Ендокринна функція підшлункової залози

Підшлункова залоза здійснює одночасно зовнішню і внутрішню секреції. Про її інкреторну функцію було відо­мо вже в 1877 р., а в 1898 р. Лагуессе гістологічними дос­лідженнями довів, що внутрішня секреція має місце в ост­рівцях Лангерганса — скупченнях клітин, що мають округлу форму. Розрізняють два типи клітин — а і в, які у ссавців становлять 1-2 % загальної маси залози; в-клітини становлять 80 % загальної кількості інкреторних клітин. Вони збагачені цинком. У них синтезується дуже важливий гормон — інсулін. В а-клітинах синтезується гормон глюкоген, а в епітеліальних клітинах вивідних проток залози — ліпокаїн. Крім цих трьох основних гормонів, у витяжках підшлункової залози знайдено ще три гормони — ваготонін, центропнеїн і калікреїн (падутин). Експериментальні дослідження підшлункової залози розпочали Мерінг і Минковський (1889). Вони вперше помітили, що повне видалення залози супроводжується гі­перглікемією та глюкозурією. Пізніше було встановлено, що у панкреатектомованих собак дуже швидко зникає за­пас глікогену в печінці та м'язах. На п'ятий день глікоген залишається тільки в міокарді. Підвищується неоглікогенез, тобто утворення глюкози з білків і жирів. Має місце закислення крові — ацидоз, що відбувається за рахунок збільшення вмісту кетокислот (в-оксимасляної та ацетооц­тової). Організм швидко споживає запаси жиру та тканин­ний білок, від чого тварина швидко виснажується, худне. Азотний баланс стає негативним, дихальний коефіцієнт зменшується до 0,7. Крім глюкозурії, спостерігається також поліурія. Тварина п'є багато води, але вона не засвоюється і виходить з сечею. Збільшується синтез кетонових тіл, що супроводжується ацетонемією та ацетонурією. Всі ці від­хилення від норми зумовлені порушенням вуглеводного об­міну і визначаються як ознаки цукрового діабету (цукрове сечовиснаження). Смерть тварини настає через 3—4 тижні внаслідок виснаження та гіпоглікемічної коми, що харак­теризується розладами кровообігу, дихання, зниженням температури тіла, виникненням судорог, втратою м'язового тонусу та свідомості.

У сільськогосподарських тварин захворювання на цук­ровий діабет спостерігаються у випадках надмірного зго­довування легкоперетравних вуглеводів, що одночасно при­зводить до ожиріння. У випадку інсулярної гіпофункції за­лози у новонароджених поросят спостерігається гіпергліке­мія, що має місце на фоні зниження вмісту глікогену у пе­чінці. У поросят відмічається тахікардія, сонливість, втра­та свідомості, що нерідко закінчується смертю. Після вве­дення інсуліну обмін вуглеводів нормалізується дуже швид­ко. Інсулярний апарат починає функціонувати ще в період утробного розвитку зародка, тому самки, хворі на цукровий діабет, під час вагітності видужують завдяки інсуліну пло­да. Після пологів хвороба знову відновлюється.

У випадках гіперфункції р-клітин вміст цукру в крові різко зменшується, життєздатність тварини знижується. Якщо в цей час тварина одержує недостатню кількість вуглеводів, то може статися гіпоглікемічний шок. Гіпоглікемія завжди призводить до пригнічення активності нервової сис­теми та м'язів. Такі ж відхилення від норми спостерігають­ся тоді, коли в організмі зменшується кількість антагоністів інсуліну, а саме глюкагону, адреналіну, глюкокортикоїдів, СТГ, АКТГ, незважаючи на те, що синтез інсуліну відбува­ється нормально.

Інсулін. Назва гормону походить від лат. іnsula — ост­рівець. Він складається з чотирьох поліпептидних ланцюгів, об'єднаних двома містками сульфгідрильних груп. Довгий час його не могли виділити у чистому вигляді. Л. Соболєв у 1901 р. вперше запропонував методику одержання препа­рату з підшлункової залози, але в активній формі гормон був виділений лише в 1921 р., а в чистому кристалічному вигляді — у 1926 р. Перешкодою було те, що інсулін, як складний поліпептид, дуже швидко інактивується власни­ми протеолітичними ферментами (трипсином) підшлункової залози. Саме тому його лікувальний ефект при вживанні через рот не виявляється. До складу інсуліну входить цинк. Якщо ввести в організм речовини, що зв'язують цинк (алоксан), то синтез інсуліну припиняється і настає алоксановий діабет..

Цинк є консерватором біологічної дії інсуліну. Його гіпоглікемічна дія зберігається тривалий час, а без цинку він швидко інактивується ферментом — інсуліназою та протеолітичними ферментами тканинного походження.

Інсулін відіграє важливу роль в обміні вуглеводів, а саме:

а) підвищує майже в 20 разів проникність клітинних мембран та міжклітинних просторів для цукру — при від­сутності інсуліну мембрани закриті і цукор нагромаджу­ється у крові;

б) стимулює споживання та окислення вуглеводів;

в) забезпечує синтез глікогену з глюкози у печінці та м'язах;

г) активує синтез тканинних білків;

д) гальмує неоглікогенез;

є) сприяє утворенню летких жирних кислот з проміж­них продуктів вуглеводного обміну;

ж) підсилює процес синтезу жирів з вуглеводів у жи­ровій тканині.

Слід зауважити, що інсулін не поліпшує проникність мембран нервових клітин для глюкози, тому при гіпоглікеміях нервова система зазнає від нестачі цукру, що супро­воджується гіпоглікемічною комою.

Регуляція синтезу інсуліну. Утворення та виділення цьо­го гормону залежить від вмісту цукру в крові: гіпергліке­мія стимулює синтез та звільнення інсуліну, гіпоглікемія сповільнює. Цей механізм здійснюється прямою дією цукру на в-клітини. Активність інсулярного апарата регулюється залозами внутрішньої секреції, що синтезують гормони — антагоністи інсуліну. Це насамперед надниркові залози (кортизон, адреналін) та аденогіпофіз (СТГ). Після годів­лі тварини, особливо кормами, в яких переважають легко-перетравні вуглеводи (цукрові буряки, меляса), виділення інсуліну в кров різко підвищується. Існують дані, що свідчать про утворення в аденогіпофізі панкреатикостимуліну, а в дванадцятипалій кишці — інкретину, які теж беруть участь у регуляції синтезу інсуліну:

Установлено, що підшлункова залоза має подвійну ве­гетативну іннервацію: симпатичну та парасимпатичну. Ек­спериментальне доведено, що блукаючий нерв є секретор­ним щодо підшлункової залози. Він стимулює зовнішню і внутрішню секреції, одержуючи команди з гіпоталамуса, функціональний стан якого також залежить від вмісту цукру в крові. У довгастому мозку теж знайдені нервові структури, що регулюють рівень глікемії і тим самим впливають на синтез інсуліну. Зв'язок кори півкуль головного мозку з інсулярним апаратом залози установлений шляхом утворен­ня умовних рефлексів на введення глюкози у кров тварини. Такі ін'єкції завжди стимулюють синтез інсуліну. Коли зв'язок утвориться, то досить ввести тварині не глюкозу, а фізіологічний розчин і концентрація інсуліну варові збіль­шиться. Це свідчить про вплив кіркових структур на секре­цію цього гормону.

Глюкагон. Як зазначалось, глюкагон за своєю дією є антагоністом інсуліну щодо вмісту цукру в крові. Цей гор­мон білкової природи. Він стимулює глікогеноліз у печінці, тобто розпад глікогену і утворення глюкози. Внаслідок цьо­го вміст цукру в крові збільшується, настає гіперглікемія. Саме тому цей гормон ще називається гіперглікемічним фак­тором, а інсулін — гіпоглікемічним. Конкретна дія глюка­гону — це активація ферменту — печінкової фосфорилази, яка забезпечує початкову трансформацію глікогену в глю­козу. Співвідношення інтенсивності синтезу глюкагону та інсуліну має важливе значення для регуляції вуглеводного обміну. Незважаючи на те що а-клітини, в яких синтезу­ється глюкагон, становлять всього 20 % кількості інсулярних, вони секретують стільки гормону, скільки необхідно для забезпечення нормального вмісту цукру в крові. Рівно­вага в дії глюкагону та інсуліну порушується, коли кіль­кість а-клітин, розмножуючись, збільшується. У таких ви­падках переважає синтез глюкагону і рівень глікемії знач­но зростає порівняно з нормою. Буває так, що нормальне співвідношення а- та в-клітин (1/4) змінюється на 2/1 і на­віть 4/1, при цьому вміст цукру в крові різко збільшується Завдяки відносному зменшенню кількості інсуліну. Таким чином, цукровий діабет у людей і тварин може виникнути за рахунок посиленого синтезу глюкагону при нормально­му синтезі інсуліну. Така форма цукрового діабету припи­няється з введенням в організм сульфамідів та солей ко­бальту, які пригнічують діяльність а-клітин.

Синтез глюкагону, як і інсуліну, залежить від вмісту цукру в крові. Гіперглікемія гальмує секрецію цього гор­мону, а гіпоглікемія, навпаки, стимулює його синтез. Існу­ють дані про те, що регуляція синтезу глюкагону здійсню­ється також з участю нервової системи та гормональних факторів.

Ліпокаїн. Гормон, відсутність якого призводить до ви­никнення ще однієї форми цукрового діабету. Цей гормон, регулюючи обмін жирів у печінці, запобігає її жировому переродженню. Відсутність ліпокаїну викликає ожиріння печінки і втрату її глікогенутворювальної діяльності. У кро­ві та сечі з'являються недоокислені продукти жирового об­міну — кетонові сполуки. Нездатність печінки перетворю­вати глюкозу в глікоген призводить до збільшення концент­рації цукру в крові, тобто до гіперглікемії — ліпокаїнового цукрового діабету. Безпосереднє значення ліпокаїну поля­гає в тому, що він стимулює окислення жирних кислот та поліпшує обмін фосфоліпідів. Регуляція синтезу цього гор­мону здійснюється з участю нервової системи — блукаю­чих нервів. Перерізування останніх супроводжується змен­шенням секреції ліпокаїну.

Центропнеїн. Гормон, що стимулює роботу дихального апарата. Діючи безпосередньо на дихальний центр, він під­вищує його збудливість, а разом з тим і чутливість до вуг­лекислого газу.

Ваготонін. Гормон, що знижує тиск крові. Вплив цього гормону здійснюється через нерви — вазоділятатори. Він підвищує тонус ядер блукаючих нервів, які розширюють просвіт судин, що призводить до зниження кров'яного тиску.

Калікреїн (падутин). Гормон, який також знижує тиск крові, розширюючи в основному артеріоли та капіляри органів, що перебувають у стані активності. Цей гормон — поліпептид, використовується для зняття спазмів судин.