Автор: Пользователь скрыл имя, 04 Ноября 2012 в 18:15, реферат
Система органов человека - сходные по своему строению, развитию и функциям органы, объединенные вместе в единую, согласованно работающую структуру. В организме человека выделяют: покровную, опорно-двигательную, пищеварительную, кровеносную, лимфатическую, дыхательную, выделительную, половую, эндокринную и нервную системы.
Патофизиология эндокринной функции поджелудочной железы
Внутрисекреторной частью поджелудочной железы являются островки Лангерганса — скопления клеток, расположенные в экзокринной части железы. Островки имеют размеры около 0,3 мм и составляют около 1,5 % объема железы; у человека их насчитывается около 1 млн. Островки Лангерганса состоят из четырех видов клеток. Преобладающими являются β-клетки, составляющие 60 — 80 % всех островковых клеток и продуцирующие гормон инсулин. Около 20 % островковых клеток представлено α-клетками, вырабатывающими второй панкреатический гормон — глюкагон. В островках находятся также в небольших количествах не содержащие секреторных гранул γ- и δ-клетки, вырабатывающие панкреатический гастрин.
Первостепенное значение в физиологических условиях и при патологии имеет инсулин. Значение глюкагона и тем более панкреатического гастрина намного меньше. В последнее время между ацинарными клетками обнаружена еще одна разновидность эндокринных клеток, принадлежащих к так называемой АПУД-системе и вырабатывающих человеческий панкреатический полипептид (пРР).
Инсулин. Инсулин представляет собой простой полипептид с молекулярной массой около 6000, состоящий из двух линейных цепей: А — с 21 аминокислотой и В — с 30 аминокислотами, соединенных двумя бисульфидными мостиками. В цепи А есть еще один «внешний» бисульфидный мостик. Структура инсулина у различных животных в основном совпадает.
Эффекты инсулина всегда комплексны и касаются нескольких органов и тканей, оказывая свое действие на различных метаболических и структурных уровнях.
Важнейшим действием инсулина является регуляция утилизации глюкозы в тканях. Особенно ярко этот эффект выражен в печени, мышцах и жировой ткани. Некоторые ткани (головной мозг, половые железы) могут поглощать глюкозу независимо от инсулина. В инсулинозависимых тканях он стимулирует транспорт глюкозы в клетки, ее фосфорилирование, синтез из глюкозы гликогена (гликогеногенез), образование жиров (липогенез) и их депонирование в жировых клетках, тормозит гликогенолиз, косвенно способствует нормальной функции цикла Кребса (через включение ацетил-КоА).
Инсулин оказывает также важное антилиполитическое действие, ингибируя в жировой ткани липазу и препятствуя ее активации другими гормонами (адреналином, глюкагоном). На белковый обмен инсулин оказывает анаболическое действие, способствуя транспорту аминокислот в клетки и, вероятно, стимулируя синтез РНК. Антикатаболическое действие инсулина основано на его способности тормозить гликонеогенез из белков и аминокислот.
В целом инсулин оказывает общеанаболическое действие — нормальный уровень инсулина в жидкостях тела и тканях является условием нормального синтеза протеинов, липидов, углеводов и нуклеиновых кислот в большинстве клеток.
Регуляция секреции инсулина происходит на основе простой обратной связи, регулирующим фактором в которой является уровень гликемии: секреция инсулина повышается при гипергликемии и понижается при гипогликемии. При этом β-клетки являются одновременно хеморецепторами и эффекторами. К основной регуляции функции β-клеток присоединяется модулирующее влияние некоторых гормональных факторов: СТГ, гормонов надпочечников — стероидов и катехоламинов. Вероятно, в интраинсулярной регуляции участвуют глюкагон и соматостатин, а также ионы кальция, связанные с кальмодулином. Определенное влияние на секрецию инсулина могут оказывать и нервные факторы (блуждающий нерв). Косвенное участие в регуляции секреции инсулина принимают адреналин, глюкагон, глюкокортикоиды и тиреоидные гормоны, а соответственно, АКТГ и ТТГ, вызывающие гипергликемию. Предполагается, что существуют также интраинсулярные регуляторные связи между а-, β- и γ-клетками, в основе которых лежит непосредственное (не связанное с гипергликемией) стимулирующее действие глюкагона на секрецию инсулина. К другим эндогенным факторам, оказывающим стимулирующее воздействие на секрецию инсулина, относятся некоторые аминокислоты (особенно лейцин и аргинин), ионы натрия, холинергические вещества; высокая внутриклеточная концентрация калия блокирует секрецию инсулина.
Несмотря на наличие многих дополнительных факторов, влияющих на секрецию инсулина, главным регулятором, безусловно, служит глюкоза.
Глюкагон. Образующийся в α-клетках островков Лангерганса глюкагон представляет собой полипептид, состоящий из 29 аминокислот. В крови он циркулирует в свободной, не связанной с белками форме. Метаболическая деградация глюкагона происходит в основном в печени.
Эффекты глюкагона сравнительно просты и во многом напоминают действие адреналина, являясь как бы зеркальным отображением соответствующих эффектов инсулина. Глюкагон повышает уровень глюкозы в крови, стимулируя гликогенолиз и усиливая процессы гликонеогенеза из аминокислот в печени. Он обладает также выраженным липолитическим действием в жировых клетках. Существенное значение в регуляции гликемии имеет его стимулирующее действие на секрецию инсулина: косвенная стимуляция через гипергликемию и быстрая прямая стимуляция. Фиксируясь на специфических рецепторах плазматической мембраны клеток-мишеней, в основном печени, глюкагон активирует аденилатциклазу, приводит к усилению распада гликогена, а также участвует в регуляции синтеза ферментов печени. Липолитическое действие глюкагона также опосредовано аденилатциклазной системой и по механизмам подобно другим липолитическим факторам, особенно адреналину и АКТГ.
Главным регулирующим фактором секреции глюкагона является уровень глюкозы в крови с противоположным по отношению к инсулину знаком. Секреция глюкагона стимулируется также повышением уровня аминокислот. Высокая секреция инсулина, как было указано выше, на основе местных регуляторных механизмов (в пределах островков) подавляет секрецию глюкагона.
Нарушения эндокринных функций поджелудочной железы.
Гипоинсулинизм. Дефицит инсулина или нарушения реализации его эффектов в клетках (гипоинсулинизм) является основой одного из самых частых эндокринных расстройств — сахарного диабета, заболеваемость которым имеет отчетливую тенденцию к возрастанию.
Этиология сахарного диабета (устар. — сахарное мочеизнурение, diabetes mellitus, от лат. diabetes — проникать сквозь, mel — мед).
Сахарный диабет может быть вызван первичной абсолютной инсулиновой недостаточностью, т. е. нарушением синтеза и секреции гормона β-клетками. Причинными факторами, повреждающими и даже разрушающими β-клетки, являются:
Повреждение железы (включая островковый аппарат) может быть вызвано ее кальцификацией, склерозом сосудов. инфекционными процессами, кистами и др. Своеобразная форма нарушения способности β-клеток адекватно отвечать на стимулирующее действие глюкозы наблюдается при длительной гипергликемии, приводящей к снижению чувствительности мембранных рецепторов к глюкозе и даже к уменьшению их числа.
Важное значение придают аутоиммунным механизмам повреждения β-клеток. Причиной первичной альтерации этих клеток являются вирусные и другие инфекционные заболевания, возможно — некоторые токсические воздействия. Исходя из общих закономерностей развития аутоиммунных процессов, можно предположить, что почти любой из упомянутых выше повреждающих факторов приводит к изменению антигенных свойств β-клеток и включению механизма выработки аутоантител против различных клеточных структур, в том числе и рецепторов. Возможно также, что в основе аутоиммунного повреждения β-клеток в некоторых случаях лежат первичные изменения в иммунной системе.
Несомненное значение имеют наследственные факторы в возникновении сахарного диабета. К этим факторам относятся различные варианты генетически обусловленных нарушений:
Сахарный диабет может развиться и в тех случаях, когда β-клетки выделяют нормальное количество полноценного инсулина, но до клеток-мишеней он доходит в дефиците. Считается, что такое явление связано с чрезмерной задержкой и инактивацией инсулина в печени, образованием некоторых белковых ингибиторов, избыточной продукцией «контринсулярных» гормонов и выработкой аутоантител к иммунологически отличающемуся от нормального и даже к нормальному инсулину, уменьшением свободной (активной) фракции инсулина в результате слишком прочной его связи с белками крови, утолщением базальной мембраны капилляров, препятствующим выходу инсулина в межклеточное пространство и др.
Подобного рода состояния относятся к внепанкреатическим (не β-клеточным) формам сахарного диабета. В основе некоторых из них лежит абсолютная, других — относительная инсулиновая недостаточность (хотя интерпретация содержания этих терминов бывает иногда затруднительной).
Второй вариант сахарного диабета имеет явно периферический генез и обусловлен снижением чувствительности тканей (клеток-мишеней) к инсулину. При этом в крови имеется достаточное количество или даже избыток инсулина, β-клетки часто гипертрофированы, однако имеются бесспорные признаки диабета.
Данный вариант сахарного диабета представляет собой разнородную группу заболеваний, в которых инсулинорезистентность вызвана различными рецепторными и пострецепторными нарушениями. Нарушения могут быть количественными и качественными. Различают четыре группы собственно рецепторных нарушений.
Количественные нарушения рецепторов инсулина включают следующие группы:
Качественные нарушения рецепторов инсулина подразделяют на две группы:
Кроме того, выявляются пострецепторные формы, когда все процессы, вплоть до связи инсулина с рецепторами клеток-мишеней, происходят нормально, но в каком-либо из внутриклеточных звеньев реализации гормонального эффекта возникают нарушения. Среди причин периферических рецепторных и пострецепторных форм диабета часто играет роль хроническое переедание, приводящее к избьггочной стимуляции β-клеток и гиперинсулинизму, длительное воздействие которого приводит к снижению чувствительности тканей к инсулину в результате убыли инсулиновых рецепторов.
Существенную роль могут играть и генетические дефекты, приводящие к метаболическим нарушениям, прямо или косвенно влияющим на периферические рецепторные и пострецепторные процессы.
Установлена также возможность участия антирецепторных антител в деградации инсулиновых рецепторов.
Предложено немало классификаций диабета, в основу которых легли различные критерии: степень и внешние проявления нарушений, стадии развития заболевания, возраст больного, наличие жировых отложений и др.
В настоящее время принято выделять два основных типа сахарного диабета: инсулинозависимый и инсулиннезависимый типы.
Инсулинозависимый тип. Такой тип диабета возникает в результате недостаточной секреции инсулина β-клетками. Уровень инсулина в крови у таких больных после нагрузки глюкозой не повышается или увеличивается лишь незначительно. Тяжелая форма сахарного диабета 1-го типа поражает молодых людей (ювенильный диабет) и значительно реже нетучных взрослых. Это подразумевает необходимость постоянного применения инсулина [3].
Этиология ИЗСД мультифакториальна. Сахарный диабет 1-го типа в настоящее время рассматривается как аутоиммунное заболевание. Он иногда встречается в комбинации с другими аутоиммунными эндокринными расстройствами (гипертиреоз, тиреоидит и др.). Определяющую роль играют генетические факторы. Большинство авторов считают, что ряд экзогенных факторов, включая вирусы и химические диабетогены, способен спровоцировать цитолиз островковых β-клеток, вызывая аутоиммунный процесс. Однако подобная провокация аутоиммунного цитолиза возможна только в организме генетически предрасположенных индивидов с наследственными особенностями регуляции иммунного ответа. При этом не все предрасположенные заболевают, что указывает на роль экзогенных факторов. Взаимодействие генов и среды подобного характера известно как мультифакториальное наследование или аддитивно-полигенное наследование с пороговым эффектом и провоцирующей ролью факторов среды. Характерной особенностью ИЗСД является то, что внешнее провоцирующее воздействие, как правило, имеет наиболее важное значение в течение раннего и сравнительно ограниченного периода онтогенеза. Именно поэтому больные ИЗСД чаще заболевают в молодом возрасте.
К группе риска по ИЗСД должны быть отнесены в первую очередь носители определенных генетических маркеров, особенно контактировавшие с вирусными и химическими диабетогенами.
Диабетогенные факторы — это события, любое из которых с определенной долей вероятности может запустить развитие ИЗСД у носителей генетических особенностей. Ни один из факторов не порождает сахарного диабета в 100% случаев и ни один из них не достаточен для развития болезни в организме, лишенном соответствующих особенностей реактивности. Выделяют диабетогены инфекционные и неинфекционные. Ведущее значение имеют инфекционные вирусные диабетогены. Впервые вирусную теорию СД сформулировал К.У. Тэйлор (1970). В анамнезе многих больных ИЗСД нет и намёка на какие-либо диабетогенные инфекции. В то же время существует обширный опыт моделирования СД, в том числе — инсулинзависимого, с помощью различных химических воздействий, например, аллоксана. Это привело к формированию представлений о том, что существуют и химические диабетогены. Сильным химическим диабетогеном является средство для борьбы с грызунами — вакор, а также нитрозамины и нитрозомочевина. Эти агенты цитотоксичны для β-клеток. Средство для лечения пневмоцистоза — пентамидин — также вызывает выраженную деструкцию β-клеток с участием прямого и аутоиммунно-опосредованного механизмов.