Сахарный диабет анатомия поджелудочной железы

 Поджелудочная железа (лат. páncreas)  – это орган в брюшной полости размером с ладонь, расположенный между желудком и позвоночником.

Рис. 1.  Строение поджелудочной железы. Адапт. из Wikipedia

1. Желчный пузырь
2. Дольки поджелудочной железы
3. Проток поджелудочной железы
4. Общий желчный проток
5. Добавочный проток поджелудочной железы
6. Большой дуоденальный сосочек
7. Двенадцатиперстная кишка

В поджелудочной железе выделяют три отдела: головку, тело, хвост (рис.1). Все отделы поджелудочной железы выполняют одинаковые функции, а именно:

• производят ферменты, которые помогают переваривать пищу;
• производят гормоны, такие как инсулин и глюкагон, которые контролируют уровень глюкозы крови.

Пищеварительные ферменты из поджелудочной железы попадают в кишечник через проток поджелудочной железы [3]. Проток поджелудочной железы[3] соединяется с общим желчным протоком [4], по которому идет желчь из желчного пузыря [1] и печени, и они впадают в двенадцатиперстную кишку[7] в области большого дуоденального сосочка[6]. Эта функция поджелудочной железы также называется экзокринная, то есть направленная наружу. Основная масса поджелудочной железы выполняет эту функцию.

Вторая функция поджелудочной железы – эндокринная функция, то есть направленная внутрь – это производство гормонов, контролирующих уровень глюкозы крови. Выполняют эту функцию отдельные группы клеток, их называют островки поджелудочной железы или островки Лангерганса. Во всей поджелудочной железе около 1 миллиона островков, что составляет 1-2% от общей массы поджелудочной железы.  Они располагаются диффузно во всем объеме поджелудочной железы. В отличии от ферментов, которые синтезируются в проток поджелудочной железы и стекают в кишечник, клетки островков Лангерганса продуцируют гормоны непосредственно в кровь, а именно в мелкие кровеносные сосуды, проходящие через поджелудочную железу.

Рис.2.  Островок Лангерганса. Адапт. из Anatomy, Physiology, and Pathology of the Digestive System. Introduction to Medical Science – Duke University TIP

Если вы посмотрите на островок Лангерганса через микроскоп (рис.2), вы найдете в нем:

• Бета-клетки, которые производят инсулин
• Альфа-клетки, которые производят глюкагон
• Дельта-клетки, которые производят соматостатин
• РР-клетки, которые производят панкреатический полипептид (функция которого до сих пор не ясна)

Бета-клетки содержат своего рода “встроенный” глюкометр. Если уровень глюкозы крови повышается, то они выпускают инсулин. Если уровень глюкозы крови снижается, то секреция инсулина прекращается. Если уровень глюкозы падает ниже нормального уровня, то альфа-клетки высвобождают глюкагон. Другие гормоны, вырабатывающиеся клетками островков Лангерганса, нужны для того, чтобы островковые клетки взаимодействовали друг с другом. Островки Лангерганса являются очень маленькими, примерно 0,1 мм в диаметре. Все островки взрослого человека содержат приблизительно 200 единиц инсулина. Объем их всех в сочетании не больше, чем кончик пальца. Инсулин является гормоном, который помогает организму усваивать и использовать глюкозу и другие питательные вещества. Он как «ключ, открывающий двери» для глюкозы внутрь клетки. Без инсулина, уровень глюкозы крови повышается (подробнее об инсулине в разделе Инсулин и его значение для организма).

Роль поджелудочной железы в развитии сахарного диабета

Для того чтобы разобраться в этом вопросе, рассмотрим каждый тип сахарного диабета отдельно.

Сахарный диабет 1 типа

При сахарном диабете 1 типа происходит гибель бета-клеток, следовательно, поджелудочная железа не производит или производит незначительное количество инсулина. Сахарный диабет 1 типа обычно развивается, когда иммунная система разрушает бета-клетки поджелудочной железы. Это называется аутоиммунный ответ. Собственная иммунная система воспринимает бета-клетки как инородные объекты, такие как бактерии или вирусы, и начинает их атаковать и разрушать. Когда более 90% бета-клеток разрушаются (этот процесс занимает от нескольких месяцев до максимум нескольких лет), организм начинает ощущать нехватку инсулина, и уровень глюкозы крови повышается. Тогда у человека появляются «большие» симптомы сахарного диабета, такие как жажда, учащенное мочеиспускание, похудание. Раньше этот тип сахарного диабета называли инсулин-зависимый сахарный диабет. Это значит, что для лечения необходим инсулин сразу, как только поставили диагноз.

На данный момент остается неизвестным, почему возникает этот аутоиммунный ответ. Генетически человеку может передаться склонность к аутоиммунным заболеваниям (сахарный диабет 1 типа является только одним из многих аутоиммунных заболеваний), но вот что именно служит пусковым механизмом, триггером сахарного диабета 1 типа, пока что недостаточно ясно. (Подробней об этом вы можете узнать в разделе Причины сахарного диабета 1 типа).

Сахарный диабет 2 типа

При сахарном диабете 2 типа способность поджелудочной железы вырабатывать инсулин не исчезает полностью. Но организм становится все более устойчивым (резистентным) к инсулину. То есть создается ситуация, когда нормальный уровень инсулина крови не может «открыть глюкозе дверь в клетку». Следовательно, если организм не реагирует на нормальный уровень инсулина крови, то поджелудочной железе приходится вырабатывать все больше и больше инсулина. И если на этот процесс никак не повлиять, то это приведет к истощению поджелудочной железы и абсолютной недостаточности инсулина.

Причины сахарного диабета 2 типа – это комплекс генетических факторов и условий окружающей среды. Генетически человек наследует группу генов предрасположенности к сахарному диабету 2 типа, и чаще всего у человека с СД 2 типа есть родственники с СД 2 типа. Также некоторые этнические группы имеют более высокую предрасположенность к этому заболеванию. Но разовьётся сахарный диабет 2 типа или нет зависит от самого человека, от его образа жизни. На это влияет характер питания, уровень физической активности и т.д. (Подробней об этом вы можете узнать в разделе Причины сахарного диабета 2 типа).

Таблетки, используемые для лечения сахарного диабета 2 типа, не содержат инсулин, они действуют либо путем увеличения чувствительности организма к инсулину, либо путем увеличения секреции инсулина из поджелудочной железы. Диета и снижение избыточного веса (если он есть), также являются основными компонентами лечения сахарного диабета 2 типа. Редко, когда инъекции инсулина необходимым на ранних стадиях сахарного диабета 2 типа. Но при истощении поджелудочной железы инсулинотерапия может стать необходимым компонентом лечения сахарного диабета 2 типа.

Гестационный сахарный диабет

Эта форма диабета возникает во время беременности и в большинстве случаев проходит после рождения ребенка.

В течение всей беременности плацента вырабатывает гормоны, которые препятствуют нормальной работе инсулина (они повышают резистентность к инсулину). Как правило, поджелудочная железа может просто увеличить количество производимого инсулина, и у женщины будет нормальный уровень глюкозы крови. Иногда, однако, поджелудочная железа не может компенсировать потребность организма в инсулине, и тогда у женщины повышается уровень глюкозы крови и развивается гестационный сахарный диабет.  

Все беременные женщины должны быть обследованы на наличие гестационного сахарного диабета. Важно распознавать и лечить гестационный сахарный диабет как можно скорее, чтобы свести к минимуму риск осложнений у ребенка. (Подробней об этом вы можете узнать в разделе Гестационный сахарный диабет).

Поджелудочная железа представляет собой важный орган, без которого ни один человеческий организм не может существовать. Ведь он участвует не только в процессе пищеварения, но и в обмене веществ. Этот орган вырабатывает сразу несколько гормонов (инсулин, статин и другие), которые контролируют уровень сахара и холестерина в крови, а также контролируют работу печени. И чтобы более точно понять роль поджелудочной железы в организме человека, необходимо детально рассмотреть ее анатомию и физиологию.

Расположение поджелудочной железы

Если посмотреть на картинку, то можно отметить, что поджелудочная железа располагается за желудком, возвышаясь над пупочной областью на 6-8 см. Ее головка охватывает 12-перстную кишку, тело идет вглубь к брюшине, а хвост приближен к селезенке и приподнимается слегка вверх.

И если рассматривать более детально расположение этого органа, то можно сказать, что фактически он находится со всех сторон. Спереди от него располагается желудок, позади – позвоночник, с левой стороны селезенка, а с правой – 12-перстная кишка.

Анатомическое строение органа

Рассматривая анатомическое строение поджелудочной железы, необходимо сразу же отметить, что этот орган имеет удлиненную форму и однородную плотную структуру. По своему размеру она является самой большой железой в организме, которая лишь на несколько сантиметров меньше печени и относится к железам смешанной секреции.

При ультразвуковом исследовании этого органа у юношей и у взрослых людей его эхогенность (способность отражать ультразвуковые волны) идентична эхогенности печени, то есть, умеренная или нормальная. При этом структуру железы описывают в основном как мелкозернистая или однородная. Но нужно отметить, что такое описание характерно только для здоровых людей, неимеющих проблем с поджелудочной.

Однако, даже при отсутствии патологий железы, у некоторых людей отмечается снижение или повышение эхогенности, что происходит в основном при избыточной массе теле или дефицита веса.

Самое интересное то, что поджелудочная железа начинает закладываться еще в период внутриутробного развития, примерно, на 5–6 неделе беременности. Но полного своего формирования она достигает только к 6–7 годам. Поэтому при ультразвуковых исследованиях, если отсутствует выраженная симптоматика, незначительные отклонения от нормы не воспринимаются специалистами, как патологии.
Размеры поджелудочной железы в зависимости от массы тела человека

Если же говорить о том, какой величины должен быть этот орган, то нужно отметить, что размеры поджелудочной железы в норме различны и зависят они от возраста человека. Так, например, у новорожденных детей ее длина не превышает 5,5 см, а ближе к году она увеличивается до 7 см. Далее объем железы продолжает увеличивается и уже к 7–8 годам ее длина составляет, примерно, 14,5–15 см. У молодых людей, достигших полового созревания, и у взрослого человека ее длина достигает 16–23 см, а толщина варьируется в пределах 3–5 см.

Это нормальные размеры поджелудочной железы, свидетельствующие об отсутствии воспалительных и прочих патологических процессов. Так как при их возникновении орган отекает, что, естественно, становится причиной его увеличения. Однако незначительные отклонения в 0,5–1см также считаются нормальными. Фиксироваться они могут, например, при неправильном питании или принятии каких-либо препаратов.

Масса поджелудочной железы также зависит от возраста человека. Так, например, у здорового взрослого человека в возрасте 20–50 лет ее вес составляет 60–80 г, но уже после 50 лет в организме активизируются процессы старения, которые также не обходят стороной этот орган. И примерно к 55–60 годам его вес может составлять 50 г.

Рассмотренная только что анатомия поджелудочной железы человека содержит в себе цифры, которые носят примерный характер. Каждый организм индивидуален и это всегда учитывается при исследовании данного органа. Однако, если во время УЗИ отмечаются значительные отклонения от нормы и изменение структуры железы, то в этом случае уже говорят о развитии патологий.

Если поджелудочная железа в организме человека подверглась воспалительным процессам, то она увеличивается и начинает сдавливать близлежащие органы, что также негативным образом сказывается на их функциональности. А вот если происходит атрофия паренхимы, то в этом случае, наоборот, отмечается уменьшение размеров железы.

Топографическая анатомия поджелудочной железы также подразделяет этот орган на 3 части:

• Головку. Ее толщина составляет 4–5 см. Она является самой толстой частью. Располагается головка поджелудочной железы справа, около двенадцатиперстной кишки.
• Тело. Самая удлиненная часть органа, которая находится сразу же за желудком и уходит немного вглубь к брюшинному отделу.
• Хвост. Самая маленькая часть органа, длина которой не превышает 2 см. Располагается хвост поджелудочной железы с левой стороны, возле селезенки.

И если говорить о том, как выглядит поджелудочная железа, то следует отметить, что ее сравнивают с улиткой. Только вместо «панциря» она имеет паренхиму, которая по своей структуре напоминает соцветье цветной капусты. Сверху она покрыта оболочкой, состоящей из соединительной ткани, представленной в виде капсулы.

Паренхима занимает 98% от всего органа и включает в себя ацинусы, своего рода дольки, которые представляют собой скопление клеток, занимающихся продуцированием панкреатического сока. Главный проток поджелудочной железы (его еще называют вирсунгов проток), продвигает этот сок в 12-перстную кишку, где и осуществляются процессы переваривания пищи. Остальные протоки поджелудочной железы пропускают через себя желчь, поступающая к ним из желчного пузыря.

Паренхима поджелудочной железы

Важно! От объема вырабатываемого панкреатического сока зависит то, как будут происходить процессы пищеварения. В норме, если человек питается правильно и количество приемов пищи у него не превышает 5 раз за день, в сутки панкреатического сока вырабатывает поджелудочная железа около 1,5–2 л. Если этот объем снижен, у человека появляются различные проблемы с пищеварением, которые проявляются изжогой, тошнотой, повышенным газообразованием, ощущением тяжести и т. д.

Панкреатический сок имеет сложный состав. В нем содержаться многочисленные вещества, которые обеспечивают нормальный процесс переваривания пищи. Среди них находятся:

• липаза, амилаза, протеаза – отвечают за переваривания и усвоение белков, жиров и углеводов,
• бикарбонаты – поддерживают щелочную среду в двенадцатиперстной кишке и обеспечивают нормализацию кислотности желудка.

Остальные 2% железы состоять из клеточных островков Лангерганса, большая часть которых находится на хвостовой части органа. Эти островки также представляют собой скопление клеток, однако они не имеют протоков и находятся непосредственно вблизи кровеносных капилляров. Такое расположение обуславливается тем, что именно эти клетки поджелудочной железы занимаются синтезом гормонов, которые мгновенно проникают в кровь.

Питательные вещества, необходимые для нормального функционирования, поджелудочная получает за счет кровоснабжения. Она имеет собственную капиллярную сеть, которая разветвляется по всему органу, пронизывая ацинусы и островки Лангерганса.

Островки Лангерганса

Если железа воспаляется, она отекает и ее ткани начинают сдавливать капилляры и артерии, что приводит к снижению количества поступающих к клеткам органа питательных веществ и нарушению их функциональности. Если такое явление вовремя не приостановить, начинают развиваться различные заболевания, которые трудно поддаются медикаментозной терапии.

Важно! Из-за сильного давления артерии поджелудочной железы могут лопнуть, что приведет к сильному внутреннему кровотечению, несущему серьезную угрозу для жизни человека!

Физиологические особенности органа

Многие люди задаются вопросом – а зачем нужна поджелудочная железа? На самом деле этот орган является очень важным в человеческом организме. Ведь только он выполняет функции, которыми не обладает ни один другой орган. К таковым функциям относятся:

• пищеварение пищи,
• регулирование уровня сахара в крови.

За пищеварительные процессы ответственны экзокринные клетки органа. Они составляют ацинусы, о которых уже было сказано выше. Они продуцируют панкреатический сок, который сначала попадает в микропротоки, а затем проникает в главный вирсунгов проток.

Ранее уже упоминалось о составе панкреатического сока. Но рассматривая подробно физиологию поджелудочной железы, следует более детально поговорить о входящих в его состав веществ и их функциях:

• Липаза. Фермент пищеварительного сока, который является ответственным за расщепление жиров до глицерина и жирных кислот. Данный процесс происходит в кишечнике, после чего полученные в ходе расщепления жиров вещества проникают в кровь.
• Амилаза. Этот фермент пищеварительного сока является ответственным за преобразование крахмала в олигосахариды, которые при воздействии других веществ превращаются в глюкозу. После такой сложной трансформации, полученная глюкоза проникает в кровеносное русло, разносясь по клеткам и тканям организма, обеспечивая их энергией для нормального функционирования.
• Протеазы. К ним относятся такие вещества, как химотрипсин, пепсин, эластаза и карбоксипептидаза. Они являются ответственными за преобразование белков в аминокислоты, которые затем легко усваиваются в организме.

Инсулин – гормон, от которого зависит уровень сахара в крови

Что касается процесса расщепления углеводов, то он активизируется уже тогда, когда пища только попадает в ротовую полость. Однако здесь происходит расщепление только простых сахаров, а вот сложные могут распадаться только при взаимодействии с ферментами поджелудочной и тонкого кишечника. Только после распада на более «легкие» элементы, организм может усваивать сложные углеводы.

Но вместе с пищей в организме попадает не только глюкоза, но и жиры. В ротовой полости процесс их расщепления не начинается. Они проникают в 12-перстную кишку в не тронутом виде и только здесь, под влиянием ферментов поджелудочной происходит их переработка. Жир начинает расщепляться на жирные кислоты, которые затем поступают в тонкий кишечник и уже через его стенки попадают в кровь.

Выработка пищеварительных ферментов поджелудочной железы активизируется в момент поступления сигналов, которые возникают при растяжении стенок желудка, при запахе пищи или при достижении из максимального уровня концентрации.

В тех случаях, когда протоки поджелудочной сужаются и перестают пропускать через себя панкреатический сок (как правило, такое явление возникает при развитии острого или обострении хронического панкреатита), ферменты, вырабатывающиеся клетками головки, тела или хвоста поджелудочной железы, начинают переваривать ткани органа, тем самым провоцируя скопление в нем токсичных веществ и развитие некротических процессов. Все это сопровождается сильным болевым приступом, рвотой, повышением температуры и т . д. При этом в самом пищеварительном тракте из-за отсутствия ферментов поджелудочной начинает развиваться диспепсия.

Протоки поджелудочной железы

Но, рассказывая о том, что вырабатывает поджелудочная железа и почему относят ее к жизненно важным органам, то следует отметить, что помимо пищеварительных ферментов, она также занимается продуцированием гормонов. За это является ответственной эндокринная часть железы, а именно островки Лангерганса. Они имеют несколько протоков, которые располагаются рядом с кровеносными капиллярами, в которые и происходит выброс гормонов.

Эндокринные клетки поджелудочной вырабатывают следующие гормоны:

• Инсулин. Участвует в процессе расщепления глюкозы и ее транспортировки в клетки и ткани организма. Контролирует уровень сахара в крови.
• Глюкагон. Обладает противоположным действием инсулина и обеспечивает выработку глюкозы из жировых запасов в случае, если организм начинает испытывать энергетический дефицит (как правило, происходит это при сильных физических нагрузках или при соблюдении строгих диет),
• Соматостатин и полипептин. Обладают блокирующим действием. Они снижают выработку инсулина и глюкагона в случае, если в их активности нет необходимости.

Несмотря на то что поджелудочная железа вырабатывает много гормонов, наиболее важным из них является инсулин. Так как его дефицит может стать причиной развития сахарного диабета, который не поддается медикаментозному лечению. Основным показателем возникновения этого недуга является повышенный уровень сахара в крови. И чтобы своевременно определить развитие диабета, каждому человеку необходимо один раз в шесть месяцев сдавать общий анализ крови.

Если упустить момент, когда развитие болезни можно было предотвратить, то потребуется постоянно осуществлять прием препаратов, обеспечивающих снижение уровня сахара в крови, и следовать специальной диете, которая исключает «вредные» продукты для поджелудочной.

Нормально функционирующая поджелудочная железа – это хорошее пищеварение и отличный обмен веществ. Если работа этого органа выходит из строя, то у человека возникают серьезные проблемы со здоровьем, устранить которые очень сложно.