Біохімія і вади розвитку підшлункової залози

Реферат

на тему

Незважаючи на величезну кількість досліджень, присвячених вивченню зовнішньої і внутрішньої секреції підшлункової залози, до цих пір ще дуже мало відомо про особливості складу і власного обміну залози, що обумовлюють синтез в ній численних секретується нею ферментів і гормонів. За змістом води і основних типів органічних сполук підшлункової залози походить на ряд інших зовнішнєсекреторні залоз, зокрема на привушних слинних залоз. Кількість води в підшлунковій залозі дорослих тварин і людей коливається між 72 і 75%, вміст золи становить 1,3-1,7% (вище у чоловіків), білків - 15,6%, ліпідів - 10,6%.

Фосфоліпіди містяться в підшлунковій залозі у великій кількості, зокрема ті, до складу яких входить інозит. За загальним змістом інозиту підшлункова залоза поступається тільки мозку, і кількість його доходить у ній до 20 мікромоль / г тканини. Порівняно великий вміст в підшлунковій залозі нуклеїнових кислот. Загальний вміст рибонуклеїнової кислоти (РНК) і дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) в підшлунковій залозі миші перевищує 3%. Загальна кількість вуглеводів в підшлунковій залозі невелике і сумарний вміст полісахаридів (глікогену) і олігосахаридів не перевищує 0,2-0,3%.

Мінеральний склад підшлункової залози може бути охарактеризований наступними даними: Ка - 80-90 мг%, К - 210 - 260 мг%, Са-14-16 мг%, Мn - 18 - 27 мг%, С1-180 мг%, неорганічний Р-70-90 мг%. Різниця між наведеними кількостями катіонів та аніонів покривається в основному за рахунок іонів НС0 _3. У золі підшлункової залози виявлені всі мікроелементи, зазвичай знаходяться в тканинах тварин, причому порівняно багато міститься в ній Со, кількість якого може доходити до 0,2 мг / кг тканини, що перевершує зміст його в печінці. Кількість Zn в підшлунковій залозі (0,3 мг%) по відношенню до ваги всього органу не перевищує його змісту в інших органах, але оскільки 2п зосереджений в основному в клітинах острівців Лангерганса, то концентрація його в цих клітинах досягає порівняно дуже великий величини. Слід відзначити також відносно високий вміст в клітинах підшлункової залози нікелю та марганцю.

Білки підшлункової залози. Основна маса білків клітин підшлункової залози міститься в гіалоплазми, що виходить після відділення всіх структурних елементів клітин центрифугуванням гомогенатов підшлункової залози при високих швидкостях, і в мікросомах. У ядрах клітин підшлункової залози знаходиться близько 15% всього міститься в клітинах азоту, в зімогеном гранулах 1,8%, у великих і малих мітохондріях 13,5%, у мікросомах 36% і в гіалоплазми близько 32%. За відносним вмістом азоту в мітохондріях і мікросомах клітини підшлункової залози значно відрізняються від клітин печінки. В останніх вміст білків в мітохондріях і мікросомах приблизно однаково, в клітинах ж підшлункової залози вміст білків в мікросомах більше ніж удвічі перевершує їх кількість в мітохондріях. Ця відмінність, можливо, пов'язано з тим, що саме мікросоми є тими структурними елементами клітин підшлункової залози, в яких найбільш інтенсивно відбувається синтез ряду білків, у тому числі білків, що виділяються з підшлунковою соком. Треба відзначити, що за інтенсивністю синтезу білків клітини підшлункової залози, наскільки про це можна судити по швидкості включення до них мічених різними ізотопами амінокислот, є одними з найбільш активних і схожі в цьому відношенні з клітинами печінки. Щодо природи і властивостей синтезованих в різних клітинах підшлункової залози білків, за винятком білків, що входять до складу секретується з підшлунковою соком ферментів і гормонів інсуліну і глюкагону, відомо ще мало. Можна вважати тільки встановленим, що значна частина цих білків відноситься до нуклеопротеїнів. Відносно більша частина всіх білків клітин підшлункової залози припадає також на частку її ферментів як секретується з підшлунковою соком, так і приймаючих участь в обміні тканини самої залози. З секретується білків в кристалічній формі були виділені трипсиноген, трипсин, хімотрипсин а і (5, карбоксіполіпептідаза, рибонуклеаза, дезокспрібоіуклеаза і еластаза. За кількістю і різноманітністю ферментів, які беруть участь в обміні самої залози, клітини підшлункової залози займають одне з перших місць серед клітин всіх інших органів і тканин організму, а за змістом, наприклад, такого ферменту, як рибонуклеаза, підшлункова залоза перевершує всі інші органи. Щодо розподілу ферментів між окремими структурними елементами клітин підшлункової залози досить достовірні дані є лише для деяких. Так, при дослідженні клітин підшлункової залози мишей було встановлено, що амілаза міститься у всіх структурних елементах і гіалоплазми, але особливо велике її вміст у зімогеном гранулах. У великих же і малих мітохондріях кількість цього ферменту порівняно дуже невелика. Якщо виходити з даних, отриманих останнім часом Штрауб і його співробітниками, про тому, що синтез амілази відбувається в основному в мікросомах, то треба думати, що перед виділенням з підшлунковою соком амілаза накопичується в зімогеном гранулах. Основна маса секретируемой рибонуклеази також виявляється в зімогеном гранулах, дезоксирибонуклеаза і кисла фосфатаза ', навпаки, зосереджені в мітохондріях. Близько 40% всієї що знаходиться у підшлунковій залозі мишей цитохромоксидази виявлено в зімогеном гранулах і великих мітохондріях, причому в останніх концентрація цього ферменту значно вище, ніж у зімогеном гранулах. Під час секреції залози, стимульованої пілокарпіном або карбамілхоліном, підшлункова залоза щурів втрачає близько 20% своїх білків , причому найбільшою мірою втрата відбувається за рахунок амілази і протеолітичних ферментів. Про швидкості синтезу цих білків в клітинах підшлункової залози дає уявлення той факт, що вже через 5-6 годин після початку стимуляції кількість амілази і протеолітичних ферментів в клітинах підшлункової залози повертається до норми . Через цей же проміжок часу після стимуляції спостерігається найбільша швидкість включення амінокислот у білки підшлункової залози, що також свідчить про високу швидкість їхнього синтезу в цей період.

Нуклеїнові кислоти. Зміст ДНК в підшлунковій залозі складає в середньому 0,37%, при розрахунку ж на одне ядро воно дорівнює 8-10 ^-12 р. Невелика кількість ДНК, що виявляється в зімогеном гранулах і гіалоплазми, мабуть, є наслідком попадання туди ДНК при руйнуванні ядер під час їх виділення. Зміст РКК досягає в підшлунковій залозі 2,65%, що приблизно в 2,5 рази вище, ніж в печінці. Найбільша кількість РНК міститься у мікросомах клітин підшлункової залози, і це спостереження добре узгоджується з наведеним вже вище фактом, що саме в цих структурних елементах відбувається найбільш швидкий синтез ряду білків. При вивченні синтезу хімотрипсину в підшлунковій залозі морської свинки було встановлено, що включення амінокислот у ці білки в мікросомах відбувається в 6 разів швидше, ніж у зімогеном гранулах. Є вказівки на те, що хімотрипсин синтезується в ультрамікроскопічних гранулах, прикріплених до мікросомах, що складаються в основному з рибонуклеопротеидов. Про зміни вмісту РНК в підшлунковій залозі в період секреції дані суперечливі: є вказівки на те, що вміст РНК і ДНК в залозі під час секреції збільшується, по іншим же відомостями, воно істотно не змінюється. У всякому разі, кількість РНК в підшлунковій залозі в період секреції не зменшується, і в цьому відношенні немає паралелізму між зміною вмісту білків в підшлунковій залозі під час секреції та змінами вмісту РНК. Можливо, що збереження рівня РНК в клітинах підшлункової залозі під час секреції є важливим чинником у подальшому посиленні синтезу білків, на яке вказувалось вище.

Вплив різних факторів на вміст інсуліну в підшлунковій залозі

Інсулін утворюється в (Б-клітинах лангергансових острівців і знаходиться в них у складі особливих нерозчинних гранул цитоплазми, причому його зміст пропорційно кількості цих гранул. Механізм виходження інсуліну з цих гранул і його секреції в кров залишається ще нез'ясованим. При перфузії ізольованої підшлункової залози щурів кров'ю , що містить підвищену кількість глюкози, було встановлено підвищення секреції інсуліну. Такий же ефект спостерігався при введенні глюкози в підшлункову артерію собак. Чи має цей процес значення для регуляції вмісту глюкози в крові у нормальних тварин і людини, залишається до цих пір, однак, неясним, тому що коливання вмісту глюкози в крові в нормі недостатньо великі, щоб викликати помітне зміна в секреції інсуліну. Зміст інсуліну в підшлунковій залозі при розрахунку на 1 г тканини коливається у різних видів ссавців у порівняно невеликих межах, незважаючи на те, що інтенсивність процесів вуглеводного обміну у них може різко відрізнятися. Найвище зміст інсуліну зазначено в підшлунковій залозі кроликів і мавп (шимпанзе), у яких воно досягає 5,2-11,2 МО на 1 г тканини. Найменші кількості інсуліну знайдені в П. ж. морської свинки , де воно дорівнює лише 0,08 - 0,23 ОД на 1 г тканини. У здорових людей вміст інсуліну звичайно коливається в межах 1-2 ОД на 1 г тканини. Відзначено значні зміни у змісті інсуліну в підшлунковій залозі різних тварин в залежності від віку. Так, наприклад, у новонароджених телят концентрація інсуліну в підшлунковій залозі при розрахунку на 1 г тканини становить близько 12 ОД, у бичків у віці 2 років ця величина знижується до 4,8 Е Д, а у дорослих тварин у віці 9 років і більше становить тільки 1,8 ОД. У людей концентрація інсуліну в залозі у віці до 5 років, мабуть, залишається високою, потім знижується до 12 років, після чого концентрація його вже помітно не змінюється. Загальна ж кількість інсуліну в підшлунковій залозі при розрахунку на 1 кг ваги тіла підвищується аж до 21 року. Та обставина, що надалі кількість інсуліну в підшлунковій залозі відстає від збільшення ваги, обумовлює недостатність вмісту інсуліну в підшлунковій залозі літніх людей, особливо в гладких, що, мабуть, має певне значення в механізмі виникнення «діабету огрядних». У літературі є також вказівки на те, що зміст інсуліну в підшлунковій залозі схильне сезонним коливанням і що воно вище у телят взимку, а проте ці дані недостатньо достовірні, тому що у відповідних дослідженнях не були враховані зміни в харчуванні тварин та інші фактори, що можуть впливати на синтез і вміст інсуліну в підшлунковій залозі. Одним з найбільш важливих факторів, що визначають зміст інсуліну в підшлунковій залозі, є характер харчування і калорійність дієти. Вже порівняно давно було встановлено, що навіть короткочасне голодування щурів викликає значне зменшення вмісту інсуліну в їх підшлунковій залозі. Недостатнє по калорійності харчування також веде до помітного зменшення вмісту інсуліну в підшлунковій залозі щурів, але надає менший ефект на кількість інсуліну в підшлунковій залозі собак. При достатній щодо калорійності дієті підвищення вмісту в ній жирів за рахунок вуглеводів також веде до зниження вмісту інсуліну в підшлунковій залозі щурів незалежно від того, чи викликає підвищення кількості жиру в дієті ожиріння печінки, або шт. При зменшенні вмісту жиру в дієті і збільшення в ній вмісту вуглеводів кількість інсуліну в підшлунковій залозі щурів швидко повертається до початкової величини, але збільшення вмісту вуглеводів у звичайній дієті щурів не викликає збільшення вмісту інсуліну в підшлунковій залозі. Таким чином, певна кількість вуглеводів в дієті необхідно для підтримки нормального рівня інсуліну в залозі, але збільшення їх змісту понад цю кількість не може повести до підвищення вмісту інсуліну понад норми. Що стосується впливу білків дієти на вміст інсуліну в підшлунковій залозі, то є дані про те, що включення в дієту щурів желатини замість казеїну обумовлює зменшення вмісту інсуліну, мабуть, внаслідок недостатності змісту в желатині триптофану і лізину. Не встановлено будь-якого специфічного впливу вмісту вітамінів і мікроелементів в дієті, в тому числі і цинку, на кількість інсуліну в підшлунковій залозі. Видалення у тварин надниркових залоз, гіпофіза або статевих залоз саме по собі не робить помітного впливу на вміст інсуліну в підшлунковій залозі, але введення тваринам значних кількостей препаратів передньої долі гіпофіза, що містять лактотропний гормон і АКТГ, а також естрогенів і тироксину веде до помітного збільшення вмісту інсуліну , що супроводжується підвищенням числа активно функціонують 3-клітин. Різке зменшення вмісту інсуліну в підшлунковій залозі, спостерігається при впливі на організм тварин аллоксана та інших діабетогенних факторів, і при діабеті у людей. При діабеті середньої важкості у людей вміст інсуліну в підшлунковій залозі може знизитися до 0,4 ОД на 1 г тканини, що відповідає 40 ОД у всій залозі, замість 160-200 ОД в нормі. Введення інсуліну як здоровим тваринам, так і тваринам з експериментальним діабетом в більшості випадків викликає значне зменшення вмісту інсуліну в підшлунковій залозі, що супроводжується зменшенням числа і активності А-клітин. Велике значення має та обставина, що введення інсуліну збільшує ступінь зниження його вмісту в підшлунковій залозі, що викликається голодуванням або підвищенням кількості жиру в дієті, але зменшує ступінь зниження, що викликається введенням діабетогенних препаратів гіпофіза або часткової панкреатоміей. Це пояснюється тим, що при голодуванні і підвищення вмісту жирів в дієті потребу тварин в інсуліні значно зменшується, і це зумовлює регулярне зменшення синтезу інсуліну та його накопичення в підшлунковій залозі. Введення інсуліну в цих випадках покриває частину зниженою потреби тварини і тим самим викликає подальше зменшення синтезу інсуліну. У тих же випадках, коли зменшення вмісту інсуліну в підшлунковій залозі викликається діабетогенних чинниками або часткової панкреатоміей, воно є наслідком виснаження здатності клітин синтезувати інсулін, наступаючим після періоду посиленої діяльності цих клітин. Введення інсуліну в цих випадках, задовольняючи частину потреби в ньому організму, запобігає виснаження здатності р-клітин синтезувати інсулін і сприяє накопиченню його в підшлунковій залозі. В даний час ще немає достатньо переконливих даних про те, як впливає введення інсуліну хворим на діабет на його утримання в підшлунковій залозі, але цілком імовірно, що в залежності від тяжкості захворювання і характеру дієти і інших факторів воно в одних випадках може знижувати синтез і вміст інсуліну в залізі, в інших випадках, навпаки, сприяти його збільшення.

Патологічна анатомія

Пороки розвитку

Дистопія підшлункової залози зустрічається рідко. Грубер розрізняє первинну і вторинну дістопіі. Первинна є вадою розвитку раннього ембріонального періоду і зумовлена порочної закладкою органу. Вторинна дистопія виникає значно пізніше, зазвичай під впливом зміни стану або обсягу сусідніх з нею органів (діафрагмальні грижі, пупкові грижі, і т. д.). Крім того, можуть виникати і комбіновані переміщення підшлункової залози. Дістопіі зустрічаються при дефектах і грижах діафрагми зі зміщенням органів черевної порожнини, то ж при вроджених пупкових грижах.

Аномалія форми підшлункової залози зустрічається рідко. У незначній кількості випадків заліза може бути розщеплена уздовж поздовжньої осі органу. Від тіла підшлункової залози можуть бути відокремлені голівка або інша частина. У відокремленої частини підшлункової залози є свій власний проток. Іноді головка вузька, іноді збільшена і виявляється спереду дванадцятипалої кишки. У цих випадках буває зменшена в розмірах або зовсім відсутня хвостова частина залози Своєрідним пороком розвитку є кільцеподібна підшлункова залоза: або головна частина органу охоплює кільцем дванадцятипалу кишку, або підшлункова залоза всією своєю масою утворює таке кільце (типова кільцеподібна підшлункова залоза). Просвіт кишки в місці кільця нерідко буває звуженою, а іноді має місце повна атрезія кишки.

Аномалія положення і форми проток. Основний протока може розташовуватися не в задньому, а в передньому відділі залози, а також буває роздвоєний. Анастомоз між основним і додатковим протоком буває надмірно широким, іноді дуже вузьким і часом повністю відсутня. У 10% випадків додатковий протока впадає в дванадцятипалу кишку самостійно, звичайно трохи вище фатерова сосочка, і тоді носить назву санторініева протоки. Санторіні протока несе функцію основного протоки, якщо останній звужений або атрофований у зв'язку з вродженою аномалією чи закупорений каменем, здавлений пухлиною, рубцями. Основний протока може впадати в шлунок, загальний жовчний протік, іноді вище фатерова сосочка в дванадцятипалу кишку.

Додаткові підшлункові залози виявляються звичайно в стінці дванадцятипалої кишки, тонкого кишечника, шлунка, жовчного міхура, загальної жовчної протоки, меккеллева дивертикула, в брижі, печінки, селезінці і області пупка. Вони являють собою плотноватие освіти від 1,5 до 4 см діаметром, трохи підносяться з боку серозного покриву. У випадках, коли додаткові залози розташовуються в стінці порожнистих органів, вони нерідко відкриваються в просвіт їх самостійними протоками. Гістологічна будова залоз органоідное з екскреторну та інкреторної відділами. Іноді повністю відсутні острівці Лангерганса, іноді вони переважають. В. М. Воскресенський (1950) наводить випадок, коли помилкове хірургічне видалення додаткової підшлункової залози призвело до смерті від гипергликемической коми. Гістологічно у віддаленій залозі переважали великі острівці, в той час як в основній залозі їх було мало при виражених тут некробіотичні зміни. Кауфман поряд з додатковими підшлункових залозами розрізняє ще рудиментарні додаткові підшлункові залози, що носять в літературі іноді назву аденоми, хоча з пухлинами вони нічого спільного не мають. У цих утвореннях відсутня органоідное будова, гістологічно в них переважає строма і кісти, зустрічаються дрібні залізисті часточки. Істинна природа додаткових рудиментарних підшлункових залоз нерідко може бути встановлена тільки при вивченні їх на серійних гістологічних зрізах.

Агенезія підшлункової залози є надзвичайно рідкісним пороком розвитку. Діагностика цього пороку складна, тому що відсутність підшлункової залози на звичайному місці не виключає того, що вона може бути розсіяна у вигляді дрібних утворень у стінці кишечника і шлунку. Справжня агенезія має місце у випадках важких каліцтв: ацефаліі, акардіі і т. д. Недорозвинення підшлункової залози - гіпоплазія - зустрічається при загальному недорозвитку організму при природженому сифілісі, іноді поза зв'язком з іншими вадами або з якою-небудь певною причиною. Гіперплазія підшлункової залози також дуже рідкісний вада розвитку, пов'язана із загальною сілапхомегаліей. Іноді зустрічається помилкова гіперплазія підшлункової залози за рахунок розростання в органі жирової клітковини. Вроджені зміни об'єму підшлункової залози зустрічаються дуже рідко і не мають практичного значення.