Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
«Островки Лангерганса» перенаправляются сюда. Не следует путать с ячейкой Лангерганса .
Островки поджелудочной железы / островки лангерганса
Blausen 0701 PancreaticTissue.png
Островки поджелудочной железы - это группы клеток поджелудочной железы, которые выделяют гормоны.
Островок поджелудочной железы мыши.jpg
Островок поджелудочной железы мыши в типичном положении рядом с кровеносным сосудом; инсулин красным, ядра синим.
Подробности
ЧастьПоджелудочная железа
СистемаЭндокринный
Идентификаторы
латинскийinsulae pancreaticae
MeSHD007515
TA98A05.9.01.019
TA23128
FMA16016
Анатомические термины микроанатомии

В панкреатические островки или островки Лангерганса являются регионы поджелудочной железы , которые содержат его эндокринной (гормон-продуцирующие) клетки, обнаруженные в 1869 году немецкий анатом патологических Paul Лангерганса . [1] Островки поджелудочной железы составляют 1-2% объема поджелудочной железы и получают 10-15% ее кровотока. [2] [3] Островки поджелудочной железы расположены по плотному пути через поджелудочную железу человека и играют важную роль в метаболизме глюкозы . [4]

Структура [ править ]

В поджелудочной железе здорового взрослого человека существует около 1 миллиона островков, распределенных в виде плотных маршрутов , каждый из которых имеет в среднем около 0,2 мм в диаметре. [5] : 928 Каждый из них отделен от окружающей ткани поджелудочной железы тонкой волокнистой соединительнотканной капсулой, которая является продолжением волокнистой соединительной ткани, которая пронизана всей остальной частью поджелудочной железы. [5] : 928


Микроанатомия [ править ]

Гормоны, вырабатываемые островками поджелудочной железы, секретируются непосредственно в кровоток (по крайней мере) пятью типами клеток. В островках крысы подмножества эндокринных клеток распределяются следующим образом: [6]

  • Альфа-клетки, продуцирующие глюкагон (20% от общего количества островковых клеток)
  • Бета-клетки, производящие инсулин и амилин (≈70%)
  • Дельта-клетки, продуцирующие соматостатин (<10%)
  • Клетки эпсилона, продуцирующие грелин (<1%)
  • РР-клетки (гамма-клетки или F-клетки), продуцирующие полипептид поджелудочной железы (<5%)

Было установлено, что цитоархитектура островков поджелудочной железы различается у разных видов. [7] [8] [9] В частности, в то время как островки грызунов характеризуются преобладающей долей инсулин-продуцирующих бета-клеток в ядре кластера и дефицитом альфа-, дельта- и РР-клеток на периферии, островки человека показывают альфа и бета-клетки в тесной взаимосвязи друг с другом по всему кластеру. [7] [9]

Доля бета-клеток в островках варьирует в зависимости от вида, у человека она составляет около 40-50%. Помимо эндокринных клеток, существуют стромальные клетки (фибробласты), сосудистые клетки (эндотелиальные клетки, перициты), иммунные клетки (гранулоциты, лимфоциты, макрофаги, дендритные клетки) или нервные клетки. [10]

Через островки протекает большое количество крови, 5–6 мл / мин на 1 г островка. Это до 15 раз больше, чем в экзокринной ткани поджелудочной железы. [10]

Островки могут влиять друг на друга посредством паракринной и аутокринной коммуникации, а бета-клетки электрически связаны с шестью-семью другими бета-клетками (но не с другими типами клеток). [11]

  • Островок поджелудочной железы, окрашенный.

  • Островок поджелудочной железы с альфа-клетками

  • Островок поджелудочной железы с бета-клетками.

Функция [ править ]

Система паракринной обратной связи островков поджелудочной железы имеет следующую структуру: [12]

  • Глюкоза / инсулин: активирует бета-клетки и подавляет альфа-клетки.
  • Гликоген / глюкагон: активирует альфа-клетки, которые активируют бета-клетки и дельта-клетки.
  • Соматостатин: подавляет альфа-клетки и бета-клетки.

Большое количество рецепторов, связанных с G-белком (GPCR), регулируют секрецию инсулина, глюкагона и соматостатина островками поджелудочной железы [13], и некоторые из этих GPCR являются мишенями для лекарств, используемых для лечения диабета 2 типа (ссылка GLP-1 агонисты рецепторов, ингибиторы DPPIV).

  • Островки мыши, иммуноокрашенные на полипептид поджелудочной железы

  • Островки мыши, иммуноокрашенные на инсулин

  • Островки мыши, иммуноокрашенные на глюкагон

Электрическая активность [ править ]

Электрическая активность островков поджелудочной железы изучалась с использованием методов патч-зажима . Оказалось, что поведение клеток в интактных островках существенно отличается от поведения дисперсных клеток. [14]

Клиническое значение [ править ]

Диабет [ править ]

В бета - клетка из панкреатических островков секретируют инсулин , и поэтому играет важную роль в диабете . Считается, что они уничтожаются иммунными атаками. Однако есть также признаки того, что бета-клетки не были разрушены, а только перестали работать. [ необходима цитата ]

Трансплантация [ править ]

Поскольку бета-клетки в островках поджелудочной железы выборочно разрушаются аутоиммунным процессом при диабете 1 типа , клиницисты и исследователи активно проводят трансплантацию островков как средство восстановления физиологической функции бета-клеток, что может стать альтернативой полной трансплантации поджелудочной железы или искусственным путем. поджелудочная железа . [15] [16] Трансплантация островков стала жизнеспособным вариантом лечения инсулино-требующего диабета в начале 1970-х годов с устойчивым прогрессом в течение последних трех десятилетий. [17] Недавние клинические испытания показали, что независимость от инсулина и улучшенный метаболический контроль можно воспроизводимо получить после трансплантации трупных донорских островков пациентам снестабильный диабет 1 типа . [16]

Люди с высоким ИМТ являются неподходящими донорами поджелудочной железы из-за более серьезных технических осложнений во время трансплантации. Однако возможно изолировать большее количество островков из-за их большего размера поджелудочная железа, и поэтому они являются более подходящими донорами островков. [18]

Трансплантация островков включает только перенос ткани, состоящей из бета-клеток, которые необходимы для лечения этого заболевания. Таким образом, она представляет собой преимущество перед трансплантацией всей поджелудочной железы, которая требует больших технических затрат и создает риск, например, панкреатита, ведущего к потере органа. [18] Еще одним преимуществом является то, что пациентам не требуется общая анестезия. [19]

Трансплантация островков при диабете 1 типа в настоящее время требует сильной иммуносупрессии для предотвращения отторжения донорских островков хозяином . [20]

Островки пересаживаются в воротную вену, которая затем имплантируется в печень. [18] Существует риск тромбоза ветви воротной вены и низкое значение выживаемости островков через несколько минут после трансплантации, поскольку плотность сосудов на этом участке после операции на несколько месяцев ниже, чем в эндогенных островках. Таким образом, неоваскуляризация является ключом к выживанию островков, что поддерживается, например, VEGF, продуцируемым островками и эндотелиальными клетками сосудов. [10] [19] Однако у интрапортальной трансплантации есть некоторые другие недостатки, поэтому изучаются другие альтернативные места, которые могли бы обеспечить лучшую микросреду для имплантации островков. [18]Исследования трансплантации островков также сосредоточены на инкапсуляции островков, иммуносупрессии без CNI (ингибитор кальциневрина), биомаркерах повреждения островков или нехватке доноров островков. [21]

Альтернативный источник бета-клеток, такие как продуцирующие инсулин клетки, полученные из взрослых стволовых клеток или клеток-предшественников, будет способствовать преодолению нехватки донорских органов для трансплантации. Область регенеративной медицины стремительно развивается и дает большие надежды на ближайшее будущее. Однако диабет 1 типа является результатом аутоиммунного разрушения бета-клеток поджелудочной железы. Следовательно, эффективное лечение потребует последовательного комплексного подхода, сочетающего адекватные и безопасные иммунные вмешательства с подходами к регенерации бета-клеток. [22]Также было продемонстрировано, что альфа-клетки могут спонтанно переключать судьбу и трансдифференцироваться в бета-клетки как в здоровых, так и в диабетических островках поджелудочной железы человека и мыши, что является возможным будущим источником регенерации бета-клеток. [23] Фактически, было обнаружено, что морфология островков и эндокринная дифференцировка напрямую связаны. [24] Эндокринные клетки-предшественники дифференцируются, мигрируя в когезии и образуя почковидные островковые предшественники, или «полуострова», в которых альфа-клетки составляют внешний слой полуострова, а бета-клетки формируются позже под ними.

Дополнительные изображения [ править ]

  • Панкреатические островки, тем легче ткань среди темнее, ацинарной ткани поджелудочной железы, hemalum- эозина пятна .

  • Иллюстрация поджелудочной железы собаки. 250x.

  • Структурные различия между островками крысы (вверху) и островками человека (внизу), а также вентральной частью (слева) и дорсальной частью (справа) поджелудочной железы . Разные типы ячеек имеют цветовую маркировку. Островки грызунов, в отличие от человеческих, имеют характерное инсулиновое ядро.

См. Также [ править ]

  • Бетатрофин
  • Нейроэндокринная опухоль
  • Нейроэндокринная опухоль поджелудочной железы
  • «По течению у островков Лангерганса» , повесть Харлана Эллисона

Ссылки [ править ]

  1. ^ Лангерганс P (1869). "Beitrage zur mikroscopischen anatomie der bauchspeichel druse". Инаугурационная диссертация. Берлин: Густав Ланге .
  2. ^ Barrett KE, Boitano S, Бармен SM, Брукс HL (2009-07-22). Обзор медицинской физиологии Ганонга (23-е изд.). McGraw Hill Medical. п. 316 . ISBN 978-0-07-160568-7.
  3. ^ Функциональная анатомия эндокринной поджелудочной железы
  4. ↑ Pour, Parviz M .; Стандоп, Йенс; Батра, Суриндер К. (январь 2002 г.). «Являются ли островковые клетки привратниками поджелудочной железы?». Панкреатология . 2 (5): 440–448. DOI : 10.1159 / 000064718 . PMID 12378111 . S2CID 37257345 .  
  5. ^ a b Слейзенгер, под редакцией Марка Фельдмана, Лоуренса С. Фридмана, Лоуренса Дж. Брандта; редактор-консультант, Марвин Х. (2015). Патофизиология желудочно-кишечных заболеваний и заболеваний печени Слейзенгера и Фордтрана, диагностика, лечение (10-е изд.). Сент-Луис, Миссури: Elsevier Health Sciences. ISBN 978-1-4557-4989-8.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов ( ссылка )
  6. ^ Elayat AA; эль-Наггар ММ; Тахир М; Бассам Дахрудж (1995). «Иммуноцитохимическое и морфометрическое исследование островков поджелудочной железы крысы» . Журнал анатомии . 186. (Pt 3) (Pt 3): 629–37. PMC 1167020 . PMID 7559135 .  
  7. ^ a b Брисова М., Фаулер М.Дж., Николсон В.Е., Чу А., Хиршберг Б., Харлан Д.М., Пауэрс А.С. (2005). «Оценка архитектуры и состава островков поджелудочной железы человека с помощью лазерной сканирующей конфокальной микроскопии» . Журнал гистохимии и цитохимии . 53 (9): 1087–97. DOI : 10.1369 / jhc.5C6684.2005 . PMID 15923354 . 
  8. ^ Ichii Н, Inverardi л, Пилегги А, Молано РД, Кабрера О, Кайседо А, Мессингер S, Курода Y, Бергрен ПО, Рикорди С (2005). «Новый метод оценки клеточного состава и жизнеспособности бета-клеток в препаратах островков человека». Американский журнал трансплантологии . 5 (7): 1635–45. CiteSeerX 10.1.1.578.5893 . DOI : 10.1111 / j.1600-6143.2005.00913.x . PMID 15943621 . S2CID 234176 .   
  9. ^ a b Cabrera O, Берман DM, Kenyon NS, Ricordi C, Berggren PO, Caicedo A (2006). «Уникальная цитоархитектура островков поджелудочной железы человека имеет значение для функции островковых клеток» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (7): 2334–9. Bibcode : 2006PNAS..103.2334C . DOI : 10.1073 / pnas.0510790103 . ISSN 1091-6490 . PMC 1413730 . PMID 16461897 .   
  10. ^ a b c Янссон, Лейф; Барбу, Андрея; Бодин, Биргитта; Дротт, Карл Йохан; Эспес, Даниэль; Гао, Сян; Грейпенспарр, Лиза; Källskog, Örjan; Лау, Джоуи; Лильебек, Ханна; Пальма, Фредрик (2016-04-02). «Кровоток панкреатических островков и его измерение» . Упсальский журнал медицинских наук . 121 (2): 81–95. DOI : 10.3109 / 03009734.2016.1164769 . ISSN 0300-9734 . PMC 4900068 . PMID 27124642 .   
  11. ^ Келли, Катриона; McClenaghan, Neville H .; Флэтт, Питер Р. (2011). «Роль островковой структуры и клеточных взаимодействий в контроле секреции инсулина» . Островки . 3 (2): 41–47. DOI : 10.4161 / isl.3.2.14805 . PMID 21372635 . 
  12. ^ Ван, Майкл Б .; Баллок, Джон; Бойл, Джозеф Р. (2001). Физиология . Хагерстаун, Мэриленд: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 391. ISBN. 978-0-683-30603-3.
  13. ^ Amisten, S; Салехи, А; Рорсман, П; Джонс, ПМ; Персо, SJ (2013). «Атлас и функциональный анализ рецепторов, связанных с G-белком, на островках Лангерганса человека». Pharmacol Ther . 139 (3): 359–91. DOI : 10.1016 / j.pharmthera.2013.05.004 . PMID 23694765 . 
  14. ^ Переса Армендарис M, Roy C, спрей DC, Bennett MV (1991). «Биофизические свойства щелевых контактов между свежераспределенными парами бета-клеток поджелудочной железы мыши» . Биофизический журнал . 59 (1): 76–92. Bibcode : 1991BpJ .... 59 ... 76P . DOI : 10.1016 / S0006-3495 (91) 82200-7 . PMC 1281120 . PMID 2015391 .  
  15. ^ Мелош RM (2007). «Трансплантация для лечения диабета 1 типа» . Всемирный журнал гастроэнтерологии . 13 (47): 6347–55. DOI : 10,3748 / wjg.13.6347 . PMC 4205453 . PMID 18081223 .  
  16. ^ а б Хоган А, Пиледжи А, Рикорди С (2008). «Трансплантация: текущие разработки и будущие направления; будущее клинической трансплантации островков как лекарства от диабета». Границы биологических наук . 13 (13): 1192–205. DOI : 10.2741 / 2755 . PMID 17981623 . 
  17. ^ Piemonti L, Pileggi A (2013). «25 лет автоматизированному методу Ricordi для изоляции островков» . CellR4 . 1 (1): 8–22. PMC 6267808 . PMID 30505878 .  
  18. ^ a b c d Никлаус, Надя; Мейер, Рафаэль; Беда, Бенуа; Беришвили, Екатерина; Берни, Тьерри (27 января 2016 г.), Стеттлер, К.; Христос, E .; Дием, П. (ред.), «Замена бета-клеток: трансплантация поджелудочной железы и островковых клеток» , Endocrine Development , S. Karger AG, 31 : 146–162, DOI : 10.1159 / 000439412 , ISBN 978-3-318-05638-9, PMID  26824893 , получено 11 сентября 2020 г.
  19. ^ а б Гэмбл, Анисса; Pepper, Andrew R .; Бруни, Антонио; Шапиро, AM Джеймс (2018-03-04). «Путешествие по трансплантации островковых клеток и будущее развитие» . Островки . 10 (2): 80–94. DOI : 10.1080 / 19382014.2018.1428511 . ISSN 1938-2014 . PMC 5895174 . PMID 29394145 .   
  20. ^ Chatenoud L (2008). «Химическая иммуносупрессия при трансплантации островков - друг или враг?». Медицинский журнал Новой Англии . 358 (11): 1192–3. DOI : 10.1056 / NEJMcibr0708067 . ISSN 0028-4793 . PMID 18337609 .  
  21. ^ Чанг, Чарльз А .; Лоуренс, Майкл С .; Назируддин, Башу (октябрь 2017 г.). «Актуальные вопросы трансплантации аллогенных островков». Текущее мнение о трансплантации органов . 22 (5): 437–443. DOI : 10,1097 / MOT.0000000000000448 . ISSN 1087-2418 . PMID 28692442 . S2CID 37483032 .   
  22. ^ Pileggi A, Cobianchi L, L Inverardi, Рикорди C (2006). «Преодоление проблем, которые сейчас ограничивают трансплантацию островков: последовательный, интегрированный подход». Летопись Нью-Йоркской академии наук . 1079 (1): 383–98. Bibcode : 2006NYASA1079..383P . DOI : 10.1196 / анналы.1375.059 . ISSN 0077-8923 . PMID 17130583 . S2CID 33009393 .   
  23. ^ van der Meulen, T .; Mawla, AM; DiGruccio, MR; Адамс, МВт; Nies, V .; Dolleman, S .; Liu, S .; Акерманн, AM; Caceres, E .; Хантер, А.Е .; Kaestner, KH; Дональдсон, CJ; Хейзинг, Миссури (2017). «Девственные бета-клетки сохраняются на протяжении всей жизни в неогенной нише в островках поджелудочной железы» . Клеточный метаболизм . 25 (4): 911–926. DOI : 10.1016 / j.cmet.2017.03.017 . PMID 28380380 . 
  24. ^ Шарон, N .; Chawla, R .; Mueller, J .; Vanderhooft, J .; Уайтхорн, ЖЖ; Rosenthal, B .; Gürtler, M .; Estanboulieh, RR; Шварцман, Д .; Гиффорд, Дания; Trapnell, C .; Мелтон, Д. (2019). «Структура полуострова координирует асинхронную дифференциацию с морфогенезом для образования островков поджелудочной железы» . Cell . 176 (4): 790–804.e13. DOI : 10.1016 / j.cell.2018.12.003 . ISSN 0092-8674 . PMC 6705176 . PMID 30661759 .   

Внешние ссылки [ править ]

  • Поджелудочная железа в Атласе белков человека