Островки лангерганса у человека находятся в. Островок лангерганса

В этой статье расскажем, какие клетки входят в состав островков поджелудочной железы? Какова их функция и какие гормоны они выделяют?

Немного анатомии

В ткани поджелудочной железы находятся не только ацинусы, но и островки Лангерганса. Клетки этих образований не продуцируют ферменты. Их основная функция – вырабатывать гормоны.

Эти эндокринные клетки впервые обнаружены в 19 веке. Ученый, в честь которого названы эти образования, тогда был еще студентом.

В самой железе островков не так уж и много. Среди всей массы органа зоны Лангерганса составляют 1-2%. Однако, роль их велика. Клетки эндокринной части железы продуцируют 5 типов гормонов, которые регулируют пищеварение, углеводный обмен, ответ на стресс реакции. При патологии этих активных зон развивается одно из распространенных болезней 21 века – сахарный диабет. Кроме того, патология этих клеток вызывает синдром Золлингера-Эллисона, инсулиному, глюкоганому и другие редкие заболевания.

На сегодняшний день известно, что островки поджелудочной железы имеют 5 типов клеток. Подробнее поговорим об их функции ниже.

Альфа-клетки

Эти клетки составляют 15-20% от количества всех ячеек островков. Известно, что у человека больше альфа-клеток, чем у животных. Эти зоны выделяют гормоны, отвечающие за реакцию «бей и беги». Глюкагон, который образуется здесь, резко повышает уровень глюкозы, усиливает работу скелетных мышц, ускоряет работу сердца. Также глюкагон стимулирует выработку адреналина.

Глюкагон рассчитан на короткий срок воздействия. Он быстро разрушается в крови. Вторая значимая функция этого вещества – антагонизм инсулину. Глюкагон выделяется при резком снижении глюкозы в крови. Такие гормоны вводятся в стационарах пациентам с гипогликемическими состояниями и коме.

Бета-клетки

Эти зоны паренхиматозной ткани выделяют инсулин. Они самые многочисленные (около 80% клеток). Их можно встретить не только в островках, единичные зоны секреции инсулина есть в ацинусах и протоках.

Функция инсулина в снижении концентрации глюкозы. Гормоны делают мембраны клеток проницаемыми. Благодаря этому молекула сахара быстро попадает внутрь. Далее, они активируют цепь реакций выработки из глюкозы энергии (гликолиз) и отложении ее про запас (в виде гликогена), образования из нее жиров и белков. Если инсулин не выделяется клетками – развивается сахарный диабет 1 типа. Если гормон не действует на ткань – формируется сахарный диабет 2 типа.

Выработка инсулина – это сложный процесс. Его уровень могут повысить углеводы, поступившие с пищей, аминокислоты (особенно лейцин и аргинин). Инсулин повышается при увеличении кальция, калия и некоторых гормонально активных веществ (АКТГ, эстроген и другие).

В бета зонах также образуется С-пептид. Что это такое? Этим словом называют один из метаболитов, который образуется при синтезе инсулина. В последнее время у этой молекулы появилось важное клиническое значение. При образовании молекулы инсулина образуется одна молекула С-пептида. Но последний обладает более длительным сроком распада в организме (инсулин проживает не более 4 минут, а С-пептид около 20). С-пептид снижается при сахарном диабете 1 типа (изначально вырабатывается мало инсулина), а повышается при втором типе (инсулина много, а ткани на него не реагируют), инсулиноме.

Дельта-клетки

Это зоны поджелудочной ткани клеток Лангерганса, которые секретируют соматостатин. Гормон тормозит выделения ферментов. Также вещество замедляет другие органы эндокринной системы (гипоталамус и гипофиз). В клинике применяется синтетический аналог или Сандостатин. Препарат активно вводится при приступах панкреатита, операциях на панкреас.

В дельта клетках вырабатывается незначительное количество вазоактивного интестинального полипептида. Это вещество уменьшает образование соляной кислоты в желудке, и увеличивает содержание пепсиногена в желудочном соке.

PP-клетки

Эти участки зон Лангерганса продуцируют панкреатический полипептид. Это вещество тормозит активность поджелудочной ткани и стимулирует работу желудка. РР клеток очень мало – не больше 5 %.

Эпсилон-клетки

Последние участки зон Лангерганса чрезвычайно редкие – это менее 1% от общего пула. Они синтезируют грелин. Этот гормон возбуждает аппетит. Кроме панкреасгрелин продуцируют легкие, почки, кишечник и половые органы.

Группы таких клеток были обнаружены еще в 1869 ученым Паулом Лангергансом, в честь которого и названы. Клетки островков концентрированы преимущественно в хвосте поджелудочной железы и составляют 2% от массы органа. Всего в паренхиме насчитывается около 1 млн. островков.

Выявлено, что у новорожденных островки занимают 6% от всей массы органа. По мере взросления организма удельный вес структур, имеющих эндокринную активность, снижается. К 50-ти годам их остается всего 1-2%. В течение суток островки Лангерганса секретируют 2 мг инсулина.

Из каких клеток состоят островки?

Островки Лангерганса имеют в составе разные, морфологически и функционально, клетки.

Эндокринный сегмент поджелудочной железы включает :

• Альфа-клетки – продуцируют глюкагон, который является антагонистом инсулина и обеспечивает повышение уровня глюкозы в плазме крови. Занимают 20% от массы остальных клеток.
• Бета-клетки – синтезируют инсулин и амелин. Они составляют 80% от массы островка.
• Дельта-клетки – обеспечивают выработку соматостатина, который может угнетать секрецию других желез. Этих клеток от 3 до 10% от общей массы.
• РР-клетки – продуцируют панкреатический полипептид. Он отвечает за усиление желудочной секреции и подавление функции поджелудочной железы.
• Эпсилон-клетки – выделяют грелин, который отвечает за возникновение чувства голода.

Зачем нужны островки и как они устроены?

Островки Лангерганса отвечают за поддержание баланса углеводов в организме и работу других эндокринных органов. Они имеют обильное кровоснабжение, иннервируются блуждающими и симпатическими нервами. Среди островков находятся нейроинсулярные комплексы. Онтогенетически клетки островков образуются из эпителиальной ткани.

Островок имеет сложное строение и каждый из них является полноценным функционально активным образованием. Его структура способствует обмену биологически активными веществами между другими железами для одновременной секреции инсулина. Клетки островков размещены в виде мозаики, то есть, перемешаны между собой. Экзокринная структура поджелудочной железы может быть представлена скоплениями нескольких клеток и крупными островками.

Известно, что зрелый островок в паренхиме имеет упорядоченную организацию. Он окружен соединительной тканью, имеет дольки, а внутри проходят кровеносные капилляры. Центр дольки заполнен бета-клетками, а на периферии расположились альфа- и дельта-клетки. Можно сказать, что строение островка напрямую связано с его размером.

В чем заключается эндокринная функция островков и почему против них образуются антитела?
При взаимодействии островковых клеток формируется механизм обратной связи. Клетки оказывают влияние на рядом расположенные:

• Инсулин оказывает активирующее влияние на бета-клетки и угнетает альфа-клетки.
• Глюкагон активирует альфа-клетки, которые в свою очередь воздействуют на дельта-клетки.
• Соматостатин угнетает работу альфа- и бета-клеток.

При нарушении иммунных механизмов против бета-клеток образуются антитела, которые их разрушают и приводят к развитию сахарного диабета.

Для чего делают пересадку островков?

Трансплантация островкового аппарата служит достойной альтернативой пересадке поджелудочной железы или установке искусственного органа. Такое вмешательство дает шанс больным сахарным диабетом восстановить структуру бета-клеток. Проводились клинические исследования, в которых больным сахарным диабетом 1 типа были пересажены островковые клетки от доноров. В результате испытаний, выявлено, что такое вмешательство приводит к восстановлению регуляции уровня углеводов. Больным сахарным диабетом проводится мощная иммуносупрессивная терапия, для предупреждения отторжения донорских тканей.

Альтернативным источником материала для восстановления островков являются стволовые клетки. Они могут быть актуальными, так как резервы донорских клеток ограничены. Регенерационная медицина быстро развивается, предлагает новые методы лечения во многих областях. Важно восстановить толерантность иммунной системы, так как новые пересаженные клетки также будут разрушены через определенный промежуток времени.

Имеет перспективу ксенотрансплантация – пересадка поджелудочной железы от свиньи. До открытия инсулина, экстракты из свиной поджелудочной использовали для лечения сахарного диабета. Известно, что инсулин человека и свиной отличается только одной аминокислотой.
Изучение строения и функции островков Лангерганса имеет большие перспективы, так как сахарный диабет развивается из-за поражения их структуры.

Полезное видео о поджелудочной железе

Каждый островок Лангерганса выполняет очень и очень важную роль для всего организма. Основная его роль - это контроль содержания углеводов в крови.

История открытия

Островок Лангерганса впервые был описан в 1869 году. Открывателем этих важных образований, расположенных в поджелудочной железе (преимущественно в хвостовой её части), стал молодой студент - Пауль Лангерганс. Именно он впервые рассмотрел в микроскоп скопление клеток, которые по своему морфологическому строению отличались от прочих тканей поджелудочной железы.

В дальнейшем было установлено, что островки Лангерганса выполняют эндокринную функцию. Данное открытие совершила К. П. Улезко-Строганова. В 1889 году впервые была установлена связь между поражением островков Лангерганса и развитием сахарного диабета.

Каким может быть островок Лангерганса?

В настоящее время данная структура уже изучена достаточно хорошо. Сейчас отлично известно, что это образование имеет разновидности. На данный момент известны следующие из них:

Именно благодаря такому своему разнообразию клетки островков Лангерганса выполняют все те обязанности, которые на них возложены.

Альфа-клетки

Данная разновидность составляет примерно 15-20% от всех имеющихся в наличии островков Лангерганса. Основной задачей альфа-клеток является выработка глюкагона. Данный гормон имеет липидную природу и представляет собой своеобразный антагонист инсулина. Высвобождаясь, глюкагон направляется к печени, где, связавшись со специальными рецепторами, он регулирует выработку глюкозы посредством распада гликогена.

Бета-клетки

Островки Лангерганса данной разновидности являются наиболее распространёнными. Они составляют примерно 65-80% от общего количества. В настоящее время уже установлено, что их основной функцией является выработка одного из самых важных гормонов - инсулина. Данное вещество представляет собой антагонист глюкагона. Оно способствует активизации образования гликогена и запасанию его в клетках печени и мышц. В результате данного процесса происходит уменьшение количества

Дельта-клетки

Островки Лангерганса поджелудочной железы такого типа встречаются не так часто. Их всего 2-10% от общего количества. Сейчас их функциональные особенности хорошо известны. Установлено, что данные клетки синтезируют соматостатин. Функция этого биологически активного вещества заключается в подавлении выработки соматотропного, тиреотропного и соматотропин-рилизинг-гормона. То есть он воздействует непосредственно на гипоталамус, а также переднюю долю гипофиза.

ПП-клетки

Каждый островок Лангерганса такого типа занимается выработкой панкреатического полипептида. До конца его функция не изучена. В настоящее время ему приписывают свойства подавления выработки панкреатического сока. Кроме этого, его воздействие способствует расслаблению гладкой мускулатуры желчного пузыря. В последние годы достаточно активно изучается зависимость уровня выработки данного вещества от формирования злокачественных новообразований. В результате установлено, что при их развитии уровень панкреатического полипептида повышается. Так что это биологически активное вещество можно считать неплохим маркером злокачественных новообразований поджелудочной железы.

Эпсилон-клетки

Такие островки Лангерганса являются наиболее редкими. От общего количества их число составляет менее 1%. Основной задачей таких клеток является выработка гормона под названием грелин. Данное активное вещество обладает большим количеством функций, однако наиболее изучено его регулирующее воздействие на аппетит.

О патологии островков Лангерганса

Поражение этих важнейших структур оказывает на организм весьма серьёзное негативное воздействие. В том случае, если вырабатываются антитела к островкам Лангерганса, количество последних прогрессивно снижается. Поражение более 90% клеток снижает производство инсулина до критически низкого уровня. Результатом становится развитие такого опасного заболевания, как сахарный диабет. Антитела к клеткам островков Лангерганса чаще появляются у относительно молодых пациентов.

Серьёзный урон популяции этих гормонпродуциирующих клеток способен нанести воспалительный процесс в поджелудочной железе - панкреатит.

Как сохранить островковые клетки?

Для этого придётся позаботиться обо всей поджелудочной железе в целом. В первую очередь необходимо отказаться от излишеств в алкогольных напитках. Дело в том, что именно они среди всех пищевых продуктов оказывает на поджелудочную железу наиболее негативное воздействие. В случае длительного употребления алкогольных напитков у человека возникает и прогрессирует панкреатит, который со временем способен привести к значительному поражению островковых клеток.

Помимо спиртных напитков достаточно негативное воздействие на поджелудочную железу оказывает большое количество пищи, богатой животными жирами. При этом положение дел будет усугубляться в том случае, если до застолья пациент длительное время ничего не ел.

В том случае, если в ткани поджелудочной железы уже имеется хронический воспалительный процесс, необходимо обязательно обратиться к специалисту - терапевту или же гастроэнтерологу. Врачи данных специальностей назначат рациональный курс лечения, который сможет значительно затормозить развитие патологических изменений. В дальнейшем ежегодно придётся проходить ультразвуковое исследование поджелудочной железы, которое выполняется в комплексе с прочими органами Кроме этого, необходимо сдавать на содержание в ней амилазы.

Определить начало развития хронического панкреатита, помимо лабораторных и инструментальных исследований, поможет и клиника. Основным симптомом данного заболевания является возникновение При этом данная болезненность обладает опоясывающим характером и возникает чаще после приёма большого количества пищи, богатой животными жирами. Кроме этого, пациента после еды может беспокоить постоянное ощущение Все эти симптомы достаточно быстро покидают его или же снижают свою выраженность на фоне приёма препаратов, содержащих панкреатин. Среди них наибольшую популярность получили лекарственные средства "Креон", "Мезим" и "Панкреатин". При возникновении воспалительного процесса в ткани поджелудочной железы лучше и вовсе отказаться от употребления алкоголя. Дело в том, что даже небольшое его количество способно усугубить патологический процесс, тем самым значительно навредив этому органу.

Островки лангерганса поджелудочной железы подразумевают под собой полигормональные эндокринные клетки, вырабатывающие гормоны.

Также они получили название панкреатических островков. Что касается размеров, они варьируются от 0,1 до 0,2 мм. Количество островков у взрослых людей может достигать больше 200 000 штук.

Названы они в честь Пауля Лангерганса. Впервые целые группы клеточных скоплений были обнаружены в середине 19 столетия.

Работают данные клетки на протяжении круглосуточного режима. Продуцируют они в сутки примерно 2 мг инсулина.

Островки поджелудочной железы размещаются в хвостовой части поджелудочной. По весу они не превышают больше 3 процентов от общего объема железы.

Спустя время вес может понижаться. Когда человек достигает 50-летнего возраста, остается лишь 1-2 процента.

В статье будет рассмотрено, из чего состоят клетки поджелудочной железы, их функции и прочие характеристики.

Функциональные особенности

Основным гормоном, который вырабатывается островками Лангерганса, является инсулин. Но нужно заметить, что зоны Лангерганса каждой своей клеточкой продуцируют определенные гормоны.

К примеру, альфа-клетки производят глюкагон, бета – инсулин, а дельта – соматостатин,

PP-клетки — панкреатический полипептид, эпсилон — грелин. Все гормоны оказывают влияние на углеводный обмен, понижают или же повышают уровень глюкозы в крови.

Потому, нужно сказать, что клетки поджелудочной железы выполняют основную функцию, связанную с поддержанием адекватной концентрации депонированных и свободных углеводов в организме.

Кроме этого, вещества, которые производятся железой, оказывают влияние на формирование жировой или же мышечной массы.

Также они отвечают за функциональность некоторых структур головного мозга, связанную с подавлением выработки секрета гипоталамуса и гипофиза.

Из этого стоит сделать вывод, что основные функции островков Лангерганса будут заключаться в поддержке правильного уровня углеводов в организме и контроля над иными органами эндокринной системы.

Они иннервируются блуждающими и симпатическими нервами, которые обильно снабжаются кровотоком.

Устройство островков Лангерганса

Панкреатические островки имеют достаточно сложную структуру в железе. Каждый из них имеет активное полноценное образование и возлагаемые на них функции.

Строение органа обеспечивает обмен между железами и биологически активными веществами ткани паренхимы.

Клетки органов перемешаны друг с другом, т.е. они располагаются в виде мозаики. Островок в зрелом состоянии имеет грамотную организации.

Строение их заключается с дольками, которые окружают соединительную ткань. Внутри них есть кровеносные капилляры.

В центре островков находятся бета-клетки, в вот дельта и альфа – в периферическом отделе. Потому размеры островков Лангерганса имеют прямую связь со своим строением.

Во время взаимодействия клеток органа наблюдается развитие механизма обратной связи. Они влияют на расположенные поблизости структуры также.

Благодаря выработке инсулина, начинает работать функция бета-клеток. Они угнетают альфа-клетки, которые в свою очередь активизируют глюкагон.

Но и альфа оказывают воздействие на дельта-клетки, которые угнетает гормон соматостатин. Как видите, каждый гормон и определенные клетки связаны друг с другом.

Если же наблюдается сбой в работе иммунной системы, то могут возникать особые тела в организме, которые нарушают работу бета-клеток.

Когда наблюдается разрушение, у человека развивается патология под названием сахарный диабет.

Заболевания клеток островков Лангерганса

Клеточная система островков Лангерганса в железе может подвергаться разрушению.

Это происходит при протекании следующих патологических процессов: аутоиммунных реакций, онкологии, панкреонекрозе, острой форме экзотоксикозах, эндотоксикозах, системных заболеваниях.

Также подвержены заболеванию люди пожилого возраста. Недуги протекают при наличии серьезного разрастания разрушений.

Это происходит при подверженности клеток опухолевидным явлениям. Сами же новообразования являются гормонопродуцирующими, а потому сопровождаются признаками сбоя гиперфункции органа поджелудочной железы.

Есть несколько видов патологий, связанных с деструкцией железы. Критической норма является, если потеря составляет более 80 процентов участков островков Лангерганса.

При деструкции поджелудочной выработка инсулина нарушена, а потому гормона недостаточно, чтобы переработать поступивший в организм сахар.

В виду данного сбоя и наблюдается развитие диабета. Стоит отметить, что под сахарным диабетом первой и второй степени необходимо понимать две разные патологии.

Во втором случае рост уровня сахара будет иметь связь с тем фактом, что клетки не восприимчивы к инсулину. Что же касается функционирования зон Лангерганса, то они работают в прежнем режиме.

Разрушение структур, которые являются гормонообразующими, провоцируют развитие сахарного диабета. Подобное явление характеризуется рядом признаков сбоя.

К ним стоит отнести появление сухости во рту, постоянной жаждой. При этом могут быть приступы тошноты или же повышенная нервная возбудимость.

Человек может столкнуться с бессонницей и резким сбросом веса тела, несмотря на то, что питается усиленно.

Если же в организме повышается уровень сахара, не исключено, что во рту появиться неприятный ацетоновый запах. Возможно, нарушение сознания и гипергликемическое состояние комы.

Из вышеуказанной информации стоит сделать вывод, что клетки поджелудочной железы способны выработать ряд нужных организму гормонов.

Без них будет нарушена полноценная жизнедеятельность организма. Осуществляют данные гормоны углеводный обмен и ряд анаболических процессов.

Деструкция зон приведет к развитию осложнений, связанной с необходимостью проведения гормональной терапии в последующем.

Чтобы избежать необходимости развития подобных событий, рекомендуется придерживаться особых рекомендаций специалистов.

В основном они сводятся к тому, что не стоит в больших дозах потреблять спиртные напитки, важно своевременно лечить инфекционные патологии и аутоиммунные сбои в организме, посещать доктора при первых признаках болезни, связанной с поражением поджелудочной железы, да и иных органов, входящих в ЖКТ.

Медицинский курс лечения

Еще недавно лечился сахарный диабет исключительно введением инъекций инсулина на постоянной основе.

На сегодняшний день поставку данного гормона можно произвести, используя специальные инсулиновые помпы и прочие устройства.

Это действительно очень удобно, ведь пациенту не нужно сталкиваться с регулярным инвазивным вмешательством.

Кроме этого, активным образом развиваются способы, связанные с пересадкой человеку железы или же гормонопродуцирующих участков.

Преимущества процедур пересадки

Основная альтернатива замены тканей железы – это трансплантация аппарата островков Лангерганса.

В подобном случае устанавливать искусственный орган будет не нужно. Пересадка поможет людям, страдающим от сахарного диабета, в целях восстановления структуры бета-клеток.

Операция по пересадке панкреатической железы будет проведена в неполном объеме.

В соответствии с клиническими анализами было доказано, что больные сахарным диабетом на первой стадии патологии с пересаженными островными клетками смогли восстановить полную регуляцию уровня углеводов.

Дабы остановить отторжение донорских тканей, потребуется провести мощную иммуносупрессивную терапию.

Чтобы восстановить данные участки сегодня применяют стволовые клетки. Обусловлено это решение тем, что донорских клеток на всех больных набрать невозможно.

Ввиду ограниченности ресурсов данная альтернатива пользуется актуальностью сегодня.

Организм нуждается в восстановлении восприимчивости иммунитета. Если не добиться подобной задачи, то пересаженные участки паренхимы не смогут прижиться в организме.

Они будут отторгаться, да и могут вовсе пройти через процесс разрушения. В виду этого медики разрабатывают инновационные способы в лечении патологии.

Одной из них стала регенерационная терапия, предлагающая новые методики в областях терапевтических курсов.

В перспективе рассматривается способ трансплантации человеку поджелудочной свиньи. Такая процедура в кругу медиков получила название ксенотрансплантация.

На самом деле это не новость, когда ткани железы свиньи используются в лечении сахарного диабета.

Экстракты паренхимы были задействованы в терапии еще до того момента, как медики открыли инсулин.

Все дело в том, что свиная и человеческая поджелудочные имеют много похожих характеристик. Единственное, что их отличает – это одна аминокислота.

Сегодня ученые все еще разрабатывают способы лечения патологии. В виду того, что сахарный диабет является следствием нарушения структуры островков Лангерганса, изучение патологии имеет большие перспективы на будущее.

Скорее всего, в будущем будут найдены не менее эффективные способы лечения заболевания, нежели указано выше.

Профилактические цели

Чтобы не заболеть диабетом, стоит придерживаться особых рекомендаций от ведущих специалистов.

Это поможет не только избежать данной патологии, но и многих иных проблем со здоровьем.

Рассмотреть можно пешие прогулки, плавание в бассейне, катание на велосипеде, занятия в спортивных группах с единомышленниками.

Конечно же, нужно отказаться от чрезмерного употребления спиртных напитков, забыть о курении.

А если случилось так, что недуг все же настиг, можно жить интересно и качественно, даже с таким неутешительным диагнозом. Никогда нельзя падать духом, давая болезням взять вверх над собой!

Полезное видео

Поджелудочная железа — вторая по величине железа , ее масса 60-100 г, длина 15-22 см.

Эндокринная активность поджелудочной железы осуществляется островками Лангерганса, которые состоят из разного типа клеток. Примерно 60% островкового аппарата поджелудочной железы составляют β-клетки. Они продуцируют гормон инсулин , который влияет на все виды обмена веществ, но прежде всего снижает уровень глюкозы в .

Таблица. Гормоны поджелудочной железы

Инсулин (полипептид) — это первый белок, полученный синтетически вне организма в 1921 г. Бейлисом и Банти.

Инсулин резко повышает проницаемость мембраны мышечных и жировых клеток для глюкозы. Вследствие этого скорость перехода глюкозы внутрь этих клеток увеличивается примерно в 20 раз по сравнению с переходом глюкозы в клетки в отсутствие инсулина. В мышечных клетках инсулин способствует синтезу гликогена из глюкозы, а в жировых клетках — жира. Под влиянием инсулина возрастает проницаемость и для аминокислот, из которых в клетках синтезируются белки.

Рис. Основные гормоны, влияющие на уровень глюкозы крови

Второй гормон поджелудочной железы глюкагон — выделяется а-клетками островков (примерно 20%). Глюкагон по химической природе полипептид, а по физиологическому воздействию антагонист инсулина. Глюкагон усиливает распад гликогена в печени и повышает уровень глюкозы в плазме крови. Глюкагон способствует мобилизации жира из жировых депо. Подобно глюкагону действует ряд гормонов: СТГ, глюкокортиконды, адреналин, тироксин.

Таблица. Основные эффекты инсулина и глюкагона

Вид обмена	Инсулин	Глюкагон
Углеводный	Повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы и ее утилизацию (гликолиз) Стимулирует синтез гликогена Угнетает глюконеогенез Снижает уровень глюкозы крови	Стимулирует гликогенолиз и глюконеогенез Оказывает контринсулярное действие Повышает уровень глюкозы крови
Белковый	Стимулирует анаболизм	Стимулирует катаболизм
	Угнетает липолиз Уменьшается количество кетоновых тел в крови	Стимулирует липолиз Повышается количество кетоновых тел в крови

Третий гормон поджелудочной железы - соматостатин выделяется 5-клетками (примерно 1-2%). Соматостатин подавляет освобождение глюкагона и всасывание глюкозы в кишечнике.

Гипер- и гипофункция поджелудочной железы

При гипофункции поджелудочной железы возникает сахарный диабет. Он характеризуется целым рядом симптомов, возникновение которых связано с увеличением сахара в крови - гипергликемией. Повышенное содержание глюкозы в крови, а следовательно, и в клубочковом фильтрате приводит к тому, что эпителий почечных канальцев не реабсорбирует глюкозу полностью, поэтому она выделяется с мочой (глюкозурия). Возникает потеря сахара с мочой — сахарное мочеиспускание.

Количество мочи увеличено (полиурия) от 3 до 12, а в редких случаях до 25 л. Это связано с тем, что нереабсорбированная глюкоза повышает осмотическое давление мочи, которое удерживает в ней воду. Вода недостаточно всасывается канальцами, и количество выделяемой почками мочи оказывается увеличенным. Обезвоживание организма вызывает у больных диабетом сильную жажду, что приводит к обильному приему воды (около 10 л). В связи с выведением глюкозы с мочой резко увеличивается расходование белков и жиров в качестве веществ, обеспечивающих энергетический обмен организма.

Ослабление окисления глюкозы приводит к нарушению обмена жиров. Образуются продукты неполного окисления жиров — кетоновые тела, что приводит к сдвигу крови в кислую сторону — ацидозу. Накопление кетоновых тел и ацидоз могут вызвать тяжелое, угрожающее смертью состояние - диабетическую кому , которая протекает с потерей сознания, нарушением дыхания и кровообращения.

Гиперфункция поджелудочной железы — очень редкое заболевание. Избыточное содержание инсулина в крови вызывает резкое снижение сахара в ней - гипогликемию , что может привести к потере сознания - гипогликемическая кома. Это объясняется тем, что ЦНС очень чувствительна к недостатку глюкозы. Введение глюкозы снимает все эти явления.

Регуляция функции поджелудочной железы. Выработка инсулина регулируется механизмом отрицательной обратной связи в зависимости от концентрации глюкозы в плазме крови. Повышенное содержание глюкозы в крови способствует увеличению выработки инсулина; в условиях гипогликемии образование инсулина, наоборот, тормозится. Продукция инсулина может возрастать при стимуляции блуждающего нерва.

Эндокринная функция поджелудочной железы

Поджелудочная железа (масса у взрослого человека 70- 80 г) имеет смешанную функцию. Ацинозная ткань железы вырабатывает пищеварительный сок, который выводится в просвет двенадцатиперстной кишки. Эндокринную функцию в поджелудочной железе выполняют скопления (от 0,5 до 2 млн) клеток эпителиального происхождения, получившие название островков Лангерганса (Пирогова — Лангерганса) и составляющие 1-2% от ее массы.

Паракринная регуляция клеток островков Лангерганса

В островках имеются несколько видов эндокринных клеток:

• а-клетки (около 20%), образующие глюкагон;
• β-клетки (65-80%), синтезирующие инсулин;
• δ-клетки (2-8%), синтезирующие соматостатин;
• РР-клетки (менее 1%), продуцирующие панкреатический полипептид.

У детей младшего возраста имеются G-клетки, вырабатывающие гастрины. Основными гормонами поджелудочной железы, регулирующими обменные процессы, являются инсулин и глюкагон.

Инсулин — полипептид, состоящий из 2 цепей (А-цепь состоит из 21 аминокислотного остатка и В-цепь — из 30 аминокислотных остатков), связанных между собой дисульфидными мостиками. Инсулин транспортируется кровью преимущественно в свободном состоянии и его содержание составляет 16-160 мкЕД/мл (0,25-2,5 нг/мл). За сутки (3-клетки взрослого здорового человека продуцируют 35-50 Ед инсулина (примерно 0,6-1,2 Ед/кг массы тела).

Таблица. Механизмы транспорта глюкозы в клетку

Тип ткани	Механизм
Инсулинзависимые	Для транспорта глюкозы в мембране клетки необходим белок-переносчик ГЛЮТ-4 Под влиянием инсулина данный белок перемещается из цитоплазмы в плазматическую мембрану и глюкоза поступает в клетку путем облегченной диффузии Стимуляция инсулином приводит к увеличению скорости поступления глюкозы внутрь клетки в 20 40 раз наибольшей степени от инсулина зависит транспорт глюкозы в мышечной и жировой тканях
Инсулинонезависимые	В мембране клетки расположены различные белки- переносчики глюкозы (ГЛЮТ-1, 2, 3, 5, 7), которые встраиваются в мембрану независимо от инсулина С помощью этих белков путем облегченной диффузии глюкоза транспортируется в клетку по градиенту концентрации К инсулинонезависимым тканям относятся: мозг, эпителий ЖКТ, эндотелии, эритроциты, хрусталик, р-клетки островков Лангерганса, мозговое вещество почек, семенные везикулы

Секреция инсулина

Секреция инсулина подразделяется на базальную, имеющую выраженный , и стимулированную пищей.

Базальная секреция обеспечивает оптимальный уровень глюкозы в крови и анаболических процессов в организме во время сна и в интервалах между приемом пищи. Она составляет около 1 ЕД/ч и на нее приходится 30-50% суточной секреции инсулина. Базальная секреция существенно снижается при длительной физической нагрузке или голодании.

Секреция, стимулированная пищей, — это усиление базальной секреции инсулина, вызванное приемом пищи. Ее объем составляет 50-70% от суточной. Эта секреция обеспечивает поддержание уровня глюкозы в крови в условиях се дополнительного поступления из кишечника, дает возможность се эффективного поглощения и утилизации клетками. Выраженность секреции зависит от времени суток, имеет двухфазный характер. Количество секретируемого в кровь инсулина примерно соответствует количеству принятых углеводов и составляет на каждые 10-12 г углеводов 1-2,5 Ед инсулина (утром 2-2,5 Ед, в обед — 1-1,5 Ед, вечером — около 1 Ед). Одной из причин такой зависимости секреции инсулина от времени суток является высокий уровень в крови контринсулярных гормонов (прежде всего кортизола) утром и его снижение к вечеру.

Рис. Механизм секреции инсулина

Первая (острая) фаза стимулированной секреции инсулина длится недолго и связана с экзоцитозом β-клетками гормона, уже накопленного в период между приемами пищи. Она обусловлена стимулирующим влиянием на β-клетки не столько глюкозы, сколько гормонов желудочно-кишечного тракта — гастрина, энтероглюкагона, глицентина, глюкагонподобного пептида 1, секретируемых в кровь во время приема пищи и пищеварения. Вторая фаза секреции инсулина обусловлена стимулирующим секрецию инсулина действием на р-клетки уже самой глюкозой, уровень которой в крови повышается в результате ее всасывания. Это действие и повышенная секреция инсулина продолжаются до тех пор, пока уровень глюкозы не достигнет нормального для данного человека, т.е. 3,33- 5,55 ммоль/л в венозной крови и 4,44 — 6,67 ммоль/л в капиллярной крови.

Инсулин действует на клетки-мишени, стимулируя 1-TMS-мембранные рецепторы, обладающие тирозинкиназной активностью. Основными клетками-мишенями инсулина являются гепатоциты печени, миоциты скелетной мускулатуры, адипоциты жировой ткани. Один из его важнейших эффектов — снижение уровня глюкозы в крови, инсулин реализует через усиление поглощения глюкозы из крови клетками-мишенями. Это достигается за счет активации работы в них трансмебранных переносчиков глюкозы (GLUT4), встраиваемых в плазматическую мембрану клеток-мишеней, и повышения скорости переноса глюкозы из крови в клетки.

Метаболизируется инсулин на 80% в печени, остальная часть в почках и в незначительном количестве в мышечных и жировых клетках. Период его полувыведения из крови — около 4 мин.

Основные эффекты инсулина

Инсулин является анаболическим гормоном и оказывает ряд эффектов на клетки-мишени различных тканей. Уже упоминалось, что один из основных его эффектов — понижение в крови уровня глюкозы реализуется за счет усиления ее поглощения клетками-мишенями, ускорения в них процессов гликолиза и окисления углеводов. Понижению уровня глюкозы способствует стимулирование инсулином синтеза гликогена в печени и в мышцах, подавление глюконеогенеза и гликогенолиза в печени. Инсулин стимулирует поглощение клетками-мишенями аминокислот, уменьшает катаболизм и стимулирует синтез белка в клетках. Он стимулирует также превращение в жиры глюкозы, накопление в адипоцитах жировой ткани триацилглицеролов и подавляет в них липолиз. Таким образом, инсулин оказывает общее анаболическое действие, усиливая в клетках-мишенях синтез углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот.

Инсулин оказывает на клетки и ряд других эффектов, которые в зависимости от скорости проявления делят на три группы. Быстрые эффекты реализуются через секунды после связывания гормона с рецептором, например поглощение глюкозы, аминокислот, калия клетками. Медленные эффекты развертываются через минуты от начала действия гормона — ингибирование активности ферментов катаболизма белков, активация синтеза белков. Отсроченные эффекты инсулина начинаются через часы после его связывания с рецепторами — транскрипция ДНК, трансляция мРНК, ускорение роста и размножения клеток.

Рис. Механизм действия инсулина

Основным регулятором базальной секреции инсулина является глюкоза. Повышение ее содержания в крови до уровня выше 4,5 ммоль/л сопровождается увеличением секреции инсулина по следующему механизму.

Глюкоза → облегченная диффузия с участием белка-транспортера GLUT2 в β-клетку → гликолиз и накопление АТФ → закрытие чувствительных к АТФ калиевых каналов → задержка выхода, накопление ионов К+ в клетке и деполяризация ее мембраны → открытие потенциалзависимых кальциевых каналов и поступление ионов Са 2+ в клетку → накопление ионов Са2+ в цитоплазме → усиление экзоцитоза инсулина. Секрецию инсулина стимулируют тем же способом при повышении уровней в крови галактозы, маннозы, β-кетокислоты, аргинина, лейцина, аланина и лизина.

Рис. Регуляция секреции инсулина

Гиперкалиемия, производные сульфонилмочевины (лекарственные средства для лечения сахарного диабета типа 2), блокируя калиевые каналы плазматической мембраны β-клеток, повышают их секреторную активность. Повышают секрецию инсулина: гастрин, секретин, энтероглюкагон, глицентин, глюкагонподобный пептид 1, кортизол, гормон роста, АКТГ. Увеличение секреции инсулина ацетилхолином наблюдается при активации парасимпатического отдела АНС.

Торможение секреции инсулина наблюдается при гипогликемии, под действием соматостатина, глюкагона. Тормозным действием обладают катехоламины, высвобождаемые при повышении активности СНС.

Глюкагон - пептид (29 аминокислотных остатков), образуемый а-клетками островкового аппарата поджелудочной железы. Транспортируется кровью в свободном состоянии, где его содержание составляет 40-150 пг/мл. Оказывает свои эффекты на клетки-мишени, стимулируя 7-ТМS-рецепторы и повышая в них уровень цАМФ. Период полураспада гормона — 5-10 мин.

Контринсулярное действие глюкогона:

• Стимулирует β-клетки островков Лангерганса, увеличивая секрецию инсулина
• Активирует инсулиназу печени
• Оказывает антагонистические эффекты на метаболизм

Схема функциональной системы, поддерживающей оптимальный для метаболизма уровень глюкозы крови

Основные эффекты глюкагона в организме

Глюкагон является катаболическим гормоном и антагонистом инсулина. В противоположность инсулину он повышает содержание глюкозы в крови за счет усиления гликогенолиза, подавления гликолиза и стимуляции глюконеогенеза в гепатоцитах печени. Глюкагон активирует липолиз, вызывает усиленное поступление жирных кислот из цитоплазмы в митохондрии для их β-окисления и образования кетоновых тел. Глюкагон стимулирует катаболизм белков в тканях и увеличивает синтез мочевины.

Секреция глюкагона усиливается при гипогликемии, снижении уровня аминокислот, гастрином, холецистокинином, кортизолом, гормоном роста. Усиление секреции наблюдается при повышении активности и стимуляции катехоламинами β-АР. Это имеет место при физической нагрузке, голодании.

Секреция глюкагона угнетается при гипергликемии, избытке жирных кислот и кетоновых тел в крови, а также под действием инсулина, соматостатина и секретина.

Нарушения эндокринной функции поджелудочной железы могут проявляться в виде недостаточной или избыточной секреции гормонов и приводить к резким нарушениям гомеостаза глюкозы — развитию гипер- или гипогликемии.

Гипергликемия - это повышение содержания глюкозы в крови. Она может быть острой и хронической.

Острая гипергликемия чаще всего является физиологической, так как обусловлена обычно поступлением глюкозы в кровь после еды. Ее продолжительность обычно не превышает 1-2 ч вследствие того, что гипергликемия подавляет выделение глюкагона и стимулирует секрецию инсулина. При увеличении содержания глюкозы в крови выше 10 ммоль/л, она начинает выводиться с мочой. Глюкоза является осмотически активным веществом, и ее избыток сопровождается повышением осмотического давления крови, что может привести к обезвоживанию клеток, развитию осмотического диуреза и потере электролитов.

Хроническая гипергликемия, при которой повышенный уровень глюкозы в крови сохраняется часы, сутки, недели и более, может вызывать повреждение многих тканей (в особенности кровеносных сосудов) и поэтому рассматривается как предпатологическое и (или) патологическое состояние. Она является характерным признаком целой группы заболеваний обмена веществ и нарушения функций эндокринных желез.

Одним из наиболее распространенных и тяжелых среди них является сахарный диабет (СД), которым страдают 5-6% населения. В экономически развитых странах число больных СД каждые 10-15 лет удваивается. Если СД развивается вследствие нарушения секреции инсулина β-клетками, то его называют сахарным диабетом 1-го типа — СД-1. Заболевание может развиться также и при понижении эффективности действия инсулина на клетки-мишени у людей старшего возраста, и его называют сахарный диабет 2-го типа- СД-2. При этом снижается чувствительность клеток-мишеней к действию инсулина, которая может сочетаться с нарушением секреторной функции р-клеток (выпадение 1-й фазы пищевой секреции).

Общим признаком СД-1 и СД-2 являются гипергликемия (повышение уровня глюкозы в венозной крови натощак выше 5,55 ммоль/л). Когда уровень глюкозы в крови повышается до 10 ммоль/л и более, глюкоза появляется в моче. Она повышает осмотическое давление и объем конечной мочи и это сопровождается полиурией (увеличением частоты и объема выделяемой мочи до 4-6 л/сут). У больного развивается жажда и повышенное потребление жидкостей (полидипсия) вследствие повышения осмотического давления крови и мочи. Гипергликемия (особенно при СД-1) часто сопровождается накоплением продуктов неполного окисления жирных кислот — оксимасляной и ацетоуксусной кислот (кетоновых тел), что проявляется появлением характерного запаха выдыхаемого воздуха и (или) мочи, развитием ацидоза. В тяжелых случаях это может стать причиной нарушения функции ЦНС — развития диабетической комы, сопровождаемой потерей сознания и гибелью организма.

Избыточное содержание инсулина (например, при заместительной инсулинотерапии или стимуляции его секреции препаратами сульфанилмочевины) ведет к гипогликемии. Ее опасность состоит в том, что глюкоза служит основным энергетическим субстратом для клеток мозга и при понижении ее концентрации или отсутствии нарушается работа мозга из-за нарушения функции, повреждения и (или) гибели нейронов. Если пониженный уровень глюкозы сохраняется достаточно долго, то может наступить смерть. Поэтому гипогликемия при снижении содержания глюкозы в крови менее 2,2-2,8 ммоль/л) рассматривается как состояние, при котором врач любой специальности должен оказать больному первую медицинскую помощь.

Гипогликемию принято делить на реактивную, возникающую после еды и натощак. Причиной реактивной гипогликемии является повышенная секреция инсулина после приема пищи при наследственном нарушении толерантности к сахарам (фруктозе или галактозе) или изменении чувствительности к аминокислоте лейцин, а также у больных с инсулиномой (опухолью β-клеток). Причинами гипогликемии натощак могут быть — недостаточность процессов гликогенолиза и (или) глюконеогенеза в печени и почках (например, при дефиците контринсулярных гормонов: глюкагона, катехоламинов, кортизола), избыточная утилизация глюкозы тканями, передозировка инсулина и др.

Гипогликемия проявляется двумя группами признаков. Состояние гипогликемии является для организма стрессом, в ответ на развитие которого повышается активность симпатоадреналовой системы, в крови возрастает уровень катехоламинов, которые вызывают тахикардию, мидриаз, дрожь, холодный пот, тошноту, ощущение сильного голода. Физиологическая значимость активации гипогликемией симпатоадреналовой системы заключается во включении в действие нейроэндокринных механизмов катехоламинов для быстрой мобилизации глюкозы в кровь и нормализации ее уровня. Вторая группа признаков гипогликемии связана с нарушением функции ЦНС. Они проявляются у человека снижением внимания, развитием головной боли, чувства страха, дезориентацией, нарушением сознания, судорогами, преходящими параличами, комой. Их развитие обусловлено резким недостатком энергетических субстратов в нейронах, которые не могут получать в достаточном количестве АТФ при недостатке глюкозы. Нейроны не располагают механизмами депонирования глюкозы в виде гликогена, подобно гепатоцитам или миоцитам.

Врач (в том числе стоматолог) должен быть готов к таким ситуациям и уметь оказать первую медицинскую помощь больным СД в случае гипогликемии. Прежде чем приступить к лечению зубов, необходимо выяснить, какими заболеваниями страдает пациент. При наличии у него СД надо расспросить пациента об его диете, используемых дозах инсулина и обычной физической нагрузке. Следует помнить, что стресс, испытываемый во время лечебной процедуры, является дополнительным риском развития гипогликемии у больного. Таким образом, врач-стоматолог должен иметь наготове сахар в любом виде — пакетики сахара, конфеты, сладкий сок или чай. При появлении у больного признаков гипогликемии, нужно немедленно прекратить лечебную процедуру и если больной в сознании, то дать ему сахар в любой форме через рот. Если состояние пациента ухудшается, следует незамедлительно принять меры для оказания эффективной врачебной помощи.