Секреторная функция ЖКТ осуществляется пищеварительными железами. Различают железы трубчатого типа (железы желудка и кишечника) и ацинарные железы. Последние состоят из групп клеток, объединенных вокруг протока, в который выделяется секрет (слюнные железы, печень, поджелудочная железа). Клетки пищеварительных желез по характеру продуцируемого ими секрета подразделяются на белок-, мукоид- и минералсекретирующие. В составе секрета желез в полость ЖКТ поступают ферменты, хлористоводородная кислота, бикарбонат, желчные соли, а также мукоидные вещества.
Секреторный цикл. Периодически повторяющиеся в определенной последовательности процессы, которые обеспечивают поступление из кровеносного русла в клетку воды, неорганических и органических соединений, синтез из них секреторного продукта и выведение его из клетки, составляют секреторный цикл. Наиболее изучен секреторный цикл белоксинтезирующих клеток. В нем выделяют несколько фаз. После поступления в клетку исходных веществ на рибосомах шероховатого эндоплазматического ретикулума секретируется первичный секреторный продукт, созревание которого происходит в комплексе Гольджи. Секрет накапливается в конденсирующих вакуолях, которые затем превращаются в гранулы зимогена. После накопления гранул наступает фаза выхода их из клетки (дегрануляция). Выведение зимогена из клетки происходит посредством экзоцитоза.
В зависимости от временного соотношения фаз секреторного цикла секреция может быть непрерывной или прерывистой. Первый тип секреции присущ поверхностному эпителию пищевода и желудка, секреторным клеткам печени. Поджелудочная и крупные слюнные железы образованы клетками с прерывистым типом секреции.
Секреция пищеварительных желез характеризуется адаптацией к пищевому рациону. Она проявляется в изменении интенсивности продукции секрета каждой клеткой, в количестве клеток, одновременно функционирующих в составе данной железы, а также в изменении соотношения между различными гидролитическими ферментами.
Слюнные железы. Слюна – смешанный секрет трех пар крупных слюнных желез: околоушных , подчелюстных , подъязычных , а также многочисленных мелких желез, рассеянных по слизистой оболочке полости рта. Мелкие и подъязычные железы постоянно вырабатывают секрет, увлажняющий полость рта; околоушные и подчелюстные железы секретируют слюну лишь при их стимуляции. Она содержит гидролитический фермент α-амилазу, мукополисахариды, гликопротеины, белки, ионы. В меньших количествах в слюне содержатся лизоцим, катепсины, калликреин.
Реакция слюны колеблется от слабокислой до слабощелочной (рН 5,8-7,8). Слюна имеет меньшее осмотическое давление, чем плазма крови. Секрецию слюнных желез возбуждает прием пищи и связанный с ним комплекс условно- и безусловно-рефлекторных раздражителей. Афферентные пути рефлексов проходят по чувствительным волокнам тройничного, лицевого, языкоглоточного и блуждающего нервов, эфферентные – по холинэргическим и адренэргическим волокнам вегетативных нервов, идущих к слюнным железам.
Железы желудка. Желудочный сок продуцируется клетками желудочных желез и поверхностного эпителия. Железы, располагающиеся в области дна и тела желудка, содержат клетки трех типов: 1) обкладочные, продуцирующие НСl; 2) главные, вырабатывающие протеолитические ферменты; 3) добавочные клетки, секретирующие слизь, мукополисахариды, гастромукопротеин и бикарбонат.
В антральном отделе желудка железы состоят в основном из мукоидных клеток. Секреторные клетки дна и тела желудка выделяют кислый и щелочный секрет, а клетки антрального отдела – только щелочной. Натощак реакция желудочного сока нейтральная или щелочная; после приема пищи – сильнокислая (рН 0,8-1,5).Протеолитические ферменты. В главных клетках желез желудка синтезируется пепсиноген . Синтезированный профермент накапливается в виде гранул и путем экзоцитоза выбрасывается в просвет желудочной железы. В полости желудка от пепсиногена отщепляется ингибирующий белковый комплекс и превращается в пепсин. Активация пепсиногена запускается НС1, а в дальнейшем пепсин сам активирует свой профермент. В желудочном соке имеется и другой протеолитический фермент – гастриксин. В грудной период у детей обнаружен химозин – фермент, створаживающий молоко.
Желудочная слизь. Она состоит из гликопротеинов, высвобождается из пузырьков через мембрану и образует слой слизи, тесно прилегающий к клеточной поверхности. Также слизистые клетки продуцируют бикарбонат. Мукозно-бикарбонатный барьер играет важную роль в предотвращении повреждающего воздействия на слизистую оболочку желудка НС1 и пепсина.
Регуляция желудочной секреции. В регуляции центральное место занимают ацетилхолин, гастрин и гистамин.Каждый из них возбуждает секреторные клетки. При совместном воздействии этих веществ наблюдается эффект потенциирования. Ацетилхолин оказывает возбуждающее действие на секреторные клетки желудка. Он вызывает выделение гастрина из G-клеток антрального отдела желудка. Гастриндействует на секреторные клетки эндокринным путем. Гистамин оказывает свое действие на секреторные клетки желудка паракринным путем, через посредство Н 2 -гистаминовых рецепторов.
В регуляции желудочной секреции в зависимости от места действия раздражителя выделяют три фазы – мозговую, желудочную и кишечную. Стимулами для возникновения секреции желудочных желез в мозговой фазе являются все факторы, сопровождающие прием пищи. В желудочной фазе стимулы секреции возникают в самом желудке. Секреция усиливается при растяжении желудка и действии на его слизистую оболочку продуктов гидролиза белка, некоторых аминокислот, а также экстрактивных веществ мяса и овощей. Активация желудочных желез растяжением желудка осуществляется с участием как местного, так и вагусного рефлекса. В регуляции секреции желудочных желез принимает участие соматостатин. Клетки, вырабатывающие этот пептид, образуют отростки, которые подходят вплотную к главным и обкладочным клеткам.
Соматостатин тормозит желудочную секрецию.Влияния на железы желудка, поступающие с кишечника, определяют их функционирование в третьей, кишечной, фазе секреции. Последняя вначале возрастает, а затем снижается. Стимуляция желудочных желез является результатом поступления в кишечник содержимого желудка, недостаточно обработанного механически и химически. На желудочную секрецию в кишечной фазе может влиять и выделение из слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки секретина. Он тормозит секрецию НС1, но усиливает секрецию пепсиногена. Резкое торможение желудочной секреции возникает при поступлении в двенадцатиперстную кишку жира.
Из гастроинтестинальных пептидов, оказывающих влияние на секреторный процесс в желудке, следует отметить также гастрин-высвобождающий пептид, который усиливает секрецию НС1. Торможение активности обкладочных клеток вызывают глюкагон, вазоактивный интестинальный пептид, нейротензин и серотонин. Тормозным влиянием на главные и обкладочные клетки характеризуется действие простагландинов группы Е. Среди факторов, влияющих на желудочную секрецию, существенное значение имеют эмоциональное возбуждение и стресс. Известно, что одни виды эмоционального возбуждения (страх, тоска) вызывают торможение, а другие (раздражение, ярость) – усиление секреторной функции желудка.
Поджелудочная железа. Ацинарные клетки поджелудочной железы продуцируют гидролитические ферменты, расщепляющие все компоненты пищевых веществ. Ферментный состав сока поджелудочной железы зависит от вида потребляемой пищи: при приеме углеводов возрастает преимущественно секреция амилазы, белков – трипсина и химотрипсина, при приеме жирной пищи отмечается секреция сока с повышенной липолитической активностью. Клетки протоков поджелудочной железы являются источником бикарбоната, хлоридов, ионов, рН поджелудочного сока составляет в среднем 7,5-8,8.
Различают спонтанную (базальную) и стимулированную секрецию поджелудочной железы Базальная секреция обусловлена присущим клеткам поджелудочной железы автоматизмом. Стимулированная секреция является результатом воздействия на клетки регуляторных факторов нейрогуморальной природы, которые включаются в действие приемом пищи. Базальная секреция электролитов невелика или вообще отсутствует; поджелудочная железа весьма чувствительна к действию секретина – стимулятора секреции электролитов.
Основными стимуляторами экзокринных клеток поджелудочной железы являются ацетилхолин и гастроинтестинальные гормоны – холецистокинин и секретин. Ацетилхолин усиливает секрецию поджелудочной железы, увеличивая выход бикарбоната и ферментов. Холецистокинин является сильным стимулятором секреции ферментов поджелудочной железы и незначительно усиливает секрецию бикарбоната. Секретин стимулирует секрецию бикарбоната, слабо влияя на выделение ферментов. Холецистокинин и секретин взаимно потенциируют действие друг друга: холецистокинин усиливает вызванную секретином секрецию бикарбоната, а секретин усиливает продукцию ферментов, стимулированную холецистокинином.
Естественным стимулятором секреции поджелудочной железы является прием пищи. Начальная, мозговая, фаза секреции поджелудочной железы вызывается видом, запахом пищи, жеванием и глотанием. Эфферентные пути этих рефлексов проходят в составе блуждающих нервов.
В желудочной фазе секреции поджелудочной железы активирующее влияние на ее клетки оказывает ваго-вагальный рефлекс, возникающий в результате растяжения стенок желудка.Поступление содержимого желудка в двенадцатиперстную кишку обусловливает воздействие на ее слизистую оболочку НС1 и продуктов переваривания жира и белка, что вызывает высвобождение секретина и холецистокинина; эти гормоны и определяют механизмы секреции поджелудочной железы в кишечной фазе.
Желчеотделение и желчевыделение. Желчеотделение – это процесс образования желчи печенью. Образование желчи происходит непрерывно как путем фильтрации ряда веществ (вода, глюкоза, электролиты и др.) из крови в желчные капилляры, так и посредством активной секреции гепатоцитами солей желчных кислот и ионов Na + . Окончательное формирование состава желчи происходит в результате реабсорбции воды и минеральных солей в желчных капиллярах, протоках и желчном пузыре.
Основными компонентами желчи являются желчные кислоты, пигменты и холестерин. Кроме того, она содержит жирные кислоты, муцин, различные ионы и другие вещества; рН печеночной желчи составляет 7,3-8,0, пузырной – 6,0-7,0. Первичные желчные кислоты (холевая и хенодезоксихолевая), образующиеся в гепатоцитах из холестерина, соединяются с глицином или таурином и выделяются в виде натриевой соли гликохолевой и калиевой соли таурохолевой кислот. В кишечнике под влиянием бактериальной флоры они превращаются во вторичные желчные кислоты – дезоксихолевую и литохолевую. До 90%желчных кислот активно реабсорбируется из кишечника в кровь и по портальным сосудам возвращается в печень. Таким образом осуществляется печеночно-кишечная циркуляция желчных кислот .
Желчные пигменты (билирубин и биливердин) представляют собой продукты распада гемоглобина. Они придают желчи характерную окраску. У человека преобладает билирубин, определяющий золотисто-желтый цвет желчи.
Процесс образования желчи усиливается в результате приема пищи. Наиболее сильным стимулятором холереза является секретин, под влиянием которого усиливается объем секреции и выделение в составе желчи бикарбоната. На процесс желчеобразования существенное влияние оказывают желчные кислоты: они увеличивают объем желчи и содержание в ней органических компонентов.
Желчевыделение – поступление желчи в двенадцатиперстную кишку является периодическим процессом, связанным с приемом пищи. Движение желчи обусловлено градиентом давления в желчевыделительной системе и в полости двенадцатиперстной кишки. Основным стимулятором сократительной активности желчного пузыря является холецистокинин. Сильными возбудителями желчевыделения являются яичные желтки, молоко, мясо и жиры. Прием пищи и связанные с ним условно- и безусловно-рефлекторные раздражители вызывают активацию желчевыделения.
Секреция кишечных желез. Бруннеровы железы, располагающиеся в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки, и либеркюновы железы тонкой кишки продуцируют кишечный сок, общее количество которого за сутки достигает у человека 2,5 л. Его рН составляет 7,2-7,5. Значительная часть сока состоит из слизи и отторгнутых эпителиальный клеток. Кишечный сок содержит более 20 различных пищеварительный ферментов. Выделение жидкой части сока, содержащей различный минеральные вещества и значительное количество мукопротеина, резко усиливается при механическом раздражении слизистой оболочки кишки. Кишечную секрецию стимулирует вазоактивный интестинальный пептид. Соматостатин оказывает на нее тормозное воздействие.
И, ж. физиол. Образование и выделение железистыми клетками особых продуктов - секретов (см. секрет 2), необходимых для жизнедеятельности организма. [От лат. secretio - отделение] Малый академический словарь
Секреторная функция пищеварительных желез заключается в выделении в просвет желудочно-кишечного тракта секретов, принимающих участие в обработке пищи. Для их образования клетки должны получать определенные количества крови, с током которой поступают все необходимые вещества. Секреты желудочно-кишечного тракта – пищеварительные соки. Любой сок состоит на 90–95 % воды и сухого остатка. В сухой остаток входят органические и неорганические вещества. Среди неорганических наибольший объем занимают анионы и катионы, соляная кислота. Органические представлены:
1) ферментами (главный компонент – протеолитические ферменты, расщепляющие белки до аминокислот, полипептидов и отдельных аминокислот, глюколитические ферменты преобразуют углеводы до ди– и моносахаров, липолитические ферменты превращают жиры в глицерин и жирные кислоты);
2) лизином. Основной компонент слизи, придающий вязкость и способствующий образованию пищевого комка (болеоса), в желудке и кишечнике взаимодействует с бикарбонатами желудочного сока и образует мукозобикарбонатный комплекс, который выстилает слизистую оболочку и предохраняет ее от самопереваривания;
3) веществами, которые обладают бактерицидным действием (например, муропептидазой);
4) веществами, которые подлежат удалению из организма (например, азотосодержащие – мочевина, мочевая кислота, креатинин и т. д.);
5) специфическими компонентами (это желчные кислоты и пигменты, внутренний фактор Кастла и др.).
На состав и количество пищеварительных соков оказывает влияние рацион питания.
Регуляция секреторной функции осуществляется тремя способами – нервным, гуморальным, местным.
Рефлекторные механизмы представляют собой отделение пищеварительных соков по принципу условного и безусловного рефлексов.
Гуморальные механизмы включают три группы веществ:
1) гормоны желудочно-кишечного тракта;
2) гормоны желез внутренней секреции;
3) биологически активные вещества.
Гормоны желудочно-кишечного тракта относятся к простым пептидам, которые вырабатываются клетками APUD-системы. Большинство действует эндокринным путем, но некоторые из них осуществляют свое действие параэндокринным способом. Поступая в межклеточные пространства, они действуют на находящиеся рядом клетки. Так, например, гормон гастрин вырабатывается в пилорической части желудка, двенадцатиперстной кишке и верхней трети тонкого кишечника. Он стимулирует секрецию желудочного сока, особенно соляной кислоты и поджелудочных ферментов. Бамбезин образуется в том же месте и является активатором для синтеза гастрина. Секретин стимулирует отделение сока поджелудочной железы, воды и неорганических веществ, подавляет секрецию соляной кислоты, оказывает незначительное влияние на другие железы. Холецистокинин-панкреозинин вызывает отделение желчи и поступление ее в двенадцатиперстную кишку. Тормозное действие оказывают гормоны:
1) гастрон;
2) гастроингибирующий полипептид;
3) панкреатический полипептид;
4) вазоактивный интестинальный полипептид;
5) энтероглюкагон;
6) соматостатин.
Среди биологически активных веществ усиливающим действием обладают серотонин, гистамин, кинины и др. Гуморальные механизмы появляются в желудке и наиболее выражены в двенадцатиперстной кишке и в верхнем отделе тонкого кишечника.
Местная регуляция осуществляется:
1) через метсимпатическую нервную систему;
2) через непосредственное воздействие пищевой кашицы на секреторные клетки.
Стимулирующее влияние оказывают также кофе, пряные вещества, алкоголь, жидкая пища и т. д. Местные механизмы наиболее выражены в нижних отделах тонкого кишечника и в толстом кишечнике.
Секреция слюны – сложный внутриклеточный процесс, в ходе которого секреторная клетка получает из крови исходные продукты, из которых синтезируется секрет. Секрет выделяется вместе с водой, некоторыми электролитами и другими веществами в полость рта. Слюнные железы действуют как экзо- и эндокринные железы. Большую часть желез составляют экзокринные клетки, синтез секрета в которых носит циклический характер и связан с пищеварительной системой.
Секрет слюнных желез. По своему строению околоушная железа является ацитарной, подъязычная - трубчатой, поднижнечелюстная - ацитарно-трубчатой. Эти железы являются большими парными слюнными железами и длинные протоки открываются в просвет пищеварительной системы.
Слюна – это смесь секретов трех пар больших, а также множества малых слюнных желез. Внутренней же средой для органов и тканей является ротовая жидкость. Состав ее секрет слюнных желез, эпителиальные клетки, частицы пищи, слизь, нейтрофильные лейкоциты, гормоны, микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности.
Функции слюны:
Пищеварительная фунция заключается в том, что готовая порции пищи к проглатыванию и перевариванию. При жевании пища смешивается со слюной, которая составляет 10-20 % количества пищевого комка. Слюна способствует смачиванию, растворению солей,cахаров и других компонентов.
Защитная функция заключается в том, что слюна защищает слизистую оболочку и зубы от высыхания, от химических и физических, повреждений, причиняемых пищей, выравнивает температуру пищи, обладает бактерицидным свойством.
Трофическая функция заключается в том, что слюна является биологической средой которая постоянно с момента прорезывания зубов контактирует с их эмалью, являясь для нее главным источником, кальция, фосфора, цинка и других микроэлементов.
Регуляция секреторной функции слюнных желез
происходит рефлекторно. Различают условнорефлекторные и безумовнорефлекторни воздействия. Условнорефлекторные реакции обусловлены видом, запахом блюда и интимы раздражителями, связанными с едой. Безумовнорефлекторни воздействия начинаются с рецепторов языка и других органов полости рта. От них импульсы передаются через волокна тройничного, лицевого, языкоглоточного и блуждающего нервов в центр слюноотделения в продолговатом мозге, а оттуда - волокнами VII и IX черепных нервов возвращаются в слюнных желез. Это парасимпатическая иннервация желез. Слюнные железы иннервируются также симпатическими нервами. Они начинаются с боковых рогов верхних (II-IV) грудных сегментов спинного мозга, а затем через верхний шейный симпатический ганглий направляются в слюнных желез. Кора большого мозга, гипоталамус, лимбическая система регулирующих слюноотделение через названные нервы. Соответствующие условные сигналы, эмоции могут затормозить процесс выделения слюны.
Оба типа нервов являются секреторными. Но, когда под влиянием парасимпатических нервов выделяется большое количество слюны, которая содержит значительное количество солей, то симпатичный нерв вызывает выделение небольшого количества слюны, богатой органическими веществами. На уровне секреторной клетки регуляция происходит так: медиатор парасимпатической нервной системы ацетилхолин действует на М-холинорецепторы базолатеральных мембран и активизирует вход Са2 + по хемочутливих каналах. При участии кальмодулина происходит ряд реакций, которые сопровождаются выделением большого количества слюны с низким содержанием органических веществ. Медиатор
симпатической нервной системы норадреналин действует на адренорецепторы базолатеральных мембран, активизирует аденилатциклазу, в результате чего образуется цАМФ. Через посредство ряда реакций осуществляется секреция небольшого количества слюны, богатой органическими веществами.
Кровоток в слюнных железах во время секреции резко (иногда в 5 раз) увеличивается, что обусловлено прямым влиянием парасимпатических сосудорасширяющих нервов, а также тем, что функционирующая клетка рядом с секретом выделяет фермент калликреин. Этот фермент активизирует кининоген плазмы, в результате чего образуется сильный вазодилататор с местным действием брадикинин.
СЕКРЕЦИЯ (лат. secretio отделение) - процесс образования в клетке специфического продукта (секрета) определенного функционального назначения и последующего его выделения из клетки.
С., при к-рой секрет выделяется на поверхность кожи, слизистой оболочки или в полость жел.-киш. тракта, называют внешней (экзосекреция, экзокриния), при выделении секрета во внутреннюю среду организма С. называют внутренней (инкреция, эндокриния).
За счет С. осуществляется ряд жизненно важных функций: образование и выделение молока, слюны, желудочного, поджелудочного и кишечного сока, желчи, пота, мочи, слез; образование и выделение гормонов эндокринными железами и диффузной эндокринной системой жел.-киш. тракта; нейросекреция и др.
Начало изучения С. как физиол. процесса связано с именем Р. Гейденгайна (1868), к-рый описал ряд последовательных изменений в клетках желез и сформулировал исходные представления о секреторном цикле в желудке, т. е. о сопряжении цитол. картины желез желудка с содержанием в его слизистой оболочке пепсиногена. Выявление связи между микроскопическими изменениями в строении слюнных желез и их С. при раздражении парасимпатических и симпатических нервов, иннервирующих эти железы, позволили Р. Гейденгайну, Дж. Ленгли и другим исследователям сделать вывод о наличии секреторного и трофического компонентов в деятельности железистых клеток, а также о раздельной нервной регуляции этих компонентов.
Использование световой (см. Микроскопические методы исследования) и электронной микроскопии (см.), авторадиографии (см.), улътрацентрифугирования (см.), электрофизиологических, гисто- и цитохимических методов (см. Электрофизиология , Гистохимия , Цитохимия), методов иммунол. идентификации первичных и последующих секреторных продуктов и их предшественников, получения секретов и их физ.-хим. и биохим. анализа, физиол. методов исследования механизмов регуляции С. и др. расширило представление о механизмах С.
Механизмы секреции
Секреторная клетка может выделять различные по своей хим. природе продукты: белки, мукопротеиды, мукополисахариды, липиды, р-ры солей, оснований и кислот. Одна секреторная клетка может синтезировать и выделять один или несколько секреторных продуктов одной или разной химической природы.
Выделяемый секреторной клеткой материал может иметь различное отношение к внутриклеточным процессам. По Хиршу (G. Hirsch, 1955), могут быть выделены: собственно секрет (продукт внутриклеточного анаболизма), экскрет (продукт катаболизма данной клетки) и рекрет (продукт, поглощенный клеткой и затем в неизмененном виде выделенный ею). При этом основной функцией секреторной клетки является синтез и выделение секретов. Рекретироваться могут не только неорганические вещества, но и органические, в т. ч. высокомолекулярные (напр., ферменты). За счет этого свойства секреторные клетки могут транспортировать или выделять из кровотока продукты метаболизма других клеток и тканей, экскретировать эти вещества, участвуя т. о. в обеспечении гомеостаза всего организма. Секреторные клетки могут рекретировать (ресекретировать) из крови ферменты или их зимогенные предшественники, обеспечивая их гематогландулярную циркуляцию в организме.
В целом резкой границы между различными проявлениями функциональной активности секреторных клеток провести нельзя. Так, внешняя секреция (см.) и внутренняя секреция (см.) имеют много общего. Напр., синтезированные пищеварительными железами ферменты не только экзосекретируются, но и инкретируютси, а гастроинтестинальные гормоны в нек-ром количестве могут переходить в полость жел.-киш. тракта в составе секретов пищеварительных желез. В составе нек-рых желез (напр., поджелудочной) имеются экзокринные клетки, эндокринные клетки и клетки, осуществляющие двунаправленное (экзо- и эндосекреторное) выведение синтезированного продукта.
Эти явления находят объяснение в экскреторной теории происхождения секреторных процессов, предложенной А. М. У голевым (1961). Согласно этой теории оба вида С.- внешняя и внутренняя - произошли как специализированные функции клеток от свойственной всем клеткам функции неспецифической экскреции (т. е. выделения продуктов обмена веществ). Таким образом, по А. М. Уголеву, специализированная морфостатическая С. (без существенных морфол. изменений клетки) произошла не из морфокинетической или морфонекротической С., при к-рой в клетке происходят грубые морфол. сдвиги или гибель их, а из морфостатической экскреции. Морфонекротическая С. является самостоятельной ветвью эволюции желез.
Процесс периодического изменения секреторной клетки, связанный с образованием, накоплением, выделением секрета, и восстановление клетки для дальнейшей С. носит название секреторного цикла. В нем выделяют несколько фаз, граница между к-рыми обычно выражена нерезко; может быть и наложение фаз. В зависимости от временного отношения фаз С. бывает непрерывной и прерывистой. При непрерывной С. секрет выделяется по мере его синтеза. Одновременно происходят поглощение клеткой исходных для синтеза веществ, последующий внутриклеточный синтез и выделение секрета (напр., секреция клеток поверхностного эпителия пищевода и желудка, эндокринных желез, печени).
При прерывистой секреции цикл растянут во времени, фазы цикла в клетке следуют в определенной последовательности друг за другом и накопление новой порции секрета начинается только после выведения из клетки предыдущей порции. В одной и той же железе разные клетки в данный момент могут находиться на разных фазах секреторного цикла.
Для каждой из фаз характерно специфическое состояние клетки в целом и ее внутриклеточных органелл.
Цикл начинается с того, что в клетку из крови (все железы имеют интенсивное кровоснабжение) поступают вода, неорганические вещества и низкомолекулярные органические соединения (аминокислоты, жирные к-ты, углеводы и др.). Ведущее значение в поступлении веществ в секреторную клетку имеют пиноцитоз (см.), активный транспорт ионов (см.) и диффузия (см.). Трансмембранный транспорт веществ осуществляется с участием АТФ-аз и щелочной фосфатазы. Поступившие в клетку вещества используются ею как исходные вещества не только для синтеза секреторного продукта, но и для внутриклеточных энергетических и пластических целей.
Следующей фазой цикла является синтез первичного секреторного продукта. Эта фаза имеет существенные различия в зависимости от вида синтезируемого клеткой секрета. Наиболее полно исследован процесс синтеза белкового секретй в ацинозных клетках поджелудочной железы ((см.). Из поступивших в клетку аминокислот на рибосомах эндоплазматического гранулярного ретикулума в течение 3-5 мин. синтезируется белок, а затем перемещается в систему Гольджи (см. Гольджи комплекс), где накапливается в конденсирующих вакуолях. В них в течение 20-30 мин. происходит созревание секрета, а сами конденсирующие вакуоли превращаются в гранулы зимогена. Роль системы Гольджи в образовании секреторных гранул была впервые показана Д. Н. Насоновым (1923). Секреторные гранулы перемещаются в апикальную часть клетки, оболочка гранулы сливается с плазмо-леммой, через отверстие в к-рой содержимое гранулы переходит в полость ацинуса или секреторного капилляра. От начала синтеза до выхода (экструзии) продукта из клетки проходит 40-90 мин.
Предполагается наличие цитологических особенностей формирования в гранулы различных панкреатических ферментов. В частности, Крамер и Пурт (М. F. Kramer, С. Poort, 1968) указывали на возможность экструзии ферментов минуя фазу конденсации секрета в гранулы, при к-рой синтез секрета продолжается, а экструзия осуществляется путем диффузии негранулированного секрета. При блокаде экструзии восстанавливается накопление гранулированного секрета (регранулярная стадия). В последующей стадии покоя гранулы заполняют апикальную и среднюю части клетки. Продолжающийся, но незначительный по интенсивности синтез секрета восполняет его незначительную экструзию в виде гранулированного и негранулированного материала. Постулируется возможность внутриклеточной циркуляции гранул и их включения из одних органелл в другие.
Пути образования секрета в клетке могут различаться в зависимости от характера выделяемого секрета, специфики секреторной клетки и условий ее функционирования.
Так, синтез первичного продукта идет в гранулярном эндоплазматическом ретикулуме (см.) при участии рибосом (см.), материал перемещается в комплекс Гольджи, где происходит его конденсация и «упаковка» в гранулы, накапливающиеся в апикальной части клетки. Митохондрии (см.) при этом играют, по-видимому, косвенную роль, обеспечивая процесс секретообразования энергией. Так осуществляется в основном синтез белковых секретов.
Во втором, предполагаемом, варианте секретообразования С. происходит внутри или на поверхности митохондрий. Секреторный продукт затем перемещается в комплекс Гольджи, где формируется в гранулы. В процессе образования секрета комплекс Гольджи может и не участвовать. Таким способом могут синтезироваться липидные секреты, напр, стероидные гормоны надпочечника.
В третьем варианте образование первичного секреторного продукта происходит в канальцах агрануляр-ного эндоплазматического ретикулума, затем секрет переходит в комплекс Гольджи, где идет его конденсация. По такому типу синтезируются некоторые небелковые секреты.
Синтез полисахаридного, муко- и гликопротеидного секретов исследован недостаточно, но установлено, что ведущую, роль в нем играет комплекс Гольджи, а также что в синтезе разных секретов в разной мере принимают участие различные внутриклеточные органеллы.
В зависимости от вида выделения: секрета из клетки С. принято делить на несколько основных типов (голокриновую, апокриновую и ме-рокриновую). При голокриновой С. вся клетка в результате ее специализированной деградации превращается в секрет (напр., С. сальных желез).
Апокриновая С., в свою очередь, делится на два основных вида - макроапокриновую и микроапокриновую С. При макроапокриновой С. на поверхности клетки образуются выросты, к-рые по мере созревания секрета отделяются от клетки, в результате чего ее высота уменьшается. По такому типу секретируют многие железы (потовые, молочные и др.). При микроапокриновой С., к-рая наблюдается под электронным микроскопом, от клетки отделяются мелкие участки цитоплазмы (см.) или расширенные вершины микроворсинок, содержащие готовый секрет.
Мерокриновая секреция также делится на два вида - с выходом секрета через образующиеся при контакте с вакуолью или гранулой отверстия в мембране и с выходом секрета из клетки путем диффузии через мембрану, к-рая при этом, видимо, не меняет свою структуру. Мерокриновая С. характерна для пищеварительных и эндокринных желез.
Строгой границы между вышеописанными типами секреции нет. Напр., выделение капли жира секреторными клетками молочной железы (см.) происходит с частью апикальной мембраны клетки. Такой тип С. назван леммокриновой (Е. А. Шубникова, 1967). В одной и той же клетке может происходить смена типов экструзии секрета. Наличие связи между синтезом и экструзией секрета и ее характер окончательно не установлены. Одни исследователи считают, что такая связь имеется, другие отрицают, полагая, что процессы сами по себе автономны. Получен ряд данных зависимости скорости экструзии от скорости синтеза секрета, а также показано, что накопление в клетке секреторных гранул оказывает тормозящее влияние на процесс синтеза секрета. Постоянное выделение небольшого количества секрета способствует его умеренному синтезу. Стимуляция выделения секрета увеличивает и синтез секреторного продукта. Выявлено, что во внутриклеточном транспорте секрета большую роль играют микротрубочки и микрофиламенты. Разрушение этих структур, напр, путем воздействия колхицином или цитохалазином, существенно трансформирует механизмы образования и экструзии секрета. Существуют регуляторные факторы, действующие преимущественно на экструзию секрета или же на его синтез, а также и на обе эти фазы и поступление исходных продуктов в клетку.
Как показал Е. Ш. Герловин (1974), в секреторных клетках в процессе эмбриогенеза, а также при их регенерации отмечается (на примере ацинозных клеток поджелудочной железы) последовательная смена трех главных этапов их деятельности: первый этап - в ядрышках клеточных ядер идет синтез РНК, к-рая в составе свободных рибосом поступает в цитоплазму; 2) второй этап - на рибосомах цитоплазмы осуществляется синтез структурных белков и ферментов, участвующих затем в образовании липопротеидных мембран эндоплазматического ретикулума, митохондрий и комплекса Гольджи; 3) третий этап - на рибосомах гранулярного эндоплазматической ретикулума в базальных частях клеток происходит синтез секреторного белка, к-рый транспортируется в канальцы эндоплазматической ретикулума, а затем в комплекс Гольджи, где оформляется в виде секреторных гранул; гранулы накапливаются в апикальной части клеток, и при стимуляции С. их содержимое выделяется наружу.
Специфика синтеза и выделения разных по составу секретов явилась основанием для вывода о существовании 4 видов секреторных клеток, обладающих специфическими внутриклеточными конвейерами: белок-синтезирующих, мукоид-, липид- и минералсекретирующих.
Секреторные клетки имеют ряд особенностей биоэлектрической активности: низкая скорость колебаний мембранного потенциала, различная поляризованность базальной и апикальной мембран. Для возбуждения одних видов секреторных клеток характерна деполяризация (напр., для экзокринных клеток поджелудочной железы и протоков слюнных желез), для возбуждения других-гиперполяризация (напр., для ацинозных клеток слюнных желез).
В транспорте ионов через базальную и апикальную мембраны таких секреторных клеток имеются нек-рые различия: вначале изменяется поляризованность базальной, затем апикальной мембраны, но при этом базальная плазмолемма более поляризована. Дискретные изменения поляризованности мембран при С. называются секреторными потенциалами. Возникновение их является условием включения секреторного процесса. Оптимальная поляризованность мембран, необходимая для появления секреторных потенциалов, составляет ок. 50 мв. Полагают, что различие поляризованности базальной и апикальной мембран (2-3 мв) создает достаточно сильное электрическое поле (20- 30 в/см). Его сила примерно удваивается при возбуждении секреторной клетки. Это, по мнению B. И. Гуткина (1974), способствует перемещению гранул секрета к апикальному полюсу клетки, циркуляции содержимого гранулы, контакту гранул с апикальной мембраной и выходу через нее из клетки гранулированного и негранулированного макромолекулярного секреторного продукта.
Потенциал секреторной клетки важен и для С. электролитов, за счет к-рой регулируются осмотическое давление цитоплазмы и ток воды, играющие важную роль в секреторном процессе.
Регуляция секреции
C. желез находится под контролем нервных, гуморальных и местных механизмов. Эффект этих влияний зависит от вида иннервации (симпатическая, парасимпатическая), вида железы и секреторной клетки, от механизма действия физиологически активного агента на внутриклеточные процессы ит. д.
По И. П. Павлову, С. находится под контролем трех типов влияний ц. н. с. на железы: 1) функциональных влияний, к-рые можно разделить на пусковые (перевод железы из состояния относительного покоя в состояние секреторной активности) и корригирующие (стимулирующие и тормозящие влияния на секретирую-щие железы); 2) сосудистых влияний (изменение уровня кровоснабжения железы); 3) трофических влияний - на внутриклеточный метаболизм (усиление или ослабление синтеза секреторного продукта). К трофическим влияниям стали относить также и пролиферогенные эффекты в. н. с. и гормонов.
В регуляции С. различных желез нервные и гуморальные факторы соотносятся по-разному. Напр., С. слюнных желез в связи с приемом пищи регулируется практически только нервными (рефлекторными) механизмами; деятельность желудочных желез - нервными и гуморальными; С. поджелудочной железы - преимущественно с помощью дуоденальных гормонов секретина (см.) и холецистокинин-пан-креозимина.
Эфферентные нервные волокна могут образовывать на железистых клетках истинные синапсы. Вместе с тем доказано, что нервные окончания выделяют медиатор в интерсти-ций, по к-рому он диффундирует уже непосредственно к секреторным клеткам.
Физиологически активные вещества (медиаторы, гормоны, метаболиты) стимулируют и тормозят С., действуя на различные фазы секреторного цикла через мембранные рецепторы клетки (см. Рецепторы, клеточные рецепторы) или проникая в ее цитоплазму. На эффективность действия медиаторов влияют его количество и соотношение с ферментом, гидролизующим данный медиатор, количество мембранных рецепторов, реагирующих с медиатором, и другие факторы.
Торможение С. может быть результатом ингибирования высвобождения стимулирующих агентов. Напр., секретин тормозит С. соляной к-ты железами желудка за счет ингибирования высвобождения гастрина (см.) - стимулятора этой С.
На деятельность секреторных клеток различные вещества эндогенного происхождения влияют по-разному. В частности, ацетилхолин (см.), взаимодействуя с клеточными холинорецепторами, усиливает С. пепсиногена железами желудка, стимулируя его экструзию из главных клеток; синтез пепсиногена стимулирует и гастрин. Гистамин (см.) взаимодействует с Н2-рецепторами обкладочных клеток желудочных желез и через систему аденилатциклаза - цАМФ усиливает синтез и экструзию соляной к-ты из клетки. Стимуляция обкладочных клеток ацетилхолином опосредована его действием на их холинорецепторы, усилением поступления в клетку ионов кальция, активацией системы гуанилатциклаза - цГМФ. Важное значение для С. имеет способность ацетилхолина активировать желудочную Na, К-АТФазу и усиливать внутриклеточный перенос ионов кальция. Эти механизмы действия ацетилхолина обеспечивают и высвобождение из G-клеток гастрина, являющегося стимулятором С. пепсиногена и соляной к-ты железами желудка. Ацетилхолин и холецисто-кинин-панкреозимин через системы аденилатциклаза - цАМФ и активации тока ионов кальция в ацинозные панкреатические клетки усиливают в них синтез ферментов и их экструзию. Секретин в центроацинозных клетках и в клетках протоков поджелудочной железы также через систему аденилатциклаза - цАМФ активирует внутриклеточный метаболизм, трансмембранный перенос электролитов и экструзию бикарбонатов.
Библиография: Ажипа Я. И. Нервы желез внутренней секреции и медиаторы в регуляции эндокринных функций, М., 1981, библиогр.; Берхин Е. Б. Секреция органических веществ в почке, Л., 1979, библиогр.; Бродский В. Я. Трофика клетки, М., 1966; Г е р л о- в и н Е. Ш. и Утехин В. И. Секреторные клетки, М., 1979, библиогр.; Елецкий Ю. К. и Яглов В. В. Эволюция структурной организации эндокринной части поджелудочной железы позвоночных, М., 1978; Ивашкин В. Т. Метаболическая организация функций желудка, JI., 1981; Коротько Г. Ф. Выделение ферментов железами желудка, Ташкент, 1971; Павлов И. П. Полное собрание сочинений, т. 2, кн. 2, с. 7, М.- Д., 1951; Панасюк E. Н., Скляров Я. П. и Карпенко JI. Н. Ультраструктурные и микрохимические процессы в желудочных железах, Киев, 1979; Пермяков Н. К., Подольский А. Е. и Титова Г. П. Ультраструктурный анализ секреторного цикла поджелудочной железы, М., 1973, библиогр.; Поликар А. Элементы физиологии клетки, пер. с франц., с. 237, Л., 1976; У го ле в А. М. Энтериновая (кишечная гормональная) система, с. 236, Л., 1978; Физиология вегетативной нервной системы, под ред. О. Г. Баклаваджяна, с. 280, Л., 1981; Физиология пищеварения, под ред. А. В. Соловьева, с. 77, Л., 1974; Ш у б-н и к о в а Е. А. Цитология и цитофизиология секреторного процесса, М., 1967, библиогр.; Case R. М. Synthesis, intracellular transport and discharge of exportable proteins in the pancreatic acinar cell and other cells, Biol. Rev., v. 53, p. 211, 1978; H ok in L. E. Dynamic aspects of phospholipids during protein secretion, Int. Rev. Cytol., v. 23, p. 187, 1968, bibliogr.; Palade G. Intracellular aspects of the process of protein synthesis, Science, v. 189, p. 347, 1975; Rothman S. S. Passage of proteins through membranes-old assumptions and new perspectives, Amer. J. Physiol., v. 238, p. G 391, 1980.
Г. Ф. Коротько.
