Бикарбонат и поджелудочная железа
Предотвращение самопереваривания поджелудочной железы. Секреция ионов бикарбоната
а) Секреция ингибитора трипсина предотвращает самопереваривание поджелудочной железы. Необходимо подчеркнуть, что протеолитические ферменты поджелудочного сока не активируются до тех пор, пока не будут выделены в кишечник, поскольку трипсин и другие ферменты могли бы переварить саму поджелудочную железу. К счастью, клетки, которые секретируют протеолитические ферменты в ацинусах поджелудочной железы, выделяют одновременно вещество, названное ингибитором трипсина. Эта субстанция образуется в цитоплазме железистых клеток и предотвращает активацию трипсина как внутри секреторных клеток, так и в ацинусах и протоках поджелудочной железы. Вследствие того, что трипсин активирует другие панкреатические протеолитические ферменты, ингибитор трипсина в той же степени предотвращает их активацию.
При повреждении поджелудочной железы или блокировании протока в поврежденных участках поджелудочной железы может собираться большое количество панкреатического секрета. В таких условиях часто подавляется действие ингибитора трипсина, и происходит стремительная активация панкреатического секрета, который может буквально полностью переварить поджелудочную железу в течение нескольких часов. Такое состояние называют острым панкреатитом. Это состояние может быть смертельным, т.к. сопровождается циркуляторным шоком. Даже если оно не привело к смерти, то в дальнейшем обычно возможна хроническая недостаточность поджелудочной железы.
б) Секреция ионов бикарбоната. Хотя ферменты поджелудочного сока полностью выделяются ацинусами поджелудочной железы, два других важных компонента панкреатического сока — ионы бикарбоната и вода — выделяются главным образом эпителиальными клетками канальцев и протоков, которые выходят из ацинусов. Когда поджелудочная железа начинает выделять большие количества панкреатического сока, концентрация иона бикарбоната может повышаться вплоть до 145 мэкв/л. Это приблизительно в 5 раз больше, чем количество ионов бикарбоната в плазме, что создает большое количество щелочи в панкреатическом соке и обеспечивает нейтрализацию соляной кислоты, поступающей из желудка в двенадцатиперстную кишку.
Основные моменты клеточных механизмов секреции раствора бикарбоната натрия в канальцы и протоки поджелудочной железы показаны на рисунке ниже.
Секреция изотонического раствора бикарбоната натрия малыми протоками и протоками поджелудочной железы
Они заключаются в следующем.
1. Углекислый газ диффундирует внутрь клетки из крови и под влиянием карбоангидразы соединяется с водой, образуя угольную кислоту (Н2СО3). Угольная кислота, в свою очередь, диссоциирует на ионы бикарбоната (НСО3~) и ионы водорода (Н+). Затем ионы бикарбоната в комплексе с ионами натрия (Na+) активно транспортируются через клеточную мембрану в просвет протока.
2. Ионы водорода, образованные путем диссоциации угольной кислоты внутри клетки, обмениваются на ионы натрия через базалъную часть мембраны клетки путем вторичного активного транспорта. Поступившие ионы натрия транспортируются через клеточную мембрану в просвет панкреатического протока, обеспечивая электрическую нейтральность секретируемым бикарбонатам.
3. Суммарное движение натрия и бикарбонатов из крови в просвет протока создает осмотический градиент давления, который обусловливает также осмотический перенос воды в проток, создавая таким образом почти изоосмолярный раствор бикарбоната натрия.
– Также рекомендуем “Регуляция секреции поджелудочной железы. Этапы панкреатической секреции”
– Вернуться в оглавление раздела “Физиология человека.”
Оглавление темы “Желудочная и поджелудочная секреция”:
1. Регуляция функции желез пищеварительного тракта. Нервная регуляция секреции желез
2. Секреция воды и электролитов в ЖКТ. Физиология слизи желудочно-кишечного тракта
3. Физиология слюны. Секреция слюны
4. Гигиенические свойства слюны. Нервная регуляция слюноотделения
5. Секреция в пищеводе. Физиология желудочной секреции
6. Физиология секреции пепсиногена. Секреция желудочной слизи и гастрина
7. Стимуляция секреции кислоты в желудке. Стимуляция секреции гастрина
8. Физиология и фазы желудочной секреции. Торможение и регуляция желудочной секреции
9. Строение гастрина. Физиология секреции поджелудочной железы
10. Предотвращение самопереваривания поджелудочной железы. Секреция ионов бикарбоната
Источник
Регуляция секреции поджелудочной железы. Этапы панкреатической секреции
Появление панкреатической секреции обусловлено тремя важными основными стимулами.
1. Ацетилхолином, выделяемым из окончаний парасимпатического блуждающего нерва и из других холинэргических нервов энтеральной нервной системы.
2. Холецистокинином, выделяемым слизистой двенадцатиперстной кишки и верхнего отдела тощей кишки при попадании пищи в тонкую кишку.
3. Секретином, также выделяемым слизистой двенадцатиперстной кишки и тонкой кишки, когда пища с высокой кислотностью поступает в тонкую кишку.
Первые два стимула (ацетилхолин и холецистокинин) стимулируют ацинарные клетки поджелудочной железы, вызывая продукцию большого количества панкреатических пищеварительных ферментов и, соответственно, небольших количеств воды и электролитов, сопутствующих ферментам. Без воды большинство ферментов временно сохраняются в ацинусах и протоках до тех пор, пока не образуется более жидкий секрет, который может поступить в двенадцатиперстную кишку. Секретин в противоположность первым двум основным стимулам вызывает секрецию эпителием протоков поджелудочной железы большого количества водного раствора бикарбоната натрия.
Усиливающие эффекты различных стимулов. Когда различные стимулы панкреатической секреции возникают одновременно, общая секреция гораздо больше, чем сумма секретов, вызванных каждым из них по отдельности, поэтому говорят, что разные стимулы усиливают друг друга. Таким образом, панкреатическая секреция является обычно результатом действия не одного, а комбинированных влияний перемноженных основных стимулов.
Фазы панкреатической секреции
Панкреатическая секреция аналогично желудочной секреции проходит три фазы: мозговую, желудочную и кишечную.
а) Мозговая и желудочная фазы. Во время мозговой фазы панкреатической секреции одни и те же нервные сигналы из мозга, вызывающие секрецию в желудке, также вызывают высвобождение ацетилхолина окончаниями блуждающего нерва и в поджелудочной железе. Это становится причиной выделения небольшого количества ферментов ацинусами поджелудочной железы, составляя приблизительно 20% общей секреции панкреатических ферментов после приема пищи. Но из-за того, что вместе с ферментами через протоки поджелудочной железы выделяются лишь небольшие количества воды и электролитов, в кишечник попадает небольшое количество секрета.
В течение желудочной фазы продолжается нервная стимуляция ферментной секреции, составляя еще другие 5-10% панкреатических ферментов, выделяемых после приема пищи. Но опять только малые количества достигают двенадцатиперстной кишки из-за продолжающегося недостатка значимой секреции жидкости.
Кишечная фаза. После того, как химус покидает желудок и поступает в тонкий кишечник, панкреатическая секреция становится обильной, главным образом в ответ на гормон секретин.
б) Секретин стимулирует секрецию значительного количества ионов бикарбоната. Нейтрализация кислого химуса из желудка. Секретин представляет собой полипептид, содержащий 27 аминокислот (молекулярная масса около 3400). Он присутствует в слизистой двенадцатиперстной кишки и тощей кишки в неактивной форме просекретина в так называемых S-клетках. Когда кислый химус с рН менее 4,5-5,0 поступает в двенадцатиперстную кишку из желудка, это вызывает выделение дуоденальный слизи и активацию секретина, который затем абсорбируется в кровь. Единственной действительно важной составляющей химуса является соляная кислота желудка, которая вызывает выброс секретина.
Секретин, в свою очередь, вызывает секрецию поджелудочной железой большого количества жидкости, содержащей высокую концентрацию иона бикарбоната (вплоть до 145 мэкв/л), но низкую концентрацию ионов хлора. Механизм образования секретина является особенно важным по двум причинам:
(1) секретин начинает высвобождаться из слизистой тонкого кишечника, когда рН дуоденального содержимого падает ниже 4,5-5,0;
(2) выброс секретина резко увеличивается, когда рН падает до 3,0. Это немедленно вызывает обильную секрецию панкреатического сока, содержащего существенное количество бикарбоната натрия.
Конечным итогом является следующая реакция в двенадцатиперстной кишке:
НСl + NaHCO3- => NaCl + H2CO3
Затем угольная кислота немедленно диссоциирует на двуокись углерода и воду. Углекислый газ абсорбируется в кровь и выводится через легкие, оставляя нейтральный раствор хлорида натрия в двенадцатиперстной кишке. Таким способом немедленно нейтрализуется кислое содержимое, опорожняющееся в двенадцатиперстную кишку из желудка. Слизистая тонкой кишки не может противостоять переваривающему действию кислого желудочного сока, и это является существенным защитным механизмом, предотвращающим развитие дуоденальных язв.
Секреция иона бикарбоната поджелудочной железой обеспечивает подходящий рН для работы панкреатических пищеварительных ферментов, действие которых оптимально в слабощелочной или нейтральной среде при рН от 7,0 до 8,0. К счастью, рН секреции натрия бикарбоната в среднем равняется 8,0.
в) Холецистокинин и его вклад в регуляцию секреции пищеварительных ферментов поджелудочной железы. Присутствие пищи в верхнем отделе тонкого кишечника вызывает также выделение из I-клеток, находящихся в слизистой двенадцатиперстной кишки и верхней части тощей кишки, второго гормона — холецистокинина. Это полипептид, содержащий 33 аминокислоты. Такое выделение холецистокинина происходит в результате присутствия протеоз, пептонов (продуктов частичного переваривания белков) и длинноцепочечных жирных кислот в химусе, поступающем из желудка.
Холецистокинин, как и секретин, с кровью доставляется к поджелудочной железе, но вместо стимуляции секреции бикарбоната натрия обусловливает преимущественное выделение ацинарными клетками пищеварительных ферментов, причем в больших количествах. Этот эффект подобен тому, который вызывает вагусная стимуляция, но только он более выраженный и составляет от 70 до 80% общей панкреатической секреции ферментов после приема пищи.
Бикарбонат натрия (NaHCO3-), вода и ферменты, секретируемые поджелудочной железой в ответ на присутствие в двенадцатиперстной кишке кислоты (HCl), жира (мыла) или раствора пептонов
Различия между эффектами панкреатической стимуляции секретином и холецистокинином показаны на рисунке выше, который демонстрирует:
(1) интенсивную секрецию бикарбоната натрия в ответ на кислоту в двенадцатиперстной кишке, стимулированную секретином;
(2) двоякий эффект в ответ на жир (мыла);
(3) сильную пищеварительную секрецию ферментов, вызванную холецистокинином (когда пептоны поступают в двенадцатиперстную кишку).
Регуляция секреции поджелудочной железы
На рисунке выше суммированы наиболее важные факторы в регуляции панкреатической секреции. Общее суточное количество секреции составляет около 1 л.
– Также рекомендуем “Физиология секреции желчи. Физиологическая анатомия секреции желчи”
Оглавление темы “Пищеварительные соки. Переваривание углеводов, белков, жиров”:
1. Регуляция секреции поджелудочной железы. Этапы панкреатической секреции
2. Физиология секреции желчи. Физиологическая анатомия секреции желчи
3. Состав желчи. Функция желчи в переваривании жиров
4. Холестерол и желчные камни. Секреция в двенадцатиперстной кишке
5. Секреция кишечного пищеварительного сока. Состав кишечного пищеварительного сока
6. Секреция в толстом кишечнике. Гидролиз питательных веществ
7. Переваривание углеводов. Последовательность переваривания углеводов в ЖКТ
8. Переваривание белков. Этапы и последовательность переваривания белков
9. Переваривание жиров. Этапы переваривания жиров в кишечнике
10. Переваривание триглицеридов. Формирование жировых мицелл
Источник
Многие примерно следующим образом ответят на вынесенный вопрос в заголовок статьи — да, какая разница, что в подробностях вырабатывает наша поджелудочная железа! Что-то вырабатывает, сок или желчь! Что несут нам знания в этой области, ответ на поставленный вопрос?
Давайте попробуем разобраться и постараемся убедиться, что любые знания имеют почву под собой, а тем более, если они напрямую касаются здоровья человека, каждого из нас. Подготовленный материал поможет разобраться в работе поджелудочной железы, составе ее секрета (панкреатического сока), а также основных функциях органа и раскрыть суть темы — что вырабатывает поджелудочная железа.
Поджелудочная железа
Поджелудочная железа — один из главных органов, задействованных в пищеварительном процессе человека. Она несет немалую ежедневную нагрузку, сталкиваясь с различными отрицательными факторами на протяжении всей жизни людей.
Следовательно, ей не чужды и заболевания, тем более, что поджелудочная является довольно ранимым органом. Как чуть прихватит живот, многие о ней вспоминают и чаще всего в своих болях почему-то винят именно ее. Хотя источником могут быть и другие соседние органы, тот же желудок, кишечник.
Железа считается наиболее крупной по размерам среди прочих желез человека (достигая в длину у взрослого- 20 см). Находится она под желудком по левую его сторону, на задней стенке брюшной полости, рядом с ней располагаются селезенка, двенадцатиперстная кишка, сам желудок. У нее вытянутая грушевидная форма, включает в себя три отдела: головка, тело и тонкий удлиненный хвост.
Секреторная функция железы
Поджелудочная железа вырабатывает панкреатический секрет. Это и есть основная ее миссия (экзокринная функция), за сутки железа выделяет примерно 1.5–2 литра сока. Причем состав его может значительно отличаться по набору ферментов (энзимов), концентрации в зависимости от поступаемой в желудок пищи.
Такая его особенность. Благодаря этому свойству, организм может справляться с разными нагрузками в виде жирной, кислой, острой, жареной, копченой пищи, спиртных напитков. Но предел прочности все-таки существует и частое нарушение режима питания, состава пищи приводит к сбоям.
При налаженной идеальной работе железы по оттоку сока не происходит, так называемая панкреатическая реакция, сок регулярно стекает в двенадцатиперстную кишку и вырабатывается заново в поджелудочной при поступающем сигнале мозга о поступлении новой порции еды в желудок.
Любые нарушения в работе органа, связанные с оттоком сока, приводят к тому, что он не вытекает как положено в кишечник, а точнее, в двенадцатиперстную кишку (где непосредственно протекает окончательный процесс переваривания пищи, разложение ее компонентов на простой состав), либо, наоборот, может вытекать, но также легко и забрасываться из кишки обратно, соединенный уже с агрессивной желчью желчного пузыря.
В обоих случаях происходит скапливание сока, насыщенного кислотами, внутри железы. Находясь там, он переваривает саму поджелудочную, пожирая ее клетки, превращая ткани стенок органа в рубцы, огрубевшие островки.
Эндокринная функция железы
Вторая важная функция – эндокринная (связанная с выработкой гормонов). Какие гормоны вырабатывает поджелудочная железа? Вот их перечень:
- инсулин;
- глюкагон;
- липокаин;
- соматостатин;
- тиролиберин;
- грелин;
- гастрин и другие.
Все они жизненно необходимы для нормального функционирования организма человека в целом. Здоровая железа справляется благополучно с их синтезом, и гормональная функция железы считается на этом исполняемой, всякие заболевания отсутствуют.
Нарушения функционирования поджелудочной
При нарушениях, связанных с работой железы, в том числе выработки секрета, возникают различные заболевания, наиболее распространенное среди них – панкреатит, бывает в нескольких формах.
Основные провокаторы заболевания – плохое некачественное нездоровое питание, прием алкоголя, сильно действенных лекарственных препаратов, малоактивный образ жизни, приводящий к застоям во всех системах, органах, а также ряд болезней соседних органов пищеварения могут вызвать различные воспалительные процессы железы. Всегда появляются боли, обычно после приема пищи.
Спустя небольшое время, они бывают очень разными, кроме этого воспаления, болезни железы выдают следующие симптомы:
- тяжесть в брюшной области, вздутие, метеоризм;
- вялость, потеря интереса к окружающей действительности, апатия;
- тошнота (рвота);
- горечь во рту и неприятный привкус;
- температура (возможно);
- изменение цвета мочи, кала;
- желтизна или бледность кожных покровов, их сухость и пр.
Эти признаки присущи не всем формам болезней и состояниям железы, но, как правило, диагностируются при запущенном течении болезни. При острой форме панкреатита либо при иных болезнях железы. В таком случае рекомендуется срочно обратиться за помощью к специалистам для определения диагноза и лечение заболевания.
От желудка до двенадцатиперстной кишки
Дав определение поджелудочной железе, перечислив ее функции, теперь озадачимся более глубоким вопросом: а что такого ценного по составу вырабатывает поджелудочная железа? Ведь уже было перечислено – сок и гормоны. Да, именно так! Но теперь пришел черед рассказать об этом подробнее.
Пища, которая попадает в наш организм, состоит из белков, жиров, углеводов, клетчатки. Функция железы состоит в том, чтобы помочь прочим органам системы ЖКТ переработать этот состав в более простой по строению, усваиваемый клетками человека. Изначально пища поступает в желудок, обработанная птиалином слюны (расщепив крахмал).
В желудке пепсин расщепляет белки до пептидов, затем пища оказывается в кишке, где происходит оценка химического состава пищи и подаются мозгом сигналы во все органы пищеварения о продолжении процесса расщепления еды. Желчный пузырь начинает вырабатывать желчь, которая эмульгирует жиры, железа продуцирует панкреатический сок.
Желчь и сок стекают в кишку и там встречаются с попавшей пищей из желудка. Находясь в железе, ферменты, образующие сок, находятся не в активном состоянии. Активация ферментов обеспечивается поступлением желчи, энтерокиназы.
Здесь, в двенадцатиперстной кишке, и происходит окончательная активная фаза переваривания пищи, расщепление всех попавших химических элементов на более простой состав, далее доступный для поглощения и усвоения клетками организма.
Что же продуцирует поджелудочная железа человека
Панкреатический сок железы, состоит из ряда ферментов (энзимов): трипсин, химотрипсин, липаза, амилаза, лактаза и другие, образующихся в специальных группах клеток под названием ацинусы, а также микроэлементов бикарбонатов (кислые соли), участвующих в нейтрализации кислотности поступающей пищи из желудка.
Каждый из энзимов ответственен за процесс расщепления определенного элемента питания. Так за расщепление жиров, триглициридов до жирных кислот отвечает липаза, а также она задействована в расщеплении нейтральных жиров на ВЖК и глицерин; лактаза контактирует с лактозой молока, функция трипсина, химотрипсина – расщепление белков, пептидов, синтез аминокислот. Амилаза свое действие оказывает на углеводы. Превышение амилазы в крови, моче свидетельствует о ряде заболеваний, обычно панкреатите, сахарном диабете, гепатите и пр.
О гормонах железы. Напрямую процесс выработки гормонов связан с функционированием островков Лангерганса. Каждый из них, в свою очередь, состоит из α- β-, δ-, d-,PP-видов клеток.
Большинство в железе β -клеток, они отвечают за производство инсулина; за глюкагон ответственны α-клетки; за синтез гормона грелин, ответственного за аппетит, стимуляцию потребления пищи — d клетки; δ-клетки производят соматостатин, угнетающий синтез остальных гормонов железы; PP-клетки – за панкреатический полипептид, подавляющий секрецию поджелудочной железы.
Инсулин и глюкагон в этом списке наиболее важнейшие гормоны, первый своим воздействием на организм понижает уровень сахара в крови, путем поглощения глюкозы тканями (регулирует углеводный и липидный (жировой) обмен), а второй, наоборот, своим воздействием высвобождает глюкозу и повышает уровень сахара, вырабатывают липокаин, тормозящий жировое перерождение печени.
Врачи больному обязательно назначают сперва сдачу анализов, ведь проанализировав кровь, мочу можно определить, какие показатели не в норме. Полагаясь на свои знания и результаты анализов плюс, подключив данные аппаратной диагностики, диету, специалист правильно установит диагноз и назначит нужное лечение.
Источник