Apparato insulare del pancreas. Isole di Langerhans del pancreas

Gruppi di tali cellule furono scoperti nel 1869 dallo scienziato Paul Langerhans, da cui presero il nome. Le cellule delle isole sono concentrate prevalentemente nella coda del pancreas e rappresentano il 2% della massa dell'organo. In totale, ci sono circa 1 milione di isole nel parenchima.

Di quali cellule sono fatte le isole?

Le isole di Langerhans contengono cellule diverse, morfologicamente e funzionalmente.

Il segmento endocrino del pancreas comprende:

• Cellule alfa: producono glucagone, che è un antagonista dell'insulina e aumenta i livelli di glucosio nel plasma. Occupano il 20% della massa delle cellule rimanenti.
• Cellule beta: sintetizzano insulina e amelina. Costituiscono l'80% della massa dell'isola.
• Cellule Delta: forniscono la produzione di somatostatina, che può inibire la secrezione di altre ghiandole. Queste cellule vanno dal 3 al 10% di massa totale.
• Cellule PP: producono polipeptidi pancreatici. È responsabile del rafforzamento secrezione gastrica e soppressione della funzione pancreatica.
• Le cellule Epsilon secernono grelina, responsabile della sensazione di fame.

Perché sono necessarie le isole e come sono organizzate?

Le isole di Langerhans sono responsabili del mantenimento dell'equilibrio dei carboidrati nel corpo e del funzionamento degli altri organi endocrini. Hanno un abbondante apporto di sangue e sono innervati dal nervo vago e simpatico. Tra le isole ci sono complessi neuroinsulari. Dal punto di vista ontogenetico, le cellule insulari sono formate dal tessuto epiteliale.

L'isola ha struttura complessa e ognuno di essi è una formazione funzionalmente attiva a tutti gli effetti. La sua struttura favorisce lo scambio di sostanze biologicamente attive tra altre ghiandole per la simultanea secrezione di insulina. Le cellule delle isolette sono disposte a mosaico, cioè mescolate tra loro. La struttura esocrina del pancreas può essere rappresentata da gruppi di diverse cellule e grandi isole.

È noto che un'isoletta matura nel parenchima ha un'organizzazione ordinata. È circondato tessuto connettivo, ha lobuli e all'interno ci sono capillari sanguigni. Il centro del lobulo è pieno di cellule beta, mentre le cellule alfa e delta si trovano alla periferia. Possiamo dire che la struttura dell'isola è direttamente correlata alle sue dimensioni.

Cosa è funzione endocrina isole e perché si formano anticorpi contro di esse?
Quando le cellule delle isole interagiscono, si forma un meccanismo feedback. Le cellule influenzano nelle vicinanze:

• L'insulina ha un effetto attivante sulle cellule beta e inibisce le cellule alfa.
• Il glucagone attiva le cellule alfa, che a loro volta influenzano le cellule delta.
• La somatostatina inibisce il funzionamento delle cellule alfa e beta.

In caso di violazione meccanismi immunitari Si formano anticorpi contro le cellule beta, che le distruggono e portano allo sviluppo del diabete.

Perché vengono trapiantate le isole?

Serve il trapianto di isole una degna alternativa trapianto o installazione del pancreas organo artificiale. Questo intervento offre ai pazienti con diabete la possibilità di ripristinare la struttura delle cellule beta. Condotto ricerche cliniche, in cui pazienti con diabete mellito di tipo 1 sono stati trapiantati con cellule insulari di donatori. Come risultato dei test, è stato rivelato che tale intervento porta al ripristino della regolazione dei livelli di carboidrati. I pazienti con diabete subiscono un potente terapia immunosoppressiva, per prevenire il rigetto del tessuto del donatore.

Lo xenotrapianto, ovvero il trapianto di pancreas da un maiale, è promettente. Prima della scoperta dell’insulina, gli estratti del pancreas di maiale venivano usati per trattare il diabete. È noto che l'insulina umana e quella suina differiscono in un solo amminoacido.
Lo studio della struttura e della funzione delle isole di Langerhans ha grandi prospettive, poiché il diabete mellito si sviluppa a causa di danni alla loro struttura.

Video utile sul pancreas

L'immagine accanto al testo mostra una descrizione generalizzata del sistema endocrino cellule dell'isolotto di Langerhans, senza indicare la loro effettiva posizione al suo interno. La figura mostra anche la struttura dei capillari fenestrati e delle fibre nervose autonome (HB) presenti nello spazio pericapillare e terminazioni nervose(MA).

Nel 19° secolo, un giovane scienziato tedesco scoprì l'eterogeneità del tessuto pancreatico. Le cellule che differivano dalla massa principale erano situate in piccoli ammassi, isole. Successivamente i gruppi di cellule presero il nome dal patologo: le isole di Langerhans (OL).

La loro quota nel volume totale dei tessuti non è superiore all'1-2%, tuttavia questa piccola parte della ghiandola svolge una funzione diversa da quella digestiva.

Lo scopo degli isolotti di Langerhans

La maggior parte delle cellule del pancreas (PG) produce enzimi che favoriscono la digestione. La funzione dei gruppi di isole è diversa: sintetizzano gli ormoni, quindi sono classificati come sistema endocrino.

Pertanto, il pancreas fa parte di due sistemi principali del corpo: digestivo ed endocrino. Le isole sono microorgani che producono 5 tipi di ormoni.

La maggior parte dei gruppi pancreatici si trova nella coda del pancreas, sebbene le inclusioni caotiche a mosaico coinvolgano tutto il tessuto esocrino.

Gli OB sono responsabili della regolazione del metabolismo dei carboidrati e del supporto del funzionamento di altri organi endocrini.

Struttura istologica

Ogni isola è un elemento funzionante in modo indipendente. Insieme formano un arcipelago complesso, composto da singole cellule e formazioni più grandi. Le loro dimensioni variano in modo significativo: da una cellula endocrina a un'isola matura e grande (>100 µm).

Nei gruppi pancreatici viene costruita una gerarchia di disposizione cellulare, ce ne sono 5 tipi, tutti svolgono il loro ruolo. Ogni isola è circondata da tessuto connettivo e presenta lobuli in cui si trovano i capillari.

Al centro ci sono gruppi di cellule beta, lungo i bordi delle formazioni ci sono cellule alfa e delta. Come taglia più grande isolotto, più cellule periferiche contiene.

Le isole non hanno dotti; gli ormoni prodotti vengono escreti attraverso il sistema capillare.

Tipi di cellule

Diversi gruppi di cellule producono il proprio tipo di ormone, regolando la digestione, i lipidi e metabolismo dei carboidrati.

1. Cellule alfa. Questo gruppo di OB si trova lungo il bordo degli isolotti, il loro volume costituisce il 15-20% della dimensione totale. Sintetizzano il glucagone, un ormone che regola la quantità di glucosio nel sangue.
2. Cellule beta. Sono raggruppati al centro delle isole e si formano maggior parte il loro volume è del 60-80%. Sintetizzano l'insulina, circa 2 mg al giorno.
3. Cellule delta. Sono responsabili della produzione di somatostatina, variano dal 3 al 10%.
4. Celle Epsilon. La quantità della massa totale non è superiore all'1%. Il loro prodotto è la grelina.
5. Celle PP. L'ormone polipeptide pancreatico è prodotto da questa parte dell'OB. Costituiscono fino al 5% delle isole.

Nel corso della vita, la percentuale della componente endocrina del pancreas diminuisce: dal 6% nei primi mesi di vita all'1-2% entro i 50 anni.

Attività ormonale

Il ruolo ormonale del pancreas è eccezionale.

Le sostanze attive sintetizzate in piccole isole vengono consegnate agli organi attraverso il flusso sanguigno e regolano il metabolismo dei carboidrati:

1. Il compito principale dell’insulina è ridurre al minimo i livelli di zucchero nel sangue. Aumenta l'assorbimento del glucosio membrane cellulari, ne accelera l'ossidazione e aiuta a preservarlo sotto forma di glicogeno. La violazione della sintesi ormonale porta allo sviluppo del diabete di tipo 1. In questo caso, gli esami del sangue mostrano la presenza di anticorpi contro le cellule beta. Il diabete di tipo 2 si sviluppa quando diminuisce la sensibilità dei tessuti all’insulina.
2. Il glucagone svolge la funzione opposta: aumenta i livelli di zucchero, regola la produzione di glucosio nel fegato e accelera la degradazione dei lipidi. I due ormoni, completandosi a vicenda, armonizzano il contenuto di glucosio, sostanza che garantisce l’attività vitale dell’organismo a livello cellulare.
3. La somatostatina rallenta l'azione di molti ormoni. In questo caso, si osserva una diminuzione del tasso di assorbimento dello zucchero dal cibo, una diminuzione della sintesi enzimi digestivi, diminuzione della quantità di glucagone.
4. Il polipeptide pancreatico riduce il numero di enzimi e rallenta il rilascio di bile e bilirubina. Si ritiene che arresti il ​​consumo degli enzimi digestivi, preservandoli fino al pasto successivo.
5. La grelina è considerata un ormone della fame o della sazietà. La sua produzione segnala al corpo la sensazione di fame.

La quantità di ormoni prodotti dipende dal glucosio ottenuto dal cibo e dalla velocità della sua ossidazione. All’aumentare della sua quantità, aumenta la produzione di insulina. La sintesi inizia ad una concentrazione di 5,5 mmol/l nel plasma sanguigno.

Non solo l’assunzione di cibo può innescare la produzione di insulina. U persona sana concentrazione massima osservato durante i periodi di forte stress fisico, fatica.

La parte endocrina del pancreas produce ormoni che hanno un'influenza decisiva su tutto il corpo. Cambiamenti patologici OL può interrompere il funzionamento di tutti gli organi.

Video sui compiti dell'insulina nel corpo umano:

Danni al pancreas endocrino e suo trattamento

La causa del danno OB può essere la predisposizione genetica, infezioni e avvelenamenti, malattie infiammatorie, problemi immunitari.

Di conseguenza, la produzione di ormoni da parte di varie cellule delle isole cessa o diminuisce significativamente.

Di conseguenza, potresti sviluppare:

1. Diabete di tipo 1. Caratterizzato dall'assenza o carenza di insulina.
2. Diabete di tipo 2. È determinato dall’incapacità del corpo di utilizzare l’ormone prodotto.
3. Il diabete gestazionale si sviluppa durante la gravidanza.
4. Altri tipi di diabete mellito (MODY).
5. Tumori neuroendocrini.

I principi di base del trattamento del diabete mellito di tipo 1 sono l'introduzione di insulina nel corpo, la cui produzione è compromessa o ridotta. Esistono due tipi di insulina utilizzate: rapida e lunga recitazione. Ultima vista imita la produzione dell'ormone pancreatico.

Il diabete di tipo 2 richiede conformità rigorosa diete, moderate esercizio fisico e assumere farmaci che aiutano a bruciare lo zucchero.

Il diabete è in aumento in tutto il mondo ed è già considerato la piaga del 21° secolo. Quindi medico centri di ricerca stanno cercando modi per combattere le malattie degli isolotti di Langerhans.

I processi nel pancreas si sviluppano rapidamente e portano alla morte delle isole che dovrebbero sintetizzare gli ormoni.

IN l'anno scorso diventare conosciuto:

• le cellule staminali trapiantate nel tessuto pancreatico attecchiscono bene e sono in grado di produrre ulteriormente ormoni, poiché iniziano a funzionare come cellule beta;
• L'OB produce più ormoni se viene rimossa parte del tessuto ghiandolare del pancreas.

Ciò consente ai pazienti di rifiutare l'uso continuo medicinali, dieta ferrea e ritornare ad uno stile di vita normale. Il problema resta il sistema immunitario, che può respingere le cellule trapiantate.

Ancora uno modo possibile Per il trattamento si sta prendendo in considerazione il trapianto di parte del tessuto insulare da un donatore. Questo metodo sostituisce l'impianto di un pancreas artificiale o il suo trapianto completo da un donatore. In questo caso è possibile arrestare la progressione della malattia e normalizzare il glucosio nel sangue.

Condotto operazioni di successo, dopodiché i pazienti con diabete di tipo 1 non avevano più bisogno di insulina. L'organo ha ripristinato la popolazione delle cellule beta e ha ripreso la sintesi della propria insulina. Dopo l'intervento chirurgico è stata somministrata una terapia immunosoppressiva per prevenire il rigetto.

Materiale video sulle funzioni del glucosio e del diabete:

Le scuole di medicina stanno lavorando per studiare la possibilità di trapiantare un pancreas da un maiale. I primi trattamenti per il diabete utilizzavano parti del pancreas di maiale.

Gli scienziati concordano sulla necessità di effettuare ricerche sulle caratteristiche strutturali e sul funzionamento degli isolotti di Langerhans grande quantità funzioni importanti, che vengono effettuati dagli ormoni in essi sintetizzati.

L’uso costante di ormoni artificiali non aiuta a superare la malattia e peggiora la qualità della vita del paziente. Causa danni a questa piccola parte del pancreas profonde violazioni lavoro dell'intero organismo, quindi la ricerca continua.

Ormoni pancreatici. Isolotti di Langerhans. Somatostatina. Amilina. Funzioni regolatrici degli ormoni pancreatici.

Funzione endocrina V pancreas Sono eseguiti da grappoli di cellule di origine epiteliale, chiamate isolotti di Langerhans e costituisce solo l'1-2% della massa del pancreas, un organo esocrino che forma il succo digestivo pancreatico. Il numero di isole nella ghiandola di un adulto è molto ampio e varia da 200mila a un milione e mezzo.

Nelle isole ci sono diversi tipi di cellule che producono ormoni: si formano le cellule alfa glucagone, cellule beta - insulina, cellule delta - somatostatina, cellule d - gastrina e celle PP o F - polipeptide pancreatico. Oltre all'insulina, le cellule beta sintetizzano l'ormone amilina, che ha effetti opposti all'insulina. L'apporto di sangue alle isole è più intenso che al parenchima principale della ghiandola. L'innervazione è effettuata dai nervi postgangliari simpatici e parasimpatici e tra le cellule delle isole sono presenti cellule nervose, formando complessi neuroinsulari.

L'insulina viene sintetizzata nel reticolo endoplasmatico cellule beta prima sotto forma di pre-proinsulina, poi la catena di 23 aminoacidi viene scissa da questa e la molecola rimanente viene chiamata proinsulina. Nel complesso del Golgi proinsulina Confezionati in granuli, dividono la proinsulina in insulina e peptide di collegamento (peptide C). In granuli viene depositata l'insulina sotto forma di polimero e parzialmente in complesso con lo zinco. La quantità di insulina depositata nei granuli è quasi 10 volte superiore fabbisogno giornaliero nell'ormone. La secrezione di insulina avviene per esocitosi dei granuli, con una quantità equimolare di insulina e peptide C che entrano nel sangue. Determinare il contenuto di quest'ultimo nel sangue è importante Test diagnostico valutazione della capacità secretoria (3-cellule.

Secrezione di insulinaè un processo calcio-dipendente. Sotto l'influenza di uno stimolo - un aumento del livello di glucosio nel sangue - la membrana delle cellule beta viene depolarizzata, gli ioni calcio entrano nelle cellule, che innesca il processo di contrazione del sistema microtubulare intracellulare e il movimento dei granuli sulla membrana plasmatica, seguita dalla loro esocitosi.

Funzione secretoria di diverso cellule delle isoleè interconnesso e dipende dagli effetti degli ormoni che producono, e quindi le isole sono considerate come una sorta di “mini-organo” (Fig. 6.21). Evidenziare due tipi di secrezione di insulina: basale e stimolato. Secrezione basale di insulina effettuato in modo continuativo, anche a digiuno e con livelli di glucosio nel sangue inferiori a 4 mmol/l.

Stimolato secrezione di insulina rappresenta la risposta cellule beta isolotti accesi livello aumentato D-glucosio nel sangue che scorre alle cellule beta. Sotto l'influenza del glucosio, viene attivato il recettore energetico delle cellule beta, che aumenta il trasporto degli ioni calcio nella cellula, attiva l'adenilato ciclasi e il pool di cAMP (fondo). Attraverso questi intermediari, il glucosio stimola il rilascio di insulina nel sangue da specifici granuli secretori. Rafforza la risposta delle cellule beta all'azione dell'ormone glucosio duodeno- peptide inibitorio gastrico (GIP). Anche la funzione autonoma svolge un certo ruolo nella regolazione della secrezione di insulina. sistema nervoso. Nervo vago e l'acetilcolina stimolano la secrezione di insulina, mentre i nervi simpatici e la norepinefrina attraverso i recettori alfa-adrenergici sopprimono la secrezione di insulina e stimolano il rilascio di glucagone.

Un inibitore specifico della produzione di insulina è l'ormone delle cellule delta delle isole - somatostatina. Questo ormone si forma anche nell'intestino, dove inibisce l'assorbimento del glucosio e quindi lo riduce risposta cellule beta ad uno stimolo di glucosio. La formazione di peptidi simili al mosg, come la somatostatina, nel pancreas e nell'intestino conferma l'esistenza di un unico sistema APUD nell'organismo. La secrezione di glucagone è stimolata da una diminuzione dei livelli di glucosio nel sangue e degli ormoni tratto gastrointestinale(GIP gastrina, secretina, cole-cistochinina-pancreozimina) e con diminuzione degli ioni Ca2+ nel sangue. L'insulina, la somatostatina, il glucosio nel sangue e il Ca2+ sopprimono la secrezione di glucagone. Il peptide-1 simile al glucagone viene prodotto nelle cellule endocrine dell'intestino, che stimola l'assorbimento del glucosio e la secrezione di insulina dopo i pasti. Le cellule del tratto gastrointestinale che producono ormoni sono una sorta di “avvisatore precoce” per le cellule delle isole pancreatiche dell’arrivo di nutrienti nel corpo, richiedendo la partecipazione degli ormoni pancreatici per l'utilizzo e la distribuzione. Questo rapporto funzionale riflesso nel termine “ sistema gastro-entero-pancreatico».

In questo articolo ti diremo quali cellule compongono le isole del pancreas? Qual è la loro funzione e quali ormoni secernono?

Un po' di anatomia

Il tessuto pancreatico contiene non solo acini, ma anche isole di Langerhans. Le cellule di queste formazioni non producono enzimi. La loro funzione principale è produrre ormoni.

Queste cellule endocrine furono scoperte per la prima volta nel 19° secolo. Lo scienziato da cui prendono il nome queste formazioni era ancora uno studente.

Non ci sono così tante isole nel ferro stesso. Nell'intera massa dell'organo, le zone di Langerhans rappresentano l'1-2%. Tuttavia, il loro ruolo è eccezionale. Le cellule della parte endocrina della ghiandola producono 5 tipi di ormoni che regolano la digestione, il metabolismo dei carboidrati e la risposta allo stress. Con la patologia di queste zone attive si sviluppa una delle malattie più comuni del 21 ° secolo: il diabete mellito. Inoltre, la patologia di queste cellule provoca la sindrome di Zollinger-Ellison, l'insulinoma, il glucoganoma e altre malattie rare.

Oggi è noto che le isole pancreatiche hanno 5 tipi di cellule. Parliamo più approfonditamente della loro funzione di seguito.

Cellule alfa

Queste cellule costituiscono il 15-20% del totale delle cellule delle isole. È noto che gli esseri umani hanno più cellule alfa degli animali. Queste zone secernono ormoni responsabili della risposta di lotta e fuga. Il glucagone, che si forma qui, aumenta notevolmente i livelli di glucosio, migliora il lavoro muscoli scheletrici, accelera il cuore. Il glucagone stimola anche la produzione di adrenalina.

Il glucagone è progettato per a breve termine impatto. Viene rapidamente distrutto nel sangue. Secondo funzione significativa Questa sostanza antagonizza l'insulina. Il glucagone viene rilasciato quando forte calo glucosio nel sangue. Tali ormoni vengono somministrati negli ospedali a pazienti con condizioni ipoglicemiche e coma.

Cellule beta

Queste aree del tessuto parenchimale secernono insulina. Sono i più numerosi (circa l'80% delle cellule). Si possono trovare non solo nelle isole; negli acini e nei dotti ci sono singole zone di secrezione di insulina.

La funzione dell’insulina è quella di abbassare le concentrazioni di glucosio. Gli ormoni rendono permeabili le membrane cellulari. Grazie a ciò, la molecola di zucchero penetra rapidamente all'interno. Inoltre, attivano una catena di reazioni che producono energia dal glucosio (glicolisi) e lo immagazzinano di riserva (sotto forma di glicogeno), formando da esso grassi e proteine. Se l’insulina non viene secreta dalle cellule, si sviluppa il diabete di tipo 1. Se l'ormone non agisce sul tessuto, si forma il diabete mellito di tipo 2.

La produzione di insulina è processo difficile. Il suo livello può essere aumentato dai carboidrati contenuti negli alimenti e dagli aminoacidi (soprattutto leucina e arginina). L'insulina aumenta con un aumento di calcio, potassio e alcuni ormoni sostanze attive(ACTH, estrogeni e altri).

Il peptide C si forma anche nelle zone beta. Cos'è? Questa parola si riferisce a uno dei metaboliti che si formano durante la sintesi dell'insulina. IN Ultimamente questa molecola ha un ruolo importante significato clinico. Quando si forma una molecola di insulina, si forma una molecola di peptide C. Ma quest'ultimo ha di più lungo termine decadimento nel corpo (l'insulina vive non più di 4 minuti e il peptide C circa 20). Il peptide C diminuisce con diabete mellito tipo 1 (inizialmente viene prodotta poca insulina), e aumenta con il secondo tipo (c'è molta insulina, ma i tessuti non rispondono), insulinoma.

Cellule delta

Queste sono zone del tessuto pancreatico delle cellule di Langerhans che secernono somatostatina. L'ormone inibisce il rilascio di enzimi. La sostanza rallenta anche altri organi sistema endocrino(ipotalamo e ghiandola pituitaria). Utilizzato in clinica analogo sintetico o Sandostatina. Il farmaco viene somministrato attivamente durante gli attacchi di pancreatite e le operazioni al pancreas.

Le cellule delta producono piccole quantità di polipeptide intestinale vasoattivo. Questa sostanza riduce la formazione di acido cloridrico nello stomaco e aumenta il contenuto di pepsinogeno nel succo gastrico.

Celle PP

Queste aree delle zone di Langerhans producono polipeptide pancreatico. Questa sostanza inibisce l'attività del pancreas e stimola il funzionamento dello stomaco. Ci sono pochissime celle PP: non più del 5%.

Celle Epsilon

Gli ultimi tratti delle zone di Langerhans sono estremamente rari: meno dell'1% del totale. Sintetizzano la grelina. Questo ormone stimola l'appetito. Oltre al pancreas, la grelina viene prodotta dai polmoni, dai reni, dall’intestino e dai genitali.