Диабет и пересадка островков поджелудочной железы. Клетки лангерганса поджелудочной железы какой секреции Панкреатические островки

В эндокринной части паренхимы поджелудочной железы располагаются островки Лангерганса . Их основными структурными единицами являются секреторные (α, β, Δ, F и другие) клетки.

А-клетки (α-клетки) островков продуцируют глюкагон. Он увеличивает гликогенолиз в печени, снижает в ней утилизацию глюкозы, а также повышает глюконеогенез и образование кетоновых тел. Результатом этих воздействий является увеличение концентрации глюкозы в крови. Вне печени глюкагон повышает липолиз и снижает синтез белков.

На -клетках имеются рецепторы, которые при уменьшении уровня глюкозы во внеклеточной среде усиливают секрецию глюкагона. Секретин угнетает продукцию глюкагона, а другие желудочно-кишечные гормоны стимулируют ее.

B-клетки ( -клетки) синтезируют и накапливают инсулин. Этот гормон увеличивает проницаемость клеточных мембран для глюкозы и аминокислот, а также способствует превращению глюкозы в гликоген, аминокислот в белки, а жирных кислот в триглицериды.

Синтезирующие инсулин клетки способны реагировать на изменения содержания в крови и просвете ЖКТ калоригенных молекул (глюкозы, аминокислот и жирных кислот). Из аминокислот наиболее выражена стимуляция секреции инсулина аргинином и лизином.

Поражение островков Лангерганса приводит к гибели животного из-за нехватки в организме инсулина. Только этот гормон снижает содержание глюкозы в крови.

Д-клетки (Δ-клетки) островков синтезируют панкреатический соматостатин . В поджелудочной железе он оказывает тормозящее паракринное влияние на секрецию гормонов островками Лангерганса (преобладает влияние на -клетки), а внешнесекреторным аппаратом - бикарбонатов и ферментов.

Эндокринное влияние панкреатического соматостатина проявляется торможением секреторной активности в ЖКТ, аденогипофизе, паращитовидной железе и почках.

Наряду с секрецией, панкреатический соматостатин снижает сократительную активность желчного пузыря и желчных протоков, а на всем протяжении ЖКТ - уменьшает кровообращение, моторику и всасывание.

Активность Д-клеток возрастает при высоком содержании в просвете пищеварительного тракта аминокислот (особенно лейцина и аргинина) и глюкозы, а также при увеличении концентрации в крови ХКП, гастрина, желудочного ингибирующего полипептида (ЖИП) и секретина. В то же время, норадреналин угнетает высвобождение соматостатина.

Панкреатический полипептид синтезируется F-клетками (или РР-клетками) островков. Он уменьшает объем панкреатического секрета и концентрацию в нем трипсиногена, а также тормозит выведение желчи, но стимулирует базальную секрецию желудочного сока.

Выработка панкреатического полипептида стимулируется парасимпатической нервной системой, гастрином, секретином и ХКП, а также при голодании, приеме богатого белками корма, гипогликемии и физической нагрузке.

Интенсивность выработки гормонов поджелудочной железы контролируется вегетативной нервной системой (парасимпатические нервы вызывают гипогликемию, а симпатические - гипергликемию). Однако основными факторами регуляции секреторной активности клеток в островках Лангерганса, являются концентрации питательных веществ в крови и просвете ЖКТ. Благодаря этому, своевременные реакции клеток островкового аппарата обеспечивают поддержание постоянного уровня питательных веществ в крови между приемами корма.

ЭНДОКРИННАЯ ФУНКЦИЯ ПОЛОВЫХ ЖЕЛЕЗ

После наступления половой зрелости основными источниками половых гормонов в организме животных становятся постоянные половые железы (у самцов - семенники, а у самок - яичники). У самок периодически могут появляться и временные эндокринные железы (например, плацента во время беременности).

Половые гормоны делят на мужские (андрогены) и женские (эстрогены).

Андрогены (тестостерон, андростендион, андростерон и др.) специфически стимулируют рост, развитие и функционирование органов размножения самцов, а с наступлением половой зрелости - образование и созревание мужских половых клеток.

Еще до рождения в организме плода формируются вторичные половые признаки. Это в значительной степени регулируется образующимися в семенниках андрогенами (секретируются клетками Лейдига) и фактором, секретируемым клетками Сертоли (находятся в стенке семенного канальца). Тестостерон обеспечивает дифференцировку наружных половых органов по мужскому типу, а секрет клеток Сертоли предотвращает образование матки и маточных труб.

В период полового созревания андрогены ускоряют инволюцию тимуса, а в других тканях стимулируют накопление питательных веществ, синтез белка, развитие мышечной и костной ткани, повышают физическую работоспособность и сопротивляемость организма неблагоприятным воздействиям.

Андрогены влияют на ЦНС (например, вызывают проявления полового инстинкта). Поэтому удаление половых желез (кастрация) у самцов делает их спокойными и может привести к нужным для хозяйственной деятельности изменениям. Например, кастрированные животные быстрее откармливаются, мясо их вкуснее и нежнее.

До рождения, секреция андрогенов обеспечивается совместным действием на плод ЛГ самки и хорионического гонадотропина (ХГ). После рождения, развитие семенных канальцев, спермиев и сопровождающую эти процессы выработку БАВ клетками Сертоли стимулирует собственный гонадотропин самца - ФСГ, а ЛГ вызывает секрецию тестостерона клетками Лейдига. Старение сопровождается угасанием активности половых желез, но продолжается выработка половых гормонов надпочечником.

К видовым особенностям клеток Сертоли семенников жеребца, быка и кабана относится их способность кроме тестостерона вырабатывать эстрогены, которые регулируют обмен веществ в половых клетках.

Яичники в организме половозрелой самки в соответствии со стадиями полового цикла вырабатывают эстрогены и гестагены . Основным источником эстрогенов (эстрона, эстрадиола и эстриола) являются фолликулы, а гестагенов - желтое тело.

У неполовозрелой самки эстрогены надпочечников стимулируют развитие репродуктивной системы (яйцеводов, матки и влагалища) и вторичных половых признаков (определенного телосложения, молочных желез и т.д.). После наступления половой зрелости, концентрация в крови женских половых гормонов значительно повышается за счет их интенсивной выработки яичниками. Возникающие при этом уровни эстрогенов стимулируют созревание половых клеток, синтез белков и образование мышечной ткани в большинстве внутренних органов самки, а также повышают сопротивляемость ее организма к вредным воздействиям и вызывают связанные с половыми циклами изменения в органах животного.

Высокие концентрации эстрогена вызывают рост, расширение просвета и усиление сократительной активности яйцеводов. В матке они повышают кровенаполнение, стимулируют размножение клеток эндометрия и развитие маточных желез, а также изменяют чувствительность миометрия к окситоцину.

У самок многих видов животных эстрогены вызывают ороговение клеток влагалищного эпителия перед течкой. Поэтому качество гормональной подготовки самки к спариванию и овуляции выявляют по цитологическим анализам вагинального мазка.

Эстрогены также способствуют формированию состояния «охоты» и соответствующих половых рефлексов в наиболее благоприятную для оплодотворения стадию полового цикла.

После овуляции, на месте бывшего фолликула образуется желтое тело. Вырабатываемые им гормоны (гестагены) влияют на матку, молочные железы и ЦНС. Они вместе с эстрогенами регулируют процессы зачатия, имплантации оплодотворенной яйцеклетки, вынашивания беременности, родов и лактации. Основным представителем гестагенов является прогестерон. Он стимулирует секреторную активность маточных желез и делает эндометрий способным реагировать на механические и химические воздействия разрастаниями, которые необходимы для имплантации оплодотворенной яйцеклетки и образования плаценты. Прогестерон также снижает чувствительность матки к окситоцину и расслабляет ее. Поэтому преждевременное снижение концентрации гестагенов в крови беременных самок вызывает роды до полного созревания плода.

Если беременность не наступила, то желтое тело подвергается инволюции (продукция гестагенов прекращается) и начинается новый овариальный цикл. Умеренные количества прогестерона в синергизме с гонадотропинами стимулируют овуляцию, а большие - тормозят секрецию гонадотропинов и овуляция не происходит. Небольшие количества прогестерона также необходимы для обеспечения течки и готовности к спариванию. Кроме этого, прогестерон участвует в формировании доминанты беременности (гестационной доминанты), направленной на обеспечение развития будущего потомства.

После воздействия эстрогенов, прогестерон способствует развитию железистой ткани в молочной железе, что приводит к формированию в ней секреторных долек и альвеол.

Наряду со стероидными гормонами желтое тело, эндометрий и плацента, преимущественно перед родами, продуцируют гормон релаксин . Его выработка стимулируется высокими концентрациями ЛГ и вызывает повышение эластичности лонного сочленения, расслабление связки тазовых костей, а непосредственно перед родами повышает чувствительность миометрия к окситоцину и вызывает расширению маточного зева.

Плацента возникает в несколько этапов. Сначала, в ходе дробления оплодотворенной яйцеклетки образуется трофобласт . После присоединения к нему внезародышевых кровеносных сосудов трофобласт превращается в хорион , который после плотного соединения с маткой становится сформировавшейся плацентой .

У млекопитающих плацента обеспечивает прикрепление, иммунологическую защиту и питание плода, выведение продуктов обмена, а также выработку гормонов (эндокринная функция), необходимых для нормального течения беременности.

Уже на ранних сроках беременности в местах прикрепления ворсинок хориона к матке вырабатываетсяхорионический гонадотропин . Его появление ускоряет развитие зародыша и предотвращает инволюцию желтого тела. Благодаря этому желтое тело поддерживает высокий уровень прогестерона в крови до тех пор, пока плацента сама не начнёт синтезировать его в необходимом количестве.

Вырабатываемые в организме беременных самок негипофизарные гонадотропины имеют видовые особенности, но могут влиять на репродуктивные функции и у других видов животных. Например, введение гонадотропина сыворотки крови жеребых кобыл (ГСЖК) вызывает у многих млекопитающих выделение прогестерона. Это сопровождается удлинением полового цикла и задерживает приход охоты. У коров и овец ГСЖК также вызывает одновременный выход нескольких зрелых яйцеклеток, что используется при трансплантации эмбрионов.

Плацентарные эстрогены вырабатываются плацентой большинства млекопитающих (у приматов - эстрон, эстрадиол и эстриол, а у лошади - эквилин и эквиленин ) преимущественно во второй половине беременности из дегидроэпиандростерона образующегося в надпочечниках плода.

Плацентарный прогестерон у ряда млекопитающих (приматы, хищники, грызуны) секретируются в количествах достаточных для нормального вынашивания плода даже после удаления желтых тел.

Плацентарный лактотропин (плацентарный лактогенный гормон, плацентарный пролактин, хорионический соматомаммотропин) поддерживает рост плода, а у самки увеличивает синтез белка в клетках и концентрацию СЖК в крови, стимулирует рост секреторных отделов молочных желёз и их подготовку к лактации, а также задерживает в организме ионы кальция, снижает мочевую экскрецию фосфора и калия.

По мере увеличения сроков беременности в крови самок растет уровень плацентарного кортиколиберина , который увеличивает чувствительность миометрия к окситоцину. Данный либерин практически не влияет на секрецию АКТГ. Это связано с тем, что во время беременности в крови растет содержание белка, который быстро нейтрализует кортиколиберин и он не успевает подействовать на аденогипофиз.

ТИМУС

Тимус (зобная или вилочковая железа) имеется у всех позвоночных животных. У большинства млекопитающих он состоит из двух соединенных друг с другом долей, расположенных в верхней части грудной клетки сразу за грудиной. Однако, у сумчатых животных эти доли тимуса обычно остаются отдельными органами. У пресмыкающихся и птиц железа обычно имеет вид цепочек, расположенных по обе стороны шеи.

Наибольших размеров по отношению к массе тела тимус большинства млекопитающих достигает к моменту рождения. Затем он медленно растет и в период полового созревания достигает максимальной массы. У морских свинок (и некоторых других видов животных) крупный тимус сохраняется на протяжении всей жизни, но у большинства высокоразвитых животных после полового созревания железа постепенно уменьшается (физиологическая инволюция), но полной атрофии ее не происходит.

В тимусе эпителиальные клетки продуцируют тимические гормоны влияющие эндокринным и паракринным путем на гемопоэз, а также дифференцировку и активность Т-клеток.

В тимусе на предшественники Т-лимфоцитов последовательно действуют тимопоэтин и тимозины. Они делают дифференцирующиеся в тимусе клетки чувствительными к активированному кальцием тимулину (или тимическому сывороточному фактору - ТСФ).

П р и м е ч а н и е: Возрастное снижение содержания ионов кальция в организме является причиной падения активности тимулина у старых животных.

Секреторная активность тимуса тесно связана с деятельностью гипоталамуса и других эндокринных желез (гипофиза, эпифиза, надпочечников, щитовидной железы и гонад). Гипоталамический соматостатин, удаление надпочечников и щитовидной железы снижают выработку тимических гормонов, а эпифиз и кастрация усиливают гормонопоэз в тимусе. Кортикостероиды регулируют распределение тимических гормонов между тимусом, селезенкой и лимфоузлами, а тимэктомия приводит к гипертрофии коры надпочечников.

Перечисленные примеры свидетельствуют о том, что вилочковая железа обеспечивает интеграцию нейро-эндокринной и иммунной систем в целостном макроорганизме.

ЭПИФИЗ

Эпифиз (шишковидная железа) расположена у позвоночных под кожей головы или в глубине мозга. Основными клетками эпифиза у млекопитающих являются пинеалоциты , а у более примитивных животных здесь имеются и фоторецепторы. Поэтому, наряду с эндокринной функцией эпифиз может обеспечивать ощущение степени освещенности объектов. Это позволяет глубоководным рыбам осуществлять вертикальную миграцию в зависимости от смены дня и ночи, а миногам и пресмыкающимся - оберегать себя от опасности сверху. У некоторых перелетных птиц эпифиз, вероятно, выполняет функцию навигационных приборов при перелетах.

Эпифиз земноводных уже способен вырабатывать гормон мелатонин , который уменьшение количество пигмента в клетках кожи.

Пинеалоциты непрерывно синтезируют гормон серотонин, который в темное время суток и при низкой активности симпатической нервной системы (у птиц и млекопитающих) превращается в мелатонин. Поэтому продолжительность дня и ночи, влияют на содержание этих гормонов в эпифизе. Возникающие при этом ритмические изменения их концентрации в шишковидной железе определяют у животных суточный (циркадианный) биологический ритм (например, периодичность сна и колебания температуры тела), а также влияет на формирование таких сезонных реакций как зимняя спячка, миграция, линька и размножение.

Увеличение содержания мелатонина в эпифизе оказывает снотворный, анальгезирующий и седативный эффекты, а также тормозит половое созревание молодняка. Поэтому после удаления эпифиза у цыплят быстрее наступает половое созревание, у самцов млекопитающих - гипертрофируются семенники и усиливается созревание спермиев, а у самок - удлиняется период жизни желтых тел и увеличивается матка.

Мелатонин снижает секрецию ЛГ, ФСГ, пролактина и окситоцина. Поэтому низкий уровень мелатонина в светлое время суток способствует усилению молокообразования и высокой половой активности животных в те времена года, когда ночи наиболее короткие (весной и летом). Мелатонин также нейтрализует повреждающее действие стрессоров и является естественным антиоксидантом.

У млекопитающих серотонин и мелатонин выполняют свои функции в основном в эпифизе, а дистантными гормонами железы, вероятно, являются полипептиды. Значительная их часть наряду с кровью, секретируется в спинномозговую жидкость и через нее поступает в различные отделы ЦНС. Это оказывает преимущественно тормозное влияние на поведение животного и другие функции мозга.

В эпифизе уже обнаружено около 40 секретирующихся в кровь и спиномозговую жидкость биологически активных пептидов. Из них наиболее изучены антигипоталамические факторы и адреногломерулотропин.

Антигипоталамические факторы обеспечивают связь эпифиза с гипоталамо-гипофизарной системой. К ним, например, относятся аргинин-вазотоцин (регулирует секрецию пролактина) иантигонадотропин (ослабляет секрецию ЛГ).

Адреногломерулотропин стимулируя выработку альдостерона надпочечником, влияет на водно-солевой обмен.

Таким образом, основной функцией эпифиза является регуляция и координация биоритмов. Посредством контроля деятельности нервной и эндокринной систем животного, шишковидная железа обеспечивает опережающую реакцию его систем на смену времени суток и сезона.

Поджелудочная железа является сложной альвеолярно-трубчатой железой. Поверхность ее покрыта тонкой соединительнотканной капсулой. Паренхима поджелудочной железы разделена на дольки, между которых залегают соединительнотканные перегородки с выводными желчными протоками, сосудами, нервными пучками. В строении ее различают экзокринную и эндокринную части.

Большая часть поджелудочной железы, выполняющая экзокринную функцию, состоит из панкреатических ацинусов и кустовидной , сливающихся в общий панкреатический проток.

Является основной структурно – функциональной единицей экзокринной части поджелудочной железы.

Он состоит из 8 – 12 плотно контактирующих между собой экзокринных панкреатоцитов, по форме напоминающих конусы, вершины которых направлены к центру ацинуса, и эпителиоцитов (центроацинарных клеток) вставочных протоков, дающих начало всей выводной системе органа.

Вставочные протоки сливаются в межацинарные протоки, впадающие в более крупные внутридольковые, междольковые протоки, и далее секрет поступает в общий проток поджелудочной железы.

С увеличением диаметра протоков изменяется строение их стенки. Однослойный плоский эпителий в просвете вставочных протоков переходит в кубический и призматический, выстилающий внутридольковые и междольковые протоки соответственно.

В главном протоке среди эпителиоцитов появляются железистые бокаловидные клетки, участвующие в формировании секрета и местной эндокринной регуляции.

Меньшая эндокринная часть образована расположенными между ацинусами преимущественно хвостовой части железы панкреатическими островками или островками Лангерганса (insulae pancreaticae, insula — островок).

Островки отделены от ацинусов тонкой соединительнотканной прослойкой и представляют собой пронизанные густой сетью капилляров клеточные скопления округлой формы диаметром около 0,3 мм.

Общее их число составляет примерно 1 миллион. Эндокриноциты тяжами окружают капилляры островков, тесно контактируя с сосудами либо посредством цитплазматических отростков, либо примыкая к ним непосредственно.

По физико-химическим и морфологическим свойствам гранул эндокриноцитов выделяют пять типов секреторных клеток:

альфа-клетки (10-30%) продуцируют глюкагон;
бета-клетки (60-80%) синтезируюют инсулин;
дельта- и D 1 -клетки (5-10%) образуют соматостатин вазоинтестинальный пептид (ВИП);
РР-клетки (2-5%) вырабатывают панкреатический полипептид.

Бета -клетки располагаются преимущественно в центральной зоне островка, в то время как остальные эндокриноциты - по его периферии.

Панкреатические островки, также называемые островками Лангерганса, – это крошечные скопления клеток, диффузно рассеянные по всей поджелудочной железе. Поджелудочная железа – это орган, имеющий продольную форму длиною 15-20 см, который располагается позади нижней части желудка.

Панкреатические островки содержат несколько видов клеток, включая бета-клетки, которые вырабатывают гормон инсулин. Поджелудочная железа также создает ферменты, помогающие организму переваривать и усваивать еду.

Панкреатические островки содержат несколько видов клеток, включая бета-клетки, которые вырабатывают гормон инсулин.

Когда уровень глюкозы крови повышается после принятия пищи, поджелудочная железа отвечает на это высвобождением в кровоток инсулина. Инсулин помогает клеткам по всему организму поглощать глюкозу из крови и использовать ее для выработки энергии.

Сахарный диабет развивается, когда поджелудочная железа не вырабатывает достаточного количества инсулина, клетки организма не используют этот гормон с достаточной эффективностью или по обеим причинам. В результате глюкоза накапливается в крови, а не поглощается из нее клетками организма.

При диабете 1 типа бета-клетки поджелудочной железы прекращают выработку инсулита, так как иммунная система организма атакует их и уничтожает. Иммунная система защищает людей от инфекций, выявляя и разрушая бактерии, вирусы и другие потенциально вредные чужеродные вещества. Люди, имеющие диабет 1 типа, должны ежедневно принимать инсулин в течение всей жизни.

Сахарный диабет 2 типа обычно начинается с состояния, называемого инсулинорезистентностью, при котором организму не удается эффективно использовать инсулин. Со временем выработка этого гормона также сокращается, поэтому многим пациентам с диабетом 2 типа в конечном итоге приходиться принимать инсулин.

Что такое пересадка островков поджелудочной железы?

Существует два вида трансплантации (пересадки) панкреатических островков:

Аллотрансплантация.
Аутотрансплантация.

Аллотрансплантация островков Лангерганса – это процедура, во время которой островки из поджелудочной железы умершего донора очищают, обрабатывают и пересаживают другому человеку. В настоящее время аллотрансплантация панкреатических островков считается экспериментальной процедурой, так как технология их пересадки еще недостаточно успешна.

Для каждой аллотрансплантации панкреатических островков ученые используют специализированные ферменты, с помощью которых удаляют их из поджелудочной железы умершего донора. Затем островки очищают и подсчитывают в лаборатории.

Обычно реципиенты получают две инфузии, в каждой из которых содержится 400 000 – 500 000 островков. После имплантации бета-клетки этих островков начинают вырабатывать и выделять инсулин.

Аллотрансплантация островков Лангерганса проводится пациентам с диабетом 1 типа, у которых плохо контролируются уровни глюкозы в крови. Цель пересадки состоит в том, чтобы помочь этим больным достичь относительно нормальных показателей глюкозы крови с ежедневными инъекциями инсулина или без них.

Cнизить или устранить риск неосознанной гипогликемии (опасное состояние, при котором пациент не чувствует симптомов гипогликемии). Когда человек ощущает приближение гипогликемии, он может предпринять меры, чтобы поднять уровень глюкозы в крови до нормальных для него значений.

Аллотрансплантация панкреатических островков проводится только в больницах, получивших разрешение на клинические испытания этого метода лечения. Пересадки часто проводятся радиологами – врачами, которые специализируются на медицинской визуализации. Радиолог использует рентген и ультразвук, чтобы направлять введение гибкого катетера через небольшой разрез в верхней части брюшной стенки в портальную вену печени.

Портальная вена – это крупный кровеносный сосуд, несущий кровь в печень. Островки медленно вводят в печень через катетер, установленный в портальной вене. Как правило, эта процедура проводится под местной или общей анестезией.

Пациенты часто нуждаются две или больше трансплантации, чтобы получить количество функционирующих островков, достаточное для снижения или устранения потребности во введении инсулина.

Аллотрансплантация панкреатических островков. При аутотрансплантации островки экстрагируют из собственной поджелудочной железы пациента.

Аутотрансплантация панкреатических островков проводится после тотальной панкреатэктомии – хирургического удаления всей поджелудочной железы – у пациентов с тяжелым хроническим или длительно протекающим панкреатитом, который не поддается другим методам лечения. Эта процедура не считается экспериментальной. Аутотрансплантация островков Лангенрганса не проводится у пациентов с диабетом 1 типа.

Процедура проходит в больнице под общей анестезией. Сперва хирург удаляет поджелудочную железу, из которой потом экстрагируют панкреатические островки. В течение часа очищенные островки вводят через катетер в печень больного. Цель такой пересадки – обеспечить организм достаточным для выработки инсулина количеством островков Лангерганса.

Что происходит после трансплантации островков поджелудочной железы?

Островки Лангерганса начинают высвобождать инсулин вскоре после трансплантации. Тем не менее, полноценное их функционирование и рост новых кровеносных сосудов требуют времени.

Реципиентам до начала полноценной работы пересаженных островков приходиться продолжать инъекции инсулина. Они также могут принимать до и после трансплантации специальные препараты, способствующие успешному приживлению и длительному функционированию островков Лангерганса.

Тем не менее, аутоиммунный ответ, уничтоживший собственные бета-клетки пациента, может снова атаковать пересаженные островки. Хотя традиционным местом для инфузии донорских островков является печень, ученые проводят исследования альтернативных мест, включая мышечные ткани и другие органы.

Каковы преимущества и недостатки аллотрансплантации панкреатических островков?

Преимущества аллотрансплантации островков Лангерганса включают улучшение контроля глюкозы крови, снижение или устранение потребности в инъекциях инсулина для лечения диабета, предотвращение гипогликемии. Альтернативой трансплантации панкреатических островков является пересадка всей поджелудочной железы, которая чаще всего проводится вместе с пересадкой почки.

Преимущества трансплантации всей поджелудочной железы – меньшая зависимость от инсулина и более длительное функционирование органа. Основной недостаток пересадки поджелудочной железы состоит в том, что это очень сложная операция с высоким риском развития осложнений и даже смерти.

Аллотрансплантация панкреатических островков может также помочь избежать неосознанной гипогликемии. Научные исследования показали, что даже частично функционирующие после пересадки островки могут предотвратить это опасное состояние.

Улучшение контроля над уровнем глюкозы в крови с помощью аллотрансполантации островков также может замедлить или предотвратить прогрессирование вызванных диабетом проблем, таких как заболевания сердца и почек, поражения нервов и глаз. Длятся исследования по изучению этой возможности.

Недостатки аллотрансплантации панкреатических островков включают риски, связанные с самой процедурой – в частности, кровотечения или тромбозы. Пересаженные островки могут частично или полностью прекратить свое функционирование. Другие риски связаны с побочными эффектами иммуносупрессивных препаратов, которые вынуждены принимать пациенты для того, чтобы остановить отторжение иммунной системой пересаженных островков.

Если у пациента уже есть пересаженная почка и он уже принимает иммуносупрессивные препараты, дополнительными рисками являются только инфузия островков и побочные эффекты иммуносупрессивных препаратов, которые вводятся во время аллотрансплантации. Эти лекарственные средства не нужны при аутотрансплантации, так как вводимые клетки берутся из собственного организма пациента.

Какова эффективность трансплантации островков Лангерганса?

С 1999 по 2009 год в США было проведено аллотрансплантацию островков поджелудочной железы 571 пациенту. В некоторых случаях эта процедура проводилась в сочетании с пересадкой почки. Большая часть пациентов получили одну или две инфузии островков. В конце десятилетия среднее количество островков, получаемых во время одной инфузии, составляло 463 000.

Согласно статистическим данным, в течение года после трансплантации около 60% реципиентов получили независимость от инсулина, под чем подразумевается прекращение инъекций инсулина длительностью, как минимум, 14 дней.

На конец второго года после пересадки прекратить инъекции, как минимум, на 14 дней могли 50% реципиентов. Тем не менее, долгосрочную независимость т инсулина поддерживать трудно, и в конечном итоге большинство из пациентов были вынуждены снова принимать инсулин.

Были определены факторы, связанные с лучшими результатами аллотрансплантации:

Возраст – 35 лет и старше.
Более низкие уровни триглицеридов в крови перед трансплантацией.
Более низкие дозы инсулина перед трансплантацией.

Тем не менее, научные данные свидетельствуют о том, что даже частично функционирующие пересаженные островки Лангерганса могут улучшить контроль над уровнем глюкозы в крови и снизить дозы вводимого инсулина.

В чем состоит роль иммуносупрессантов?

Иммуносупрессивные препараты необходимы для предотвращения отторжения – распространенной проблемы при любой трансплантации.

Ученые добились многих успехов в области трансплантации островков Лангерганса в течение послезних лет. В 2000 году канадские ученые опубликовали свой протокол трансплантации (Эдмонтонский протокол), который был адаптирован медицинскими и исследовательскими центрами всего мира и продолжает совершенствоваться.

Эдмонтонский протокол вводит использование новой комбинации иммуносупрессивных препаратов, включая даклизумаб, сиролимус и такролимус. Ученые продолжают развивать и изучать модификации этого протокола, включая улучшенные схемы лечения, которые способствуют увеличению успеха трансплантации. Эти схемы в различных центрах могут быть разными.

Примеры других иммуносупрессантов, используемых при трансплантации островков Лангерганса, включают антитимоцитарный глобулин, белатацепт, этанерцепт, алемтузумаб, базаликсимаб, эверолимус и мофетил микофенолата. Ученые также исследуют препараты, не принадлежащие к группе иммуносупрессантов, – например, экзенатид и ситаглиптин.

Иммуносупрессивные препараты имеют серьезные побочные эффекты, а их долгосрочное влияние до сих пор полностью не изучены. Немедленные побочные эффекты включают язвы в ротовой полости и проблемы в пищеварительном тракте (например, расстройство желудка и диарея). У пациентов могут также развиваться:

Повышение уровней холестерина крови.
Повышение артериального давления.
Анемия (снижение количества эритроцитов и гемоглобина крови).
Усталость.
Снижение количества лейкоцитов в крови.
Ухудшение функции почек.
Повышенная восприимчивость к бактериальным и вирусным инфекциям.

Прием иммуносупрессантов также повышает риск развития некоторых видов опухолей и рака.

Ученые продолжают искать пути достижения толерантности иммунной системы к пересаженным островкам, при которой иммунитет не распознает их в качестве чужеродных.

Иммунная толерантность позволила бы поддерживать функционирование пересаженных островков без приема иммуносупрессивных препаратов. Например, один из методов заключается в трансплантации островков, инкапсулированных в специальное покрытие, которое может помочь предотвратить реакцию отторжения.

Какие препятствия стоят перед аллотрансплантацией панкреатических островков?

Нехватка подходящих доноров – главное препятствие для широкого применения аллотрансплантации островков Лангерганса. Кроме этого, не все донорские поджелудочные железы подходят для экстрагирования островков, так как они не отвечают всем критериям отбора.

Нужно учитывать также и то, что во время подготовки островков к пересадки они часто повреждаются. Поэтому каждый год проводиться очень мало трансплантаций.

Ученые изучают различные методы решения этой проблемы. Например, используют только часть поджелудочной железы от живого донора, применяют панкреатические островки свиней.

Ученые пересаживали островки свиней другим животным, включая обезьян, инкапсулируя их в специальное покрытие или применяя препараты для профилактики отторжения. Другой подход состоит в создании островков из клеток других типов – например, из стволовых клеток.

Кроме этого, широкому распространению аллотрансплантации островков препятствуют финансовые барьеры. Например, в США технология трансплантации считается экспериментальной, поэтому ее финансируют из исследовательских фондов, так как страховки не покрывают подобные методы.

Питание и диета

Человек, которому провели трансплантацию панкреатических островков, должен соблюдать диету, разработанную врачами и диетологами. Иммуносупрессивные препараты, принимаемые после пересадки, могут стать причиной увеличения веса. Здоровое питание важно для контроля над массой тела, артериальным давлением, холестерином крови и уровнями глюкозы в крови.

Дорогие посетители сайта Фармамир. Статья не является медицинским советом и не может служить заменой консультации с врачом.

Какие гормоны вырабатывает поджелудочная железа?

Поджелудочная железа принимает главное участие в производстве пищеварительных соков, состоящих из мощных ферментов. Ферменты высвобождаются в тонкой кишке после еды, чтобы переваривать поступающую пищу.

Также железа производит различные гормоны, контролирующие уровень глюкозы в крови.

Железа вырабатывает гормоны из эндокринных клеток – эти клетки собраны в кластеры, известные как островки Лангерганса и контролирует с помощью них, что происходит в крови.

Клетки могут выделять гормоны непосредственно в кровь, когда это необходимо.

В частности, когда уровень сахара в крови возрастает, клетки вырабатывают гормоны, в частности инсулин.

Итак, поджелудочная железа вырабатывает гормон инсулин.

Этот гормон помогает организму снижать уровень глюкозы в крови и направляет сахар в жир, мышцы, печень и другие ткани тела, где он может быть использован для получения энергии, когда это необходимо.

«Альфа - клетки» в островках Лангерганса производят еще один важный гормон, глюкагон. Он имеет противоположный инсулину эффект, помогая высвобождать энергию в кровь, повышая уровень сахара в крови.

Глюкагон и инсулин работают вместе, контролируя баланс глюкозы в крови.

Общая характеристика

Основная работа поджелудочной железы – выработка панкреатических ферментов. Она регулирует с их помощью процессы пищеварения.

Именно они помогают расщеплять белки, жиры и углеводы, поступившие с пищей. За их выработку отвечает более 97% клеток железы.

И только около 2% ее объема занимают особые ткани, получившие название «островки Лангерганса». Они представляют собой небольшие группы клеток, которые вырабатывают гормоны.

Расположены эти скопления равномерно по всей поджелудочной железе.

Клетки эндокринной части железы вырабатывают некоторые важные гормоны. Они имеют особое строение и физиологию.

Эти участки железы, где расположены островки Лангерганса, не имеют выводных протоков. Только множество кровеносных сосудов, куда непосредственно попадают полученные гормоны, окружают их.

При различных патологиях поджелудочной железы часто повреждаются эти скопления эндокринных клеток. Из-за этого количество продуцируемых гормонов может снизиться, что негативно отражается на общем состоянии организма.

Строение островков Лангерганса неоднородно. Ученые разделили все клетки, составляющее их, на 4 типа и выяснили, что каждый вырабатывает определенные гормоны:

примерно 70% объема островков Лангерганса занимают бета-клетки, которые синтезируют инсулин;
на втором месте по важности стоят альфа-клетки, которые составляют 20% этих тканей, они вырабатывают глюкагон;
дельта-клетки производят соматостатин, они составляют менее 10% площади островков Лангерганса;
меньше всего здесь располагается PP-клеток, которые отвечают за выработку панкреатического полипептида;
кроме того, в небольшом количестве эндокринная часть поджелудочной синтезирует другие гормоны: гастрин, тиролиберин, амилин, с-пептид.

Возможные гормональные проблемы

Между приемами пищи, поджелудочная железа не вырабатывает инсулин, и это позволяет организму постепенно выпускать запасы накопленной энергии обратно в кровь по мере необходимости.

Уровни глюкозы в крови остается очень стабильными в любое время, что позволяет телу иметь постоянный приток энергии. Эта энергия необходима ему для обмена веществ, физических упражнений и в виде «топлива» для мозга, который «работает» на глюкозе.

Это гарантирует, что организм не голодает между приемами пищи.

Также, гормоны, выпущенные в период острого стресса, такие как адреналин, останавливают высвобождение инсулина, ведущего к повышению уровня глюкозы в крови.

Когда клетки поджелудочной железы, производящие инсулин, становятся неэффективными, или перестают работать вообще, и не вырабатывают достаточное количество инсулина, это вызывает сахарный диабет.

Инсулин

Это основной гормон поджелудочной железы, оказывающий серьезное влияние на углеводный обмен в организме. Именно он отвечает за нормализацию уровня глюкозы и скорость усвоения ее разными клетками. Вряд ли обычный человек, далекий от медицины, знает, какие гормоны вырабатывает поджелудочная железа, но о роли инсулина известно каждому.

Этот гормон производится бета-клетками, которых довольно много в островках Лангерганса. Больше ни в каком месте организма он не производится. А при старении человека эти клетки постепенно гибнут, поэтому количество инсулина снижается. Этим можно объяснить то, что с возрастом растет число людей, заболевших сахарным диабетом.

Гормон инсулин – это белковое соединение – короткий полипептид. Он не вырабатывается постоянно одинаково.

Стимулирует его производство увеличение количества сахара в крови. Ведь без инсулина глюкоза не может усвоиться клетками большинства органов.

А основные его функции именно в том и состоят, чтобы ускорять передачу молекул глюкозы клеткам. Это довольно сложный процесс, направленный на то, чтобы глюкоза не присутствовала в крови, а поступала туда, где она действительно нужна – на обеспечение работы клеток.

Роль гормонов

Инсулин, основной гормон поджелудочной железы, жестко регулируются в здоровом организме человека, чтобы балансировать потребление пищи и метаболические потребности организма.

Инсулин регулирует обмен веществ, способствуя усвоению углеводов. Поглощенная тканями глюкоза превращается в гликоген через гликогенез, либо в жиры (триглицериды) через липогенез.

Действие гормона на уровне человеческого метаболизма включают в себя:

повышение клеточного потребления определенных веществ, наиболее заметного в усвоении глюкозы мышцами и жировой тканью (примерно двумя третями всех клеток организма);
повышение репликации ДНК и синтез белка с помощью контроля поглощения аминокислоты;
изменение активности многочисленных ферментов.

Действия инсулина, прямые и косвенные:

стимуляция поглощения глюкозы – инсулин снижает концентрацию глюкозы в крови за счет индукции потребления глюкозы клеткой;
индуцирует синтез гликогена – когда уровни глюкозы высоки, инсулин индуцирует образование гликогена путем активации фермента гексокиназы. Кроме того, инсулин активирует ферменты фосфофруктокиназы и гликогенсинтаз, которые ответственны за синтез гликогена;
увеличение поглощения калия – стимуляция клеток увеличивать содержание внутриклеточной воды;
снижение глюконеогенеза и гликогенолиза, что уменьшает выработку глюкозы из неуглеводных субстратов, главным образом в печени;
увеличение синтеза липидов – инсулин заставляет жировые клетки взять в глюкозу крови, которая превращается в триглицериды, снижение инсулина вызывает обратное действие;
увеличение этерификации жирных кислот – провоцируют жировую ткань синтезировать нейтральные жиры (например, триглицериды), снижение инсулина вызывает обратное действие;
снижение липолиза – процесса расщепления жиров на составляющие их жирные кислоты под действием фермента липазы;
снижение протеолиза – снижение распада белка;
снижение аутофагии – снижение уровня деградации поврежденных органелл;
увеличение поглощения аминокислот – провоцирует клетки поглощать циркулирующие аминокислоты, снижение инсулина ингибирует поглощение;
тонизирование артериальных мышц – принуждает мышцы артериальной стенки расслабиться, увеличивая приток крови, особенно в микроартериях, уменьшение инсулина позволяет мышце сокращаться;
увеличение секреции соляной кислоты париетальных клеток в желудке;
снижение почечной экскреции натрия.

Инсулин также влияет на другие функции организма, такие как сосудистое соответствие и познавательную способность. После того, как инсулин поступает в человеческий мозг, он улучшает обучение и преимущества вербальной памяти человека.

Гормон также оказывает стимулирующее действие на освобождение гормона гонадотропина из гипоталамуса, что благоприятствует функции размножения.

Гормоны панкреатический полипептид и соматостатин, вырабатываемые поджелудочной железой, предположительно играют определенную роль в регуляции и тонкой настройке инсулин и глюкагон-продуцирующих клеток.

Глюкагон

Это второй по значению гормон поджелудочной железы. Производят его альфа-клетки, которые занимают около 22 % объема островков Лангерганса. По строению он похож на инсулин – так же является коротким полипептидом. Но функции выполняет прямо противоположные ему. Он не снижает, а повышает уровень глюкозы в крови, стимулируя ее выход из мест хранения.

Поджелудочная железа выделяет глюкагон, когда количество глюкозы в крови уменьшается. Ведь она вместе с инсулином тормозит его производство. Кроме того, повышается синтез глюкагона при наличии в крови инфекции или повышении уровня кортизола, при усиленных физических нагрузках или увеличении количества белковой пищи.

Панкреатический полипептид

Есть еще менее важные гормоны поджелудочной железы, которых вырабатывается совсем немного. Одним из них является панкреатический полипептид.

Он был обнаружен недавно, поэтому его функции еще до конца не изучены. Производится этот гормон только поджелудочной железой – ее PP-клетками, а также в протоках.

Она секретирует его при употреблении большого количества белковой пищи или жиров, при повышенных физических нагрузках, голодании, а также при сильной гипогликемии.

При попадании этого гормона в кровь происходит блокировка выработки панкреатических ферментов, замедление выброса желчи, трипсина и билирубина, а также расслабление мышц желчного пузыря. Получается, что панкреатический полипептид экономит ферменты и предотвращает потери желчи.

Кроме того он регулирует количество гликогена в печени. Замечено, что при ожирении и некоторых других обменных патологиях наблюдается недостаток этого гормона.

А повышение его уровня может быть признаком сахарного диабета или гормонозависимых опухолей.

Дисфункции гормонов

Воспалительные процессы и другие заболевания поджелудочной железы могут повредить клетки, в которых вырабатываются гормоны. Это приводит к появлению различных патологий, связанных с нарушением обменных процессов. Чаще всего при гипофункции эндокринных клеток наблюдается недостаток инсулина и развивается сахарный диабет. Из-за этого повышается количество глюкозы в крови, и она не может усвоиться клетками.

Для диагностики эндокринных патологий поджелудочной железы применяется анализ крови и мочи на содержание глюкозы. Очень важно обратиться к врачу для проведения обследования при малейшем подозрении на дисфункцию этого органа, так как на начальных этапах любые патологии лечить легче.

Простое определение количества глюкозы в крови не всегда указывает на развитие сахарного диабета. При подозрении на это заболевание делают анализ на биохимию, тесты толерантности к глюкозе и другие.

А вот наличие глюкозы в моче является признаком тяжелого течения сахарного диабета.

Недостаток других гормонов поджелудочной железы наблюдается реже. Чаще всего такое случается при наличии гормонозависимых опухолей или гибели большого количества эндокринных клеток.

Поджелудочная железа выполняет в организме очень важные функции. Она не только обеспечивает нормальное пищеварение. Гормоны, которые производятся ее клетками, необходимы для нормализации количества глюкозы и обеспечения углеводного обмена.

Каждый островок Лангерганса выполняет очень и очень важную роль для всего организма. Основная его роль - это контроль содержания углеводов в крови.

История открытия

Островок Лангерганса впервые был описан в 1869 году. Открывателем этих важных образований, расположенных в поджелудочной железе (преимущественно в хвостовой её части), стал молодой студент - Пауль Лангерганс. Именно он впервые рассмотрел в микроскоп скопление клеток, которые по своему морфологическому строению отличались от прочих тканей поджелудочной железы.

В дальнейшем было установлено, что островки Лангерганса выполняют эндокринную функцию. Данное открытие совершила К. П. Улезко-Строганова. В 1889 году впервые была установлена связь между поражением островков Лангерганса и развитием сахарного диабета.

Каким может быть островок Лангерганса?

В настоящее время данная структура уже изучена достаточно хорошо. Сейчас отлично известно, что это образование имеет разновидности. На данный момент известны следующие из них:

Именно благодаря такому своему разнообразию клетки островков Лангерганса выполняют все те обязанности, которые на них возложены.

Альфа-клетки

Данная разновидность составляет примерно 15-20% от всех имеющихся в наличии островков Лангерганса. Основной задачей альфа-клеток является выработка глюкагона. Данный гормон имеет липидную природу и представляет собой своеобразный антагонист инсулина. Высвобождаясь, глюкагон направляется к печени, где, связавшись со специальными рецепторами, он регулирует выработку глюкозы посредством распада гликогена.

Бета-клетки

Островки Лангерганса данной разновидности являются наиболее распространёнными. Они составляют примерно 65-80% от общего количества. В настоящее время уже установлено, что их основной функцией является выработка одного из самых важных гормонов - инсулина. Данное вещество представляет собой антагонист глюкагона. Оно способствует активизации образования гликогена и запасанию его в клетках печени и мышц. В результате данного процесса происходит уменьшение количества

Дельта-клетки

Островки Лангерганса такого типа встречаются не так часто. Их всего 2-10% от общего количества. Сейчас их функциональные особенности хорошо известны. Установлено, что данные клетки синтезируют соматостатин. Функция этого биологически активного вещества заключается в подавлении выработки соматотропного, тиреотропного и соматотропин-рилизинг-гормона. То есть он воздействует непосредственно на гипоталамус, а также переднюю долю гипофиза.

ПП-клетки

Каждый островок Лангерганса такого типа занимается выработкой панкреатического полипептида. До конца его функция не изучена. В настоящее время ему приписывают свойства подавления выработки панкреатического сока. Кроме этого, его воздействие способствует расслаблению гладкой мускулатуры желчного пузыря. В последние годы достаточно активно изучается зависимость уровня выработки данного вещества от формирования злокачественных новообразований. В результате установлено, что при их развитии уровень панкреатического полипептида повышается. Так что это биологически активное вещество можно считать неплохим маркером злокачественных новообразований поджелудочной железы.

Эпсилон-клетки

Такие островки Лангерганса являются наиболее редкими. От общего количества их число составляет менее 1%. Основной задачей таких клеток является выработка гормона под названием грелин. Данное активное вещество обладает большим количеством функций, однако наиболее изучено его регулирующее воздействие на аппетит.

О патологии островков Лангерганса

Поражение этих важнейших структур оказывает на организм весьма серьёзное негативное воздействие. В том случае, если вырабатываются антитела к островкам Лангерганса, количество последних прогрессивно снижается. Поражение более 90% клеток снижает до критически низкого уровня. Результатом становится развитие такого опасного заболевания, как сахарный диабет. Антитела к клеткам островков Лангерганса чаще появляются у относительно молодых пациентов.

Серьёзный урон популяции этих гормонпродуциирующих клеток способен нанести воспалительный процесс в поджелудочной железе - панкреатит.

Как сохранить островковые клетки?

Для этого придётся позаботиться обо всей поджелудочной железе в целом. В первую очередь необходимо отказаться от излишеств в алкогольных напитках. Дело в том, что именно они среди всех пищевых продуктов оказывает на поджелудочную железу наиболее негативное воздействие. В случае длительного употребления алкогольных напитков у человека возникает и прогрессирует панкреатит, который со временем способен привести к значительному поражению островковых клеток.

Помимо спиртных напитков достаточно негативное воздействие на поджелудочную железу оказывает большое количество пищи, богатой животными жирами. При этом положение дел будет усугубляться в том случае, если до застолья пациент длительное время ничего не ел.

В том случае, если в ткани поджелудочной железы уже имеется хронический воспалительный процесс, необходимо обязательно обратиться к специалисту - терапевту или же гастроэнтерологу. Врачи данных специальностей назначат рациональный курс лечения, который сможет значительно затормозить развитие патологических изменений. В дальнейшем ежегодно придётся проходить ультразвуковое исследование поджелудочной железы, которое выполняется в комплексе с прочими органами Кроме этого, необходимо сдавать на содержание в ней амилазы.

Определить начало развития хронического панкреатита, помимо лабораторных и инструментальных исследований, поможет и клиника. Основным симптомом данного заболевания является возникновение При этом данная болезненность обладает опоясывающим характером и возникает чаще после приёма большого количества пищи, богатой животными жирами. Кроме этого, пациента после еды может беспокоить постоянное ощущение Все эти симптомы достаточно быстро покидают его или же снижают свою выраженность на фоне приёма препаратов, содержащих панкреатин. Среди них наибольшую популярность получили лекарственные средства "Креон", "Мезим" и "Панкреатин". При возникновении воспалительного процесса в ткани поджелудочной железы лучше и вовсе отказаться от употребления алкоголя. Дело в том, что даже небольшое его количество способно усугубить патологический процесс, тем самым значительно навредив этому органу.