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Pankreas (Bauchspeicheldrüse)

Abstract

Die Bauchspeicheldrüse, auch Pankreas (von griech. pan = „alles“, kreas = „Fleisch“), ist ein längliches, quer im Oberbauch liegendes Organ. Zum einen produziert sie Verdauungsenzyme, die in den Zwölffingerdarm abgegeben werden, um im Darm die Nahrungsbestandteile aufzuspalten. Zum anderen bildet sie Hormone, die direkt ins Blut gelangen, um dort vor allem den Blutzuckerspiegel zu regulieren (siehe: Pankreashormone).
Eine Entzündung der Pankreaszellen, z.B. durch zu hohen Alkoholkonsum, kann Verdauungsenzyme freisetzen und zu einer teilweisen Selbstverdauung des Organs führen. Bei verminderter Produktion der Verdauungsenzyme (exokrine Pankreasinsuffizienz, z.B. aufgrund einer Entzündung des Pankreas) können die Nahrungsbausteine nicht mehr ausreichend in ihre aufnehmbare Form aufgespalten werden. Bei körpereigener Zerstörung der hormonbildenden Zellen spricht man von Diabetes mellitus Typ 1 (einer Unterform der Zuckerkrankheit).

Makroskopische Anatomie

Steckbrief

  • Funktion: Produktion von Verdauungssäften und Hormonen
  • Lage und Verlauf
  • Form: Länglich
  • Länge: 12–15 cm lang
  • Gewicht: ca. 70 g

Aufbau

Das Pankreas besteht aus Kopf, Körper und Schwanz. Es wird durchzogen von einem ca. 2 mm dicken Ausführungsgang für das exokrine Pankreassekret, dem Ductus pancreaticus (Wirsung-Gang), der gemeinsam mit dem Gallengang auf der Papilla duodeni major in den Zwölffingerdarm mündet.

Pankreasparenchym

Lage Besondere Strukturen
Kopf (Caput pancreatis)
Körper (Corpus pancreatis)
Schwanz (Cauda pancreatis)

Pankreasgang (Ductus pancreaticus = Wirsung-Gang)

Topographie

Gefäßversorgung und Innervation

Seine Blutversorgung erhält das Pankreas aus Ästen des Truncus coeliacus und der A. mesenterica superior. Venös drainiert die Bauchspeicheldrüse über die V. splenica in die Pfortader. Das Organ ist sympathisch und parasympathisch innerviert.

Gefäßversorgung
Arteriell

Caput

Korpus und Cauda

Alle aus A. splenica aus Truncus coeliacus

Venös
Innervation
Sympathisch
Parasympathisch
Lymphabfluss
Lymphstationen

Caput

  • Nll. pancreaticoduodenales superiores et inferiores in Nll. coeliaci

Korpus und Cauda

Mikroskopische Anatomie

Die Bauchspeicheldrüse besteht zum überwiegenden Anteil aus exokrinem Drüsengewebe zur Produktion von Verdauungssäften. Gerade einmal zwei Prozent der Organmasse sind endokrines Drüsengewebe, das für die Produktion von Hormonen zuständig ist. Übrigens findest du ein Lernvideo zur mikroskopischen Anatomie am Ende dieses Abschnittes („Histo-Trainer Pankreas“).

Exokrines Pankreas

Histologische Gliederung

Der exokrine Anteil des Pankreas ist eine rein seröse Drüse und gliedert sich in Lappen (Lobi), welche wiederum in Läppchen (Lobuli) unterteilt sind. Die kleinste Einheit sind die Acini. Das Organ wird von Bindegewebssepten durchzogen, welche größere Ausführungsgänge, Blut- und Lymphgefäße sowie vegetative Nerven führen.

  • Aufbau eines Läppchens (Lobulus): Acini mit zugehörigen Schaltstücken
    • Acinus (auch: azinöses Drüsenendstück): Kreisförmige Anordnung mehrerer Drüsenzellen (= Acinuszellen) um ein enges Lumen
    • Schaltstücke: Ausführungsgänge der Acini; ihre Gangepithelzellen reichen teilweise bis in den Acinus hinein (sog. zentroazinäre Zellen)
  • Sekretion: Die Vorstufen der Verdauungsenzyme werden in den Acinuszellen produziert und exozytotisch in das Ganglumen abgegeben
  • Drainageweg der Verdauungssekrete: Auf seinem Weg von der Drüsenzelle bis zum Duodenum passiert das Verdauungssekret eine Abfolge von Gangstrukturen mit zunehmendem Durchmesser

Es gibt kein(!) Streifenstück zwischen Schaltstück und interlobulärem Ausführungsgang, wie es bei Speicheldrüsen zu finden ist!

Acinus- und Gangepithelien

Epithelaufbau Funktion
Endstücke
  • Acinuszellen
    • Synthese der Verdauungsenzyme
    • Sekretion mittels Exozytose
Schaltstücke und intralobuläre Ausführungsgänge
  • Sekretion von HCO3-Ionen und H2O
Interlobuläre Ausführungsgänge und große Pankreasgänge
  • Einschichtiges kubisches oder zylindrisches Epithel
  • Sekretion von Mucinen
  • Hormonproduktion

Im Gegensatz zu den meisten anderen Drüsen besitzt das Pankreas keine Myoepithelzellen!

Pankreaskarzinom
Der bösartige Bauchspeicheldrüsenkrebs geht in den meisten Fällen von den Gangepithelien aus. Die häufigste Lokalisation ist der Pankreaskopf. Es handelt sich dabei um einen sehr aggressiven Tumor: Zumeist wird er erst entdeckt, wenn er bereits gestreut hat, da er mit unspezifischen Symptomen einhergeht, die nicht direkt Hinweise auf den Tumor geben (z.B. Oberbauchschmerzen, Gewichtsverlust). Daher sind die Heilungschancen durchschnittlich sehr gering.

Endokrines Pankreas (= Inselorgan, Langerhans’sche Inselzellen)

Wie der Name Inselorgan andeutet, liegen die endokrinen Zellen des Pankreas in Form inselartiger Ansammlungen zwischen den exokrinen Zellen verteilt. Ihre Dichte ist im Bereich des Pankreasschwanzes am höchsten. Jede Insel besteht aus verschiedenen Zelltypen, die unterschiedliche Pankreashormone produzieren. Da diese direkt ins Blut abgegeben werden, sind die Pankreasinseln besonders gut vaskularisiert.

Verteilung der Zelltypen des Pankreas
Zelltyp Verteilung
A-Zellen
  • Häufig in der Inselperipherie
B-Zellen
  • Recht gleichmäßig innerhalb der Insel verteilt mit Tendenz zur gruppierten Anordnung
D-Zellen
  • Inselperipherie
PP-Zellen
  • Gleichmäßig innerhalb der Insel verteilt

Funktion

Die Bauchspeicheldrüse spielt eine große Rolle bei der Verdauung und der Regulation des Blutzuckerspiegels. Die Sekrete des exokrinen Anteils enthalten viele Enzyme, die die Nahrungsbestandteile in ihre Grundbausteine zersetzen, damit diese anschließend von den Epithelzellen der Darmschleimhaut resorbiert und ins Blut aufgenommen werden können. Der endokrine Anteil produziert die Hormone Insulin und Glucagon, die gemeinsam für die Regulation des Blutzuckers sorgen.

Exokrine Sekretion

Enzymsekretion

Die proteolytischen Enzyme sowie die Phospholipase A werden als Zymogene (= Proenzyme = inaktive Vorstufen) abgesondert, da die aktiven Enzyme so aggressiv sind, dass sie das Pankreasgewebe verdauen würden. Im Duodenum wird Trypsinogen durch die Enteropeptidase zu Trypsin aktiviert, welches seinerseits die noch inaktiven Enzymvorstufen (bspw. Chymotrypsinogen) aktiviert. Der im Pankreassekret enthaltene Trypsininhibitor schützt außerdem das Pankreas vor Autodigestion, indem er die Aktivierung der Proenzyme durch vorzeitig im Pankreasgangsystem aktiviertes Trypsin verhindert.

Verdauungsenzyme des Pankreas (Auswahl)
Enzym Proenzym Zu spaltende Nahrungsbestandteile
Kohlenhydrate
  • Prophospholipase A

Fette

  • Proelastase
  • Procarboxypeptidasen
  • Trypsinogen
  • Chymotrypsinogen

Proteine

  • Ribonuclease
  • Desoxyribonuclease

RNA/DNA

Sekretion von Wasser und Elektrolyten

Das von den Acini sezernierte Primärsekret, das die Verdauungsenzyme enthält, ist reich an Cl. Von den Gangepithelien wird in der digestiven Phase ein stark HCO3(Bicarbonat)-haltiges Sekret hinzu sezerniert, welches den pH-Wert des Gemisches (Sekundärsekret) auf bis zu 8,2 ansteigen lässt, sodass der saure Magensaft neutralisiert werden kann.

  • Stimulierendes Hormon: Secretin aus den enteroendokrinen Zellen des Dünndarms
  • Elektrolyte
    • Hauptkationen: Na+ und K+
      • Konzentrationen konstant
    • Hauptanionen: Cl und HCO3
      • Wenn Sekretionsrate↑ [Cl]↓ und [HCO3]↑
      • Primärsekret: [Cl]↑ und [HCO3]↓
      • Sekundärsekret
        • [Cl]↓ und [HCO3]↑
        • Stimulation durch Secretin in digestiver Phase führt dazu, dass das Verhältnis zwischen Cl- und HCO3 umgedreht wird
        • Summe beider Anionen und damit Osmolalität bleibt konstant
Mechanismus der Ionensekretion durch das Pankreasgangepithel
Sezerniertes Ion Richtung Transportmodus Besonderheit
HCO3 BlutEpithelzelle
  • Direkt: Na+-gekoppelter Cotransporter
  • Indirekt: als CO2
CO2 + H2O → H2CO3HCO3 + H+
Epithelzelle → Ganglumen Voraussetzung: Ausreichend Cl im Ganglumen
H+ EpithelzelleBlut
Cl Epithelzelle → Ganglumen Lumennegatives elektr. Potential
Na+ Blut → Ganglumen
  • Parazellulärer Ausstrom
Folgt der elektr. Potentialdifferenz

Wasser folgt den aktiv sezernierten Salzen sekundär!

Pankreatitis
Als Pankreatitis bezeichnet man eine Entzündung der Bauchspeicheldrüse. Es wird eine akute von einer chronischen Pankreatitis unterschieden. Bei der akuten Pankreatitis werden Enzyme aktiviert, bevor sie die Bauchspeicheldrüse verlassen haben, was eine Selbstverdauung (Autodigestion) zur Folge hat. Typisch sind starke Bauchschmerzen mit gürtelförmiger Schmerzausstrahlung in den Rücken sowie ein prall-elastisches Abdomen (= Gummibauch). Die beiden häufigsten Ursachen für dieses Krankheitsbild sind Alkoholkonsum sowie Gallensteine, welche die Ausführungsgänge von Gallenblase und Pankreas verlegen und so einen Sekretrückstau verursachen. Die chronische Pankreatitis kann unterschiedliche Verläufe haben, da unterschiedliche pathologische Gewebeveränderungen möglich sind, nach denen sich das klinische Erscheinungsbild richtet. Ihre häufigste Ursache ist der Alkoholmissbrauch. In der Diagnostik der Pankreatitis spielen vor allem die beiden Verdauungsenzyme Amylase und Lipase eine wichtige Rolle.

Exokrine Pankreasinsuffizienz
Verlust oder Schädigung von Pankreasgewebe, bspw. im Rahmen einer Pankreatitis, eines Pankreaskarzinoms oder einer Pankreasresektion, kann mit einer verringerten Sekretion von pankreatischen Verdauungsenzymen einhergehen. Diese sog. exokrine Pankreasinsuffizienz führt zur gestörten Aufspaltung von Nahrung (= Maldigestion), insb. von Fetten aufgrund eines Lipasemangels. Es kommt zu Fettstühlen (= Steatorrhö) und zur Malabsorption der fettlöslichen Vitamine (E, D, K, A). Diagnostisch fällt eine verminderte Elastase-Konzentration im Stuhl auf.

Mukoviszidose
Bei der Erbkrankheit Mukoviszidose (= cystische Fibrose, CF), wörtlich übersetzt „Krankheit vom zähen Schleim“, ist der Chlorid-Ionenkanal CFTR defekt, wodurch der Wasser- und Elektrolyttransport gestört ist: In den exokrinen Drüsen des Körpers, zu denen auch der exokrine Anteil des Pankreas zählt, entsteht zäher Schleim anstelle eines dünnflüssigen Sekrets. Im Falle des Pankreas ist die Sekretion von Verdauungssäften beeinträchtigt, was zu einer gestörten Verdauung (= Maldigestion) führt, sodass die Betroffenen mit chronischen Durchfällen und Gedeihstörungen zu kämpfen haben. Die Lebenserwartung für Menschen mit Mukoviszidose liegt mittlerweile bei über 40 Jahren.

Endokrine Sekretion

Überblick

Die Zelltypen, aus denen sich die Langerhans-Inseln des Pankreas zusammensetzen, sind für die Regulation des Kohlenhydratstoffwechsels wichtig. Sie produzieren hierzu unterschiedliche Pankreashormone, darunter auch Insulin, das für das Einschleusen der Zuckermoleküle in die Zellen essentiell ist. Es können vier hormonproduzierende Zelltypen unterschieden werden. Sie alle zählen zum gastroenteropankreatischen System (GEP-System) – dem größten endokrinen System des Körpers.

Zelltypen der Pankreasinseln
Zelltyp Anteil Hormon
A-Zelle
(Alpha-Zelle, α-Zelle)
20% Glucagon
B-Zelle
(Beta-Zelle, β-Zelle)
70−80% Insulin
D-Zelle
(Delta-Zelle, δ-Zelle)
5% Somatostatin
PP-Zelle 1−2% Pankreatisches Polypeptid

G-A-B-I auf der Insel“: Inselzellen des Pankreas: Glucagon – A-Zellen, B-Zellen – Insulin.

Entwicklung

Das Pankreas entwickelt sich als Teil der Anlage des Gastrointestinaltrakts aus zwei entodermalen, ursprünglich getrennten Anlagen – einer ventralen und einer dorsalen Pankreasknospe. Erst durch die Magendrehung gelangen beide Pankreasanlagen auf dieselbe Seite, verschmelzen miteinander und werden nach retroperitoneal verschoben.

  • Zeitpunkt: Organanlage in der 5.–8. Entwicklungswoche mit anschließender Differenzierung
  • Entwicklung

Anomalien des Pankreas
Pancreas anulare: In einigen Fällen verschmelzen ventrale und dorsale Pankreasanlage unvollständig oder gar nicht miteinander und legen sich ringförmig um das Duodenum (Malformation). Diese Verengung kann bei Neugeborenen zu Nahrungspassagestörungen mit Erbrechen führen und entzündliche Wandveränderungen der Darmschleimhaut im stenosierten Bereich hervorrufen.
Pancreas divisum: Wenn die Rotation der beiden Pankreasanlagen funktioniert, aber die Verschmelzung (Fusion) ausbleibt (Malfusion), bleiben die Gangsysteme getrennt: Der Ductus pancreaticus minor (accessorius) bildet nun den Hauptausführungsgang, der in die Papilla duodeni minor drainiert. Dies kann dazu führen, dass das Pankreassekret nicht so gut abfließen kann. Einige Patienten leiden daher unter wiederkehrenden Bauchspeicheldrüsenentzündungen (Pankreatitiden).

Wiederholungsfragen zum Kapitel Pankreas

Makroskopische Anatomie

Beschreibe den Verlauf des Ductus pancreaticus bis zu seiner Mündung!

Worum handelt es sich bei der sog. Ampulla hepatopancreatica?

Beschreibe typische Varianten des Ductus pancreaticus!

Wie wird das Pankreas arteriell versorgt, wie erfolgt der venöse Abfluss?

Wie erfolgt die vegetative Innervation des Pankreas?

Mikroskopische Anatomie

Beschreibe den grundsätzlichen histologischen Aufbau des exokrinen Pankreas!

Welche besonderen Charakteristika weisen die Acinuszellen der Endstücke des exokrinen Pankreas auf und was ist ihre Aufgabe?

Beschreibe Aufbau und Funktion des Epithels der Schaltstücke des Pankreas!

Funktion

Welche Verdauungsenzyme werden im Pankreas gebildet und durch welches Hormon wird ihre Sekretion stimuliert?

Wie schützt sich das Pankreas vor Autodigestion durch die Verdauungsenzyme?

Welche Elektrolyte sind im Pankreassekret enthalten? Wie unterscheidet sich das Primärsekret vom Sekundärsekret?

Welche Aufgabe hat das Hormon Secretin?

Nenne die Zelltypen des endokrinen Pankreas und die dort jeweils gebildeten Hormone! Welcher Zelltyp ist am häufigsten vorhanden?

Entwicklung

Was versteht man unter einem Pancreas anulare und wie macht es sich bemerkbar?