16.6.7. Поджелудочная железа

Поджелудочная железа выполняет и экзокринную, и эндокринную функцию и связана с пищеварительным трактом (разд. 10.4). Основную массу железы составляет экзокринная ткань, состоящая из ацинозных клеток; эти клетки образуют округлые структуры - ацинусы, в полость которых выводятся пищеварительные ферменты зимогеновых гранул (разд. 10.4.9). Между ацинусами разбросаны островки Лангерганса, содержащие небольшое число крупных альфа - клеток, многочисленные мелкие бета - клетки и кровеносные капилляры. Альфа - клетки секретируют глюкагон, а бета - клетки - инсулин, и эти два гормона оказывают противоположное действие на уровень глюкозы в крови.

Инсулин - белок, состоящий из 51 аминокислоты. Он выделяется в ответ на повышение уровня глюкозы в крови (более 100 мг на 100 мл) и на увеличение концентрации глюкагона. В плазме крови инсулин связан с бета-глобулином. Он усиливает процессы анаболизма во всех органах и тканях тела. Гормон присоединяется к рецепторам на поверхности клеточной мембраны, и это приводит к изменению ее проницаемости и активности ряда ферментных систем, что вызывает в клетке следующие эффекты:

1) увеличение скорости превращения глюкозы в гликоген (гликогенеза);

2) ускорение переноса глюкозы через клеточные мембраны в мышцах и жировой ткани;

3) усиление синтеза белка и липидов;

4) повышение скорости синтеза АТФ, ДНК и РНК. Инсулин необходим для жизни, так как это единственный гормон, снижающий концентрацию глюкозы в крови. Недостаточная секреция инсулина приводит к нарушению метаболизма, известному под названием сахарного диабета. При этой болезни содержание глюкозы в крови превышает тот максимальный уровень, при котором глюкоза еще может реабсорбироваться в почках (так называемый почечный порог), и она начинает выводиться с мочой. Связь сахарного диабета с функцией поджелудочной железы была установлена почти столетие назад, но только в 1921 г. канадские исследователи Бантинг и Бест добились успеха в лечении диабета с помощью инсулина, выделенного из поджелудочных желез животных. В 1956 г. Сэнгер в Кембридже расшифровал первичную структуру инсулина, открыв таким образом возможность получать его синтетическим путем. Эффекты, вызываемые недостатком или избытком инсулина, суммированы в табл. 16.15.

Таблица 16.15. Некоторые симптомы недостатка и избытка инсулина

Глюкагон - полипептид, состоящий из 29 аминокислот. Он выделяется вместе с несколькими другими гормонами в ответ на снижение уровня глюкозы в крови, вызванное усиленным ее использованием. Глюкагон стимулирует образование углеводов за счет расщепления белков и жиров (глюконеогенез; разд. 18.5.2). Он связывается в печени с рецепторами, находящимися на поверхности клеточных мембран, и активирует аденилатциклазу, катализирующую синтез цАМФ. Действие глюкагона сходно с действием адреналина: оба гормона активируют фосфорилазу, расщепляющую гликоген с образованием глюкозо-6-фосфата (см. рис. 16.47). На гликоген мышц глюкагон не влияет.

Общие схемы действия инсулина и глюкагона приведены на рис. 18.7 и 18.23.