ГЛАВА 1. НОРМАЛЬНАЯ АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
Сложные анатомические взаимоотношения ПЖ с
другими органами брюшной полости долгое время создавали трудности в
хирургическом лечении заболеваний этого органа [П.М.Постолов и соавт., 1976].
Особенности топографии и регуляторных взаимоотношений в гастропанкреатодуоденальном
комплексе (ГПДК) находят свое объяснение в специфике эмбриогенеза [H.E.Thomas et al., 1989; H.G.Beger, M.Buhler, 1990]. В динамике его двенадцатиперстная
кишка (ДПК) делится на две морфофункциональные единицы: проксимальный отдел ДПК
с границей, расположенной ниже большого дуоденального сосочка (БДС) (этот отдел
берет свое начало из передней части первичной кишки) и дистальный отдел ДПК,
зачатком которого служит средняя часть первичной кишки [П.Я.Герке, 1957; Б.П.Токин,
1970].
При этом паренхима ПЖ образуется из трех
зародышевых почек: дорсальной и двух вентральных панкреатических зачатков.
Дорсальный зачаток ПЖ, из которого в дальнейшем образуется головка ПЖ,
представляет собой вырост энтодермы передней части первичной кишки. Две
вентральные закладки ПЖ, из которых образуются тело и хвост железы, берут свое
начало из средней части первичной кишки, в дальнейшем сливаются и путем вращения
первичной кишки, сближаются с дорсальной закладкой, образуя общую паренхиму ПЖ.
По мере слияния зачатков происходит образование и единой протоковой системы
органа [А.Г.Кнорре, 1971; В.Н.Швалев и соавт., 1974].
Таким образом, в эмбриогенезе верхняя
горизонтальная ветвь и проксимальный сегмент нисходящей части ДПК, а также
головка ПЖ, образуются из переднего отдела первичной кишки, а нижняя
горизонтальная ветвь и дистальный сегмент нисходящей части ДПК с телом и
хвостом ПЖ происходят из среднего отдела первичной кишки.
При исследовании ПЖ эмбрионов человека и
животных, установлено, что источники возникновения и дифференцировки клеток,
вырабатывающих инсулин, глюкагон и соматостатин в онтогенезе различны [D.E Bockman., 1997].
Особенности эмбриогенеза ДПК и ПЖ проявляются
и на их кровоснабжении: сосуды чревного ствола васкуляризуют верхнюю половину
головки железы, верхнюю горизонтальную и нисходящую части ДПК; сосуды верхней
брыжеечной артерии дают васкуляризацию нижней половины головки ПЖ, дистальной
нисходящей и нижней горизонтальной части ДПК.
Всего выделяют 10 артерий, принимающих
участие в васкуляризации ПЖ: 5 поджелудочно - двенадцатиперстных
(верхне-задняя, средняя, верхне-передняя, нижне-задняя, нижне-передняя) и 5
поджелудочных (тыльная, большая, пограничная, каудальная, нижняя),
[Ю.А.Нестеренко и соавт., 1997]. Поджелудочно-двенадцатиперстные артерии
отходят от желудочно-двенадцатиперстной артерии. Они осуществляют основное
кровоснабжение головки ПЖ. Поджелудочные артерии отходят в большинстве своем от
селезеночной артерии (частично от верхней брыжеечной) и кровоснабжают хвост и
тело железы. Все артерии широко анастомозируют между собой, образуя ряд
замкнутых артериальных дуг. Наиболее крупные артериальные дуги- передняя и
задняя расположены в области головки, тела и хвоста железы.
Венозный отток из ПЖ осуществляется по венам,
сопровождающим одноименные крупные артериальные сосуды.
Поджелудочно-двенадцатиперстные вены, несущие кровь от головки железы, впадают
непосредственно в короткую или верхнюю брыжеечную вены. Поджелудочные вены,
несущие кровь от тела и хвоста железы, впадают в селезеночную или верхнюю брыжеечную
вены. [К.Г.Реминная, 1960; Е.А.Воробьева, 1965; К.И.Кульчицкий и соавт., 1970].
Имеются различия в иннервации проксимальных и
дистальных отделов ДПК: верхняя ее часть (верхняя горизонтальная ветвь и
нисходящая – до уровня большого дуоденального сосочка) иннервируется от обоих
чревных узлов, а также из печеночного сплетения и непосредственно от
блуждающего нерва, а нижняя (нисходящая ветвь ниже уровня БДС и нижняя
горизонтальная ветвь) – от верхнего брыжеечного сплетения.
Парасимпатические волокна поступают в ПЖ в
составе блуждающего нерва, а симпатические волокна – от чревных стволов, причем
головка железы иннервируется в основном из левого пограничного симпатического
ствола, а тело и хвост – из правого. Следовательно, ДПК и ПЖ, а также их отделы
имеют общность и отличия в симпатической и парасимпатической иннервации
[Е.П.Мельман, 1970; А.Я.Росин, 1974; А.П.Амвросьев, 1974].
ДПК находится на важном перекрестке между
желудком и тощей кишкой, печенью и ПЖ, что обуславливает ее специфическую
морфологию и функциональное назначение [Ю.М.Гальперин и соавт., 1967]. В
функциональном отношении ДПК занимает особое место: в ее верхней части
происходит главным образом ощелачивание кислого содержимого желудка и
подготовка его к действию панкреатических и кишечных ферментов, а в нижней
части – смешивание его с панкреатическим соком и желчью, продолжение расщепления
пищевых частиц, начало действия ферментов, осуществляющих мембранное
пищеварение, и всасывание продуктов гидролиза [А.М.Уголев, 1972].
В тонкой кишке выражены полостное и
пристеночное пищеварение. Полостное пищеварение в тонкой кишке осуществляется
за счет пищеварительных секретов и их ферментов, которые поступают в полость
тонкой кишки: панкреатический секрет, желчь, кишечный сок и действуют на пищу,
прошедшую предварительную «обработку» в желудке. Пристеночное пищеварение
последовательно происходит в трех фазах: слизистых наложениях, гликокаликсе и
на апикальных мембранах энтероцитов с огромным числом микроворсинок на них. Образовавшиеся
в результате мембранного пищеварения мономеры всасываются в кровь и лимфу
[Г.Ф.Коротько, 1987].
ПЖ является смешанной, включающей в себя
экзокринную и эндокринную части. В экзокринной части вырабатывается панкреатический
сок, богатый пищеварительными ферментами – трипсином, липазой, амилазой и др. В
эндокринной части синтезируются ряд гормонов – инсулин, глюкагон, соматостатин,
вазоинтестинальный полипептид, панкреатический полипептид, принимающие участие
в регуляции пищеварительных функций, а также углеводного, белкового, жирового и
межуточного обмена. Экзокринная часть железы в дольках представлена ацинусами и
внутридольковыми выводными протоками, а также междольковыми выводными протоками
и общим панкреатическим протоком, открывающимся в ДПК. Ацинус состоит из смежных
пирамидальных гландулярных клеток, верхушка которых открывается в просвет
ацинуса. Эти клетки высоко поляризованы, имеют выраженные функциональные и
структурные отличия апикальных и базолатеральных областей плазматической
мембраны. Ацинарные клетки имеют хорошо развитый аппарат Гольджи и эндоплазматический
ретикулярный комплекс, которые необходимы для синтеза и хранения секреторных
протеинов [Ю.И.Афанасьев, 1983].
Ацинозные панкреатоциты, составляющие 90%
популяции экзокринных клеток синтезируют ферменты. Трипсин и химотрипсин,
панкреатопептидаза и эластаза расщепляют преимущественно внутренние связи
белков. Эти ферменты действуют на высокомолекулярные полипептиды. В составе
панкреатического сока выделяется некоторое количество ингибитора трипсина. ПЖ
синтезирует a-амилазу, которая расщепляет полисахариды до ди- и моносахаридов.
Панкреатическая липаза расщепляет жиры до моноглицеридов и жирных кислот.
Амилаза, липаза и нуклеаза секретируются ПЖ в активном состоянии, а протеазы
образуются клетками в виде зимогенов, которые активируются действием на них
других ферментов. Трипсиноген – энтерокиназой (энтеропептидазой), а другие
зимогены – образовавшимся при этом трипсином. Трипсин катализирует активацию
еще большего количества трипсина путем гидролитического отщепления
терминального гексапептида от молекулы трипсиногена. Ацинарные клетки также
вырабатывают ингибитор трипсина, который упаковывается с трипсиногеном в
зимогенные гранулы. Ферменты ПЖ перерабатывают все виды питательных веществ.
Протеолитические ферменты составляют около 80% от всех протеинов, которые
находятся в панкреатическом соке. Сюда входят эндопептидазы, такие как трипсин,
экзопептидазы и карбоксипептидазы. Остальные ферменты представлены нуклеазой,
амилазой, расщепляющими углеводы, и липазой, фосфолипазой А2 и карбоксилэстеразой,
расщепляющими липиды [Г.Ф. Коротько, 1987].
Клеточные механизмы синтеза и секреции протеинов изучались S.J.
Pandol (1994). Экспортные
протеины синтезируются в полисомах, присоедененных к внешней или цитозольной
части шероховатого эндоплазматического ретикулумма, находящегося у основания
ацинарной клетки. После перемещения в аминолатеральное расширение образуется
специальная сигнальная последовательность – сигнальный пептид. Этот пептид интимно
связан с цитозольным протеином, который получил название – «сигнальная
пептидная опознавательная частица» (SRP),
усиливающая связывание мРНК – рибосомального комплекса с эндоплазматической
ретикулярной мембраной. Это происходит при опознавании и связывании со
специфическим рецептором ретикулярной эндоплазматической мембраны. Из–за
гидрофобности сигнального пептида он входит во внутреннее отделение
эндоплазматического ретикулумма. В дальнейшем сигнальный пептид откалывается
при помощи фермента, который носит название сигнальная пептидаза. Образующийся
протеин проходит несколько посттрансляционных модификаций, затем переносится в
аппарат Гольджи, где эти гликопротеины концентрируются и упаковываются в
гранулы. В дальнейшем гранулы
перемещаются в апикальный отдел ацинарной клетки. При соответствующей
нервной и гуморальной стимуляции, зимогенные гранулы, перемещаясь в апикальную
мембрану, сливаются с плазматической мембраной и выводят содержимое гранул в
люминальное пространство.
D.I.Yule et al. (1994) отмечают, что некоторые
внутриклеточные мессенджеры играют определенную роль в регуляции секреции
пищеварительных энзимов. Увеличение содержания кальция внутри клетки
стимулируется такими веществами как холецистокинин, ацетилхолин, бомбезин,
гастрин-рилизинг-пептид и субстанция Р. Несмотря на то, что рецепторы ацинарных
клеток для всех этих агентов были идентифицированы, вероятно, что холинергические
мускариновые рецепторы являются основными путями регуляции.
Суточный объем сока ПЖ, который выделяется в
просвет ДПК у людей, составляет около
Клеточными механизмами секреции
гидрокарбонатов протоковыми клетками занимались многие исследователи. В.Е.Argent et al. (1971) полагают, что гидрокарбонат получается
из угольной кислоты, которая формируется из углекислоты и воды, диффундирующей
из интерстиция.
Эндокринная часть железы в дольках
представлена островками, лежащими между ацинусами. Инсулярные клетки в отличие
от ацинозных имеют меньшие размеры. Среди инсулярных клеток различают пять
основных видов:
1) В-клетки, базофильные, составляют основную
массу клеток, располагаются вокруг капилляров (около 75%) и синтезируют инсулин
и 5-окситриптамин;
2) А-клетки, ацидофильные, составляют
примерно 20–25% от всей массы инсулярных клеток, располагаются на периферии. В
гранулах А-клеток обнаружен гормон глюкагон [N.Okada et al., 1968; C.Capella, et al., 1972]. А- и- В-клетки впервые описал M.A.Lane (1907) в панкреатических островках морской
свинки;
3) D-клетки,
дендритические, число которых в островках невелико 5–10%) секретируют соматостатин [L.Orci et al., 1975]. D 1-клетки выделяют вазоинтестинальный полипептид;
4) РР-клетки (2–5%) вырабатывают
панкреатический полипептид [Larsson et al., 1974];
5) Thomas (1937) принадлежит описание в панкреатических островках пятого типа
клеток, а именно Е-клеток.
Наряду с пятью основными видами инсулярных
клеток науке известны, описанные B.Wolter (1950), шестой вид клеток – Х-клетки.
Помимо экзокринных и эндокринных клеток, в дольках ПЖ описан еще один тип секреторных клеток – промежуточные, или ацинозно-инсулярные клетки, характерной особенностью промежуточных клеток является наличие в них гранул двух типов – крупных зимогенных, присущих ацинозным клеткам, и мелких, типичных для инсулярных клеток [Ю.И.Афанасьев, 1983].