VIVO Pathophysiologie
Exokrine Sekrete der Bauchspeicheldrüse
Der Bauchspeicheldrüsensaft besteht aus zwei Sekretionsprodukten, die für die richtige Verdauung wichtig sind: Verdauungsenzyme und Bikarbonat. Die Enzyme werden von den exokrinen Azinuszellen synthetisiert und abgesondert, während Bikarbonat von den Epithelzellen abgesondert wird, die die kleinen Pankreasgänge auskleiden.
Verdauungsenzyme
Die Bauchspeicheldrüse sondert eine großartige Batterie von Enzymen ab, die gemeinsam die Fähigkeit haben, praktisch alle verdaulichen Makromoleküle in Formen zu reduzieren, die absorbiert werden können oder fast absorbiert werden können. Drei Hauptgruppen von Enzymen sind für eine effiziente Verdauung entscheidend:
1. Proteasen
Die Verdauung von Proteinen wird durch Pepsin im Magen eingeleitet, aber der Großteil der Proteinverdauung wird durch die Proteasen der Bauchspeicheldrüse geleistet. Mehrere Proteasen werden im Pankreas synthetisiert und in das Lumen des Dünndarms sezerniert. Die beiden wichtigsten Pankreasproteasen sind Trypsin und Chymotrypsin, die in Form der inaktiven Proenzyme Trypsinogen und Chymotrypsinogen synthetisiert und in sekretorische Vesikel verpackt werden.
Wie Sie sich vielleicht denken können, sind Proteasen ziemlich gefährliche Enzyme in den Zellen, und die Verpackung eines inaktiven Vorläufers ist eine Möglichkeit für die Zellen, mit diesen Enzymen sicher umzugehen. Die sekretorischen Vesikel enthalten auch einen Trypsininhibitor, der als zusätzlicher Schutz dient, falls ein Teil des Trypsinogens zu Trypsin aktiviert wird; nach der Exozytose wird dieser Inhibitor verdünnt und wird unwirksam – der Stift ist aus der Granate.
Wenn Trypsinogen und Chymotrypsinogen in das Lumen des Dünndarms freigesetzt werden, müssen sie in ihre aktiven Formen umgewandelt werden, um Proteine zu verdauen. Trypsinogen wird durch das Enzym Enterokinase aktiviert, das in der Darmschleimhaut eingebettet ist.
Wenn Trypsin gebildet wird, aktiviert es Chymotrypsinogen sowie weitere Moleküle von Trypsinogen. Das Ergebnis ist ein ziemlich explosives Auftreten von aktiver Protease, sobald die Pankreassekrete den Dünndarm erreichen.
Trypsin und Chymotrypsin verdauen Proteine zu Peptiden und Peptide zu kleineren Peptiden, aber sie können Proteine und Peptide nicht zu einzelnen Aminosäuren verdauen. Einige der anderen Proteasen aus der Bauchspeicheldrüse, z. B. die Carboxypeptidase, haben diese Fähigkeit, aber die endgültige Verdauung von Peptiden zu Aminosäuren ist größtenteils die Wirkung der Peptidasen auf der Oberfläche der Epithelzellen des Dünndarms. Mehr dazu später.
2. Pankreas-Lipase
Ein Hauptbestandteil des Nahrungsfettes ist Triglycerid, oder neutrales Lipid. Ein Triglyceridmolekül kann nicht direkt über die Darmschleimhaut resorbiert werden. Vielmehr muss es zunächst in ein 2-Monoglycerid und zwei freie Fettsäuren aufgespalten werden. Das Enzym, das diese Hydrolyse durchführt, ist die Bauchspeicheldrüsenlipase, die als Bestandteil des Bauchspeicheldrüsensaftes in das Darmlumen abgegeben wird.
Auch im Darmlumen müssen ausreichende Mengen an Gallensalzen vorhanden sein, damit die Lipase das Triglycerid aus der Nahrung effizient verdauen kann und die resultierenden Fettsäuren und Monoglyceride resorbiert werden können. Das bedeutet, dass die normale Verdauung und Absorption von Nahrungsfett entscheidend von den Sekreten sowohl der Bauchspeicheldrüse als auch der Leber abhängt.
Die Lipase der Bauchspeicheldrüse ist in letzter Zeit als Ziel für die Behandlung von Fettleibigkeit in den Blickpunkt gerückt. Das Medikament Orlistat (Xenical) ist ein Pankreaslipase-Hemmer, der die Verdauung von Triglyceriden stört und dadurch die Aufnahme von Nahrungsfett reduziert. Klinische Studien stützen die Behauptung, dass die Hemmung der Lipase bei einigen Patienten zu einer signifikanten Reduktion des Körpergewichts führen kann.
3. Amylase
Das wichtigste Nahrungskohlenhydrat für viele Arten ist Stärke, eine Speicherform von Glukose in Pflanzen. Amylase (technisch gesehen Alpha-Amylase) ist das Enzym, das Stärke zu Maltose (einem Glukose-Glukose-Disaccharid), sowie dem Trisaccharid Maltotriose und kleinen Verzweigungsfragmenten, den sogenannten Grenzdextrinen, hydrolysiert. Die Hauptquelle von Amylase ist bei allen Spezies das Pankreassekret, obwohl Amylase auch im Speichel einiger Tiere, einschließlich des Menschen, vorhanden ist.
Andere Pankreasenzyme
Zusätzlich zu den Proteasen, Lipasen und Amylasen produziert die Bauchspeicheldrüse eine Vielzahl anderer Verdauungsenzyme, darunter Ribonuklease, Desoxyribonuklease, Gelatinase und Elastase.
Bikarbonat und Wasser
Epithelzellen in den Pankreasgängen sind die Quelle für das von der Bauchspeicheldrüse abgesonderte Bikarbonat und Wasser. Bikarbonat ist eine Base und entscheidend für die Neutralisierung der Säure, die aus dem Magen in den Dünndarm gelangt. Der Mechanismus, der der Bikarbonatsekretion zugrunde liegt, ist im Wesentlichen derselbe wie bei der Säuresekretion durch die Parietalzellen im Magen und ist abhängig von dem Enzym Carbonic Anhydrase. In den Duktuszellen des Pankreas wird das Bikarbonat in das Lumen des Duktus und damit in den Pankreassaft sezerniert.