Enteritida

Typy pankreatických buněk

Lidské tělo je perfektní stvoření. Má vnitřní orgány s jedinečnými komplexy funkcí. Jeden takový tenký, přesný ve funkci a nejdůležitější pro udržení zdravé dlouhověkosti orgánů je pankreas - hormonový generátor a pankreatická šťáva. Je důležité mít k dispozici představu o zařízení, abyste obnovili jeho funkce.

Pankreatické struktury (ostrovy Langerhans)

Orgán s distribuovanou různorodou alveolárně-trubicovitou strukturou má žlázové prvky, které provádějí jedinečné intra- a veršekretorové funkce. Je umístěna za žaludkem v břišní dutině, její hmotnost je až 80 g. Spojovací tkáň rozděluje žlázu na laloky oddílů.

Obsahují nádoby oběhového systému a odchozí kanály. Uvnitř laloků jsou umístěny části exokrinní sekrece (včetně až 97% celkového počtu buněčných struktur) a endokrinní útvary (ostrovy Langerhans). Významná exokrinní část těla periodicky v duodenu vylučuje pankreatickou šťávu, která obsahuje trávicí enzymy.

Buněčné agregace (od 1 do 2 milionů) velikosti od 0,1 do 0,3 mm jsou zodpovědné za intrasekrétní a vylučovací funkce. Každý z nich má složení 20 - 40 ks. Každá buňka produkuje hormony inzulín, glukagon atd., Které kontrolují metabolismus lipidů a sacharidů. Tato funkce je poskytována rozvětveným systémem kapilár a malých plavidel pronikajících do jejich sdružení.

Častěji se jedná o ostrovy sférického tvaru, rozptýlené nahromadění ve formě pramenů, všechny nemají vylučovací kanály. Hormony vylučované pankreasem, kontrolují proces trávení a regulují složení a obsah živin vstupujících do krve. Tudíž, spojující uvnitř jednoho orgánu, vnitrosekreční a exokrinní buněčné komponenty fungují jako celek. Složení izolovaných shluků ostrovů tvoří struktury endokrinních buněk pěti typů, které zajišťují produkci jedinečných hormonů.

Alfa buňky

Umístěna v rámci periferních clusterů. Tvoří asi 1/4 všech buněk orgánu a obsahují glukagon v jejich granulích. Jejich funkcí je tvorba hormonového glukagonu, který se na rozdíl od inzulínu tvořeného žlázou používá k zahájení vnitřních receptorů buněčných struktur (200 000 jednotek receptorů na buněčnou strukturu) jater, které konvertují glykogen-polymerní cukrové molekuly na glukózu. Ten, který je nosičem energie, je zobrazen v krevním řečišti. Tato funkce je prováděna nepřetržitě a poskytuje tělu energii.

Beta buňky

Jsou centrální klastry. Beta buňky pankreatu tvoří asi 3/4 všech buněčných struktur orgánu a obsahují inzulín. Jejich funkcí je tvorba hormonálního inzulínu, který se na rozdíl od glukagonu tvořeného žlázou používá ke spuštění vnitřních receptorů buněčných struktur (150 000 jednotek receptorů na jedno) jater, aby se glukóza přeměnila na molekuly polymerního glykogenu. Tato látka, která je skladovanou energií, je odstraněna z krevního oběhu.

Množství cukru v krvi se normalizuje inzulínem. Nedostatečná produkce inzulínu vede k vysoké hladině cukru a cukrovce. Její známkou jsou protilátky proti beta bunkám pankreatu (diabetes typu 1), které se vyskytují v krevních testech. Snižují produkci inzulínu narušením rovnováhy s glykogenem v krvi. U zdravé osoby tyto protilátky chybí v krvi.

Delta buňky

Tvoří 1/10 všech buněčných struktur orgánu. Buňky produkují hormon somatostatin, který potlačuje sekreční aktivitu tvorby hormonů. Zejména snižují sekreci glukagonu a inzulínu, stejně jako exokrinní sekreci šťávy pro trávení a motilitu trávicího systému.

Vip buňky

Mají sníženou přítomnost v těle. V buňkách se vytváří vazointestinální peptid, který nepřímo zlepšuje průtok krve, vylučování orgánů. Rozšiřuje lumen cév, snižuje tlak v tepnách, inhibuje tvorbu žaludeční sliznice kyseliny chlorovodíkové, aktivuje tvorbu hormonů antagonisty - inzulínu a glukagonu.

PP buňky

Je zastoupena na ostrovech ve výši až 1/20 celkového počtu buněčných struktur v žláze. Jejich funkcí je tvorba pankreatického polypeptidu, který mobilizuje a reguluje sekreční aktivitu pankreatických, žaludečních a jaterních žlázových formací.

Regenerace buněk

Na rozdíl od struktury jater nejsou buňky orgánu schopny výrazné regenerace. Jejich zotavení se objeví, pokud je komplexní léčba prováděna včas při přijímání specializované stravy. Je třeba si uvědomit, že ohniska zánětu a umírání rychle kryjí pankreas kvůli malému množství pojivové tkáně. Bylo však zjištěno, že:

  • formace ostrůvků významně zvyšují jejich funkci, pokud je částečně odstraněno žlázové tkáně orgánu;
  • regenerace ostrovních struktur je možná na základě použití stopových prvků (prokazují vysokou míru přežití), které jsou zavěšeny do orgánu a po chvíli začínají fungovat jako buněčné struktury typu beta, generující potřebné hormony.

V důsledku toho pacient již nemůže užívat léky, jít bez jídelníčku a obnovit normální život.

Transplantace buněk

Vysoká účinnost byla prokázána manipulací s buňkami z dárce pankreatu, které jsou připojeny k ostrovním buňkám pacienta. Oni zakořeněni, plně se vyvíjejí inzulín a poskytují obnovení funkcí. Takový transplantace:

  • hrozí nebezpečí prohloubení choroby;
  • požadavky na inzulín jsou sníženy;
  • optimalizuje množství glukózy v krvi;
  • snížená citlivost na hypoglykemii.

Funkce pankreatických beta buněk

Pod exokrinní funkcí se rozumí sekrece trávicích enzymů žlázou, která, jak se dostává do dvanáctníku, se podílí na rozpadu potravinových složek. Pokud jde o endokrinní funkci, je to produkce hormonů množstvím buněk, které tak či onak ovlivňují metabolismus těla. Níže uvedená diskuse se bude zabývat jednou ze složek této práce: pankreatickými beta buňkami.

Struktura a funkce

V pankreatické žláze existují speciální formace: ostrovy Langerhans. Jsou složeny z několika typů buněk, z nichž každá je zodpovědná za produkci určitého hormonu. Například alfa vylučují glukagon, beta-inzulín, delta somatostatin, PP buňky jsou potřebné pro tvorbu pankreatického peptidu a epsilon je zodpovědný za uvolnění hladinového hormonu Prelin. Tyto ostrůvky jsou koncentrovány hlavně v ocasní žláze a tvoří asi 2% celkové hmotnosti. A již ve složení předmět článku zaujímá až 80%.

Kromě toho mohou být beta buňky umístěny mimo tyto struktury, které jsou rozptýleny v celé tkáni žláz. Mohou se nalézt v exokrinní části, kanály. Mají zaoblený tvar, procesy jsou někdy pozorovány. Jádro je také kulaté, poměrně velké. Existuje mnoho granulí v cytoplazmě, ve které se nachází sekrece. Jejich velikost je až 300 nm. Neuvolávají se ve vodě, ale mají tuto vlastnost v organických rozpouštědlech, například v alkoholu.

Beta buňky pankreatu monitorují hladinu glukózy v krvi produkcí dostatečného množství inzulinu pro tyto účely.

Oni buď vysouvají připravený hormon z granulí, nebo aktivují jeho syntézu. To vše se děje poměrně rychle a po několika minutách začne být glukóza využita. Produkce inzulínu beta buňkami zvyšuje řadu látek: aminokyseliny (zejména leucin a arginin), přípravky sulfonylmočoviny, antagonisty hormonu glukagon, řadu dalších hormonů trávicího systému (například cholecystokinin).

Funkce buněk je regulována autonomním nervovým systémem. Jeho parasympatická část, která poskytuje stimulační účinek na celý trávicí trakt, přináší podobný účinek jako beta buňky. Proto sympatická složka má opačný účinek.

Pankreatické protilátky

V těle zdravé osoby by se neměly vytvářet "zbraně" proti jejich vlastním složkám. Proto, když se v krvi nacházejí protilátky proti beta buňkám, naznačuje to přítomnost poruch. To může být případ nejen u diabetu, ale i kvůli jeho citlivosti.

Takové protilátky, navázané na cílovou buňku, způsobují její zničení. V důsledku toho se také ztrácí její funkce, což narušuje rovnováhu hormonů v těle, které ovlivňují metabolismus glukózy. Tento mechanismus je základem pro vývoj diabetu typu 1 nebo závislého na inzulínu, který je častěji pozorován u mladých lidí.

Oprava buněk

Beta buňky, jako každý jiný v našem těle, se dokážou zotavit. To se však týká pouze drobných škod, například drobných porušení ve zdi. V případě úplného zničení struktur se buňka již nebude moci obnovit do své původní podoby a podstoupí apoptózu. Proto jsou nemoci tak nebezpečné, že jejich počet klesá.

Věda však nezastaví. Moderní medicína považuje za možné obnovit ztracené tkáně. Metody jsou experimentální a dosud nebyly nalezeny široké uplatnění, jsou však nadějné. Byla například vyvinuta technika pro přeprogramování alfa buněk produkujících glukagon v beta.

Látky, které mohou stimulovat diferenciaci kmenových buněk podél požadované linie, jsou identifikovány. A i když všechny tyto experimenty dosud nepřekročily laboratoře, jejich použití nebude trvat dlouho, protože je dnes naléhavě potřeba.

Transplantace

Nejrealističtějším a nejdůležitějším řešením problémů s pankreasou je transplantace beta buněk. Jejich zdroj je vhodným dárcem. Po odebrání jsou důkladně vyčištěny ze všech souvisejících komponent, aby se minimalizovalo odmítnutí pacienta. Poté sedí do žlázy příjemce, rozdělí se do tkáně a začnou produkovat inzulín. Tato metoda již byla úspěšně použita u lidí, takže její široká distribuce je podnikání v blízké budoucnosti.

Pankreas je tedy důležitým multifunkčním orgánem, který je zodpovědný nejen za trávicí procesy, ale také za metabolismus celého těla, jehož regulace se provádí také díky takovému důležitému komponentu jeho ostrůvkového aparátu jako beta buněk.

Jaké jsou ostrovy Langerhans a proč jsou pro ně?

V 19. století mladý vědec z Německa objevil heterogenitu pankreatických tkání. Buňky, které se lišily od hlavní hmoty, byly umístěny v malých klastrech, ostrovcích. Skupiny buněk byly později nazývány patologickým jménem - ostrovy Langerhans (OL).

Jejich podíl na celkovém objemu tkáně není větší než 1-2%, nicméně tato malá část žlázy plní svou funkci, která se liší od trávicího ústrojí.

Destinační ostrovy Langerhans

Hlavní část buněk pankreatu (pankreatu) produkuje enzymy, které podporují trávení. Funkce ostrovních klastrů je odlišná - syntetizují hormony, takže jsou odkázány na endokrinní systém.

Pankreas je tedy součástí dvou hlavních systémů těla - trávicí a endokrinní. Ostrovy jsou mikroorganismy, které produkují 5 typů hormonů.

Většina pankreatických skupin se nachází v kaudální části pankreatu, ačkoli chaotické, mozaikové inkluze zachycují celou exokrinní tkáň.

OL jsou odpovědné za regulaci metabolismu uhlohydrátů a podporují práci jiných endokrinních orgánů.

Histologická struktura

Každý ostrov je samostatně fungujícím prvkem. Spolu tvoří komplexní souostroví, které se skládá z jednotlivých buněk a větších formací. Jejich velikost se značně liší - od jedné endokrinní buňky až po zralý, velký ostrov (> 100 mikronů).

V pankreatických skupinách je vybudována hierarchie buněčných míst, existuje 5 typů, všechny z nich plní svou roli. Každý ostrůvek je obklopen pojivovou tkání, má lobule, kde jsou umístěny kapiláry.

Ve středu jsou skupiny beta buněk, podél okrajů útvarů - buňky alfa a delta. Čím větší je velikost ostrova, tím více periferních buněk v něm.

Ostrovy nemají kanály, vyráběné hormony se vylučují kapilárním systémem.

Typy buněk

Různé skupiny buněk produkují svůj vlastní typ hormonu, regulující trávení, metabolismus lipidů a uhlohydrátů.

  1. Alfa buňky. Tato skupina OL se nachází na okraji ostrůvků, jejich objem je 15-20% z celkové velikosti. Jedná se o syntézu glukagonu - hormonu, který reguluje množství glukózy v krvi.
  2. Beta buňky. Jsou seskupeny do středu ostrovů a tvoří většinu svého objemu, 60-80%. Syntetizují inzulín asi 2 mg denně.
  3. Delta buňky. Odpovědný za výrobu somatostatinu, od 3 do 10%.
  4. Epsilonovy buňky. Množství celkové hmotnosti nepřesahuje 1%. Jejich výrobek je ghrelin.
  5. PP buňky. Hormonový pankreatický polypeptid je produkován touto částí OL. Doplňte až 5% ostrůvků.

Hormonální aktivita

Hormonální úloha pankreatu je velká.

Syntetizované na malých ostrovech jsou účinné látky dodávány do orgánů krevním řečištěm a regulují metabolismus sacharidů:

  1. Hlavním úkolem inzulínu je minimalizovat hladinu cukru v krvi. Zvyšuje absorpci glukózy z buněčných membrán, zrychluje oxidaci a pomáhá ji zachovat ve formě glykogenu. Zhoršená syntéza hormonů vede k rozvoji diabetu 1. typu. Současně krevní testy ukazují přítomnost protilátek proti buňkám veta. Diabetes typu 2 se vyvine, když citlivost inzulínu na tkáně klesá.
  2. Glukagon má opačnou funkci - zvyšuje hladinu cukru, reguluje produkci glukózy v játrech, urychluje rozpad lipidů. Dva hormony, které doplňují své akce, harmonizují obsah glukózy - látka, která tělu poskytuje životně důležitou aktivitu na úrovni buněk.
  3. Somatostatin zpomaluje působení mnoha hormonů. Když k tomu dojde, dochází ke snížení rychlosti vstřebávání cukru z potravy, ke snížení syntézy trávicích enzymů, k poklesu množství glukagonu.
  4. Pankreatický polypeptid snižuje množství enzymů, zpomaluje uvolňování žluči a bilirubinu. Předpokládá se, že zastaví spotřebu trávicích enzymů a ušetří je až do příštího jídla.
  5. Ghrelin je považován za hormon hladu nebo sytosti. Jeho vývoj dává tělu signál o pocitu hladu.

Množství produkovaných hormonů závisí na množství glukózy získané z potravy a rychlosti její oxidace. S rostoucím množstvím vzrůstá produkce inzulínu. Syntéza začíná v koncentraci 5,5 mmol / l v plazmě.

Nejen potraviny mohou vyvolat produkci inzulínu. U zdravého člověka je maximální koncentrace zaznamenána v období silného fyzického stresu, stresu.

Endokrinní část pankreatu produkuje hormony, které mají rozhodující vliv na celé tělo. Patologické změny OL mohou narušit práci všech orgánů.

Video o úkolech inzulínu v lidském těle:

Porážka endokrinního pankreatu a jeho léčba

Příčinou poškození NL může být genetická predispozice, infekce a otravy, zánětlivé nemoci a imunitní problémy.

Výsledkem je ukončení nebo významné snížení produkce hormonů různými ostrovními buňkami.

Výsledkem může být:

  1. Typ DM 1. Je charakterizován nepřítomností nebo nedostatkem inzulinu.
  2. Diabetes 2. typu. Je určena neschopností těla používat produkovaný hormon.
  3. Gestační diabetes se vyvíjí během těhotenství.
  4. Jiné typy diabetes mellitus (MODY).
  5. Neuroendokrinní nádory.

Základní principy léčby diabetes typu 1 jsou zavedení inzulinu do těla, jehož produkce je narušena nebo snížena. Použijte dva typy inzulínu - rychlé a dlouhodobé působení. Druhý typ napodobuje produkci hormonu PZH.

Diabetes typu 2 vyžaduje přísné dodržování stravy, mírné cvičení a užívání léků, které napomáhají spalování cukru.

Celosvětově dochází ke zvýšení výskytu diabetu, již se nazývá mor 21. století. Střediska medicínského výzkumu proto hledají způsoby, jak bojovat proti chorobám ostrovů Langerhans.

Procesy v pankreatu se rychle rozvíjejí a vedou ke smrti ostrůvků, které musí syntetizovat hormony.

V posledních letech se stalo známým:

  • kmenové buňky transplantované do pankreatické tkáně jsou dobře zavedené a jsou schopné dále produkovat hormon, protože začínají pracovat jako beta buňky;
  • OLs produkují více hormonů, pokud odstraníte některé žlázové tkáně pankreatu.

To pacientům umožňuje opustit stálou medikaci, přísnou stravu a vrátit se k normálnímu životnímu stylu. Problémem je imunitní systém, který může implantované buňky odmítnout.

Byly provedeny úspěšné operace, po nichž pacienti s diabetem typu 1 vyloučili potřebu podávání inzulínu. Orgán obnovil populaci beta buněk a obnovila vlastní syntézu inzulínu. Imunosupresivní terapie byla provedena po operaci, aby se zabránilo odmítnutí.

Video materiál o glukózových funkcích a diabetu:

Lékařské instituce pracují na studiu možnosti transplantace pankreatu z prasete. První léky na léčbu diabetes mellitus používaly pouze část pankreasu prasat.

Vědci souhlasí s tím, že je zapotřebí výzkum specifických rysů struktury a provozu ostrovů Langerhans kvůli velkému počtu důležitých funkcí, které hormony v nich syntetizují.

Konstantní příjem umělých hormonů nepomáhá k překonání nemoci a zhoršuje kvalitu života pacienta. Porážka této malé části pankreatu způsobuje hluboké narušení práce celého organismu, takže výzkum pokračuje.

Pankreatické buňky

Pankreas, lalok, kresba <1>: 1 - koncová část (acini); třída: 2 - žíla, 3 - tepna, 4 - interlobulární kanál; 5 - septa; 6 - ostrůvek Langerhans (ostrov); 7 - exokrinocyt (acinocyt).

Pankreas - parenchymální lobulární orgán.

Strom žlázy představuje: kapsle, která se spojí s viscerálním peritoneem a trabekulami, které se od ní odkládají. Strom je tenký, tvořený volnou vláknitou tkání. Trabekuly rozdělí žlázu na laloky. Ve vrstvách volné vláknité tkáně jsou vylučovací kanály exokrinní žlázy, krevní cévy, nervy, intramurální ganglie a lamelární Vater-Pacini.

Parenchyma je tvořena skupinou sekrečních oddělení (acini), vylučovacími kanály a ostrovy Langerhans. Každá lalok obsahuje exokrinní a endokrinní části. Jejich poměr je 97: 3.

Exokrinní část slinivky břišní je komplexní alveolární tubulární proteinová žláza. Strukturní a funkční jednotkou exokrinní části je pankreatický acinus. Je tvořena 8 až 14 acinárními buňkami (acinocyty) a centroacinárními buňkami (centroacinocyty). Acinární buňky leží na bazální membráně, mají kónický tvar a výraznou polaritu: bazální a apikální póly se liší strukturou. Rozšířený bazální pól je rovnoměrně zafarben základními barvivy a nazývá se homogenní. Zúžený apikální pól je barven kyselými barvivy a nazývá se zymogenní, protože obsahuje zymogenní granule - proenzymy. Na apikálním pólu acinocytů jsou mikrovilly. Funkce acinocytů je produkce trávicích enzymů. Aktivace enzymů vylučovaných acinocyty se normálně vyskytuje pouze v duodenu pod vlivem aktivátorů. Tato okolnost, stejně jako enzymové inhibitory a hlien produkovaný epiteliálními buňkami kanálů, chrání pankkrama parenchyma před autolýzou (samošetření).

Pankreas, lobule, kresba, velké zvýšení:

1 - koncová část (acini):

a - apikální (oxyfilní) část buňky, obsahuje zymogen,

b - bazální (bazofilní) - homogenní část buňky;

3 - ostrůvek Langerhans (ostrov).

Endokrinní žláza. Strukturně funkční jednotka endokrinního pankreatu je ostrov Langerhans (ostrov). Je oddělen od aciny volnou, vláknitou, neformovanou tkání. Ostrov se skládá z buněk insulocytů, mezi nimiž leží volná vláknitá vaziva s fenestrovanými hemokapilary. Insulocyty se mění v jejich schopnosti barvit barvivem. V souladu s tím se odlišují insulocyty typu A, B, D, D1, PP.

B buňky (bazofilní insulocyty) jsou barveny modře se základními barvivy. Jejich počet činí asi 75% všech buněk ostrůvků. Jsou umístěny ve středu ostrova. Buňky mají vyvinuté zařízení pro syntézu bílkovin a sekreční granule se širokým jasným okrajem. Sekretární granule obsahují hormon inzulínu v kombinaci se zinkem. Funkcí B-insulocytů je produkce inzulinu, která snižuje hladinu glukózy v krvi a stimuluje její absorpci buňkami těla. V játrech inzulín stimuluje tvorbu glykogenu z glukózy. [S nedostatečnou produkcí inzulínu se vytváří diabetes].

A-buněk (acidofilní) - tvoří 20-25% všech ostrovních buněk. Jsou umístěny na okraji ostrova. Obsahují granule, lakované kyselými barvivy. V elektronovém mikroskopu mají granule úzký rám. Buňky také obsahují pokročilé zařízení pro syntézu proteinů a hormon se vylučují. glukagon. Tento hormon je antagonista inzulínu (hormon protilátek), protože stimuluje rozklad glykogenu v játrech a přispívá ke zvýšení hladiny glukózy v krvi.

D-buňky tvoří asi 5% endokrinních buněk ostrůvků. Jsou umístěny na okraji ostrova. Obsahují středně husté granule bez jasného ráfku. Granule obsahují hormon somatostatin, který inhibuje funkci A, B buněk ostrůvků a acinocytů. Má také inhibiční účinek na mitózu u různých buněk.

D1-buňky obsahují granule s úzkým okrajem. Vyrábějí vazointestinální polypeptid, který snižuje krevní tlak a stimuluje produkci pankreatické šťávy. Počet těchto buněk je malý.

PP-buňky (2-5%) se nacházejí na okraji ostrůvků, někdy se také nacházejí v exokrinní žláze. Obsahují granule různých tvarů, hustoty a velikosti. Buňky produkují pankreatický polypeptid, který inhibuje exokrinní aktivitu pankreatu.

Jaké jsou volané pankreatické buňky a jejich funkce?

Lidské tělo se skládá z mnoha orgánů, jejichž normální fungování je nezbytné pro udržení zdravého stavu a jedním z nich je pankreas (RV), který je druhovým zdrojem nejen pankreatické šťávy, ale také hormonů; v případě porušení jeho činnosti je velmi důležité okamžitě odstranit pravou příčinu, proto je třeba mít představu o zařízení a buňkách pankreatu. V tomto článku budeme hovořit o struktuře tohoto orgánu, jmenovitě o jeho buněčné složce.

Koncept ostrovů Langerhans

Pankreas je orgán, jehož alveolárně-trubicovitá struktura je charakterizována přítomností žlázových elementů, které vykonávají vylučovací i intrasekrétní funkce. Pankreas je umístěn v břišní dutině za žaludkem, jeho hmotnost u dospělého se pohybuje od 70 do 80 g. Příčky v těle podmíněně dělí žlázu na 3 části, ve kterých jsou umístěny odchozí kanály a krevní cévy. V rámci těchto podílů jsou umístěny exokrinní sekreční útvary, které zahrnují přibližně 97% celkového počtu buněk, stejně jako endokrinní sekce, jinak nazývané Langerhansovy ostrovce. Exokrinní část pankreatu je zodpovědná za produkci pankreatické šťávy obsahující trávicí enzymy a její sekreci v dvanáctníku. Externí a intrasekrétorové funkce jsou prováděny milióny clusterů buněk, jejichž velikost se pohybuje od 0,1 do 0,3 mm. Každá z těchto buněk produkuje glukagon, inzulin a další látky nezbytné pro metabolismus sacharidů a lipidů do krve.

Které buňky tvoří klastry

Ostrovy Langerhans, sjednocené v rámci pankreatu, fungují jako jediný koordinovaný mechanismus. Nejčastěji mají sférický tvar a skládají se z buněk, které se navzájem liší nejen morfologickou strukturou, ale také funkčností. Zvažte je:

  • Buňky alfa, které produkují glukagon, který je antagonistou inzulínu a zvyšuje hladinu cukru v krvi (přibližně 20% z celkového počtu buněk);
  • Beta buňky odpovědné za syntézu inzulinu a amelinu (tvoří 80% ostrova);
  • Delta buňky s hmotností od 3 do 10% ˗ produkují somatostatin, který inhibuje sekreci jiných orgánů;
  • PP-buňky, které produkují pankreatický polypeptid, který zvyšuje sekreční funkci žaludku a potlačuje tajemství sekretované parenchymem;
  • Epsilonové buňky produkují ghrelin, kvůli němuž má člověk pocit hladu.

Jak jsou ostrovy a jaký je jejich účel?

Hlavním úkolem ostrůvků Langerhans je udržení rovnováhy uhlohydrátů a kontrola činnosti všech endokrinních orgánů. Tyto klastry jsou velmi dobře zásobeny krví a jejich inervace nastává na úkor potulných a sympatických nervů.

Struktura ostrovů je docela komplikovaná, jejich buňky jsou uspořádány v chaotickém pořadí podle typu mozaiky. Každý z klastrů je nezávislá perfektní forma, která se skládá ze segmentů, obklopených pojivovými tkáněmi a s průchodem krvních kapilár uvnitř buněk. Beta buňky jsou umístěny ve středu klastrů, buňky alfa a delta tvoří periferie. Interakce s buňkami spouštějí mechanismus zpětné vazby, charakterizovaný vlivem některých buněk na druhé, umístěné vedle:

  • Alfa buňky produkují glukagon, který má zase určitý účinek na d-buňky;
  • Somatostatin, produkovaný d-buňkami, inhibuje aktivitu alfa a beta buněk;
  • Potlačuje buňky alfa a inzulín, ale současně aktivuje beta buňky.

Když nastane jakákoli porucha v aktivitě imunitního systému, vznikají speciální imunitní orgány, které vedou k dysfunkci beta buněk, což vede ke vzniku takové patologie, jako je diabetes mellitus (DM).

Transplantace: co to je a proč je potřeba

Pro osoby trpící cukrovkou umožňuje transplantace ostrůvkového aparátu obnovit strukturu beta buněk bez transplantace pankreasu pankreasu. V důsledku několika studií bylo zjištěno, že u diabetiků, kteří mají toto onemocnění prvního typu a kteří podstoupili transplantaci dárce, je regulace hladiny uhlohydrátů v plné výši obnovena. Zároveň byla úspěšnost implantace donorových buněk díky silné imunosupresivní terapii velmi úspěšná.

Kmenové buňky se také používají k obnově funkčnosti ostrůvkových klastrů. Zde je však velmi důležité stanovit citlivost imunitního systému, která je nezbytná k zabránění odmítnutí buněčných struktur po určité době.

Slibnou metodou dnes je xenotransplantace, při které odborníci provádějí transplantaci vepřového pankreatu lidem. Je známo, že ještě před objevením hormonálního inzulínu byly extrakty parenchymu tohoto zvířete použity pro léčbu diabetes mellitus, protože se ukázalo, že pankreas lidí a prasat je téměř stejný, s výjimkou pouze jedné aminokyseliny.

Velká pozornost je věnována léčbě diabetu ve zdravotnictví, neboť byla zjištěna příčina patologie, která je dysfunkcí ostrovů Langerhans, existují všechny vyhlídky, že v blízké budoucnosti budou vyvinuty nové a velmi účinné způsoby řešení tohoto problému.

Isletové buňky Langerhans a jejich účel

Pankreas je jedním z lidských orgánů, který má endokrinní funkci, která je důležitá pro normální fungování a zajišťuje kompletní trávicí proces. Kvůli buňkám lokalizovaným v ocasu pankreatu se provádí vnitřní sekrece. Oblast, ve které dochází k produkci hormonů, se nazývá ostrůvek Langerhans, a to je tento úsek, který je zodpovědný za celý metabolismus uhlohydrátů.

Je známo, že umístění endokrinních buněk je naprosto celé tělo a pankreas není výjimkou: ve svém ocase jsou ostrovce Langerhans, které jsou buněčné struktury, které produkují hormony. Účel těchto oddělení je velký: nejen že produkují dostatečné množství biologicky aktivních látek, ale také plní řadu dalších funkcí: účastní se metabolismu tuků, regulují aktivitu produkovaných enzymů a také kontrolují hladinu glykémie. Díky těmto aktivitám zabraňuje přebytku glukózy v krvi a vzniku cukrovky.

Histologická struktura ostrovů

Agregace ostrůvků, které jsou endokrinními místy, byly objeveny a studovány v 19. století. V důsledku vědeckého výzkumu bylo zjištěno, že u dětí tyto oddělení zaujímají zhruba 6% celé plochy pankreatu, avšak v průběhu jejich vyspělosti se tento objem snižuje a dosahuje pouze 2%. Lokalizace ostrovů Langerhans je pozorována v parenchymu nebo spíše v jeho ocasním úseku, kde jsou tyto klastry hojně zásobovány krví a nervy, což zajišťuje spolehlivé spojení s centrálním nervovým systémem. Každý z ostrovů je tvořen tzv. Lobulemi pokrytými pojivovou tkání. Buňky tvořící tyto specifické klastry jsou uspořádány v mozaikovém vzoru, ve střední části každého z těchto segmentů jsou buňky ostrovního typu, díky nimž klesá hladina glukózy v krvi. Periferie se skládá z buňek alfa odpovědných za produkci glukagonu a deltových buněk, které poskytují kontrolu nad exokrinní a endokrinní aktivitou.

Druhy endokrinních buněk pankreatu

Agregace ostrůvků produkují několik typů buněčných struktur, jsou sjednoceny skutečností, že se všichni podílejí na produkci hormonů a peptidů.

Většina ostrůvků tvoří beta buňky, které se nacházejí v centrální části každé lalůčky. Beta buňky mají zvláštní význam, protože jsou zodpovědné za hormonální inzulín, který také produkují.

Stejně důležité jsou buňky alfa pankreatu, které tvoří čtvrtou část agregace ostrůvků a produkují glukagon, který působí jako antagonista inzulínu.

PP a delta buňky vytvořené na obvodu poskytují konstantní produkci peptidu a somatostatinu, což je nezbytné pro regulaci metabolismu sacharidů.

Charakteristickým rysem ostrovů Langerhans je jejich obtížná regenerace, jejíž proces je velmi obtížný. V tomto ohledu je jakékoli poškození těchto struktur plné ztráty jejich normální funkčnosti, což je téměř nemožné obnovit.

Hormonální aktivita ostrovů Langerhans

Nezanedbatelnou skutečností je nevýznamná velikost ostrůvkových klastrů, stejně jako malá plocha, kterou obsadí v RV. Význam této struktury pro celý organismus je však velmi velký, protože v něm se tvoří hormony, které se podílejí na metabolickém procesu. To zahrnuje nejen inzulín, ale také somatostatin, glukagon, RV polypeptid. Zvažte jejich hlavní účel.

  • Inzulin je nezbytný pro regulaci vyvážení sacharidů, udržování odpovídající hladiny glukózy v krvi, transport buněk draslíku, tuku, glukózy a aminokyselin. Kromě toho se tento hormon podílí na tvorbě glykogenu, ovlivňuje syntézu tuků a bílkovin a také zvyšuje propustnost plazmatické membrány.
  • Celý seznam funkcí je k dispozici v hormonu glukagon, který:
  1. Přispívá k rozkladu glykogenu, díky kterému dochází k uvolňování glukózy;
  2. Začíná rozpad lipidů: když se hladina lipázy zvyšuje v tukových buňkách, produkty rozpadu lipidů začnou proudit do krve a působí jako zdroje energie;
  3. Poskytuje rychlé vylučování sodíku z těla, čímž se zlepšuje činnost cév a srdce;
  4. Zvyšuje koncentraci vápníku uvnitř buněk;
  5. Zlepšuje tok krve do ledvin;
  6. Aktivuje tvorbu glukózy z těch látek, které nejsou součástí skupiny sacharidů;
  7. Zvyšuje krevní tlak;
  8. Podporuje obnovu jaterních buněk;
  9. Má protizánětlivý účinek při zvláště vysokých koncentracích.
  • Hormonální delta buňka somatostatin řídí produkci trávicích enzymů, stejně jako další hormony. Díky svým účinkům dochází ke snížení produkce inzulínu a glukagonu.
  • Pankreatický polypeptid ˗ je produkován buňkami PP a navzdory skutečnosti, že existuje velmi málo z nich v akumulacích ostrůvků, důležitost této látky je velmi důležitá: polypeptid se aktivně podílí na kontrole sekrece žaludku a jater. Je známo, že s nedostatečným množstvím tohoto hormonu se rozvíjejí různé patologické procesy.

Porážka ostrůvků pankreatu

Dysfunkce ostrůvků může být způsobena různými příčinami. Nejčastěji je tato patologie anomálií vrozeného typu. V případě, že dojde k narušení činnosti ostrovů Langerhans, je třeba hovořit o takových provokujících faktorech jako bakteriální nebo virové infekce, neurologické choroby nebo persistentní intoxikace alkoholem.

Nedostatek inzulinu způsobuje DM prvního typu, který se nejčastěji manifestuje v raném dětství nebo v mladých letech. Nadměrné hladiny glukózy v krvi způsobují poškození nervů a cév. Nedostatek ostatních buněk ostrovů Langerhans vede k rozvoji hypoglykémie, stejně jako ke zvýšení produkce trávicích enzymů.

Transplantace buněk ostrůvků

Hlavní léčbou diabetes je inzulínová náhrada. Nedávno však odborníci vyvinuli velké úsilí v rozvoji alternativních metod a živým příkladem toho je implantace umělého pankreatu, stejně jako transplantace buněčných struktur ostrůvků. Výsledkem těchto experimentů bylo, že implantované buňky jsou schopné kořenit a produkovat hormony v jiném organismu, zatímco restoration metabolismu uhlohydrátů je pozorován v plném rozsahu. Nicméně v lékařské praxi se transplantace ostrovů Langerhans ještě nestala široce používanou metodou.

Struktury pankreatu

Struktura pankreatu je poměrně složitá a různorodá. Orgán má alveolárně-trubicovitou strukturu, celá žláza je rozvětvená, je dělena specifickými dělicemi z pojivové tkáně do tzv. Lalůček. Uvnitř těchto formací jsou vylučovací kanály, exokrinní a endokrinní úseky, z nichž poslední jsou samotnými ostrovy Langerhans.

Ostrovní akumulace buněk, jejichž počet někdy dosahuje několika milionů, produkují hormony, které jsou důležité pro lidské zdraví: inzulin, glukagon, somatostatin atd. Jejich význam spočívá v regulaci metabolismu sacharidů a lipidů. Ostrovy Langerhans mají rozsáhlý systém krevních cév a kapilár, odtok se provádí žilami, jako při inervaci, dochází kvůli ANS.

Typy buněk pankreatu

Jeden ostrov Langerhans obsahuje od 20 do 40 buněk, mezi kterými najdete 5 existujících druhů. Zvažte je podrobněji.

Alfa buňky

Umístěné na okraji, jejich objem zabírá zhruba čtvrtinu celkového počtu buněk pankreatu. Alfa buňky mají speciální acidofilní granule, které obsahují hormon glukagon. Hlavním úkolem tohoto typu buňky je tedy produkovat glukagon, který při vystavení receptorům aktivuje rozklad glykogenu, po kterém se glukóza uvolní do krve.

Beta buňky a jejich zotavení. Jak zvýšit beta buňky u diabetes mellitus 2. typu

Jsou to centrální seskupení ostrovů Langerhans. Oni zabírají asi tři čtvrtiny buněčné struktury pankreatu, jejich hlavním úkolem je produkovat hormonální inzulín, který ovlivňuje receptory svalových a jaterních buněk. V každém z jaterních buněk je pro tento hormon přibližně 150 000 receptorů a když je ovlivněn, změní se cytomembránová permeabilita na glukózu, v důsledku čehož se cukr dostane do buňky a z ní se tvoří glykogen. Díky tomuto mechanismu klesá hladina cukru v krvi, avšak s opačným jevem, kdy se ukazatele cukru zvyšují, se diabetes mellitus rozvíjí.

Toto onemocnění existuje ve dvou odrůdách: cukrovka typu 1 a typu 2. V případě patologie 1. typu jsou beta-buňky autoimunitní povahy poškozeny, z tohoto důvodu se pacient stává závislou na injekcích inzulínu po celý život. V DM typu 2 je pozorován mírně odlišný obraz. Beta-buňky pankreatu produkují hormon inzulín, který je určen ke snížení koncentrace glukózy v krvi, ale tkáně ztrácejí citlivost na tuto látku. Ukazuje se, že inzulin již není schopen "otevřít" glukózu, aby vstoupil do buněčných struktur, ve kterých je zpracováván nebo je uložen v zásobě. V některých případech inzulín sám ztrácí své bývalé schopnosti, ztrácí status "klíč" do buněk. Tento typ je nejběžnější, tvoří 80 až 90% všech případů diabetu. Charakteristickým znakem patologie je jeho vývoj u starších osob. Také, na rozdíl od typu 1, tento typ diabetu je relativně snadný.

Každopádně musí tělo udržovat normální stav a náhradní terapii, pro které je pacientovi předepsané léky snižující cukr a inzulín, a doporučuje se, aby se jednalo o zvláštní dietu spojenou s fyzickou aktivitou. V současné době probíhá aktivní vývoj transplantace kmenových buněk, která začnou fungovat jako beta buňky, avšak tato technika se v lékařské praxi ještě nerozšířila.

Delta buňky

Jsou malou složkou endokrinního pankreatu a zaujímají pouze 5%. Jejich úkolem je produkovat hormon somatostatin, který potlačuje sekreci exokrinních a endokrinních oblastí pankreatu: hormon snižuje tvorbu inzulínu a glukagonu, stejně jako počet šťáv exokrinní části, které jsou nezbytné pro trávicí proces.

Vip buňky

Přítomnost těchto buněk v pankreatu je zkrácena. Oni tvoří peptid zaměřený na zlepšení průtoku krve a kvalitu sekrece vylučované tělem. Peptid snižuje krevní tlak, rozšiřuje vaskulární mezeru a začíná tvorbu glukagonu a inzulínu.

PP buňky

Zaberou 1/20 celkového počtu buněk v pankreatu. Role, kterou tyto buňky plní, je velmi důležitá: tvoří pankreatický polypeptid, který zvyšuje tajemství produkované žaludkem a inhibuje činnost samotné žlázy.

Acinární buňky

Tento typ buněk je součástí struktury akini pankreatu. Účelem těchto buněk je syntetizovat:

  • Chymotrypsinogen a trypsinogen, které se aktivně podílejí na rozpadu bílkovin v duodenu;
  • Karboxypeptidázy - přispívají k rozpadu intracelulárních proteinů, podílejí se na jejich trávení, stejně jako při tvorbě peptidů;
  • Lipázy a fosfolipázy, deoxyribonukleázy a některé amylasy.

Regenerace buněk

Pankreasové buňky nejsou charakterizovány dostatečnou regenerací, jak je tomu například u buněčných struktur jater. Obnova buněk pankreatu je možná pouze v případě, že byla včas zahájena komplexní léčba a souběžně s ní byla dodržena správná strava. Dotčené oblasti, stejně jako ohnisky vyhubení, se rychle šíří po těle, což je způsobeno nedostatečným množstvím pojivových tkání. Díky mnoha studiím a zkušenostem získaným v lékařské praxi bylo zjištěno:

  • Akumulace ostrůvků se aktivují, jestliže se částečně odstraní žlázovitá struktura pankreatu;
  • Kvůli transplantaci kmenových buněk je možné regeneraci Langerhansových ostrovů: při zakořenění tyto struktury převezmou roli beta buněk a začnou produkovat stejný hormonální inzulín; V důsledku toho je potřeba užívat speciální léky a vyhýbat se zakázaným potravinám.

Nemoci pankreatu, ke kterým dochází při porážce zón Langerhans

Buňky ostrůvkových agregátů jsou zničeny, pokud se vyvinou následující patologické procesy:

  • Pankreatonekróza;
  • Zhoubné nádory;
  • Některé systémová onemocnění: revmatismus, lupus erythematosus;
  • Akutní exotoxikóza;
  • Endotoxikóza způsobená purulentním, infekčním nebo nekrotickým procesem;
  • Autoimunitní reakce.

Dysfunkce ostrovů Langerhans lze pozorovat ve dvou typech: když jsou tyto klastry zničeny nebo naopak, když rostou nekontrolovatelně. Obvykle je druhá možnost charakteristická pro nádorový proces, při kterém samotné novotvary začínají produkovat hormony. Samotné nádory dostávají názvy v závislosti na produkovaných biologicky aktivních látkách: například inzulinom, somatotropinom. V důsledku toho se v těle objevuje nadbytek jednoho nebo jiného hormonu, což nevyhnutelně vede k rozvoji hyperfunkce pankreatu.

V případě, že je orgán zničen, tj. Jeho zničení, buňky buněk ostrůvkových klastrů umírají, více než 80% ztracené struktury se považuje za kritickou známku. Zbývající ostrovce již nejsou schopny produkovat dostatečné množství inzulínu a zpracování cukrů nemůže být provedeno v plném rozsahu, což vede k rozvoji cukrovky.

Deštrukční proces buněk pankreatu a aktivace diabetické nemoci jsou doprovázeny celou řadou symptomů, které se vyskytují u pacienta:

  • Polyuria;
  • Sucho v ústech a žízeň;
  • Acetonový zápach z úst;
  • Nevolnost, téměř trvalá;
  • Poruchy spánku;
  • Nervová excitabilita;
  • Hubnutí

Silné skoky hladiny glukózy v krvi jsou plné vážných důsledků: vědomí je narušeno a dochází ke stavu hypoglykemické kómy.

Hlavním způsobem léčby a udržování života pacienta jsou inzulínové injekce, ale dnes se aktivně rozvíjejí nové metody opravy buněk pankreatu: jsou zkoumány otázky transplantace orgánu nebo jeho endokrinních míst.

Přístrojová zařízení PZH

Pankreas má endokrinní část představovanou ostrovy Langerhans. Klastry buněk těchto ostrovů mají pro tělo velmi důležitou funkci: produkují hormony potřebné pro normální lidský život. Tyto oblasti se nacházejí mezi exokrinní acini, ale většina z nich je v kaudální oblasti pankreatu. Tvar ostrovních útvarů může být různý: stuha podobná, sférická, steláta nebo oválná. Strukturálně, ostrovy Langerhans jsou poměrně složité oblasti sestávající z několika typů buněk, z nichž každá je zaměřena na produkci vlastního hormonu.

Většina endokrinního rozdělení pankreatu je obsazena třemi typy buněk: buňkami alfa, beta a delta, kvůli které se produkují hormony glukagon, inzulin a somatostatin.

  • Glukagon produkovaný buňkami alfa přispívá k:
  1. Rozšíření arteriol;
  2. Zvýšená produkce inzulínu, somatotropního hormonu, kalcitoninu;
  3. Snížení uvolňování některých enzymů;
  4. Zvýšený srdeční výkon.
  • Delta buňky jsou odpovědné za takový hormon, jako je somatostatin, jehož biologickou úlohou je inhibovat sekreci inzulínu, glukagonu, somatotropního hormonu, stejně jako elektrolytů, žaludeční šťávy a pankreatických enzymů. Účinek somatostatinu na to není omezen, zpomaluje intestinální motilitu, excitabilitu nervových zakončení a průtok krve. Proto je bezpečné říci, že somatostatin řídí činnost jednotlivých vnitřních orgánů a reguluje hladinu ostatních hormonů a udržuje je v normálním rozmezí.
  • Energii nahromaděnou v těle jsme povinni k hormonu inzulínu, který je produkován beta buňkami ostrůvkového aparátu pankreatu. Metabolismus sacharidů je zcela závislá na tomto hormonu. Pod jeho vlivem se urychluje přenos glukózy na buňky závislé na inzulínu, které tvoří tkáň svalů a jater. Inzulin nemá přesně žádný účinek na ledviny, avšak v podmínkách selhání normální hladiny cukru může nedostatečná koncentrace inzulínu nebo nadbytečnost negativně ovlivnit aktivitu doslova všech orgánů. Kromě toho se hormon produkovaný beta buňkami podílí na transportu aminokyselin přes buněčnou membránu, stejně jako na syntézu bílkovin, jejichž rozklad inhibuje. Inzulin reguluje metabolismus tuků: upravuje lipolýzu a syntézu lipidů.

Může homeopatie aktualizovat buňky pankreatu

Před odpovědí na tuto otázku je třeba zjistit, co se v medicínské oblasti rozumí jako homeopatie a homeopatické přípravky.

Tento systém úpravy byl vyvinut v Německu na konci 18. století. Principy této techniky formuloval Dr. Samuel Hahnemann, navrhl, aby se s takovou věcí zacházelo podobně. Pod tímto pojmem se rozumí možnost léčení onemocnění látkami, které způsobují stejné příznaky, hlavním je dodržení dávky, která musí být nezbytně minimální. Například, pokud chinin ve velkém množství vyvolává horečku, pak v nevýznamných dávkách je schopen ho vyléčit.

Někteří odborníci doporučují obnovit pankreas s homeopatickými léky. Předpokládá se, že takové léky přispívají k aktivaci přirozených regeneračních procesů, což vede k regeneraci poškozených částí pankreatu. Kombinace homeopatických léků s řadou dalších léků, stejně jako správná výživa a přiměřený životní styl umožňuje mnoha pacientům dosáhnout udržitelné remise v relativně krátkém čase. U ostatních pacientů však uvedená terapeutická strategie nevykazuje pozitivní výsledky, proto homeopatie při léčbě pankreatu není schválena všemi lékaři.

Obecně platí, že homeopatické přípravky mají řadu výhod v léčbě slinivky břišní, mezi které patří:

  • Malý seznam kontraindikací;
  • Možnost použití u pacientů různého věku;
  • Žádná závislost, aby tyto prostředky mohly být přijaty po dlouhou dobu;
  • Minimální šance na nežádoucí účinky;
  • Dobrá interakce s jinými léky;
  • Nízká cena.

Malý orgán jako pankreas hraje důležitou roli v lidském zdraví. Různé buňky jeho endokrinního oddělení produkují hormony, bez nichž je lidský život prostě nemožný. K tomu, aby byly vyráběny v dostatečném množství a fungovaly normálně, je nutné udržovat dobrý stav samotného orgánu, a proto není nutné zneužívat alkohol, jíst řádně a vyvážet a také vést zdravý pohyblivý životní styl.

Recenze

Vážení čtenáři, váš názor je pro nás velmi důležitý - a proto budeme rádi komentovat pankreatické buňky v komentáři, bude také užitečné pro ostatní uživatele webu.

Eugene

Slyšel jsem o cukrovce, ale nikdy o jiné chorobě pankreatu. Faktem je, že se jeden z mých příznivců zhoršil a ostře. Začal se vyšetřovat a zjistil, že jsou velmi vysoké hladiny glukózy v krvi. Pak ho poslali na MRI a právě tento postup odhalil inzulin v pankreatu. Jak lékaři vysvětlili, je to nádor, který také produkuje inzulín, takže je v těle tolik. Obecně platí, že můj přítel je v nemocnici, je stále vyléčen a doufáme, že všechno bude v pořádku.

Oleg

Mám cukrovku typu 2 a nic, žiju... Všeobecně platí, že první typ je považován za agresivní typ, neexistuje žádný způsob, jak každý den bez injekcí, ale pro mě to není tak hrozné. Nejdůležitější je držet se relativní stravy, a pravidelně měřit cukr, aby byl tak pod kontrolou. Koupil jsem v lékárně zařízení, které určuje koncentraci glukózy, je to pro diabetika nepostradatelnou věc.

pankreatických β-buněk s diabetes mellitus

Úvod

  • Celosvětově je incidence a prevalence diabetu typu 2 vysoká a stále se zvyšuje.
  • Podle nejnovější klasifikace American Diabetes Association se rozlišují čtyři typy diabetu:
    • diabetes typu 1;
    • diabetes typu 2;
    • gestační diabetes;
    • jiných specifických typů.
  • Diabetes 1. typu se vyznačuje absolutním nedostatkem inzulínu (beta-buňky zcela ztrácejí svou schopnost produkovat inzulín).
  • U diabetu typu 2 jsou zaznamenány významné změny v sekreci inzulínu a inzulinových receptorů.
  • Se sekrecí inzulínu se provádí pankreas - orgán sestávající z buněk různých typů, z nichž některé mají endokrinní nebo exokrinní funkce.
  • Tato recenze je věnována beta bunkám ostrovů Langerhans, které zajišťují sekreci inzulínu.
  • U diabetu typu 2 je hlavní příčinou nedostatku inzulinu významné snížení koncentrace beta buněk.
    • Významný pokles objemu β-buněk byl poprvé popsán při porovnání vzorků pankreatu získaných během pitvy u pacientů s diabetem a bez ní.
    • Údaje z mnoha studií naznačují, že pokles hmotnosti beta-buněk předvídá projev diabetes o téměř 10 let.
    • Navíc, v době diagnózy, pacienti tráví asi 50% počátečního bazénu.
  • Redukce buněčné hmoty je pomalý proces vedoucí k rozvoji klinického projevu diabetu.
  • Mechanismus, který způsobuje smrt buněk, je stále studován, dostupné údaje však naznačují pozitivní korelaci mezi vývojem hyperglykémie a apoptózy. Je možné, že nástup diabetu je spojen právě s programovanou smrtí buněk.
  • Příčiny narušení integrity populace β - buněk jsou rozděleny do dvou skupin.
    • 1 - molekulární faktory ovlivňující expresi buněčné linie, neogenezi a zrání,
    • 2 - faktory způsobující poškození a smrt dospělých β - buněk.
  • Bohužel biologické procesy jsou složitější, než to vyžaduje tato klasifikace.
    • Například metabolické faktory, které přímým účinkem způsobují poškození buněk nebo smrt, mohou také narušit neogenezi a funkční orientaci linie p-buněk.
  • Tato recenze zkoumá faktory přispívající k poškození hmoty β-buněk.

Pancreas a jeho funkce

  • Vývoj pankreatu začíná tvorbou jeho přední a zadní oblasti od zárodečné vrstvy endodermu.
  • Většina dostupných údajů o růstu pankreatických buněk byla získána ve studiích hlodavců. S výjimkou některých vlastností u hlodavců se pankreas vyvíjí stejným způsobem jako u lidí.
  • Tvorba slinivky břišní u myší začíná v 9. den embryonálního vývoje.
  • Duktální systém je tvořen před 13. den embryonálního vývoje, od této doby začíná diferenciace buněk.
  • V tomto stadiu, v pankreatu a dvanáctníku, je jeden z klíčových signalizačních faktorů Pdx1 vytvořen v důsledku aktivace sekvence genů kódujících transkripční faktor.
  • Poté se pankreatické buňky dostanou do další fáze: zralost buněk nebo stanovení diferenciace. Na tom se buňky konečně specializují: v endokrinním nebo exokrinním.
    • Tento stupeň je regulován skupinou specifických transkripčních a růstových faktorů.

Vývoj buněk

  • Pod vlivem environmentálních a genetických faktorů mohou buňky ve svém vývoji sledovat některou z následujících cest:
    • reprodukce;
    • proliferace;
    • diferenciace;
    • úplné určení diferenciace;
    • přechod do latentního stavu (dediferenciace);
    • mutace.
  • Při volbě určité cesty kvůli vlivu endogenních nebo exogenních signálů:
    • hormony;
    • růstové faktory;
    • neurotransmitery;
    • meziprodukty metabolitů;
    • transkripčních faktorů.
      • Mnoho transkripčních faktorů spouští spouštěcí proliferaci a konečnou diferenciaci buněk pankreatu.

Zralé slinivky břišní

  • Makroskopicky je v pankreatu jasně viditelný kanálový systém, který obklopuje hlavu, tělo a ocas pankreatu, stejně jako difúzně rozptýlené ostrůvky buněk.
  • Mezitím mikroskopicky je pankreas mnohem složitější.
  • Na buněčné úrovni je orgán komplexní organizací buněk, které plní různé funkce.
  • Oba hormonální i nehormonální sekrece pankreatu jsou produkovány oddělenými skupinami buněk, z nichž každá má specifickou lokalizaci a vykonává zvláštní funkci.
    • V závislosti na funkci buňky lze rozdělit na endokrinní a exokrinní.

Exokrinní pankreatické buňky

Akinocyty

  • Exokrinní funkce pankreatu je zajištěna exokrinními buňkami, také známými jako acinocyty.
  • Název "acinar" nebo "lobular", který je uveden celé skupině buněk, je spojen s jejich agregací do klastrů.
  • Hlavní fyziologickou funkcí acinocytů je sekrece trávicích enzymů:
    • alfa-amyláza;
    • proteázy;
    • lipázy.
  • Prostřednictvím duktálního systému vstupují enzymy do duodena.
  • Pokud jde o vliv acinocytů na buněčný vývoj orgánu a určení diferenciace, jednou z jejich funkcí je regulace isogenní neogeneze.

Buňky duktálního systému

  • Pankreatické duktální struktury jsou lemovány epiteliálními buňkami pocházejícími z jejich anlage.
  • Řetězené duktální buňky tvoří spirálovitou trubici, která prochází celým pankreasem; jejich hlavní funkcí je sekrece hlenu a bikarbonátu.
  • Současná studie vychází z předpokladu, že jako acinocyty je funkčnost širší než exokrinní sekrece.
    • V pankreatu hrají tyto buňky důležitou roli v regeneračních procesech.

Pankreatické endokrinní buňky

  • Pankreas tvoří exokrinní acinocyty a buňky duktálního systému, stejně jako endokrinní buňky tvořící Langerhansovy ostrovce.
  • Ostřičné buňky lze rozdělit do 5 různých žlázových typů:
    • alfa;
    • beta;
    • delta;
    • epsilon;
    • F buněk.
  • Podle některých odhadů obsahuje pankreas u člověka přibližně jeden milion buněk ostrůvků.
  • Ostrovy pokrývají přibližně 1-1,5% celkového objemu orgánů.
  • U dospělých a u hlodavců zaujímají exokrinní buňky 95% pankreatu.
  • Nejčastěji experimentálním modelem pro studium pankreatických buněk jsou hlodavci.
    • Existují však některé charakteristické mezidruhové rozdíly ve struktuře buněk ostrůvků.
    • Například u hlodavců a lidí ve fázi vývoje jsou beta buňky umístěny v jádru ostrovů Langerhans obklopené buňkami delta a alfa.
      • U hlodavců se v dospělosti zachovává podobná struktura těla.
      • U dospělých zástupců lidského druhu se beta-buňky nacházejí difúzně rozptýlené v celém slinivce, i když jejich hustota je vyšší před hlavou.
    • Také existují důkazy, že jak u lidí, tak u hlodavců jsou ostrůvky vybaveny různými systémy snímačů glukózy.
      • V průběhu výzkumu bylo zjištěno, že GLUT-1 a GLUT-4 se u člověka používají v pankreatických ostrůvcích, zatímco u hlodavců je hlavním glukózovým transportérem GLUT-2.
      • Různé transportéry jsou charakterizovány různou afinitou pro glukózu (hodnota Km);
        • Tyto rozdíly jsou zásadní, protože určují množství vylučovaného inzulínu.
    • Dalším velkým rozdílem je tempo růstu:
      • In vitro, lidské β-buňky rostou mnohem pomaleji než u hlodavců.
  • Při provádění výzkumu v oblasti diabetologie je vždy vyhodnocován obsah β - buněk. To je důležité, protože získané informace mohou být použity v případě nedobrovolné buněčné zálohové léčby nebo během transplantace.
  • Současný výzkum demonstruje různé hodnoty obsahu beta - buněk, což lze přirozeně připisovat:
    • rozdíly v parametrech použitých experimentálních modelů (druh, věk, rozdíly v technických aspektech postupů);
    • vlastnosti použité pro jeho analýzu: objem, frakce.
  • Podle některých odhadů dospělá žláza obsahuje asi milion ostrovů.
  • Kromě toho nedávná studie s použitím kombinace světelných a elektronových mikroskopů zjistila, že 73,6 ± 1,7% lidských buněk ostrůvků jsou β-buňky.

proliferace a diferenciaci β-buněk

  • Studie o závažích ukázaly, že nejdůležitější z hlediska tvorby celkové hmotnosti β-buněk je embryonální fáze vývoje.
  • Podle této teorie se ostrovce β - buňky začínají rozdělovat pod vlivem růstových faktorů, hormony a pravděpodobně signál z autonomního nervového systému je nezbytným podnětem.
  • V průběhu vývoje a specializace buňky procházejí třemi stupni:
    • pre-diferenciace;
    • protodiferenciation;
    • přímá diferenciace.
  • Každá z těchto fází je regulována specifickými signály.
  • Ostrovy obsahují 5 buněčných linií - všechny pocházejí z progenitorových buněk; vývoj každého z nich je určen specifickými nebo nespecifickými stimuly.
  • Některé růstové faktory hrají striktně definovanou roli v specializaci a šíření buněk. Ve většině případů však není možné jasně spojit tuto nebo tuto funkci s působením určitého podnětu.
  • Kromě intracyklických buněčných regulátorů mohou některé lokální agens ovlivnit buněčnou diferenciaci a fenotyp.
  • Jedním z klíčových faktorů určujících osud β - buněk je signální dráha Notch.
    • Předpokládá se, že receptor Notch-1, exprimovaný mnoha buněčnými liniemi ostrovů Langerhans, může pozastavit diferenciaci endokrinních a exokrinních buněk, zatímco během tohoto procesu endokrinní buňky získají schopnost vylučovat inzulín a citlivost k němu.

Faktory ovlivňující vývoj beta - buněk

Notch signalizační cesta

  • Rodina receptorů Notch je reprezentována transmembránovými transkripčními faktory.
  • Aktivovaná intracelulární doména členů rodiny Notch-proteinů interaguje s proteinem vázajícím DNA RBP-Jk, čímž spouští expresi genu HES helix-loop-helix (bHLH).
  • To zase potlačuje vyjádření následujících genů.
  • Exprese rodiny proteinů Notch v diferencovaných buňkách inhibuje fenotyp některých blízkých buněk boční inhibicí.
  • Nezávislé buňky se specializují.
  • Pouze s ohledem na signalizační faktory Notch je bezpečné říci, že určují osud buněk pankreatu.
  • V případě jejich nepřítomnosti se β - buňky podrobí diferenciaci, získávají zralé vlastnosti, jako jsou:
    • exprese GLUT - 2, GLUT - 1, glukokinázy;
    • sekrece inzulínu.
  • S expresí Notch-proteinů se vývoj pankreatických buněk řídí exokrinní cestou.
  • Studie buněčných linií zjistila další faktory spojené s vývojem beta buněk:
    • Mafb;
    • Isl-1;
    • Pax6;
    • Pax-4;
    • HIxb9;
    • NKx2.2;
    • Nkx6.1.
  • Jak bylo uvedeno výše, některé faktory jsou obecnými regulátory vývoje různých buněčných linií ostrovů Langerhans, nicméně počet exprimovaných molekul je specifický pro určitý zárodek.

Předcházející buňky

  • Vzhledem k tomu, že se zjistilo, že duktální buňky obklopující Langerhansovy ostrovy mohou vytvářet nové beta-buňky a pravděpodobně i jiné typy buněk, mezi vědci začala debata o neogenesis e.
  • Neogenesis nebo regenerace endokrinních β-buněk se nachází ve skupině epiteliálních exokrinních duktových buněk.
  • Tento proces začíná, když část endokrinních progenitorových buněk obklopených duktálními buňkami začne exprimovat růstový marker známý jako neurogenin 3 (Ngn3) "budoucím".
  • Buňky mohou být odděleny od řetězce duktálních buněk, poté tvoří charakteristické agregáty a ostrůvky vylučující inzulín.
  • Další výzkum ukázal, že všechny endokrinní pankreatické buňky, včetně alfa, beta a epsilonových buněk, mohou být tvořeny z progenitorových buněk.

Neutrogenin-3

  • Neutrogeninový protein byl nejprve detekován u myší a žabovitých žáb.
  • Rodina je reprezentována neutrogeninem-1 (Ngn1), neutrogeninem-2 (Ngn-2) a neutrogeninem-3 (Ngn-3).
  • Ngn-1 a Ngn-2 se nacházejí v nervovém systému, Ngn-3 je charakteristický pro endokrinní buňky pankreatu.
  • Neutrogenní - transkripční faktory, které řídí expresi velkých skupin genů, které se přímo podílejí na neogenezi.
  • Neutrogenin patří do rodiny hlavních transkripčních faktorů vyjádřených segmentem helix-loop-helix (bHLH): někteří členové skupiny jsou faktory, které určují směr diferenciace a proces tvorby buněčných sublinců.
  • Neutrogenin je jedním z nejčasnějších regulátorů neurogenese u obratlovců.
  • Exprese Ngn3 je řízena proteiny Notch skupiny a Ngn-3, naopak, ovlivňuje transkripční faktory:
    • Nkx2.2;
    • Pax-4;
    • NeuroD.
  • Všechny tyto molekuly určují diferenciaci a fenotypizaci β-buněk.
  • Ve studiích, které vysledovaly směr diferenciace buněčných linií, bylo zjištěno, že exprese Ngn-3 progenitorovými buňkami není konstantní a její úroveň ovlivňuje proces specializace.

Studium směru diferenciace buněk

  • Metoda je určena k identifikaci individuální specializace buněk.
  • Nejčastěji používanou metodou je rekombinace Cre-lox nebo specifická rekombinantní technologie.
  • Je založen na použití proteinu rekombinázy Cre, díky čemuž se provádí přeskupování párů krátkých sekvencí, jmenovitě sekvencí lox.
  • Tento systém umožňuje zadávat nebo odstraňovat genové markery, které mohou být detekovány během buněčného vývoje; je široce používán pro označování β - buněk k.
  • Existují také nové metody, například barvení specifických buněk viry.

Tvorba β - buněk

  • U hlodavců probíhá tvorba hmoty β-buněk vysokou rychlostí v embryonálním a neonatálním stupni.
    • Jak jednotlivci zrají, výrazně se zpomalují. Podobný obraz je i v lidském těle.
  • Ve studiích na myších s použitím mitotického indexu bylo zjištěno, že 10-20% β - buněk je tvořeno jednoduchým dělením buněk.
  • Mitoza přestane, když se v ostrůvcích začnou detekovat zralé buňky, které sekretují inzulín; v této fázi jsou konečně diferencovány.
  • Přibližně 80% hmoty β - buněk se tvoří v embryonálním stádiu.
    • Předpokládá se, že základem tohoto procesu je specializace nediferencovaných progenitorových buněk a / nebo přeměna neendokrinních buněk na endokrinní buňky.
  • Výsledky studií provedených na zvířatech ukázaly, že vzhledem k tomu, že jednotlivci jsou zralí, hmotnostní hmotnost se zvyšuje hlavně kvůli replikaci buněčné linie, nedochází ke konverzi a neogenezi.
    • Tato pozorování je důležitá, neboť ukládá omezení pro hledání možného substrátu pro tvorbu β - buněk.
  • Apoptóza má nepříznivý vliv na tvorbu hmoty β-buněk.
    • Přechodná apoptóza beta - buněk je charakteristická pro neonatální stadium u prasat, lidí a hlodavců. Výsledkem je snížení počtu buněk schopných dělení v pozdějších stadiích.
  • Dalším faktorem, který snižuje β-hmotu, je velké množství progenitorových buněk, které jsou v klidové fázi "zmrzlé" a nejsou vhodné pro diferenciaci.
    • V kontextu diskuse o cukrovce se tento stav nazývá dediferenciací.
  • Tak se člověk narodí s omezenou sadou beta buněk. Zvýšení jejich počtu se vyskytuje převážně mitózou.
  • Obezita může vést ke zvýšení b-hmoty.
  • Dosud nejsou faktory a signály, které určují růst a úmrtí β-buněk v obezitě, jasné a vyžadují další studium.

Buňkový růst kloubů

  • Růst pankreatických buněk je součástí procesu skupinové interakce, který také zajišťuje vývoj a zrání buněk.
  • V důsledku studií na zvířatech bylo známo, že sousední buňky mohou navzájem ovlivňovat svou hmotu několika způsoby.
    • Například v práci Plesner et al. hlášené na dříve neznámé autoimunitní destrukci β-buněk, vyvolané aktivitou sousedních alfa buněk. To vede k poklesu β-hmoty a výskytu hyper-glykémie.
    • Dalším příkladem je malá velikost proteinu neogeneze asociovaného s ostrůvkem (INGAP), vylučovaného acinocyty.
      • Tento protein patří do rodiny proteinů Reg. Jejich funkcí je regulovat neogenesis a proliferaci.
    • Inkubováním INGAP s lidskými kmenovými buňkami izolovanými z tukové tkáně se adipocyty diferencovaly na ostrůvkovité skupiny.
    • Navíc po implantaci získaných clusterů podobných ostrůvků u krys s diabetem typu 2 bylo pozorováno zlepšení glykemických indexů a klinického obrazu.
    • V podmíněném transgenním modelu, ve kterém byl INGAP exprimován exokrinními pankreatickými buňkami, byly u myší pozorovány normální glykemické indikátory, zatímco reakce na diabetogenní dávku streptozocinu se zlepšila.
  • Možné mechanismy ochranného účinku INGAP:
    • snížení oxidativního stresu;
    • pleiotropních vlastností.
  • Nedávno INGAP přilákal pozornost vědců jako součást exogenesy β - buněk a součástí mechanismu, který podporuje sekreci inzulínu.
  • Existují důkazy, že tento protein také zlepšuje klinický výkon.
    • U pacientů s diabetem typu 2 normalizuje glykemický profil a zvyšuje produkci inzulínu.
    • Použití přípravku INGAP je také účinné při diabetu typu 1.
    • Vláda USA v současné době zaregistrovala několik klinických studií, které zkoumají tento protein.

Transdiferenciace

  • Tento termín se vztahuje k procesu generování β - buněk z buněk jiných buněčných linií.
  • Z vědeckého hlediska je myšlenka přeměny buněk s dříve určeným způsobem vývoje na buňky vylučující inzulín zdánlivě odvážná. Tento směr stále není dobře pochopen.
  • K dnešnímu dni existuje dostatečný důkaz na podporu existence transdiferenciování zralých buněk, zejména duktálních buněk a acinocytů do β - buněk.
  • V tomto ohledu je použití akinokytů nejslibnější. Nezapomínám však na experimenty s kmenovými buňkami izolovanými a naprogramovanými pro transformaci na β.

Faktory Yamanaki

  • Produkce indukovaných pluripotentních kmenových buněk (iPSC) je jedním z nejslibnějších nedávných objevů v oblasti buněčné biologie.
  • Podle studijního protokolu byly do zralých buněk zavedeny 4 geny kódující následující 4 transkripční faktory:
    • KLF-4;
    • Říjen-4;
    • Sry;
    • MYC (c-Myc).
  • Díky těmto genům byly zralé buňky přeměněny na pluripotentní kmenové buňky.
  • Myšlenka získání jakéhokoli buněčného zárodku v průběhu fáze transformace do kmenových buněk je velmi nadějná. Slibuje téměř neomezené možnosti.
    • Pro tento objev v roce 2012 získala Shinya Yamanaka Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu.
    • Od té doby vydal Yamanaka protokol o jeho práci, bylo provedeno několik dalších studií, které dokázaly možnost získat buňky vylučující inzulín ze zralých buněk.
  • Dnes je stále zdokonalován protokol pro získání obohacené β - kultury.
  • Zejména jsou nejnaléhavější problémy
    • riziko kontaminace
    • vysoká frekvence apoptózy.

Zralé lidské β - buňky

  • Průlom Yamanaky otevřel dveře ke studiu plastických vlastností pankreatu, stejně jako transkripčních faktorů (kromě těch, které řídí buněčnou neogenezi).
  • Jejich seznam je uveden:
    • Foxo 1;
    • Zbed6;
    • Pdxl;
    • Ngn3;
    • MafA;
    • Pax4;
    • PPRβ / δ;
    • Arx;
  • včetně některých bílkovin:
    • Txnip;
    • Sh2b1.
  • Při studiu proliferace β - buněk za simulovaných fyziologických podmínek byly získány extrémně protichůdné výsledky.
  • Například při izolaci kultivace β-buněk u myší (věk: 8 týdnů) a následné inkubace s lidským GH a liralglitidem byl agonista receptoru pro glukagon-podobný peptid-1 (GLP-1) (lék doporučený FDA pro léčbu diabetu 2. typu) a byla získána intenzivně proliferující hmota buněk sekretujících inzulín.
  • Při stejných experimentálních podmínkách inkubace β-buněk izolovaných z dospělých lidských dárců (ve věku 16-64 let) neprokázala proliferaci.
  • Je pravděpodobné, že dospělé buňky mají omezenou schopnost proliferovat.
  • Kromě toho genetické studie ukázaly, že konverze a přítomnost kmenových buněk u dospělých je velmi podmíněná nebo vůbec neexistuje.
    • Výjimkou jsou acinární buňky, přímé potomstvo embryonálních pluripotentních progenitorových buněk.
  • Za určitých podmínek, jako je obezita, se může zvýšit objemová hmotnost.
  • Po narození je proliferace β-buněk omezená;
    • Významný nárůst hmotnosti beta - buněk, až o 50%, je pozorován u osob trpících obezitou.
  • Dnes je tento jedinečný mechanismus považován za kompenzační mechanismus pro hyperglykemii a snížení hmotnosti β-buněk.
  • Také existují důkazy o existenci řady β - buněk se záložní schopností rozdělit nebo s "magickou značkou", což je faktor vyjádřený ve vývoji obezity.
  • Protokol Yamanaka, stejně jako další studie in vitro v této oblasti, slibují nové možnosti pro získání β-hmoty, která může být dále použita k opravě pankreatu a transplantačních buněk pro léčbu diabetu.

ß-buněk a diabetu

  • Hlavním úkolem beta - buněk je stanovení potřeby inzulínu a jeho vylučování v množství nezbytném k udržení fyziologické normoglykemie bez ohledu na trvání příjmu potravy.
  • Patofyziologické mechanismy diabetu jsou spuštěny, když hladiny inzulínu nejsou dostatečné k normalizaci glykémie a hyperglykemie se vyvíjí.
  • Diabetes mellitus 1. typu se vyskytuje v důsledku autoimunní destrukce β-buněk, takže léčba těchto pacientů je založena na:
    • inzulínová substituční terapie;
    • udržování tkáňové citlivosti na inzulín;
    • kontrolní tělesnou hmotnost.
  • Příčina vývoje diabetu typu 2 je odlišná a je kombinací snížení hmotnosti beta buněk a zvýšení rezistence na inzulín (IR).
  • Snížení β - hmoty je potvrzeno studiemi u zvířat trpících cukrovkou a obezitou.
  • Když jsou beta - buňky zničeny chemickými látkami nebo genetickými manipulacemi, stejně jako u transgenního modelu nebo s vypnutým genem, konečnými výsledky jsou pokles β - hmoty a hyperglykemie.
  • Ve studiích na zvířatech bylo prokázáno, že snížením počtu buněk pod 10 milionů na kilogram tělesné hmotnosti se objevují příznaky poruchy glukózové tolerance a následně hyperglykémie.
  • Nejpohodlnějším modelem pro studium výše uvedených postupů je pankreas s bandážovanými kanály.
  • Ukázalo se, že se projevují příznaky hyperglykemie, když se odstraní 90% žlázy, navíc se pak pankreas následně regeneruje.
  • Procesy zotavení v experimentálním modelu začínají 60 hodin po manipulaci.
  • Ligace pankreatu (ligace ocasu) vede k významnému snížení velikosti orgánů (50-60%). Výsledkem je, že β-hmotnost v oblasti ocasu se zvyšuje téměř dvojnásobně.
  • V 60% případů způsobila částečná pankreatektomie u myší podobné regenerační procesy.
  • Jsou charakterizovány zvýšením populací alfa a beta buněk, stejně jako akumulace ostrůvků a zvýšená exprese glukózového transportéru (GLUT-2) v buňkách duktů.
  • Při použití značení bylo zjištěno, že během neogenesy β-buněk se proliferace podstatně zvyšuje v duktálních buňkách.
  • Z klinických pozorování je rovněž známo, že pankreatektomie pro pankreatické nádory a pankreatitidu může aktivovat opravu a tím přispět k dokončení homeostázy β-buněk.
  • Regenerační potenciál β-buněk je také studován na modelech slinivky břišní s chemickou ablací β-hmoty nebo na geneticky modifikovaných orgánech.
  • Druhý z nich je v tomto ohledu nejvhodnější vzhledem k tomu, že doba ablace je regulována.
    • Příklady zahrnují expresi difterického toxinu v β-buněčném modelu pod působením doxycykinu, stejně jako RIP receptor toxinu difterického u myší.
  • Navíc k výše uvedeným existují modely s vypnutými geny a transgenními modely, ve kterých jsou modifikovány pouze jednotlivé oblasti bodů.
  • Shrnutí všech dostupných údajů o charakteristikách patogeneze diabetu 2. typu můžeme říci, že hlavním úkolem dnešního výzkumu v oblasti diabetologie je najít způsob, jak zvýšit počet β-buněk.

Diabetes způsobuje smrt β-buněk