Поджелудочная железа, ее назначение и механизм функционирования

Человеческий организм представляет собой велико­лепную саморегулирующуюся систему, искусственных аналогов которой — роботов или хотя бы детальных ком­пьютерных моделей — не существует. Возможно, они по­явятся в будущем, но на сегодняшний день мы, люди, яв­ление уникальное; по сложности своей «конструкции» — даже если говорить не о качественных, а лишь о количест­венных аспектах — мы вполне сопоставимы с Галактикой. Это утверждение не стоит относить на счет нашего антро­поцентризма, так как оно основано на совершенно реаль­ных фактах: в Галактике около ста миллиардов звезд, а наш мозг содержит пятнадцать миллиардов нейронов. Как ви­дите, вполне сопоставимые величины.

Теперь давайте задействуем некоторую часть из этих пятнадцати миллиардов мозговых клеток и, вспомнив школьные уроки анатомии, представим, как мы «устрое­ны». Во-первых, у нас имеются кости, или несущий ске­лет; в суставах пальцев, в запястьях и щиколотках, в локте­вых, коленных, плечевых и тазобедренных суставах и в иных местах кости сочленяются, и там они покрыты хрящевидной тканью и скреплены сухожилиями — такая конструк­ция обеспечивает гибкость членов нашего тела. Во-вторых, имеются мышечная ткань, подкожно-жировая клетчатка и кожа; мышцы прикрепляются к костям, клетчатка обвола­кивает их, а кожа является как бы природным скафандром, предохраняющим от воздействий внешней среды. В этот скафандр «вмонтированы» ногти, волосы, зубы, а также датчики или рецепторы органов чувств — зрительные, слу­ховые, тактильные (осязательные), обонятельные и вкусо­вые. Оба аппарата, скелет и мышечная ткань, обладают по­трясающей способностью к регенерации: сломанные кости срастаются, а раны заживают, если только они не смер­тельны.

Внутренние органы, третья важнейшая составляющая нашей «конструкции», тоже обладают большим запасом прочности, а кое-что даже присутствует в парном вариан­те — например, легкие и почки. Но вот сердце, мозг, желу­док, поджелудочная железа, селезенка, мочевой пузырь, желчный пузырь, печень и желудочно-кишечный тракт имеются у нас в единственном и невосполнимом экзем­пляре.

Четвертой составляющей человеческого организма яв­ляются нервная, кровеносная и эндокринная системы. От­метим, что мы называем их «четвертой составляющей» в обобщенном смысле; каждая из них — сложнейшая систе­ма, и у каждой — свои функции.

Нервная система обеспечивает передачу информации (раздражения, как говорят биологи) от зрительных, так­тильных и прочих рецепторов в головной мозг, а также от­ветные команды мозга мышцам: например, мы видим перед собой яблоко и протягиваем руку, чтобы его взять. Таким образом, с помощью нервной системы реализуется управление нашими осознанными или инстинктивными реакциями на раздражения внешней среды; главным же ор­ганом нервной системы, ее командным центром, является головной мозг.

Кровеносная система обеспечивает питанием клетки, из которых состоят все внутренние органы (включая мозг), а также мышечная ткань, кожа и так далее. Кровеносные сосуды пронизывают легкие и стенки кишечника: из лег­ких с потоком крови к клеткам поступает кислород, из ки­шечника — глюкоза и другие питательные вещества. Кровь прогоняется насосом — сердцем, которое сокращается при нормальном функционировании организма 60—80 раз в секунду и перекачивает за сутки 3400—5400 литров крови в расчете на один квадратный метр поверхности тела. Что касается отходов, то они выводятся из организма следую­щим образом: газообразные — выдохом через гортань; твердые — через кишечный тракт и анальное отверстие; жидкие — фильтруются в почках, скапливаются в мочевом пузыре и выбрасываются через мочевыводящие каналы.

Нервные стволы, узлы и крупные кровеносные сосуды фиксированы по своему положению в теле, описаны меди­ками и имеют специальные названия. Но мельчайшие нер­вы (нервные окончания) и крохотные кровеносные сосуды (капилляры), которые пронизывают все ткани организма, нельзя учесть с такой же скрупулезностью. Они — повсю­ду; в какую быточку тела вы ни кольнули иглой, вы ощу­тите боль и увидите капельку крови. Эти мельчайшие нервы и сосудики-капилляры можно считать аналогами крохот­ных ручейков, но они столь же важны, как и полноводные реки. Капилляры-ручьи доставляют питание к каждой клетке, а нервы-ручьи обеспечивают чувствительность тела; вместе они заведуют трофикой, то есть питанием ор­ганов и тканей, которое необходимо для нормальной жиз­недеятельности организма. Если эти ручьи обмелеют, на­чнется атрофия тканей, раны и царапины перестанут за­живать, регенерация клеток замедлится, ткани потеряют чувствительность.

Мы видим, что нервную и кровеносную системы мож­но уподобить рекам с притоками, дереву со множеством ветвей или электропроводке в каком-нибудь суперслож­ном приборе; и в обоих случаях эти системы имеют свой руководящий центр, соответственно мозг и сердце. Эндо­кринная же система «устроена» несколько иначе. Она вклю­чает в себя расположенные в разных частях тела железы внутренней секреции — гипофиз, щитовидную, поджелу­дочную, половые железы и некоторое другие. Все эти же­лезы вырабатывают определенные химические вещества, называемые гормонами, которые выводятся из желез пря­мо в кровь и разносятся кровью вместе с кислородом и пи­тательными веществами. Гормоны столь же необходимы организму, как питательные вещества и кислород; они вли­яют на целый комплекс жизненных процессов — таких, как обмен веществ и энергии, процесс роста, уровень саха­ра и кальция в крови и так далее. Недостаток или избыток какого-либо гормона приводит к заболеванию.

САХАРНЫЙ ДИАБЕТ - ЭТО ХРОНИЧЕСКОЕ ЗАБОЛЕ­ВАНИЕ, ПРИВОДЯЩЕЕ К НАРУШЕНИЯМ УГЛЕВОДНОГО, БЕЛКОВОГО И ЖИРОВОГО ОБМЕНОВ В РЕЗУЛЬТАТЕ НЕ­ДОСТАТКА ГОРМОНА ИНСУЛИНА ИЛИ НЕПРАВИЛЬНОГО ЕГО ДЕЙСТВИЯ.

Рис. 1.1. Расположение поджелудочной железы относительно других внутренних органов

Осознав этот факт и вооружившись первыми и самыми примитивными анатомическими сведениями, рассмотрим строение и функции поджелудочной железы, которая на медицинской латыни называется «панкреас».

Она находится слева за желудком, в верхней части жи­вота и доходит до селезенки; ее положение можно предста­вить, если провести ладонью от левого бока под ребрами к пупку (рис. 1.1). В поджелудочной железе выделяют голов­ку, тело и хвост. В функциональном отношении она состо­ит из двух независимых частей: основной своей массы, вы­деляющей пищеварительный (или панкреатический) сок, и так называемых «островков Лангерганса», на которые приходится только 1—2% от общего объема органа (рис. 1.2). Именно эти островки, открытые в девятнадцатом веке немецким физиологом Лангергансом, и выполняют эндо­кринную функцию, так как в каждом из них содержится от восьмидесяти до двухсот гормонально активных клеток, выделяющих в кровь гормоны. Эти клетки, в зависимости от секретируемых ими веществ, делятся на четыре типа — альфа, бета, дельта и РР-клетки. В альфа-клетках выраба-

Рис. 1.2. Поджелудочная железа. Выделены «островки» и кружками белого и черного цветов показаны альфа- и бета-клетки.

тывается глюкагон, в бета-клетках — инсулин, в дельта-клетках — гастрин и соматостатин, в РР-клетках — пан­креатический полипептид. Большую часть каждого ост­ровка в теле и хвосте поджелудочной железы составляют бета-клетки (85%); на долю альфа-клеток приходится 11%, на дельта-клетки — 3% и на РР-клетки — 1%. Отметим еще одно важное обстоятельство: вместе с инсулином бета-клет­ки производят так называемый С-пептид («цэ»-пептид), ко­торый не обладает свойствами инсулина и интересен нам лишь потому, что его производится ровно столько же, сколь­ко инсулина (т.е. на каждую молекулярную цепочку инсу­лина приходится цепочка С-пептида). Этот факт нам при­годится в дальнейшем.

Каковы же функции гормонов, которые вырабатывают островки Лангерганса? Прежде всего отметим, что вещест­ва, вырабатываемые дельта-клетками и РР-клетками, мы рассматривать не будем, так как в контексте данной книги они несущественны. Далее нам придется вспомнить, что используемый в быту термин «сахар» далеко не точен; на самом деле существует множество разновидностей Саха­ров, различающихся своим химическим строением. Одни из них имеют сложные молекулы, и такие сахара называют «полисахаридами» или сложными сахарами; структура дру­гих более проста и их называют «моносахаридами» или про­стыми сахарами. Так вот, глюкагон, вырабатываемый аль­фа-клетками, способствует распаду сложного сахара-гли­когена и образованию из него простого сахара-глюкозы. В форме гликогена сахар накапливается «про запас» в не­которых наших органах — в печени и в мышцах; глюкоза же — это виноградный сахар, один из простейших сахаров, и в дальнейшем, если не оговаривается особо, мы будем употреблять эти два термина, глюкоза и сахар, как понятия полностью эквивалентные. Именно в форме глюкозы са­хар присутствует в нашей крови.

Разобравшись с глюкагоном и сахарами, рассмотрим функцию инсулина. Однако перед этим полезно вспом­нить еще один важный факт, касающийся нашего организ­ма, а именно: наше тело состоит из клеток. Клетки бывают разные по функциям и виду — скажем, шарообразные, овальные, плоские, цилиндрические и т.д. Клетки одина­ковой формы и функции образуют определенную ткань че­ловеческого организма — например, головной мозг, стен­ки кровеносных сосудов, печень или мышцы. Несмотря на разнообразие клеток, между ними есть нечто общее: все они нуждаются в питании. Мы двигаемся, наш организм функционирует непрерывно (даже когда мы спим), а это значит, что мы непрерывно расходуем энергию. Восполне­ние энергии осуществляется на клеточном уровне: кровь постоянно доставляет клеткам кислород и питательные ве­щества, одним из которых — и очень важным! — является глюкоза. Если уподобить наши клетки бензиновому мото­ру, в котором постоянно сгорает топливо (чтобы автомо­биль двигался), то глюкоза как раз и является тем самым бензином, питающим наш биологический мотор.

Однако вспомним, что бензин попадает в автомобиль­ный мотор с помощью довольно сложной системы — кар­бюратора, который впрыскивает порции горючего в каме­ру сгорания. При отсутствии карбюратора бензин в камеру не попадет, а при неисправном карбюраторе — может, и попадет, но не в том количестве, какое нужно. Точно такие же перипетии происходят с глюкозой, переносимой кро­вью: ее молекулы сами по себе не способны проникнуть в клетку-мотор. Роль карбюратора — только не механичес­кого, а химического — в данном случае играет инсулин.

Эту ситуацию можно описать еще таким образом. Пред­ставьте себе клетку как некий замкнутый объем, снабжен­ный некоторым количеством дверей-проходов. Вокруг этого объема сконцентрированы молекулы глюкозы, кото­рые могли бы попасть внутрь, если бы двери были откры­ты — однако двери заперты. Молекулы инсулина как раз и являются тем ключом, который отпирает двери клетки перед молекулами глюкозы. Напомним, что инсулин вмес­те с глюкозой переносится кровью; значит, в обычном случае (т.е. у здорового человека) инсулина около клетки вполне достаточно, чтобы отпереть двери перед глюкозой.

Что же происходит в иной ситуации, когда инсулина мало или нет вообще? Опишем эту картину следующим об­разом: стадия 1 — мы поглощаем пищу; стадия 2 — слож­ные углеводы, попавшие в составе пищи в желудок и ки­шечник, перерабатываются в моносахара, в основном — в глюкозу; стадия 3 — глюкоза всасывается через кишечную стенку в кровь и разносится по всему организму, но в клет­ки без инсулина (за редким исключением) не попадает. В ре­зультате, во-первых, клетки начинают голодать, а, во-вто­рых, уровень сахара в крови повышается сверх допустимо­го — наступает состояние гипергликемии.

Первое обстоятельство приводит к потере веса, за­тем — к дистрофии, к постепенному угасанию и, собствен­но говоря, к голодной смерти. Но смерть от голода — за­тяжной процесс, занимающий несколько недель и в дан­ном случае не грозящий больному; он погибнет раньше от диабетической комы, вызванной вторым обстоятельст­вом — гипергликемией, избытком кетоновых тел. В главе 12 этот процесс будет описан подробнее, а пока рассмот­рим, к чему приводит аномально высокий уровень сахара в крови.

Чуть выше была сделана оговорка: глюкоза в клетки без инсулина (за редким исключением) не попадает. Этим ис­ключением являются так называемые инсулинонезависи-мые ткани, которые забирают сахар из крови независимо от наличия инсулина, и если сахара слишком много, то он проникает в эти ткани в избыточном количестве.

Посмотрим, что же это за ткани. Прежде всего голов­ной мозг, нервные окончания и нервные клетки. При по­вышенном уровне сахара в крови первым ощущением яв­ляется тяжесть в голове, усталость, быстрая утомляемость, нарушение внимания. В хрусталик глаза глюкоза тоже про­никает без помощи инсулина; в результате при повышен­ном сахаре крови хрусталик мутнеет, и кажется, будто пе­ред глазами дымка. Эритроциты и внутренняя оболочка кровеносных сосудов также относятся к инсулинонезави-симым тканям, и когда лишний сахар попадает в клетки, выстилающие кровеносные сосуды, это чревато крайне не­приятными осложнениями в будущем. (Напомним, кста­ти, что эритроциты — это красные кровяные тельца, переносящие кислород и углекислый газ; в них накапливается сахар, который прочно связывается с гемоглобином).

Кроме описанных выше явлений наблюдается еще одно: сахар начинает выводиться через почки с мочой. Это тревожный сигнал, и он означает, что организм пытается защититься от избытка сахара.

В последующих главах мы рассмотрим все эти процес­сы подробнее, двигаясь как бы расширяющимися кругами; таков наш метод изложения — вначале читателю надо ус­воить самые простые понятия, а затем переходить к более сложным. Поэтому сейчас достаточно отметить лишь два важнейших факта: