Aparat wysepkowy trzustki. Wysepki Langerhansa trzustki

Grupy takich komórek odkrył w 1869 roku naukowiec Paul Langerhans, od którego nazwano je. Komórki wysp koncentrują się głównie w ogonie trzustki i stanowią 2% masy narządu. W sumie w miąższu znajduje się około 1 miliona wysepek.

Z jakich komórek zbudowane są wysepki?

Wysepki Langerhansa zawierają różne komórki pod względem morfologicznym i funkcjonalnym.

Do części endokrynnej trzustki zalicza się:

• Komórki alfa - wytwarzają glukagon, który jest antagonistą insuliny i zwiększa poziom glukozy w osoczu. Zajmują 20% masy pozostałych komórek.
• Komórki Beta - syntetyzują insulinę i amelinę. Stanowią 80% masy wyspy.
• Komórki Delta - zapewniają produkcję somatostatyny, która może hamować wydzielanie innych gruczołów. Komórki te wahają się od 3 do 10%. masa całkowita.
• Komórki PP – wytwarzają polipeptyd trzustkowy. Odpowiada za wzmocnienie wydzielina żołądkowa i zahamowanie czynności trzustki.
• Komórki Epsilon wydzielają grelinę, która odpowiada za uczucie głodu.

Dlaczego wyspy są potrzebne i jak są rozmieszczone?

Wysepki Langerhansa odpowiadają za utrzymanie równowagi węglowodanów w organizmie i funkcjonowanie pozostałych narządy endokrynologiczne. Mają obfite ukrwienie i są unerwione przez nerw błędny i współczulny. Wśród wysepek znajdują się kompleksy neuroinsularne. Pod względem ontogenetycznym komórki wysp powstają z tkanki nabłonkowej.

Wyspa ma złożona struktura a każdy z nich jest pełnoprawną formacją funkcjonalnie aktywną. Jego struktura sprzyja wymianie substancji biologicznie czynnych pomiędzy innymi gruczołami w celu jednoczesnego wydzielania insuliny. Komórki wysepek ułożone są w formie mozaiki, czyli są ze sobą zmieszane. Strukturę zewnątrzwydzielniczą trzustki można przedstawić jako skupiska kilku komórek i duże wysepki.

Wiadomo, że dojrzała wysepka w miąższu ma uporządkowaną organizację. Jest otoczony tkanka łączna, ma zraziki i przechodzi do środka naczynia włosowate. Środek płatka jest wypełniony komórkami beta, a komórki alfa i delta znajdują się na obwodzie. Można powiedzieć, że struktura wyspy jest bezpośrednio związana z jej wielkością.

Co jest funkcja endokrynologiczna wysepki i dlaczego powstają przeciwko nim przeciwciała?
Kiedy komórki wysepek wchodzą w interakcję, powstaje mechanizm informacja zwrotna. Komórki wpływają w pobliżu:

• Insulina działa aktywująco na komórki beta i hamuje komórki alfa.
• Glukagon aktywuje komórki alfa, które z kolei wpływają na komórki delta.
• Somatostatyna hamuje funkcjonowanie komórek alfa i beta.

W przypadku naruszenia mechanizmy odpornościowe Przeciwko komórkom beta powstają przeciwciała, które je niszczą i prowadzą do rozwoju cukrzycy.

Dlaczego przeszczepia się wysepki?

Służy przeszczepianiu wysp godna alternatywa przeszczep lub instalacja trzustki sztuczny organ. Ta interwencja daje pacjentom chorym na cukrzycę szansę na przywrócenie struktury komórek beta. Prowadzone badania kliniczne, w którym pacjentom z cukrzycą typu 1 przeszczepiono komórki wysp trzustkowych od dawców. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że taka interwencja prowadzi do przywrócenia regulacji poziomu węglowodanów. Pacjenci chorzy na cukrzycę przechodzą potężne terapii immunosupresyjnej, aby zapobiec odrzuceniu tkanki dawcy.

Ksenotransplantacja – przeszczep trzustki od świni – jest obiecująca. Przed odkryciem insuliny ekstrakty z trzustki wieprzowej stosowano w leczeniu cukrzycy. Wiadomo, że insulina ludzka i wieprzowa różnią się tylko jednym aminokwasem.
Badanie struktury i funkcji wysepek Langerhansa ma ogromne perspektywy, ponieważ cukrzyca rozwija się z powodu uszkodzenia ich struktury.

Przydatny film o trzustce

Rysunek obok tekstu przedstawia uogólniony opis endokrynologii komórki wysepki Langerhansa, bez wskazania ich rzeczywistego położenia w nim. Na rycinie przedstawiono także strukturę fenestrowanych naczyń włosowatych i autonomicznych włókien nerwowych (HB) obecnych w przestrzeni okołokapilarnej oraz zakończenia nerwowe(ALE).

W XIX wieku młody naukowiec z Niemiec odkrył niejednorodność tkanki trzustki. Komórki różniące się od masy głównej rozmieszczone były w małych skupiskach, wyspach. Następnie grupy komórek nazwano na cześć patologa – wysepkami Langerhansa (OL).

Ich udział w całkowitej objętości tkanek nie przekracza 1-2%, ale ta niewielka część gruczołu pełni inną funkcję niż trawienna.

Przeznaczenie wysepek Langerhansa

Główna część komórek trzustki (PG) wytwarza enzymy wspomagające trawienie. Funkcja skupisk wysp jest inna - syntetyzują hormony, dlatego zalicza się je do układu hormonalnego.

Zatem trzustka jest częścią dwóch głównych układów organizmu - trawiennego i hormonalnego. Wyspy to mikroorganizmy wytwarzające 5 rodzajów hormonów.

Większość grup trzustki zlokalizowana jest w części ogonowej trzustki, chociaż chaotyczne, mozaikowe wtręty obejmują całą tkankę zewnątrzwydzielniczą.

OB odpowiadają za regulację metabolizmu węglowodanów oraz wspomaganie funkcjonowania innych narządów wydzielania wewnętrznego.

Struktura histologiczna

Każda wyspa jest niezależnie funkcjonującym elementem. Razem tworzą złożony archipelag, który składa się z poszczególne komórki i większe formacje. Ich rozmiary są bardzo zróżnicowane – od jednej komórki endokrynnej do dojrzałej, dużej wysepki (>100 µm).

W grupach trzustki budowana jest hierarchia rozmieszczenia komórek, jest ich 5 typów, wszystkie spełniają swoją rolę. Każda wyspa jest otoczona tkanką łączną i ma zraziki, w których znajdują się naczynia włosowate.

W centrum znajdują się grupy komórek beta, wzdłuż krawędzi formacji znajdują się komórki alfa i delta. Jak większy rozmiar wysepka, tym więcej zawiera komórek peryferyjnych.

Wysepki nie mają przewodów; wytwarzane hormony są wydalane przez układ naczyń włosowatych.

Rodzaje komórek

Różne grupy komórek wytwarzają własny rodzaj hormonu regulującego trawienie, lipidy i metabolizm węglowodanów.

1. Komórki alfa. Ta grupa OB znajduje się wzdłuż krawędzi wysepek; ich objętość stanowi 15-20% całkowitego rozmiaru. Syntetyzują glukagon, hormon regulujący ilość glukozy we krwi.
2. Komórki beta. Są zgrupowane w centrum wysp i tworzą bardzo ich objętość wynosi 60-80%. Syntetyzują insulinę, około 2 mg dziennie.
3. Komórki delta. Odpowiadają za produkcję somatostatyny, wahają się od 3 do 10%.
4. Komórki Epsilona. Ilość całkowitej masy nie przekracza 1%. Ich produktem jest grelina.
5. Komórki PP. Ta część OB wytwarza hormon polipeptyd trzustkowy. Stanowią do 5% wysp.

Z biegiem życia zmniejsza się udział składnika hormonalnego trzustki - z 6% w pierwszych miesiącach życia do 1-2% w wieku 50 lat.

Aktywność hormonalna

Hormonalna rola trzustki jest ogromna.

Substancje aktywne syntetyzowane w małych wysepkach dostarczane są do narządów przez krwiobieg i regulują metabolizm węglowodanów:

1. Głównym zadaniem insuliny jest minimalizowanie poziomu cukru we krwi. Zwiększa wchłanianie glukozy błony komórkowe, przyspiesza jego utlenianie i pomaga zachować go w postaci glikogenu. Naruszenie syntezy hormonów prowadzi do rozwoju cukrzycy typu 1. W tym przypadku badania krwi wykazują obecność przeciwciał przeciwko komórkom beta. Cukrzyca typu 2 rozwija się, gdy zmniejsza się wrażliwość tkanek na insulinę.
2. Glukagon pełni odwrotną funkcję - zwiększa poziom cukru, reguluje produkcję glukozy w wątrobie i przyspiesza rozkład lipidów. Obydwa hormony, uzupełniając się wzajemnie, harmonizują zawartość glukozy – substancji zapewniającej żywotną aktywność organizmu na poziomie komórkowym.
3. Somatostatyna spowalnia działanie wielu hormonów. W tym przypadku następuje zmniejszenie szybkości wchłaniania cukru z pożywienia, zmniejszenie syntezy enzymy trawienne, zmniejszenie ilości glukagonu.
4. Polipeptyd trzustkowy zmniejsza liczbę enzymów i spowalnia uwalnianie żółci i bilirubiny. Uważa się, że zatrzymuje zużycie enzymów trawiennych, zachowując je do następnego posiłku.
5. Grelina jest uważana za hormon głodu lub sytości. Jej produkcja sygnalizuje organizmowi uczucie głodu.

Ilość wytwarzanych hormonów zależy od glukozy otrzymanej z pożywienia i szybkości jej utleniania. Wraz ze wzrostem jego ilości zwiększa się produkcja insuliny. Synteza rozpoczyna się przy stężeniu 5,5 mmol/l w osoczu krwi.

Nie tylko spożycie pokarmu może wywołać produkcję insuliny. U zdrowa osoba maksymalne stężenie obserwowane w okresach silnego zmeczenie fizyczne, stres.

Część endokrynna trzustki wytwarza hormony, które mają decydujący wpływ na cały organizm. Zmiany patologiczne OL może zaburzyć funkcjonowanie wszystkich narządów.

Film o zadaniach insuliny w organizmie człowieka:

Uszkodzenie endokrynnej trzustki i jego leczenie

Przyczyną uszkodzeń OB mogą być predyspozycje genetyczne, infekcje i zatrucia, choroby zapalne, problemy z odpornością.

W rezultacie produkcja hormonów przez różne komórki wysp zostaje wstrzymana lub znacznie zmniejszona.

W rezultacie możesz rozwinąć:

1. Cukrzyca typu 1. Charakteryzuje się brakiem lub niedoborem insuliny.
2. Cukrzyca typu 2. Jest to spowodowane niezdolnością organizmu do wykorzystania wyprodukowanego hormonu.
3. Cukrzyca ciążowa rozwija się w czasie ciąży.
4. Inne typy cukrzycy (MODY).
5. Guzy neuroendokrynne.

Podstawowymi zasadami leczenia cukrzycy typu 1 jest wprowadzenie do organizmu insuliny, której wytwarzanie jest upośledzone lub zmniejszone. Stosowane są dwa rodzaje insulin: szybka i długo działające. Ostatni widok imituje wytwarzanie hormonu trzustki.

Wymaga tego cukrzyca typu 2 ścisłe przestrzeganie dieta, umiarkowana ćwiczenia fizyczne i przyjmowanie leków pomagających spalać cukier.

Cukrzyca rośnie na całym świecie i już nazywana jest plagą XXI wieku. Dlatego medyczny ośrodków badawczych szukają sposobów zwalczania chorób wysepek Langerhansa.

Procesy zachodzące w trzustce rozwijają się szybko i prowadzą do obumierania wysp, które mają syntetyzować hormony.

W ostatnie lata stał się znany:

• komórki macierzyste przeszczepione do tkanki trzustki dobrze się zakorzeniają i są zdolne do dalszej produkcji hormonów, ponieważ zaczynają działać jak komórki beta;
• OB wytwarza więcej hormonów, jeśli usunie się część tkanki gruczołowej trzustki.

Dzięki temu pacjenci mogą odmówić ciągłego stosowania leki, ścisła dieta i wrócić do normalnego trybu życia. Problemem pozostaje układ odpornościowy, który potrafi odrzucić przeszczepione komórki.

Jeszcze jeden możliwy sposób W celu leczenia rozważa się przeszczepienie części tkanki wysp trzustkowych od dawcy. Metoda ta zastępuje instalację sztucznej trzustki lub jej całkowity przeszczep od dawcy. Jednocześnie możliwe jest zatrzymanie postępu choroby i normalizacja poziomu glukozy we krwi.

Prowadzone udane operacje, po którym pacjenci z cukrzycą typu 1 nie potrzebowali już insuliny. Narząd odbudował populację komórek beta i wznowiono syntezę własnej insuliny. Po operacji zastosowano terapię immunosupresyjną, aby zapobiec odrzuceniu przeszczepu.

Materiał wideo na temat funkcji glukozy i cukrzycy:

Szkoły medyczne pracują nad zbadaniem możliwości przeszczepienia trzustki od świni. W pierwszych metodach leczenia cukrzycy wykorzystywano części trzustki świni.

Naukowcy są zgodni, że badania nad cechami strukturalnymi i funkcjonowaniem wysepek Langerhansa są konieczne ze względu na duże ilości ważne funkcje, które są przeprowadzane przez syntetyzowane w nich hormony.

Ciągłe stosowanie sztucznych hormonów nie pomaga w pokonaniu choroby i pogarsza jakość życia pacjenta. Uszkodzenie tej małej części trzustki powoduje głębokie naruszenia pracę całego organizmu, dlatego badania trwają.

Hormony trzustkowe. Wysepki Langerhansa. Somatostatyna. Amylina. Funkcje regulacyjne hormonów trzustki.

Funkcja endokrynologiczna V trzustka Wykonują je skupiska komórek pochodzenia nabłonkowego, tzw wysepki Langerhansa i stanowią jedynie 1-2% masy trzustki – zewnątrzwydzielniczego narządu wytwarzającego trzustkowy sok trawienny. Liczba wysepek w gruczole osoby dorosłej jest bardzo duża i waha się od 200 tysięcy do półtora miliona.

Na wysepkach występuje kilka rodzajów komórek wytwarzających hormony: tworzą się komórki alfa glukagon, komórki beta - insulina, komórki delta - somatostatyna, komórki D - gastryna i komórki PP lub F - polipeptyd trzustkowy. Oprócz insuliny komórki beta syntetyzują ten hormon amylina, który ma działanie odwrotne do insuliny. Dopływ krwi do wysepek jest intensywniejszy niż do głównego miąższu gruczołu. Unerwienie jest realizowane przez nerwy współczulne i przywspółczulne pozazwojowe, a wśród komórek wysp znajdują się komórki nerwowe, tworząc kompleksy neuroinsularne.

Insulina jest syntetyzowana w siateczce śródplazmatycznej komórki beta najpierw w postaci pre-proinsuliny, następnie oddziela się od niej 23-aminokwasowy łańcuch i pozostała cząsteczka nazywana jest proinsuliną. W kompleksie Golgiego proinsulina zapakowane w granulki, rozkładają proinsulinę na insulinę i peptyd łączący (peptyd C). W granulkach odkłada się insulina w postaci polimeru i częściowo w kompleksie z cynkiem. Ilość insuliny zdeponowanej w granulkach jest prawie 10-krotnie większa dzienne zapotrzebowanie w hormonie. Wydzielanie insuliny następuje poprzez egzocytozę ziarnistości, przy czym do krwi dostaje się równomolowa ilość insuliny i peptydu C. Ważne jest oznaczenie zawartości tego ostatniego we krwi test diagnostyczny ocena zdolności wydzielniczej (3-cells.

Wydzielanie insuliny jest procesem zależnym od wapnia. Pod wpływem bodźca – zwiększonego poziomu glukozy we krwi – błona komórek beta ulega depolaryzacji, do komórek przedostają się jony wapnia, co powoduje proces skurczu wewnątrzkomórkowego układu mikrotubul i przemieszczanie się granulek do błony komórkowej, po czym następuje ich egzocytoza.

Funkcja wydzielnicza różnych komórki wysp jest ze sobą powiązany i zależy od działania wytwarzanych przez nie hormonów, dlatego wysepki są uważane za rodzaj „mini-organu” (ryc. 6.21). Atrakcja dwa rodzaje wydzielania insuliny: podstawowy i stymulowany. Podstawowe wydzielanie insuliny przeprowadzać w sposób ciągły, nawet na czczo i przy stężeniu glukozy we krwi poniżej 4 mmol/l.

Stymulowany wydzielanie insuliny reprezentuje odpowiedź komórki beta wysepki włączone podwyższony poziom D-glukoza we krwi płynącej do komórek beta. Pod wpływem glukozy aktywowany jest receptor energetyczny komórek beta, co zwiększa transport jonów wapnia do komórki, aktywuje cyklazę adenylanową i pulę cAMP (fundusz). Za pośrednictwem tych pośredników glukoza stymuluje uwalnianie insuliny do krwi z określonych ziarnistości wydzielniczych. Zwiększa odpowiedź komórek beta na hormon glukozy dwunastnica- peptyd hamujący działanie żołądka (GIP). Funkcja autonomiczna odgrywa również pewną rolę w regulacji wydzielania insuliny. system nerwowy. Nerw błędny i acetylocholina stymulują wydzielanie insuliny, a nerwy współczulne i noradrenalina poprzez receptory alfa-adrenergiczne hamują wydzielanie insuliny i stymulują uwalnianie glukagonu.

Specyficznym inhibitorem produkcji insuliny jest hormon komórek delta wysp - somatostatyna. Hormon ten powstaje także w jelitach, gdzie hamuje wchłanianie glukozy i tym samym zmniejsza się odpowiedź komórki beta na bodziec glukozowy. Tworzenie się w trzustce i jelitach peptydów podobnych do mosg, np. somatostatyny, potwierdza istnienie w organizmie jednego układu APUD. Wydzielanie glukagonu jest stymulowane przez spadek poziomu glukozy we krwi, hormonów przewód pokarmowy(GIP gastryna, sekretyna, chole-cystokinina-pankreozymina) i ze spadkiem stężenia jonów Ca2+ we krwi. Insulina, somatostatyna, glukoza we krwi i Ca2+ hamują wydzielanie glukagonu. Peptyd glukagonopodobny-1 wytwarzany jest w komórkach endokrynnych jelita, co stymuluje wchłanianie glukozy i wydzielanie insuliny po posiłkach. Komórki przewodu pokarmowego wytwarzające hormony są swego rodzaju „urządzeniem wczesnego ostrzegania” dla komórek wysp trzustkowych o przybyciu składniki odżywcze do organizmu, co wymaga udziału hormonów trzustkowych w celu wykorzystania i dystrybucji. Ten związek funkcjonalny odzwierciedlone w określeniu „ układ żołądkowo-jelitowo-trzustkowy».

W tym artykule dowiemy się, jakie komórki wchodzą w skład wysp trzustkowych? Jaka jest ich funkcja i jakie hormony wydzielają?

Trochę anatomii

Tkanka trzustki zawiera nie tylko grochy, ale także wysepki Langerhansa. Komórki tych formacji nie wytwarzają enzymów. Ich główną funkcją jest produkcja hormonów.

Te komórki endokrynologiczne odkryto po raz pierwszy w XIX wieku. Naukowiec, na cześć którego nazwano te formacje, był jeszcze studentem.

W samym żelazie nie ma zbyt wielu wysp. W całej masie narządu strefy Langerhansa stanowią 1-2%. Jednak ich rola jest świetna. Komórki części hormonalnej gruczołu wytwarzają 5 rodzajów hormonów regulujących trawienie, metabolizm węglowodanów i reakcję na stres. Wraz z patologią tych aktywnych stref rozwija się jedna z powszechnych chorób XXI wieku - cukrzyca. Ponadto patologia tych komórek powoduje zespół Zollingera-Ellisona, insulinoma, glukoganoma i inne rzadkie choroby.

Dziś wiadomo, że wyspy trzustkowe posiadają 5 rodzajów komórek. Porozmawiajmy więcej o ich funkcji poniżej.

Komórki alfa

Komórki te stanowią 15-20% wszystkich komórek wysp. Wiadomo, że ludzie mają więcej komórek alfa niż zwierzęta. Strefy te wydzielają hormony odpowiedzialne za reakcję walki i ucieczki. Powstały tutaj glukagon gwałtownie podnosi poziom glukozy, usprawnia pracę mięśnie szkieletowe, przyspiesza pracę serca. Glukagon stymuluje także produkcję adrenaliny.

Glukagon jest przeznaczony dla krótkoterminowe uderzenie. Szybko ulega zniszczeniu we krwi. Drugi istotna funkcja Substancja ta jest antagonistą insuliny. Glukagon jest uwalniany, gdy Gwałtowny spadek glukoza we krwi. Hormony takie podaje się w szpitalach pacjentom z hipoglikemią i śpiączką.

Komórki beta

Te obszary tkanki miąższowej wydzielają insulinę. Jest ich najwięcej (około 80% komórek). Można je znaleźć nie tylko na wysepkach; w groniakach i przewodach znajdują się pojedyncze strefy wydzielania insuliny.

Zadaniem insuliny jest obniżanie stężenia glukozy. Hormony sprawiają, że błony komórkowe stają się przepuszczalne. Dzięki temu cząsteczka cukru szybko dostaje się do środka. Ponadto aktywują łańcuch reakcji, które wytwarzają energię z glukozy (glikoliza) i przechowują ją w rezerwie (w postaci glikogenu), tworząc z niej tłuszcze i białka. Jeśli insulina nie jest wydzielana przez komórki, rozwija się cukrzyca typu 1. Jeśli hormon nie działa na tkankę, powstaje cukrzyca typu 2.

Produkcja insuliny jest trudny proces. Jego poziom mogą zwiększać węglowodany z pożywienia oraz aminokwasy (zwłaszcza leucyna i arginina). Insulina wzrasta wraz ze wzrostem wapnia, potasu i niektórych hormonów substancje czynne(ACTH, estrogen i inne).

Peptyd C powstaje także w strefach beta. Co to jest? Słowo to odnosi się do jednego z metabolitów powstających podczas syntezy insuliny. W Ostatnio ta cząsteczka ma ważne znaczenie znaczenie kliniczne. Kiedy tworzy się cząsteczka insuliny, powstaje jedna cząsteczka peptydu C. Ale ten ostatni ma więcej długoterminowy rozkład w organizmie (insulina żyje nie dłużej niż 4 minuty, a peptyd C około 20). Peptyd C zmniejsza się wraz z cukrzyca typ 1 (początkowo wytwarzana jest niewielka ilość insuliny), wzrasta w przypadku drugiego typu (insuliny jest dużo, ale tkanki na nią nie reagują), insulinoma.

Komórki delta

Są to strefy tkanki trzustki komórek Langerhansa wydzielające somatostatynę. Hormon hamuje uwalnianie enzymów. Substancja spowalnia także inne narządy układ hormonalny(podwzgórze i przysadka mózgowa). Używany w klinice syntetyczny analog lub Sandostatin. Lek jest aktywnie podawany podczas ataków zapalenia trzustki i operacji trzustki.

Komórki delta wytwarzają niewielkie ilości wazoaktywnego polipeptydu jelitowego. Substancja ta ogranicza powstawanie kwasu solnego w żołądku i zwiększa zawartość pepsynogenu w soku żołądkowym.

Komórki PP

Te obszary stref Langerhansa wytwarzają polipeptyd trzustkowy. Substancja ta hamuje pracę trzustki i pobudza pracę żołądka. Komórek PP jest bardzo mało - nie więcej niż 5%.

Komórki Epsilona

Ostatnie odcinki stref Langerhansa są niezwykle rzadkie – stanowią mniej niż 1% całkowitej puli. Syntetyzują grelinę. Hormon ten pobudza apetyt. Oprócz trzustki grelina jest wytwarzana w płucach, nerkach, jelitach i narządach płciowych.