De Exocriene Pancreas

Secretie van spijsverteringsenzymen

De acinacellen produceren spijsverteringsenzymen op het ruw endoplasmatisch reticulum. Ze worden vervolgens verplaatst naar het Golgi-complex waar ze condenserende vacuolen vormen. Deze condenserende vacuolen worden vervolgens geconcentreerd in inactieve zymogene korrels in de pancreasacinarcellen en opgeslagen voor secretie. Zij worden uitgescheiden in de hoofdklier van de alvleesklier, die samenvloeit met de galbuis aan de kop van de alvleesklier en de Ampulla van Vater vormt. Van hieruit komt het in de twaalfvingerige darm.

Enzymen die worden afgescheiden:

• Proteasen
  • Chymotrypsinogeen en Trypsinogeen
  • Verteert eiwitten en peptiden tot enkelvoudige aminozuren
• Pancreaslipase
  • Verteert triglyceriden, monoglyceride en vrije vetzuren
• Amylase
  • zetmeel en maltose (disachariden)

Andere enzymen zijn ribonuclease, gelatinase, elastase enz.

Bicarbonaatafscheiding

Water en kooldioxide komen samen in een reactie die wordt gekatalyseerd door het enzym koolzuuranhydrase. Het gevormde product is koolzuur (H2CO3).

H2O + CO2 -> H2CO3

Koolzuur valt dan uiteen in waterstofionen (H+) en bicarbonaationen (HCO3-)

H2CO3 – H2CO3.> H+ + HCO3-

H+-ionen worden door een H+/Na+-antiporter uit de pancreaskanaalcellen naar het bloed getransporteerd in ruil voor Na+-ionen. De Na+-ionen die de cel binnenkomen worden vervolgens verwijderd door de Na+/H+/ATPase.

HCO3- geproduceerd uit de dissociatie van koolzuur wordt vervolgens getransporteerd naar de intercalated ducts van de pancreas in ruil voor Cl-. Een intracellulaire opeenhoping van Cl- wordt voorkomen door een chloridekanaal dat ervoor zorgt dat chloride-ionen terugkeren naar het lumen van de intercalated ducts.

De bicarbonaationen, Na+ ionen en water bewegen vervolgens door de intercalated ducts en komen terecht in de hoofdpancreaskanaal, klaar voor secretie in de twaalfvingerige darm na een passende stimulus.

Fig 2 – Bicarbonaatafscheidingen van de alvleesklier

Regulatie van alvleesklierafscheidingen

Er zijn een aantal factoren betrokken bij het op gang brengen van de alvleesklier om zijn afscheidingen vrij te geven. De vagale innervatie van de alvleesklier stimuleert de afscheiding van enzymen. Deze stimulatie treedt op wanneer we voedsel zien, ruiken of proeven, of wanneer de maagwand wordt opgerekt.

Er zijn ook andere manieren waarop het lichaam de afscheiding van alvleesklieren stimuleert. Naast de vagale stimulatie stimuleert zuur chyme dat de twaalfvingerige darm binnenkomt de S-cellen om secretine vrij te geven. Secretine is een hormoon dat de pancreascellen ertoe aanzet de basische delen van de pancreassappen uit te scheiden.

De vetzuren en eiwitten die in het chyme aanwezig zijn, zetten in combinatie met de zure pH de I-cellen in de twaalfvingerige darm aan tot afgifte van het hormoon cholecystokinine (CCK). Dit hormoon leidt ook tot de afscheiding van spijsverteringsenzymen in de alvleeskliersappen. Bovendien stimuleert CCK de galafscheiding via de samentrekking van de galblaas.

Anatomisch gezien versmelt de hoofdkliergang met de galgang, die uitmondt in het Ampulla van Vater. Het is hier dat deze secreties in de twaalfvingerige darm terechtkomen en helpen bij het neutraliseren en verteren van chyme.

Clinische relevantie – tumoren van de alvleesklier

De meest voorkomende kanker van de alvleesklier komt voor in het exocriene deel en worden ductale adenocarcinomen genoemd.

Ductale adenocarcinomen kunnen de exocriene secreties verstoren, waardoor patiënten pancreatitis en pijn kunnen ontwikkelen. Spijsverteringsenzymen worden in de alvleesklier uitgescheiden in plaats van in de twaalfvingerige darm. Aangezien de belangrijkste spijsverteringsenzymen de twaalfvingerige darm niet effectief bereiken, kan dit leiden tot diarree en onvolledige vertering van voedsel.

Pancreaskanker wordt meestal in een zeer laat stadium gediagnosticeerd, omdat de symptomen zich pas voordoen als de kanker een bepaalde omvang heeft bereikt. Op dat moment is het vaak te laat voor een operatie, de enige curatieve behandeling die beschikbaar is. Dit type kanker is zeer moeilijk te behandelen en heeft als zodanig een slechte prognose.

Fig 3 – H&E-vlek van pancreasadenocarcinoom

Clinische relevantie – Pancreatitis

Een ontsteking van de alvleesklier staat bekend als pancreatitis. Pancreatitis kan worden gediagnosticeerd door detectie van pancreasamylase en -lipase in een bloedonderzoek. Een veel voorkomende presentatie is een intense pijn in het midden van de buik die uitstraalt naar de rug. Patiënten kunnen klagen over bleke ontlasting en donkere urine. Bij pancreatitis beschadigen de verteringsenzymen van de alvleesklier het weefsel en de structuur van de alvleesklier.

De verteringsenzymen bereiken de twaalfvingerige darm niet, wat leidt tot onvolledige vertering van vetzuren. Dit resulteert in vette ontlasting (steatorroe), die een penetrante geur heeft en blijft drijven in water.

Clinische relevantie – Cystic Fibrosis

Bicarbonaatsecretie in ductale cellen is afhankelijk van het eiwit CFTR. Dit is zowel een chloridekanaal als een bicarbonaatkanaal. Wanneer het CFTR-eiwit defect is, zoals het geval is bij Cystic Fibrosis, wordt de afscheiding van bicarbonaat door de kanaalcellen beïnvloed. Dit leidt tot een blokkade in de pancreaskanalen en een ongepaste activering van het zymogeen. Dit veroorzaakt schade aan de acinar- en ductcellen.

Patiënten met een volledig gebrek aan CFTR-functie worden meestal geboren met pancreasinsufficiëntie. Dit betekent dat hun alvleesklier een ontoereikende hoeveelheid spijsverteringsenzymen afgeeft. Deze patiënten moeten voortdurend worden behandeld met spijsverteringsenzymsupplementen.

In mindere mate hebben patiënten met minder ernstige mutaties in CFTR-eiwitten met een beperkte kanaalfunctie toch een verhoogd risico op het ontwikkelen van pancreatitis.