A pancreas (hasnyálmirigy) exokrin és endokrin működése
A pancreas exokrin és endokrin működésű szerv. Az exokrin rész enzimeket és ionokat termel az étel emésztéséhez és felszívódásához. Az endokrin rész hormonokat választ el, amelyek szabályozzák az anyagcserét és a tápanyagok beépülését. Az anatómiailag többé-kevésbé elkülönülő exokrin és endokrin szövet közvetlen kapcsolat és az ún. portalis keringés útján jelentős hatással van egymásra.
A pancreasnedv összetétele és termelése
A proteolitikus proenzimek inaktív formában termelődnek, és normális körülmények között csak az enterokináz hatására, a duodenumban aktiválódnak, jórészt a tripszin közvetítésével. A tripszinogén aktiválódásának kulcsszerepe van az önemésztődésben, a sejtkárosodás következményeként a lizoszomális enzimek általi intracellularis aktiválódása súlyos autodigeszciót eredményez.
A tripszinogén aktiválódása ellen egy szekretoros tripszininhibitor termelődik az acinussejtben, amely 1:1 arányban leköti az esetleg aktiválódott tripszint és kevésbé hatásosan a kimotripszint. Genetikai károsodása (SPINK-l-mutáció) pancreatitisre hajlamosít. A lipáz optimális aktivitásához egy kis, tripszin által aktivált fehérje, a kolipáz képződik az acinussejtekben, amely epesavak jelenlétében elősegíti a zsírok és a lipáz kapcsolódását, egyben csökkenti a lipáz pH-optimumát (pH 6,5-re) is a duodenumban.
A pancreasenzimek szintézise mintegy 50-60 percet vesz igénybe. A termelődött proenzim intraluminalisan folytatja útját a membránokkal körülhatárolt rendszerben, amely a ciszternákon át a Golgi-apparátushoz és a zimogén szemcsékbe vezet, és ott raktározódik. Közben másodlagos és harmadlagos strukturális változásokon megy át. Ez a folyamat jelentős szerepet játszik a potenciálisan veszélyes fehérjék elkülönítésében, és felelős azért is, hogy a strukturális fehérjék, a lizoszomális enzimek és a szekretoros fehérjék biztonságosan elkülönüljenek egymástól, és helyükre jussanak. Ez a Palade által felvázolt modell feltételezi, hogy az endoplazmás reticulum és Golgi-apparátus által termelt szekretoros enzimek együtt, párhuzamos módon jutnak el a zimogén szemcsékbe.
Egyre több bizonyíték szól amellett, hogy a fenti, domináló szekréciós út mellett létezik egy konstitúcionális, a citoplazmán keresztül vezető fehérjeszintézis is, amely lehetőséget ad arra, hogy a termelt enzimek legalább két forrásból: a zimogénben raktározott „öreg” fehérjékből és a folyamatosan képződő „fiatal” enzimek keverékéből jöjjön létre.
- A pancreas (hasnyálmirigy) betegségei és fájdalmai
- A pancreasdaganatok diagnózisa
- Krónikus pancreatitis definíciója és kiváltó tényezői
Ezek a cikkek is érdekelhetnek:
Így a két szekréciós mechanizmus kombinálásával rendkívül változatos, a diétához alkalmazkodó, nem párhuzamos enzimszekréció jöhet létre. A stimulustól függő, nem párhuzamos enzimtermelés az acinussejtek specifikus receptoraival és kapcsolási mechanizmusaival függhet össze. Több, részben ismeretlen lépés eredményeként a kolecisztokinin (CCK) és a kolinerg stimulus több proteáz, a szekretin több lipáz termeléséhez vezet. Az inzulin és a glukagon pedig elsősorban a CCK által stimulált enzimtermelés arányait (amiláz, proteázok) befolyásolja.
Az emésztés végter-mékei hasonló, célszerű módosító hatással bírnak, így az aminosavak a proteázok termelését növelik a CCK, a glukózdependens inzulinotrop peptid (GIP) és kolinerg ingerlés által. A zsírsavak fokozzák a lipáz szekrécióját CCK, szekretin, neurotenzin, GIP és kolinerg mechanizmusok útján. A glukóz és inzulin GIP- és CCK-felszabaduláson keresztül növeli az amilázszekréciót. Az acinussejtek anyagcseréje is fontos szerepet játszik az enzimtermelésben.
A nem párhuzamos, szelektív enzimszintézis, transz-port és szekréció tehát egy irányba hat, és gazdaságos alkalmazkodást tesz lehetővé a diétához, amelynek maradandó, a nukleinsav-szintézisben is megnyilvánuló hatása napokra meghatározza a termelt enzimek arányát.
A pancreasszekréció neurohumorális szabályozása
A humán pancreas működésében a neurohumorális együttműködés is jellemző. Több neurotranszmitterről kimutatták, hogy hormonszerű szerepet is játszik, és sok hormon egyértelműen neurotranszmitterként, illetve az idegi működést moduláló faktorként az idegrendszerben is előfordul.
Idegi szabályozás
Az idegvégződések többnyire acetilkolint szabadítanak fel, de egyre több bizonyíték szól amellett, hogy az idegekben VIP, gastrin releasing peptid (GRP), CCK, neurotenzin, enkephalin, kalcitonin génkapcsolt peptid (CGRP), galanin, neuropeptid Y (NPY), substance P (SP), nitrogén-monoxid (NO) az acetilkolinnal együtt fordul elő. Emellett adrenerg, szerotoninerg és dopaminerg idegvégződéseket is kimutattak a pancreasban.
Paraszimpatikus (kolinerg) szabályozás
A paraszimpatikus rostok a n. vagusban, a n. splanchnicusokban, illetve a ganglion coeliacum és a duodenum intramuralis ganglionjain át érik el a pancreast. A vagus elektromos ingerlése jelentős mennyiségű enzim- és nedvszekrécióra vezet. A szekretin által kiváltott bikarbonátszekréciót a vagus-átmetszés gátolja, míg a CCK esetén a vagotomia csak a fiziológiás CCK-dózisok által stimulált enzimszekréciót gátolja. Ráadásul a vagotomia csökkenti a duodenopanc-reaticus reflexek hatékonyságát, így az ételre, a gyomor és duodenumfal feszülésére, illetve az ozmoreceptorok ingerlésére létrejövő szekréciós választ.
A gyomorreszekció után, különösen a Billroth II. rekonstrukció esetén, amikor az étel a duodenumot is elkerüli, a pancreasszekréció kifejezetten csökken, elsősorban a kolinerg ingerlés hiánya miatt. A kolinerg transzmisszió M3-receptorok közvetítésével Ca2+ -felszabadulás segítségével érvényesül az acinaris, illetve ductularis sejtekben.
Az intesztinális CCK- és szekretinfelszabadulást kolinerg triggermechanizmusok segítik. A pancreas polipeptid (PP) szekréciójában a kolinerg szabályozás döntő jelentőségű.
Szimpatikus (adrenerg) szabályozás: az adrenerg rostok főleg az erek mentén futnak, és csak kevés jut el az acinaris és ductularis sejtekig. A legjellemzőbb hatás a vazokonstrikció, aminek következtében a pancreas-nedv térfogata és bikarbonát koncentrációja csökken. Ugyanakkor az intrapancreaticus ganglionok gátlása is hozzájárul a kolinerg stimuláció ellensúlyozásához. Az embernél a béta-receptor-izgatók a pancreasszekréciót gátolják, anélkül, hogy a keringés romlana.
A pancreasszekréció fázisai
Éhgyomri alap szekréció
Az étkezések közötti időben a pancreasszekréció minimális, az enzimszekréció kb. 10%-a, a bikarbonátszekréció mintegy 2%-a a maximális szekréciónak. Az enzimek a konstitucionális utat választva közvetlenül jutnak el a citoplazmából az acinus lumenbe, esetleg kis fiatal zimogén szemcsék excitózisa folyik, míg az enzimszintézis jelentősebb része a kiérlelt zimogénszemcsékben raktározódik. A pancreas minimális szekréciójáról egy proteázfüggő negatív visszacsatolás (feedback) gondoskodik.
Interdigesztív pancreasszekréció
Az interdigesztív motilitási változásokkal (IMMC: interdigesztív migráló mioelektromos komplex) együtt szekréciós változások futnak végig a gasztrointesztiná-lis traktuson, amelyek magukba foglalják a gyomor-, az epe- és a pancreasszekréció átmeneti fokozódását minden ciklus során, 60-120 percenként a II. fázis végén és a III. fázis kezdetén.
Az interdigesztív pancreasszekréció a motilitás átmeneti fokozódásával fontos tisztító tevékenységet képez, amely megemészti a levált hámsejteket és ételmaradékot, és megakadályozza a vastagbél-baktériumok megtelepedését a distalis vékonybélben.
Postprandialis pancreasszekréció
Kefalikus fázis. Feltételes és feltétlen reflexek indítják el a pancreasnedv termelését, amelyeket az étel látványa, szaga, íze vált ki.
- Gasztrikus fázis. A gyomor kitágulása speciális receptorok útján, hosszú vagovagalis reflexeket indít meg, az antrum és pylorus hasonló receptorai rövid reflexek útján GRP- és gasztrinfelszabadulást is eredményeznek. Hasonló hatásúak a fehérjehidrolizátumok is.
- Intesztinális fázis. A savanyú chymus hatására a két fő hormon, szekretin és CCK szabadul fel a vékonybél felső szakaszából. A szekretin elsősorban a folyadék- és bikarbonátszekréciót, a CCK elsősorban az enzimek termelését fokozza. Felszabadulásukat kolinerg duodeno-pancreaticus reflexek és visszacsatoló mechanizmusok egészítik ki. A pancreasszekréció intesztinális fázisa önmagában képes közel maximális teljesítményt nyújtani.
Endokrin pancreas
Az exokrin parenchymában elszórtan helyezkednek el az átlagosan 200 µm átmérőjű Langerhans-szigetek, s bennük a peptidhormonokat termelő endokrin sejtek. Az inzulint előállító, centrálisán elhelyezkedő béta-sejtek képezik a szigetsejtek mintegy 75%-át. A glukagont a béta-sejteket körülvevő, s a szigetsejtek 20%-át képező alfa-sejtek szintetizálják. A szomatosztatint a D-sejtek, a pancreas-polipeptidet a PP-sejtek termelik. Az endokrin állomány a pancreasban nem egyenletesen oszlik el: a farokban jelentősebb a szigetek aránya, ezen belül a béta-sejtek száma, míg a fejben a PP-sejtek vannak többségben. Ennek megfelelően a distalis pancreasreszekció diabéteszt okoz, amíg a proximalis reszekció után a cukoranyagcsere kevésbé érintett.
A normális vércukorszint fenntartásában az endokrin pancreas két alapvető hormonja: az inzulin és a glukagon vesz részt. Étkezés után a vércukorszint enyhén emelkedik, vele párhuzamosan az inzulinszekréció fokozódik, és csúcsértékét 1-1,5 órával éri el. Ezt követően a glukagontermelés és az inzulinszekréció finom egyensúlya állítja vissza a normális alapszintet.
Éhezéskor a glikogenolízis, majd a glukoneogenezis (új szénhidrátszintézis fehérjéből és zsírsavakból) biztosítja a májból a normális vércukorszintet. Az alacsony vércukor fő ellenregulációs hormonja a glukagon, amelynek hatására gyorsan fokozódik a hepatikus vércukor produkció. Az adrenalin, ami gátolni képes az izmok glukózfelhasználását, ugyancsak fokozza a glukogenezist, és csökkenti az inzulinszekréciót. Később a kortizol és növekedési hormon szekréció is fokozódik.
A pancreas betegségeiben elsősorban a béta-sejtek károsodása miatt a cukortolerancia romlása, majd diabetes mellitus fordul elő, de a regenerálódás során spontán hypoglykaemia sem ritkaság.
Az endokrin állomány regenerálódása jelentős lehet. A diffúz ductoendokrin proliferáció (nesidioblastosis) olyan mértékű lehet, hogy új szigetek is kialakulnak. Az endokrin sejtek arányának szerepe lehet abban, hogy hyperglykaemia vagy spontán hypoglykaemia kíséri a regenerálódó folyamatot. Az őssejtterápia jövője is az embrionális fejlődést és az exokrin-endokrin differenciálódást szabályozó molekuláris és genetikai szignálok jobb megismerésétől függ.
Szerző: Griffel Tibor
Végzettség: ELTE – Eötvös Loránd Tudományegyetem. Szakterület: a szív- és érrendszeri betegségek, gasztroenterológiai betegségek és a légzőrendszeri betegségek. Jelenleg reflexológus, életmód és tanácsadó terapeuta tanulmányokat is végzek.