Островки Лангерганса

ОСТРОВКИ ЛАНГЕРГАНСА (ПАНКРЕАТИЧЕСКИЕ ОСТРОВКИ; INSULAE PANCREATICAE)

1. Определение

Островки Лангерганса (панкреатические островки) представляют собой скопления эндокринных клеток, рассеянные среди экзокринной (ацинарной) ткани поджелудочной железы и составляющие её эндокринную часть. Островки вырабатывают и выделяют непосредственно в кровь гормоны, регулирующие обмен углеводов, жиров и белков: инсулин, глюкагон, соматостатин, панкреатический полипептид и грелин. Они составляют лишь около 1–2% объёма поджелудочной железы, однако получают непропорционально большую долю её кровотока, что отражает высокую метаболическую и секреторную активность. Разрушение или дисфункция бета-клеток островков лежит в основе сахарного диабета.

2. История открытия

Островки впервые описал немецкий патологоанатом Пауль Лангерганс в 1869 году в своей диссертации, посвящённой микроскопическому строению поджелудочной железы; функция этих клеточных скоплений тогда оставалась неизвестной. Позднее островки были названы в его честь, и было установлено, что именно они связаны с развитием диабета. Выделение инсулина из поджелудочной железы в 1921 году и его применение для лечения сахарного диабета окончательно подтвердили эндокринную роль островков.

3. Строение и клеточный состав

Островок имеет округлую или овальную форму, его средний диаметр составляет около 0,2 мм, а в здоровой поджелудочной железе взрослого человека насчитывается порядка миллиона и более островков. Каждый островок окружён густой сетью фенестрированных капилляров и получает вегетативную иннервацию. В отличие от островков грызунов, где бета-клетки образуют центральное ядро, у человека разные типы клеток распределены внутри островка более перемешанно.

4. Функции и регуляция

Регуляция уровня глюкозы:

Повышение концентрации глюкозы после еды стимулирует секрецию инсулина бета-клетками: глюкоза поступает в клетку, её метаболизм повышает содержание АТФ, закрываются АТФ-зависимые калиевые каналы, мембрана деполяризуется, открываются кальциевые каналы и происходит выброс гранул инсулина. При снижении уровня глюкозы секреция инсулина уменьшается, а альфа-клетки усиливают выработку глюкагона.

Паракринные взаимодействия:

Гормоны островка влияют на соседние клетки: инсулин и глюкоза подавляют альфа-клетки, глюкагон стимулирует бета- и дельта-клетки, соматостатин тормозит секрецию инсулина, глюкагона и панкреатического полипептида. Бета-клетки электрически связаны между собой, что синхронизирует их секреторную активность.

Гормональная и нервная регуляция:

Инкретины кишечника — глюкагоноподобный пептид-1 и глюкозозависимый инсулинотропный полипептид — усиливают глюкозозависимую секрецию инсулина после еды. Парасимпатическая стимуляция повышает секрецию инсулина, а симпатическая активация при стрессе подавляет её и стимулирует выделение глюкагона.

5. Роль в патологии

• Сахарный диабет 1 типа: аутоиммунное разрушение бета-клеток с абсолютным дефицитом инсулина; маркерами процесса служат аутоантитела к антигенам островков.

• Сахарный диабет 2 типа: сочетание инсулинорезистентности тканей с прогрессирующей дисфункцией и уменьшением массы бета-клеток.

• Панкреатогенный сахарный диабет: развивается при утрате островков вследствие хронического панкреатита, муковисцидоза, рака поджелудочной железы или её резекции; характеризуется одновременным дефицитом инсулина и глюкагона и склонностью к гипогликемиям.

• Нейроэндокринные опухоли поджелудочной железы: функционирующие опухоли из клеток островкового типа вызывают специфические синдромы: инсулинома — гипогликемию, глюкагонома — диабет и мигрирующую некролитическую эритему, соматостатинома — диабет, желчнокаменную болезнь и стеаторею; многие опухоли являются нефункционирующими.

• Наследственные синдромы: при синдроме множественной эндокринной неоплазии 1 типа нейроэндокринные опухоли поджелудочной железы встречаются часто.

6. Клиническое значение

Лечебные подходы, основанные на физиологии островков:

Многие сахароснижающие средства воздействуют на клетки островков: производные сульфонилмочевины закрывают АТФ-зависимые калиевые каналы бета-клеток, агонисты рецепторов глюкагоноподобного пептида-1 и ингибиторы дипептидилпептидазы-4 усиливают глюкозозависимую секрецию инсулина и подавляют выработку глюкагона.

Трансплантация островков:

Пересадка выделенных донорских островков в воротную вену печени применяется в специализированных центрах у отдельных пациентов с тяжёлым течением сахарного диабета 1 типа и частыми тяжёлыми гипогликемиями, а также при аутотрансплантации после тотальной панкреатэктомии по поводу хронического панкреатита. Метод требует пожизненной иммуносупрессии (при аллотрансплантации) и ограничен нехваткой донорских органов.

Взаимосвязь с экзокринной частью:

Тесная анатомическая и сосудистая связь островков с ацинарной тканью объясняет, почему тяжёлые заболевания экзокринной части поджелудочной железы нередко сопровождаются нарушениями углеводного обмена, а сахарный диабет, в свою очередь, ассоциирован с внешнесекреторной недостаточностью.

Ключевое клиническое положение: Островки Лангерганса — эндокринная часть поджелудочной железы, занимающая около 1–2% её объёма, клетки которой выделяют инсулин, глюкагон, соматостатин, панкреатический полипептид и грелин и обеспечивают точную регуляцию уровня глюкозы крови. Разрушение бета-клеток лежит в основе сахарного диабета 1 типа, их прогрессирующая дисфункция — в основе диабета 2 типа, а утрата островков при хроническом панкреатите и резекциях поджелудочной железы приводит к панкреатогенному диабету с высоким риском гипогликемий. Из клеток островкового типа развиваются нейроэндокринные опухоли поджелудочной железы, а сами островки являются мишенью многих сахароснижающих препаратов и объектом трансплантации в специализированных центрах.