Bauchspeicheldrüse – Anatomie und Funktion

Die Bauchspeicheldrüse (das Pankreas) lässt sich in Kopf (Caput), Körper (Corpus) und Schwanz (Cauda) untergliedern. Sie besteht zum einen aus einem exokrinen Anteil, dessen Produkte letztlich in den Darm abgegeben werden, und einem endokrinen Anteil, dessen Produkte zunächst in die Blutbahn gelangen. Das Pankreas wird daher auch als gemischt exokrin-endokrine Drüse bezeichnet.

Der größte Anteil der Bauchspeicheldrüse hat eine exokrine Funktion. Hier entsteht der enzymreiche Pankreassaft, der zur Verdauung benötigt und in den Zwölffingerdarm abgegeben wird. Weiterhin gibt der exokrine Teil der Bauchspeicheldrüse Hydrogencarbonat und Wasser ab und sorgt somit für einen basischen (alkalischen) Pankreassaft, der unter anderem der Neutralisation des sauren Speisebreis dient, der aus dem Magen in den Zwölffingerdarm gelangt.

Der endokrine Anteil des Pankreas besteht aus hormonbildenden Zellen und ist in Gruppen, den sogenannten Langerhans-Inseln, angeordnet. Die wichtigsten Hormone der endokrinen Pankreaszellen sind Insulin und Glukagon. Beide Hormone dienen als Gegenspieler der Regulation des Blutzuckerspiegels¹Taschenlehrbuch Histologie – https://www.doi.org/10.1055/b-006-163361.

Abschnitte, Form und Lage der Bauchspeicheldrüse

Die Bauchspeicheldrüse ist 13–18 cm lang und wiegt 70–80 g. Das Organ weist eine S-Form auf und verjüngt sich an der hinteren Bauchwand. Es liegt sekundär retroperitoneal, also außerhalb der Bauchfellhöhle. Folgende Abschnitte können unterschieden werden:

• Caput pancreatis (Pankreaskopf): Er liegt in einem vom Zwölffingerdarm (Duodenum) gebildeten Bogen und hat einen hakenförmigen Fortsatz (Processus uncinatus).
• Corpus pancreatis (Pankreaskörper): Er liegt auf der Höhe der ersten und zweiten Lendenwirbelkörper. Er ist hinten mit der hinteren Bauchwand verwachsen und vorne von Bauchfell überzogen.
• Cauda pancreatis (Pankreasschwanz): Er verjüngt sich, während er leicht nach oben-links zieht.

Der Hauptausführungsgang der Bauchspeicheldrüse ist der Ductus pancreaticus (Wirsung-Gang). Er hat einen Durchmesser von etwa zwei Millimetern und durchzieht das gesamte Organ. Er mündet zusammen mit dem von hinten eintretenden Ausführungsgang der Galle (Ductus choledochus) auf der sogenannten Vater-Papille (Papilla duodeni major) in den vom Magen kommenden, absteigenden Teil des Zwölffingerdarms (Pars descendens duodeni).

Bei etwa 40 % der Menschen existiert noch ein zusätzlicher Pankreasgang (Ductus pancreaticus accessorius), der auf einer weiteren Papille (Papilla duodeni minor) in den Zwölffingerdarm mündet. Da der Hauptausgang der Bauchspeicheldrüse zusammen mit dem Gallengang mündet, kann ein aus der Gallenblase stammender Stein, der das Gangsystem blockiert, nicht nur zu einem Rückstau von Gallenflüssigkeit in die Leber mit Gelbsucht, sondern auch zum Rückstau des Pankreassekrets und einer Druckerhöhung im Pankreasgang führen. In der Folge kann eine lebensbedrohliche Entzündung der Bauchspeicheldrüse, eine sogenannte Pankreatitis, auftreten²Duale Reihe Anatomie – https://www.doi.org/10.1055/b-007-170976.

Funktionen der Bauchspeicheldrüse

Die Bauchspeicheldrüse ist sowohl eine exokrine als auch eine endokrine Drüse. Das Pankreas wird daher auch als gemischt exokrin-endokrine Drüse bezeichnet. Während endokrine Drüsen ihre Produkte in den Blutkreislauf abgeben, geben exokrine Drüsen ihr Sekret an äußere oder innere Oberflächen ab.

Im Falle der Bauchspeicheldrüse gelangt das exokrine Pankreassekret in das Lumen, also den inneren Hohlraum des Zwölffingerdarms und von dort aus weiter in die folgenden Darmabschnitte³Duale Reihe Anatomie – https://www.doi.org/10.1055/b-007-170976.

Exokriner Anteil der Bauchspeicheldrüse

Das exokrine Gewebe der Bauchspeicheldrüse macht die Hauptmasse des Organs aus. Hier wird ein enzymreicher, alkalischer Verdauungssaft produziert und in den Zwölffingerdarm abgeleitet. Täglich werden bis zu 2 Liter des Verdauungssekrets produziert⁴Taschenlehrbuch Histologie – https://www.doi.org/10.1055/b-006-163361. Die Pankreasenzyme dienen der Aufspaltung und damit der Verdauung von Eiweißen (Proteinen), Fetten (Lipiden), Kohlenhydraten und Nukleinsäuren.

Die meisten Enzyme werden als inaktive Vorstufen gebildet und abgegeben⁵Duale Reihe Anatomie – https://www.doi.org/10.1055/b-007-170976. Weiterhin enthält das Pankreassekret als Hauptbestandteil Hydrogencarbonat (HCO3−), was für einen basischen (alkalischen) pH-Wert des Pankeassekrets sorgt und der Neutralisation des sauren Magensaftes dient. Das Pankreassekret gelangt über den Ductus pancreaticus in den Zwölffingerdarm. Wichtige Pankreasenzyme in ihrer aktiven Form sind:

• Trypsin: Entsteht aus der Vorstufe Trypsinogen und spaltet basische Peptidbindungen in Proteinen und Peptiden (kurzen Aminosäureketten).
• Chymotrypsin: Entsteht aus der Vorstufe Chymotrypsinogen und spaltet aromatische Peptidbindungen.
• Elastase: Entsteht aus der Vorstufe Proelastase und spaltet Elastin, einen Bestandteil des Bindegewebes.
• Carboxypeptidasen: Entstehen aus Procarboxypeptidasen und spalten Proteine vom C-terminalen Ende her.
• Aminopeptidasen: Entstehen aus Proaminopeptidasen und spalten Proteine vom N-terminalen Ende her.
• Pankreaslipase: Spaltet Nahrungsfette (Triacylglycerine).
• Phospholipase A: Entsteht aus der Prophospholipase A und spaltet Phospholipide.
• Cholesterinesterase: Spaltet Cholesterinester.
• α-Amylase: Spaltet die Kohlenhydratketten Stärke und Glykogen.
• Ribonuklease: Spaltet Ribonukleinsäuren (RNA).
• Desoxyribonuklease: Spaltet Desoxyribonukleinsäuren (DNA).

Die Pankreasenzyme stammen aus den Drüsenläppchen des exokrinen Pankreas. Sie werden unter dem Einfluss von Cholecystokinin (CCK), einem Peptidhormon des Magen-Darm-Trakts, verstärkt ausgeschüttet. Für jede Gruppe von Nahrungsbestandteilen finden sich spezifische Enzyme, die große Moleküle in Bruchstücke zerlegen die dann im Magen-Darm-Trakt aufgenommen und vom Körper verwertet werden können.

Um die Bauchspeicheldrüse vor Selbstverdauung zu schützen, werden viele der Enzyme in Form von inaktiven Vorstufen abgegeben. Zusätzlich verhindern Hemmstoffe des Enzyms Trypsin (Antitrypsine) die vorzeitige Aktivierung in den Ausführungsgängen. Erst im Zwölffingerdarm erfolgt schließlich die Aktivierung von Trypsinogen zu Trypsin, das dann wiederum weitere Vorstufen von Enzymen aktiviert. Die fettabbauende Pankreaslipase, die Amylase und die Ribonukleasen werden dagegen bereits in aktiver Form in die Ausführungsgänge abgegeben.

Das ist unproblematisch, da die Lipase nur unter dem Einfluss von Colipasen und Galle aktiv wird, Stärke als Substrat der Amylase zwar in der Nahrung, nicht aber in der Wandstruktur der Ausführungsgänge vorkommt und sich in Ausführungsgängen meist auch keine Nukleinsäuren (als Substrate der (Desoxy-)Ribonukleasen) befindet.

In den Ausführungsgängen wird unter dem Einfluss des gastrointestinalen Peptidhormons Sekretin auch dünnflüssiges, basisches Sekret ausgeschüttet. Durch den alkalischen pH-Wert des Pankreassekrets wird der saure Speisebrei aus dem Magen neutralisiert, damit optimale Bedingungen für die pankreatischen Enzyme geschaffen werden. Die Aktivität des exokrinen Anteils der Bauchspeicheldrüse wird vor allem durch den Parasympathikus und die beiden gastrointestinalen Hormone Sekretin und Cholecystokinin, vor allem nach Nahrungsaufnahme und unter Ruhebedingungen, angeregt. Gehemmt wird die Pankreassekretion durch den Sympathikus, Somatostatin, Glukagon und das pankreatische Polypeptid (PP)⁶Kurzlehrbuch Physiologie – https://www.doi.org/10.1055/b-002-96275.

Endokriner Anteil der Bauchspeicheldrüse

Die endokrinen Zellen der Bauchspeicheldrüse machen nur ca. 2 % der Organmasse aus. Sie liegen in kleinen Gruppen, den sogenannten Langerhans-Inseln, verstreut im exokrinen Gewebe. Die Bauchspeicheldrüse besitzt über eine Million Inseln. Die in den Inselzellen produzierten Hormone sind Peptide, also kurze Aminosäureketten. Die Hormone werden innerhalb der Zellen gespeichert und auf spezifische Reize hin ausgeschüttet. Letztendlich gelangen sie in das Blut und von dort aus zu den Zielzellen. Folgende Zelltypen der Langerhans-Inseln können unterschieden und den entsprechenden Hormonen zugeordnet werden:

• B(β)-Zellen (ca. 70 % der Inselzellen, produzieren Insulin),
• A(α)-Zellen (ca. 20 %, produzieren Glukagon),
• D(δ)-Zellen (ca. 8 %, produzieren Somatostatin),
• PP-Zellen (ca. 2 %, produzieren Pankreatisches Polypeptid, PP).
• ε-Zellen (ca. 1 %, produzieren Ghrelin)

Zu den wichtigsten Hormonen des endokrinen Anteils der Bauchspeicheldrüse gehören Insulin und Glukagon, die beide als Gegenspieler voneinander (antagonistisch) den Blutzuckerspiegel beeinflussen. Insulin führt im Allgemeinen zu einer Senkung des Blutzuckerspiegels, Glukagon erhöht diesen⁷Taschenlehrbuch Histologie – https://www.doi.org/10.1055/b-006-163361.

Erkrankungen der Bauchspeicheldrüse

Zu den relevantesten Erkrankungen des exokrinen Pankreas gehören die Bauchspeicheldrüsenentzündung (Pankreatitis) und die exokrine Pankreasinsuffizienz. Im Rahmen einer akuten Pankreatitis werden die dem Proteinverdau dienenden Enzyme bereits in der Bauchspeicheldrüse und nicht erst im Zwölffingerdarm aktiviert. Dadurch kommt es zu einem Selbstverdau des Organs, der zu einer vollständigen Zerstörung des Pankreas führen kann. Die akute Pankreatitis kann lebensbedrohlich sein und erfordert eine engmaschige intensivmedizinische Überwachung.

Eine chronische Pankreatitis kann zu einer fortschreitenden Zerstörung des Gewebes der Bauchspeicheldrüse und somit zu einer Abnahme der Sekretionsleistung führen. Die häufigste Ursache dafür ist chronischer Alkoholmissbrauch.

Auch im Rahmen einer Mukoviszidose (Cystische Fibrose), bei der es durch eine Genmutation zu einer Fehlfunktion von ausführenden Kanälen und damit einer Veränderung der Zusammensetzung des Pankreassekrets kommt, kann das Pankreasgewebe durch Blockade der Ausführungsgänge mit zähem Schleim irreversibel geschädigt werden. Ist die Sekretionsleistung so stark eingeschränkt, dass nicht mehr genügend Verdauungsenzyme produziert werden, kommt es zu einer Störung der Verdauung, die sich durch Gewichtsverlust, fetthaltige Stühle und Durchfälle äußert. Zur symptomatischen Therapie kann man den Enzymmangel durch eine orale Gabe der fehlenden Pankreasenzyme ausgleichen⁸Kurzlehrbuch Physiologie – https://www.doi.org/10.1055/b-002-96275.

Eine wichtige Erkrankung des endokrinen Anteils der Bauchspeicheldrüse ist der Diabetes mellitus, auch Zuckerkrankheit genannt. Dabei handelt es sich um eine Stoffwechselerkrankung, die auf absolutem oder relativem Mangel an Insulin beruht und unbehandelt durch erhöhte Blutzuckerwerte gekennzeichnet ist. Beim Diabetes Mellitus Typ 1 (ca. 10 % der Fälle) handelt es sich um einen absoluten Insulinmangel. Dieser ist durch Schädigungen der insulinproduzierenden β-Zellen der Langerhans-Inseln gekennzeichnet, die meist durch Autoimmunprozesse verursacht werden.

Beim Diabetes Mellitus Typ 2 (80 – 90 % der Fälle) besteht ein relativer Insulinmangel. Hierbei entwickeln die Zielgewebe, an denen Insulin eine Blutzuckersenkung bewirken soll, eine Resistenz gegen das Hormon. Meist geht Diabetes Mellitus Typ 2 mit einer übermäßigen Vergrößerung der Fettdepots am Bauch („viszerales Fett“) einher. Die Insulinresistenz kann in der Regel zunächst durch Zunahme der β-Zell-Masse und erhöhte Insulinsekretion kompensiert werden.

Sind die β-Zellen jedoch im Verlauf der Erkrankung funktionell überfordert, können sie zugrunde gehen. Warum Fettleibigkeit und insbesondere die massenhafte Einlagerung der viszeralen Fettdepots eine Insulinresistenz begünstigt, ist nicht vollständig geklärt. In manchen Fällen konnte ein Diabetes Mellitus Typ 2 durch deutliche Gewichtsabnahme rückgängig gemacht werden⁹Taschenlehrbuch Histologie – https://www.doi.org/10.1055/b-006-163361.

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