Роль поджелудочного сока в кишечном пищеварении

Поджелудочный сок — это секрет, благодаря которому происходит переваривание пищи. В составе поджелудочного сока имеются ферменты, которые расщепляют содержащиеся в употребляемых продуктах жиры, белки и углеводы до более простых компонентов. Они участвуют в дальнейших обменных биохимических реакциях, происходящих в организме. На протяжении суток поджелудочная железа (ПЖ) человека способна вырабатывать 1,5-2 л панкреатического сока.

Что выделяет поджелудочная железа?

Поджелудочная железа — один из основных органов эндокринной и пищеварительной систем. Двойная функция этого органа делает его незаменимым, а строение тканей приводит к тому, что любые воздействия на железу приводят к их повреждению. Экзокринная (внешнесекреторная) функция ПЖ заключается в том, что специальные клетки выделяют пищеварительный сок при каждом приеме пищи, благодаря которому и происходит ее переваривание. Эндокринная деятельность железы — выработка гормонов, участвующих в основных процессах метаболизма в организме. Один из них — обмен углеводов, происходящий с участием нескольких гормонов ПЖ.

Где образуется и куда поступает сок ПЖ?

Паренхима поджелудочной железы состоит из железистой ткани. Основными компонентами ее являются дольки (ацинусы) и островки Лангерганса. Они обеспечивают внешне- и внутрисекреторную функцию органа. Островки Лангерганса находятся между ацинусами, по количеству их значительно меньше, и большее их число располагается в хвосте ПЖ. Они составляют 1-3% от общего объема ПЖ. В клетках островков синтезируются гормоны, которые сразу поступают в кровь.

Экзокринная часть имеет сложное альвеолярно-трубчатое строение и секретирует около 30 энзимов. Основная масса паренхимы состоит из долек, имеющих вид пузырьков или трубочек, разделенных между собой нежными соединительнотканными перегородками. В них проходят:

• капилляры, оплетающие густой сетью ацинус,
• лимфатические сосуды,
• нервные элементы,
• выносящий проток.

Каждый ацинус состоит из 6-8 клеток. Продуцируемый ими секрет поступает в полость дольки, оттуда — в первичный панкреатический проток. Несколько ацинусов объединяются в доли, которые, в свою очередь, образуют более крупные сегменты из нескольких долей.

Мелкие протоки долек сливаются в более крупный выводной канал доли и сегмента, который впадает в главный − вирсунгов − проток. Он тянется через всю железу от хвоста до головки, постепенно расширяясь от 2 мм до 5 мм. В головной части ПЖ в вирсунгов канал вливается (не у каждого человека) дополнительный проток — санториниев, образующийся проток соединяется с холедохом (общим протоком желчного пузыря). Через эту так называемую ампулу и фатеров сосочек содержимое попадает в просвет двенадцатиперстной кишки.

Вокруг главного панкреатического и общего желчного протоков и их общей ампулы имеется значительное количество гладкомышечных волокон, формирующих сфинктер Одди. Он осуществляет регуляцию поступления в просвет двенадцатиперстной кишки необходимого количества панкреатического сока и желчи.

В целом сегментарное строение ПЖ напоминает дерево, количество сегментов индивидуально, колеблется от 8 до 18. Они могут быть крупными, широкими (редковетвистый вариант главного протока) или узкими, более ветвистыми и многочисленными (густоветвистый проток). В ПЖ насчитывается 8 порядков структурных единиц, образующих такое древовидное строение: начиная с мелкого ацинуса и заканчивая самым крупным сегментом (которых от 8 до 18), проток которого впадает в вирсунгов.

Клетки ацинусов синтезируют, помимо ферментов, которые по химическому составу являются белками, определенное количество других протеинов. Протоковые и центральноацинозные клетки продуцируют воду, электролиты, слизь.

Сок ПЖ представляет собой прозрачную жидкость со щелочной средой, которую обеспечивают бикарбонаты. Они осуществляют нейтрализацию и ощелачивание поступающего из желудка пищевого комка — химуса. Это необходимо, поскольку желудок вырабатывает соляную кислоту. Благодаря ее секреции желудочный сок имеет кислую реакцию.

Ферментаты сока ПЖ

Пищеварительные свойства ПЖ обеспечиваются ферментами. Они являются важной составной частью вырабатываемого сока и представлены:

• амилазой,
• липазой,
• протеазами.

Еда, ее качество и употребляемый объем оказывают непосредственное влияние:

• на свойства и соотношение энзимов в поджелудочном соке,
• на объем или количество секрета, который может выработать ПЖ,
• на активность продуцируемых энзимов.

Функцией поджелудочного сока является непосредственное участие энзимов в пищеварении. На их выделение влияет присутствие желчных кислот.

Все ферменты ПЖ по строению и функциям составляют 3 главные группы:

• липаза — превращает жиры в их компоненты (жирные кислоты и моноглицериды),
• протеаза — расщепляет протеины на исходные пептиды и аминокислоты,
• амилаза — воздействует на углеводы с образованием олиго- и моносахаридов.

В активной форме образуются в ПЖ липаза и α-амилаза – они сразу включаются в биохимические реакции с участием углеводов и жиров.

Все протеазы вырабатываются исключительно в виде проферментов. Они могут активироваться в просвете тонкой кишки при участии энтерокиназы (энтеропептидазы) – энзим, синтезирующийся в пристеночных клетках ДПК и названный И.П. Павловым «ферментом ферментов». Он становится активным в присутствии желчных кислот. Благодаря такому механизму ткани поджелудочной железы защищены от аутолиза (самопереваривания) собственными, вырабатываемыми ею протеазами.

Амилолитические ферменты

Предназначение амилолитических ферментов — участвовать в расщеплении углеводов. Действие одноименной амилазы направлено на превращение крупных молекул в их составляющие части – олигосахариды. Амилазы α и β секретируются в активном состоянии, они расщепляют крахмал и гликоген до дисахаридов. Дальнейший механизм состоит в расщеплении этих веществ до глюкозы – главного источника энергии, которая уже поступает в кровь. Это возможно благодаря ферментному составу группы. В нее входят:

• мальтаза,
• лактаза,
• инвертаза.

Биохимия процесса состоит в том, что каждый из этих энзимов может регулировать определенные реакции: например, лактаза расщепляет молочный сахар — лактозу.

Протеолитические ферменты

Протеазы по своим биохимическим реакциям относятся к гидролазам: участвуют в расщеплении пептидных связей в молекулах белков. Их гидролитическое воздействие аналогично у экзопротеаз, вырабатываемых самой ПЖ (карбоксипептидаза), и у эндопротеаз.

Функции протеолитических энзимов:

• трипсин преобразует белок в пептиды,
• карбоксипептидаза превращает пептиды в аминокислоты,
• эластаза оказывает воздействие на протеины и эластин.

Как упоминалось, протеазы в составе сока неактивны (трипсин и химотрипсин выделяются в виде трипсиногена и химотрипсиногена). Трипсин превращается в действующий фермент энтерокиназой в просвете тонкой кишки, а химотрипсиноген — трипсином. В дальнейшем при участии трипсина изменяется структура и других энзимов — они активируются.

Клетками ПЖ вырабатывается также ингибитор трипсина, который предохраняет их от переваривания этим ферментом, образующимся из трипсиногена. Трипсин расщепляет пептидные связи, в образовании которых участвуют карбоксильные группы аргинина и лизина, а химотрипсин дополняет его действие, расщепляя пептидные связи с участием циклических аминокислот.

Липолитические ферменты

Липаза воздействует на жиры, предварительно превращая их в глицерин и жирные кислоты, поскольку они не могут попасть в сосуды из-за величины и структуры своей молекулы. К группе липолитических ферментов отностся также холестераза. Липаза водорастворима и действует на жиры только на границе раздела вода — жир. Она выделяется в уже активном виде (не имеет профермента) и значительно повышает свое воздействие на жиры в присутствии кальция и желчных кислот.

Реакция среды на поступление сока

Очень важно, чтобы показатель рН поджелудочного сока составлял 7,5 — 8,5. Это, как указывалось, соответствует щелочной реакции. Физиология пищеварения сводится к тому, что химическая обработка пищевого комка начинается еще в полости рта, под воздействием ферментов слюны, и продолжается в желудке. После пребывания в его агрессивной кислотной среде химус поступает в просвет тонкой кишки. Чтобы не повредилась слизистая ДПК и не дезактивировались ферменты, необходимо нейтрализовать остатки кислоты. Это происходит благодаря ощелачиванию поступающей пищи с помощью панкреатического сока.

Влияние пищи на выработку ферментов

Энзимы, которые синтезируются в виде неактивных соединений (как, например, трипсиноген), активируются при поступлении в тонкую кишку благодаря дуоденальному содержимому. Они начинают выделяться, как только пища поступает в ДПК. Этот процесс продолжается 12 часов. Значение имеет употребляемая еда, влияющая на ферментативный состав сока. На поступившую углеводную пищу вырабатывается самое большое по объему количество поджелудочного сока. В его составе превалируют ферменты из группы амилазы. Но на хлеб и хлебобулочные изделия выделяется максимальное количество панкреатического секрета, при употреблении мясных продуктов — меньше. Минимальный объем сока продуцируется в ответ на молочные продукты. Если хлеб режется толстым куском и глотается в больших количествах, плохо пережеванным, это сказывается на состоянии ПЖ — работа ее усиливается.

От пищи зависит и конкретное количество содержащихся в соке ферментов: на жирную пищу вырабатывается в 3 раза больше липазы, чем протеазы для переваривания мяса. Поэтому при воспалении ПЖ запрещены жирные продукты: на их расщепление железе приходится синтезировать огромное количество энзимов, что является для органа значительной функциональной нагрузкой и усиливает патологический процесс.

Употребляемые продукты влияют и на химические свойства панкреатической жидкости: в ответ на поступление мяса образуется более щелочная среда, чем на остальные блюда.

Регуляция кишечного сокоотделения

Если кратко, то секреция кишечного сока происходит под воздействием механического и химического раздражения клеток слизистых оболочек ДПК при поступлении пищевого комка. Только жир приводит к отделению секрета в отдаленных от места его поступления участках кишечника рефлекторным путем.

Механическое раздражение в норме происходит пищевыми массами, процесс сопровождается выделением большого количества слизи.

Химическими раздражителями являются:

• желудочный сок,
• продукты расщепления протеинов и углеводов,
• панкреатический секрет.

Сок ПЖ приводит к повышению количества выделяемой энтерокиназы в содержимом кишечного секрета. Химические раздражители приводят к выделению жидкого сока, содержащего мало плотных веществ.

Помимо этого, в клетках слизистой оболочки тонкого и толстого кишечника человека содержится гормон энтерокринин, возбуждающий отделение кишечного сока.

Поджелудочная железа секретирует важную биологическую жидкость — панкреатический сок, без которого невозможен нормальный процесс пищеварения и поступление в организм питательных веществ. При любой патологии органа и сниженном образовании сока эта деятельность нарушается. Для восстановления здорового переваривания пищи необходимо подобрать ферментозамещающую терапию. При тяжелом панкреатите или других заболеваниях такие препараты пациенту приходится принимать пожизненно. Ребёнок может страдать в результате аномалий развития протоков или самой железы.

Коррекция экзокринных нарушений делается врачом по уровню липазы. Он является незаменимым ферментом и в полном объеме синтезируется только самой железой. Поэтому активность любого медикаментозного препарата для заместительной терапии рассчитывается в липазных единицах. Дозировка и длительность его применения зависит от степени панкреатической недостаточности.

Список литературы

1. Коротько Г.Ф. Секреция поджелудочной железы. М.: «ТриадаХ» 2002 г. стр. 223.
2. Полтырев С.С., Курцин И.Т. Физиология пищеварения. М. Высшая школа. 1980 г.
3. Русаков В.И. Основы частной хирургии. Издательство Ростовского Университета 1977 г.
4. Хрипкова А.Г. Возрастная физиология. М. Просвещение 1978 г.
5. Калинин А.В. Нарушение полостного пищеварения и его медикаментозная коррекция. Клинические перспективы гастроэнтерологии, гепатологии. 2001 г. №3, стр.21–25.