2.3 fizjologia
zewnątrzwydzielnicza trzustka syntetyzuje i wydziela enzymy trawienne, aby pomóc w rozpadie spożywanych białek, węglowodanów i lipidów. Enzymy te obejmują enzymy proteolityczne, takie jak Trypsynogen, chymotrypsynogen, prokarboksypeptydazy A i B oraz proelastazę; enzymy lipolityczne, takie jak hydrolaza triacyl glicerolu, hydrolaza estrowa cholesterolu, fosfolipaza A2, Ko-lipaza i lipaza trzustkowa; i enzym rozszczepiający skrobię, amylaza. Proenzymy te są przechowywane w granulkach wydzielniczych jako zymogeny. Po uwolnieniu z komórki acynarnej różne zymogeny pozostają nieaktywne, aż do rozszczepienia proteolitycznego, zainicjowanego przez enterokinazę (enteropeptydazę) wydzielaną przez nabłonek krypty jelita cienkiego, uruchamia proces kaskadowy, w którym segmenty każdego proenzymu są rozszczepiane w określonych miejscach, aby wytworzyć katalitycznie aktywny enzym.
proces wydzielania obejmuje hormony cholecystokininę (CCK) do wydzielania komórek acinarnych i wydzielinę do wydzielania komórek kanałowych (uczestniczy w tym również pewna neuromodulacja regulacyjna). Najbardziej aktywna forma CCK, ośmio-aminokwasowy peptyd rozszczepiony ze znacznie większego peptydu prekursorowego, jest uwalniany przez komórki CCK w kształcie kolby, obciążone granulkami wydzielniczymi i rozproszone między nabłonkiem jelita, zwłaszcza w dwunastnicy i bliższym jelicie czczym. Gdy zawartość przewodu pokarmowego z żołądka dostaje się do jelita cienkiego, komórki CCK wydzielają bazoleralnie w sposób hormonalny poprzez sprzężenie wydzielania wzbudzenia za pośrednictwem Ca2+, po czym CCK ostatecznie dyfunduje do krwiobiegu, aby ostatecznie związać się z receptorami CCK-A na bazolateralnych powierzchniach komórek trzustkowych. Wiązanie to uruchamia Klasyczne sprzężenie wzbudzająco-sekrecyjne za pośrednictwem Ca2+i egzocytozę wierzchołkową granulek zymogen do światła acinarnego.
biorąc pod uwagę, że błona wierzchołkowa stanowi tylko 5-10% całkowitej powierzchni komórki acynarnej trzustki i że uwalnianie zymogenu jest dość szybkie –tak szybko, jak 1-2 minuty po stymulacji – istnieje duży potencjał „korka” podczas procesu wydzielania, ponieważ praktycznie niemożliwe jest, aby wszystkie granulki zymogenu połączyły się z wierzchołkową powierzchnią komórki acynarnej. Szybkiemu wydzielaniu towarzyszy fuzja granulek głębiej w cytoplazmie komórek acinarnych z granulkami, które już skondensowały się z błoną wierzchołkową (Sekwencyjna egzocytoza), umożliwiając uporządkowany i płynny przepływ zymogenu do światła acinarnego. Rzeczywisty proces fuzji i wydzielania jest pośredniczony przez fuzję białka VAMP8 na zewnętrznej powierzchni wiązania granulek ZYMOGENU SNAP23 na błonie wierzchołkowej. Wiązanie syntaksyny (SYN-4)dopełnia proces i umożliwia tworzenie porów i uwalnianie zawartości.
mechanizm, w którym wprowadzanie pokarmu stymuluje komórki CCK, jest nadal niejasny i może się nieco różnić w zależności od gatunku. U niektórych gatunków zidentyfikowano peptyd monitorowy, obecny w soku trzustkowym. Białko to wiąże się z receptorem w komórce CCK i wyzwala uwalnianie CCK do płynu śródmiąższowego. Ten peptyd monitora jest aktywnie rozkładany przez trypsynę; nawet przy braku ingesta, niskie poziomy aktywnej trypsyny są stale obecne w dwunastnicy, aby inaktywować peptyd monitora. W bolusie z pokarmem docierającym z żołądka, ta resztkowa trypsyna jest wystarczająco rozcieńczona, umożliwiając peptydowi monitorującemu wyzwalanie wydzielania komórek acinarnych, zanim Trypsynogen w soku trzustkowym może zostać aktywowany, tworząc więcej trypsyny. Po aktywacji wystarczającej ilości trypsyny w soku trzustkowym do trawienia obu białek w ingesta i peptydzie monitorującym, uwalnianie CCK ustaje. Hamowanie trypsyny u takich gatunków (np. u szczurów) przez surową mąkę sojową, na przykład, prowadzi do uporczywego wytwarzania CCK i ewentualnego rozrostu trzustki.
u innych gatunków, w szczególności u ludzi, w soku trzustkowym występuje inny czynnik, który wydaje się być dominującym białkiem uwalniającym. Jest to czynnik uwalniający CCK (LCRF), który jest aktywowany również przez trypsynę. Stymulacja pochwy odgrywa również rolę w wydzielaniu trzustki i może być odpowiedzialna za początkową małą falę wydzielania, która poprzedza większe „płukanie” soku trzustkowego w modelach eksperymentalnych. Zakończenia nerwu błędnego uwalniają CCK po stymulacji. CCK pełni inne funkcje w organizmie i jest aktywnie wydzielany przez autonomiczne neurony w przewodzie pokarmowym, wpływając na ruchliwość. Główną funkcją CCK jest stymulowanie wydzielania żółci do światła dwunastnicy w celu emulgowania lipidów w celu łatwiejszego rozpadu przez różne enzymy lipazy w soku trzustkowym. CCK jest również wydzielany przez neurony w mózgu i odgrywa rolę w procesie sytości; wpływa na uwalnianie zarówno insuliny, jak i glukagonu z komórek wysp trzustkowych.
wydzielanie przez komórki kanałowe wiąże się z innym procesem i innym 27-aminokwasowym hormonem peptydowym, sekretyną, niezbędną do prawidłowego funkcjonowania trzustki. Niskie pH szympansa wchodzącego do proksymalnej dwunastnicy z żołądka, jak również produkty degradacji białek w szympansie, stymulują komórki s rozrzucone między komórkami nabłonka kryptowego w dwunastnicy i proksymalnym jelicie czczym do uwalniania wydzieliny zasadowo do przestrzeni śródmiąższowej, w podobny sposób jak komórki CCK. Wydzielina dyfunduje do krwiobiegu, gdzie ostatecznie wiąże się z bazolateralnymi błonami komórek przewodowych i przewodowych w trzustce, aby wyzwolić wydzielanie wodorowęglanu bogate w wodorowęglan wodniste wydzielanie, które zawiera wysokie stężenia wapnia, magnezu i fosforanów.
chlorek, uwalniany w niewielkich ilościach wraz z sodem w wydzielinie acynarnej, jest wchłaniany w celu zrównoważenia składu elektrolitowego soku trzustkowego uwalnianego do dwunastnicy. Wydzielina podobnie wpływa na gruczoły podśluzówkowe w dwunastnicy i nabłonku dróg żółciowych, wyzwalając je do uwalniania wodorowęglanu bogate wodnisty płyn, jak również. Zasadowe pH wydzielin kanałowych (Zwykle 8-9) służy neutralizacji kwasowości chymotrypsyny wchodzącej do dwunastnicy i wytworzeniu odpowiedniego prawie neutralnego pH i odpowiedniej równowagi jonowej dla maksymalnej aktywności chymotrypsyny, lipazy i amylazy. Wydzielina hamuje również uwalnianie gastryny i kwasu solnego z żołądka, ale wyzwala wydzielanie pepsyny przez główne komórki żołądka. Gdy pH chymy w świetle jelita wzrasta, główny bodziec uwalniania sekretyny zanika i uwalnianie sekretyny ustaje.
Regulacja Autonomiczna wydzielania zymogenu trzustki jest niejasna i zależna od gatunku. Układ przywspółczulny, w szczególności gałąź trzewna błędnika, pośredniczy w aktywnym wydzielaniu zymogenu, w szczególności w fazie inicjacji i zakończenia wydzielania. Układ współczulny pełni głównie rolę przeciwwydzielniczą, przypuszczalnie poprzez regulację przepływu krwi do miąższu. Dopochwowo stymulacja wydzielania komórek acynarnych przez acynarne receptory muskarynowe ma znacznie większą rolę w wydzielaniu u szczurów i ludzi w porównaniu do psów, u których CCK jest zdecydowanie głównym regulatorem. Należy zauważyć, że stymulacja pochwy może również powodować wydzielanie wodorowęglanu bogate wodniste wydzielanie z komórek przewodowych i kanałowych, ale w niższym i mniej obszernym tempie. Dlatego wydaje się, że stymulacja nerwowa odgrywa rolę „dostrajającą” w odniesieniu do wydzielania podstawowego.
enzymy trzustkowe są niezbędne do rozkładu białek, lipidów i węglowodanów w spożywanej żywności. Chociaż wiele enzymów może nie być odpowiedzialnych za ostateczny rozkład białek i węglowodanów na odpowiednie monomery aminokwasowe i cukrowe, pełnią one podstawową funkcję dostarczania substratów dla enzymów jelitowych cienkich, które tworzą wchłanialne składniki. Trypsyna jest „głównym enzymem” odpowiedzialnym za aktywację innych enzymów trzustkowych, z wyjątkiem amylazy, która jest uwalniana w postaci aktywnej. Trypsynogen w soku trzustkowym jest początkowo aktywowany przez enterokinazę do trypsyny, po czym aktywuje chymotrypsynogen do chymotrypsyny, prokarboksypeptydazy do karboksypeptydazy, proelastazy do elastazy, a różne enzymy prolipazy do aktywnych lipaz. Trypsyna może również aktywować Trypsynogen, aby wzmocnić jego ogólne działanie. W warunkach fizjologicznych aktywacja ta odbywa się w świetle dwunastnicy, z dala od układu przewodów trzustkowych i acini.