Фазы секреции ПЖ и их регуляция

Фазы секреции поджелудочного сока и механизмы их регуляции те же, что и при секреции желудочного сока. От количества и качества пищи зависят объем, состав и динамика выделения сока. Чем выше кислотность пищевого содержимого желудка, поступающего в ДПК, тем больше выделяется сока ПЖ и тем больше бикарбонатов в его составе.

Первая, или мозговая, фаза секреции ПЖ обусловлена стимулирующим действием вида, запаха пищи и другими раздражителями, связанными с приемом пищи (условно-рефлекторные раздражения). Её латентный период у человека составляет 2-3 мин. При попадании пищи в рот и её воздействии на рецепторы его слизистой оболочки секреция сока ПЖ резко усиливается и продолжается 6-14 ч (безусловно-рефлекторная стимуляция). Нервные импульсы, возникающие в рецепторах, достигают продолговатого мозга и затем по волокнам блуждающего нерва поступают к ПЖ и стимулируют ее секрецию.

Эффекты n.vagus были изучены И.П. Павловым, который показал, что раздражение блуждающего нерва вызывает выделение большого количества сока ПЖ, богатого ферментами. Холинергические волокна блуждающего нерва с помощью ацетилхолина действуют на М-холинорецепторы панкреацитов. Затем высвобождающиеся Са²⁺ и комплекс гуанилатциклаза (ГЦ)-цГМФ в роли вторичных мессенджеров стимулируют секрецию панкреацитами ферментов и бикарбонатов.

В реализации первой фазы секреции принимают участие и регуляторные пептиды, высвобождение которых стимулируется рефлекторным влиянием блуждающего нерва.

Холинергические нейроны запускают действие секретина и ХЦК-ПЗ. При этом усиливается кровоснабжение ПЖ, что способствует образованию и выделению больших количеств панкреатического сока.

Во вторую, или желудочную, фазу секреция стимулируется и поддерживается путем раздражения механо- и хеморецепторов желудка, что вызывает усиление влияния n.vagus (ваго-вагальный рефлекс), который, в свою очередь, стимулирует секрецию поджелудочного сока и выделение гастрина, активирующего деятельность ПЖ, но уже с помощью гуморального механизма.

С переходом желудочного содержимого в ДПК начинается третья, или кишечная, фаза секреции ПЖ, в течение которой возбуждение механо- и хеморецепторов ДПК химусом по афферентным волокнам блуждающего нерва активирует центр регуляции панкреатической секреции продолговатого мозга, от которого импульсация по эфферентным волокнам этого же нерва стимулирует секрецию ПЖ (ваго-вагальный дуоденопанкреатический рефлекс).

Однако ведущую роль в стимуляции секреции в эту фазу играют гуморальные механизмы, а именно: высвобождение в кровь интестинальных гормонов секретина и ХЦК-ПЗ, – которое происходит при действии на слизистую оболочку ДПК кислого химуса, поступающего из желудка, – а также под влиянием холинергических нейронов (рис. 3).

Первым открытым интестинальным гормоном явился секретин – стимулятор обильного сокоотделения и секреции бикарбонатов. Высвобождаясь в кровь S-клетками ДПК, он стимулирует секрецию в большей мере через соответствующие мембранные рецепторы и вторичный мессенджер аденилатциклазу (АЦ)-цАМФ центроацинозных и протоковых клеток, в меньшей мере – ацинозных клеток. Поэтому выделяется секрет с высокой концентрацией бикарбонатов и низкой ферментативной активностью.

Чем больше свободных Н⁺, тем больше высвобождается секретина, который стимулирует выделение поджелудочного сока, богатого бикарбонатами. В результате связывания Н⁺ бикарбонатами рН среды повышается. При продолжительной стимуляции панкреатической секреции уменьшается высвобождение секретина и, соответственно, объема сока и секреции бикарбонатов (саморегуляция секреции ПЖ по принципу отрицательной обратной связи).

Рис. 3. Факторы, влияющие на панкретическую секрецию (Gray's Anatomy for Students, 1997)

 

Это касается не только реакции на кислотность поступающего из желудка содержимого, но и состава его органического остатка (ферментов) в зависимости от качества пищи. Например, при поступлении большого количества углеводов повышается амилолитическая активность химуса, что приводит к торможению секреции амилазы, а повышение липолитической активности при поступлении пищи с высоким содержанием жиров затем тормозит секрецию панкреатической липазы. Иными словами, свойства секрета ПЖ в кишечную фазу в значительной степени определяются соотношением в химусе ДПК ферментов и гидролизуемых ими субстратов: избыток ферментов избирательно тормозит их секрецию, избыток субстрата снимает эти тормозные влияния, и продукты гидролиза субстрата стимулируют секрецию соответствующих ферментов ПЖ.

Этот механизм направлен на срочную адаптацию секреции ферментов ПЖ к виду принятой пищи. Его реализация обеспечивается активирующим влиянием n.vagus, действующего на М-холинорецепторы, ХЦК-ПЗ, секретином. Тормозные влияния осуществляются симпатическими волокнами через β-адренорецепторы.

Вторым гормоном, значительно усиливающим секрецию ПЖ, является холецистокинин-панкреозимин (ХЦК-ПЗ), который выделяется из I-клеток. Он имеет двойное название, отражающее двойственность его эффектов: на желчеобразование и желчевыделение с одной стороны, и на поджелудочную секрецию – с другой. Высвобождение гормона в кровь из клеток слизистой оболочки двенадцатиперстной и тощей кишки происходит под влиянием химуса (особенно продуктов начального гидролиза белков, жиров и углеводов).

ХЦК-ПЗ действует преимущественно на ацинусы ПЖ, поэтому выделяющийся в ответ на стимуляцию этим гормоном сок богат ферментами. Вторичными мессенджерами являются Са²⁺ и комплекс ГЦ – цГМФ. Одновременное действие на железу секретина и ХЦК-ПЗ (при приеме пищи) усиливает их стимулирующий эффект.

Секреция ПЖ усиливается также гастрином, серотонином, инсулином, бомбезином, солями желчных кислот.

Тормозят секрецию ПЖ симпатические волокна. Они действуют через β-адренорецепторы, но при этом усиливается синтез органических веществ в панкреатическом соке. Адренергические эффекты снижения секреции обеспечиваются также уменьшением кровоснабжения ПЖ путем сужения кровеносных сосудов через α-адренорецепторы, поэтому болевые раздражения, напряженная физическая и умственная работа и другие состояния, при которых имеет место активация симпатической нервной системы, угнетают секрецию ПЖ.

Помимо нервных холино- и адренергических волокон на секрецию ПЖ оказывают влияние пептидергические волокна. Их окончания выделяют ряд нейропептидов, одни из которых стимулируют, другие – тормозят секрецию ПЖ.

Тормозные гуморальные факторы представлены глюкагоном, соматостатином, вазопрессином, веществом Р, АКТГ, энкефалином, кальцитонином, ГИП, ПП. ВИП может, как возбуждать, так и тормозить секрецию ПЖ.

В целом, так же как и в случае с желудком, нервные влияния при приеме пищи обеспечивают пусковые воздействия на ПЖ, а в последующей коррекции ее секреции большую роль играют гуморальные механизмы. При этом кроме действия гормонов, имеет место выраженное влияние всосавшихся питательных веществ (некоторых аминокислот и глюкозы) непосредственно на панкреациты. В то же время это влияние опосредуется и через центральные нервные механизмы (например, гипоталамический и бульбарный центры вегетативной нервной системы) и регуляторные пептиды.

Хотя нервные и гуморальные механизмы образуют единую тесно взаимодействующую систему нейрогуморальной регуляции, преобладающую роль в регуляции секреции ПЖ и в целом пищеварения в кишечнике по сравнению с вышерассмотренными отделами пищеварительного тракта, играют гуморальные механизмы, поскольку именно они позволяют наилучшим образом адаптировать спектр ферментов поджелудочного сока к виду принимаемой пищи. Этот процесс приспособления еще более выражен при длительном характере того или иного пищевого режима. В связи с этим физиологически необоснованным является резкий переход на другой режим питания: например, внезапное вегетарианство после многолетнего употребления пищи животного происхождения, и наоборот.

Другими словами состав и свойства самой пищи являются важным регулятором поджелудочной секреции.

ПЕЧЕНЬ

Вторым органом, играющим важную роль в пищеварении в кишечнике, является печень – самый большой внутренний орган. Печень полифункциональна. Кроме участия в пищеварении она выполняет ряд жизненно важных функций: участвует в обмене веществ, кроветворении, обеспечивает расщепление, детоксикацию и экскрецию ненужных или вредных для организма веществ и ряд других функций.

Строение. Масса печени взрослого человека составляет ~1500 г. Это орган неправильной формы, красно-бурого цвета, мягкой консистенции, расположенный в брюшной полости в надчревной области в правом подреберье (рис. 4). Печень имеет две поверхности: диафрагмальную (париетальную) и висцеральную.

Рис. 4. Печень, вид сверху (А); вид спереди: часть париетальной поверхности, передняя поверхность (Б); вид снизу: висцеральная поверхность (В) (Pearson Education, Inc, 2004)

 

На висцеральной поверхности печени видны три борозды: правая и левая сагиттальные и фронтальная. Левая сагиттальная борозда делит печень на меньшую левую и большую правую доли, которые соединяются глубокой поперечной бороздой или воротами печени, куда входят воротная вена, собственная печёночная артерия, нервы. Воротная вена несет венозную кровь от желудка, тонкой и толстой кишок, ПЖ и селезёнки.

С учетом распределения кровеносных сосудов и желчных протоков в печени выделяют 2 доли, 5 секторов и 8 сегментов. В долях печени разветвляются соответствующие (правая и левая) ветви воротной вены. Печень – сложно разветвленная трубчатая железа внешней секреции, выводными протоками которой являются желчные.

Структурно-функциональной единицей печени является долька (рис. 5), которая имеет форму призмы с максимальным диаметром поперечного сечения ~1,0÷2,5 мм (рис. 5-6).

Рис. 5. Печёночная долька и триады (Pearson Education, Inc, 2004)

Рис. 6. Междольковая печеночная триада (Pearson Education, Inc, 2004)

 

В печени человека ~500 000 печёночных долек. Пространство между ними заполнено небольшой массой соединительной ткани. В ней находятся печёночные триады, каждая из которых включает междольковый желчный проток, артерию и вену, расположенные рядом.

В результате многократных слияний протоков формируются правый и левый желчные протоки, которые выводят желчь из правой и левой долей печени соответственно.

После выхода из печени эти протоки дают начало внепечёночным желчевыводящим путям. В воротах печени эти два протока сливаются и образуют общий печёночный проток длиной ~4÷6 см. Между листками печёночно-двенадцатиперстной связки общий печеночный проток сливается с пузырным желчным протоком, в результате чего образуется общий желчный проток.

Функции печени

Анатомическое положение печени на пути крови, несущей питательные и иные вещества от пищеварительного тракта к тканям, обусловливает, прежде всего, барьерную функцию этого органа. Она подразумевает обезвреживание токсичных соединений, поступивших с пищей либо образовавшихся в кишечнике за счет деятельности его микрофлоры, лекарств и др. Химические вещества обезвреживаются путем их ферментативного окисления, восстановления, метилирования, ацетилирования, гидролиза (1-я фаза) и последующей конъюгации с рядом веществ (глюкуроновой, серной и уксусной кислотами, глицином, таурином и др. – 2-я фаза). Не все вещества обезвреживаются в две фазы: некоторые – в одну, или без изменений выводятся в составе желчи и мочи, особенно растворимые конъюгаты. Нейтрализация токсичного аммиака, – продукта белкового распада, – происходит за счет образования мочевины и креатинина. Микроорганизмы обезвреживаются в основном путем фагоцитоза и их последующего лизиса.

Совокупность этих сложных механизмов позволяет говорить о дезинтоксикационной функции печени. В связи с интенсивным химическим загрязнением окружающей среды следует иметь ввиду, что некоторые из синтезированных химических соединений (например, агрохимикаты) распадаются в печени на еще более токсичные метаболиты.

Печень является важным обменным органом. В ней синтезируются белки крови (весь фибриноген, 95% альбуминов, 85% глобулинов), происходят дезаминирование и переаминирование аминокислот, образование мочевины, глутамина, креатина, а также, при наличии витамина К, факторов свертывания крови, фибринолиза и антикоагулянтов (I, II, V, VII, IX, X, XII, XIII, антитромбина, антиплазмина).

Печень участвует в обмене липидов: в их гидролизе и всасывании, синтезе триглицеридов, фосфолипидов, холестерина, желчных кислот, липопротеидов, ацетоновых тел, окислении триглицеридов.

Большую роль печень играет в обмене углеводов: здесь осуществляются процессы гликогенеза, гликогенолиза, включение в обмен глюкозы, галактозы и фруктозы, образование глюкуроновой кислоты.

Печень принимает участие в инактивации ряда гормонов (глюкокортикоиды, альдостерон, андрогены, эстрогены, инсулин, глюкагон, ряд гастроинтестинальных гормонов) и биогенных аминов (гистамин, серотонин, катехоламины).

Печень участвует в разрушении эритроцитов, деградации гема с последующим образованием билирубина.

Важна роль печени в обмене витаминов, особенно жирорастворимых (A, D, Е, К), всасывание которых в кишечнике происходит с участием желчи. Ряд витаминов депонируется в печени и высвобождается по мере их метаболической потребности (A, D, К, С, РР).

В результате рассмотренных выше процессов осуществляется и экскреторная функция печени, которая заключается в выделении из крови в составе желчи большого числа веществ, обычно трансформированных в печени, что позволяет говорить о гомеостатической функции этого органа.

Печень является депонирующим органом для крови и лимфы; здесь накапливаются микроэлементы (железо, медь, марганец, кобальт, молибден и др.), гликоген и др.

Печень участвует в иммунопоэзе и иммунологических реакциях: благодаря макрофагам, – клеткам Купфера, – осуществляет антибактериальную защиту.

Собственно пищеварительная функция печени представлена образованием (холерез) и выделением (холекинез) желчи, которая играет большую роль в процессах пищеварения в кишечнике, что выражается в осуществлении следующих функций:

– желчь эмульгирует жиры, увеличивая поверхность, на которой осуществляется их гидролиз липазой;

– растворяет продукты гидролиза липидов, способствует их всасыванию и ресинтезу триглицеридов в энтероцитах;

– повышает активность панкреатических и кишечных ферментов, особенно липазы;

– желчь способна прекращать действие желудочного сока за счет снижения кислотности желудочного содержимого, поступившего в ДПК, и инактивации пепсина;

– способствует всасыванию из кишечника жирорастворимых витаминов, холестерина, аминокислот и солей кальция;

– выступает в качестве регулятора пищеварительных процессов: стимулирует желчеобразование, желчевыделение, моторную и секреторную деятельность тонкой кишки, пролиферацию и слущивание эпителиоцитов (энтероцитов);

– обладает бактериостатическими свойствами (защитная функция).

При выключении желчи из пищеварения нарушается процесс переваривания и всасывания жиров.