Гормоны поджелудочной железы – биологически активные вещества, которые помогают переваривать жирную пищу.

В этой статье мы рассмотрим, какие гормоны вырабатывает поджелудочная железа.

Назначение поджелудочной железы

Чтобы лучше понять, какие гормоны выделяет поджелудочная железа и их функции, давайте рассмотрим поподробнее ее строение.

Поджелудочная железа содержит эндокринную, экзокринную части, роль каждой по-своему особенна.

Пищеварительный сок вырабатывает экзокринная часть поджелудочной железы. Желудочный сок содержит большое количество молекул, которые помогают переваривать мясные и другие тяжелые продукты.

Выработкой необходимых человеку активных веществ занимается вторая часть железы – эндокринная, она следит за обменом углеводов в организме.

Как не трудно заметить по названию, эндокринная железа названа так потому, что состоит из нескольких эндокринных клеток: их много, они осуществляют функцию производства гормонов.

Существуют несколько основных видов эндокринных клеток:

• альфа-клетки. 20 % от всех клеток поджелудочной железы составляют они. Их основная функция – выработка глюкагона;
• бета-клетки. С возрастом человека бета-клетки постепенно исчезают, их функция – вырабатывать инсулин, амилин. Количество – 80 %;
• дельта-клетки. Их число доходит всего до 10 %, их функция – выработка соматостатина.
• джи-клетки – выделяют гастрин;
• PP-клетки. Наверное, их насчитывается меньше всего. Их функция – производство панкреатического полипептида.

Клетки эндокринной части железы находятся равномерно на всей области органа, всего их 3 %.

Гормоны, выделяемые поджелудочной железой:

• инсулин;
• С-пептид;
• глюкагон;
• панкреатический полипептид;
• гастрин;
• амилин.

Инсулин, амилин и С-пептид

Различных активных веществ, выделяемых железой, несколько, каждый из которых обладает своей функцией, структурой, строением.

Инсулин (от лат. insula – остров) – важнейший анаболический, белковый гормон, образуется от проинсулина.

Функции: транспорт аминокислот и ионов, контролирует процессы метаболизма, изменяет клетки. Данное вещество вырабатывают бета-клетки.

Его задачи заключаются в остановке усваиваемого сахара нашим организмом и уменьшении образований глюкозы в печени. Короче говоря, основная функция – это понижение сахара в крови.

Когда человек занимается спортом, его кровь наполняется инсулином для компенсации глюкозы, также гормон делает «запасы» сахара в организме, помогает синтезировать его в энергию.

Сбой этого процесса может привести к повышению глюкозы, потом к диабету. До 1921 года сахарный диабет лечить не умели, пациент с высокой вероятностью умирал.

Сейчас, если есть подозрения на переизбыток сахара, то люди сдают анализы. Организм больных первой группы диабета инсулин вырабатывать не может. Малоподвижность, переедание, употребление жирной пищи могут вызвать диабет второго типа.

Инсулин спас жизни многих людей, болеющих сахарным диабетом. До его открытия люди, болеющие сахарным диабетом, умирали, врачи держали их на голодных диетах.

Оперирование таких больных было невозможно, некоторые умирали от других болезней, требующих операции.

В среднем у взрослого человека имеется 5 граммов данного гормона в организме. Инсулин – необходимый гормон для тела, присутствует у некоторых простейших.

Его строение практически одинаковое у всех существ, аналогичное биологически активное вещество животных может использоваться для инъекций человеку.

Например, инсулин быков отличается всего тремя аминокислотами от человеческого, а свиной – на одну аминокислоту.

Дельфины, лошади, кошки, собаки и другие животные тоже болеют сахарным диабетом. Причина этого – перекармливание хозяевами.

С-пептид используется для выявления сахарного диабета 1 и 2 типа, различных заболеваний печени.

Это отделившаяся молекула про-инсулина, которая оказалась в крови. Он практически полностью уравнивается с инсулином при анализе.

Повышение С-пептида происходит при образовании опухоли (инсулиномы). С-пептид используется для диагностики сахарного диабета, корректировки лечения.

Количество гормонов поджелудочной железы зависит от:

• сахара в пище;
• скорости окисления глюкозы;
• количества других гормонов, выполняющих аналогичную функцию.

Секреция глюкагона повышается при понижении сахара, выделение инсулина повышается при сахарном диабете.

Если сахар в крови понижен, то повышается выделение глюкагона, если присутствует сахарный диабет, то секреция инсулина растет.

Амилин был открыт недавно, в 1970 году. В 1990 его начали исследовать. Выяснилось, что его функция – контроль сахара в крови путем снижения аппетита.

После этого в кровь поступают дополнительные ферменты, уменьшающие аппетит и глюкозу. Следствием деятельности амилина является снижение веса. Он представлен в желудке, трахее, нервной системе.

Глюкагон, панкреатический полипептид, гастрин

Глюкагон – полипептид. Помимо поджелудочной железы, он также вырабатывается слизистой кишечника. Несмотря на одинаковые названия, глюкагон кишечника и глюкагон поджелудочной железы – разные вещи.

В отличие от инсулина, глюкагон повышает сахар. Это может показаться странным, т. к. излишек глюкозы вреден для организма, но существует еще несколько гормонов, выполняющих функции инсулина.

Выделение глюкагона происходит при поступлении в организм человека аминокислот, жиров, сахара, белков.

Глюкоза активно сдерживает производство глюкагона, ее действие нивелируется другими гормонами пищеварительного тракта. Структура глюкагона человека схожа с глюкагоном млекопитающих.

Обнаружение глюкагона произошло через два года после инсулина (1923 г.). Поначалу им никто не заинтересовался.

Более подробное открытие функций глюкагона произошло через несколько лет. Частота его применения в лекарственных целях намного ниже инсулина.

Панкреатический полипептид – один из самых «молодых» гормонов, причем вырабатывается он только эндокринными клетками железы, и нигде больше.

Выделяется он, когда человек употребляет мясо, творог, другую подобную пищу. Было недавно открыто, что он экономит пищеварительные ферменты.

Гастрин влияет на переваривание пищи. Нарушение его выделения может вызвать различные заболевания ЖКТ.

Различают три вида гастрина:

1. большой (состоит из 34 аминокислот);
2. малый (в состав входит 17 аминокислот);
3. микрогастрин (14 аминокислот).

Гастрин вырабатывается в поджелудочной железе, но меньше чем в желудке. Его функции – контроль выделения других гормонов, участвующих в пищеварении.

Люди с подозрением на язву желудка или синдром Золлингера-Эллисона сдают анализ на гастрин. Если наблюдается его высокое содержание, то велика вероятность развития или наличия язвы желудка.

Прочитав эту статью, вы узнали о том, какие бывают гормоны поджелудочной железы и какие функции они выполняют в организме человека. Будьте здоровы!

Это сравнительно недавно обнаруженный продукт F-клеток поджелудочной железы. Для него ещё нет общепринятого названия. Молекула состоит из 36 аминокислот, Мм 4 200 Да. У человека его секрецию стимулируют богатая белками пища, голод, физические нагрузки и острая гипогликемия. Соматостатин и внутривенно введённая глюкоза снижают его выделение. Предполагают, что он влияет на содержание гликогена в печени и на желудочно-кишечную секрецию.

Патология образования гормонавстречается крайне редко, поэтому специфические клинические проявления недостаточно хорошо описаны.

7.4. Надпочечники

Данные эндокринные железы состоят из 2-х слоёв: мозгового и коркового, в которых синтезируются различные по природе и свойствам гормоны.

Бав мозгового слоя

Мозговое вещество надпочечников – производное нервной ткани (специализированный симпатический ганглий). В его составе преобладают хромаффинные клетки, которые регистрируются и в других органах (почках, печени, миокарде, постганглионарных нейронах симпатической нервной системы, ЦНС, лимфатических узлах, аортальных, каротидных тельцах, параганглиях, половых железах). В них из фенилаланина синтезируются биогенные амины – катехоламины (КА): дофамин, норадреналин, адреналин. Основной гормональный эффект приписывают последнему. На рис. 2 представлена общая схема их образования.

Рис. 2. Схема синтеза катехоламинов.

Примечание: АК – аскорбиновая кислота; ДАК – дегидроаскорбиновая кислота; SА-гомоцистеин – S-аденозилгомоцистеин; SАМ – S-аденозилметионин.

В ходе процесса трижды происходит гидроксилирование, а также декарбоксилирование, метилирование с участием активной формы метионина. В гранулах осуществляется их запасание в составе катехоламин-связывающего белка. Секретируются гормоны путем экзоцитоза в кровь, где транспортируются в комплексе с альбуминами. Их деятельность может усиливаться под действием инсулина, ГКС, при гипогликемии. Избыток катехоламинов подавляет собственный синтез и секрецию. Адреналин – мощный ингибитор метилферазы, катализирующей переход норадреналина в адреналин. Период полужизни составляет 10-30 с.

Механизм действия

Для адреналина все органы – мишени, но в основном – печень и скелетные мышцы. Гормон обладает трансмембранным видом рецепции. В плазмолеммах клеток-мишеней 3 вида рецепторов к адреналину – α 1 , α 2 , β. Если адреналин взаимодействует с α 1 -рецепторами, образующийся комплекс активирует фосфолипазу С , чем обеспечивает продукцию ДАГ-активаторов протеинкиназы С и стимулирует инозитолфосфатный путь передачи сигнала. Воздействуя же на α 2 -рецепторы, ингибирует аденилатциклазу ; при реакции с β-рецепторами – активирует её.

Адреналин повышает проницаемость митохондриальной мембраны и способствует поступлению субстратов в эти органеллы. Кроме того активирует ферменты ЦТК, окислительного декарбоксилирования ПВК, ЭТЦ, но скорость окислительного фосфорилирования остается неизменной, и большая часть энергии высвобождается в виде тепла (калорический эффект ).

Действуя через аденилатциклазу, адреналин стимулирует ферменты гликогенолиза , но фосфорилирование, подобным способом осуществленное, тормозит энзимы гликогеногенеза и гликолиза , проявляя гипергликемический эффект . В стрессовой ситуации, при голодании избыточная секреция адреналина возбуждает ГНГ. Адреналин активирует ферменты липолиза, β-окисления жирных кислот, усиливает протеолиз.

Чем активнее идёт продукция и секреция КА в количественном отношении, тем выше настроение, общий уровень активности, сексуальность, скорость мышления, работоспособность. Самая высокая концентрация катехоламинов (на единицу массы тела) у подростков. С возрастом образование этих биогенных аминов как в ЦНС, так и на периферии замедляется вследствие ряда причин: старения клеточных мембран, исчерпания генетических ресурсов, общего снижения синтеза белка в организме. В результате снижаются скорость мыслительных процессов, эмоциональность, настроение.

Стрессовые ситуации увеличивают высвобождение норадреналина, провоцирующего агрессивность, гнев, ярость, а страх, уныние, депрессия развиваются при избыточной секреции адреналина. В.И. Кулинский предлагает первый назвать «гормоном волка», а второй – «гормоном зайца». Люди «норадреналинового» типа становятся пилотами, хирургами, боксёрами, хоккеистами, а – «адреналинового» - служащими, физиотерапевтами. Хронический стресс вызывает болезни цивилизации, обычно сердечно-сосудистые.

Инактивация катехоламинов происходит в тканях-мишенях, особенно в почках, печени. Решающее значение в этом процессе имеют два фермента – моноаминооксидаза (МАО) и катехол-О-метилтрансфераза .

МАО вызывает окислительное дезаминирование КА с образованием соответствующих кислот (ванилилминдальной, диоксифенилуксусной, гомованилиновой), которые выводятся почками. Катехол-О-метилтрансфераза катализирует реакцию метилирования гидроксигруппы в орто-положении катехольного кольца, после чего гормоны утрачивают свою биологическую активность и экскретируются.

Образующие кишечный глюкагон эндокринные клетки (EG) относятся, в отличие от α-клеток островков Лангерганса поджелудочной железы (вырабатывающих панкреатический глюкагон), к открытому типу: их ворсинки обращены в просвет кишки. Контакт с растворами глюкозы, особенно гиперосмолярными, является наиболее мощным стимулятором для инкреции этими клетками энтероглюкагона. Слабее, чем глюкоза, усиливают инкрецию энтероглюкагона другие моносахариды – фруктоза, манноза, ксилоза. Показано усиление инкреции энтероглюкагона также поступающими в полость кишечника эстерифицированными триглицеридами. Если все ранее рассмотренные гормоны синтезируются в проксимальном отделе кишечника (двенадцатиперстной и тощей кишках) и лишь в незначительной степени – в подвздошной кишке, то энтероглюкагон – «дистальный кишечный гормон», он образуется почти исключительно в апудоцитах, локализованных в слизистой оболочке подвздошной кишки (немного энтероглюкагона обнаруживается в еюнальной слизистой и в илеальном сегменте и начальном отделе толстой кишки). Поступивший в кровь гормон по своим метаболическим эффектам близок к панкреатическому глюкагону и способствует усилению глюконеогенеза в печени.

Панкреатический полипептид.

Состоит из 36 аминокислотных остатков, имеет молекулярную массу 4200. У человека этот гормональный пептид обнаруживается только в поджелудочной железе – эндокринных клетках (F), расположенных и в островках Лангерганса, и в экзокринной ткани железы (79% всего количества гормона образуется инкреторными клетками зоны островков Лангерганса, 19% - в зоне ацинарной ткани и 2% - в мелких протоках). Подавляющее большинство клеток, синтезирующих панкреатический полипептид, расположено в области головки поджелудочной железы. С возрастом содержание панкреатического полипептида в крови человека увеличивается. В наибольшей степени усиливают из пищевых продуктов инкрецию панкреатического полипептида белки. Из гастроинтестинальных гормонов наибольшим действием, усиливающим инкрецию панкреатического полипептида, обладает холецистокинин-панкреозимин.

Панкреатический полипептид тормозит внешнюю секрецию поджелудочной железы: после начала внутривенной инфузии панкреатического полипептида у здоровых людей отмечается уменьшение объема панкреатической секреции, концентраций и общего количества трипсина в дуоденальном аспирате, а также снижение содержания билирубина и желчи в нем. Снижает панкреатический полипептид не только базальное, но и стимулированное ХКП панкреатическое ферментовыделение (что является одним из примеров действия механизма обратной связи, если принять во внимание вышеописанный факт стимуляции инкреции панкреатического полипептида холецистокинином-пнкреозимином), а также стимулированное секретином желчевыделение. На стимулированную секретином панкреатическую секрецию панкреатический полипептид оказывает двоякое действие: стимулирует при малых дозах секретина и тормозит при высоких.

J. Polak и соавт. (1976) указали на то, что у многих больных с апудомами поджелудочной железы наблюдается повышение уровня панкреатического полипептида в крови, что может использоваться в диагностике панкреатических апудом и оценке реакций этих опухолей на лечение.

Поджелудочная железа является источником целого ряда биологически активных веществ, наиболее важными из которых являются ферменты и гормоны. Благодаря этому осуществляются ее экзокринная и эндокринная функции, участие практически во всех видах обмена веществ. Гормоны синтезируются в островках Лангерганса - особых участках концентрации эндокринных клеток, составляющих всего лишь 1-2% от общего объема органа.

Гормоны поджелудочной железы и их клиническое значение

Главные панкреатические гормоны синтезируются различными типами эндокринных клеток:

• α-клетки вырабатывают глюкагон. Это примерно 15-20% от всех клеток островкового аппарата. Глюкагон нужен для повышения уровня сахара в крови.
• β-клетки производят инсулин. Это подавляющее большинство эндокринных клеток - более 3/4. Инсулин утилизирует глюкозу и поддерживает ее оптимальный уровень в крови.
• δ-клетки, которые являются источником соматостатина, составляют всего 5-10%. Этот гормон, обладающий регуляторным действием, координирует как внешнесекреторную, так и эндокринную функцию железы.
• РР-клеток, вырабатывающих панкреатический полипептид, в поджелудочной железе совсем немного. Его функция - регуляция желчеотделения, участие в обмене белка.
• G - клетки вырабатывают гастрин в незначительных количествах, главный источник гастрина - G - клетки слизистой оболочки желудка. Этот гормон влияет на качественный состав желудочного сока, регулируя количество соляной кислоты и пепсина.

Кроме вышеперечисленных гормонов, поджелудочная железа также синтезирует с-пептид - он является фрагментом молекулы инсулина и участвует в углеводном обмене. Анализ крови, определяющий уровень с-пептида, позволяет делать выводы о количестве производимого поджелудочной железой собственного инсулина, т.е судить о степени инсулиновой недостаточности.

Ряд других веществ, вырабатываемых эндокринной частью поджелудочной железы, выделяются ею в количествах, не имеющих особого клинического значения. Их преобладающим источником являются другие органы эндокринной системы: например, тиролиберин, основную массу которого выделяет гипоталамус.

Функции инсулина

Главный гормон поджелудочной железы. Его основная функция - снижение уровня глюкозы в крови. Для ее реализации предусмотрен целый ряд механизмов:

• Улучшение усвоения глюкозы клетками организма за счет активации инсулином особых рецепторов клеточных мембран. Они обеспечивают захват молекул глюкозы и их проникновение внутрь клетки.
• Стимуляция процесса гликолиза. Избыток глюкозы трансформируется в печени в гликоген. Этот процесс обеспечивается активацией определенных ферментов печени с помощью инсулина.
• Подавление глюконеогенеза - процесса биосинтеза глюкозы из веществ неуглеводного происхождения - таких, как глицерол, аминокислоты, молочная кислота - в печени, тонком кишечнике и корковом веществе почек. Здесь инсулин выступает как антагонист глюкагона.
• Улучшение транспорта в клетку аминокислот, калия, магния, фосфатов.
• Усиление синтеза белка и подавление его гидролиза. Таким образом происходит предупреждение белкового дефицита в организме - а это означает полноценный иммунитет, нормальное производство других гормонов, ферментов и прочих веществ белкового происхождения.
• Усиление синтеза жирных кислот и последующая активация запасов жира. Одновременно инсулин препятствует поступлению жирных кислот в кровь, уменьшает количество «плохого» холестерина, предупреждая развитие атеросклероза.

Функции глюкагона

Еще один гормон поджелудочной железы - глюкагон - обладает противоположным инсулину действием. Его основные функции способствуют повышению уровня глюкозы в крови:

• Активизация распада и выброс в кровяное русло гликогена, который депонируется печени и в мышцах, например, при интенсивной физической работе.
• Активация энзимов, расщепляющих жиры, благодаря чему продукты этого расщепления могут быть использованы как источник энергии.
• Активация биосинтеза глюкозы из «неуглеводных» компонентов - глюконеогенеза.

Функции соматостатина

Соматостатин осуществляет тормозящее влияние на остальные гормоны и ферменты поджелудочной железы. Источником этого гормона также служат клетки нервной системы, гипоталамуса и тонкого кишечника. Благодаря соматостатину достигается оптимальное равновесие в пищеварении путем гуморальной (химической) регуляции этого процесса:

• уменьшение уровня глюкагона;
• замедление продвижения пищевой кашицы из желудка в тонкий кишечник;
• торможение выработки гастрина и соляной кислоты;
• подавление активности панкреатических пищеварительных ферментов;
• замедление кровотока в брюшной полости;
• угнетение всасывания углеводов из пищеварительного канала.

Функции панкреатического полипептида

Этот гормон был открыт сравнительно недавно, и его влияние на организм продолжает изучаться. Считается, что его основной функцией является «экономия» и дозирование пищеварительных ферментов и желчи, за счет регуляции сократительной способности гладкой мускулатуры желчного пузыря.

Таким образом, гормоны поджелудочной железы участвуют во всех звеньях обмена веществ; наибольшая роль среди них, безусловно, принадлежит инсулину.

Панкреатический полипептид (ПП), образованный 36 аминокислотами (мол. масса около 4200),- недавно обнаруженный продукт F-клеток поджелудочной железы. У человека его секрецию стимулируют богатая белками пища, голод, физическая нагрузка и острая гипогликемия. Соматостатин и внутривенно введенная глюкоза снижают его секрецию. Функция панкреатического полипетида неизвестна. Весьма вероятно, что он влияет на содержание гликогена в печени и на желудочно-кишечную секрецию.

ЛИТЕРАТУРА

Chance R.E., Ellis R.M., Bromer IV. W. Porcine proinsulin: Characterization and amino acid sequence. Science, 1968, 161, 165.

Cohen P. The role of protein phosphorylation in neural and hormonal control of cellular activity, Nature, 1982, 296, 613.

Docherty К., Steiner D. F. Post-translational proteolysis in polypeptide hormone biosynthesis, Annu. Rev. Physiol., 1982, 44, 625.

Granner D. K., Andreone I. Insulin modulation of gene expression, In: Diabetes and Metabolism Reviews, Vol. 1, De-Fronzo R. (ed.), Wiley, 1985.

Kahn C. R. The molecular mechanism of insulin action, Annu. Rev. Med., 1985, 36, 429.

Kono T. Action of insulin on glucose transport and cAMP phosphodiesterase in fat cells: Involvement of two distinct molecular mechanisms, Recent Prog. Horm. Res., 1983, 30, 519.

Straus D. S. Growth-stimulatory action of insulin in vitro and in vivo, Endocr. Rev., 1984, 5, 356.

Tager H. S. Abnormal products of the human insulin gene, Diabetes, 1984, 33, 693.

Ullrich A. et al. Human insulin receptor and its relationship to the tyrosine kinase family of oncogenes, Nature, 1985, 313, 756.

Unger R. H„ Orci L. Glucagon and the A cell (2 parts), N. Engl. J. Med., 1981, 304, 1518, 1575.