки, жиры и углеводы, поступившие с пищей. За их выработку отвечает более 97% клеток железы. И только около 2% ее объема занимают особые ткани, получившие название «островки Лангерганса». Они представляют собой небольшие группы клеток, которые вырабатывают гормоны. Расположены эти скопления равномерно по всей поджелудочной железе.

Клетки эндокринной части железы вырабатывают некоторые важные гормоны. Они имеют особое строение и физиологию. Эти участки железы, где расположены островки Лангерганса, не имеют выводных протоков. Только множество кровеносных сосудов, куда непосредственно попадают полученные гормоны, окружают их. При различных патологиях поджелудочной железы часто повреждаются эти скопления эндокринных клеток. Из-за этого количество продуцируемых гормонов может снизиться, что негативно отражается на общем состоянии организма.

Строение островков Лангерганса неоднородно. Ученые разделили все клетки, составляющее их, на 4 типа и выяснили, что каждый вырабатывает определенные гормоны:

  • примерно 70% объема островков Лангерганса занимают бета-клетки, которые синтезируют инсулин;
  • на втором месте по важности стоят альфа-клетки, которые составляют 20% этих тканей, они вырабатывают глюкагон;
  • дельта-клетки производят соматостатин, они составляют менее 10% площади островков Лангерганса;
  • меньше всего здесь располагается PP-клеток, которые отвечают за выработку панкреатического полипептида;
  • кроме того, в небольшом количестве эндокринная часть поджелудочной синтезирует другие гормоны: гастрин, тиролиберин, амилин, с-пептид.

Это основной гормон поджелудочной железы, оказывающий серьезное влияние на углеводный обмен в организме. Именно он отвечает за нормализацию уровня глюкозы и скорость усвоения ее разными клетками. Вряд ли обычный человек, далекий от медицины, знает, какие гормоны вырабатывает поджелудочная железа, но о роли инсулина известно каждому.

Этот гормон производится бета-клетками, которых довольно много в островках Лангерганса. Больше ни в каком месте организма он не производится. А при старении человека эти клетки постепенно гибнут, поэтому количество инсулина снижается. Этим можно объяснить то, что с возрастом растет число людей, заболевших сахарным диабетом.

Гормон инсулин – это белковое соединение – короткий полипептид. Он не вырабатывается постоянно одинаково. Стимулирует его производство увеличение количества сахара в крови. Ведь без инсулина глюкоза не может усвоиться клетками большинства органов. А основные его функции именно в том и состоят, чтобы ускорять передачу молекул глюкозы клеткам. Это довольно сложный процесс, направленный на то, чтобы глюкоза не присутствовала в крови, а поступала туда, где она действительно нужна – на обеспечение работы клеток.

Для этого инсулин выполняет огромную работу:

  • Способствует увеличению количества особых рецепторов на мембране клеток, которые чувствительны к глюкозе. Вследствие этого усиливается их проницаемость, и глюкоза легче проникает внутрь.
  • Активирует ферменты, которые участвуют в гликолизе. Это процесс окисления и расщепления глюкозы. Он происходит при высоком уровне ее в крови.
  • Подавляет другие гормоны, действие которых направлено на производство глюкозы в печени. Это позволяет избежать повышения ее количества в крови.
  • Обеспечивает транспортировку глюкозы к мышечным и жировым тканям, а также к клеткам разных органов.
Читать еще:  Можно удалить камни без удаления желчного пузыря

Но инсулин не только нормализует уровень сахара. От него зависит вся физиология организма. Ведь кроме того, что он обеспечивает органы энергией, он участвует в некоторых других важных процессах. Прежде всего, повышая проницаемость мембраны клетки, инсулин обеспечивает нормальное снабжение ее калием, магнием и солями фосфора. А самое главное, благодаря этому клетки получают больше белка, и при этом замедляется распад ДНК. Кроме того, инсулин регулирует обмен жиров. Он способствует образованию подкожного жирового слоя и препятствует проникновению в кровь продуктов распада жиров. А также стимулирует синтез РНК, ДНК и нуклеиновых кислот.

Это второй по значению гормон поджелудочной железы. Производят его альфа-клетки, которые занимают около 22 % объема островков Лангерганса. По строению он похож на инсулин – так же является коротким полипептидом. Но функции выполняет прямо противоположные ему. Он не снижает, а повышает уровень глюкозы в крови, стимулируя ее выход из мест хранения.

Поджелудочная железа выделяет глюкагон, когда количество глюкозы в крови уменьшается. Ведь она вместе с инсулином тормозит его производство. Кроме того, повышается синтез глюкагона при наличии в крови инфекции или повышении уровня кортизола, при усиленных физических нагрузках или увеличении количества белковой пищи.

Глюкагон выполняет в организме важные функции: он способствует распаду гликогена и выбросу глюкозы в кровь. Кроме того, он стимулирует расщепление жировых клеток и использование их в качестве источника энергии. А при уменьшении количества глюкозы в крови глюкагон продуцирует ее из других веществ.

Есть у этого гормона также другие важные функции:

  • улучшает кровообращение в области почек;
  • снижает уровень холестерина;
  • стимулирует способности печени к регенерации;
  • предотвращает развитие отеков, так как выводит из организма натрий.

Эти два вещества отвечают за поддержание нормального количества глюкозы, но по-разному. Поэтому их недостаток, так же как и избыток, может приводить к нарушению обменных процессов и к появлению различных патологий. В отличие от инсулина выработка глюкагона не ограничивается только поджелудочной железой. Этот гормон производится также в других местах, например, кишечнике. Всего 40% глюкагона синтезируется альфа-клетками.

Соматостатин

Это еще один важный гормон поджелудочной железы. Его функции можно понять из названия – он останавливает синтез других гормонов. Соматостатин вырабатывается не только клетками поджелудочной железы. Его источником является гипоталамус, некоторые нервные клетки, органы пищеварения.

Соматостатин необходим тогда, когда других гормонов производится очень много, что приводит к различным нарушениям в работе организма. Он притормаживает некоторые процессы, блокирует выработку некоторых гормонов или ферментов. Хотя влияние соматостатина распространяется только на органы пищеварения и на обменные процессы, его роль очень велика.

Этот гормон выполняет такие функции:

  • снижает выработку глюкагона;
  • замедляет переход переваренной пищи из желудка в кишечник;
  • уменьшает активность желудочного сока;
  • подавляет секрецию желчи;
  • замедляет выработку панкреатических ферментов и гастрина;
  • уменьшает всасывание глюкозы из пищи.

Кроме того, соматостатин является основным компонентом многих лекарств для лечения некоторых гормональных сбоев. Например, эффективен он для снижения чрезмерной продукции гормона роста.

Панкреатический полипептид

Есть еще менее важные гормоны поджелудочной железы, которых вырабатывается совсем немного. Одним из них является панкреатический полипептид. Он был обнаружен недавно, поэтому его функции еще до конца не изучены. Производится этот гормон только поджелудочной железой – ее PP-клетками, а также в протоках. Она секретирует его при употреблении большого количества белковой пищи или жиров, при повышенных физических нагрузках, голодании, а также при сильной гипогликемии.

При попадании этого гормона в кровь происходит блокировка выработки панкреатических ферментов, замедление выброса желчи, трипсина и билирубина, а также расслабление мышц желчного пузыря. Получается, что панкреатический полипептид экономит ферменты и предотвращает потери желчи. Кроме того он регулирует количество гликогена в печени. Замечено, что при ожирении и некоторых других обменных патологиях наблюдается недостаток этого гормона. А повышение его уровня может быть признаком сахарного диабета или гормонозависимых опухолей.

Дисфункции гормонов

Воспалительные процессы и другие заболевания поджелудочной железы могут повредить клетки, в которых вырабатываются гормоны. Это приводит к появлению различных патологий, связанных с нарушением обменных процессов. Чаще всего при гипофункции эндокринных клеток наблюдается недостаток инсулина и развивается сахарный диабет. Из-за этого повышается количество глюкозы в крови, и она не может усвоиться клетками.

Для диагностики эндокринных патологий поджелудочной железы применяется анализ крови и мочи на содержание глюкозы. Очень важно обратиться к врачу для проведения обследования при малейшем подозрении на дисфункцию этого органа, так как на начальных этапах любые патологии лечить легче. Простое определение количества глюкозы в крови не всегда указывает на развитие сахарного диабета. При подозрении на это заболевание делают анализ на биохимию, тесты толерантности к глюкозе и другие. А вот наличие глюкозы в моче является признаком тяжелого течения сахарного диабета.

Недостаток других гормонов поджелудочной железы наблюдается реже. Чаще всего такое случается при наличии гормонозависимых опухолей или гибели большого количества эндокринных клеток.

Поджелудочная железа выполняет в организме очень важные функции. Она не только обеспечивает нормальное пищеварение. Гормоны, которые производятся ее клетками, необходимы для нормализации количества глюкозы и обеспечения углеводного обмена.

Гормоны поджелудочной железы

Гормонами называются вещества, синтезируемые крупными эндокринными железами и особыми железистыми клетками во внутренних органах. Их роль для организма заключается в контроле и регулировании метаболических биохимических процессов.

Гормоны поджелудочной железы вырабатываются в органе пищеварительной системы, связаны с перевариванием пищи и усвоением ее полезных составляющих. Через общую систему гипоталамо-гипофизарного управления подчиняются влиянию необходимости изменений обмена веществ. Чтобы понять особенности деятельности поджелудочной железы, необходим небольшой урок анатомии и физиологии.

Строение и функции

Поджелудочная железа является самой крупной среди эндокринных. Расположена забрюшинно. В строении различают: округлую головку, более широкое тело и удлиненный хвост. Головка — наиболее широкая часть, окружена тканями двенадцатиперстной кишки. Ширина доходит в норме до пяти см, толщина составляет 1,5–3 см.

Тело — имеет переднюю, заднюю и нижнюю грани. Спереди прилегает к задней поверхности желудка. Нижним краем доходит до второго поясничного позвонка. Длина составляет 1,75–2,5 см. Хвостовая часть — направлена кзади и влево. Контактирует с селезенкой, надпочечником и левой почкой. Общая длина железы составляет 16–23 см, а толщина уменьшается от трех см в зоне головки до 1,5 см в хвосте.

Вдоль железы идет центральный (Вирсунгиев) проток. По нему пищеварительный секрет непосредственно попадает в двенадцатиперстную кишку. Структура паренхимы складывается из двух основных частей: экзокринной и эндокринной. Они отличаются по функциональному значению и строению.

Экзокринная — занимает до 96% массы, состоит из альвеол и сложной системы выводных протоков, которые «отвечают» за выработку и выделение в пищеварительный сок ферментов для обеспечения переваривания пищи в кишечнике. Их недостаток тяжело отражается на процессах усвоения белков, жиров и углеводов. Эндокринная часть — образована скоплением клеток в особые островки Лангерганса. Именно здесь происходит секреция важных для организма гормональных веществ.

Какие гормоны вырабатывает поджелудочная железа?

Возможности науки с каждым годом расширяют сведения о роли гормонов поджелудочной железы, позволяют выявлять новые формы, их влияние и взаимодействие. Поджелудочная железа выделяет гормоны, участвующие в обмене веществ в организме:

  • инсулин;
  • глюкагон;
  • соматостатин;
  • панкреатический полипептид;
  • гастрин.

До некоторого времени к гормонам поджелудочной железы относилось вещество С-пептид. Затем было доказано, что оно представляет собой частичку молекулы инсулина, оторванную при синтезе. Определение этого вещества сохраняет свою важность при анализе обнаружения количества инсулина в крови, поскольку его объем пропорционален основному гормону. Это используется в клинической диагностике.

В эндокринной части железы клетки делят на четыре главных типа:

  • альфа-клетки — составляют до 20% общей массы, в них синтезируется глюкагон;
  • бета-клетки — основная разновидность, на них приходится 65–80%, продуцируют необходимый инсулин, для этих клеток свойственно постепенное разрушение с возрастом человека, их количество к старости уменьшается;
  • дельта-клетки — занимают примерно 1/10 часть от общего числа, они вырабатывают соматостатин;
  • РР-клетки — обнаруживаются в небольшом количестве, отличаются способностью к синтезу панкреатического полипептида;
  • G-клетки — вырабатывают гастрин (совместно со слизистой оболочкой желудка).

Характеристика гормонов поджелудочной железы

Мы рассмотрим основные функции гормонов по их строению, действию на органы и ткани организма человека.

Представляет по строению полипептид. Структура состоит из двух цепочек аминокислот, соединенных «мостиками». Природа образовала наиболее похожий по строению с человеческим инсулин у свиней и кроликов. Эти животные оказались наиболее пригодными для получения препаратов из гормонов поджелудочной железы. Гормон вырабатывается бета-клетками из проинсулина с помощью отделения с-пептида. Выявлена структура, где происходит этот процесс — аппарат Гольджи.

Главная задача инсулина — регулировать концентрацию глюкозы в крови с помощью ее проникновения в жировые и мышечные ткани организма. Инсулин способствует усиленному поглощению глюкозы (повышает проницаемость клеточных оболочек), накоплению ее в виде гликогена в мышцах и печени. Запасы используются организмом при резком росте потребности в энергии (повышении физической нагрузки, заболевании).

Однако инсулин препятствует этому процессу. Он также не дает расщепляться жирам и образовывать кетоновые тела. Стимулирует синтез жирных кислот из продуктов обмена углеводов. Снижает уровень холестерина, предупреждает атеросклероз. Важна роль гормона в белковом обмене: он активизирует расход нуклеотидов и аминокислот с целью синтеза ДНК, РНК, нуклеиновых кислот, задерживает распад белковых молекул.

Эти процессы важны для формирования иммунитета. Инсулин способствует проникновению в клетки аминокислот, магния, калия, фосфатов. Регуляция количества необходимого инсулина зависит от уровня глюкозы в крови. Если образуется гипергликемия, то выработка гормона увеличивается, и наоборот.

В продолговатом мозге существует зона, именуемая гипоталамусом. В ней находятся ядра, куда поступает информация об избытке глюкозы. Обратный сигнал идет по нервным волокнам к бета-клеткам поджелудочной железы, тогда образование инсулина усиливается.

Читать еще:  Диета при гастрите и панкреатите стол

При снижении уровня глюкозы в крови (гипогликемии) ядра гипоталамуса тормозят свою активность, соответственно снижается секреция инсулина. Таким образом, высшие нервные и эндокринные центры регулируют обмен углеводов. Со стороны вегетативной нервной системы на регуляцию выработки инсулина влияют блуждающий нерв (стимулирует), симпатический (блокирует).

Доказано, что глюкоза способна непосредственно действовать на бета-клетки островков Лангерганса и высвобождать инсулин. Большое значение имеет активность разрушающего инсулин фермента (инсулиназы). Она максимально сосредоточена в паренхиме печени и в мышечной ткани. При прохождении крови сквозь печень разрушается половина инсулина.

Гормон, как и инсулин является полипептидом, но в структуре молекулы присутствует только одна цепочка аминокислот. По своим функциям считается антагонистом инсулина. Образуется в альфа-клетках. Основное значение — расщепление липидов жировой ткани, увеличение концентрации глюкозы в крови.

Совместно с другим гормоном, который также выделяет поджелудочная железа, соматотропином и гормонами надпочечников (кортизолом и адреналином) он защищает организм от резкого падения энергетического материала (глюкозы). Кроме того, важна роль:

  • в усилении почечного кровотока;
  • нормализации уровня холестерина;
  • активации способности печеночной ткани к регенерации;
  • в выведении натрия из организма (снимает отеки).

Механизм действия связан во взаимодействии с рецепторами клеточной мембраны. В результате увеличивается активность и концентрация в крови фермента аденилатциклазы, что стимулирует процесс распада гликогена до глюкозы (гликогенолиз). Регуляция секреции осуществляется уровнем глюкозы в крови. При повышении тормозится выработка глюкагона, понижение активизирует продуцирование. Центральное воздействие оказывает передняя доля гипофиза.

Соматостатин

По биохимическому строению относится к полипептидам. Способен тормозить вплоть до полного прекращения синтез таких гормонов, как инсулин, тиреотропных, соматотропина, глюкагона. Именно этот гормон может подавлять секретирование пищеварительных ферментов и желчи.

Нарушение выработки способствует патологиям, связанным с пищеварительной системой. Тормозит секрецию глюкагона путем блокирования поступления в альфа-клетки ионов кальция. На действие влияет гормон роста соматотропин передней доли гипофиза через повышение активности альфа-клеток.

Гормоны поджелудочной железы

Поджелудочная железа относится к железам со смешанной секрецией. Внешнесекреторная функция ее заключается в синтезе ряда ключевых ферментов пищеварения, в частности амилазы, липазы, трипсина, химо-трипсина, карбоксипептидазы и др., поступающих в кишечник с соком поджелудочной железы. Внутрисекреторную функцию выполняют, как было установлено в 1902 г. Л.В. Соболевым, панкреатические островки (островки Лангерганса), состоящие из клеток разного типа и вырабатывающие гормоны, как правило, противоположного действия. Так, α- (или А-) клетки продуцируют глюкагон, β- (или В-) клетки синтезируют инсулин, δ-(или D-) клетки вырабатывают соматостатин и F-клетки – малоизученный панкреатический полипептид. Далее будут рассмотрены инсулин и глюкагон как гормоны, имеющие исключительно важное значение для жизнедеятельности организма.

Инсулин. Инсулин, получивший свое название от наименования панкреатических островков (лат. insula – островок), был первым белком, первичная структура которого была раскрыта в 1954 г. Ф. Сэнджером. В чистом виде инсулин был получен в 1922 г. после его обнаружения в экстрактах панкреатических островков Ф. Бантингом и Ч. Бестом. Молекула инсулина, содержащая 51 аминокислотный остаток, состоит из двух полипептидных цепей, соединенных между собой в двух точках дисульфидными мостиками. В настоящее время принято обозначать цепью А инсулина 21-членный пептид и цепью В – пептид, содержащий 30 остатков аминокислот. Во многих лабораториях осуществлен, кроме того, химический синтез инсулина. Наиболее близким по своей структуре к инсулину человека является инсулин свиньи, у которого в цепи В вместо треонина в положении 30 содержится аланин.

Существенных различий в аминокислотной последовательности в инсулине от разных животных нет. Инсулины различаются аминокислотным составом цепи А в положениях 8–10.

Согласно современным представлениям, биосинтез инсулина осуществляется в β-клетках панкреатических островков из своего предшественника проинсулина, впервые выделенного Д. Стайнером в 1966 г. В настоящее время не только выяснена первичная структура проинсулина, но и осуществлен его химический синтез. Проинсулин представлен одной полипептидной цепью, содержащей 84 аминокислотных остатка; он лишен биологической, т.е. гормональной, активности.

Синтезированный из проинсулина инсулин может существовать в нескольких формах, различающихся по биологическим, иммунологическим и физико-химическим свойствам. Различают две формы инсулина: 1) свободную, вступающую во взаимодействие с антителами, полученными к кристаллическому инсулину, и стимулирующую усвоение глюкозы мышечной и жировой тканями; 2) связанную, не реагирующую с антителами и активную только в отношении жировой ткани.

В физиологической регуляции синтеза инсулина доминирующую роль играет концентрация глюкозы в крови. Так, повышение содержания глюкозы в крови вызывает увеличение секреции инсулина в панкреатических островках, а снижение ее содержания, наоборот,– замедление секреции инсулина. Этот феномен контроля по типу обратной связи рассматривается как один из важнейших механизмов регуляции содержания глюкозы в крови. На секрецию инсулина оказывают влияние, кроме того, электролиты (особенно ионы кальция), аминокислоты, глюкагон и секретин. Приводятся доказательства роли циклазной системы в секреции инсулина. Предполагают, что глюкоза действует в качестве сигнала для активирования аденилат-циклазы, а образовавшийся в этой системе цАМФ – в качестве сигнала для секреции инсулина.

При недостаточной секреции (точнее, недостаточном синтезе) инсулина развивается специфическое заболевание – сахарный диабет. Помимо клинически выявляемых симптомов (полиурия, полидипсия и полифагия), сахарный диабет характеризуется рядом специфических нарушений процессов обмена. Так, у больных развиваются гипергликемия (увеличение уровня глюкозы в крови) и гликозурия (выделение глюкозы с мочой, в которой в норме она отсутствует). К расстройствам обмена относят также усиленный распад гликогена в печени и мышцах, замедление биосинтеза белков и жиров, снижение скорости окисления глюкозы в тканях, развитие отрицательного азотистого баланса, увеличение содержания холестерина и других липидов в крови. При диабете усиливаются мобилизация жиров из депо, синтез углеводов из аминокислот (глюконеогенез) и избыточный синтез кетоновых тел (кетонурия). После введения больным инсулина все перечисленные нарушения, как правило, исчезают, однако действие гормона ограничено во времени, поэтому необходимо вводить его постоянно. Клинические симптомы и метаболические нарушения при сахарном диабете могут быть объяснены не только отсутствием синтеза инсулина. Получены доказательства, что при второй форме сахарного диабета, так называемой инсулинрезистентной, имеют место и молекулярные дефекты: в частности, нарушение структуры инсулина или нарушение ферментативного превращения проинсулина в инсулин. В основе развития этой формы диабета часто лежит потеря рецепторами клеток-мишеней способности соединяться с молекулой инсулина, синтез которого нарушен, или синтез мутантного рецептора.

У экспериментальных животных введение инсулина вызывает гипогликемию (снижение уровня глюкозы в крови), увеличение запасов гликогена в мышцах, усиление анаболических процессов, повышение скорости утилизации глюкозы в тканях. Кроме того, инсулин оказывает опосредованное влияние на водный и минеральный обмен.

Механизм действия инсулина окончательно не расшифрован, несмотря на огромное количество фактических данных, свидетельствующих о существовании тесной и прямой зависимости между инсулином и процессами обмена веществ в организме. В соответствии с «унитарной» теорией все эффекты инсулина вызваны его влиянием на обмен глюкозы через фермент гексокиназу. Новые экспериментальные данные свидетельствуют, что усиление и стимуляция инсулином таких процессов, как транспорт ионов и аминокислот, трансляция и синтез белка, экспрессия генов и др., являются независимыми. Это послужило основанием для предположения о множественных механизмах действия инсулина.

Глюкагон.Глюкагон впервые был обнаружен в коммерческих препаратах инсулина еще в 1923 г., однако только в 1953 г. венгерский биохимик Ф. Штрауб получил этот гормон в гомогенном состоянии. Глюкагон синтезируется в основном в α-клетках панкреатических островков поджелудочной железы, а также в ряде клеток кишечника. Он представлен одной линейно расположенной полипептидной цепью, в состав которой входит 29 аминокислотных остатков в следующей последовательности:

Первичная структура глюкагонов человека и животных оказалась идентичной; исключение составляет только глюкагон индюка, у которого вместо аспарагина в положении 28 содержится серин. Особенностью структуры глюкагона является отсутствие дисульфидных связей и цистеина. Глюкагон образуется из своего предшественника проглюкагона, содержащего на С-конце полипептида дополнительный октапептид (8 остатков). Имеются данные, что у проглюкагона, так же как и у проинсулина, существует предшественник – препроглюкагон (мол. масса 9000), структура которого пока не расшифрована.

По биологическому действию глюкагон, как и адреналин, относятся к гипергликемическим факторам, вызывает увеличение концентрации глюкозы в крови главным образом за счет распада гликогена в печени. Органами-мишенями для глюкагона являются печень, миокард, жировая ткань, но не скелетные мышцы. Биосинтез и секреция глюкагона контролируются главным образом концентрацией глюкозы по принципу обратной связи. Таким же свойством обладают аминокислоты и свободные жирные кислоты. На секрецию глюкагона оказывают влияние также инсулин и инсулиноподобные факторы роста.

Общим итогом действия глюкагона являются ускорение распада гликогена и торможение его синтеза в печени, что приводит к увеличению концентрации глюкозы в крови.

Гипергликемический эффект глюкагона обусловлен, однако, не только распадом гликогена. Имеются бесспорные доказательства существования глюконеогенетического механизма гипергликемии, вызванной глюкагоном. Установлено, что глюкагон способствует образованию глюкозы из промежуточных продуктов обмена белков и жиров. Глюкагон стимулирует образование глюкозы из аминокислот путем индукции синтеза ферментов глюконеогенеза при участии цАМФ, в частности фосфоенолпируваткарбок-сикилазы – ключевого фермента этого процесса. Глюкагон в отличие от адреналина тормозит гликолитический распад глюкозы до молочной кислоты, способствуя тем самым гипергликемии. Существуют и различия в физиологическом действии: в отличие от адреналина глюкагон не повышает кровяного давления и не увеличивает частоту сердечных сокращений. Следует отметить, что, помимо панкреатического глюкагона, в последнее время доказано существование кишечного глюкагона, синтезирующегося по всему пищеварительному тракту и поступающего в кровь. Первичная структура кишечного глюкагона пока точно не расшифрована. Таким образом, панкреатические островки, синтезирующие два противоположного действия гормона – инсулин и глюкагон, выполняют ключевую роль в регуляции обмена веществ на молекулярном уровне.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector