胰腺外分泌功能

胰腺的腺泡细胞和导管壁细胞能分泌胰液,正常成年人每日胰液的分泌量为1000~2000 ml。胰液是一种无色、无味,略带黏性的碱性透明液体,p H为7.8~8.4,比重为1.007~ 1.042,渗透压与血浆相似,其中含有水、电解质和各种消化酶等。

(一)电解质

胰液的电解质来源于血浆,包括多种阳离子和阴离子。阳离子有Na+、K+、Ca2+和Mg2+,其浓度与血浆浓度略有差异,如K+的浓度与血浆接近,Ca2+的浓度比血浆略低,而Na+的浓度比血浆高10mmol/L。阴离子有HCO-3、Cl-、SO2-4和HPO2-4等,其中以HCO-3和Cl-为主,尤其是HCO-3的浓度远远高于血浆浓度,为60~140mmol/L,最高可达血浆浓度的5倍以上。胰液中的HCO-3由小导管上皮细胞分泌,其浓度与胰液的分泌量多少有关,当胰液分泌量很少时,HCO-3和Cl-的浓度接近于血浆,胰液分泌量增加时,HCO-3浓度也增加,并使胰液保持碱性,同时胰液中Cl-浓度相对降低,HCO-3和Cl-的浓度之和相当恒定。胰液中高浓度的HCO-3具有重要的生理作用,能中和进入十二指肠内的胃酸,避免强酸对肠黏膜的侵蚀,并为各种胰酶消化食物提供适宜的p H环境。

(二)胰液消化酶

胰液中各种消化酶统称为胰酶,由胰腺腺泡细胞合成、储存并释放,胰酶包括胰淀粉酶、胰脂肪酶和几种蛋白水解酶等。消化酶是胰液蛋白质的主要成分,胰液中蛋白质浓度随胰液分泌量的增加而增加。因此,测定胰液中蛋白质浓度可判断胰腺的分泌功能。

1.胰淀粉酶(pancreatic amylase) 为α-淀粉酶,最适p H为6.7~7.0,能水解多糖分子中的α-1,4糖苷键,故胰淀粉酶能将食糜中的淀粉和糖原水解为糊精、麦芽寡糖和麦芽糖,但不能消化纤维素。

2.脂类消化酶 主要有脂肪酶、磷脂酶A 2等。脂肪酶(lipase)能水解甘油酯为脂肪酸、单酰甘油和甘油,最适p H为7.5~8.5。磷脂酶A 2(phospholipase A 2,PLA 2)以酶原的形式存在,必须经胰蛋白酶作用才能被激活。PLA2催化磷脂的第二位酯键水解,生成溶血磷脂(lysophospholipid)及一分子脂肪酸。还含有胆固醇酯酶、其他磷脂酶等,它们能使相应大分子物质水解为小分子物质,有利于吸收。

3.蛋白消化酶 胰液中的各种蛋白水解酶最初均以酶原的形式存在,如胰蛋白酶原、糜蛋白酶原、弹性蛋白酶原、羧基肽酶A原和羧基肽酶B原等,这对保护胰腺组织不被自身蛋白酶消化具有重要意义。当胰液分泌并排泄至肠腔后,胰蛋白酶原被肠黏膜上皮刷状缘分泌的肠激酶激活为胰蛋白酶,也可被自身激活而发挥生物学活性。胰蛋白酶还可激活糜蛋白酶原、弹性蛋白酶原和羧基肽酶原等。根据作用特点的不同,胰蛋白水解酶可分为内肽酶和外肽酶,前者主要针对特定部位的肽链进行消化,后者则水解蛋白质的肽链末端。

4.核酸消化酶 可水解胰液中的核糖核酸酶与脱氧核糖核酸酶,生成相应的核苷酸。

胰液中消化酶及其主要作用见表12-2。

表12-2　胰液中消化酶及其主要作用

胰液是所有消化液中最重要的一种体液。胰液分泌障碍对糖类的消化吸收影响不大,但对蛋白质和脂类的消化吸收影响很大,脂肪消化吸收障碍引起脂肪泻,进一步影响脂溶性维生素的吸收。

在正常情况下,胰腺内的蛋白酶以酶原的形式存在,不会引起胰腺的自身消化。胰腺和胰液中还存在一些胰蛋白酶抑制因子,如胰蛋白酶抑制物、Kazal抑制因子和Werle抑制因子等,可避免少量胰蛋白酶原激活对腺体发生自身消化。但由于胰蛋白酶抑制物在胰腺中的活性远低于胰蛋白酶原,当发生急性胰腺炎时,大量胰液淤积于受损部位,胰蛋白酶抑制物的作用受到破坏,使胰蛋白酶和磷脂酶A2迅速激活,催化生成具有细胞毒作用的溶血卵磷脂,在短时间内对大量胰腺组织发挥破坏作用。正常情况下胰腺组织完整,仅有少量的胰酶进入血液循环,急性胰腺炎时,血液中胰酶活性明显升高。因此,测定血浆中胰淀粉酶和胰脂肪酶活性对诊断急性胰腺炎具有重要的价值。

(三)胰液的分泌调节

食物是刺激胰腺分泌胰液的主要因素,通过神经和体液的双重调节机制完成,以体液调节为主。当空腹或无食物刺激时,胰液不分泌,从进食到食糜进入小肠的整个过程均可刺激胰液分泌。支配胰腺分泌的神经包括迷走神经和自主神经。

按照感受食物刺激部位的先后顺序,将胰液的分泌分为三期,即头期、胃期和肠期。

1.头期 即食物的色、香、味,以及对口腔、食管和胃等消化道的刺激,作用于头部的感受器产生条件反射,使迷走神经兴奋引起胰液分泌。实验证明,对动物假饲或对人假食,通过条件反射或非条件反射,均可引起胰腺分泌少量含酶量较高的胰液。头期胰液的分泌在食物刺激后1~1.5min开始,持续约10min。迷走神经兴奋直接作用于胰腺腺泡细胞,使酶原颗粒排出,间接引起胃泌素和胃酸分泌增加,切断迷走神经则头期反射性分泌消失。

2.胃期 食物进入胃内,刺激并扩张胃体和胃底,通过神经反射直接引起胰液分泌。扩张的胃窦部刺激胰酶和碳酸氢盐的分泌。头期分泌并释放的胃泌素也刺激胰液分泌。

3.肠期 肠期胰液的分泌量最多,占胰液分泌总量的70%,是胰腺分泌和调节中最重要的环节。进入十二指肠蛋白质和脂肪的消化产物,以及胃酸对胰液的分泌均有很强的刺激作用。肠期的主要表现是胰液分泌的体液调节。