Langerhansovi otočići
Langerhansovi otočići, Langerhansova ostrvca ili pankreasna ostrvca su područja pankreasa (gušterače) koja sadrže endokrine ćelije (koje proizvode hormone pankrease) grupirane u obliku ostrvaca razbacanih po egzokrinom pankreasu, raspoređenenih između njegovih miješkova (najviše u repu pankreasa). Otkrio ih je 1869. njemački patolog i anatom Pol Langerhans, po kome su i dobila ime.[1]
| Pannkreasna ostrvca | |
|---|---|
 | |
 Pankreasna ostrvca miša u tipskoj poziciji, blizu krvnog suda (insulin je crven, a jedra plava) | |
| Detalji | |
| Dio | Pankreasa |
| Sistem | Endokrini |
| Identifikatori | |
| Latinski | 'Isulae pancreaticae' |
| MeSH | D007515 |
| TA98 | A05.9.01.019 |
| TA2 | 3128 |
| FMA | 16016 |
| Anatomska terminologija | |
Fiziologija
urediEgzokrina funkcija. Pankreas je žlijezda sa egzokrinim lučenjem enzima koji igraju vitalnu ulogu u:
- neutralizaciji kiseline koja iz želuca dospijeva u duodenum, čime se sprječava oštećenja sluzokože duodenuma i creva,
- procesu razbijanja makromolekulskih hranljivih materija – proteina, masti i skrobgga – u manje čestice koje mogu da se apsorbuju preko crijevne sluzokože u krvotok.
Endokrina funkcija. Pored toga što je egzokrina žlijezda, pankreas je i endokrino luči važne hormone – insulin i glukagon – koji igraju vitalnu ulogu u metabolizmu lipida i ugljikohidrata. Ovi hormoni su u organizmu neophodni za održavanje normalnog nivoa koncentracije glukoze u krvi.
Anatomija
uredi
Pankreas je podijeljen u režnjeve pregradama koje se sastoje od vezivnog tkiva. Režnjevi se pretežno sastoje od grozdastih struktura egzokrinih ćelija koje se zovu acinusi i koje luče digestivne enzime. Egzokrini sekret iz acinusa se sukcesivno kreće kroz interkalarne i intralobularne kanale, enterlobulske cijevi da bi konačno kroz glavni pankreasni kanal dospio u duodenum.[2]
Tkivo egzokrinog pankreasa sadrži su Langerhansova ostrvca, endokrine komponente pankreasa. Ostrvca sadrže više tipova ćelija (alfa, beta i delta) bogato prokrvljenih, što omogućavaja dobar i brz unos hormona u cirkulaciju. Iako Langerhansova ostrvca čine oko 1 do 2% mase pankreasa, 10 do 15% protoka krvi pankreasa obavlja se u ostrvcima. Kod zdrave odrasle osobe u njegovom pankreasu postoji oko milion ostrvaca, čija je pojedinačna masa od 1 do 1,5 gram.[3] Langerhansova ostrvca su razbacana po egzokrinom pankreasu i smještena između njegovih mješkova, najviše u repu. U standardnom histološkom preparatu pankreasa, ostrvca se vide kao relativno blijedo obojene grupe ćelija u moru tamnije obojenog egzokrinog tkiva. Slika sa desne strane prikazuje ostrvca u pankreasnom tkivu. Pankreasna ostrva sastoje se iz tri glavne vrste ćelija, od kojih svaka proizvodi drugačije endokrine proizvod:
- Alfa ćelije – (α-ćelija) luče hormon glukagona (15% do 20% od ukupnog broja ćelija ostrvaca)
- Beta ćelije – (β-ćelije) luče insulin i najzastupljenije su ćelije u ostrvcima. (65% do 80%)
- Delta ćelije – (δ-ćelija) luče hormon somatostatin. (3% do 10%)
- PP ćelije (F ćelije) luče pankreasne polipeptide. (3% do 5%)
- Epsilon ćelije – (ξ-ćelija) koje luče grelin (nedavno otkriven peptidni hormon, koji ima osobine gonadotropina i hormona drugih metaboličkih i endokrinih funkcija.
Interesantno je da se različiti tipovi ćelija unutar ostrvaca različito raspoređuju, pri čemu beta ćelije zauzimaju centralni dio ostrvca i okružene su "korom" alfa i delta ćelije. Osim insulina, glukagona i somatostatina, kao proizvod Langhansovih ćelija, identificiran je i niz drugih "manjih" hormona,
Langerhansova ostrvca su inervirana iz parasimpatičkog i simpatijčkog neurona, preko kojih nervni signali, jasno modulirani, reguliraju lučenje insulina i glukagona.
Endokrina funkcija Langerhansovih ostrvaca
urediLangerhansova ostrvca su odgovorna za endokrinu funkciju koja se ogleda u radu grupiranih endokrinih ćelija. Langerhansova ostrvca se satoje iz tri tipa ćelija: alfa, beta i delta. Beta ćelije izlučuju hormon insulin (insula – ostrvo), dok alfa ćelije izlučuju glukagon. Insulin i glukagon djeluju antagonistički: dok insulin smanjuje koncentraciju glukoze u krvi, glukagon je povećava. Delta ćelije luče hormon somatostatin koji ihibira sekreciju ostalih hormona. Takođe pankreas lučii još jedan hormon amilin, koji regulira brzinu resorpcije u gastrointestinaloom sistemu.
Povećana koncentracija glukoze (šećera) u krvi dovodi do pojačanog lučenja insulina pod čijim dejstvom se smanjuje nivo šećera u krvi. Kada se nivo glukoze smanji na normalu, povratnom spregom, smanjuje se i lučenje insulina. Međutim, kada se insulin nedovoljno izlučuje ili postoji rezistencija na njega dolazi do nagomilavanja glukoze u krvi, tj. hiperglikemije (vrijednosti veće od 6,66 mmol/l) što dovodi do šećerne bolesti (diabetes mellitus)
Parakrina povratna sprega
urediParakrini sistem povratne sprege informacija u Langerhansovim ostrvcima ima sljedeću ulogu:[4]
- Insulin: aktivira beta ćelije i sprečava lučenje alfa ćelija
- Glukagon: aktivira alfa ćelije koje zatim aktiviraju beta i delta ćelije. Glukagon se smatra antagosnističkim hormonom insulinu. Povećanje lučenja glukagona je praćeno padom lučenja insulina i obrnuto.
- Somatostatin: inhibira alfa i beta ćelije i inhibira lučenje insulina i glukagona.
Održavanje ravnoteže između insulina i glukoze je veoma precizno. Samo nesmetano funkcioniranje parakrine povratne veze obezbjeđuje održavanje energetske ravnoteže i pravilnu ishranjenost organizma.
Transplantacija u liječenju dijabetesa
urediTransplantacija pankreasa je jedan od najoptimalnijih oblika suvremene supstitucijske terapije dijabetesa tipa 1 kojim bi mogla da se postigne insulinske neovisnost bolesnika. Prema preporukama Američke asocijacije za dijabetes transplantacija endokrinog pankreasa je prihvaćena kao terapijska metoda, koja ima za cilj da: popravi kvalitet života bolesnika sa dijabetesom, eliminira potrebu za davanjem insulina i čestim kontrolama glikemija, eliminira akutne komplikacije kao i da sprečava pojavu ili uspori napredovanje kasnih komplikacija dijabetesa.[5] Transplantacija endokrinog pankreasa se može izvršiti:[6]
- Transplantacijom cijelog pankreasa
Prva transplantacija ljudskog pankreasa u cilju liječenja pacijenata sa dijabetesom tip 1 izvršena je 1966. u Minesoti, SAD. Prema podacima Internacionalnog registra za transplantaciju pankreasa do sada je obavljeno oko 20.000 transplantacija. Jednogodišnja potpuna nezavisnost od primjene insulina uz normalnu jutarnju glikemiju i normalne ili samo blago povišene vrijednosti glikoziliranog hemoglobina (HbA1c), zabilježena je kod 80% pacijenata kod kojih je pankreas istovremeno transplantiran sa bubregom.
- Transplantacija segmenata ili ljudskih adultnih ostrvaca endokrinog pankreasa
Oslobađanje očuvanih ostrvaca pankreasa od njegovog okolnog tkiva obavlja se enzimskom digestijom pomoću kolagenaze. Izolacija humanih adultnih ostrvaca vrši se neautomatskim ili automatskim metodom. Za postizanje insulinske nezavisnosti neophodna je transplantacija oko 500.000 ostrvaca, koja se presađuju preko vena jetre. Nakon presađivanja, neophodna je imunosupresivna terapija. Insulinska nezavisnost se postiže u oko 32% pacijenata, a preživljavanje transplantiranih izolovanih ostrvaca i insulinska nezavisnost prosječno je trajala 6 godina.[7]
- Transplantacijom izolovanih fetusnih ili adultnih ostrvaca endokrinog pankreasa
Ovu vrstu transplantacije karakteriše primjena fetalnog endokrinog pankreasa ili endokrinog dijela fetusnog pankreasa koji ima sposobnost za dalji rast i razvoj. Preostali deio pankreasa podliježe razgradnji u toku pripreme i nakon transplantacije.
Ovaj metod karakterizira mala zapremina transplantiranog tkiva, jednostavnost primjene uz minimalnu hiruršku intervenciju.Dostupnost fetusog tkiva je nažalost ograničena i podliježe strogim etičkim pravilima. Insulinska nezavisnost nakon primjene humanih fetusnih ostrvaca nije uočena, ali je postignuto značajno smanjenje doze insulina (za oko 30%) uz stabilnu kontrolu nivoa glikemije (u trajanju od oko 6 mjeseci) i usporavanje napredovanja promjena na krvnim sudovima oku, srcu, bubregu i nervima.[8]
"Dok se transplantacija celog pankreasa pokazala kao veoma efikasna u održavanju euglikemije ona je povezana sa značajnim rizikom od operativnih i postoperativnih komplikacija. Transplantacija ostrvaca je atraktivnija kao manje invazivna alternativa u odnosu na transplantacijeu celog pankreasa i ima perspektivu u budućnost ako se izvrši imunosupresija primenom predtransplantacione kulture.
Transplantacijom otočića, međutim, ne može se uvijek postići održiv nivo glukoze u krvi i potpuna kontrole neophodne za smanjenje rizika od sekundarnih komplikacija dijabetesa a pacijent se izlaže negativnim efektima imunosupresije. Iako je napredak nedavnih istraživanja dovelo do uvećanja stope insulinske nezavisnost nakon transplantacije ostrvaca, daljim razvojem istraživanja potrebno je da se poboljša dugoročna održivost i funkcija ostrvaca i zadrži poboljšana kontrola glukoze tokom vremena."[9]
Također pogledajte
urediReference
uredi- ^ Langerhans P (1869). "Beitrage zur mikroscopischen anatomie der bauchspeichel druse". Inaugural-dissertation. Berlin: Gustav Lange.
- ^ engleski: 'R. Boven Histologija pankreasa colostate.edu Arhivirano 19. 3. 2018. na Wayback Machine, Pristupljeno 10. 4. 2013.
- ^ Elayat AA, el-Naggar MM, Tahir M (1995). "An immunocytochemical and morphometric study of the rat pancreatic islets". Journal of Anatomy. 186 (Pt 3): 629–37. PMC 1167020. PMID 7559135.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ Wang, Michael B.; Bullock, John; Boyle, Joseph R. (2001). Physiology. Hagerstown, MD: Lippincott Williams & Wilkins. str. 391. ISBN 0-683-30603-0.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ Hogan A, Pileggi A, Ricordi C (2008). "Transplantation: current developments and future directions; the future of clinical islet transplantation as a cure for diabetes". Frontiers of Bioscience. 13: 1192–205. doi:10.2741/2755. PMID 17981623.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ Type 1 cures - pancreas transplants, Pristupljeno 10. 4. 2013.
- ^ Chatenoud L (2008). "Chemical immunosuppression in islet transplantation--friend or foe?". New England Journal of Medicine. 358 (11): 1192–3. doi:10.1056/NEJMcibr0708067. ISSN 0028-4793. PMID 18337609.
- ^ Pileggi A, Cobianchi L, Inverardi L, Ricordi C (2006). "Overcoming the challenges now limiting islet transplantation: a sequential, integrated approach". Annals of the New York Academy of Sciences. 1079: 383–98. doi:10.1196/annals.1375.059. ISSN 0077-8923. PMID 17130583.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ Meloche RM (2007). "Transplantation for the treatment of type 1 diabetes". World Journal of Gastroenterology. 13 (47): 6347–55. doi:10.3748/wjg.13.6347. PMID 18081223.
Vanjski linkovi
uredi
- "THE ISLETS OF LANGERHANS", Karolinska Institutet, Sweden
- "Islets" međunarodni časopis za klinička i eksperimentalna istraživanja fiziologije i patologije Langerhansovih ostrvaca i srodnih tema
- "Islet Society" Nezavisna oganizacija za promociju osnovnih i primenjenih istraživanja Langerhansovih ostrvaca, u kontekstu dijabetesa.
- Pancreas, human – H&E Arhivirano 29. 9. 2009. na Wayback Machine, Blue Histology – Accessory Digestive Glands, School of Anatomy and Human Biology, The University of Western Australia
- Bionet škola Arhivirano 2. 12. 2020. na Wayback Machine
- Basislehrbuch Innere Medizin, H.Renz-Polster, S. Krauzig, J.Braun, Urban und Fischer njemački: '
- Pathology outlines, "Pankreas" engleski: '
- Colostate, "Pankreas"