Langerhansova ostrvca

Langerhansova ostrvca su područja pankreasa (gušterače) koja sadrže endokrine ćelije (koje proizvode hormone pankrease) grupisane u obliku ostrvaca razbacanih po egzokrinom pankreasu, raspoređenenih između njegovih meškova (najviše u repu pankreasa). Otkrivena su 1869. od strane nemačkog patologa i anatoma Pola Langerhansa po kome su i dobila ime.^[1]

Langerhansova ostrvca
Grejova anatomija: Langerhansova ostrvca (pankreas psa)
Klasifikacija i eksterni resursi

Fiziologija

Egzokrina funkcija. Pankreas je žlezda sa egzokrinim lučenjem enzima koji igraju vitalnu ulogu u:

• neutralizaciji kiseline koja iz želuca dospeva u duodenum, čime se sprečava oštećenja sluzokože duodenuma i creva,
• procesu razbijanja makromolekularnih hranljive materije - proteine, masti i skroba - u manje čestice koje mogu da se apsorbuje preko sluzokože creva u krv.

Endokrina funkcija. Pored toga što je egzokrina žlezda, pankreas je i endokrina žlezda koja luči važne hormone - insulin i glukagona- koji igraju vitalnu ulogu u metabolizmu lipida i ugljenih hidrata. Ovi hormoni su u organizmu neophodni za održavanje normalnog nivoa koncentracije glukoze u krvi.

Anatomija

Langerhansovo ostrvce

Pankreas je podeljen u režnjeve pregradama koje se sastoje od vezivnog tkiva. Režnjevi se sastoje uglavnom 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, nterlobularne cevi da bi konačno kroz glavni pankreasni kanala dospeo u duodenum.^[2]

Po celom tkivu egzokrinog pankreasa raspoređena su Langerhansova ostrvca, endokrina komponenta pankreasa. Ostrvca sadrže više tipova ćelija (alfa, beta i delta) bogato vaskularizovanih, 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 smeštena su između njegovih meškova, najviše u repu pankreasa. U standardnom histološkom preparatu delova pankreasa, ostrvca se prikazuju kao relativno bledo obojene grupe ćelija ugrađen 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) koje luče hormon glukagona.(15% do 20% od ukupnog broja ćelija ostrvaca)
• Beta ćelije — (β-ćelije) koje luče insulin i najzastupljenije su ćelije u ostrvcima. (65% do 80%)
• Delta ćelije — (δ-ćelija) koje luče hormon somatostatin. (3% do 10%)
• PP ćelije (F ćelije) koje luče pankreasne polipeptide. (3% do 5%)
• Epsilon ćelije — (ξ-ćelija) koje luče grelin (nedavno otkriven peptidni hormon, koji poseduje osobine gonadotropina i hormona drugih metaboličkih i endokrinih funkcija. (manje od 1%)

Interesantno je da se različiti tipovi ćelija unutar ostrvaca različito raspoređuju - beta ćelije zauzimaju centralni deo ostrvca i okruženi su „korom「 alfa i delta ćelije. Osim insulina, glukagona i somatostatina, niz drugih „manjih「 hormona je identifikovani kao proizvod Langhansovih ćelija.

Langerhansova ostrvca su inervisana od strane parasimpatičkog i simpatijčkog neurona, preko kojih se nervni signali, jasno modulirani, regulišu lučenje insulina i glukagona.

Endokrina funkcija Langerhansovih ostrvaca

Langerhansova ostrvca su odgovorna za endokrinu funkciju koja se ogleda u radu endokrinih ćelija grupisanih u ovim ostrvcima. Langerhansova ostrvca se satoje iz tri tipa ćelija: alfa, beta i delta. Beta ćelije izlučuju hormon insulin (latinski: ), dok alfa ćelije izlučuju glukagon. Insulin i glukagon poseduju antagonistička dejstva: dok insulin smanjuje koncentraciju glukoze u krvi, glukagon je povećava. Delta ćelije luče hormon somatostatin koji ihibira sekreciju ostalih hormona. Takođe pankreas sekretuje još jedan hormon amilin, koji reguliše 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, smanjuje se i lučenje insulina. Međutim, kada se insulin nedovoljno izlučuje ili postoji rezistencija na njega dolazi do nagomilavanja glukoze u krvi, tj. hiperglikemije (vrednosti veće od 6,66 mmol/l) što dovodi do šećerne bolesti (latinski: )

Parakrina povratna sprega

Parakrini sistem povratne sprege informacija u Langerhansovim ostrvcima ima sledeću ulogu:^[4]

• Insulin: aktivira beta ćelije i sprečava lučenje alfa ćelija
• Glukagon:aktivira alfa ćelije koje zatim aktiviraju beta ćelije 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 inhibiše lučenje insulina i glukagona.

Održavanje ravnoteže između insulina i glikoze je veoma precizno. Samo nesmetano funkcionisanje parakrine povratne veze obezbeđuje održavanje energetske ravnoteže i pravilnu ishranjenost organizma.

Transplantacija u lečenju dijabetesa

Transplantacija pankreasa je jedan od najoptimalnijih oblika savremene supstitucione terapije dijabetesa tipa 1 kojim bi mogla da se postigne insulinske nezavisnost 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, eliminiše potrebu za davanjem insulina i čestim kontrolama glikemija, eliminiše akutne komplikacije kao i da sprečava pojavu ili uspori napredovanje kasnih komplikacija dijabetesa.^[5] Transplantacija endokrinog pankreasa se može izvršiti;^[6]

• Transplantacijom celog pankreasa

Prva transplantacija ljudskog pankreasa u cilju lečenja 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 primene insulina uz normalnu jutarnju glikemiju i normalne ili samo blago povišene vrednosti glikoziliranog hemoglobina (HbA1c), zabeležena je kod 80% pacijenata kod kojih je pankreas istovremeno transplantiran sa bubregom.

• Transplantacija segmenata ili humanih adultnih ostrvaca endokrinog pankreasa

Oslobađanje očuvanih ostrvaca pankreasa od njegovog okolnog tkiva vrši se enzimskom digestijom primenom 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 trajala je u proseku 6 godina.^[7]

• Transplantacijom izolovanih fetalnih ili adultnih ostrvaca endokrinog pankreasa

Ovu vrstu transplantacije karakteriše primena fetalnog endokrinog pankreasa ili endokrinog dela fetalnog pankreasa koji ima sposobnost za dalji rast i razvoj. Preostali deo pankreasa podleže razgradnji u toku pripreme i nakon transplantacije.
Ova metodu karakteriše mala zapremina transplantiranog tkiva, jednostavnost primene uz minimalnu hiruršku intervenciju.
Dostupnost fetalnog tkiva je nažalost ograničena i zahteva poštovanje strogih etičkih pravila. Insulinska nezavisnost nakon primene humanih fetalnih ostrvaca nije zabeležena, ali je postignut značajno smanjenja doze insulina (za oko 30%) uz stabilnu kontrolu nivoa glikemije (u trajanju od oko 6 meseci) i usporavanje napredovanja promena na krvnim sudovima oku, srcu, bubregu i neravima.^[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 ostrvaca međutim, ne može se uvek 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 posle transplantacije ostrvaca, daljim razvojem istraživanja potrebno je da se poboljša dugoročna održivost i funkcija ostrvaca i zadrži poboljšana kontrola glukoze tokom vremena.「^[9]