Пищеварительная система

Поджелудочная железа

Ферменты для переваривания и регуляция сахара в крови (инсулин).

Поджелудочная железа — экзокринная ткань с протоком и островки Лангерганса

Что такое поджелудочная железа

Поджелудочная железа — крупная железа, спрятанная глубоко в брюшной полости, позади желудка. Её редко вспоминают, хотя она выполняет сразу две совершенно разные работы: пищеварительную и гормональную. Это как если бы одна фабрика за одним фасадом выпускала и моющие средства, и лекарства — и то и другое по отдельной технологии.

Размеры железы скромны: длина — около 15–20 сантиметров, толщина — 2–3 сантиметра, масса — 70–100 граммов. По форме она напоминает вытянутый лист или язык. Название «поджелудочная» точнее всего описывает её положение: она лежит буквально под желудком, прижатая к задней стенке живота. Положение её настолько глубокое, что прощупать железу через живот невозможно — именно поэтому её болезни долго остаются незамеченными.

Железа лежит поперёк тела: её широкая часть охватывается петлёй тонкого кишечника, а тонкий конец уходит влево, к селезёнке. Как и большинство внутренних органов, железа «закреплена» за брюшиной — тонкой оболочкой, выстилающей изнутри живот, — но не свободно, а плотно прижата к задней стенке. Такое положение называют забрюшинным.

Строение: головка, тело, хвост

Поджелудочную железу делят на три части — от правого конца к левому. Важно помнить про ориентацию: если мы смотрим на человека спереди, то правая сторона тела оказывается слева от нас. Поэтому широкий конец железы, лежащий справа у человека, при взгляде спереди будет на левой стороне картинки.

Головка

Самая широкая часть, расположенная справа. Она буквально «сидит» внутри петли двенадцатиперстной кишки — первого отдела тонкого кишечника. Через головку проходят важные протоки, и именно поэтому опухоли или воспаления этой области особенно опасны: они легко перекрывают отток жёлчи.

Тело

Средняя, самая длинная часть, идущая поперёк живота позади желудка. Здесь проходят крупные сосуды, снабжающие железу кровью, и основной выводной проток.

Хвост

Узкий конец, уходящий влево, в сторону селезёнки. В хвосте сосредоточено особенно много гормональных клеток — тех, что вырабатывают инсулин и глюкагон.

Крючковатый отросток

Небольшой выступ у нижнего края головки, огибающий сосуды. Он не отдельная часть, а вырост головки, но важен как ориентир для врачей при операциях, потому что рядом проходят крупные вены.

Две железы в одной

Главная особенность поджелудочной железы — она одновременно является железой внешней и внутренней секреции. Это редкий случай, когда один орган обслуживает и пищеварение, и обмен веществ.

  • Экзокринная часть (от лат. «внешний») — это примерно 98% объёма железы. Она вырабатывает поджелудочный сок и выделяет его наружу — по протокам в кишечник. Экзокринная, то есть «работающая на экспорт».
  • Эндокринная часть (от лат. «внутренний») — всего 1–2% объёма, но невероятно важные. Это скопления клеток — островки Лангерганса (названные по имени немецкого анатома Пауля Лангерганса). Они выделяют гормоны внутрь — прямо в кровь, а не в протоки. Эндокринная, то есть «работающая внутрь».
🧪
Почему железа не переваривает саму себя. Экзокринная часть железы производит ферменты, способные расщеплять белки, жиры и углеводы — то есть вещества, из которых построена и сама железа. Логично спросить: почему она не разрушает себя? Потому что ферменты хранятся и выделяются в неактивной форме — как «взведённые, но заблокированные» устройства. Например, белок-расщепляющий фермент выделяется в виде трипсиногена — неопасного предшественника. Активируется он только тогда, когда достигнет кишечника, где специальный фермент кишечной стенки превращает его в активный рабочий трипсин. Трипсин, в свою очередь, «включает» и остальные ферменты. Такая поэтапная активация — надёжная защита: пока ферменты внутри железы, они безвредны. Если эта защита ломается, ферменты активируются не там, где надо, — и начинается тяжёлое воспаление, острый панкреатит.

Поджелудочный сок

Экзокринная часть железы производит поджелудочный сок — в сутки его образуется около 1,5–2 литра. По составу это две группы компонентов.

  • Щелочная основа (бикарбонат). Железа выделяет раствор бикарбоната — вещества, нейтрализующего кислоту. Поджелудочный сок имеет щелочную реакцию — pH около 7,5–8,8 (для сравнения: в желудке — 1,5–3,5). Зачем это нужно? Кислый химус из желудка, попадая в кишечник, должен быть срочно нейтрализован — иначе кишечные ферменты работать не смогут. Поджелудочный сок с бикарбонатом гасит эту кислоту и создаёт щелочную среду, необходимую для пищеварения.
  • Пищеварительные ферменты. Целый «инструментарий»: амилаза (расщепляет крахмал и другие углеводы), липаза (расщепляет жиры), а также несколько протеаз — ферментов, расщепляющих белки: трипсин, химотрипсин и карбоксипептидаза. Именно поджелудочные ферменты выполняют львиную долю химического переваривания.

Все протеазы (ферменты, расщепляющие белки) железа выделяет в неактивном виде — зимогенами (от греч. «закваска, дрожжи» — так называют «неразбуженные» предшественники ферментов). Амилаза и липаза — исключение: они не нуждаются в активации и опасны меньше, поэтому выделяются готовыми. Подробнее о том, как работают ферменты, — в статье Ферменты и химия пищеварения.

Клетки поджелудочной железы

В железе работают разные типы клеток, каждая со своей задачей.

  • Ацинарные клетки — «заводы» по производству ферментов. Они занимают основную массу железы и собраны в гроздевидные скопления — ацинусы (от лат. «ягода, гроздь»). Именно ацинусы вырабатывают пищеварительные ферменты.
  • Клетки протоков — выстилают каналы, по которым сок уходит, и добавляют в него бикарбонат и воду. Благодаря им сок становится жидким и щелочным.
  • Эндокринные клетки островков Лангерганса — одна клетка в окружении тысяч ацинусов. Островки, как острова в море экзокринной ткани (отсюда и название), выделяют гормоны в кровь.

Островки Лангерганса и гормоны

В каждом островке работают несколько типов клеток, и вместе они управляют уровнем сахара в крови — а значит, энергетическим балансом всего организма.

Бета-клетки — инсулин

Самые известные. Вырабатывают инсулин — гормон, который снижает уровень сахара в крови. Он работает как «ключик»: помогает глюкозе (простому сахару) войти из крови в клетки, где она используется как топливо, а избыток запасается. Без инсулина глюкоза остаётся в крови, не попадая в клетки, — и это и есть суть диабета.

Альфа-клетки — глюкагон

Действуют наоборот. Вырабатывают глюкагон — гормон, который повышает уровень сахара в крови, когда он упал: например, между приёмами пищи или при нагрузке. Глюкагон заставляет печень разобрать свои запасы и выпустить глюкозу. Так инсулин и глюкагон работают как две педали — вниз и вверх, удерживая сахар в нужном диапазоне.

Дельта-клетки — соматостатин

Вырабатывают соматостатин, который служит «тормозом»: он приглушает выделение и инсулина, и глюкагона, и работу самой железы. Это нужно, чтобы процессы не выходили из-под контроля.

PP-клетки

Вырабатывают панкреатический полипептид, участвующий в регуляции работы самой железы и пищеварения. Его роль менее известна науке, но он тоже часть этой системы.

Как это регулируется

Железа не работает «вхолостую» — она включается именно тогда, когда в пищеварении есть нужда. Управляют ей гормоны, которые выделяет кишечник.

Секретин — «запрос на щёлочь»

Когда кислый химус из желудка попадает в двенадцатиперстную кишку, её клетки выделяют гормон секретин. Он даёт железе «запрос»: нужно больше щелочного сока с бикарбонатом, чтобы погасить кислоту. Чем больше пришло кислоты, тем сильнее ответ.

Холецистокинин — «запрос на ферменты»

Когда в кишку попадает жирная и белковая пища, выделяется гормон холецистокинин (ХЦК). Он заставляет железу выделить богатый ферментами сок, а заодно — сократиться жёлчному пузырю, чтобы жёлчь помогла переваривать жир. Жирная еда запускает обе системы сразу.

Кроме гормонов, работу железы корректирует нервная система: блуждающий нерв усиливает выделение сока ещё до того, как пища попадёт в кишечник, — уже от одного её вида и запаха. Подробнее о гормонах — в статье Гормоны пищеварения.

Протоки и связь с жёлчью

Поджелудочный сок выходит по панкреатическому протоку, который тянется вдоль всей железы. У головки этот проток обычно сливается с общим жёлчным протоком из печени, и вместе они впадают в двенадцатиперстную кишку через общее устье. На выходе стоит мышечный замыкатель (сфинктер), который открывается, пропуская жёлчь и поджелудочный сок, и закрывается, удерживая содержимое кишечника от заброса в протоки.

Такое соседство — не случайность: жёлчь и поджелудочный сок должны попадать в кишечник одновременно. Жёлчь эмульгирует жиры (дробит их на мелкие капли), а липаза поджелудочной железы эти капли расщепляет. Если бы один из компонентов опаздывал, жиры переваривались бы плохо.

Что происходит при нарушениях

Поджелудочная железа — орган, который «молчит» долго, а потом может заболеть тяжело. Основные группы нарушений:

Сахарный диабет

Диабет — состояние, при котором уровень сахара в крови выходит из-под контроля. При диабете 1-го типа собственная иммунная система атакует бета-клетки, и они перестают вырабатывать инсулин — человеку нужен инсулин извне. При диабете 2-го типа инсулин есть, но клетки тела теряют к нему чувствительность (это называют инсулинорезистентностью), поэтому глюкоза не заходит в клетки. Оба типа связаны именно с эндокринной частью железы.

Панкреатит

Острый панкреатит — тяжёлое воспаление, при котором ферменты активируются прямо внутри железы и начинают переваривать её саму. Причинами часто бывают камни в жёлчных путях и злоупотребление алкоголем. Хронический панкреатит развивается годами и постепенно разрушает ткань железы, лишая её способности производить ферменты.

Недостаточность ферментов

Если экзокринная часть повреждена, ферментов не хватает, и жиры перестают нормально перевариваться. Пища усваивается плохо, стул становится жирным и объёмным, человек худеет и слабеет, даже если ест достаточно. Это называют внешнесекреторной недостаточностью. Она может развиваться при хроническом панкреатите, муковисцидозе (наследственном заболевании) и ряде других состояний.

Рак поджелудочной железы

Опухоли железы опасны тем, что долго не дают о себе знать: орган лежит глубоко, а симптомы появляются лишь тогда, когда опухоль мешает работе соседних структур. Часто первым заметным признаком становится желтуха — пожелтение кожи и глаз — из-за сдавления жёлчных протоков, проходящих рядом с головкой железы. Именно поэтому раннюю диагностику считают особенно трудной.

Связи с другими системами

  • Пищеварительная система: поджелудочная железа — центральный поставщик пищеварительных ферментов. Её сок попадает в тонкий кишечник, нейтрализуя кислоту из желудка и завершая расщепление белков, жиров и углеводов. Жёлчь из жёлчного пузыря работает в паре с её липазой. Подробнее — в статье Ферменты и химия пищеварения.
  • Обмен веществ и энергия: инсулин и глюкагон островков управляют уровнем сахара — ключевого «топлива» организма. От их баланса зависит обмен веществ в целом.
  • Кровь: гормоны железы выделяются прямо в кровь, а по сосудам железа получает кислород и строительный материал для ферментов. Кровоток здесь очень интенсивный.
  • Эндокринная регуляция: работа железы подчиняется гормонам кишечника — секретину и холецистокинину. Это пример того, как один орган слушает сигналы другого. Подробнее — в статье Гормоны пищеварения.
  • Нервная система: блуждающий нерв запускает выделение сока ещё до еды, а стресс и волнение влияют на работу железы. Подробнее — в разделе Нервная система.

Поджелудочная железа — орган-«двурукий»: одной рукой она обеспечивает пищеварение, второй — управляет сахаром в крови. Её ферменты расщепляют всё, что мы едим, а её гормоны определяют, как тело распоряжается энергией. Именно поэтому её называют «железой желез»: трудно найти другой орган, который одновременно и переваривает пищу, и регулирует обмен веществ всего организма.