Клетки лангерганса поджелудочной железы внешняя секреция
В 19 веке молодой ученый из Германии обнаружил неоднородность тканей поджелудочной железы. Клетки, отличавшиеся от основной массы, располагались небольшими скоплениями, островками. Группы клеток в дальнейшем назвали именем патологоанатома — островки Лангерганса (ОЛ).
Их доля в общем объеме тканей составляет не более 1-2%, однако эта небольшая часть железы выполняет свою функцию, отличную от пищеварительной.
Предназначение островков Лангерганса
Основная часть клеток поджелудочной железы (ПЖ) вырабатывает ферменты, способствующие пищеварению. Функция островных скоплений другая – они синтезируют гормоны, поэтому их относят к эндокринной системе.
Таким образом, поджелудочная железа является частью двух основных систем организма – пищеварительной и эндокринной. Островки являются микроорганами, вырабатывающими 5 видов гормонов.
Большая часть панкреатических групп расположены в хвостовой части поджелудочной железы, хотя хаотичные, мозаичные вкрапления захватывает всю экзокринную ткань.
ОЛ отвечают за регулирование углеводного обмена и поддерживают работу других эндокринных органов.
Гистологическое строение
Каждый островок представляет собой самостоятельно функционирующий элемент. Вместе они составляют сложный архипелаг, который составлен из отдельных клеток и более крупных образований. Размеры их значительно различаются – от одной эндокринной клетки до зрелого, крупного островка (>100 мкм).
В панкреатических группах выстроена иерархия расположения клеток, их 5 видов, все выполняют свою роль. Каждый островок окружен соединительной тканью, имеет дольки, где находятся капилляры.
В центре расположены группы бета-клеток, по краям образований – альфа и дельта-клетки. Чем больше размер островка, тем больше в нем периферийных клеток.
Островки не имеют протоков, вырабатываемые гормоны выводятся по системе капилляров.
Разновидности клеток
Разные группы клеток продуцируют свой вид гормона, регулируя пищеварение, липидный и углеводный обмен.
- Альфа-клетки. Эта группа ОЛ расположена по краю островков, их объем составляет 15-20% от общего размера. В них происходит синтез глюкагона – гормона, регулирующего количество глюкозы в крови.
- Бета-клетки. Группируются в центре островков и составляют большую часть их объема, 60- 80%. Они синтезируют инсулин, около 2 мг в сутки.
- Дельта-клетки. Отвечают за выработку соматостатина, их от 3 до 10%.
- Эпсилон-клетки. Количество от общей массы не более 1%. Их продукт – грелин.
- PP-клетки. Гормон панкреатический полипептид вырабатывается этой частью ОЛ. Составляют до 5% островков.
С течением жизни удельный вес эндокринной составляющей поджелудочной железы сокращается – от 6% в первые месяцы жизни до 1-2 % к 50-ти годам.
Гормональная активность
Гормональная роль поджелудочной железы велика.
Синтезированные в маленьких островках активные вещества током крови доставляются в органы и регулируют метаболизм углеводов:
- Основной задачей инсулина является минимизация уровня сахара в крови. Он увеличивает всасывание глюкозы клеточными оболочками, ускоряет ее окисление и помогает сохранению в виде гликогена. Нарушение синтеза гормона приводит к развитию диабета 1 типа. При этом анализы крови показывают наличие антител к вета-клеткам. Сахарный диабет 2 типа развивается, если снижается чувствительность тканей к инсулину.
- Глюкагон выполняет противоположную функцию – увеличивает уровень сахара, регулирует выработку глюкозы в печени, ускоряет расщепление липидов. Два гормона, дополняя действие друг друга, гармонируют содержание глюкозы – вещества, обеспечивающего жизнедеятельность организма на клеточном уровне.
- Соматостатин замедляет действие многих гормонов. При этом происходит снижение скорости всасывания сахара из пищи, уменьшение синтеза пищеварительных ферментов, снижение количества глюкагона.
- Панкреатический полипептид снижает количество ферментов, замедляет выброс желчи и билирубина. Считается, что он останавливает расход пищеварительных ферментов, сохраняя их до очередного приема пищи.
- Грелин считается гормоном голода или сытости. Его выработка дает сигнал организму о чувстве голода.
Количество вырабатываемых гормонов зависит от полученной с пищей глюкозы и скорости ее окисления. При увеличении ее количества выработка инсулина увеличивается. Синтез запускается при концентрации 5,5 ммоль/л в плазме крови.
Спровоцировать выработку инсулина может не только прием пищи. У здорового человека максимальная концентрация отмечается в период сильных физических напряжений, стрессов.
Эндокринная часть ПЖ вырабатывает гормоны, которые оказывают решающее влияние на весь организм. Патологические изменения ОЛ способны нарушить работу всех органов.
Видео о задачах инсулина в организме человека:
Поражение эндокринной части поджелудочной железы и ее лечение
Причиной поражения ОЛ могут быть генетическая предрасположенность, инфекции и отравления, воспалительные заболевания, иммунные проблемы.
В результате происходит прекращение или значительное снижение выработки гормонов разными клетками островков.
В результате этого могут развиться:
- СД 1 типа. Характеризуется отсутствием или дефицитом инсулина.
- СД 2 типа. Определяется неспособностью организма воспользоваться выработанным гормоном.
- Гестационный диабет развивается во время беременности.
- Другие типы сахарного диабета (MODY).
- Нейроэндокринные опухоли.
Основные принципы лечения сахарного диабета 1 типа заключаются во введение в организм инсулина, выработка которого нарушена или снижена. Применяют два вида инсулинов – быстрый и длительного действия. Последний вид имитирует выработку гормона ПЖ.
СД 2 типа требует строгого соблюдения диеты, умеренных физических упражнений и приема препаратов, способствующих сжиганию сахара.
Во всем мире наблюдается рост заболеваемости диабетом, его уже называют чумой 21 века. Поэтому медицинские исследовательские центры ищут способы борьбы с заболеваниями островков Лангерганса.
Процессы в поджелудочной железе развиваются быстро и приводят к отмиранию островков, которые должны синтезировать гормоны.
В последние годы стало известно:
- стволовые клетки, пересаженные на ткань ПЖ, хорошо приживаются и способны в дальнейшем продуцировать гормон, так как начинают работать как бета-клетки;
- ОЛ вырабатывают больше гормонов, если удалить часть железистой ткани ПЖ.
Это позволяет пациентам отказаться от постоянного приема лекарственных средств, строгой диеты и вернуть нормальный образ жизни. Проблемой остается иммунная система, которая может отторгнуть подсаженные клетки.
Еще одним возможным способом лечения рассматривается пересадка от донора части островковой ткани. Этот способ заменяет установку искусственной ПЖ или ее полную пересадку от донора. При этом удается остановить прогрессирование заболевания и нормализовать глюкозу в крови.
Проведены успешные операции, после которых у больных с диабетом 1 типа отпала необходимость во введении инсулина. Орган восстановил популяцию бета-клеток, синтез собственного инсулина возобновился. После операции была проведена иммуносупрессивная терапия, чтобы не допустить отторжения.
Видео-материал о функциях глюкозы и заболевании диабетом:
Медицинские институты работают над изучением возможности пересадки поджелудочной железы от свиньи. Первые средства для лечения сахарного диабета как раз использовали части поджелудочной железы свиней.
Ученые сходятся на том, что необходимы исследования особенностей строения и работы островков Лангерганса из-за большого количества важных функций, которые выполняют синтезируемые в них гормоны.
Постоянный прием искусственных гормонов не помогает победить болезнь и ухудшает качество жизни пациента. Поражение этой маленькой части ПЖ вызывает глубокие нарушения работы всего организма, поэтому исследования продолжаются.
Источник
На долю экзокринной части приходится около 97% массы железы. Она представляет собой сложную альвеолярно-трубчатую белковую (серозную) железу, состоящую из концевых отделов и выводных протоков. Структурно-функциональной единицей экзокринной части поджелудочной железы является ацинус, представляющий собой секреторный отдел и встаточный отдел, являющийся начальным отделом выводных протоков. Ацинусы имеют вид мешочков, окруженных ретикулиновыми волокнами, сосудами и нервными волокнами. Секреторный отдел состоит из базальной мембраны, на которой лежат эпителиальные клетки конической формы – экзокринные панкреатоциты (ациноциты) в количестве 8-12. Основание этих клеток расширено, верхушка сужена. На верхушке панкреатоцитов располагаются многочисленные микроворсинки. На базальной части цитолемма образует многочисленные складки. Между боковыми поверхностями образуются замыкательные пластинки и десмосомы. В каждой клетке имеется одно ядро округлой или овальной формы, которое делит клетку на две зоны: гомогенную и зимогенную. Зимогенная (верхушечная) часть клетки содержат секреторные гранулы незрелого (фермента) секрета-зимогена, которые окрашиваются оксифильно. В гомогенной (базальной) части клеток располагается обилие рибосом, что обусловливает базофилию этой зоны. В гомогенной зоне находится изобилие канальцев гранулярной эндоплазматической сети. Аппарат Гольджи развит хорошо и, как правило, располагается в надъядерной зоне. Митохондрии располагаются по всей цитоплазме, но большая часть их лежит рядом со структурами аппарата Гольджи. В базальной части происходит секреция, а на зимогенной части происходит накопление этого секретаи его дозревание с последующим выделением.
Кроме панкреатоцитов в состав входят центроацинозные клетки. Это мелкие, уплощенной формы клетки со светлой цитоплазмой. Органоиды в этих клетках развиты плохо. На апикальной поверхности этих клеток имеются единичные микроворсинки. В ацинусе центраацинозные клетки лежат в центре, выстилая просвет секреторного отдела. Между группами центроацинозных клеток имеются промежутки, через которые в просвет поступает секрет панкреатоцитов.
Система выводных протоков поджелудочной железыпредставлена вставочными, внутридольковыми, междольковыми протоками и общим выводным протоком. Вставочные протоки имеют вид тонких трубок, выстланы однослойным плоским или кубическим эпителием. Расположение вставочного протока относительно секреторного отдела различное. В ряде случаев вставочный проток примыкает к ациноцитам сбоку, имея с ними общую базальную мембраную В других случаях вставочный проток вдаются в центр секреторного отдела, располагаясь на апикальной поверхности ациноцитов. Предполагают, что эпителиальные клетки вставочных протоков секретируют в просвет итоны бикарбоната, входящего в состав панкреатического сока ( они обеспечивают нейтрализацию кислого содержимого желудка, попадающего в 12-перстную кишку). Этот процесс стимулируется гормоном секретином, вырабатываемым S- клетками тонкой кишки. Вставочные протоки переходят в межацинозные протоки, стенка которых выстлана однослойным кубическим эпителием. Эпителиальные клетки имеют микроворсинки и базальные складки, много митохондрий и хорошо развиты компоненты аппарата Гольджи. Предполагают, что эти клетки вырабатывают жидкий компонент панкреатического сока. Межацинозные протоки впадают в более крупные внутридольковые протоки, которые выстланы однослойным кубическим или цилиндрическим эпителием и окружены прослойками рыхлой неоформленной соединительной ткани. Междольковые протоки выстланы однослойным призматическим эпителием, в составе которого имеются бокаловидные и эндокринные клетки. Междольковые протоки лежат в прослойках рыхлой неоформленной соединительной ткани между дольками. Междольковые протоки впадают в общий выводной проток, который открывается в просвет 12-перстной кишки в области фатерова соска. В составе общего выводного протока выделяют слизистую оболочку, выстланную однослойным высоким призматическим эпителием, в составе которого имеются многочисленные бокаловидные клетки и эндокриноциты, которые секретируют гормоны панкреозимин (стимулирует секреторную активность ациноцитов поджелудочной железы) и холецистокинин (стимулирует выработку и выделение желчи печенью). За эпителием располагается собственный слой слизистой оболочки, в составе которой встречаются мелкие слизистые железы. В устье протока располагается сфинктер, образованный циркулярно лежащими гладкими мышечными клетками.
Экзокринный отдел поджелудочной железы вырабатывает панкреатический сок (до 2 литров в сутки), содержащий пищеваарительные ферменты, в виде предшественников, которые активируютсяв просвете кишки. Среди ферментов различают протеазы (трипсин, химотрипсин, эластаза, карбоксипептидаза), расщепляющие белки. Кроме того, здесь вырабатываются панкреатическая липаза и фосфолипаза для расщепления жиров, нуклеазы для расщепления нуклеиновых кислот и а-амилаза для расщепления углеводов.
Эндокринная часть поджелудочной железы представлена эндокринными островками (островками Лангерганса). Количество эндокринных островков в поджелудочной железе достигает 2 млн, наибольшее их количество приходится на хвостовую часть железы. На их долю приходится до 3% всей массы железы. Островки имеют различную форму и величину. Строма островков представлена тонкими ретикулиновыми волокнами, между которыми лежат многочисленные кровеносные фенестрированные капилляры и нервные волокна. Паренхима эндокринных островков представлена эндокринными клетками – инсулоцитами. Инсулоциты – это мелкие клетки овальной или полигональной формы, с развитым секреторным аппаратом и содержащие секреторные гранулы различной формы, размеров, плотности. Среди инсулоцитов выделяют 5 основных видов : А, В, РР, D и D1- клетки.
В-клеткисоставляют основную популяцию эндокринных клеток, на их долю приходится около 70-75% всех клеточных элементов. Эти клетки, как правило, лежат в центре островков. Их секреторные гранулы растворяются в спиртах, но не растворяются в воде. Эти секреторные гранулы содержат инсулин, вырабатываемый этими клеткми. Инсулин обладает выраженным гипогликемическим действием, благодаря тому, что он способствует усвоению глюкозы клетками различных тканей. При этом избыток сахара периферической крови он переводит в гликоген в скелетных мышцах и печени. При нарушении функции этих клеток повышается содержание сахара в крови и развивается сахарный диабет.
А-клетки составляют 20-25% всех клеточных элементов. Эти клетки , как правило, лежат в центре эндокринных островков. Их секреторные гранулы растворяются в воде, но не растворяются в спиртах. В их секреторных гранулах находится глюкагон, вырабатываемый этими клетками. По своему действию он является антогонистом инсулина. Под его влиянием в тканях происходит усиленное расщепление гликогена до глюкозы. Таким образом инсулин и глюкагон регулируют содержание сахара в периферической крови.
D-клетки составляют всего 5-10% инсулоцитов. Лежат преимущественно на периферии островков. Секреторные гранулы их крупные и содержат гормон соматостатин, который ингибирует активность А и В клеток островков и панкреатоцитов.
D1-клеткисодержатся в небольшом количестве в эндокринных островках. Их секреторные мелкие гранулы содержат вазоактивный интестинальный пептид (ВИП) – гормон, снижающий артериальное давление и ингибирует выработку панкреатического сока.
РР-клетки составляют 2-5% от числа инсулоцитов, обычно располагаются по периферии островков. В их мелких гранулах содержится панкреатический полипептид, подавляющий активность панкреатоцитов железы.
В последние годы вокруг эндокринных островков обнаружены мелкие клетки, характерной особенностью которых является наличие гранул двух типов: крупных зимогенных, присущих ацинозным клеткам, и мелких гранул, присущих инсулярным клеткам. Эти клетки получили название «промежуточные» или « ацинозно-инсулярные».
Кровоснабжение. Поджелудочная железа питается кровью, приносимой по ветвям чревной и верхней брыжеечной артерий. Эти артерии разветвляются и образуют густую капиллярную сеть, оплетающую ацинусы и эндокринные островки.
Иннервация. Пожделудочная железа иннервируется блуждающим и симпатическими нервами.В железе имеются интрамуральные вегетативные ганглии, основную массу которых составляют холинергшические нейроны, хотя встречаются и пептидергические нейроны. Нервные волокна заканчиваются на клетках ацинусов и эндокринных островков, регулируя секреторную функцию.
Регенерация. Митотическая активность клеток поджелудочной железы очень низкая, поэтому они регенерируют только по внутриклеточному типу.
Особенности структурно-функциональной организации поджелудочной железы у детей.
Соединительнотканная капсула поджелудочной железы у новорожденных очень тонкая. Дольчатость органа выражена у детей хуже, чем у взрослых, так как у них много рыхлой соединительной ткани. Железистая ткань недоразвита: концевые отделы мелкие и малочислены, поэтому располагаются очень рыхло. Наиболее интенсивный рост экзхокринной части железы отмечается в взрасте от6 месяцев до 3 лет.
Поджелудочный сок до 7 лет характеризуется богатсвом ферментов, но продолжительность, ритмичность его выделения ограничены, поэтому частые состояния дисферментозов у детей есть следствие несовершенства интрагормональных регуляторных механизмов. Окончательное формирование экзокринной части железы завершается к 12-18 годам.
Эндокринная часть поджелудочной железы у ребенка по массе несколько превышает таковую у взрослого. Так, при рождении на долю эндокринной части приходится 3,5% массы железы, в то время как у взрослого этот показатель составляет 0,7- 3,0%. После рождения эндокринная часть постепенно уменьшается. К рождению островки являются полностью сформированными и отличаются только меньшей величиной и меньшими размерами эндокриноцмиитов, среди которых преобладают В-клетки. До 4-х летнего возраста встречаются эндокринные островки, лежащие в междольковой соединительной ткани. Уже при рождении островки находятся в состоянии высокой секреторной активности.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Улумбеков Э.Г., Челышев Ю.А. Гистология
М., 2001г.- 390-400с.
2. Афанасьев Ю.И., Юрина Н.А. Гистология
М., 2001г.- 597-616с.
3. Быков В.Л. Частная гистология человека.
С-П.,1997.- 113-130 с.
4. Брюхин Г.В. Особенности структурно-функциональной организации
тканей и органов детского организма
Челябинск, 2001г.- 43-46с.
5. Теппермен Дж., Теппермен Х. Физиология обмена веществ и эндокринной
системы
М., 1989г.- 432-521с.
6. Алексеева И.Н. и др. Печень и иммунологическая реактивность
Киев, 1991г.- 168с.
7. Маянский А.Н., Маянский Д.Н. Очерки о нейтрофиле и макрофаге
Новосибирск, 1983г.- 256с.
8. Гепатоцит (функционально-метаболические свойства)
М., 1985г.- 270с.
Источник
