Anatomie & Physiologie: Das Pankreas (Bauchspeicheldrüse)

 

Das Pankreas (Bauchspeicheldrüse)

 

Das Pankreas (Bauchspeicheldrüse) ist ein quer im oberen Abdomen liegendes Drüsenorgan. Das Pankreas erfüllt zwei wesentliche Aufgaben. Als Drüse mit äußerer Sekretion (exkretorischer Anteil) sondert sie ein Sekret in den Darmkanal ab, das reich an Verdauungsenzymen ist. Als Drüse mit innerer Sekretion (inkretorischer Anteil) produziert sie in ihren Langerhans-Inseln (Inselorgan) zwei wichtige Hormone, das Insulin und das Glukagon, die von der Bauchspeicheldrüse in das Blut abgegeben werden und den Kohlenhydratstoffwechsel entscheidend regulieren. Somit ist das Pankreas eine Drüse, mit endokriner und exogener Funktion.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Makroskopie der Bauchspeicheldrüse

 

Das Pankreas ist etwa 15 bis 20 cm lang, wiegt circa 60 bis 100 Gramm und liegt in Höhe des I. Bis II. Lendenwirbels an der Rückseite des Oberbauches. Man unterscheidet das Pankreas in Kopf-, Körper- und Schwanzteil (Caput, Corpus, Cauda). Der Kopf der Bauchspeicheldrüse liegt als der breiteste Anteil im C des Duodenums. An ihn schließen sich der Körper- und der Schwanzteil an, wobei das Schwanzende etwa die Milz erreicht. Die vordere Fläche der Drüse wird von Bauchfell überzogen.

 

 

 

 

Mikroskopie der Bauchspeicheldrüse

 

Der exkretorische Anteil (Anteil mit äußerer Sekretion) der Bauchspeicheldrüse hat eine gewisse Ähnlichkeit mit der Ohrspeicheldrüse (Parotis). Das Pankreas besitzt eine Bindegewebskapsel und ein bindegewebiges Stützgerüst, dass die azinären (=beerenförmigen) Drüseneinheiten zu kleinen Drüsenläppchen zusammenschließt. Das Sekret dieser Drüsenläppchen fließt durch ein weit verzweigtes System von Ausführungsgängen in den großen Hauptausführungsgang, dem Ductus pancreaticus oder Wirsungianus, der das Pankreas in seiner gesamten Länge durchzieht und gemeinsam mit dem Gallengang an der Papilla Vateri (Vater-Papille) in das Duodenum mündet.

Über die Äste der Aorta abdominalis (Bauchaorta) wird das Pankreas mit arteriellem Blut versorgt.

Der venöse Abfluß des Blutes erfolgt über das Pfortadersystem der Leber. Ihr Lymphabfluss ist an das Lymphgefäßsystem der Bauchhöhle angeschlossen.

 

 

 

 

 

 

 

Bauchspeichel

 

Die täglich produzierte Menge an Bauchspeichel beträgt bei einem erwachsenen Menschen etwa 1,5 Liter. Bei Nahrungsaufnahme hat er durch seinen hohen Gehalt an Bicarbonat einen pH-Wert von 8 bis 8,4. Zusammen mit den alkalischen Sekreten der Galle und des Darmsaftes neutralisiert er den sauren Magensaft. Dadurch reagiert der Darminhalt im Jejunum neutral bis alkalisch. Somit wird der optimale pH-Wert für die Enzyme des Bauchspeichels erreicht, der bei 7 bis 8 liegt.

 

Die Enzyme der Bauchspeicheldrüse werden in ihren Drüsenendstücken gebildet und als Granula (Körnchen) gespeichert. Während der Sekretionsphase werden sie nicht nur in die Drüsenendstücke entleert, sondern auch gleichzeitig intensiv neu gebildet. Die starke Bicarbonatausscheidung mit dem Bauchspeichel erfolgt über einen aktiven Vorgang unter Mitwirkung des in den Drüsenzellen liegenden Enzyms Carboanhydrase. Dabei werden Chlorionen gegen Bicarbonationen ausgetauscht. Mit steigender Sekretionsrate der Drüse nimmt die Bicarbonatausscheidung zu und die Chlorid-Konzentration im Drüsensekret ab. Die Konzentration der Kationen entspricht dagegen der des Blutplasmas und ist von der Sekretionsrate unabhängig.

 

 

Die Enzyme des Bauchspeichels

 

Das Pankreas produziert mehrere Enzyme, die für die Spaltung der Eiweißkörper, Kohlenhydrate und Fette notwendig sind. Die eiweißspaltenden Enzyme werden als inaktive Vorstufe, als Proenzym abgesondert und erst durch die Enterokinase, ein Glykoprotein, das in der Darmschleimhaut gebildet wird, in ihre aktive Form überführt. Diese Vorgang läuft erst ab, wenn das Proenzym mit der Darmschleimhaut in Berührung gekommen ist. Dadurch wird das Pankreas vor einer Autodigestion geschützt. Die eiweißspaltenden Enzyme der Bauchspeicheldrüse sind:

 

                          Vorstufe                                                                                  Aktive Form im Darm

 

                          Trypsinogen                                                                             Trypsin

                          Chymotrypsinogen                                                                   Chymotrypsin

                          Procarboxypeptidase A+B                                                       Carboxypeptidase A+B

                          Proelastase                                                                              Elastase                                               

 

 

 

Trypsin und Chymotripsin spalten Bindungen in Eiweißmolekülen, wodurch Polypeptide entstehen. Carboxypeptidasen trennen dagegen einzelne Aminosäuren von den Proteinen am Rande ab. Die Elastase spaltet Faserproteine auf. Für die Verdauung der Kohlenhydrate enthält das Sekret der Bauchspeicheldrüse eine Alpha-Amylase, die als aktives Enzym abgegeben wird und pflanzliche (Amylum) und tierische Stärke (Glykogen) bis zu dem Disaccharid (Zweifachzucker) Maltose spaltet. Die fettspaltende Enzyme hingegen sind die Lipase, Esterase und die Phospholipase. Die Lipase des Pankreas ist die wichtigste Lipase des Darmtraktes. Sie wird zwar in einer aktiven abgesondert, doch ist ihre Wirkung von der Gegenwart der Gallensäuren abhängig. Die Phospholipase wird dagegen erst im Duodenum durch Trypsin in die aktive Form überführt.

 

 

Regulierung der Pankreas-Sekretion

 

Das Pankreas verfügt über eine sogenannte Basalsekretion, so wird ohne Nahrungsaufnahme nur eine geringe Menge Bauchspeichel sezerniert. Durch den Nervus Vagus (X. Hirnnerv) wird die Sekretionsleistung zu Beginn der Nahrungsaufnahme reflektorisch verstärkt. Die weitere Sekretion wird dann überwiegend durch die gastrointestinalen Hormone Sekretin und Cholezystokinin-Pankreozymin gesteuert. Ihre Freisetzung erfolgt beim Übertritt von saurem Mageninhalt in das Duodenum und durch Dehnung dieses Darmabschnittes. Sekretin führt zur Sekretion größerer Mengen stark alkalischen, aber enzymarmen Bauchspeichels. Cholezystokinin-Pankreomyzin fördert die Absonderung eines enzymreichen Sekretes.

 

 

 

 

 

Inselorgan Langerhans-Inseln

 

Neben dem exkretorischen Drüsenepithel, das ein Sekret in das Duodenum abgibt, enthält der Bauchspeichel als zweites Funktionssystem hormonbereitende Zellen, die in den sogenannten Langerhans-Inseln zusammen gelagert sind (inkretorischer Anteil der Bauchspeicheldrüse).

 

Sie geben, wie alle hormonbereitenden Drüsen, ihre Hormone direkt in den Blutkreislauf ab. Die Langerhans-Inseln, die nach ihrem Entdecker benannte wurden, haben einen Durchmesser von 75 bis 300µm und liegen wie Inseln verstreut im exokrinen Gewebe der Bauchspeicheldrüse. Ihre Anzahl schwankt zwischen 1 und 2 Millionen Inseln, die zusammen lediglich etwa 2,5 Gramm wiegen. Die Hauptmasse ihrer Zellen besteht aus schwach anfärbbaren, hellen B-Zellen, die das Insulin herstellen. Das zweite Pankreashormon, das Glukagon, wird von den stark granulierten A-Zellen produziert. Die Langerhans-Inseln enthalten etwa 80% B-Zellen und lediglich 20% A-Zellen.

 

 

 

 

Insulin

 

Insulin ist ein Eiweißkörper, der aus 2 Peptidketten (A- und B-Kette) aufgebaut ist. Seine A-Kette besteht aus 21 Aminosäuren, seine B-Kette aus 30 Aminosäuren. Beide Ketten werden über Schwefelbrücken miteinander verbunden.

Das lebensnotwendige Insulin hat die Aufgabe, die Verwertung der Glukose in den Geweben des Körpers zu verbessern. Dies geschieht dadurch, das Insulin den Transport der Glukose durch die Zellmembran der Muskelfasern steigert und den oxidativen Abbau der Glukose fördert. Außerdem steigert Insulin die Glykogenbildung im Muskel und der Leber sowie die Eiweiß- und Fettbildung. Dies nennt man die anabole Wirkung des Insulins.

 

Im Fettstoffwechsel fördert Insulin die Aufnahme freier Fettsäuren, die dann als Depotfett in Form von Triglyceriden gespeichert werden. Durch die Hemmung des Fettabbaus wirkt das Insulin dem Auftreten von Ketonkörper (z.B. Aceton) im Blut entgegen. Bei Insulinmangel ist Aceton im Blut und im Urin nachweisbar.

 

 

Glukagon

 

Wie das Insulin ist Glukagon ebenfalls ein Polypeptid, es besteht jedoch nur aus einer Kette von 29 Aminosäuren. Das Glukagon ist im Hinblick auf die Glukosekonzentration im Blut der Antagonist des Insulins. Außerdem fördert es die Gluconeogenese. Durch beide Vorgänge wird der Blutzuckerspiegel erhöht. Außerdem greift Glukagon in den Fettstoffwechsel ein, indem es den oxidativen Abbau von Fettsäuren in der Leber steigert.

 

 

 

 

 

 

 

 

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