VIVO Pathofysiologie
Exocriene secreties van de alvleesklier
Pancreatisch sap bestaat uit twee secretieproducten die essentieel zijn voor een goede spijsvertering: spijsverteringsenzymen en bicarbonaat. De enzymen worden gesynthetiseerd en afgescheiden door de exocriene acinarcellen, terwijl bicarbonaat wordt afgescheiden door de epitheelcellen die de kleine pancreaskanaaltjes bekleden.
Verteringsenzymen
De pancreas scheidt een prachtige batterij enzymen af die gezamenlijk in staat zijn vrijwel alle verteerbare macromoleculen te reduceren tot vormen die in staat zijn of bijna in staat zijn te worden geabsorbeerd. Drie grote groepen enzymen zijn essentieel voor een efficiënte spijsvertering:
1. Proteasen
De vertering van eiwitten wordt op gang gebracht door pepsine in de maag, maar het leeuwendeel van de eiwitvertering is te danken aan de proteasen in de alvleesklier. Verscheidene proteasen worden gesynthetiseerd in de pancreas en uitgescheiden in het lumen van de dunne darm. De twee belangrijkste pancreas proteasen zijn trypsine en chymotrypsine, die worden gesynthetiseerd en verpakt in secretorische blaasjes als de inactieve pro-enzymen trypsinogeen en chymotrypsinogeen.
Zoals te verwachten is, zijn proteasen tamelijk gevaarlijke enzymen om in cellen te hebben, en het verpakken van een inactieve voorloper is een manier voor de cellen om veilig met deze enzymen om te gaan. De afscheidingsblaasjes bevatten ook een trypsine-remmer die dient als een extra beveiliging voor het geval dat een deel van het trypsinogeen wordt geactiveerd tot trypsine; na exocytose wordt deze remmer verdund en wordt ineffectief – de pin is uit de granaat.
Als trypsinogeen en chymotrypsinogeen eenmaal zijn vrijgelaten in het lumen van de dunne darm, moeten ze worden omgezet in hun actieve vormen om eiwitten te kunnen verteren. Trypsinogeen wordt geactiveerd door het enzym enterokinase, dat is ingebed in het darmslijmvlies.
Als trypsine eenmaal is gevormd, activeert het chymotrypsinogeen, evenals extra moleculen trypsinogeen. Het netto resultaat is een nogal explosieve verschijning van actief protease zodra de pancreassecreties de dunne darm bereiken.
Trypsine en chymotrypsine verteren eiwitten tot peptiden en peptiden tot kleinere peptiden, maar ze kunnen eiwitten en peptiden niet verteren tot afzonderlijke aminozuren. Sommige van de andere proteasen uit de alvleesklier, bijvoorbeeld carboxypeptidase, hebben dat vermogen, maar de uiteindelijke vertering van peptiden tot aminozuren is grotendeels het effect van peptidasen op het oppervlak van dunne darm epitheelcellen. Hierover later meer.
2. Pancreas Lipase
Een belangrijk bestanddeel van vet in de voeding is triglyceride, of neutrale lipide. Een triglyceridemolecuul kan niet rechtstreeks door het darmslijmvlies worden geabsorbeerd. Het moet eerst worden verteerd tot een 2-monoglyceride en twee vrije vetzuren. Het enzym dat deze hydrolyse uitvoert is pancreaslipase, dat als bestanddeel van het pancreassap in het darmlumen terechtkomt
Er moeten ook voldoende hoeveelheden galzouten in het darmlumen aanwezig zijn, wil lipase de triglyceriden in de voeding efficiënt kunnen verteren en de resulterende vetzuren en monoglyceriden kunnen worden geabsorbeerd. Dit betekent dat een normale vertering en absorptie van vet uit de voeding kritisch afhankelijk is van secreties van zowel de alvleesklier als de lever.
Pancreaslipase is onlangs in de schijnwerpers komen te staan als een doelwit voor de behandeling van zwaarlijvigheid. Het geneesmiddel orlistat (Xenical) is een pancreaslipaseremmer die interfereert met de vertering van triglyceride en daardoor de absorptie van vet uit de voeding vermindert. Klinische proeven ondersteunen de stelling dat remming van lipase bij sommige patiënten kan leiden tot een aanzienlijke vermindering van het lichaamsgewicht.
3. Amylase
Het belangrijkste koolhydraat in het dieet van veel soorten is zetmeel, een opslagvorm van glucose in planten. Amylase (technisch alfa-amylase) is het enzym dat zetmeel hydrolyseert tot maltose (een glucose-glucose disacharide), evenals de trisacharide maltotriose en kleine vertakkingsfragmenten die limietdextrinen worden genoemd. De belangrijkste bron van amylase in alle soorten is pancreas secreties, hoewel amylase is ook aanwezig in speeksel van sommige dieren, waaronder de mens.
Andere pancreasenzymen
Naast de proteasen, lipase en amylase produceert de alvleesklier nog een hele reeks andere spijsverteringsenzymen, waaronder ribonuclease, deoxyribonuclease, gelatinase en elastase.
Bicarbonaat en water
De epitheelcellen in de pancreaskanalen zijn de bron van het bicarbonaat en water dat door de alvleesklier wordt afgescheiden. Bicarbonaat is een base en essentieel voor het neutraliseren van het zuur dat vanuit de maag in de dunne darm komt. Het mechanisme dat ten grondslag ligt aan de afscheiding van bicarbonaat is in wezen hetzelfde als dat voor de zuursecretie door de pariëtale cellen in de maag en is afhankelijk van het enzym koolzuuranhydrase. In de pancreaskanaalcellen wordt het bicarbonaat uitgescheiden in het lumen van het kanaal en zo in het pancreassap.