Trzustka zewnątrzwydzielnicza

Wydzielanie enzymów trawiennych

Komórki brodawkowate produkują enzymy trawienne na szorstkim retikulum endoplazmatycznym. Następnie są one przenoszone do kompleksu Golgiego, gdzie tworzą wakuole kondensacyjne. Te wakuole kondensacyjne są następnie skupiane w nieaktywne granulki zymogenów w komórkach acinarnych trzustki i przechowywane do wydzielenia. Są one wydzielane do głównego przewodu trzustkowego, który łączy się z przewodem żółciowym w głowie trzustki i tworzy Ampulla of Vater. Stamtąd trafia do dwunastnicy.

Wydzielane enzymy:

• Proteazy
  • Chymotrypsynogen i Trypsynogen
  • Trawią białka i peptydy do pojedynczych aminokwasów
• Lipaza trzustkowa
  • Trawi trójglicerydy, monoglicerydy i wolne kwasy tłuszczowe
• Amylaza
  • skrobia i maltoza (disacharydy)

Inne enzymy obejmują rybonukleazę, żelatynę, elastazę itp.

Wydzielanie wodorowęglanów

Woda i dwutlenek węgla łączą się w reakcji katalizowanej przez enzym anhydrazę węglową. Powstającym produktem jest kwas węglowy (H2CO3).

H2O + CO2 -> H2CO3

Kwas węglowy następnie dysocjuje na jony wodorowe (H+) i jony wodorowęglanowe (HCO3-)

H2CO3 -.> H+ + HCO3-

Jony H+ są transportowane z komórek przewodu trzustkowego do krwi w zamian za jony Na+ przez antyporter H+/Na+. Jony Na+, które dostają się do komórki są następnie usuwane przez Na+/H+/ATPazę.

HCO3- powstający w wyniku dysocjacji kwasu węglowego jest następnie transportowany do przewodów międzykomórkowych trzustki w zamian za Cl-. Wewnątrzkomórkowe nagromadzenie Cl- jest unikane dzięki kanałowi chlorkowemu, który umożliwia jonom chlorkowym powrót do światła przewodów międzykanałowych.

Jony wodorowęglanowe, jony Na+ i woda przemieszczają się następnie przez przewody międzykanałowe i kończą swój bieg w głównym przewodzie trzustkowym, gotowe do wydzielenia do dwunastnicy po zadziałaniu odpowiedniego bodźca.

Ryc. 2 – Wydzielanie wodorowęglanów z trzustki

Regulacja wydzielania trzustkowego

Istnieje wiele czynników zaangażowanych w pobudzanie trzustki do uwalniania swoich wydzielin. Unerwienie wagalne trzustki stymuluje wydzielanie enzymów. Stymulacja ta ma miejsce, gdy widzimy, czujemy zapach lub smak jedzenia, lub gdy ściana żołądka jest rozciągnięta.

Istnieją również inne sposoby, w jakie organizm pobudza wydzielanie trzustki. Oprócz stymulacji wagalnej, kwaśny śluz dostający się do dwunastnicy stymuluje komórki S do uwalniania sekretyny. Sekretyna jest hormonem, który powoduje, że komórki trzustki wydzielają alkaliczne części soków trzustkowych.

Kwasy tłuszczowe i białka obecne w ślinie, w połączeniu z kwaśnym pH, wyzwalają komórki I w dwunastnicy do uwalniania hormonu cholecystokininy (CCK). Hormon ten prowadzi również do wydzielania enzymów trawiennych w sokach trzustkowych. Ponadto CCK stymuluje wydzielanie żółci poprzez skurcz pęcherzyka żółciowego.

Anatomicznie główny przewód trzustkowy łączy się z przewodem żółciowym, który prowadzi do pęcherzyka Vatera. To tutaj wydzieliny te wlewają się do dwunastnicy i pomagają neutralizować i trawić żółć.

Ważność kliniczna – Nowotwory trzustki

Najczęstsze nowotwory trzustki występują w części zewnątrzwydzielniczej i są nazywane gruczolakorakami przewodowymi.

Gruczolakoraki przewodowe mogą zaburzać wydzielanie egzokrynne, powodując u pacjentów zapalenie trzustki i ból. Enzymy trawienne są wydzielane do trzustki zamiast do dwunastnicy. Ponieważ kluczowe enzymy trawienne nie docierają skutecznie do dwunastnicy, może to prowadzić do biegunki i niecałkowitego trawienia pokarmów.

Raki trzustki są przeważnie diagnozowane w bardzo późnym stadium, ponieważ objawy pojawiają się dopiero, gdy rak osiągnie pewien rozmiar. W tym momencie jest już często za późno na operację, która jest jedyną dostępną opcją leczenia. Ten typ nowotworu jest bardzo trudny do leczenia i jako taki ma złe rokowanie.

Rys. 3 – H&E Stain of Pancreatic Adenocarcinoma

Clinical Relevance – Pancreatitis

Zapalenie trzustki jest znane jako zapalenie trzustki. Zapalenie trzustki może być zdiagnozowane poprzez wykrycie amylazy i lipazy trzustkowej w badaniu krwi. Powszechnym objawem jest intensywny ból w środkowej części brzucha, promieniujący do pleców. Pacjenci mogą skarżyć się na blade stolce i ciemny mocz. W zapaleniu trzustki enzymy trawienne trzustki uszkadzają tkankę i strukturę trzustki.

Ekzymy trawienne nie docierają do dwunastnicy, co prowadzi do niepełnego trawienia kwasów tłuszczowych. Skutkiem tego są tłuszczowe stolce (steatorrhoea), które mają ostry zapach i unoszą się w wodzie.

Ważność kliniczna – mukowiscydoza

Wydzielanie wodorowęglanów w komórkach przewodowych zależy od białka CFTR. Jest to zarówno kanał chlorkowy, jak i kanał wodorowęglanowy. Kiedy białko CFTR jest uszkodzone, jak to ma miejsce w mukowiscydozie, wydzielanie wodorowęglanu przez komórki przewodu jest zaburzone. Prowadzi to do zablokowania przewodów trzustkowych i niewłaściwej aktywacji zymogenu. Powoduje to uszkodzenie komórek baryłkowych i przewodowych.

Pacjenci cierpiący na całkowity brak funkcji CFTR zwykle rodzą się z niewydolnością trzustki. Oznacza to, że ich trzustka wydziela nieodpowiednią ilość enzymów trawiennych. Pacjenci ci wymagają stałego leczenia suplementami enzymów trawiennych.

W mniejszym stopniu, pacjenci z mniej poważnymi mutacjami w białkach CFTR z pewną ograniczoną funkcją kanału nadal mają zwiększone ryzyko rozwoju zapalenia trzustki.