Поджелудочная железа типы клеток

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.

1. 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.
2. Бета-клетки. Группируются в центре островков и составляют большую часть их объема, 60- 80%. Они синтезируют инсулин, около 2 мг в сутки.
3. Дельта-клетки. Отвечают за выработку соматостатина, их от 3 до 10%.
4. Эпсилон-клетки. Количество от общей массы не более 1%. Их продукт – грелин.
5. 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:

1. 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.
2. 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.
3. Соматостатин замедляет действие многих гормонов. При этом происходит снижение скорости всасывания сахара из пищи, уменьшение синтеза пищеварительных ферментов, снижение количества глюкагона.
4. Панкреатический полипептид снижает количество ферментов, замедляет выброс желчи и билирубина. Считается, что он останавливает расход пищеварительных ферментов, сохраняя их до очередного приема пищи.
5. 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:

1. СД 1 типа. Характеризуется отсутствием или дефицитом инсулина.
2. СД 2 типа. Определяется неспособностью организма воспользоваться выработанным гормоном.
3. Гестационный диабет развивается во время беременности.
4. Другие типы сахарного диабета (MODY).
5. 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.

Поджелудочная железа – источник гормонов и панкреатического сока. Островки Лангерганса – скопление эндокринных клеток. Группы участвуют в выработке гормонов. Клетки поджелудочной железы при угнетении становятся причиной формирования сахарного диабета. Вслед за этим происходит развитие различных нарушений. Группы клеток поджелудочной железы были открыты Паулем Лангергансом в 19 веке. Именно поэтому скопления были названы в честь ученого. В большинстве случаев сконцентрированы в хвостовой части внутреннего органа.

Поджелудочная железа -очень важный орган

Структуры поджелудочной железы

Поджелудочная железа имеет многообразную альвеолярно-трубчатую структуру. Главные показатели внутреннего органа описаны в таблице.

За внутри- и внешнесекреторный процесс отвечают клеточные группы. Их численность достигает нескольких миллионов. Размер скоплений не превышает 0,3 мм.

Каждая группа включает до 40 клеток. Каждая из них производит гормоны – инсулин, глюкагон и т. д. Такие вещества управляют липидным и углеводным обменом.

Альфа-клетки

Альфа-клетки не формируют инсулин. Такие компоненты создают бета-клетки, потом преобразовываются в инсулин. Составляющие островка Лангерганса высвобождают глюкагон, который способствует повышению уровня глюкозы в крови.

Альфа-клетки вырабатывают гормон глюкагон

Согласно проведенным исследованиям 8 лет назад, альфа-клетки при недостатке иных веществ, отвечающих за производство инсулина, берут на себя их функцию. Эксперименты проводились на мышах с большим количеством разрушенных бета-составляющих.

Число веществ по соотношению с другими составляет 20%. Такое количество является довольно большим. Данные составляющие способствуют нормальному перевариванию пищевых продуктов.

Дельта-клетки

Клетки дельта расположены не только в поджелудочной железе, но и:

• желудке;
• кишечном тракте.

Дельта-клетки способствуют производству соматостатина. У человека такие компоненты располагаются по всей поверхности островков Лангерганса. Также они нормализуют секрецию в пищеварительном органе.

Дельта-клетки вырабатывают соматостатин

Число веществ составляет примерно 1 к 10 от общего количества всех составляющих островка Лангерганса. Такой компонент нормализует глюкагон и инсулин. Восстанавливается пищеварительная моторика.

Все составляющие играют важную роль. При нарушении числа каких-либо составляющих Лангерганса происходит ухудшение работы всего организма.

Бета-клетки поджелудочной железы

Бета-клетки присутствуют в наибольшем количестве. Их число составляет более 70%. Такой компонент участвует в производстве инсулина, который используется для запуска процесса преобразования глюкозы. Вещество выводится из кровотока.

Количество сахара в кровотоке регулируется инсулином. Недостаточное число вещества способствует формированию сахарного диабета. Установить присутствие болезни можно по наличию антител. У здорового человека такие компоненты при диагностических исследованиях не обнаруживаются.

Именно бета-клетки вырабатывают инсулин

Согласно некоторым исследованиям, стать причиной сахарного диабета могут вещества, которые обделены кислородом. Составляющие возвращаются в менее зрелое состояние.

Вип-клетки поджелудочной железы

Вип-клетки – нейропептидный гормон, присутствующий не только в поджелудочной железе, но и:

• кишечном тракте;
• пищеварительном органе;
• головном и спинном мозге.

Складываются такие составляющие из более 20 аминокислотных остатков. Компонент является нейромедиатором. Количество вещества в плазме низкое, и оно не меняется после употребления пищи.

Клетки угнетают желудочную секрецию. Вещество способствует выработке панкреатического сока. Также компонент расслабляет гладкую мускулатуру. Составляющая стимулирует кровоток и является ингибитором.
При чрезмерном производстве данных клеток происходит формирование новообразования. Частота развития такой опухоли довольно низка. 50% из них – злокачественные. Прогноз в таком случае отрицательный.

Панкреатический полипептид – очень важный элемент пищеварения

РР-клетки

РР-клетки поджелудочной производят панкреатический полипептид. Локализируются по краям островков. Однако иногда могут выходить и за их пределы. Форма составляющих полигональная. Их число составляет 1 к 25.

Компоненты способствуют нормализации секреторного функционирования. Благодаря их работоспособности возможен допустимый уровень кислотности в желудке. Снижается риск формирования заболеваний пищеварительной системы.

Особенности регенерации

При гибели некоторых клеток происходит формирование очагов некроза. На сегодняшний день восстановление возможно благодаря высокотехнологичным лечебным технологиям. Требуется регенерировать утраченные компоненты. Это происходит благодаря специальной терапии.

Для регенерации применяются стволовые клетки. Такие вещества продемонстрировали высокую приживаемость в поджелудочной.

После приживаемости стволовые компоненты берут на себя функции веществ, которые утратились при некрозе. Благодаря этому через непродолжительный промежуток времени человек отказывается от приема лекарственных средств, направленных на главное нарушение.

Из этого ролика можно узнать о строении поджелудочной:

Транспортировка островков

Возможна пересадка островкового аппарата. Транспортировка дает возможность, например, людям с сахарным диабетом восстановить структуру и функционирование клеток типа бета. Пересаживаются участки от доноров. Ученые доказали, что такой способ помогает нормализовать процесс переработки углеводов.

При пересадке больному требуется принимать специальные лекарственные средства. Действие медикаментов направлено на предотвращение отторжения чужеродных веществ.

Пересаженные вещества, так же как и здоровые, погибают через некоторое время. Предотвратить патологический процесс можно при соблюдении рекомендаций доктора.