脊椎動物及部分無脊椎動物兼具外分泌和內分泌兩種功能的複合腺體。又稱胰腺。外分泌部分由腺泡和連通腸腔的導管組成。腺泡分泌多種消化酶，導管上皮細胞分泌碳酸氫鹽、鈉、鉀、氯等離子和水，合稱胰液。經導管進入十二指腸的胰液可消化糖、脂肪和蛋白質，是機體最重要的消化液。內分泌部分由胰島所組成。胰島分泌多種激素，如胰島素、胰高血糖素、胰多肽和生長抑素等。前兩種激素在調節糖、脂肪、蛋白質的代謝、特別對維持正常血糖水準起著著十分重要的作用，後兩種激素的生理功能尚不十分清楚。
發生與結構 種系發生 多數無脊椎動物無胰，少數有胰。其胰的發生與肝有密切聯系。如軟體動物的烏賊有胰、肝各一對，兩者都開口於胃，共同完成消化功能。節肢動物對蝦的胰與肝結合在一起，成為一對大的胰肝，起著分泌消化液又吸收營養物的雙重作用。其他無脊椎動物雖無胰，但消化管中有類似胰的消化酶，如昆蟲的中腸和胃盲囊分泌的消化液，就相當於脊椎動物的胰液。在無脊椎的原口動物和後口動物中，還發現有類似胰島素和胰高血糖素的激素存在，說明它們的消化道具有類似胰的功能。
脊椎動物的胰是腸上皮細胞在種系發生中特化的結構。一些低等脊椎動物的胰仍與肝結合在一起，其功能細胞有分化成單獨組織或器官的趨勢。圓口綱動物胰的外分泌部分與肝結合，而內分泌部分則形成獨立結構，內含B細胞和許多顆粒細胞，排列在靠近腸的膽導管周圍，這是動物進化中最早出現的胰內分泌組織。軟骨魚的胰外分泌部分與肝完全分開，胰的內分泌腺小而分散，位於外分泌部分的小導管周圍，或伸入外分泌部組織內。硬骨魚的胰，多為分散性腺體，分佈於腸系膜上或埋於肝脾實質內。有些硬骨魚的胰的內分泌細胞趨向集中，形成豌豆大的主胰島。從兩棲動物無尾目直到哺乳動物，盡管胰的形態不同，分佈各異，但多數是定形的實質腺體，胰島分散於外分泌部之間。鳥的胰較特殊，胰島有3種類型，依所含主要內分泌細胞分為：含A細胞的黑胰島，含B細胞的光胰島，含A、B和D細胞的混合胰島。見圖1。
圖1 魚類胰腺的各種類型
個體發生 哺乳動物的胰由靠近肝憩室處十二指腸隆起的一個或多個胰原基發育而成。位於腸背側的胰原基稱為背胰，位於腸腹側的稱為腹胰。胰原基細胞增生形成囊狀突起，稱為胰憩室。胰憩室迅速增大和反復分支構成各級胰導管，導管末端形成腺泡。鯊魚和兩棲動物的背胰和腹胰仍分別存在。爬行動物以上的動物，則兩者融合成一個胰，背胰構成胰的大部，腹胰構成胰頭的一部。背胰和腹胰的導管也融合為一。人的胰主導管（溫孫氏導管）乃是由腹胰導管的全部和背胰導管的遠端構成。背胰導管如不消失，則構成副胰導管（聖托裡尼氏導管）。豬和牛腹胰導管消失而僅保留背胰導管，馬和狗的兩個胰導管都存在。哺乳動物胰腺中的84％是腺泡，4％是導管組織和血管，1％～2％為內分泌組織，其餘的10％為細胞外基質。腺泡由單層上皮細胞組成，細胞呈錐體狀，位於基底膜上。朝向腺腔的遊離面有微絨毛，核在細胞底部，呈圓形。細胞頂部的胞漿內有酶原顆粒，呈卵圓形，外包單層質膜。細胞底部密集排列粗糙內質網、大量的核糖體和縱形排列的線粒體，核上區的胞漿內有高爾基器等。直接與腺泡相連的小管稱為閏管，由單層扁平上皮細胞組成，閏管的一端向腺泡腔內延伸成為泡心細胞。閏管的另一端彼此匯合成為小葉內導管，由立方上皮細胞組成。導管逐級匯合，管徑逐漸變粗，最後成為主導管，管壁由單層立方上皮細胞逐漸移行為單層柱狀上皮細胞。主導管內還有散在的杯狀細胞和內分泌細胞。胰的內分泌部分稱為胰島，又稱朗格爾漢氏小島（蘭氏小島），是不規則的細胞群，散佈在外分泌部的腺泡之間。成年人胰島約100萬～200萬個。胰島內無導管，但有豐富的毛細血管，每個胰島細胞幾乎都與毛細血管直接接觸，胰島細胞有多種類型：①A細胞。在哺乳動物此細胞約占胰島細胞總數的20％～25％。在鳥類和爬行動物，此細胞為胰島的主要成分。圓口綱動物無A細胞。②B細胞。分泌胰島素，所有脊椎動物都有這種細胞，成年人的B細胞約占胰島細胞總數的75％～80％。③D細胞。D細胞數量少，約占胰島細胞總數的5％。A細胞分佈在胰島的外周，B細胞位於胰島的中心，D細胞介於A、B細胞之間。這三種細胞以間隙連接相連，有微細六角管互相溝通，成為功能上的合胞體。④PP細胞。分泌胰多肽，這種細胞位於胰島的周圍，有的也分散於胰外分泌實質和胰導管上皮細胞間。人的PP細胞集中於胰的外分泌部，胰頭部的PP細胞比胰體和胰尾部多，其細胞數量隨年齡增長而增多。此外，胰島內還有D1、EC、G和P內分泌細胞，但數量很少。見圖2。
圖2 人胚胰發生模式
胰的解剖結構 人胰呈灰紅色、細長，橫臥於腹後壁和胃後方，前面被覆腹膜。胰質地柔軟，色呈灰紅，形態可分為頭、體、尾3部分：胰頭位於十二指腸降部彎內，胰頭後面與膽總管、門靜脈相鄰。當胰頭有腫瘤時，可壓迫膽總管，影響膽汁排泄，引起阻塞性黃疸；若壓迫門靜脈可使其匯流受阻，從而發生腹水等。胰體占據胰中間的大部，胰尾延伸到脾。胰重約90克，外披結締組織，膜深入胰內，將胰分成許多小葉。胰導管橫貫於胰的全長，在總膽管附近開口於十二指腸，或與總膽管匯合入十二指腸。供應胰的血液來自脾、肝和腸系膜上動脈，胰靜脈經門靜脈入肝。胰島的毛細血管經小靜脈後又進入圍繞腺泡的毛細血管，因此，靠近胰島腺泡的血液含有高濃度的胰島細胞所釋放的激素。支配胰的神經有迷走神經和交感神經。
胰的外分泌 在哺乳動物，胰的外分泌部分分泌胰液。胰液是無色無臭的堿性液體，pH7.8～8.4，滲透壓幾乎與血漿相等。成年人每日的胰液分泌量約為20毫升/千克體重。人和某些間歇性攝食動物，如貓和狗，其胰液主要在消化期分泌。而不斷地攝食的動物，如鼠、羊和兔，則持續地分泌胰液。胰液中含水、無機物和有機物。無機物中以碳酸氫鹽的含量最高，胰液中的負離子主要是HCO3－，其次是CI－，陽離子有鈉、鉀、鈣等。胰液中的有機物主要是蛋白質、各種消化酶和黏液蛋白等。
胰液分泌的調節 空腹時胰液不分泌。進食才引起胰液分泌，胰液分泌受神經和激素的調節。
神經調節 食物的色、香、味、形態和容積等刺激機體感受器，可反射性地引起胰液分泌。支配胰腺的神經為迷走神經和內臟神經。副交感迷走神經的節後纖維支配胰的腺泡和導管平滑肌。如果將狗頸部迷走神經切斷，任其變性4天左右，使迷走神經幹中的心搏抑制纖維和運動纖維萎縮，此時分泌纖維尚未萎縮，電刺激這種迷走神經外周段將出現胰液分泌，其特點是所分泌的胰液黏稠、含酶量多，而含碳酸氫鹽和水則極少，所以胰液分泌量少。這一效應可被阿托品阻斷。如果刺激新切斷的頸迷走神經外周段，有時胰液不分泌或分泌量極少，這是由於較大的胰導管平滑肌收縮所致。刺激支配胰腺的內臟神經，也可獲得少量的胰液，此現象也被阿托品阻斷，可見支配胰腺的內臟神經中也含有膽堿能分泌纖維。但刺激內臟神經，由於腎上腺素能纖維興奮，引起血管收縮，減少胰的血流量，可使胰液分泌減少。
激素調節 刺激胰液分泌的主要胃腸激素有促胰液素和促胰酶素。①促胰液素是由27個氨基酸殘基組成的多肽。酸性食糜或鹽酸溶液進入小腸，可刺激腸黏膜內的S內分泌細胞，釋放促胰液素，此激素通過血液循環可以刺激胰液分泌，其優勢作用是刺激胰導管上皮細胞分泌碳酸氫鹽和水，也能刺激腺泡細胞分泌少量胰酶。促胰液素需要完整的分子才能表現最強活性，如果去掉其分子氨基端的組氨酸或用鉻氨酸替換組氨酸，其活性即降低99％。在生理情況下，刺激促胰液素釋放的主要物質為胃酸。②促胰酶素是33個氨基酸殘基組成的多肽，以後證明它和膽囊收縮素是同一物質，故稱膽囊收縮素–促胰酶素(CCK–PZ)，脂肪性食物進入小腸，可刺激腸黏膜內的Ⅰ內分泌細胞，釋放CCK–PZ，此激素經血液循環，刺激胰腺，其優勢作用是刺激腺泡細胞分泌胰酶和促使膽囊收縮，它幾乎不刺激胰分泌碳酸氫鹽和水。
膽囊收縮素、促胰酶素或迷走神經沖動與促胰液素同時作用於胰腺，可加強胰碳酸氫鹽的排出量，說明膽囊收縮素或神經因素都有加強促胰液素的作用。
胰的內分泌 胰島素 由兩條肽鏈，51個氨基酸殘基組成，分子量為5 734。在哺乳動物中，除豚鼠胰島素的結構差別較大外，其餘動物如馬、牛、羊、豬、兔、鼠的胰島素差別主要在A鏈的第8、10、11和B鏈的第30位的氨基酸殘基，它們的胰島素活性相近。僅豚鼠胰島素的活性較低，比牛胰島素活性低3～4倍。
生理學作用 最明顯的效應是降低血糖，這是胰島素對糖代謝多方面影響的結果，如：①促進葡萄糖的載體轉運過程，使糖易於通過細胞膜；②提高己糖激酶或葡萄糖激酶的活性；③促進6–磷酸葡萄糖的進一步氧化，從而加強糖的利用；④增加糖原的合成；⑤抑制糖原異生。因此，血糖濃度明顯下降。胰島素能抑制脂肪組織釋放自由脂肪酸，並促進脂肪合成。已知環腺苷酸(cAMP)能促進脂肪酶活化，而胰島素能降低細胞內環腺苷酸水平，使脂肪酶得不到活化，脂肪就不易分解。由於胰島素能誘導酶蛋白合成，增加脂肪合成酶系的活力，因而使脂肪合成量增加。又由於它促進糖酵解，增加α–磷酸甘油的生成，抑制脂肪酰輔酶A的氧化，故有利於α–磷酸甘油和脂肪酰輔酶A合成脂肪。胰島素能促進蛋白質和核酸的合成。因為它促進氨基酸通過膜，轉運入細胞；促進氨基酸的活化與轉移核糖核酸(tRNA)相結合；促進轉錄生成信使核糖核酸(mRNA)；又能促進翻譯過程，故生成蛋白質。此外，胰島素還有穩定溶酶體膜的作用，阻止溶酶體內組織蛋白酶釋放，從而減少組織的破壞。胰島素也促進氨基酸合成蛋白質。
作用機制 胰島素必須與細胞膜受體結合才能發揮作用。體內大多數細胞，如肝、脂肪細胞、骨骼肌、心肌、淋巴細胞、腦、腎上腺、卵巢、子宮細胞等都有胰島素受體。據測定，一個脂肪細胞大約有10 000個胰島素受體。此受體有高度特異性，它隻識別胰島素並與之結合，而不能與其他激素結合。在不同情況下靶細胞上胰島素受體的數量與親和力可有明顯改變。如進食後胰島素分泌增加，其受體數量與親和力降低。禁食後受體的數量及親和力又恢復正常。胰島素增多，受體結合力下降；胰島素減少，受體數目又增加，這種變化稱為胰島素自身調節。由於胰島素受體是蛋白質，故有抗原性，引起胰島素受體的抗體產生，從而影響胰島素的作用。胰島素與受體結合後，抑制腺苷酸環化酶活性，使環腺苷酸生成減少。同時，又增加磷酸二酯酶活性，使環腺苷酸加速降解，還使環鳥苷（一磷）酸含量增加。通過環腺苷酸和環鳥苷（一磷）酸的作用，改變細胞膜的通透性，促進葡萄糖、氨基酸、核苷等進入細胞，並誘導某些酶的生成，增加酶活性。
影響胰島素分泌的因素 在基礎情況下，無任何外來刺激時，胰島素仍不斷地分泌。葡萄糖就是最重要和經常發生的一種刺激。給予葡萄糖後，在數分鐘內胰島素分泌量達高峰，隨即下降，稱為早期快速分泌相。然後胰島素又逐漸增加，達到另一峰值，稱為延遲緩慢相。停止給予葡萄糖，胰島素迅速恢復到正常水平。假飼引起胰島素分泌，並可形成條件反射。刺激下丘腦腹內側核可抑制胰島素分泌，而刺激腹外側區則促使分泌。刺激迷走神經可使胰島素分泌，而刺激交感神經則抑制其分泌。促使胰島素分泌的激素和遞質有胃泌素、促胰液素、促胰酶素、抑胃肽、血管活性腸肽、胰高血糖素及異丙腎上腺素等。抑制胰島素分泌的物質有腎上腺素、去甲腎上腺素和生長抑素。甲狀腺激素和糖皮質激素對葡萄糖刺激胰島素分泌無即時效應，但前者對維持胰島的正常功能有作用，後者則在給予2～5天後可加強葡萄糖刺激胰島素分泌的效應。性激素如黃體生成素可加強葡萄糖刺激胰島素的分泌，而絨毛膜生長激素隻對懷孕的大鼠和人才加強刺激胰島素的分泌。
胰島素的分泌需要鈣離子，當細胞內Ca2+增加時，胰島素分泌就增加。細胞外K+增加也促使胰島素分泌，而細胞外Na+增加則抑制分泌。胰島的B細胞內有腺苷酸環化酶–環腺苷酸–磷酸二酯酶系統。許多刺激環腺苷酸生成的物質如胰高血糖素、促腎上腺皮質激素和促甲狀腺激素等，以及抑制磷酸二酯酶的物質如咖啡因和茶堿，均能刺激B細胞分泌胰島素。環腺苷酸通過3種不同的作用使胰島素分泌：①影響葡萄糖的代謝來刺激分泌。②活化Ca2+的轉運系統，使Ca2+內流增加。③作用於某種耦聯系統，使Ca2+發揮作用。
胰高血糖素 由胰島A細胞內的粗面內質網的核糖體組成，先合成分子量較大的前體，稱為胰高血糖素原，它是由一個八肽物與胰高血糖素羧基端的蘇氨酸相連而成。胰高血糖素為29個氨基酸殘基組成的直鏈多肽，分子量為3 485。人、牛、豬、兔和鼠的胰高血糖素結構基本相同，但鳥的稍有不同。
生理學作用 胰高血糖素必須為完整的分子才能發揮作用。它與胰島素的作用相反，能使血糖升高。其作用的主要靶器官是肝臟，它首先激活肝的磷酸化酶，使肝糖原迅速分解成葡萄糖。同時，它又促使糖原異生，即使丙酮酸、乳酸和丙氨酸轉變成糖。它誘導與糖原異生有關的酶合成和加強其活性，如果糖二磷酸酶和丙酮酸羧激酶，但卻降低磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的活性。胰高血糖素活化脂肪酶，促使脂肪分解，促使肝攝取自由脂肪酸，使脂肪酸進入線粒體被氧化。它抑制脂肪合成，抑制脂蛋白的形成和釋放。胰高血糖素加強蛋白質分解，使溶酶體活化而釋放組蛋白酶，以分解組織，促進氨基酸進入肝臟，並加強轉氨酶以及與尿素合成有關的酶活性，從而促進肝合成尿素。胰高血糖素還能激活心肌的腺苷酸環化酶而使環腺苷酸水平升高；它活化心肌磷酸化酶，增加鈣在心肌內積聚，從而使心搏加快加強。同時它還有利尿作用，已試用於治療心功能不全疾病。
作用機制 在肝與心肌細胞膜上有特異受體，胰高血糖素與此受體結合後，即激活腺苷酸環化酶，使環腺苷酸量增加，通過這個第二信使發揮作用。胰高血糖素又使細胞核內某些組蛋白磷酸化，可解除組蛋白對脫氧核糖核酸的抑制，這有利於轉錄作用與合成新的酶蛋白。
生長抑素 最初是從下丘腦提取液中分離的一種生長激素釋放抑制激素簡稱生長抑素，現發現生長抑素廣泛存在於體內各部，胰島D細胞也有，它是由14個氨基酸殘基組成的環狀肽。生長抑素抑制腸吸收葡萄糖，控制糖進入體內的速度，而胰島素則加強細胞攝取葡萄糖並轉變成糖原。胰高血糖素促進糖原分解和糖原異生，使葡萄糖進入血液的量增加。體內血糖的恒定，有賴於這三種激素保持一定比例。所以說胰島是使體內營養物質平衡的重要調節者。胰腺兼具內、外分泌功能，在內、外分泌部分之間存在著胰島–外分泌腺門靜脈系統。胰島素通過這一系統流向外分泌部分，促進胰酶合成，從而使胰腺的內、外分泌腺的功能緊密聯系起來。