Сергей Вялов – Желчь & Ферменты (страница 8)
В печени инсулин работает иначе: он запускает превращение глюкозы в специальный резервный, или запасной, сахар гликоген. В то время, пока мы не едим, гликоген из печени постепенно расходуется, продолжая кормить ткани и органы. Около 60 % всей глюкозы, которую мы съели, запасается в печени. Так поддерживается постоянный уровень сахара в крови. То есть инсулин нужен организму, чтобы отправлять сахар в клетки для питания и в печень «про запас». Это гормон хорошей жизни после удачного приема пищи.
Пока инсулина мало, мышцы питаются жирными кислотами. После приема пищи инсулина становится много, и количество сахара в крови тоже возрастает. Вот в этот момент инсулин заправляет топливные баки мышц глюкозой. Кстати, мышцы могут заправляться глюкозой и без инсулина, но только при условии реальной высокой активности. То есть, если интенсивно тренироваться или заниматься спортом, мышца сама будет потреблять сахар. Это рекомендуют делать всем диабетикам для снижения уровня глюкозы. Инсулин нужен еще и для того, чтобы переваренный белок мог всосаться в кишечнике и поступить в работу. Это действие инсулина такое же сильное, как и у гормона роста.
В мозге ситуация совсем другая: он работает исключительно на сахаре глюкозе. У него единственный источник питания, да и мозг, считайте, что самый главный орган управления. Он не может остаться без еды и выключиться. Поэтому глюкоза поступает в него без ограничений и без посредников или регуляторов. Мозгу инсулин не нужен, ему нужна глюкоза, а точнее, ее постоянный уровень в крови. Когда уровень глюкозы падает ниже критического, человек впадает в гипогликемическую кому. От этого спасает резервное депо сахара в печени, поэтому, даже если не успели поесть, мы не падаем в голодный обморок.
Но печень может запасать под действием инсулина лишь ограниченное количество сахара. Излишек глюкозы, которая поступила в печень, какое-то время удерживается в клетках, а затем превращается не в гликоген, а в жир. Он запасается в печени, а если это происходит регулярно, то развивается жировая болезнь печени. Когда место в печени заканчивается, сахар превращается в жир и идет в бока. Это тоже происходит как под действием инсулина, так и без него. Клетки печени накапливают жир в основном в виде липопротеинов, их уносит кровью в жировые отложения в тканях. Там они хранятся уже в виде триглицеридов. К счастью, все эти процессы обратимы, и жир из живота и бедер может превращаться обратно, уноситься назад в печень, а там уже превращаться в глюкозу, которую можно будет потратить, когда вы соберетесь худеть или голодать.
Если в печени становится слишком много жирных кислот, например, когда в питании нет углеводов или когда есть проблема с инсулином, в печени активируется резервный путь обмена веществ и образуется активированная уксусная кислота. Она иначе называется ацетил-КоА, а поскольку печень не может использовать ее полностью, то она превращается в ацетоуксусную кислоту и выделяется в кровь. А сахара в диете в этот момент нет, соответственно, инсулина тоже мало. Поэтому часть ацетоуксусной кислоты превращается в гидроксимасляную кислоту и токсичный ацетон. Все три вещества: ацетоуксусная кислота, гидроксимасляная кислота и ацетон — называют кетоновыми телами, а возникающее при этом НАРУШЕНИЕ обмена веществ — КЕТОЗ. Из-за развития кетоза у здоровых людей на диете или у больных сахарным диабетом возникает диабетическая кома, выдыхаемый воздух пахнет ацетоном, анализ крови показывает метаболический ацидоз, а родственники спешат доставить пациента в реанимацию.
Островки Лангерганса: α, β, δ
Про гормональную часть поджелудочной
Между дольками поджелудочной железы, как мы уже говорили, интегрированы поджелудочные острова, названные в честь немецкого врача и анатома Пауля Лангерганса. Именно он в далеком 1869 году в своей докторской диссертации описал эти дополнительные «островки», или инсулы, которые выделяли непонятное тогда вещество — инсулин. Кстати, тогда поджелудочную железу называли брюшной слюнной железой и думали, что она выделяет такие же ферменты, как и слюнные железы. Действительно, амилаза для переваривания углеводов выделяется и в поджелудочной, и в слюнных железах.
Только потом мы узнали, что островки состоят из разных клеток. Больше всего, примерно 60 %, составляют β-клетки, выделяющие инсулин. Есть еще α-клетки и δ-клетки, которые ученые в спешке или по рассеянности забыли. Все в организме имеет свои противовесы, и выделяющие инсулин β-клетки уравновешены выделяющими глюкагон α-клетками. Их немного меньше, около 25 % всех островов, и еще меньше, около 15 %, занято δ-клетками, производящими соматостатин. Для правильной работы всех этих элементов поджелудочной железы должны нормально работать щитовидные и половые гормоны.
С инсулином мы уже немного разобрались, но есть и другие гормоны. Глюкагон образуется в α-клетках поджелудочной железы и действует на 100 % противоположно инсулину. То есть система работает не так просто. Если инсулина нет, то обратно ничего не падает, а просто ничего не происходит. Нужен другой гормон, который будет действовать в обратном направлении. Для этого в организме есть глюкагон: он выгоняет глюкозу обратно в кровь из клеток, из тканей, из органов и из печени, то есть повышает уровень сахара в крови. Основной его эффект приходится на печень, он опорожняет то самое накопленное депо гликогена. Если голодать долго или долго не получать глюкозу на безуглеводной диете, то депо в печени истощится полностью. Тогда печень включит резервный механизм, начнет забирать из крови аминокислоты, превращать их в сахар, чтобы отдать обратно по первому требованию мистера глюкагона.
Соматостатин образуется в δ-клетках поджелудочной железы и действует против всех (в смысле, против инсулина и против глюкагона). Кроме этого, его действие распространяется еще и на весь желудочно-кишечный тракт. Соматостатин тормозит перистальтику кишечника и угнетает сокращения желчного пузыря, из-за всего этого замедляется всасывание пищи. То есть его эффект направлен вообще на подавление пищевой активности, за счет этого гормон делает так, чтобы не было резких колебаний сахара в крови — не изменяя конкретно уровень сахара и его потребление, а действуя на все пищеварение в целом.
Рычаги управления: блуждающий нерв, кислота и гормоны
Про то, кто стоит за кулисами и все решает
Для того чтобы поджелудочная железа и желчный пузырь работали вовремя и выделяли желчь и ферменты в нужном количестве, в организме существует несколько систем управления с датчиками. Первым датчиком на пути пищи является зрение, обоняние и вкусовые рецепторы.
Нервные волокна и рецепторы примерно одинаково влияют и на желчный пузырь, и на поджелудочную железу. Стимулирование блуждающего нерва оказывает сильное воздействие на поджелудочную железу, и она начинает активно вырабатывать ферменты. Он же приводит к усилению выработки кальция, который еще больше стимулирует выработку ферментов и бикарбоната. Так же влияют и продукты с высоким содержанием кальция, к которым относится почти вся молочка. Поэтому вид, вкус и запах пищи стимулируют выделение ферментов в поджелудочной железе, так же как сам процесс жевания и проглатывания пищи. Даже мысли о еде повышают выделение бикарбоната до 10–15 %, а выработку ферментов до 25 %. В целом сила нервного стимулирования поджелудочной железы составляет до 30 % ее общей мощности. Эта же группа нервов, называемых парасимпатической нервной системой, одновременно усиливает и выделение желчи. Но блуждающий нерв делает ее более насыщенной желчными кислотами.
Другая часть нервной системы — симпатические нервы, наоборот, угнетают работу поджелудочной железы и уменьшают выработку ферментов. Поэтому боль в любом органе нашего тела, нарушенный сон или напряженная умственная или физическая работа тормозят функцию поджелудочной железы.
Следующим этапом быстрого реагирования является желудок. Нормальным стимулом к выделению панкреатического сока служит выделение кислого желудочного сока, который действует на двенадцатиперстную кишку, стимулирует выделение сока поджелудочной железы. Нейтрализованный желудочный сок никак не влияет на поджелудочную. То есть активная работа желудка способствует стимулированию выработки ферментов. Так же действует кислая пища и маленькие порции алкоголя.
Самыми главными регуляторами работы поджелудочной железы служат гормоны секретин и холецистокинин. Секретин вырабатывается в основном S-клетками в двенадцатиперстной кишке. Он заставляет клетки протоков внутри поджелудочной железы выделять бикарбонат. Напомню, что он нужен для нейтрализации соляной кислоты, прибывающей в двенадцатиперстную кишку из желудка. А в кислой среде ферменты поджелудочной железы работать не могут. Кроме того, большое количество кислоты может повреждать клетки кишечника. Именно бикарбонат убирает кислоту, открывает дорогу для пищеварительных ферментов и защищает кишечник. Расположенные ниже в кишечнике клетки имеют датчики, измеряющие количество бикарбоната. И если его становится слишком много, то они выделяют другие кишечные гормоны, которые тормозят поджелудочную железу. Одновременно с этим секретин усиливает выделение большего количества желчи, причем более жидкой и разбавленной водой и электролитами.