Функции и патология островков Лангерганса: сбой выделяемых гормонов

Ткань поджелудочной железы изготовлена ​​из двух типов клеток: ацини, который продуцирует ферменты и участвует в пищеварительной функции и острове Лангерганс, основной функцией которого является синтез гормонов.

В самой железе мало островков: они составляют 1-2% от общей массы органа. Клетки Langerhans различаются по конструкции и функции. Есть 5 типов их типов. Они секретируют активные вещества, которые регулируют метаболизм углеводов, пищеварение и могут участвовать в ответ на стрессовые реакции.

Что такое островки Лангерганса?

Островки Лангерганса (OL) представляют собой мульти -хормональные микроорганизмы эндокринных клеток, расположенных по всей целлюлозе простаты, выполняющих экзокринные функции. Их основная месса расположена в хвостовой части. Размер островков Лангерганса составляет 0,1-0,2 мм, их общая сумма в человеческом РВ составляет 200 000. до 1,8 миллиона.

Клетки образуют отдельные группы, между которых есть капилляры. Они отделены от эпителия ацини -железистого железа с проходящими там соединительными тканями и волокнами нервных клеток. Эти элементы клеток нервной системы и островков образуют нейроинсульный комплекс.

Структурные элементы островков — Гормоны — выполняют функции интрапарации: они регулируют углеводы и управление липидами, процессы пищеварения и метаболизм. У ребенка 6% этих гормональных творений от общей поверхности органа. У взрослого эта часть RV значительно снижается и составляет 2% от области железы.

История открытия

Клеточные кластеры, различающиеся по морфологическому типу и структуре из основной железистой ткани и расположенные в небольших группах, преимущественно в хвосте RV, были впервые обнаружены в 1869 году немецким патологом Полом Лангерхансом (1849-1888).

В 1881 году выдающийся российский ученый и патофизиолог К. П. Улезко-Стоганова (1858-1943) провел основные физиологические и гистологические исследования RV. Результаты были опубликованы в журнале «VRACH» (Доктор), 1883, номер 21 — статья «О построении поджелудочной железы в покое и деятельности». В нем впервые она выразила гипотезу об эндокринной функции отдельных структур поджелудочной железы.

Основываясь на их работе в 1889-1892 годах в Германии, О. Минковский и Д. Меринг обнаружили, что удаление поджелудочной железы приводит к диабету, что может быть устранено путем имплантации части здоровой поджелудочной железы под кожей оперированного животного.

Внутренний ученый Л.В. Соболев (1876-1921) как один из первых показал значение Лангерхана, обнаруженного его именем в производстве веществ, связанных с развитием диабета.

Тогда большое количество исследований, проведенных физиологами в России и других странах, выявило новые научные данные о функции вставки островков в GI. В 1990 году острова Лангерганс впервые были пересажены.

Типы островковых клеток и их функции

Ол -клетки различаются по морфологической структуре, функциям и местоположению. Внутри островков у них есть мозаичная система. У каждого острова есть заказанная организация. В центре есть клетки секреции инсулина. По краям есть периферические ячейки, количество которых зависит от размера острова. В отличие от Acini, OP не имеет собственных проводов — гормоны попадают в кровь прямо через капилляры.

Есть 5 основных типов клеток в OL. Каждый из них синтезирует определенный тип гормонов, регулируя пищеварение, метаболизм углеводов и белки:

• α -клетки;
• β-клетки;
• δ клетки;
• RR -клетки;
• Эпсилонские клетки.

Альфа-клетки

Клетки альфа занимают четверть поверхности островкового острова (25%) и являются вторым по величине: они производят глюкагон, антагонист инсулина. Он контролирует процесс распада липидов, способствует высоким уровням сахара в крови, участвует в снижении уровня кальция и фосфора в крови.

Бета-клетки

Бета -ячейки образуют внутренний (средний) слой лобби и составляют основной (60%). Они несут ответственность за производство инсулина и амилина, инсулинового компаньона в регуляции глюкозы в крови. Инсулин имеет несколько функций в организме, основной из которых является нормализация уровней сахара. При нарушении его синтеза развивается сахарный диабет.

Дельта-клетки

Дельта-клетки (10%) образуют внешний слой островка. Они вырабатывают соматостатин, гормон, большая часть которого синтезируется в гипоталамусе (структура головного мозга), а также содержится в желудке и кишечнике.

Он также функционально связан с гипофизом, регулирует некоторые гормоны, вырабатываемые в этой области, тормозит образование и секрецию гормонально активных пептидов и серотонина в желудке, кишечнике, печени и самой поджелудочной железе.

ПП-клетки

RR-клетки (5%) располагаются на периферии, и их количество составляет примерно 1/20 от числа островковых клеток. Они могут секретировать вазоактивный интестинальный полипептид (ВИП), панкреатический полипептид (ПП). Максимальное количество ВИП (вазоактивный интестинальный пептид) содержится в органах пищеварения и в мочеполовой системе (уретре). Воздействует на пищеварительный тракт и выполняет множество функций, в т.ч. оказывает спазмолитическое действие на гладкую мускулатуру желчного пузыря и сфинктеров органов пищеварения.

Эпсилон-клетки

Эпсилон-клетки — самые редкие компоненты OL. При микроскопическом анализе препарата лоскута ДПК можно констатировать, что их количество от всего состава составляет менее 1%. Клетки синтезируют грелин. Среди его многочисленных функций одной из наиболее изученных является способность влиять на аппетит.

Какие патологии возникают в островковом аппарате?

Повреждение ОЛ-клеток приводит к тяжелым последствиям. При развитии аутоиммунного процесса и выработке антител (АТ) к ВЛ-клеткам количество всех этих структурных элементов резко снижается. Повреждение 90% клеток сопровождается резким снижением синтеза инсулина, что приводит к диабету. Выработка антител против островковых клеток происходит в основном у молодых людей.

Панкреатит, воспалительный процесс в островковой ткани, имеет тяжелые последствия из-за поражения островков. Часто имеет тяжелое течение в виде панкреонекроза с полной гибелью клеток органа.

Определение антител к островкам Лангерганса

Если по каким-то причинам в организме происходят сбои и активно вырабатываются антитела против собственных тканей, последствия могут быть плачевными. Когда бета-клетки подвергаются воздействию антител, развивается диабет I типа из-за недостаточной выработки инсулина. Каждый тип продуцируемых антител работает против определенного типа белка. В случае островков Лангерганса это бета-клеточные структуры, отвечающие за синтез инсулина. Процесс прогрессирующий, клетки полностью отмирают, нарушается углеводный обмен, и больной может умереть от голода при нормальном питании из-за необратимых изменений в органах.

Разработаны методы диагностики, позволяющие выявить наличие антител к инсулину в организме человека. Показаниями для этого теста являются:

• ожирение с семейной историей ожирения;
• Любые нарушения АД, включая травмы;
• Тяжелые инфекции: в основном вирусные инфекции, которые могут спровоцировать аутоиммунный процесс;
• Сильный стресс, психическое перенапряжение.

Существует 3 типа антител, помогающих диагностировать диабет I типа:

• к декарбоксилазе глутаминовой кислоты (одна из аминокислот, которая может быть заменена в организме);
• вырабатываемому инсулину;
• в OL-клетки.

Это специфические маркеры, которые следует включать в скрининг пациентов с факторами риска. Из этих тестов обнаружение антител к аминокислотному компоненту глутаминовой кислоты является ранним диагностическим признаком СД. Они появляются, когда еще нет клинических симптомов заболевания. Они выявляются преимущественно в молодом возрасте и могут быть использованы для выявления лиц с предрасположенностью к развитию заболевания.

Трансплантация островковых клеток

Трансплантация клеток OL является альтернативой пересадке поджелудочной железы или ее части и установке искусственного органа. Это связано с большой чувствительностью и хрупкостью тканей предстательной железы ко всем воздействиям: она легко травмируется и трудно восстанавливает свою функцию.

В настоящее время трансплантация островковых клеток предлагает вариант лечения сахарного диабета I типа, когда заместительная терапия инсулином достигла своего предела и становится неэффективной. Этот метод был инициирован канадскими специалистами и заключается во введении здоровых донорских эндокринных клеток в воротную вену печени с помощью катетера. Его цель состоит в том, чтобы заставить функционировать законсервированные собственные бета-клетки.

Благодаря функционированию трансплантированных клеток постепенно синтезируется количество инсулина, необходимое для поддержания нормального уровня глюкозы в крови. Эффект быстрый: в случае успешной операции в течение двух недель состояние больного улучшится, заместительная терапия станет бесполезной, а простата сама начнет синтезировать инсулин.

Опасность хирургического вмешательства состоит в том, что пересаженные клетки будут отторгнуты. Используются трупные материалы, тщательно отобранные по всем параметрам гистосовместимости. Поскольку таких критериев около 20, имеющиеся в организме антитела могут разрушить ткань поджелудочной железы. Поэтому важную роль играют правильные препараты, снижающие иммунный ответ. Препараты подобраны так, чтобы избирательно блокировать некоторые из них, влияющие на выработку антител, в клетки трансплантированных островков Лангерганса. Это минимизирует риск для поджелудочной железы.

На практике трансплантация островковых клеток при сахарном диабете I типа показывает хорошие результаты: летальных исходов после операции не зарегистрировано. У ряда пациентов доза инсулина была значительно снижена, а некоторым пациентам, перенесшим операцию, инсулин больше не нужен. Восстановились и другие нарушенные функции органов, улучшилось самочувствие больного. Большая часть из них вернулась к обычному образу жизни, что дает надежду на дальнейший благоприятный прогноз.

Как и в случае трансплантации других органов, операции на поджелудочной железе, кроме отторжения, отягощены другими побочными эффектами, обусловленными разной степенью секреторной активности поджелудочной железы. В тяжелых случаях это приводит к:

• панкреатическая диарея;
• тошнота и рвота;
• сильное обезвоживание;
• другие диспептические явления;
• общее истощение.

После операции пациенту необходимо пожизненно принимать иммунодепрессанты, чтобы предотвратить отторжение чужеродных клеток. Эти лекарства работают за счет снижения иммунного ответа — выработки антител. В свою очередь, отсутствие иммунитета увеличивает риск развития любых, даже простых инфекций, которые могут осложняться и иметь серьезные последствия.

Продолжаются исследования по трансплантации СГ от свиней — ксенотрансплантации. Известно, что анатомия свиной железы и инсулина наиболее сходна с человеческой, отличаясь от нее одной аминокислотой. До открытия инсулина экстракт поджелудочной железы свиньи использовался для лечения тяжелого диабета.

Зачем проводят пересадку?

Поврежденная ткань поджелудочной железы не восстанавливается. В случаях осложненного сахарного диабета, когда больной находится на высоких дозах инсулина, это хирургическое вмешательство спасает больного и дает возможность восстановить структуру бета-клеток. Эти клетки были трансплантированы от доноров во многих клинических испытаниях. В результате регуляция углеводного обмена восстанавливалась. Однако пациенты должны получать сильную иммуносупрессивную терапию, чтобы предотвратить отторжение донорских тканей.

Не всем пациентам с сахарным диабетом 1 типа показана трансплантация клеток. Есть строгие показания:

• отсутствие эффектов от применяемого консервативного лечения;
• Резистентность к инсулину;
• Тяжелые метаболические нарушения в организме;
• Тяжелые осложнения заболевания.

Где проводят операцию и сколько стоит?

Операция по замене островков Лангерганса широко проводится в США – это лечение всех видов диабета на ранних стадиях. Этим занимается Исследовательский институт диабета Майами. Полностью вылечить диабет таким способом невозможно, но достигается хороший терапевтический эффект и минимизируется риск серьезных осложнений.

Стоимость процедуры составляет порядка 100 000 злотых. долларов. Послеоперационная реабилитация и иммуносупрессивный лечение от 5 до 20 тысяч. доллары. Стоимость послеоперационного лечения зависит от того, как организм реагирует на трансплантированные клетки.

Почти сразу после манипуляции с Р.В. он начинает нормально функционировать независимо, и его функция постепенно улучшается. Процесс восстановления длится около 2 месяцев.

Профилактика: как сохранить островковый аппарат?

Поскольку функцией островков поджелудочной железы является производство важных веществ, модификации образа жизни необходимы для поддержания этой части поджелудочной железы в здоровье. Основные моменты:

• избегать алкоголя и курения;
• избегая нездоровой пищи;
• физическая активность;
• Минимизация острого стресса и умственной перегрузки.

Алкоголь является наиболее вредным для поджелудочной железы: он разрушает ткани поджелудочной железы и приводит к Панкреонекрозе — общей гибели всех типов клеток этого органа, которую нельзя восстановить.

Чрезмерное потребление жирных и жареных блюд имеет сходные последствия, особенно если оно происходит натощак и регулярно. Нагрузка RV значительно увеличивается, количество ферментов, необходимое для переваривания большого количества жира и этого органа. Это приводит к фиброзу и изменениям в клетках других желез.

Вот почему стоит проконсультироваться с гастроэнтерологом или врачом общей практики, с малейшими признаками расстройств пищеварения, чтобы исправить изменения во времени и предотвратить осложнения на ранней стадии.