胰腺
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胰腺(pancreas),脊椎動(dòng)物及部分無(wú)脊椎動(dòng)物中兼具外分泌和內(nèi)分泌兩種功能的復(fù)合腺體;外分泌部分由腺泡和連通腸腔的導(dǎo)管組成,腺泡分泌多種消化酶,導(dǎo)管上皮細(xì)胞分泌碳酸氫鹽、鈉、鉀、氯等離子和水,合稱(chēng)胰液。經(jīng)導(dǎo)管進(jìn)入十二指腸的胰液可消化糖、脂肪和蛋白質(zhì),是機(jī)體最重要的消化液;內(nèi)分泌部分由胰島所組成。胰島分泌多種激素,如胰島素、胰高血糖素、胰多肽和生長(zhǎng)抑素等。前兩種激素在調(diào)節(jié)糖、脂肪、蛋白質(zhì)的代謝、特別對(duì)維持正常血糖水平起著十分重要的作用,后兩種激素的生理功能尚不十分清楚。
目錄 |
發(fā)生與結(jié)構(gòu)
種系發(fā)生
多數(shù)無(wú)脊椎動(dòng)物無(wú)胰,少數(shù)有胰。其胰的發(fā)生與肝有密切聯(lián)系。如軟體動(dòng)物的烏賊有胰、肝各一對(duì),兩者都開(kāi)口于胃,共同完成消化功能。節(jié)肢動(dòng)物對(duì)蝦的胰與肝結(jié)合在一起,成為一對(duì)大的胰肝,起著分泌消化液又吸收營(yíng)養(yǎng)物的雙重作用。其它無(wú)脊椎動(dòng)物雖無(wú)胰,但消化管中有類(lèi)似胰的消化酶,如昆蟲(chóng)的中腸和胃盲囊分泌的消化液,就相當(dāng)于脊椎動(dòng)物的胰液。在無(wú)脊椎的原口動(dòng)物和后口動(dòng)物中,還發(fā)現(xiàn)有類(lèi)似胰島素和胰高血糖素的激素存在,說(shuō)明它們的消化道具有類(lèi)似胰的功能。
脊椎動(dòng)物的胰是腸上皮細(xì)胞在種系發(fā)生中特化的結(jié)構(gòu)。一些低等脊椎動(dòng)物的胰仍與肝結(jié)合在一起,其功能細(xì)胞有分化成單獨(dú)組織或器官的趨勢(shì)。圓口綱動(dòng)物胰的外分泌部分與肝結(jié)合,而內(nèi)分泌部分則形成獨(dú)立結(jié)構(gòu),內(nèi)含B細(xì)胞和許多顆粒細(xì)胞,排列在靠近腸的膽導(dǎo)管周?chē)@是動(dòng)物進(jìn)化中最早出現(xiàn)的胰內(nèi)分泌組織。軟骨魚(yú)的胰外分泌部分與肝完全分開(kāi),胰的內(nèi)分泌腺小而分散,位于外分泌部分的小導(dǎo)管周?chē)?,或伸入外分泌部組織內(nèi)。硬骨魚(yú)的胰,多為分散性腺體,分布于腸系膜上或埋于肝脾實(shí)質(zhì)內(nèi)。有些硬骨魚(yú)如魚(yú)和,胰的內(nèi)分泌細(xì)胞趨向集中,形成豌豆大的主胰島。從兩棲動(dòng)物無(wú)尾目直到哺乳動(dòng)物,盡管胰的形態(tài)不同,分布各異,但多數(shù)是定形的實(shí)質(zhì)腺體,胰島分散于外分泌部之間。鳥(niǎo)的胰較特殊,胰島有3種類(lèi)型,依所含主要內(nèi)分泌細(xì)胞分類(lèi):含A細(xì)胞的黑胰島;含B細(xì)胞的光胰島;含A、B和D細(xì)胞的混合胰島。
個(gè)體發(fā)生
哺乳動(dòng)物的胰由靠近肝憩室處十二指腸隆起的一個(gè)或多個(gè)胰原基發(fā)育而成。位于腸背側(cè)的胰原基叫做背胰,位于腸腹側(cè)的叫腹胰。胰原基細(xì)胞增生形成囊狀突起,叫做胰憩室。胰憩室迅速增大和反復(fù)分支構(gòu)成各級(jí)胰導(dǎo)管,導(dǎo)管末端形成腺泡。鯊魚(yú)和兩棲動(dòng)物的背胰和腹胰仍分別存在。爬行動(dòng)物以上的動(dòng)物,則兩者融合成一個(gè)胰,背胰構(gòu)成胰的大部,腹胰構(gòu)成胰頭的一部。背胰和腹胰的導(dǎo)管也融合為一。人的胰主導(dǎo)管(溫孫氏導(dǎo)管)乃是由腹胰導(dǎo)管的全部和背胰導(dǎo)管的遠(yuǎn)端構(gòu)成。背胰導(dǎo)管如不消失,則構(gòu)成副胰導(dǎo)管(圣托里尼氏導(dǎo)管)。豬和牛腹胰導(dǎo)管消失而僅保留背胰導(dǎo)管,馬和狗的兩個(gè)胰導(dǎo)管都存在。
哺乳動(dòng)物胰腺中的84%是腺泡,4%是導(dǎo)管組織和血管,1~2%為內(nèi)分泌組織,其余的10%為細(xì)胞外基質(zhì)。腺泡由單層上皮細(xì)胞組成,細(xì)胞呈錐體狀,位于基底膜上。朝向腺腔的游離面有微絨毛,核在細(xì)胞底部,呈圓形。細(xì)胞頂部的胞漿內(nèi)有酶原顆粒,呈卵圓形,外包單層質(zhì)膜。細(xì)胞底部密集排列粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、大量的核糖體和縱形排列的線粒體,核上區(qū)的胞漿內(nèi)有高爾基器等。直接與腺泡相連的小管叫做閏管,由單層扁平上皮細(xì)胞組成,閏管的一端向腺泡腔內(nèi)延伸,成為泡心細(xì)胞。閏管的另一端彼此匯合,成為小葉內(nèi)導(dǎo)管,由立方上皮細(xì)胞組成。導(dǎo)管逐級(jí)匯合,管徑逐漸變粗,最后成為主導(dǎo)管,管壁由單層立方上皮細(xì)胞逐漸移行為單層柱狀上皮細(xì)胞。主導(dǎo)管內(nèi)還有散在的杯狀細(xì)胞和內(nèi)分泌細(xì)胞。
胰的內(nèi)分泌部分叫做胰島,又叫朗格爾漢氏小島(蘭氏小島),是不規(guī)則的細(xì)胞群,散布在外分泌部的腺泡之間。成年人胰島約100~200萬(wàn)個(gè)。胰島內(nèi)無(wú)導(dǎo)管,但有豐富的毛細(xì)血管,每個(gè)胰島細(xì)胞幾乎都與毛細(xì)血管直接接觸,胰島細(xì)胞有多種類(lèi)型:①A細(xì)胞。在鳥(niǎo)類(lèi)叫A2細(xì)胞,分泌胰高血糖素,在哺乳動(dòng)物此細(xì)胞約占胰島細(xì)胞總數(shù)的20~25%。在鳥(niǎo)類(lèi)和爬行動(dòng)物,此細(xì)胞為胰島的主要成分。圓口綱動(dòng)物無(wú)A細(xì)胞。②B細(xì)胞。分泌胰島素,所有脊椎動(dòng)物都有這種細(xì)胞,成年人的B細(xì)胞約占胰島細(xì)胞總數(shù)的75~80%。③D細(xì)胞。在鳥(niǎo)類(lèi)叫做A1細(xì)胞,分泌生長(zhǎng)抑素,D細(xì)胞數(shù)量少,約占胰島細(xì)胞總數(shù)的5%。A細(xì)胞分布在胰島的外周,B細(xì)胞位于胰島的中心,D細(xì)胞介于A、B細(xì)胞之間。這三種細(xì)胞以間隙連接相連(見(jiàn)細(xì)胞間連結(jié)),有微細(xì)六角管互相溝通,成為功能上的合胞體。④PP細(xì)胞。分泌胰多肽,這種細(xì)胞位于胰島的周?chē)?,有的也分散于胰外分泌?shí)質(zhì)和胰導(dǎo)管上皮細(xì)胞間。人的PP細(xì)胞集中于胰的外分泌部,胰頭部的PP細(xì)胞比胰體和胰尾部多,其細(xì)胞數(shù)量隨年齡增長(zhǎng)而加多。此外,胰島內(nèi)還有D1、EC、G和P內(nèi)分泌細(xì)胞,但數(shù)量很少。
胰的解剖結(jié)構(gòu)
人胰呈灰紅色、細(xì)長(zhǎng),橫臥于腹后壁和胃后方。分頭、體、尾3部分:胰頭位于十二指腸彎內(nèi),胰體占據(jù)胰中間的大部,胰尾延伸到脾。胰重約90克,外披結(jié)締組織,膜深入胰內(nèi),將胰分成許多小葉。胰導(dǎo)管橫貫于胰的全長(zhǎng),在總膽管附近開(kāi)口于十二指腸,或與總膽管匯合入腸。供應(yīng)胰的血液來(lái)自脾、肝和腸系膜上動(dòng)脈,胰靜脈經(jīng)門(mén)靜脈入肝。胰島的毛細(xì)血管經(jīng)小靜脈后又進(jìn)入圍繞腺泡的毛細(xì)血管,因此,靠近胰島腺泡的血液含有高濃度的胰島細(xì)胞所釋放的激素。支配胰的神經(jīng)有迷走神經(jīng)、交感神經(jīng)和肽能神經(jīng)。
胰的外分泌
在哺乳動(dòng)物,胰的外分泌部分分泌胰液。胰液是無(wú)色無(wú)臭的堿性液體,pH值為7.8~8.4,滲透壓幾乎與血漿相等。成年人每日的胰液分泌量約為 20毫升/千克體重。人和某些間歇性攝食動(dòng)物,如貓和狗,其胰液主要在消化期分泌。而不斷地?cái)z食的動(dòng)物,如鼠、羊和兔,則持續(xù)地分泌胰液。胰液中含水、無(wú)機(jī)物和有機(jī)物。無(wú)機(jī)物中以碳酸氫鹽的含量最高,胰液中的負(fù)離子主要是HCO婣,其次是CCl-,陽(yáng)離子有鈉、鉀、鈣等。胰液中的有機(jī)物主要是蛋白質(zhì)、各種消化酶和粘液蛋白等。
胰液的無(wú)機(jī)成分及其作用
人胰液中碳酸氫鹽的最高濃度為140毫當(dāng)量/升。在生理限度內(nèi),胰液中HCO婣的濃度隨著分泌速度加快而增加。HCO婣濃度升高時(shí),CCl-濃度將相應(yīng)地下降,因此,胰液中的負(fù)離子的總濃度相對(duì)恒定,幾乎與血漿等滲。
胰分泌HCO婣的部位為胰的閏管和小葉內(nèi)導(dǎo)管壁的細(xì)胞。在胰液分泌時(shí),碳酸氫鹽從灌流胰腺的液體(如血漿)中消失,而出現(xiàn)于胰液中,這種明顯的HCO婣轉(zhuǎn)移是細(xì)胞內(nèi)分開(kāi)H+和OH-的結(jié)果,H+穿過(guò)細(xì)胞底膜而OH-穿過(guò)腔面膜轉(zhuǎn)運(yùn)。這一過(guò)程與壁細(xì)胞泌酸相似,但方向相反。此過(guò)程也包括從細(xì)胞基質(zhì)而來(lái)的電子沿細(xì)胞色素鏈中的氧化還原系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)給氧,并由此產(chǎn)生H+。H+被排到灌流液中去,乃是與鈉交換的結(jié)果。細(xì)胞膜上有H+-Na+泵,它使細(xì)胞內(nèi)鈉濃度降低,細(xì)胞外鈉順電化學(xué)梯度流入細(xì)胞內(nèi),所產(chǎn)生的能量可用來(lái)排出H+。 H+進(jìn)入灌流液可與HCO婣起反應(yīng)生成啹CO3,從而使HCO婣在灌流液中消失。啹CO3的隨后脫水作用受碳酸酐酶催化,它引起灌流液中CO2分壓升高。
在細(xì)胞內(nèi)生成的 OH-立即與CO2起反應(yīng)而產(chǎn)生HCO婣,90%CO2來(lái)自血液,其余由細(xì)胞代謝所提供。OH-與CO2之間的反應(yīng)也受碳酸酐酶催化,故碳酸酐酶抑制劑可抑制含HCO婣的胰分泌液。HCO婣通過(guò)細(xì)胞腔面膜排出的過(guò)程,乃是受HCO婣激活ATP酶的主動(dòng)過(guò)程,所以產(chǎn)生一微弱電位差約7毫伏,細(xì)胞腔面?zhèn)鹊碾娢惠^低。胰液中水的生成是一被動(dòng)過(guò)程,是順滲透梯度進(jìn)行的,此梯度是由Na+轉(zhuǎn)運(yùn)所造成的。
碳酸氫鹽不僅能中和胃酸,以保護(hù)腸粘膜免受強(qiáng)酸侵蝕;它還造成腸內(nèi)適宜的pH環(huán)境,而胰液和腸液中的許多酶只有在堿性環(huán)境中才能發(fā)揮作用。
用促胰液素刺激貓的胰液分泌,然后抽取胰外分泌部的各個(gè)部分進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)腺泡中心部液體的CCl-濃度相當(dāng)高,它是由泡心細(xì)胞和酶原細(xì)胞所分泌的混合液。從胰導(dǎo)管系統(tǒng)各部分收集的液體,HCO婣濃度逐漸升高,到胰主導(dǎo)管HCO婣達(dá)118毫當(dāng)量/升,胰導(dǎo)管內(nèi)液體中HCO婣與CCl-的交換約為1:1。如果液體流經(jīng)導(dǎo)管的速度很快,則這種交換沒(méi)有足夠的時(shí)間進(jìn)行,從胰主導(dǎo)管流出的液體中,CCl-濃度升高,而HCO婣濃度降低。
胰液的有機(jī)成分及其作用
胰液中有機(jī)成分主要有白蛋白、球蛋白和酶蛋白等。蛋白質(zhì)濃度介于0.1~10%。當(dāng)胰酶分泌增加時(shí),胰液中蛋白質(zhì)濃度就升高。
胰酶的種類(lèi)和作用
不間斷攝食的動(dòng)物,如大鼠和兔的腺泡細(xì)胞分泌量大;人和間隔性攝食的動(dòng)物,如狗和貓的腺泡分泌量很少。胰液內(nèi)各種酶以一定比例混合。測(cè)胰液蛋白質(zhì)含量可代表胰酶的含量。胰液中大部分鈣隨著酶出現(xiàn),20%鈣與胰淀粉酶緊密相連。胰液含有消化三種主要營(yíng)養(yǎng)物的酶,即水解淀粉、脂肪和蛋白質(zhì)的酶,以及其他各種酶。絕大多數(shù)以酶原形式分泌,需有激活物使其轉(zhuǎn)變成酶,才能對(duì)底物發(fā)揮作用(見(jiàn)表)。
胰液中還含有其他的酶和一些因子,如輔脂酶,它是一種蛋白質(zhì),分子量為11000,可以和油滴表面連接并置換膽鹽,一分子輔脂酶可將一分子脂肪酶吸附于油滴表面,從而有助于脂肪酶對(duì)脂肪發(fā)揮作用,并防止膽鹽對(duì)脂肪酶的阻斷作用,和使脂肪酶得到最適的pH。
在正常情況下,胰蛋白酶不會(huì)消化胰組織本身,這除了它以酶原形式分泌而到腸內(nèi)才激活外,還因?yàn)橐纫褐杏幸恍?a href="/index.php?title=%E6%8A%91%E5%88%B6%E5%9B%A0%E5%AD%90&action=edit&redlink=1" class="new" title="抑制因子(尚未撰寫(xiě))" rel="nofollow">抑制因子,如胰蛋白酶抑制因子──一種多肽──分子量為5000~6000。在pH3~7時(shí)它與胰蛋白酶結(jié)合,使胰蛋白酶失活,可防止由于小量胰蛋白酶原在腺體內(nèi)活化所發(fā)生的自身消化作用。但它的含量遠(yuǎn)低于胰蛋白酶原,故在胰蛋白酶原全部被激活后,它就不能再保護(hù)胰腺。
胰液分泌的調(diào)節(jié)
空腹時(shí)胰液不分泌。進(jìn)食才引起胰液分泌,胰液分泌受神經(jīng)和激素的調(diào)節(jié)。
神經(jīng)調(diào)節(jié)
食物的色、香、味、形態(tài)和容積等刺激機(jī)體感受器,可反射性地引起胰液分泌。支配胰腺的神經(jīng)為迷走神經(jīng)和內(nèi)臟神經(jīng)。副交感迷走神經(jīng)的節(jié)后纖維支配胰的腺泡和導(dǎo)管平滑肌。如果將狗頸部迷走神經(jīng)切斷,任其變性4天左右,使迷走神經(jīng)干中的心搏抑制纖維和運(yùn)動(dòng)纖維萎縮,此時(shí)分泌纖維尚未萎縮,電刺激這種迷走神經(jīng)外周段將出現(xiàn)胰液分泌,其特點(diǎn)是所分泌的胰液粘稠、含酶量多,而含碳酸氫鹽和水則極少,所以胰液分泌量少。這一效應(yīng)可被阿托品阻斷。如果刺激新切斷的頸迷走神經(jīng)外周段,有時(shí)胰液不分泌或分泌量極少,這是由于較大的胰導(dǎo)管平滑肌收縮所致。刺激支配胰腺的內(nèi)臟神經(jīng),也可獲得少量的胰液,此現(xiàn)象也被阿托品阻斷,可見(jiàn)支配胰腺的內(nèi)臟神經(jīng)中也含有膽堿能分泌纖維。但刺激內(nèi)臟神經(jīng),由于腎上腺素能纖維興奮,引起血管收縮,減少胰的血流量,可使胰液分泌減少。
激素調(diào)節(jié)
促胰液素1902年由英國(guó)生理學(xué)家W.M.貝利斯和E.H.斯塔林發(fā)現(xiàn)。它是由27個(gè)氨基酸殘基組成的多肽。酸性食糜或鹽酸溶液進(jìn)入小腸,可刺激腸粘膜內(nèi)的S內(nèi)分泌細(xì)胞,釋放促胰液素,此激素通過(guò)血液循環(huán)可以刺激胰液分泌,其優(yōu)勢(shì)作用是刺激胰導(dǎo)管上皮細(xì)胞分泌碳酸氫鹽和水,也能刺激腺泡細(xì)胞分泌少量胰酶。促胰液素需要完整的分子才能表現(xiàn)最強(qiáng)活性,如果去掉其分子氨基端的組氨酸或用鉻氨酸替換組氨酸,其活性即降低99%。在生理情況下,刺激促胰液素釋放的主要物質(zhì)為胃酸。狗進(jìn)食后酸性食糜由胃入腸,刺激促胰液素釋放,從而引起胰碳酸氫鹽排出量增多,如果預(yù)先給予啹受體阻斷劑──甲氰咪胍以抑制胃酸分泌,則進(jìn)食就不再引起促胰液素釋放。酸引起促胰液素釋放的 pH閾值為4.5,在pH4.5~3的范圍內(nèi),pH值越低或酸化的腸管越長(zhǎng),促胰液素釋放越多。中國(guó)生理學(xué)家王志均等(1951)證明,在腸內(nèi)引起促胰液素釋放的因素很多,按其刺激強(qiáng)度排列、依次為鹽酸、蛋白胨、油酸鈉和氨基酸(見(jiàn)胃腸激素)。
促胰酶素1943年發(fā)現(xiàn),是33個(gè)氨基酸殘基組成的多肽,以后證明它和膽囊收縮素是同一物質(zhì),故稱(chēng)膽囊收縮素-促胰酶素(CCK-PZ),脂肪性食物進(jìn)入小腸,可刺激腸粘膜內(nèi)的Ⅰ內(nèi)分泌細(xì)胞,釋放CCK-PZ,此激素經(jīng)血液循環(huán),刺激胰腺,其優(yōu)勢(shì)作用是刺激腺泡細(xì)胞分泌胰酶和促使膽囊收縮,它幾乎不刺激胰分泌碳酸氫鹽和水。用胰蛋白酶消化33肽的CCK,可使其羧基端8個(gè)氨基酸解裂出來(lái),稱(chēng)為八肽膽囊收縮素(CCK-8),CCK-8具有整個(gè)CCK分子的全部活性,故CCK-8為膽囊收縮素-促胰酶素分子的最小活性片段。在CCK分子羧基端第7位的酪氨酸是硫酸鹽化的,其上的硫酸酯基團(tuán)的存在為發(fā)揮其生物活性所必需。在腸內(nèi)刺激促胰酶素釋放的物質(zhì),按其刺激強(qiáng)度排列,依次為蛋白胨、氨基酸、油酸鈉、鹽酸、玉米油。在各種氨基酸中,以色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸和纈氨酸的釋放作用最強(qiáng);在脂肪酸中,需要有8個(gè)碳原子以上的脂肪酸才有作用,脂肪酸鏈越長(zhǎng)或腸內(nèi)脂肪量越多,刺激促胰酶素釋放作用也越強(qiáng)。此外,將生理濃度鈣離子溶液注入小腸內(nèi),也可以刺激CCK釋放(見(jiàn)胃腸激素)。
膽囊收縮素 -促胰酶素或迷走神經(jīng)沖動(dòng)與促胰液素同時(shí)作用于胰腺,可加強(qiáng)胰碳酸氫鹽的排出量,說(shuō)明膽囊收縮素或神經(jīng)因素都有加強(qiáng)促胰液素的作用。
胰的內(nèi)分泌
胰島素
由兩條肽鏈,51個(gè)氨基酸殘基組成,分子量為5734。在哺乳動(dòng)物中,除豚鼠胰島素的結(jié)構(gòu)差別較大外,其余動(dòng)物如馬、牛、羊、豬、兔、鼠的胰島素差別主要在A鏈的第8、10、11和 B鏈的第30位的氨基酸殘基,它們的胰島素活性相近。僅豚鼠胰島素的活性較低,約比牛胰島素活性低3~4倍。(見(jiàn)胰島素)
生理學(xué)作用
最明顯的效應(yīng)是降低血糖,這是胰島素對(duì)糖代謝多方面影響的結(jié)果,如:①促進(jìn)葡萄糖的載體轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程,使糖易于通過(guò)細(xì)胞膜;②提高己糖激酶或葡萄糖激酶的活性;③促進(jìn)6-磷酸葡萄糖的進(jìn)一步氧化,從而加強(qiáng)糖的利用;④增加糖原的合成;⑤抑制糖原異生。因此,血糖濃度明顯下降。
胰島素能抑制脂肪組織釋放自由脂肪酸,并促進(jìn)脂肪合成。已知環(huán)腺苷酸(cAMP)能促進(jìn)脂肪酶活化,而胰島素能降低細(xì)胞內(nèi)cAMP水平,使脂肪酶得不到活化,脂肪就不易分解。由于胰島素能誘導(dǎo)酶蛋白合成,增加脂肪合成酶系的活力,因而使脂肪合成量增加。又由于它促進(jìn)糖酵解,增加α-磷酸甘油的生成,抑制脂肪酰輔酶A的氧化,故有利于α-磷酸甘油和脂肪酰輔酶A合成脂肪。
胰島素能促進(jìn)蛋白質(zhì)和核酸的合成。因?yàn)樗龠M(jìn)氨基酸通過(guò)膜,轉(zhuǎn)運(yùn)入細(xì)胞;促進(jìn)氨基酸的活化與轉(zhuǎn)移核糖核酸(tRNA)相結(jié)合;促進(jìn)轉(zhuǎn)錄生成信使核糖核酸(mRNA);又能促進(jìn)翻譯過(guò)程,故生成蛋白質(zhì)。此外,胰島素還有穩(wěn)定溶酶體膜的作用,阻止溶酶體內(nèi)組織蛋白酶釋放,從而減少組織的破壞。胰島素也促進(jìn)氨基酸合成蛋白質(zhì)。
作用機(jī)制
胰島素必須與細(xì)胞膜受體結(jié)合才能發(fā)揮作用。體內(nèi)大多數(shù)細(xì)胞,如肝、脂肪細(xì)胞、骨胳肌、心肌、淋巴細(xì)胞、腦、腎上腺、卵巢、子宮細(xì)胞等都有胰島素受體。據(jù)測(cè)定,一個(gè)脂肪細(xì)胞大約有10000個(gè)胰島素受體。此受體有高度特異性,它只識(shí)別胰島素并與之結(jié)合,而不能與其他激素結(jié)合。在不同情況下靶細(xì)胞上胰島素受體的數(shù)量與親和力可有明顯改變。如進(jìn)食后胰島素分泌增加,其受體數(shù)量與親和力降低。禁食后受體的數(shù)量及親和力又恢復(fù)正常。胰島素增多,受體結(jié)合力下降;胰島素減少,受體數(shù)目又增加,這種變化叫做胰島素自身調(diào)節(jié)。由于胰島素受體是蛋白質(zhì),故有抗原性,引起胰島素受體的抗體產(chǎn)生,從而影響胰島素的作用。
胰島素與受體結(jié)合后,抑制腺苷酸環(huán)化酶活性,使環(huán)腺苷酸生成減少。同時(shí),又增加磷酸二酯酶活性,使環(huán)腺苷酸加速降解,還使環(huán)鳥(niǎo)苷(一磷)酸含量增加。通過(guò)環(huán)腺苷酸和環(huán)鳥(niǎo)苷(一磷)酸的作用,改變細(xì)胞膜的通透性,促進(jìn)葡萄糖、氨基酸、核苷及K+等進(jìn)入細(xì)胞,并誘導(dǎo)某些酶的生成,增加酶活性。
影響胰島素分泌的因素
在基礎(chǔ)情況下,無(wú)任何外來(lái)刺激時(shí),胰島素仍不斷地分泌。葡萄糖就是最重要和經(jīng)常發(fā)生的一種刺激。給予葡萄糖后,在數(shù)分鐘內(nèi)胰島素分泌量達(dá)高峰,隨即下降,叫做早期快速分泌相。然后胰島素又逐漸增加,達(dá)到另一峰值,叫做延遲緩慢相。停止給予葡萄糖,胰島素迅速恢復(fù)到正常水平。
假飼引起胰島素分泌,并可形成條件反射。刺激下丘腦腹內(nèi)側(cè)核可抑制胰島素分泌,而刺激腹外側(cè)區(qū)則促使分泌。刺激迷走神經(jīng)可使胰島素分泌,而刺激交感神經(jīng)則抑制其分泌。促使胰島素分泌的激素和遞質(zhì)有:胃泌素、 促胰液素、促胰酶素、抑胃肽、 血管活性腸肽、胰高血糖素及異丙腎上腺素等;抑制胰島素分泌的物質(zhì)有:腎上腺素、去甲腎上腺素和生長(zhǎng)抑素。甲狀腺激素和糖皮質(zhì)激素對(duì)葡萄糖刺激胰島素分泌無(wú)即時(shí)效應(yīng),但前者對(duì)維持胰島的正常功能有作用,后者則在給予2~5天后可加強(qiáng)葡萄糖刺激胰島素分泌的效應(yīng)。性激素如黃體生成素可加強(qiáng)葡萄糖刺激胰島素的分泌,而絨毛膜生長(zhǎng)激素只對(duì)懷孕的大鼠和人,才加強(qiáng)刺激胰島素的分泌。
胰島素的分泌需要鈣離子,當(dāng)細(xì)胞內(nèi)Ca2+增加時(shí),胰島素分泌就增加。細(xì)胞外K+增加也促使胰島素分泌,而細(xì)胞外Na+增加則抑制分泌。 胰島的B細(xì)胞內(nèi)有腺苷酸環(huán)化酶-環(huán)腺苷酸-磷酸二酯酶系統(tǒng)。許多刺激環(huán)腺苷酸生成的物質(zhì)如胰高血糖素、促腎上腺皮質(zhì)激素和促甲狀腺激素等,以及抑制磷酸二酯酶的物質(zhì)如咖啡因和茶堿,均能刺激B細(xì)胞分泌胰島素。環(huán)腺苷酸通過(guò)3種不同的作用使胰島素分泌:①影響葡萄糖的代謝來(lái)刺激分泌;②活化Ca2+的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng),使Ca2+內(nèi)流增加;③作用于某種耦聯(lián)系統(tǒng),使Ca2+發(fā)揮作用。
胰高血糖素
由胰島 A細(xì)胞內(nèi)的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的核蛋白體組成,先合成分子量較大的前體,叫做胰高血糖素原,它是由一個(gè)八肽物與胰高血糖素羧基端的蘇氨酸相連而成。胰高血糖素為29個(gè)氨基酸殘基組成的直鏈多肽,分子量為3485。人、牛、豬、兔和鼠的胰高血糖素結(jié)構(gòu)基本相同,但鳥(niǎo)的稍有不同。
生理學(xué)作用
胰高血糖素必須為完整的分子才能發(fā)揮作用。它與胰島素的作用相反,能使血糖升高。其作用的主要靶器官是肝臟,它首先激活肝的磷酸化酶,使肝糖原迅速分解成葡萄糖。同時(shí),它又促使糖原異生,即使丙酮酸、乳酸和丙氨酸轉(zhuǎn)變成糖。它誘導(dǎo)與糖原異生有關(guān)的酶合成和加強(qiáng)其活性,如果糖二磷酸酶和丙酮酸羧激酶,但卻降低磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的活性。胰高血糖素活化脂肪酶,促使脂肪分解,促使肝攝取自由脂肪酸,使脂肪酸進(jìn)入線粒體被氧化。它抑制脂肪合成,抑制脂蛋白的形成和釋放。胰高血糖素加強(qiáng)蛋白質(zhì)分解,使溶酶體活化而釋放組蛋白酶,以分解組織。促進(jìn)氨基酸進(jìn)入肝臟,并加強(qiáng)轉(zhuǎn)氨酶以及與尿素合成有關(guān)的酶活性,從而促進(jìn)肝合成尿素。
胰高血糖素還能激活心肌的腺苷酸環(huán)化酶而使環(huán)腺苷酸水平升高;它活化心肌磷酸化酶,增加鈣在心肌內(nèi)積聚,從而使心搏加快加強(qiáng)。同時(shí)它還有利尿作用,已試用于治療心功能不全疾病。
作用機(jī)制
在肝與心肌細(xì)胞膜上有特異受體,胰高血糖素與此受體結(jié)合后,即激活腺苷酸環(huán)化酶,使環(huán)腺苷酸量增加,通過(guò)這個(gè)第二信使發(fā)揮作用。胰高血糖素又使細(xì)胞核內(nèi)某些組蛋白磷酸化,可解除組蛋白對(duì)脫氧核糖核酸的抑制,這有利于轉(zhuǎn)錄作用與合成新的酶蛋白。
生長(zhǎng)抑素
最初是從下丘腦提取液中分離的一種生長(zhǎng)激素釋放抑制激素簡(jiǎn)稱(chēng)生長(zhǎng)抑素,現(xiàn)發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)抑素廣泛存在于體內(nèi)各部,胰島D細(xì)胞也有,它是由14個(gè)氨基酸殘基組成的環(huán)狀肽(見(jiàn)胃腸激素)。
生長(zhǎng)抑素抑制腸吸收葡萄糖,控制糖進(jìn)入體內(nèi)的速度,而胰島素則加強(qiáng)細(xì)胞攝取葡萄糖并轉(zhuǎn)變成糖原。胰高血糖素促進(jìn)糖原分解和糖原異生,使葡萄糖進(jìn)入血液的量增加。體內(nèi)血糖的恒定,有賴(lài)于這三種激素保持一定比例。所以說(shuō)胰島是使體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)平衡的重要調(diào)節(jié)者。
胰腺兼具內(nèi)、外分泌功能,在內(nèi)、外分泌部分之間存在著胰島-外分泌腺門(mén)脈系統(tǒng)。 胰島素通過(guò)這一系統(tǒng)流向外分泌部分,促進(jìn)胰酶合成,從而使胰腺的內(nèi)、外分泌腺的功能緊密聯(lián)系起來(lái)。
參看
- 解剖學(xué)/胰
- 人體解剖學(xué)/胰
- 《醫(yī)學(xué)影像學(xué)》- 胰
- 《組織學(xué)》- 胰腺
- 《消化病學(xué)》- 胰腺
- 《胃腸動(dòng)力檢查手冊(cè)》- 胰腺
- 《人體解剖學(xué)》- 胰腺
- 《放射診斷學(xué)》- 胰腺
- 《默克家庭診療手冊(cè)》- 胰腺
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