Биология в 3 томах. Tом 2 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003686-5
Скачать (прямая ссылка):
Строение поджелудочной железы при малом и большом увеличениях светового микроскопа показано на рис. 17.56, А, Б, а схема ее клеточного строения — на рис. 17.56, В. Этот орган выполняет как эндокринную, так и экзокринную функции. Основную массу поджелудочной железы
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
Координация и регуляция у животных 347
Рис. 17.56. Строение поджелудочной железы. А. Фотография, полученная с помощью светового микроскопа при малом увеличении; среди массы ацинарных клеток видны островки Лангерганса. В. То же самое при более сильном увеличении: видна часть одного островка Лангерганса. В. Схема островка Лангерганса. окруженного ащнарными клетками. Г. Фотография островка Лангерганса, полученная с помощью светового микроскопа. Обратите внимание на то. что секретирующие инсулин бета-клетки (светлые) занимают центральное положение, а вырабатывающие глюкагон альфа-клетки (темные) — периферическое.
составляет ткань, образованная аиинарными клетками; эти клетки формируют округлые структуры — ацинусы (рис. 17.56, В), от которых отходят многочисленные выводные протоки, соединяющиеся в конечном итоге в один основной проток железы, так что структура в целом напоминает гроздь винограда (от лат. acinus — ягода, гроздь). Клетки ацинусов — экзокринные. Они секретируют ферменты панкреатического сока, который по протоку железы выводится в двенадцатиперстную кишку. Эндокринные клетки мы рассмотрим ниже.
Открытие инсулина
В 1868 г, немецкий ученый Пауль Лангерганс заметил вткани поджелудочной железы множество небольших пятен диаметром до 0,5 мм. Микроскопическое исследование этих пятен показало, что они состоят из особых клеток и обильно пронизаны кровеносными капиллярами. Позднее их назвали островками Лангерганса (рис, 17,56, В). Каждый островок образован небольшим числом так называемых к-клеток, более многочисленными ?-клетками и капиллярами.
БОТАНИКА
Функция островков Лангерганса оставалась неизвестной до прошлого столетия. Наконец, было обнаружено, что удаление поджелудочной железы у подопытного животного (например, у собаки) приводит к болезни, очень похожей на сахарный диабет человека; в связи с этим было высказано предположение, что в поджелудочной железе вырабатывается гормон, регулирующий концентрацию сахара в крови. Гормон назвали инсулином (от лат. insula — остров), хотя его существование еще надо было доказать. Это сделали в 1921 г. канадские исследователи Бантинг, Бест и Маклеод, выделив соответствующее вещество. Инъекции инсулина собаке с удаленной поджелудочной железой излечивали диабет. Эти же ученые показали, что гормон, выделенный из желез крупного рогатого скота и свиней (такого сырья достаточно на бойнях), помогает и людям, больным диабетом. Открытие канадских ученых спасло миллионы жизней во всем мире. В настоящее время человеческий инсулин получают от трансгенных бактерий (разд. 25.2.1).
Два гормона
Сейчас известно, что в островках Лангерганса синтеризуются два основных гормона — инсулин (?-клетками) и глюкагон (а-клетками). Эти два гормона оказывают противоположное действие на уровень глюкозы в крови.
Инсулин
Инсулин представляет собой небольшой полипептид, состоящий из 51 аминокислотного остатка. Первичная структура инсулина (рис. 3.28) была установлена в 1950 г. Фредом Сэнгером в Кембридже. Этот гормон выделяется в ответ на повышение концентрации глюкозы в крови выше 90 мг% (т. е. 90 мг/100 мл). Инсулин переносится плазмой крови в связанной с ?-глобули-ном форме и действует на все органы, хотя наиболее сильное действие он оказывает на печень и мышцы. Связывание инсулина с рецепторами наружной клеточной мембраны ведет к изменению ее проницаемости и активации ряда ферментных систем. Это вызывает в клетке следующие эффекты:
1) ускорение полимеризации глюкозы в гликоген (гликогенеза), что происходит главным образом в печени и мышцах (гранулы этого полисахарида хорошо заметны в электронный микроскоп; см. рис. 5.12);
ММА им. И.М. Сеченова
2) ускорение поглощения глюкозы клетками, особенно клетками скелетных мышц;
3) ускорение утилизации глюкозы (а не других высококалорийных веществ, например жира) в качестве источника энергии для клеточного дыхания;
4) ускорение превращения глюкозы в жирные кислоты и жир с отложением его запасов;
5) ускорение поглощения клетками аминокислот и ускорение синтеза белка;
6) замедление глюконеогенеза (образования глюкозы из неуглеводных предшественников).
Регуляция образования инсулина
Образование инсулина регулируется по механизму отрицательной обратной связи. Повышение концентрации сахара в крови регистрируют ?-клетки поджелудочной железы, и они же в ответ усиливают синтез и секрецию инсулина. При повышении уровня инсулина начинается ускоренное удаление глюкозы из крови описанными выше путями. Снижение ее концентрации тормозит работу ?-клеток, и они вырабатывают меньше гормона.
Секреция инсулина жизненно необходима, поскольку он является единственным фактором, понижающим уровень глюкозы в крови. Недостаток этого гормона ведет к метаболическому расстройству, называемому сахарным диабетом. У больных диабетом глюкозы в крови так много, что она не полностью реабсорбируется (удерживается) почками и в результате выделяется с мочой.
