Поджелудочная железа
Ферменты для переваривания и регуляция сахара в крови (инсулин).
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.
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.
Средняя, самая длинная часть, идущая поперёк живота позади желудка. Здесь проходят крупные сосуды, снабжающие железу кровью, и основной выводной проток.
Узкий конец, уходящий влево, в сторону селезёнки. В хвосте сосредоточено особенно много гормональных клеток — тех, что вырабатывают инсулин и глюкагон.
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».
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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:
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.
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.
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.
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.