Альфа и бета клетки поджелудочной железы

Содержание
  1. Альфа-клетки поджелудочной железы у самок мышей подвергаются морфофункциональным изменениям во время компенсаторных адаптаций эндокринной поджелудочной железы к ожирению, вызванному диетой
  2. Антитела к островковым клеткам поджелудочной железы, IgG
  3. Функции поджелудочной железы — лекции на ПостНауке
  4. Эндокринная часть поджелудочной железы. Регенерация поджелудочной железы
  5. Ученые смогли заставить альфа-клетки выробатывать инсулин и это здорово!
  6. Альфа-клетки поджелудочной железы у самок мышей подвергаются морфофункциональным изменениям во время компенсаторных адаптаций эндокринной поджелудочной железы к ожирению, вызванному диетой
  7. Антитела к островковым клеткам поджелудочной железы, IgG
  8. Функции поджелудочной железы — лекции на ПостНауке
  9. Эндокринная часть поджелудочной железы. Регенерация поджелудочной железы
  10. Ученые смогли заставить альфа-клетки выробатывать инсулин и это здорово!
  11. Альфа-клетки поджелудочной железы у самок мышей подвергаются морфофункциональным изменениям во время компенсаторных адаптаций эндокринной поджелудочной железы к ожирению, вызванному диетой
  12. Антитела к островковым клеткам поджелудочной железы, IgG
  13. Функции поджелудочной железы — лекции на ПостНауке
  14. Эндокринная часть поджелудочной железы. Регенерация поджелудочной железы
  15. Ученые смогли заставить альфа-клетки выробатывать инсулин и это здорово!
  16. Альфа-клетки поджелудочной железы у самок мышей подвергаются морфофункциональным изменениям во время компенсаторных адаптаций эндокринной поджелудочной железы к ожирению, вызванному диетой
  17. Антитела к островковым клеткам поджелудочной железы, IgG
  18. Функции поджелудочной железы — лекции на ПостНауке
  19. Эндокринная часть поджелудочной железы. Регенерация поджелудочной железы
  20. Ученые смогли заставить альфа-клетки выробатывать инсулин и это здорово!

Альфа-клетки поджелудочной железы у самок мышей подвергаются морфофункциональным изменениям во время компенсаторных адаптаций эндокринной поджелудочной железы к ожирению, вызванному диетой

Альфа и бета клетки поджелудочной железы
Альфа и бета клетки поджелудочной железы
Pancreatic alpha-cells from female mice undergo morphofunctional changes during compensatory adaptations of the endocrine pancreas to diet-induced obesity
Источник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4650619/

Текущий адрес: Отдел биологии Университета Сантьяго де Чили, Сантьяго, Чили.

Текущий адрес: Лаборатория экспериментальной медицины, Центр изучения диабета ULB, Медицинский факультет, Университет Libre de Bruxelles, Брюссель, Бельгия

Ожирение часто связано с резистентностью к инсулину. Чтобы компенсировать эту ситуацию и поддерживать нормогликемию, бета-клетки поджелудочной железы подвергаются нескольким морфофункциональным изменениям, что приводит к гиперсекреции и гиперинсулинемии инсулина.

Однако никакой информации о альфа-клетках поджелудочной железы в течение этой компенсирующей стадии ожирения нет. Здесь мы изучали альфа-клетки у мышей, которым кормили диету с высоким содержанием жиров (HFD) в течение 12 недель.

Эти животные проявляли гиперинсулинемию и нормогликемию по сравнению с контрольными животными в дополнение к гипоглюкагонемии. В то время как реакция in vivo глюкагона на гипогликемию была сохранена у тучных мышей, подавление секреции глюкагона при гипергликемии было нарушено.

Кроме того, снижение содержания глюкагона in vitro при низких уровнях глюкозы и содержании глюкагона в изолированных островках уменьшалось, в то время как альфа-клеточный экзоцитоз оставался неизменным.

Оценка морфологических параметров показала, что площадь альфа-клеток снижалась в поджелудочной железе мышей с ожирением в связи с гипотрофией альфа-клеток, увеличением апоптоза и уменьшением пролиферации. Кормление HFD в течение 24 недель приводило к значительному ухудшению функции бета-клеток и гомеостаза глюкозы.

В этих условиях большинство изменений альфа-клеток были отменены и стали сопоставимыми с контрольными. Эти данные показывают, что компенсаторные адаптации поджелудочной железы во время ожирения могут также включать альфа-клетки поджелудочной железы. Кроме того, дефекты функции альфа-клеток во время ожирения могут быть связаны с прогрессированием диабета.

Секреция глюкагона играет ключевую роль в гомеостазе глюкозы. Этот гормон активирует глюконеогенез и гликогенолиз, что усиливает выработку глюкозы в печени, позволяя восстанавливать уровни глюкозы в плазме из гипогликемического состояния. Напротив, секреция альфа-клеток поджелудочной железы ингибируется повышенными уровнями глюкозы в плазме.

Таким образом, инсулин из бета-клеток и глюкагона из альфа-клеток, которые реагируют взаимно на изменения глюкозы в плазме, составляют бигормональную систему для адекватного контроля гликемии1. Было зарегистрировано, что нарушение функции альфа-клеток может возникать при диабете.

Например, реакция альфа-клеток на низкий уровень глюкозы может быть нарушена при этом заболевании, ограничивая одну из первых защит против гипогликемии2. Дополнительные изменения включают гиперглюкагонемию и отсутствие подавления глюкагона при высоком уровне глюкозы, что может способствовать гипергликемии у этих пациентов.

В этом отношении ингибирование высвобождения глюкагона или его действия было использовано в качестве подхода к снижению гипергликемии при экспериментальном и клиническом диабете1. Недавно сообщалось, что альфа-клетки поджелудочной железы могут дедифференцировать бета-клетки в условиях стресса, что может иметь большое значение в клеточной терапии34.

Эти терапевтические последствия возродили интерес к биологии альфа-клеток и их вкладу в диабет.

Ожирение и избыточный вес, которые часто связаны с резистентностью к инсулину, являются важными факторами риска развития диабета 2-го типа5. Сопротивление инсулину увеличивает потребность инсулина в организме.

Хорошо известно, что в ответ на эти условия бета-клетки подвергаются нескольким морфофункциональным компенсаторным адаптациям, которые приводят к усилению секреции инсулина и гиперинсулинемии для поддержания нормогликемии67.

Однако, когда адаптация бета-клеток не позволяет компенсировать эти состояния, может наблюдаться нарушение гомеостаза глюкозы, что приводит к гипергликемии и диабету типа 2. На более поздних стадиях постепенные потери массы и функции бета-клеток могут дополнительно ухудшать гомеостаз глюкозы8.

Таким образом, компенсация резистентности к инсулину в этих клетках при ожирении имеет решающее значение для предотвращения возможного прогрессирования гипергликемии и диабета типа 2.

В отличие от бета-клеток, знание о поведении альфа-клеток поджелудочной железы при ожирении мало. Хотя в немногих отчетах описаны изменения как в функции альфа-клеток, так и в уровне глюкагона в плазме у индивидуумов и животных с ожирением, большинство исследований было выполнено на стадиях, в течение которых глюкозный гомеостаз и функция бета-клеток могут уже ухудшиться9101112.

Однако нет информации об альфа-клетках во время этапов компенсации островков для ожирения, при которых сохраняется нормальная лиглексия. Поэтому в настоящем исследовании мы исследовали поведение и морфофункциональные особенности альфа-клеток поджелудочной железы, а также высвобождение глюкагона во время компенсаторной адаптации островка в модели ожирения с высоким содержанием жиров.

Все экспериментальные протоколы были одобрены Комитетом по этике животных Университета Мигеля Эрнандеса в соответствии с национальными правилами (Референтный номер: UMH.IB.IQM.01.13). Все методы были выполнены в соответствии с утвержденными руководящими принципами. Эксперименты проводили с использованием мышей C57BL / 6J.

После отлучения 21-дневную детскую щенку кормили в течение 12 или 24 недель любой из следующих диет, полученных из исследовательских диет (Нью-Брансуик, Нью-Джерси): нормальная диета (ND, 10% жира, 20% белка и 70 % углеводов, ссылка D12450B) или диету с высоким содержанием жиров (HFD, 60% жира, 20% белка и 20% углеводов, ссылка D12492).

Животных размещали группами по 3 при 22 ° С и световым циклом 12 ч (с 8:00 до 20:00).

Мышей убивали в конце диетического лечения путем дислокации шейки матки, а островки затем выделяли путем расщепления коллагеназой, как описано ранее13.

В некоторых экспериментах изолированные островки диспергировали в отдельные клетки путем ферментативного переваривания трипсином, а затем культивировали в течение ночи при 37 ° С в RPMI 1640 (Sigma, Madrid, Spain), дополненную 10% фетальной телячьей сывороткой, 100 МЕ / мл пенициллина, 0,1 мг / мл стрептомицина и 11 мМ D-глюкозы13. Если не указано, все эксперименты проводили при 37 ° С.

Уровень глюкозы в крови измеряли из крови хвостовой вены с помощью автоматического глюкометра (Accu-Chek Compact plus GT, Roche, Mannhein, Germany). Образцы крови для измерения глюкагона собирали в апротинине (20 мг / л), чтобы защитить их от протеолиза.

Концентрации плазменного глюкагона и инсулина определяли с помощью ELISA (Gentaur, Kampenhout, Belgium и Crystal Chem Inc., IL 60515, США, соответственно). Уровни соматостатина плазмы и глюкагоноподобного пептида-1 (GLP-1) определяли с помощью ELISA (Phoenix Pharmaceuticals Inc.

, Карлсруэ, Германия и Альпко, Барселона, Испания, соответственно). Образцы крови для определения соматостатина и GLP-1 собирали в присутствии ингибитора апротинина (20 мг / л) или апротинина и дипептидилпептидазы-4 (DPP4-010 Merck, Мадрид, Испания) соответственно.

HOMA-IR также рассчитывали как показатель резистентности к инсулину: [глюкоза в плазме натощак (мг / дл) * голодный плазменный инсулин (мU / л)] / 40514.

Свежие изолированные островки оставляли для восстановления в изолирующей среде в течение 2 ч в инкубаторе15. После извлечения группы из 20 островков переносили в 300 мкл буферного раствора, содержащего (в мМ): 140 NaCl, 4,5 KCl, 2,5 CaCl 2, 1 MgCl 2, 20 HEPES и 0,5 глюкозы с конечным рН 7,4, с добавлением 0,1% BSA.

Затем островки инкубировали в течение 1 часа при 37 ° С. Затем группы переносили в другой буферный раствор с тем же составом и соответствующими концентрациями глюкозы и инкубировали в течение 1 часа. Островки затем инкубировали при комнатной температуре в течение 3 мин и охлаждали в течение 15 мин на льду.

Среду собирали, и концентрацию глюкагона измеряли в двойных образцах с помощью ELISA с использованием набора GUCAGAG YUC090 Gucaurus (Kampenhout, Бельгия) Glucagon. Для определения содержания глюкагона островки, которые были сгруппированы в партии по 20, были отобраны и инкубированы в течение ночи в буфере этанола / HCl при 4 ° С.

По окончании инкубационного периода буфер удаляли и анализировали содержание глюкагона. Концентрацию белка измеряли методом красителя Брэдфорда.

Образцы поджелудочной железы удаляли и фиксировали в течение ночи в 4% параформальдегиде. Впоследствии ткань поджелудочной железы была встроена в парафин, и секции были подготовлены и окрашены для идентификации альфа-клеток, согласно предыдущим отчетам1617. Для количественной оценки площади альфа-клеток участки были просмотрены с увеличением 20x.

Площадь поперечного сечения островка, общую площадь поджелудочной железы и размеры альфа-клеток измеряли с использованием программного обеспечения Metamorph Analysis Software (Nashville, TN, USA). От 2 до 3 участков поджелудочной железы, разделенных на 200 мкм, измеряли на животное. Все секции были получены поперечно и идентично обработаны для всех образцов.

Была измерена вся площадь каждого раздела, а также все островки, включенные в каждый раздел. Для проведения иммуноцитохимии клетки, содержащие глюкагон, идентифицировали с помощью поликлональных антител к глюкагону кроликов (1: 100, Monosan), как описано ранее18.

Для измерения пролиферации мышам вводили внутрибрюшинные инъекции BrdU (100 мкг / г) каждые 12 ч в течение 3 последовательных дней перед жертвоприношением, как описано ранее18. Ткань поджелудочной железы собирали, фиксировали и обрабатывали, как описано выше.

После дегидратации секции нагревали до 100 ° С в присутствии цитратного буфера (10 мМ) в течение 20 мин и погружали в 2 н. HCl в течение 5 мин с последующей инкубацией в 0,1 М раствором буры в течение 10 мин при комнатной температуре и промывают фосфатно-буферным солевым раствором (PBS).

Затем слайды блокировали инкубацией в течение 1 часа в 3% бычьего сывороточного альбумина в PBS. Затем образцы инкубировали с антителами к глюкагону (1: 100, Monosan) и BrdU (1: 100, моноклональное, DAKO, Барселона, Испания) в течение ночи при 4 ° C.

Пролиферацию также анализировали с помощью иммуногистохимии ядерного антигена пролиферирующих клеток17 (PCNA, 1: 2400, Cell Signaling, Technology, Danvers, MA). После инкубации с соответствующими вторичными антителами (Alexa Fluor, Invitrogen, Barcelona, ​​Spain) участки были окрашены Hoechst 33342 (Invitrogen, Barcelona, ​​Spain).

Апоптоз определяли количественно в участках поджелудочной железы методом TUNEL1718. После инкубации со вторичными антителами секции устанавливали с использованием ProLong Gold Antifade Reagent (Invitrogen, Barcelona, ​​Spain). Изображения были получены из двухцветных разделов. BrdU или TUNEL-положительные ядра оценивались только в клетках, которые также были положительными для глюкагона. Размеры альфа-клеток также измеряли путем анализа областей поперечного сечения глюкогауза-положительных островковых клеток, диспергированных в первичной культуре.

Экзоцитоз контролировали в клетках внутри интактных свежей островки стандартной стандартной конфигурацией целых клеток и регистрировали изменения емкости ячейки в режиме синуса + постоянного тока усилителя Lock-In, включенного в программное обеспечение Patch Master.

Для этих экспериментов был приготовлен раствор пипетки, содержащий следующие компоненты (в мМ): 125 глутаминовой кислоты, 10 NaCl, 10 KCl, 1 MgCl 2, 0,05 EGTA, 3 Mg-ATP, 0,1 cAMP и 5 HEPES (pH 7,1 с КОН).

Раствор для ванны также получали со следующими компонентами (в мМ): 118 NaCl, 5,6 KCl, 20 тетраэтиламмоний-Cl, 1,2 MgCl2, 2,6 CaCl2, 5 HEPES и 5 D-глюкозой (рН 7,4 NaOH) 19. Были оценены только эксперименты, демонстрирующие устойчивое и низкое сопротивление доступа и небольшие токи утечки.

Значение сопротивления уплотнения обычно составляло> 3 МОм. Никаких различий между группами ND и HFD не было отмечено ни по одному из этих параметров. Эксперименты проводились при физиологической температуре (34 ° C-36 ° C). Идентификация альфа-клеток была установлена ​​двойным методом.

Во-первых, характеристическую зависимую от напряжения инактивацию Na + -тока оценивали по двухэтапному протоколу, в котором ячейка удерживалась при -70 мВ, а условные импульсы между -150 и 0 мВ были применены до испытательного импульса до + 10 mV20.

Затем TEA-устойчивый переходный ток K +, чувствительный к 4-AP (A-ток), оценивался с помощью деполяризации при напряжении от -70 до -10 мВ20. Кроме того, некоторые клетки отслеживались иммуноцитохимией путем инъекции биоцитина (0,5 мг / мл) через регистрирующий электрод20. Клетки, которые были положительны для А-токов, также были положительными для окрашивания против глюкагона.

Данные представлены как среднее ± SE. Тестирование у ученика t или одностороннее ANOVA с коррекцией Бонферрони проводилось с уровнем значимости p

Источник: http://rupubmed.com/ozhirenie/27622

Антитела к островковым клеткам поджелудочной железы, IgG

Альфа и бета клетки поджелудочной железы

[13-016] Антитела к островковым клеткам поджелудочной железы, IgG

1785 руб.

Анализ позволяет выявлять в сыворотке крови специфические аутоантитела к антигенам островковых клеток, которые могут вызывать инсулинозависимый сахарный диабет аутоиммунной природы.

Синонимы русские

АТ к бета-клеткам поджелудочной железы, аутоантитела к антигенам островковых клеток в сыворотке крови.

Синонимы английские

Anti-Islet Cell Antibodies, Islet Cell Cytoplasmic Autoantibodies.

Метод исследования

Непрямая реакция иммунофлюоресценции.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь.

Как правильно подготовиться к исследованию?

Не курить в течение 30 минут до исследования.

Общая информация об исследовании

Инсулинозависимый сахарный диабет 1-го типа характеризуется недостаточной продукцией инсулина бета-клетками (островками Лангерганса) в поджелудочной железе вследствие их аутоиммунного разрушения.

Специфические аутоантитела к антигенам островковых клеток в сыворотке крови – один из показателей инсулинозависимого сахарного диабета 1-го типа, имеющего аутоиммунный характер. Их появление отражает разрушение бета-клеток поджелудочной железы и, как следствие, неадекватный синтез инсулина, что является особенностями сахарного диабета 1-го типа.

Противоположно развивается сахарный диабет 2-го типа, который является главным образом следствием формирования инсулинорезистентности клеток и не связан с аутоиммунными процессами.

Около 10 % всех случаев сахарного диабета – это диабет 1-го типа (аутоиммунный), чаще встречающийся у пациентов моложе 20 лет.

Основные симптомы сахарного диабета, такие как учащенное мочеиспускание, жажда, потеря веса и плохое заживление ран, возникают, когда у больного диабетом 1-го типа разрушается около 80-90 % бета-клеток поджелудочной железы и она больше не в состоянии вырабатывать адекватное количество инсулина. Организму требуется ежедневная продукция инсулина, так как только с его помощью глюкоза может проникать в клетки и использоваться для производства энергии. Без достаточного количества инсулина клетки голодают, а в крови повышается содержание сахара (гипергликемия). Острая гипергликемия может привести к развитию диабетической комы, а хроническая – к повреждению кровеносных сосудов и органов, например почек.

При аутоиммунном сахарном диабете 1-го типа в 95 % случаев выявляются специфические антитела к антигенам островковых клеток, в то время как у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа аутоантитела, как правило, отсутствуют.

Анализ на антитела к бета-клеткам поджелудочной железы в крови – наиболее распространенный метод диагностики аутоиммунного характера сахарного диабета.

Для чего используется исследование?

  • Главным образом для того, чтобы дифференцировать аутоиммунный инсулинозависимый сахарный диабет 1-го типа от других типов диабета. Правильное и своевременное определение типа диабета расширяет возможности раннего лечения с подбором наиболее подходящей терапии и позволяет избежать осложнений болезни.
  • Чтобы спрогнозировать возможный сахарный диабет 1-го типа, так как антитела к островковым клеткам могут определяться в крови задолго до первых симптомов диабета. Их выявление позволяет диагностировать преддиабет, назначить диету и иммунокорректирующую терапию.

Когда назначается исследование?

  • При дифференциальной диагностике 1-го и 2-го типа диабета у пациентов с впервые выявленным сахарным диабетом.
  • При диагностике неясных форм сахарного диабета, когда пациенту был поставлен диагноз “диабет 2-го типа”, но он испытывает большие трудности в контроле за уровнем глюкозы в крови, применяя стандартную терапию.

Что означают результаты?

Референсные значения

Титр: < 1:4.

Повышенный результат

  • Аутоиммунный инсулинозависимый сахарный диабет 1-го типа.
  • Предрасположенность к аутоиммунному сахарному диабету 1-го типа у лиц с отягощенной наследственностью.

Отрицательный результат у пациентов с симптомами сахарного диабета

  • Сахарный диабет 2-го типа.

Что может влиять на результат?

Аутоиммунные эндокринные заболевания, такие как тиреоидит Хашимото или болезнь Аддисона, способствуют ложноположительному результату.

Важные замечания

  • В ряде случаев антитела к антигенам островковых клеток могут определяться у здоровых лиц.
  • Большое значение данный анализ имеет при решении о назначении инсулинотерапии, особенно у детей.

Также рекомендуется

  • Антитела к инсулину
  • Инсулин

Кто назначает исследование?

Эндокринолог, терапевт.

Источник: https://helix.ru/kb/item/13-016

Функции поджелудочной железы — лекции на ПостНауке

Альфа и бета клетки поджелудочной железы

ВИДЕО Поджелудочная железа участвует в регуляции пищеварения и регуляции липидного обмена. В составе поджелудочной железы есть определенные скопления клеток, которые выполняют эндокринную функцию. Они называются островками Лангерганса, иногда — островковым аппаратом поджелудочной железы. В них есть несколько типов клеток, каждый из которых вырабатывает свой гормон.

Но известность поджелудочная железа получила потому, что в бета-клетках островкового аппарата вырабатывается инсулин.

Недостаточность инсулина ведет к сахарному диабету первого типа.

Дело в том, что такая распространенность диабета связана с тем, что инсулин — единственный гормон, который может снижать сахар в крови, в отличие от всех других гормонов, которые влияют на процессы, помогая друг другу. Например, существует по крайней мере четыре гормона, которые повышают сахар в крови: адреналин, глюкокортикоиды, глюкагон, гормон роста.

И если какой-то из них по какой-то причине не работает, то его функцию заменяют другие, и уровень сахара в крови повышается. Если не продуцируется или не работает инсулин, то снижения сахара в крови не будет происходить, что и приведет к сахарному диабету.

Сахарный диабет был известен очень давно. Поэтому из всех гормонов островкового аппарата поджелудочной железы инсулин открыли первым, занимаются им очень много. Инсулин — это гормон, по которому можно проследить историю биологии или историю молекулярной биологии. Было получено три Нобелевские премии просто за инсулин и еще одна — за его радиолигандное определение.

Первая Нобелевская за то, что наконец открыли этот гормон, вторая — за открытие первичной структуры (это, кстати, был первый белок, первичная структура которого была расшифрована).

Третья — за расшифровку пространственной структуры, а четвертая Нобелевская — за то, что на примере инсулина был разработан метод определения гормонов в крови, которым пользуются до сих пор очень успешно.

Щитовидная железа: функции и болезни

Пристальное изучение инсулина сыграло злую шутку с другими гормонами островкового аппарата поджелудочной железы, потому что очень долго не обращали должного внимания на эти гормоны.

Оказалось, что кроме бета-клеток, в которых вырабатывается инсулин, существуют еще альфа-клетки, в которых вырабатывается глюкагон — это антагонист инсулина, то есть он повышает сахар в крови.

Поскольку они находятся близко друг от друга, они могут сообщать друг другу об изменении своей концентрации, не выходя в кровь, а инсулин бета-клеток действует на альфа-клетки, глюкагон альфа-клеток действует на инсулин бета-клеток. Таким образом, они поддерживают постоянный уровень сахара в крови.

Если слишком много инсулина, начинает вырабатываться глюкагон, чтобы не слишком падала глюкоза. Наоборот, если слишком много глюкагона, начинает вырабатываться инсулин. Такие местные переговоры между двумя гормонами очень важны для поддержания системного равновесия.

Оказалось, что в островковом аппарате есть еще один тип клеток — дельта-клетки. В них вырабатывается гормон соматостатин. Соматостатин был известен как гормональное соединение, которое вырабатывается гипоталамусом и снижает продукцию гормона роста, второе название которого — соматотропный гормон.

Поэтому это соединение назвали «соматостатин», то есть он снижает продукцию соматотропного гормона. Оказалось, что понижающий эффект продукции гормона характерен не только для того соматостатина, который вырабатывается в гипоталамусе, но и для соматостатина, который вырабатывается в дельта-клетках поджелудочной железы. Он снижает продукцию и инсулина, и глюкагона.

Это такое сдерживающее начало, чтобы осуществить быстрое реагирование на изменение уровня глюкозы в крови.

Совсем недавно открыли эпсилон-клетки, которые продуцируют гормон грелин. Здесь нужно рассказать о функциях инсулина, которые не только снижают уровень сахара в крови. Его продукция увеличивается в ответ на прием пищи, то есть это гормон насыщения.

При приеме пищи увеличивается глюкоза в крови, и инсулин этот уровень глюкозы снижает. То есть еще один эффект инсулина — это снижение потребления пищи. Он сигнализирует мозгу о том, что организм насытился и надо снижать потребление пищи. Грелин и его продукция растет во время голодания.

Он как раз сигнализирует организму о том, что пора начать прием пищи. Такие альтернативные эффекты инсулина и грелина помогают им правильно регулировать ритм потребления пищи, один подстраховывает другой. Основное количество грелина продуцируется в желудке. И это понятно, потому что реакция на голод у желудка первая.

Но дополнительная продукция в островковом аппарате помогает и инсулину, и грелину правильно реагировать на режим питания.

Я уже говорила, что контринсулярные гормоны важны не только для того, чтобы рос сахар в крови, но и для того, чтобы глюкоза в крови была на постоянном нормальном уровне. И глюкагон очень хорошо с этим справляется.

Что происходит, если система гормонов островкового аппарата перестает работать? Я уже говорила, что заболевание диабет известно с глубокой древности. Но только в 1970-е годы диабет стали делить на две формы: первого и второго типа. Оказалось, что у них совершенно разные причины.

Диабет первого типа связан с тем, что разрушаются бета-клетки — те клетки, которые продуцируют инсулин. Соответственно, инсулин перестает продуцироваться, и сахар в крови растет, он появляется в моче, начинается обезвоживание.

А диабет второго типа связан со снижением чувствительности к инсулину: плохо работают рецепторы инсулина, плохо работают белки, которые проводят сигнал от инсулина в исполнительные клетки. В результате возникает диабет второго типа.

Оказалось, что и механизмы возникновения этих двух заболеваний абсолютно различны. Диабет первого типа — это заболевание аутоиммунной природы. Аутоиммунное поражение бета-клеток вызывает снижение продукции инсулина.

Причем интересно, что достаточно часто это заболевание провоцируют инфекционные болезни.

Дело в том, что вирусы и компоненты вируса, например вируса краснухи, любят бета-клетки, их структуры экспонируются на мембране бета-клеток, и организм начинает воспринимать бета-клетки как чужеродные, и инсулин перестает вырабатываться.

Для диабета второго типа картина совершенно другая. Если в первом случае есть внутренние дефекты иммунной системы, она неправильно реагирует, то во втором случае есть какие-то дефекты ферментов, которые участвуют в углеводном и липидном обмене. Они не такие большие, но провоцировать заболевание может перегрузка липидного, углеводного обмена.

То есть это переедание, ожирение и так далее. Когда слишком большая нагрузка на ферменты, которые несколько слабы в своих реакциях, начинает манифестироваться диабет второго типа. Соответственно, эти два заболевания лечатся по-разному.

Если в случае диабета первого типа надо вводить инсулин, то в случае диабета второго типа необходимо поддерживать организм, чтобы чувствительность к инсулину не падала так сильно, как происходит.

Сейчас в отношении диабета первого типа начались большие разработки, связанные со стволовыми клетками и попыткой найти другой способ лечения: стимулировать переход стволовых клеток в бета-клетки, подсадить эти бета-клетки к больным диабетом первого типа, убедиться, что они вырабатывают инсулин. На животных моделях это более-менее становится реальным, поэтому я думаю, что мы находимся на пороге открытий, когда диабет первого типа будет не только компенсирован, но, можно сказать, почти излечен.

К сожалению, пропорции диабета первого типа и второго типа разные. Больных диабетом второго типа гораздо больше, чем диабетом первого типа. Несмотря на различные возможности лечения этого заболевания, пока никакого прорыва не ожидается.

Нужно иметь в виду, что гормоны поджелудочной железы регулируются еще и гормонами желудочно-кишечного тракта. И именно гормоны желудочно-кишечного тракта сообщают инсулину о том, что начался прием пищи, сейчас повысится уровень глюкозы в крови и инсулину пора увеличиваться, чтобы справиться с повышенным уровнем глюкозы.

Поэтому поджелудочная железа как часть пищеварительной системы реагирует и на гормоны желудочно-кишечного тракта.

Источник: https://postnauka.ru/video/103736

Эндокринная часть поджелудочной железы. Регенерация поджелудочной железы

Альфа и бета клетки поджелудочной железы

Островки состоят из эпителиальных клеток — панкреатических эндокриноцитов, или инсулоцитов. Величина островков, их форма и число входящих в состав клеток очень различны. Общее количество островков в поджелудочной железе достигает 1-2 млн. Средний размер островка 0,1-0,3 мм.

Общий объем эндокринной части составляет около 3% всего объема железы. Островки пронизаны кровеносными капиллярами, окруженными перикапиллярным пространством. Эндотелий капилляров имеет фенестры, облегчающие поступление гормонов от инсулоцитов в кровь через перикапиллярное пространство.

В островковом эпителии различают 5 видов клеток: А-клетки, В-клетки, D-клетки, ВИП-клетки, РР-клетки.

А-клетки (альфа-клетки, или ацидофильные инсулоциты) — это крупные округлые клетки с бледным крупным ядром и цитоплазмой, содержащей ацидофильные гранулы. Гранулы обладают и аргирофилией. В состав этих гранул входит гормон глюкагон, расщепляющий гликоген и повышающий содержание сахара в крови.

А-клетки рассеяны по всему островку, образуя нередко небольшие скопления в центральной части. Они составляют около 20-25% от всех инсулоцитов.
В-клетки (бета-клетки, или базофильные инсулоциты) имеют кубическую или призматическую форму, крупное темное, богатое гетерохроматином ядро.

Доля В-клеток достигает 70-75% от общего числа инсулоцитов. В цитоплазме В-клеток накапливаются осмиофильные гранулы, содержащие гормон инсулин. Инсулин регулирует синтез гликогена из глюкозы.

При недостатке продукции инсулина глюкоза не превращается в гликоген, содержание ее в крови повышается и создаются условия для развития заболевания, называемого сахарным диабетом.

D-клетки (дельта-клетки, или дендритические инсулоциты) составляют 5-10% среди всех островковых клеток. Форма их иногда звездчатая с отростками. В цитоплазме определяются гранулы средних размеров и плотности.

В гранулах накапливается гормон соматостатин. Он тормозит секрецию инсулина и глюкагона, снижает продукцию ряда гормонов желудочно-кишечного тракта — гастрина, секретина, энтероглюкагона, холецистокинина и др.

, подавляет секрецию соматотропного гормона в гипофизе.

ВИП-клетки (аргирофильные клетки) встречаются в островках в небольшом количестве. В цитоплазме выявляются плотные аргирофильные гранулы, содержащие вазоактиеный интестиналъный полипептид. Он обладает выраженным сосудорасширяющим дейтвием, снижает кровяное давление, угнетает секрецию соляной кислоты в желудке, стимулирует выделение глюкагона и инсулина.

РР-клетки — полигональной формы инсулоциты, расположенные преимущественно по периферии островка. Количество их — 2-5% от общего числа клеток островка. В цитоплазме РР-клеток выявляются мелкие гранулы, содержащие панкреатический полипептид.

Основная роль панкреатического полипептида в организме — регуляция скорости и количества экзокринной секреции поджелудочной железы и желчи в печени.

Таков клеточный состав островкового эпителия, представляющего собой мозаику дивергентно развивающихся клеточных дифферонов.

В дольках поджелудочной железы встречаются еще ацинозно-инсулярные клетки, в цитоплазме которых одновременно содержатся гранулы, характерные как для ацинозных, так и для островковых клеток.

Ткани поджелудочной железы иннервируют блуждающий и симпатический нервы. В интрамуральных вегетативных ганглиях находятся холинергические и пептидергические нейроны, волокна которых заканчиваются на клетках ацинусов и островков. Между нервными клетками ганглиев и островковыми клетками устанавливается тесная связь с образованием нейроинсулярных комплексов.

С возрастом в поджелудочной железе постепенно уменьшается количество островков.

В островках наблюдаются закономерные возрастные изменения клеточных взаимоотношений, заключающиеся в быстрой смене после рождения преобладания А-клеток над В-клетками на преобладание В-клеток над А-клетками у взрослых.

Затем происходит постепенное увеличение количества А-клеток, которое наряду с одновременным, хотя и незначительным, уменьшением числа В-клеток приводит нередко в пожилом и особенно старческом возрасте вновь к преобладанию А-клеток над В-клетками.

Регенерация поджелудочной железы. В эмбриогенезе островки растут благодаря пролиферации исходных клеток-предшественниц и их дивергентной дифференцировке в соответствующие клеточные диффероны. У взрослых физиологическая регенерация ацинозных и островковых клеток происходит в основном путем внутриклеточного обновления органелл.

Митотическая активность клеток в связи с высокой специализацией низкая. После резекции части или повреждения органа наблюдается некоторое повышение уровня пролиферативной активности клеток ацинусов, протоков и островков, последующее образование новых ацинусов.

Однако ведущей формой регенерации экзокринной части железы является регенерационная гипертрофия.

Восстановительные процессы в эндокринной части железы происходят за счет пролиферативной активности инсулоцитов и клеток эпителия протоков путем ацино-инсулярной трансформации.

– Также рекомендуем “Печень. Развитие печени. Строение печени.”

Оглавление темы “Строение желудка. Строение кишечника.”:
1. Пищевод. Слизистая пищевода. Строение стенки пищевода.
2. Желудок. Развитие желудка. Строение желудка. Железы желудка.
3. Эпителий желез желудка. Клетки желудка. Гормоны желудка.
4. Тонкая кишка. Развитие тонкой кишки. Строение тонкой кишки.
5. Эпителий тонкой кишки. Клетки тонкой кишки.
6. Толстая кишка. Развитие и строение толстой кишки. Червеобразный отросток.
7. Прямая кишка. Строение прямой кишки. Поджелудочная железа.
8. Эндокринная часть поджелудочной железы. Регенерация поджелудочной железы.
9. Печень. Развитие печени. Строение печени.
10. Гепатоциты. Строение гепатоцитов. Образование желчи.

Источник: https://meduniver.com/Medical/gistologia/98.html

Ученые смогли заставить альфа-клетки выробатывать инсулин и это здорово!

Альфа и бета клетки поджелудочной железы

Хорошо известно, что инсулин является гормоном, который регулирует количество сахара в крови. Когда организм человека неспособно произвести инсулин, или наблюдается его чрезвычайный дефицит, у человека диагностируют сахарный диабет.

Разрушение производящей инсулин клетки в поджелудочной железе может привести к сахарному диабету. К счастью, последние исследования предполагают, что такие поврежденные клетки могут быть заменены модификациями из числа других клеток, которые помогут контролировать уровень сахара в крови.

Результаты исследований предполагают, что «реадаптированные» инсулин-продуцирующие клетки можно использовать для лечения сахарного диабета.

В исследовании, опубликованном 13 февраляв журнале Nature, исследователи сообщают, что клетки поджелудочной железы человека, которые не производят инсулин в нормальных условиях, при внешнем вмешательстве исследователей, могут изменять свою функцию и начинать вырабатывать инсулин. И эти перекодированные клетки при их имплантации мышам облегчают симптомы сахарного диабета. Этот эксперимент показывает возможность применения в будущем этого метода в терапии человека.

Авторы исследования считают, что имплантированные клетки могут выживать в организме в течение длительного времени и необходимости регулярного введения, как в случае с уколами инсулина, нет. Имплантированные клетки являются более продвинутой технологией, чем традиционные инъекции инсулина.

Перспективы их применения к другим болезням – это новая неизученная сфера, обладающая огромным потенциалом и возможностями. На этот потенциал указывает и один из авторов исследования Теренс Герберт, биолог-исследователь из Университета Линкольн, Великобритания.

Но он также считает, что прежде, чем начнутся полномасштабные клинические испытания, пройдет некоторое время, в том числе связанное с преодолением бюрократических и, важно, этических препятствий.

Отказ системы секреции инсулина в процессе питания, ведет к увеличению концентрация сахара в крови.

Бета-клетки (или β-клетки) поджелудочной железы обычно выделяют инсулин, который, в свою очередь, стимулирует клетки к поглощению сахара, тем самым снижая концентрацию сахара в крови в организме до нормального уровня.

Однако у пациентов с диабетом эта система может работать со сбоями, что приводит к повышению уровня сахара в крови, что наносит урон организму и вызывает это заболевание.

Бета-клетки (или β-клетки). Источник: https://commons.wikimedia.org

При диабете первого типа иммунная система атакует и разрушает бета-клетки, а при диабете 2 типа бета-клетки не продуцируют достаточное количество гормонов или организм сам устойчив к инсулину.

Ученые ранее показали в исследованиях на мышах, что, если бета-клетки разрушаются, другие панкреатические клетки, называемые альфа-клетками (или α-клетки), становятся подобными бета-клеткам и начинают секретировать инсулин.

Эти альфа-клетки обычно продуцируют глюкагон, который вместе с бета-клетками присутствует в клеточном кластере гормонов.

Предыдущие исследования показали, что белки Pdx1 и MafA, которые контролируют экспрессию генов, могут играть важную роль в индукции альфа-клеток для выработки инсулина у мышей.

Какие изменения происходят после искусственного вмешательства? Это отвечает другой член команды исследователей Педро Эррера из Женевского университета, Швейцария. Он и его коллеги заинтересовались, будет ли производство белков промоутеров инсулина в человеческих альфа-клетках иметь такой же эффект, как в бета.

Итак, сначала они извлекли островковые клетки из поджелудочной железы человека и выделили один тип клеток. Затем они ввели ДНК, кодирующую белки Pdx1 и MafA, в α-клетки и затем собрали их вместе.

После одной недели культивирования почти 40% человеческих альфа-клеток производили инсулин, тогда как некодированные контрольные клетки не производили его.

Кроме того, результаты показали, что экспрессия других генов, связанных с β-клетками, в рекомбинантных α-кодирующих клетках выросла. «У них оказалось несколько схожих функций», – сказал Эррера.

Затем команда трансплантировала большое количество клеток мышам с сахарным диабетом и с истощенными бета-клетками и обнаружила, что уровни глюкозы в крови у мышей упали до нормальных уровней. Когда трансплантат был удален, сахар крови мыши восстановился.

В поисках лекарств, которые могут изменить свойства альфа-клеток, Эррера говорит, что, если альфа-клетки или другие типы островковых клеток могут начать вырабатывать инсулин у диабетиков, то качество их жизни будет значительно улучшено. Наша мечта – найти лекарство, способное изменить свойства альфа-клеток.

Но он признает, что до любой формы лечения еще далеко. Во-первых, его команде необходимо выяснить, что происходит на молекулярном уровне, когда альфа-клетки становятся сходными с бета-клетками.

Другие исследовательские группы также пытались создать новые инсулин-продуцирующие клетки в поджелудочной железе: некоторые исследовательские группы пытались производить бета-клетки из стволовых клеток. Однако при диабете первого типа иммунная система атакует бета-клетки, что представляет собой серьезную проблему для реализации этой стратегии.

Альфа-клетки (или α-клетки). Источник: https://en.wikipedia.org/wiki

Эррера и его команда представили некоторые доказательства того, что их гибридные клетки не подвержены этой атаке. Герберт отметил, что их метод может быть более жизнеспособным методом получения бета-клеток, чем методы с использованием стволовых клеток.

Герберт также добавил, что прежде, чем авторы смогут сделать убедительные выводы об эффективности своих методов, им необходимо протестировать гибридные клетки с другими антителами, присутствующими при диабете первого типа, которые могут атаковать эти клетки.

Поджелудочная железа оказалась более перспективной в плане поиска подходов к лечению сахарного диабета. Так считает Инес Себола, биолог из Королевского колледже Лондона. Она считает, что клетки поджелудочной железы могут вырабатывать инсулин, при этом, не превращаясь в настоящую бета-клетку. И это удивительно!

Биолог Диего Бальбоа Алонсо из Центра исследования генома (Барселона) согласен с ней. Он считает, что последние исследования показывают, что гормональная система поджелудочной железы человека гораздо более пластична, чем считалось ранее.

В настоящее время основными вариантами лечения являются общее лечение. В основном с помощью ежедневного контроля диеты, физических упражнений, снижения веса и, конечно, с помощью гипогликемических препаратов снижения уровня сахара в крови.

Кроме того, в более серьезных случаях заболевания пациентам требуются регулярные инъекции инсулина.

В будущем мы с нетерпением ждем новых эффективных методов лечения и, действительно, благодаря серии новых исследований и открытий прогресс в этом направлении очевиден.

Вам могут быть интересны другие мои публикации:

У вас диабет? Не бойтесь, эти фрукты можно употреблять в пищу.

Они Вам не помощники! Эти четыре вида пищи являются причиной роста сахара в крови!

Хочешь понизить уровень сахара в крови? Вот 7 принципов.

Альфа-клетки поджелудочной железы у самок мышей подвергаются морфофункциональным изменениям во время компенсаторных адаптаций эндокринной поджелудочной железы к ожирению, вызванному диетой

Альфа и бета клетки поджелудочной железы
Альфа и бета клетки поджелудочной железы
Pancreatic alpha-cells from female mice undergo morphofunctional changes during compensatory adaptations of the endocrine pancreas to diet-induced obesity
Источник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4650619/

Текущий адрес: Отдел биологии Университета Сантьяго де Чили, Сантьяго, Чили.

Текущий адрес: Лаборатория экспериментальной медицины, Центр изучения диабета ULB, Медицинский факультет, Университет Libre de Bruxelles, Брюссель, Бельгия

Ожирение часто связано с резистентностью к инсулину. Чтобы компенсировать эту ситуацию и поддерживать нормогликемию, бета-клетки поджелудочной железы подвергаются нескольким морфофункциональным изменениям, что приводит к гиперсекреции и гиперинсулинемии инсулина.

Однако никакой информации о альфа-клетках поджелудочной железы в течение этой компенсирующей стадии ожирения нет. Здесь мы изучали альфа-клетки у мышей, которым кормили диету с высоким содержанием жиров (HFD) в течение 12 недель.

Эти животные проявляли гиперинсулинемию и нормогликемию по сравнению с контрольными животными в дополнение к гипоглюкагонемии. В то время как реакция in vivo глюкагона на гипогликемию была сохранена у тучных мышей, подавление секреции глюкагона при гипергликемии было нарушено.

Кроме того, снижение содержания глюкагона in vitro при низких уровнях глюкозы и содержании глюкагона в изолированных островках уменьшалось, в то время как альфа-клеточный экзоцитоз оставался неизменным.

Оценка морфологических параметров показала, что площадь альфа-клеток снижалась в поджелудочной железе мышей с ожирением в связи с гипотрофией альфа-клеток, увеличением апоптоза и уменьшением пролиферации. Кормление HFD в течение 24 недель приводило к значительному ухудшению функции бета-клеток и гомеостаза глюкозы.

В этих условиях большинство изменений альфа-клеток были отменены и стали сопоставимыми с контрольными. Эти данные показывают, что компенсаторные адаптации поджелудочной железы во время ожирения могут также включать альфа-клетки поджелудочной железы. Кроме того, дефекты функции альфа-клеток во время ожирения могут быть связаны с прогрессированием диабета.

Секреция глюкагона играет ключевую роль в гомеостазе глюкозы. Этот гормон активирует глюконеогенез и гликогенолиз, что усиливает выработку глюкозы в печени, позволяя восстанавливать уровни глюкозы в плазме из гипогликемического состояния. Напротив, секреция альфа-клеток поджелудочной железы ингибируется повышенными уровнями глюкозы в плазме.

Таким образом, инсулин из бета-клеток и глюкагона из альфа-клеток, которые реагируют взаимно на изменения глюкозы в плазме, составляют бигормональную систему для адекватного контроля гликемии1. Было зарегистрировано, что нарушение функции альфа-клеток может возникать при диабете.

Например, реакция альфа-клеток на низкий уровень глюкозы может быть нарушена при этом заболевании, ограничивая одну из первых защит против гипогликемии2. Дополнительные изменения включают гиперглюкагонемию и отсутствие подавления глюкагона при высоком уровне глюкозы, что может способствовать гипергликемии у этих пациентов.

В этом отношении ингибирование высвобождения глюкагона или его действия было использовано в качестве подхода к снижению гипергликемии при экспериментальном и клиническом диабете1. Недавно сообщалось, что альфа-клетки поджелудочной железы могут дедифференцировать бета-клетки в условиях стресса, что может иметь большое значение в клеточной терапии34.

Эти терапевтические последствия возродили интерес к биологии альфа-клеток и их вкладу в диабет.

Ожирение и избыточный вес, которые часто связаны с резистентностью к инсулину, являются важными факторами риска развития диабета 2-го типа5. Сопротивление инсулину увеличивает потребность инсулина в организме.

Хорошо известно, что в ответ на эти условия бета-клетки подвергаются нескольким морфофункциональным компенсаторным адаптациям, которые приводят к усилению секреции инсулина и гиперинсулинемии для поддержания нормогликемии67.

Однако, когда адаптация бета-клеток не позволяет компенсировать эти состояния, может наблюдаться нарушение гомеостаза глюкозы, что приводит к гипергликемии и диабету типа 2. На более поздних стадиях постепенные потери массы и функции бета-клеток могут дополнительно ухудшать гомеостаз глюкозы8.

Таким образом, компенсация резистентности к инсулину в этих клетках при ожирении имеет решающее значение для предотвращения возможного прогрессирования гипергликемии и диабета типа 2.

В отличие от бета-клеток, знание о поведении альфа-клеток поджелудочной железы при ожирении мало. Хотя в немногих отчетах описаны изменения как в функции альфа-клеток, так и в уровне глюкагона в плазме у индивидуумов и животных с ожирением, большинство исследований было выполнено на стадиях, в течение которых глюкозный гомеостаз и функция бета-клеток могут уже ухудшиться9101112.

Однако нет информации об альфа-клетках во время этапов компенсации островков для ожирения, при которых сохраняется нормальная лиглексия. Поэтому в настоящем исследовании мы исследовали поведение и морфофункциональные особенности альфа-клеток поджелудочной железы, а также высвобождение глюкагона во время компенсаторной адаптации островка в модели ожирения с высоким содержанием жиров.

Все экспериментальные протоколы были одобрены Комитетом по этике животных Университета Мигеля Эрнандеса в соответствии с национальными правилами (Референтный номер: UMH.IB.IQM.01.13). Все методы были выполнены в соответствии с утвержденными руководящими принципами. Эксперименты проводили с использованием мышей C57BL / 6J.

После отлучения 21-дневную детскую щенку кормили в течение 12 или 24 недель любой из следующих диет, полученных из исследовательских диет (Нью-Брансуик, Нью-Джерси): нормальная диета (ND, 10% жира, 20% белка и 70 % углеводов, ссылка D12450B) или диету с высоким содержанием жиров (HFD, 60% жира, 20% белка и 20% углеводов, ссылка D12492).

Животных размещали группами по 3 при 22 ° С и световым циклом 12 ч (с 8:00 до 20:00).

Мышей убивали в конце диетического лечения путем дислокации шейки матки, а островки затем выделяли путем расщепления коллагеназой, как описано ранее13.

В некоторых экспериментах изолированные островки диспергировали в отдельные клетки путем ферментативного переваривания трипсином, а затем культивировали в течение ночи при 37 ° С в RPMI 1640 (Sigma, Madrid, Spain), дополненную 10% фетальной телячьей сывороткой, 100 МЕ / мл пенициллина, 0,1 мг / мл стрептомицина и 11 мМ D-глюкозы13. Если не указано, все эксперименты проводили при 37 ° С.

Уровень глюкозы в крови измеряли из крови хвостовой вены с помощью автоматического глюкометра (Accu-Chek Compact plus GT, Roche, Mannhein, Germany). Образцы крови для измерения глюкагона собирали в апротинине (20 мг / л), чтобы защитить их от протеолиза.

Концентрации плазменного глюкагона и инсулина определяли с помощью ELISA (Gentaur, Kampenhout, Belgium и Crystal Chem Inc., IL 60515, США, соответственно). Уровни соматостатина плазмы и глюкагоноподобного пептида-1 (GLP-1) определяли с помощью ELISA (Phoenix Pharmaceuticals Inc.

, Карлсруэ, Германия и Альпко, Барселона, Испания, соответственно). Образцы крови для определения соматостатина и GLP-1 собирали в присутствии ингибитора апротинина (20 мг / л) или апротинина и дипептидилпептидазы-4 (DPP4-010 Merck, Мадрид, Испания) соответственно.

HOMA-IR также рассчитывали как показатель резистентности к инсулину: [глюкоза в плазме натощак (мг / дл) * голодный плазменный инсулин (мU / л)] / 40514.

Свежие изолированные островки оставляли для восстановления в изолирующей среде в течение 2 ч в инкубаторе15. После извлечения группы из 20 островков переносили в 300 мкл буферного раствора, содержащего (в мМ): 140 NaCl, 4,5 KCl, 2,5 CaCl 2, 1 MgCl 2, 20 HEPES и 0,5 глюкозы с конечным рН 7,4, с добавлением 0,1% BSA.

Затем островки инкубировали в течение 1 часа при 37 ° С. Затем группы переносили в другой буферный раствор с тем же составом и соответствующими концентрациями глюкозы и инкубировали в течение 1 часа. Островки затем инкубировали при комнатной температуре в течение 3 мин и охлаждали в течение 15 мин на льду.

Среду собирали, и концентрацию глюкагона измеряли в двойных образцах с помощью ELISA с использованием набора GUCAGAG YUC090 Gucaurus (Kampenhout, Бельгия) Glucagon. Для определения содержания глюкагона островки, которые были сгруппированы в партии по 20, были отобраны и инкубированы в течение ночи в буфере этанола / HCl при 4 ° С.

По окончании инкубационного периода буфер удаляли и анализировали содержание глюкагона. Концентрацию белка измеряли методом красителя Брэдфорда.

Образцы поджелудочной железы удаляли и фиксировали в течение ночи в 4% параформальдегиде. Впоследствии ткань поджелудочной железы была встроена в парафин, и секции были подготовлены и окрашены для идентификации альфа-клеток, согласно предыдущим отчетам1617. Для количественной оценки площади альфа-клеток участки были просмотрены с увеличением 20x.

Площадь поперечного сечения островка, общую площадь поджелудочной железы и размеры альфа-клеток измеряли с использованием программного обеспечения Metamorph Analysis Software (Nashville, TN, USA). От 2 до 3 участков поджелудочной железы, разделенных на 200 мкм, измеряли на животное. Все секции были получены поперечно и идентично обработаны для всех образцов.

Была измерена вся площадь каждого раздела, а также все островки, включенные в каждый раздел. Для проведения иммуноцитохимии клетки, содержащие глюкагон, идентифицировали с помощью поликлональных антител к глюкагону кроликов (1: 100, Monosan), как описано ранее18.

Для измерения пролиферации мышам вводили внутрибрюшинные инъекции BrdU (100 мкг / г) каждые 12 ч в течение 3 последовательных дней перед жертвоприношением, как описано ранее18. Ткань поджелудочной железы собирали, фиксировали и обрабатывали, как описано выше.

После дегидратации секции нагревали до 100 ° С в присутствии цитратного буфера (10 мМ) в течение 20 мин и погружали в 2 н. HCl в течение 5 мин с последующей инкубацией в 0,1 М раствором буры в течение 10 мин при комнатной температуре и промывают фосфатно-буферным солевым раствором (PBS).

Затем слайды блокировали инкубацией в течение 1 часа в 3% бычьего сывороточного альбумина в PBS. Затем образцы инкубировали с антителами к глюкагону (1: 100, Monosan) и BrdU (1: 100, моноклональное, DAKO, Барселона, Испания) в течение ночи при 4 ° C.

Пролиферацию также анализировали с помощью иммуногистохимии ядерного антигена пролиферирующих клеток17 (PCNA, 1: 2400, Cell Signaling, Technology, Danvers, MA). После инкубации с соответствующими вторичными антителами (Alexa Fluor, Invitrogen, Barcelona, ​​Spain) участки были окрашены Hoechst 33342 (Invitrogen, Barcelona, ​​Spain).

Апоптоз определяли количественно в участках поджелудочной железы методом TUNEL1718. После инкубации со вторичными антителами секции устанавливали с использованием ProLong Gold Antifade Reagent (Invitrogen, Barcelona, ​​Spain). Изображения были получены из двухцветных разделов. BrdU или TUNEL-положительные ядра оценивались только в клетках, которые также были положительными для глюкагона. Размеры альфа-клеток также измеряли путем анализа областей поперечного сечения глюкогауза-положительных островковых клеток, диспергированных в первичной культуре.

Экзоцитоз контролировали в клетках внутри интактных свежей островки стандартной стандартной конфигурацией целых клеток и регистрировали изменения емкости ячейки в режиме синуса + постоянного тока усилителя Lock-In, включенного в программное обеспечение Patch Master.

Для этих экспериментов был приготовлен раствор пипетки, содержащий следующие компоненты (в мМ): 125 глутаминовой кислоты, 10 NaCl, 10 KCl, 1 MgCl 2, 0,05 EGTA, 3 Mg-ATP, 0,1 cAMP и 5 HEPES (pH 7,1 с КОН).

Раствор для ванны также получали со следующими компонентами (в мМ): 118 NaCl, 5,6 KCl, 20 тетраэтиламмоний-Cl, 1,2 MgCl2, 2,6 CaCl2, 5 HEPES и 5 D-глюкозой (рН 7,4 NaOH) 19. Были оценены только эксперименты, демонстрирующие устойчивое и низкое сопротивление доступа и небольшие токи утечки.

Значение сопротивления уплотнения обычно составляло> 3 МОм. Никаких различий между группами ND и HFD не было отмечено ни по одному из этих параметров. Эксперименты проводились при физиологической температуре (34 ° C-36 ° C). Идентификация альфа-клеток была установлена ​​двойным методом.

Во-первых, характеристическую зависимую от напряжения инактивацию Na + -тока оценивали по двухэтапному протоколу, в котором ячейка удерживалась при -70 мВ, а условные импульсы между -150 и 0 мВ были применены до испытательного импульса до + 10 mV20.

Затем TEA-устойчивый переходный ток K +, чувствительный к 4-AP (A-ток), оценивался с помощью деполяризации при напряжении от -70 до -10 мВ20. Кроме того, некоторые клетки отслеживались иммуноцитохимией путем инъекции биоцитина (0,5 мг / мл) через регистрирующий электрод20. Клетки, которые были положительны для А-токов, также были положительными для окрашивания против глюкагона.

Данные представлены как среднее ± SE. Тестирование у ученика t или одностороннее ANOVA с коррекцией Бонферрони проводилось с уровнем значимости p

Источник: http://rupubmed.com/ozhirenie/27622

Антитела к островковым клеткам поджелудочной железы, IgG

Альфа и бета клетки поджелудочной железы

[13-016] Антитела к островковым клеткам поджелудочной железы, IgG

1785 руб.

Анализ позволяет выявлять в сыворотке крови специфические аутоантитела к антигенам островковых клеток, которые могут вызывать инсулинозависимый сахарный диабет аутоиммунной природы.

Синонимы русские

АТ к бета-клеткам поджелудочной железы, аутоантитела к антигенам островковых клеток в сыворотке крови.

Синонимы английские

Anti-Islet Cell Antibodies, Islet Cell Cytoplasmic Autoantibodies.

Метод исследования

Непрямая реакция иммунофлюоресценции.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь.

Как правильно подготовиться к исследованию?

Не курить в течение 30 минут до исследования.

Общая информация об исследовании

Инсулинозависимый сахарный диабет 1-го типа характеризуется недостаточной продукцией инсулина бета-клетками (островками Лангерганса) в поджелудочной железе вследствие их аутоиммунного разрушения.

Специфические аутоантитела к антигенам островковых клеток в сыворотке крови – один из показателей инсулинозависимого сахарного диабета 1-го типа, имеющего аутоиммунный характер. Их появление отражает разрушение бета-клеток поджелудочной железы и, как следствие, неадекватный синтез инсулина, что является особенностями сахарного диабета 1-го типа.

Противоположно развивается сахарный диабет 2-го типа, который является главным образом следствием формирования инсулинорезистентности клеток и не связан с аутоиммунными процессами.

Около 10 % всех случаев сахарного диабета – это диабет 1-го типа (аутоиммунный), чаще встречающийся у пациентов моложе 20 лет.

Основные симптомы сахарного диабета, такие как учащенное мочеиспускание, жажда, потеря веса и плохое заживление ран, возникают, когда у больного диабетом 1-го типа разрушается около 80-90 % бета-клеток поджелудочной железы и она больше не в состоянии вырабатывать адекватное количество инсулина. Организму требуется ежедневная продукция инсулина, так как только с его помощью глюкоза может проникать в клетки и использоваться для производства энергии. Без достаточного количества инсулина клетки голодают, а в крови повышается содержание сахара (гипергликемия). Острая гипергликемия может привести к развитию диабетической комы, а хроническая – к повреждению кровеносных сосудов и органов, например почек.

При аутоиммунном сахарном диабете 1-го типа в 95 % случаев выявляются специфические антитела к антигенам островковых клеток, в то время как у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа аутоантитела, как правило, отсутствуют.

Анализ на антитела к бета-клеткам поджелудочной железы в крови – наиболее распространенный метод диагностики аутоиммунного характера сахарного диабета.

Для чего используется исследование?

  • Главным образом для того, чтобы дифференцировать аутоиммунный инсулинозависимый сахарный диабет 1-го типа от других типов диабета. Правильное и своевременное определение типа диабета расширяет возможности раннего лечения с подбором наиболее подходящей терапии и позволяет избежать осложнений болезни.
  • Чтобы спрогнозировать возможный сахарный диабет 1-го типа, так как антитела к островковым клеткам могут определяться в крови задолго до первых симптомов диабета. Их выявление позволяет диагностировать преддиабет, назначить диету и иммунокорректирующую терапию.

Когда назначается исследование?

  • При дифференциальной диагностике 1-го и 2-го типа диабета у пациентов с впервые выявленным сахарным диабетом.
  • При диагностике неясных форм сахарного диабета, когда пациенту был поставлен диагноз “диабет 2-го типа”, но он испытывает большие трудности в контроле за уровнем глюкозы в крови, применяя стандартную терапию.

Что означают результаты?

Референсные значения

Титр: < 1:4.

Повышенный результат

  • Аутоиммунный инсулинозависимый сахарный диабет 1-го типа.
  • Предрасположенность к аутоиммунному сахарному диабету 1-го типа у лиц с отягощенной наследственностью.

Отрицательный результат у пациентов с симптомами сахарного диабета

  • Сахарный диабет 2-го типа.

Что может влиять на результат?

Аутоиммунные эндокринные заболевания, такие как тиреоидит Хашимото или болезнь Аддисона, способствуют ложноположительному результату.

Важные замечания

  • В ряде случаев антитела к антигенам островковых клеток могут определяться у здоровых лиц.
  • Большое значение данный анализ имеет при решении о назначении инсулинотерапии, особенно у детей.

Также рекомендуется

  • Антитела к инсулину
  • Инсулин

Кто назначает исследование?

Эндокринолог, терапевт.

Источник: https://helix.ru/kb/item/13-016

Функции поджелудочной железы — лекции на ПостНауке

Альфа и бета клетки поджелудочной железы

ВИДЕО Поджелудочная железа участвует в регуляции пищеварения и регуляции липидного обмена. В составе поджелудочной железы есть определенные скопления клеток, которые выполняют эндокринную функцию. Они называются островками Лангерганса, иногда — островковым аппаратом поджелудочной железы. В них есть несколько типов клеток, каждый из которых вырабатывает свой гормон.

Но известность поджелудочная железа получила потому, что в бета-клетках островкового аппарата вырабатывается инсулин.

Недостаточность инсулина ведет к сахарному диабету первого типа.

Дело в том, что такая распространенность диабета связана с тем, что инсулин — единственный гормон, который может снижать сахар в крови, в отличие от всех других гормонов, которые влияют на процессы, помогая друг другу. Например, существует по крайней мере четыре гормона, которые повышают сахар в крови: адреналин, глюкокортикоиды, глюкагон, гормон роста.

И если какой-то из них по какой-то причине не работает, то его функцию заменяют другие, и уровень сахара в крови повышается. Если не продуцируется или не работает инсулин, то снижения сахара в крови не будет происходить, что и приведет к сахарному диабету.

Сахарный диабет был известен очень давно. Поэтому из всех гормонов островкового аппарата поджелудочной железы инсулин открыли первым, занимаются им очень много. Инсулин — это гормон, по которому можно проследить историю биологии или историю молекулярной биологии. Было получено три Нобелевские премии просто за инсулин и еще одна — за его радиолигандное определение.

Первая Нобелевская за то, что наконец открыли этот гормон, вторая — за открытие первичной структуры (это, кстати, был первый белок, первичная структура которого была расшифрована).

Третья — за расшифровку пространственной структуры, а четвертая Нобелевская — за то, что на примере инсулина был разработан метод определения гормонов в крови, которым пользуются до сих пор очень успешно.

Щитовидная железа: функции и болезни

Пристальное изучение инсулина сыграло злую шутку с другими гормонами островкового аппарата поджелудочной железы, потому что очень долго не обращали должного внимания на эти гормоны.

Оказалось, что кроме бета-клеток, в которых вырабатывается инсулин, существуют еще альфа-клетки, в которых вырабатывается глюкагон — это антагонист инсулина, то есть он повышает сахар в крови.

Поскольку они находятся близко друг от друга, они могут сообщать друг другу об изменении своей концентрации, не выходя в кровь, а инсулин бета-клеток действует на альфа-клетки, глюкагон альфа-клеток действует на инсулин бета-клеток. Таким образом, они поддерживают постоянный уровень сахара в крови.

Если слишком много инсулина, начинает вырабатываться глюкагон, чтобы не слишком падала глюкоза. Наоборот, если слишком много глюкагона, начинает вырабатываться инсулин. Такие местные переговоры между двумя гормонами очень важны для поддержания системного равновесия.

Оказалось, что в островковом аппарате есть еще один тип клеток — дельта-клетки. В них вырабатывается гормон соматостатин. Соматостатин был известен как гормональное соединение, которое вырабатывается гипоталамусом и снижает продукцию гормона роста, второе название которого — соматотропный гормон.

Поэтому это соединение назвали «соматостатин», то есть он снижает продукцию соматотропного гормона. Оказалось, что понижающий эффект продукции гормона характерен не только для того соматостатина, который вырабатывается в гипоталамусе, но и для соматостатина, который вырабатывается в дельта-клетках поджелудочной железы. Он снижает продукцию и инсулина, и глюкагона.

Это такое сдерживающее начало, чтобы осуществить быстрое реагирование на изменение уровня глюкозы в крови.

Совсем недавно открыли эпсилон-клетки, которые продуцируют гормон грелин. Здесь нужно рассказать о функциях инсулина, которые не только снижают уровень сахара в крови. Его продукция увеличивается в ответ на прием пищи, то есть это гормон насыщения.

При приеме пищи увеличивается глюкоза в крови, и инсулин этот уровень глюкозы снижает. То есть еще один эффект инсулина — это снижение потребления пищи. Он сигнализирует мозгу о том, что организм насытился и надо снижать потребление пищи. Грелин и его продукция растет во время голодания.

Он как раз сигнализирует организму о том, что пора начать прием пищи. Такие альтернативные эффекты инсулина и грелина помогают им правильно регулировать ритм потребления пищи, один подстраховывает другой. Основное количество грелина продуцируется в желудке. И это понятно, потому что реакция на голод у желудка первая.

Но дополнительная продукция в островковом аппарате помогает и инсулину, и грелину правильно реагировать на режим питания.

Я уже говорила, что контринсулярные гормоны важны не только для того, чтобы рос сахар в крови, но и для того, чтобы глюкоза в крови была на постоянном нормальном уровне. И глюкагон очень хорошо с этим справляется.

Что происходит, если система гормонов островкового аппарата перестает работать? Я уже говорила, что заболевание диабет известно с глубокой древности. Но только в 1970-е годы диабет стали делить на две формы: первого и второго типа. Оказалось, что у них совершенно разные причины.

Диабет первого типа связан с тем, что разрушаются бета-клетки — те клетки, которые продуцируют инсулин. Соответственно, инсулин перестает продуцироваться, и сахар в крови растет, он появляется в моче, начинается обезвоживание.

А диабет второго типа связан со снижением чувствительности к инсулину: плохо работают рецепторы инсулина, плохо работают белки, которые проводят сигнал от инсулина в исполнительные клетки. В результате возникает диабет второго типа.

Оказалось, что и механизмы возникновения этих двух заболеваний абсолютно различны. Диабет первого типа — это заболевание аутоиммунной природы. Аутоиммунное поражение бета-клеток вызывает снижение продукции инсулина.

Причем интересно, что достаточно часто это заболевание провоцируют инфекционные болезни.

Дело в том, что вирусы и компоненты вируса, например вируса краснухи, любят бета-клетки, их структуры экспонируются на мембране бета-клеток, и организм начинает воспринимать бета-клетки как чужеродные, и инсулин перестает вырабатываться.

Для диабета второго типа картина совершенно другая. Если в первом случае есть внутренние дефекты иммунной системы, она неправильно реагирует, то во втором случае есть какие-то дефекты ферментов, которые участвуют в углеводном и липидном обмене. Они не такие большие, но провоцировать заболевание может перегрузка липидного, углеводного обмена.

То есть это переедание, ожирение и так далее. Когда слишком большая нагрузка на ферменты, которые несколько слабы в своих реакциях, начинает манифестироваться диабет второго типа. Соответственно, эти два заболевания лечатся по-разному.

Если в случае диабета первого типа надо вводить инсулин, то в случае диабета второго типа необходимо поддерживать организм, чтобы чувствительность к инсулину не падала так сильно, как происходит.

Сейчас в отношении диабета первого типа начались большие разработки, связанные со стволовыми клетками и попыткой найти другой способ лечения: стимулировать переход стволовых клеток в бета-клетки, подсадить эти бета-клетки к больным диабетом первого типа, убедиться, что они вырабатывают инсулин. На животных моделях это более-менее становится реальным, поэтому я думаю, что мы находимся на пороге открытий, когда диабет первого типа будет не только компенсирован, но, можно сказать, почти излечен.

К сожалению, пропорции диабета первого типа и второго типа разные. Больных диабетом второго типа гораздо больше, чем диабетом первого типа. Несмотря на различные возможности лечения этого заболевания, пока никакого прорыва не ожидается.

Нужно иметь в виду, что гормоны поджелудочной железы регулируются еще и гормонами желудочно-кишечного тракта. И именно гормоны желудочно-кишечного тракта сообщают инсулину о том, что начался прием пищи, сейчас повысится уровень глюкозы в крови и инсулину пора увеличиваться, чтобы справиться с повышенным уровнем глюкозы.

Поэтому поджелудочная железа как часть пищеварительной системы реагирует и на гормоны желудочно-кишечного тракта.

Источник: https://postnauka.ru/video/103736

Эндокринная часть поджелудочной железы. Регенерация поджелудочной железы

Альфа и бета клетки поджелудочной железы

Островки состоят из эпителиальных клеток — панкреатических эндокриноцитов, или инсулоцитов. Величина островков, их форма и число входящих в состав клеток очень различны. Общее количество островков в поджелудочной железе достигает 1-2 млн. Средний размер островка 0,1-0,3 мм.

Общий объем эндокринной части составляет около 3% всего объема железы. Островки пронизаны кровеносными капиллярами, окруженными перикапиллярным пространством. Эндотелий капилляров имеет фенестры, облегчающие поступление гормонов от инсулоцитов в кровь через перикапиллярное пространство.

В островковом эпителии различают 5 видов клеток: А-клетки, В-клетки, D-клетки, ВИП-клетки, РР-клетки.

А-клетки (альфа-клетки, или ацидофильные инсулоциты) — это крупные округлые клетки с бледным крупным ядром и цитоплазмой, содержащей ацидофильные гранулы. Гранулы обладают и аргирофилией. В состав этих гранул входит гормон глюкагон, расщепляющий гликоген и повышающий содержание сахара в крови.

А-клетки рассеяны по всему островку, образуя нередко небольшие скопления в центральной части. Они составляют около 20-25% от всех инсулоцитов.
В-клетки (бета-клетки, или базофильные инсулоциты) имеют кубическую или призматическую форму, крупное темное, богатое гетерохроматином ядро.

Доля В-клеток достигает 70-75% от общего числа инсулоцитов. В цитоплазме В-клеток накапливаются осмиофильные гранулы, содержащие гормон инсулин. Инсулин регулирует синтез гликогена из глюкозы.

При недостатке продукции инсулина глюкоза не превращается в гликоген, содержание ее в крови повышается и создаются условия для развития заболевания, называемого сахарным диабетом.

D-клетки (дельта-клетки, или дендритические инсулоциты) составляют 5-10% среди всех островковых клеток. Форма их иногда звездчатая с отростками. В цитоплазме определяются гранулы средних размеров и плотности.

В гранулах накапливается гормон соматостатин. Он тормозит секрецию инсулина и глюкагона, снижает продукцию ряда гормонов желудочно-кишечного тракта — гастрина, секретина, энтероглюкагона, холецистокинина и др.

, подавляет секрецию соматотропного гормона в гипофизе.

ВИП-клетки (аргирофильные клетки) встречаются в островках в небольшом количестве. В цитоплазме выявляются плотные аргирофильные гранулы, содержащие вазоактиеный интестиналъный полипептид. Он обладает выраженным сосудорасширяющим дейтвием, снижает кровяное давление, угнетает секрецию соляной кислоты в желудке, стимулирует выделение глюкагона и инсулина.

РР-клетки — полигональной формы инсулоциты, расположенные преимущественно по периферии островка. Количество их — 2-5% от общего числа клеток островка. В цитоплазме РР-клеток выявляются мелкие гранулы, содержащие панкреатический полипептид.

Основная роль панкреатического полипептида в организме — регуляция скорости и количества экзокринной секреции поджелудочной железы и желчи в печени.

Таков клеточный состав островкового эпителия, представляющего собой мозаику дивергентно развивающихся клеточных дифферонов.

В дольках поджелудочной железы встречаются еще ацинозно-инсулярные клетки, в цитоплазме которых одновременно содержатся гранулы, характерные как для ацинозных, так и для островковых клеток.

Ткани поджелудочной железы иннервируют блуждающий и симпатический нервы. В интрамуральных вегетативных ганглиях находятся холинергические и пептидергические нейроны, волокна которых заканчиваются на клетках ацинусов и островков. Между нервными клетками ганглиев и островковыми клетками устанавливается тесная связь с образованием нейроинсулярных комплексов.

С возрастом в поджелудочной железе постепенно уменьшается количество островков.

В островках наблюдаются закономерные возрастные изменения клеточных взаимоотношений, заключающиеся в быстрой смене после рождения преобладания А-клеток над В-клетками на преобладание В-клеток над А-клетками у взрослых.

Затем происходит постепенное увеличение количества А-клеток, которое наряду с одновременным, хотя и незначительным, уменьшением числа В-клеток приводит нередко в пожилом и особенно старческом возрасте вновь к преобладанию А-клеток над В-клетками.

Регенерация поджелудочной железы. В эмбриогенезе островки растут благодаря пролиферации исходных клеток-предшественниц и их дивергентной дифференцировке в соответствующие клеточные диффероны. У взрослых физиологическая регенерация ацинозных и островковых клеток происходит в основном путем внутриклеточного обновления органелл.

Митотическая активность клеток в связи с высокой специализацией низкая. После резекции части или повреждения органа наблюдается некоторое повышение уровня пролиферативной активности клеток ацинусов, протоков и островков, последующее образование новых ацинусов.

Однако ведущей формой регенерации экзокринной части железы является регенерационная гипертрофия.

Восстановительные процессы в эндокринной части железы происходят за счет пролиферативной активности инсулоцитов и клеток эпителия протоков путем ацино-инсулярной трансформации.

– Также рекомендуем “Печень. Развитие печени. Строение печени.”

Оглавление темы “Строение желудка. Строение кишечника.”:
1. Пищевод. Слизистая пищевода. Строение стенки пищевода.
2. Желудок. Развитие желудка. Строение желудка. Железы желудка.
3. Эпителий желез желудка. Клетки желудка. Гормоны желудка.
4. Тонкая кишка. Развитие тонкой кишки. Строение тонкой кишки.
5. Эпителий тонкой кишки. Клетки тонкой кишки.
6. Толстая кишка. Развитие и строение толстой кишки. Червеобразный отросток.
7. Прямая кишка. Строение прямой кишки. Поджелудочная железа.
8. Эндокринная часть поджелудочной железы. Регенерация поджелудочной железы.
9. Печень. Развитие печени. Строение печени.
10. Гепатоциты. Строение гепатоцитов. Образование желчи.

Источник: https://meduniver.com/Medical/gistologia/98.html

Ученые смогли заставить альфа-клетки выробатывать инсулин и это здорово!

Альфа и бета клетки поджелудочной железы

Хорошо известно, что инсулин является гормоном, который регулирует количество сахара в крови. Когда организм человека неспособно произвести инсулин, или наблюдается его чрезвычайный дефицит, у человека диагностируют сахарный диабет.

Разрушение производящей инсулин клетки в поджелудочной железе может привести к сахарному диабету. К счастью, последние исследования предполагают, что такие поврежденные клетки могут быть заменены модификациями из числа других клеток, которые помогут контролировать уровень сахара в крови.

Результаты исследований предполагают, что «реадаптированные» инсулин-продуцирующие клетки можно использовать для лечения сахарного диабета.

В исследовании, опубликованном 13 февраляв журнале Nature, исследователи сообщают, что клетки поджелудочной железы человека, которые не производят инсулин в нормальных условиях, при внешнем вмешательстве исследователей, могут изменять свою функцию и начинать вырабатывать инсулин. И эти перекодированные клетки при их имплантации мышам облегчают симптомы сахарного диабета. Этот эксперимент показывает возможность применения в будущем этого метода в терапии человека.

Авторы исследования считают, что имплантированные клетки могут выживать в организме в течение длительного времени и необходимости регулярного введения, как в случае с уколами инсулина, нет. Имплантированные клетки являются более продвинутой технологией, чем традиционные инъекции инсулина.

Перспективы их применения к другим болезням – это новая неизученная сфера, обладающая огромным потенциалом и возможностями. На этот потенциал указывает и один из авторов исследования Теренс Герберт, биолог-исследователь из Университета Линкольн, Великобритания.

Но он также считает, что прежде, чем начнутся полномасштабные клинические испытания, пройдет некоторое время, в том числе связанное с преодолением бюрократических и, важно, этических препятствий.

Отказ системы секреции инсулина в процессе питания, ведет к увеличению концентрация сахара в крови.

Бета-клетки (или β-клетки) поджелудочной железы обычно выделяют инсулин, который, в свою очередь, стимулирует клетки к поглощению сахара, тем самым снижая концентрацию сахара в крови в организме до нормального уровня.

Однако у пациентов с диабетом эта система может работать со сбоями, что приводит к повышению уровня сахара в крови, что наносит урон организму и вызывает это заболевание.

Бета-клетки (или β-клетки). Источник: https://commons.wikimedia.org

При диабете первого типа иммунная система атакует и разрушает бета-клетки, а при диабете 2 типа бета-клетки не продуцируют достаточное количество гормонов или организм сам устойчив к инсулину.

Ученые ранее показали в исследованиях на мышах, что, если бета-клетки разрушаются, другие панкреатические клетки, называемые альфа-клетками (или α-клетки), становятся подобными бета-клеткам и начинают секретировать инсулин.

Эти альфа-клетки обычно продуцируют глюкагон, который вместе с бета-клетками присутствует в клеточном кластере гормонов.

Предыдущие исследования показали, что белки Pdx1 и MafA, которые контролируют экспрессию генов, могут играть важную роль в индукции альфа-клеток для выработки инсулина у мышей.

Какие изменения происходят после искусственного вмешательства? Это отвечает другой член команды исследователей Педро Эррера из Женевского университета, Швейцария. Он и его коллеги заинтересовались, будет ли производство белков промоутеров инсулина в человеческих альфа-клетках иметь такой же эффект, как в бета.

Итак, сначала они извлекли островковые клетки из поджелудочной железы человека и выделили один тип клеток. Затем они ввели ДНК, кодирующую белки Pdx1 и MafA, в α-клетки и затем собрали их вместе.

После одной недели культивирования почти 40% человеческих альфа-клеток производили инсулин, тогда как некодированные контрольные клетки не производили его.

Кроме того, результаты показали, что экспрессия других генов, связанных с β-клетками, в рекомбинантных α-кодирующих клетках выросла. «У них оказалось несколько схожих функций», – сказал Эррера.

Затем команда трансплантировала большое количество клеток мышам с сахарным диабетом и с истощенными бета-клетками и обнаружила, что уровни глюкозы в крови у мышей упали до нормальных уровней. Когда трансплантат был удален, сахар крови мыши восстановился.

В поисках лекарств, которые могут изменить свойства альфа-клеток, Эррера говорит, что, если альфа-клетки или другие типы островковых клеток могут начать вырабатывать инсулин у диабетиков, то качество их жизни будет значительно улучшено. Наша мечта – найти лекарство, способное изменить свойства альфа-клеток.

Но он признает, что до любой формы лечения еще далеко. Во-первых, его команде необходимо выяснить, что происходит на молекулярном уровне, когда альфа-клетки становятся сходными с бета-клетками.

Другие исследовательские группы также пытались создать новые инсулин-продуцирующие клетки в поджелудочной железе: некоторые исследовательские группы пытались производить бета-клетки из стволовых клеток. Однако при диабете первого типа иммунная система атакует бета-клетки, что представляет собой серьезную проблему для реализации этой стратегии.

Альфа-клетки (или α-клетки). Источник: https://en.wikipedia.org/wiki

Эррера и его команда представили некоторые доказательства того, что их гибридные клетки не подвержены этой атаке. Герберт отметил, что их метод может быть более жизнеспособным методом получения бета-клеток, чем методы с использованием стволовых клеток.

Герберт также добавил, что прежде, чем авторы смогут сделать убедительные выводы об эффективности своих методов, им необходимо протестировать гибридные клетки с другими антителами, присутствующими при диабете первого типа, которые могут атаковать эти клетки.

Поджелудочная железа оказалась более перспективной в плане поиска подходов к лечению сахарного диабета. Так считает Инес Себола, биолог из Королевского колледже Лондона. Она считает, что клетки поджелудочной железы могут вырабатывать инсулин, при этом, не превращаясь в настоящую бета-клетку. И это удивительно!

Биолог Диего Бальбоа Алонсо из Центра исследования генома (Барселона) согласен с ней. Он считает, что последние исследования показывают, что гормональная система поджелудочной железы человека гораздо более пластична, чем считалось ранее.

В настоящее время основными вариантами лечения являются общее лечение. В основном с помощью ежедневного контроля диеты, физических упражнений, снижения веса и, конечно, с помощью гипогликемических препаратов снижения уровня сахара в крови.

Кроме того, в более серьезных случаях заболевания пациентам требуются регулярные инъекции инсулина.

В будущем мы с нетерпением ждем новых эффективных методов лечения и, действительно, благодаря серии новых исследований и открытий прогресс в этом направлении очевиден.

Вам могут быть интересны другие мои публикации:

У вас диабет? Не бойтесь, эти фрукты можно употреблять в пищу.

Они Вам не помощники! Эти четыре вида пищи являются причиной роста сахара в крови!

Хочешь понизить уровень сахара в крови? Вот 7 принципов.

Альфа-клетки поджелудочной железы у самок мышей подвергаются морфофункциональным изменениям во время компенсаторных адаптаций эндокринной поджелудочной железы к ожирению, вызванному диетой

Альфа и бета клетки поджелудочной железы
Альфа и бета клетки поджелудочной железы
Pancreatic alpha-cells from female mice undergo morphofunctional changes during compensatory adaptations of the endocrine pancreas to diet-induced obesity
Источник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4650619/

Текущий адрес: Отдел биологии Университета Сантьяго де Чили, Сантьяго, Чили.

Текущий адрес: Лаборатория экспериментальной медицины, Центр изучения диабета ULB, Медицинский факультет, Университет Libre de Bruxelles, Брюссель, Бельгия

Ожирение часто связано с резистентностью к инсулину. Чтобы компенсировать эту ситуацию и поддерживать нормогликемию, бета-клетки поджелудочной железы подвергаются нескольким морфофункциональным изменениям, что приводит к гиперсекреции и гиперинсулинемии инсулина.

Однако никакой информации о альфа-клетках поджелудочной железы в течение этой компенсирующей стадии ожирения нет. Здесь мы изучали альфа-клетки у мышей, которым кормили диету с высоким содержанием жиров (HFD) в течение 12 недель.

Эти животные проявляли гиперинсулинемию и нормогликемию по сравнению с контрольными животными в дополнение к гипоглюкагонемии. В то время как реакция in vivo глюкагона на гипогликемию была сохранена у тучных мышей, подавление секреции глюкагона при гипергликемии было нарушено.

Кроме того, снижение содержания глюкагона in vitro при низких уровнях глюкозы и содержании глюкагона в изолированных островках уменьшалось, в то время как альфа-клеточный экзоцитоз оставался неизменным.

Оценка морфологических параметров показала, что площадь альфа-клеток снижалась в поджелудочной железе мышей с ожирением в связи с гипотрофией альфа-клеток, увеличением апоптоза и уменьшением пролиферации. Кормление HFD в течение 24 недель приводило к значительному ухудшению функции бета-клеток и гомеостаза глюкозы.

В этих условиях большинство изменений альфа-клеток были отменены и стали сопоставимыми с контрольными. Эти данные показывают, что компенсаторные адаптации поджелудочной железы во время ожирения могут также включать альфа-клетки поджелудочной железы. Кроме того, дефекты функции альфа-клеток во время ожирения могут быть связаны с прогрессированием диабета.

Секреция глюкагона играет ключевую роль в гомеостазе глюкозы. Этот гормон активирует глюконеогенез и гликогенолиз, что усиливает выработку глюкозы в печени, позволяя восстанавливать уровни глюкозы в плазме из гипогликемического состояния. Напротив, секреция альфа-клеток поджелудочной железы ингибируется повышенными уровнями глюкозы в плазме.

Таким образом, инсулин из бета-клеток и глюкагона из альфа-клеток, которые реагируют взаимно на изменения глюкозы в плазме, составляют бигормональную систему для адекватного контроля гликемии1. Было зарегистрировано, что нарушение функции альфа-клеток может возникать при диабете.

Например, реакция альфа-клеток на низкий уровень глюкозы может быть нарушена при этом заболевании, ограничивая одну из первых защит против гипогликемии2. Дополнительные изменения включают гиперглюкагонемию и отсутствие подавления глюкагона при высоком уровне глюкозы, что может способствовать гипергликемии у этих пациентов.

В этом отношении ингибирование высвобождения глюкагона или его действия было использовано в качестве подхода к снижению гипергликемии при экспериментальном и клиническом диабете1. Недавно сообщалось, что альфа-клетки поджелудочной железы могут дедифференцировать бета-клетки в условиях стресса, что может иметь большое значение в клеточной терапии34.

Эти терапевтические последствия возродили интерес к биологии альфа-клеток и их вкладу в диабет.

Ожирение и избыточный вес, которые часто связаны с резистентностью к инсулину, являются важными факторами риска развития диабета 2-го типа5. Сопротивление инсулину увеличивает потребность инсулина в организме.

Хорошо известно, что в ответ на эти условия бета-клетки подвергаются нескольким морфофункциональным компенсаторным адаптациям, которые приводят к усилению секреции инсулина и гиперинсулинемии для поддержания нормогликемии67.

Однако, когда адаптация бета-клеток не позволяет компенсировать эти состояния, может наблюдаться нарушение гомеостаза глюкозы, что приводит к гипергликемии и диабету типа 2. На более поздних стадиях постепенные потери массы и функции бета-клеток могут дополнительно ухудшать гомеостаз глюкозы8.

Таким образом, компенсация резистентности к инсулину в этих клетках при ожирении имеет решающее значение для предотвращения возможного прогрессирования гипергликемии и диабета типа 2.

В отличие от бета-клеток, знание о поведении альфа-клеток поджелудочной железы при ожирении мало. Хотя в немногих отчетах описаны изменения как в функции альфа-клеток, так и в уровне глюкагона в плазме у индивидуумов и животных с ожирением, большинство исследований было выполнено на стадиях, в течение которых глюкозный гомеостаз и функция бета-клеток могут уже ухудшиться9101112.

Однако нет информации об альфа-клетках во время этапов компенсации островков для ожирения, при которых сохраняется нормальная лиглексия. Поэтому в настоящем исследовании мы исследовали поведение и морфофункциональные особенности альфа-клеток поджелудочной железы, а также высвобождение глюкагона во время компенсаторной адаптации островка в модели ожирения с высоким содержанием жиров.

Все экспериментальные протоколы были одобрены Комитетом по этике животных Университета Мигеля Эрнандеса в соответствии с национальными правилами (Референтный номер: UMH.IB.IQM.01.13). Все методы были выполнены в соответствии с утвержденными руководящими принципами. Эксперименты проводили с использованием мышей C57BL / 6J.

После отлучения 21-дневную детскую щенку кормили в течение 12 или 24 недель любой из следующих диет, полученных из исследовательских диет (Нью-Брансуик, Нью-Джерси): нормальная диета (ND, 10% жира, 20% белка и 70 % углеводов, ссылка D12450B) или диету с высоким содержанием жиров (HFD, 60% жира, 20% белка и 20% углеводов, ссылка D12492).

Животных размещали группами по 3 при 22 ° С и световым циклом 12 ч (с 8:00 до 20:00).

Мышей убивали в конце диетического лечения путем дислокации шейки матки, а островки затем выделяли путем расщепления коллагеназой, как описано ранее13.

В некоторых экспериментах изолированные островки диспергировали в отдельные клетки путем ферментативного переваривания трипсином, а затем культивировали в течение ночи при 37 ° С в RPMI 1640 (Sigma, Madrid, Spain), дополненную 10% фетальной телячьей сывороткой, 100 МЕ / мл пенициллина, 0,1 мг / мл стрептомицина и 11 мМ D-глюкозы13. Если не указано, все эксперименты проводили при 37 ° С.

Уровень глюкозы в крови измеряли из крови хвостовой вены с помощью автоматического глюкометра (Accu-Chek Compact plus GT, Roche, Mannhein, Germany). Образцы крови для измерения глюкагона собирали в апротинине (20 мг / л), чтобы защитить их от протеолиза.

Концентрации плазменного глюкагона и инсулина определяли с помощью ELISA (Gentaur, Kampenhout, Belgium и Crystal Chem Inc., IL 60515, США, соответственно). Уровни соматостатина плазмы и глюкагоноподобного пептида-1 (GLP-1) определяли с помощью ELISA (Phoenix Pharmaceuticals Inc.

, Карлсруэ, Германия и Альпко, Барселона, Испания, соответственно). Образцы крови для определения соматостатина и GLP-1 собирали в присутствии ингибитора апротинина (20 мг / л) или апротинина и дипептидилпептидазы-4 (DPP4-010 Merck, Мадрид, Испания) соответственно.

HOMA-IR также рассчитывали как показатель резистентности к инсулину: [глюкоза в плазме натощак (мг / дл) * голодный плазменный инсулин (мU / л)] / 40514.

Свежие изолированные островки оставляли для восстановления в изолирующей среде в течение 2 ч в инкубаторе15. После извлечения группы из 20 островков переносили в 300 мкл буферного раствора, содержащего (в мМ): 140 NaCl, 4,5 KCl, 2,5 CaCl 2, 1 MgCl 2, 20 HEPES и 0,5 глюкозы с конечным рН 7,4, с добавлением 0,1% BSA.

Затем островки инкубировали в течение 1 часа при 37 ° С. Затем группы переносили в другой буферный раствор с тем же составом и соответствующими концентрациями глюкозы и инкубировали в течение 1 часа. Островки затем инкубировали при комнатной температуре в течение 3 мин и охлаждали в течение 15 мин на льду.

Среду собирали, и концентрацию глюкагона измеряли в двойных образцах с помощью ELISA с использованием набора GUCAGAG YUC090 Gucaurus (Kampenhout, Бельгия) Glucagon. Для определения содержания глюкагона островки, которые были сгруппированы в партии по 20, были отобраны и инкубированы в течение ночи в буфере этанола / HCl при 4 ° С.

По окончании инкубационного периода буфер удаляли и анализировали содержание глюкагона. Концентрацию белка измеряли методом красителя Брэдфорда.

Образцы поджелудочной железы удаляли и фиксировали в течение ночи в 4% параформальдегиде. Впоследствии ткань поджелудочной железы была встроена в парафин, и секции были подготовлены и окрашены для идентификации альфа-клеток, согласно предыдущим отчетам1617. Для количественной оценки площади альфа-клеток участки были просмотрены с увеличением 20x.

Площадь поперечного сечения островка, общую площадь поджелудочной железы и размеры альфа-клеток измеряли с использованием программного обеспечения Metamorph Analysis Software (Nashville, TN, USA). От 2 до 3 участков поджелудочной железы, разделенных на 200 мкм, измеряли на животное. Все секции были получены поперечно и идентично обработаны для всех образцов.

Была измерена вся площадь каждого раздела, а также все островки, включенные в каждый раздел. Для проведения иммуноцитохимии клетки, содержащие глюкагон, идентифицировали с помощью поликлональных антител к глюкагону кроликов (1: 100, Monosan), как описано ранее18.

Для измерения пролиферации мышам вводили внутрибрюшинные инъекции BrdU (100 мкг / г) каждые 12 ч в течение 3 последовательных дней перед жертвоприношением, как описано ранее18. Ткань поджелудочной железы собирали, фиксировали и обрабатывали, как описано выше.

После дегидратации секции нагревали до 100 ° С в присутствии цитратного буфера (10 мМ) в течение 20 мин и погружали в 2 н. HCl в течение 5 мин с последующей инкубацией в 0,1 М раствором буры в течение 10 мин при комнатной температуре и промывают фосфатно-буферным солевым раствором (PBS).

Затем слайды блокировали инкубацией в течение 1 часа в 3% бычьего сывороточного альбумина в PBS. Затем образцы инкубировали с антителами к глюкагону (1: 100, Monosan) и BrdU (1: 100, моноклональное, DAKO, Барселона, Испания) в течение ночи при 4 ° C.

Пролиферацию также анализировали с помощью иммуногистохимии ядерного антигена пролиферирующих клеток17 (PCNA, 1: 2400, Cell Signaling, Technology, Danvers, MA). После инкубации с соответствующими вторичными антителами (Alexa Fluor, Invitrogen, Barcelona, ​​Spain) участки были окрашены Hoechst 33342 (Invitrogen, Barcelona, ​​Spain).

Апоптоз определяли количественно в участках поджелудочной железы методом TUNEL1718. После инкубации со вторичными антителами секции устанавливали с использованием ProLong Gold Antifade Reagent (Invitrogen, Barcelona, ​​Spain). Изображения были получены из двухцветных разделов. BrdU или TUNEL-положительные ядра оценивались только в клетках, которые также были положительными для глюкагона. Размеры альфа-клеток также измеряли путем анализа областей поперечного сечения глюкогауза-положительных островковых клеток, диспергированных в первичной культуре.

Экзоцитоз контролировали в клетках внутри интактных свежей островки стандартной стандартной конфигурацией целых клеток и регистрировали изменения емкости ячейки в режиме синуса + постоянного тока усилителя Lock-In, включенного в программное обеспечение Patch Master.

Для этих экспериментов был приготовлен раствор пипетки, содержащий следующие компоненты (в мМ): 125 глутаминовой кислоты, 10 NaCl, 10 KCl, 1 MgCl 2, 0,05 EGTA, 3 Mg-ATP, 0,1 cAMP и 5 HEPES (pH 7,1 с КОН).

Раствор для ванны также получали со следующими компонентами (в мМ): 118 NaCl, 5,6 KCl, 20 тетраэтиламмоний-Cl, 1,2 MgCl2, 2,6 CaCl2, 5 HEPES и 5 D-глюкозой (рН 7,4 NaOH) 19. Были оценены только эксперименты, демонстрирующие устойчивое и низкое сопротивление доступа и небольшие токи утечки.

Значение сопротивления уплотнения обычно составляло> 3 МОм. Никаких различий между группами ND и HFD не было отмечено ни по одному из этих параметров. Эксперименты проводились при физиологической температуре (34 ° C-36 ° C). Идентификация альфа-клеток была установлена ​​двойным методом.

Во-первых, характеристическую зависимую от напряжения инактивацию Na + -тока оценивали по двухэтапному протоколу, в котором ячейка удерживалась при -70 мВ, а условные импульсы между -150 и 0 мВ были применены до испытательного импульса до + 10 mV20.

Затем TEA-устойчивый переходный ток K +, чувствительный к 4-AP (A-ток), оценивался с помощью деполяризации при напряжении от -70 до -10 мВ20. Кроме того, некоторые клетки отслеживались иммуноцитохимией путем инъекции биоцитина (0,5 мг / мл) через регистрирующий электрод20. Клетки, которые были положительны для А-токов, также были положительными для окрашивания против глюкагона.

Данные представлены как среднее ± SE. Тестирование у ученика t или одностороннее ANOVA с коррекцией Бонферрони проводилось с уровнем значимости p

Источник: http://rupubmed.com/ozhirenie/27622

Антитела к островковым клеткам поджелудочной железы, IgG

Альфа и бета клетки поджелудочной железы

[13-016] Антитела к островковым клеткам поджелудочной железы, IgG

1785 руб.

Анализ позволяет выявлять в сыворотке крови специфические аутоантитела к антигенам островковых клеток, которые могут вызывать инсулинозависимый сахарный диабет аутоиммунной природы.

Синонимы русские

АТ к бета-клеткам поджелудочной железы, аутоантитела к антигенам островковых клеток в сыворотке крови.

Синонимы английские

Anti-Islet Cell Antibodies, Islet Cell Cytoplasmic Autoantibodies.

Метод исследования

Непрямая реакция иммунофлюоресценции.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь.

Как правильно подготовиться к исследованию?

Не курить в течение 30 минут до исследования.

Общая информация об исследовании

Инсулинозависимый сахарный диабет 1-го типа характеризуется недостаточной продукцией инсулина бета-клетками (островками Лангерганса) в поджелудочной железе вследствие их аутоиммунного разрушения.

Специфические аутоантитела к антигенам островковых клеток в сыворотке крови – один из показателей инсулинозависимого сахарного диабета 1-го типа, имеющего аутоиммунный характер. Их появление отражает разрушение бета-клеток поджелудочной железы и, как следствие, неадекватный синтез инсулина, что является особенностями сахарного диабета 1-го типа.

Противоположно развивается сахарный диабет 2-го типа, который является главным образом следствием формирования инсулинорезистентности клеток и не связан с аутоиммунными процессами.

Около 10 % всех случаев сахарного диабета – это диабет 1-го типа (аутоиммунный), чаще встречающийся у пациентов моложе 20 лет.

Основные симптомы сахарного диабета, такие как учащенное мочеиспускание, жажда, потеря веса и плохое заживление ран, возникают, когда у больного диабетом 1-го типа разрушается около 80-90 % бета-клеток поджелудочной железы и она больше не в состоянии вырабатывать адекватное количество инсулина. Организму требуется ежедневная продукция инсулина, так как только с его помощью глюкоза может проникать в клетки и использоваться для производства энергии. Без достаточного количества инсулина клетки голодают, а в крови повышается содержание сахара (гипергликемия). Острая гипергликемия может привести к развитию диабетической комы, а хроническая – к повреждению кровеносных сосудов и органов, например почек.

При аутоиммунном сахарном диабете 1-го типа в 95 % случаев выявляются специфические антитела к антигенам островковых клеток, в то время как у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа аутоантитела, как правило, отсутствуют.

Анализ на антитела к бета-клеткам поджелудочной железы в крови – наиболее распространенный метод диагностики аутоиммунного характера сахарного диабета.

Для чего используется исследование?

  • Главным образом для того, чтобы дифференцировать аутоиммунный инсулинозависимый сахарный диабет 1-го типа от других типов диабета. Правильное и своевременное определение типа диабета расширяет возможности раннего лечения с подбором наиболее подходящей терапии и позволяет избежать осложнений болезни.
  • Чтобы спрогнозировать возможный сахарный диабет 1-го типа, так как антитела к островковым клеткам могут определяться в крови задолго до первых симптомов диабета. Их выявление позволяет диагностировать преддиабет, назначить диету и иммунокорректирующую терапию.

Когда назначается исследование?

  • При дифференциальной диагностике 1-го и 2-го типа диабета у пациентов с впервые выявленным сахарным диабетом.
  • При диагностике неясных форм сахарного диабета, когда пациенту был поставлен диагноз “диабет 2-го типа”, но он испытывает большие трудности в контроле за уровнем глюкозы в крови, применяя стандартную терапию.

Что означают результаты?

Референсные значения

Титр: < 1:4.

Повышенный результат

  • Аутоиммунный инсулинозависимый сахарный диабет 1-го типа.
  • Предрасположенность к аутоиммунному сахарному диабету 1-го типа у лиц с отягощенной наследственностью.

Отрицательный результат у пациентов с симптомами сахарного диабета

  • Сахарный диабет 2-го типа.

Что может влиять на результат?

Аутоиммунные эндокринные заболевания, такие как тиреоидит Хашимото или болезнь Аддисона, способствуют ложноположительному результату.

Важные замечания

  • В ряде случаев антитела к антигенам островковых клеток могут определяться у здоровых лиц.
  • Большое значение данный анализ имеет при решении о назначении инсулинотерапии, особенно у детей.

Также рекомендуется

  • Антитела к инсулину
  • Инсулин

Кто назначает исследование?

Эндокринолог, терапевт.

Источник: https://helix.ru/kb/item/13-016

Функции поджелудочной железы — лекции на ПостНауке

Альфа и бета клетки поджелудочной железы

ВИДЕО Поджелудочная железа участвует в регуляции пищеварения и регуляции липидного обмена. В составе поджелудочной железы есть определенные скопления клеток, которые выполняют эндокринную функцию. Они называются островками Лангерганса, иногда — островковым аппаратом поджелудочной железы. В них есть несколько типов клеток, каждый из которых вырабатывает свой гормон.

Но известность поджелудочная железа получила потому, что в бета-клетках островкового аппарата вырабатывается инсулин.

Недостаточность инсулина ведет к сахарному диабету первого типа.

Дело в том, что такая распространенность диабета связана с тем, что инсулин — единственный гормон, который может снижать сахар в крови, в отличие от всех других гормонов, которые влияют на процессы, помогая друг другу. Например, существует по крайней мере четыре гормона, которые повышают сахар в крови: адреналин, глюкокортикоиды, глюкагон, гормон роста.

И если какой-то из них по какой-то причине не работает, то его функцию заменяют другие, и уровень сахара в крови повышается. Если не продуцируется или не работает инсулин, то снижения сахара в крови не будет происходить, что и приведет к сахарному диабету.

Сахарный диабет был известен очень давно. Поэтому из всех гормонов островкового аппарата поджелудочной железы инсулин открыли первым, занимаются им очень много. Инсулин — это гормон, по которому можно проследить историю биологии или историю молекулярной биологии. Было получено три Нобелевские премии просто за инсулин и еще одна — за его радиолигандное определение.

Первая Нобелевская за то, что наконец открыли этот гормон, вторая — за открытие первичной структуры (это, кстати, был первый белок, первичная структура которого была расшифрована).

Третья — за расшифровку пространственной структуры, а четвертая Нобелевская — за то, что на примере инсулина был разработан метод определения гормонов в крови, которым пользуются до сих пор очень успешно.

Щитовидная железа: функции и болезни

Пристальное изучение инсулина сыграло злую шутку с другими гормонами островкового аппарата поджелудочной железы, потому что очень долго не обращали должного внимания на эти гормоны.

Оказалось, что кроме бета-клеток, в которых вырабатывается инсулин, существуют еще альфа-клетки, в которых вырабатывается глюкагон — это антагонист инсулина, то есть он повышает сахар в крови.

Поскольку они находятся близко друг от друга, они могут сообщать друг другу об изменении своей концентрации, не выходя в кровь, а инсулин бета-клеток действует на альфа-клетки, глюкагон альфа-клеток действует на инсулин бета-клеток. Таким образом, они поддерживают постоянный уровень сахара в крови.

Если слишком много инсулина, начинает вырабатываться глюкагон, чтобы не слишком падала глюкоза. Наоборот, если слишком много глюкагона, начинает вырабатываться инсулин. Такие местные переговоры между двумя гормонами очень важны для поддержания системного равновесия.

Оказалось, что в островковом аппарате есть еще один тип клеток — дельта-клетки. В них вырабатывается гормон соматостатин. Соматостатин был известен как гормональное соединение, которое вырабатывается гипоталамусом и снижает продукцию гормона роста, второе название которого — соматотропный гормон.

Поэтому это соединение назвали «соматостатин», то есть он снижает продукцию соматотропного гормона. Оказалось, что понижающий эффект продукции гормона характерен не только для того соматостатина, который вырабатывается в гипоталамусе, но и для соматостатина, который вырабатывается в дельта-клетках поджелудочной железы. Он снижает продукцию и инсулина, и глюкагона.

Это такое сдерживающее начало, чтобы осуществить быстрое реагирование на изменение уровня глюкозы в крови.

Совсем недавно открыли эпсилон-клетки, которые продуцируют гормон грелин. Здесь нужно рассказать о функциях инсулина, которые не только снижают уровень сахара в крови. Его продукция увеличивается в ответ на прием пищи, то есть это гормон насыщения.

При приеме пищи увеличивается глюкоза в крови, и инсулин этот уровень глюкозы снижает. То есть еще один эффект инсулина — это снижение потребления пищи. Он сигнализирует мозгу о том, что организм насытился и надо снижать потребление пищи. Грелин и его продукция растет во время голодания.

Он как раз сигнализирует организму о том, что пора начать прием пищи. Такие альтернативные эффекты инсулина и грелина помогают им правильно регулировать ритм потребления пищи, один подстраховывает другой. Основное количество грелина продуцируется в желудке. И это понятно, потому что реакция на голод у желудка первая.

Но дополнительная продукция в островковом аппарате помогает и инсулину, и грелину правильно реагировать на режим питания.

Я уже говорила, что контринсулярные гормоны важны не только для того, чтобы рос сахар в крови, но и для того, чтобы глюкоза в крови была на постоянном нормальном уровне. И глюкагон очень хорошо с этим справляется.

Что происходит, если система гормонов островкового аппарата перестает работать? Я уже говорила, что заболевание диабет известно с глубокой древности. Но только в 1970-е годы диабет стали делить на две формы: первого и второго типа. Оказалось, что у них совершенно разные причины.

Диабет первого типа связан с тем, что разрушаются бета-клетки — те клетки, которые продуцируют инсулин. Соответственно, инсулин перестает продуцироваться, и сахар в крови растет, он появляется в моче, начинается обезвоживание.

А диабет второго типа связан со снижением чувствительности к инсулину: плохо работают рецепторы инсулина, плохо работают белки, которые проводят сигнал от инсулина в исполнительные клетки. В результате возникает диабет второго типа.

Оказалось, что и механизмы возникновения этих двух заболеваний абсолютно различны. Диабет первого типа — это заболевание аутоиммунной природы. Аутоиммунное поражение бета-клеток вызывает снижение продукции инсулина.

Причем интересно, что достаточно часто это заболевание провоцируют инфекционные болезни.

Дело в том, что вирусы и компоненты вируса, например вируса краснухи, любят бета-клетки, их структуры экспонируются на мембране бета-клеток, и организм начинает воспринимать бета-клетки как чужеродные, и инсулин перестает вырабатываться.

Для диабета второго типа картина совершенно другая. Если в первом случае есть внутренние дефекты иммунной системы, она неправильно реагирует, то во втором случае есть какие-то дефекты ферментов, которые участвуют в углеводном и липидном обмене. Они не такие большие, но провоцировать заболевание может перегрузка липидного, углеводного обмена.

То есть это переедание, ожирение и так далее. Когда слишком большая нагрузка на ферменты, которые несколько слабы в своих реакциях, начинает манифестироваться диабет второго типа. Соответственно, эти два заболевания лечатся по-разному.

Если в случае диабета первого типа надо вводить инсулин, то в случае диабета второго типа необходимо поддерживать организм, чтобы чувствительность к инсулину не падала так сильно, как происходит.

Сейчас в отношении диабета первого типа начались большие разработки, связанные со стволовыми клетками и попыткой найти другой способ лечения: стимулировать переход стволовых клеток в бета-клетки, подсадить эти бета-клетки к больным диабетом первого типа, убедиться, что они вырабатывают инсулин. На животных моделях это более-менее становится реальным, поэтому я думаю, что мы находимся на пороге открытий, когда диабет первого типа будет не только компенсирован, но, можно сказать, почти излечен.

К сожалению, пропорции диабета первого типа и второго типа разные. Больных диабетом второго типа гораздо больше, чем диабетом первого типа. Несмотря на различные возможности лечения этого заболевания, пока никакого прорыва не ожидается.

Нужно иметь в виду, что гормоны поджелудочной железы регулируются еще и гормонами желудочно-кишечного тракта. И именно гормоны желудочно-кишечного тракта сообщают инсулину о том, что начался прием пищи, сейчас повысится уровень глюкозы в крови и инсулину пора увеличиваться, чтобы справиться с повышенным уровнем глюкозы.

Поэтому поджелудочная железа как часть пищеварительной системы реагирует и на гормоны желудочно-кишечного тракта.

Источник: https://postnauka.ru/video/103736

Эндокринная часть поджелудочной железы. Регенерация поджелудочной железы

Альфа и бета клетки поджелудочной железы

Островки состоят из эпителиальных клеток — панкреатических эндокриноцитов, или инсулоцитов. Величина островков, их форма и число входящих в состав клеток очень различны. Общее количество островков в поджелудочной железе достигает 1-2 млн. Средний размер островка 0,1-0,3 мм.

Общий объем эндокринной части составляет около 3% всего объема железы. Островки пронизаны кровеносными капиллярами, окруженными перикапиллярным пространством. Эндотелий капилляров имеет фенестры, облегчающие поступление гормонов от инсулоцитов в кровь через перикапиллярное пространство.

В островковом эпителии различают 5 видов клеток: А-клетки, В-клетки, D-клетки, ВИП-клетки, РР-клетки.

А-клетки (альфа-клетки, или ацидофильные инсулоциты) — это крупные округлые клетки с бледным крупным ядром и цитоплазмой, содержащей ацидофильные гранулы. Гранулы обладают и аргирофилией. В состав этих гранул входит гормон глюкагон, расщепляющий гликоген и повышающий содержание сахара в крови.

А-клетки рассеяны по всему островку, образуя нередко небольшие скопления в центральной части. Они составляют около 20-25% от всех инсулоцитов.
В-клетки (бета-клетки, или базофильные инсулоциты) имеют кубическую или призматическую форму, крупное темное, богатое гетерохроматином ядро.

Доля В-клеток достигает 70-75% от общего числа инсулоцитов. В цитоплазме В-клеток накапливаются осмиофильные гранулы, содержащие гормон инсулин. Инсулин регулирует синтез гликогена из глюкозы.

При недостатке продукции инсулина глюкоза не превращается в гликоген, содержание ее в крови повышается и создаются условия для развития заболевания, называемого сахарным диабетом.

D-клетки (дельта-клетки, или дендритические инсулоциты) составляют 5-10% среди всех островковых клеток. Форма их иногда звездчатая с отростками. В цитоплазме определяются гранулы средних размеров и плотности.

В гранулах накапливается гормон соматостатин. Он тормозит секрецию инсулина и глюкагона, снижает продукцию ряда гормонов желудочно-кишечного тракта — гастрина, секретина, энтероглюкагона, холецистокинина и др.

, подавляет секрецию соматотропного гормона в гипофизе.

ВИП-клетки (аргирофильные клетки) встречаются в островках в небольшом количестве. В цитоплазме выявляются плотные аргирофильные гранулы, содержащие вазоактиеный интестиналъный полипептид. Он обладает выраженным сосудорасширяющим дейтвием, снижает кровяное давление, угнетает секрецию соляной кислоты в желудке, стимулирует выделение глюкагона и инсулина.

РР-клетки — полигональной формы инсулоциты, расположенные преимущественно по периферии островка. Количество их — 2-5% от общего числа клеток островка. В цитоплазме РР-клеток выявляются мелкие гранулы, содержащие панкреатический полипептид.

Основная роль панкреатического полипептида в организме — регуляция скорости и количества экзокринной секреции поджелудочной железы и желчи в печени.

Таков клеточный состав островкового эпителия, представляющего собой мозаику дивергентно развивающихся клеточных дифферонов.

В дольках поджелудочной железы встречаются еще ацинозно-инсулярные клетки, в цитоплазме которых одновременно содержатся гранулы, характерные как для ацинозных, так и для островковых клеток.

Ткани поджелудочной железы иннервируют блуждающий и симпатический нервы. В интрамуральных вегетативных ганглиях находятся холинергические и пептидергические нейроны, волокна которых заканчиваются на клетках ацинусов и островков. Между нервными клетками ганглиев и островковыми клетками устанавливается тесная связь с образованием нейроинсулярных комплексов.

С возрастом в поджелудочной железе постепенно уменьшается количество островков.

В островках наблюдаются закономерные возрастные изменения клеточных взаимоотношений, заключающиеся в быстрой смене после рождения преобладания А-клеток над В-клетками на преобладание В-клеток над А-клетками у взрослых.

Затем происходит постепенное увеличение количества А-клеток, которое наряду с одновременным, хотя и незначительным, уменьшением числа В-клеток приводит нередко в пожилом и особенно старческом возрасте вновь к преобладанию А-клеток над В-клетками.

Регенерация поджелудочной железы. В эмбриогенезе островки растут благодаря пролиферации исходных клеток-предшественниц и их дивергентной дифференцировке в соответствующие клеточные диффероны. У взрослых физиологическая регенерация ацинозных и островковых клеток происходит в основном путем внутриклеточного обновления органелл.

Митотическая активность клеток в связи с высокой специализацией низкая. После резекции части или повреждения органа наблюдается некоторое повышение уровня пролиферативной активности клеток ацинусов, протоков и островков, последующее образование новых ацинусов.

Однако ведущей формой регенерации экзокринной части железы является регенерационная гипертрофия.

Восстановительные процессы в эндокринной части железы происходят за счет пролиферативной активности инсулоцитов и клеток эпителия протоков путем ацино-инсулярной трансформации.

– Также рекомендуем “Печень. Развитие печени. Строение печени.”

Оглавление темы “Строение желудка. Строение кишечника.”:
1. Пищевод. Слизистая пищевода. Строение стенки пищевода.
2. Желудок. Развитие желудка. Строение желудка. Железы желудка.
3. Эпителий желез желудка. Клетки желудка. Гормоны желудка.
4. Тонкая кишка. Развитие тонкой кишки. Строение тонкой кишки.
5. Эпителий тонкой кишки. Клетки тонкой кишки.
6. Толстая кишка. Развитие и строение толстой кишки. Червеобразный отросток.
7. Прямая кишка. Строение прямой кишки. Поджелудочная железа.
8. Эндокринная часть поджелудочной железы. Регенерация поджелудочной железы.
9. Печень. Развитие печени. Строение печени.
10. Гепатоциты. Строение гепатоцитов. Образование желчи.

Источник: https://meduniver.com/Medical/gistologia/98.html

Ученые смогли заставить альфа-клетки выробатывать инсулин и это здорово!

Альфа и бета клетки поджелудочной железы

Хорошо известно, что инсулин является гормоном, который регулирует количество сахара в крови. Когда организм человека неспособно произвести инсулин, или наблюдается его чрезвычайный дефицит, у человека диагностируют сахарный диабет.

Разрушение производящей инсулин клетки в поджелудочной железе может привести к сахарному диабету. К счастью, последние исследования предполагают, что такие поврежденные клетки могут быть заменены модификациями из числа других клеток, которые помогут контролировать уровень сахара в крови.

Результаты исследований предполагают, что «реадаптированные» инсулин-продуцирующие клетки можно использовать для лечения сахарного диабета.

В исследовании, опубликованном 13 февраляв журнале Nature, исследователи сообщают, что клетки поджелудочной железы человека, которые не производят инсулин в нормальных условиях, при внешнем вмешательстве исследователей, могут изменять свою функцию и начинать вырабатывать инсулин. И эти перекодированные клетки при их имплантации мышам облегчают симптомы сахарного диабета. Этот эксперимент показывает возможность применения в будущем этого метода в терапии человека.

Авторы исследования считают, что имплантированные клетки могут выживать в организме в течение длительного времени и необходимости регулярного введения, как в случае с уколами инсулина, нет. Имплантированные клетки являются более продвинутой технологией, чем традиционные инъекции инсулина.

Перспективы их применения к другим болезням – это новая неизученная сфера, обладающая огромным потенциалом и возможностями. На этот потенциал указывает и один из авторов исследования Теренс Герберт, биолог-исследователь из Университета Линкольн, Великобритания.

Но он также считает, что прежде, чем начнутся полномасштабные клинические испытания, пройдет некоторое время, в том числе связанное с преодолением бюрократических и, важно, этических препятствий.

Отказ системы секреции инсулина в процессе питания, ведет к увеличению концентрация сахара в крови.

Бета-клетки (или β-клетки) поджелудочной железы обычно выделяют инсулин, который, в свою очередь, стимулирует клетки к поглощению сахара, тем самым снижая концентрацию сахара в крови в организме до нормального уровня.

Однако у пациентов с диабетом эта система может работать со сбоями, что приводит к повышению уровня сахара в крови, что наносит урон организму и вызывает это заболевание.

Бета-клетки (или β-клетки). Источник: https://commons.wikimedia.org

При диабете первого типа иммунная система атакует и разрушает бета-клетки, а при диабете 2 типа бета-клетки не продуцируют достаточное количество гормонов или организм сам устойчив к инсулину.

Ученые ранее показали в исследованиях на мышах, что, если бета-клетки разрушаются, другие панкреатические клетки, называемые альфа-клетками (или α-клетки), становятся подобными бета-клеткам и начинают секретировать инсулин.

Эти альфа-клетки обычно продуцируют глюкагон, который вместе с бета-клетками присутствует в клеточном кластере гормонов.

Предыдущие исследования показали, что белки Pdx1 и MafA, которые контролируют экспрессию генов, могут играть важную роль в индукции альфа-клеток для выработки инсулина у мышей.

Какие изменения происходят после искусственного вмешательства? Это отвечает другой член команды исследователей Педро Эррера из Женевского университета, Швейцария. Он и его коллеги заинтересовались, будет ли производство белков промоутеров инсулина в человеческих альфа-клетках иметь такой же эффект, как в бета.

Итак, сначала они извлекли островковые клетки из поджелудочной железы человека и выделили один тип клеток. Затем они ввели ДНК, кодирующую белки Pdx1 и MafA, в α-клетки и затем собрали их вместе.

После одной недели культивирования почти 40% человеческих альфа-клеток производили инсулин, тогда как некодированные контрольные клетки не производили его.

Кроме того, результаты показали, что экспрессия других генов, связанных с β-клетками, в рекомбинантных α-кодирующих клетках выросла. «У них оказалось несколько схожих функций», – сказал Эррера.

Затем команда трансплантировала большое количество клеток мышам с сахарным диабетом и с истощенными бета-клетками и обнаружила, что уровни глюкозы в крови у мышей упали до нормальных уровней. Когда трансплантат был удален, сахар крови мыши восстановился.

В поисках лекарств, которые могут изменить свойства альфа-клеток, Эррера говорит, что, если альфа-клетки или другие типы островковых клеток могут начать вырабатывать инсулин у диабетиков, то качество их жизни будет значительно улучшено. Наша мечта – найти лекарство, способное изменить свойства альфа-клеток.

Но он признает, что до любой формы лечения еще далеко. Во-первых, его команде необходимо выяснить, что происходит на молекулярном уровне, когда альфа-клетки становятся сходными с бета-клетками.

Другие исследовательские группы также пытались создать новые инсулин-продуцирующие клетки в поджелудочной железе: некоторые исследовательские группы пытались производить бета-клетки из стволовых клеток. Однако при диабете первого типа иммунная система атакует бета-клетки, что представляет собой серьезную проблему для реализации этой стратегии.

Альфа-клетки (или α-клетки). Источник: https://en.wikipedia.org/wiki

Эррера и его команда представили некоторые доказательства того, что их гибридные клетки не подвержены этой атаке. Герберт отметил, что их метод может быть более жизнеспособным методом получения бета-клеток, чем методы с использованием стволовых клеток.

Герберт также добавил, что прежде, чем авторы смогут сделать убедительные выводы об эффективности своих методов, им необходимо протестировать гибридные клетки с другими антителами, присутствующими при диабете первого типа, которые могут атаковать эти клетки.

Поджелудочная железа оказалась более перспективной в плане поиска подходов к лечению сахарного диабета. Так считает Инес Себола, биолог из Королевского колледже Лондона. Она считает, что клетки поджелудочной железы могут вырабатывать инсулин, при этом, не превращаясь в настоящую бета-клетку. И это удивительно!

Биолог Диего Бальбоа Алонсо из Центра исследования генома (Барселона) согласен с ней. Он считает, что последние исследования показывают, что гормональная система поджелудочной железы человека гораздо более пластична, чем считалось ранее.

В настоящее время основными вариантами лечения являются общее лечение. В основном с помощью ежедневного контроля диеты, физических упражнений, снижения веса и, конечно, с помощью гипогликемических препаратов снижения уровня сахара в крови.

Кроме того, в более серьезных случаях заболевания пациентам требуются регулярные инъекции инсулина.

В будущем мы с нетерпением ждем новых эффективных методов лечения и, действительно, благодаря серии новых исследований и открытий прогресс в этом направлении очевиден.

Вам могут быть интересны другие мои публикации:

У вас диабет? Не бойтесь, эти фрукты можно употреблять в пищу.

Они Вам не помощники! Эти четыре вида пищи являются причиной роста сахара в крови!

Хочешь понизить уровень сахара в крови? Вот 7 принципов.

Альфа-клетки поджелудочной железы у самок мышей подвергаются морфофункциональным изменениям во время компенсаторных адаптаций эндокринной поджелудочной железы к ожирению, вызванному диетой

Альфа и бета клетки поджелудочной железы
Альфа и бета клетки поджелудочной железы
Pancreatic alpha-cells from female mice undergo morphofunctional changes during compensatory adaptations of the endocrine pancreas to diet-induced obesity
Источник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4650619/

Текущий адрес: Отдел биологии Университета Сантьяго де Чили, Сантьяго, Чили.

Текущий адрес: Лаборатория экспериментальной медицины, Центр изучения диабета ULB, Медицинский факультет, Университет Libre de Bruxelles, Брюссель, Бельгия

Ожирение часто связано с резистентностью к инсулину. Чтобы компенсировать эту ситуацию и поддерживать нормогликемию, бета-клетки поджелудочной железы подвергаются нескольким морфофункциональным изменениям, что приводит к гиперсекреции и гиперинсулинемии инсулина.

Однако никакой информации о альфа-клетках поджелудочной железы в течение этой компенсирующей стадии ожирения нет. Здесь мы изучали альфа-клетки у мышей, которым кормили диету с высоким содержанием жиров (HFD) в течение 12 недель.

Эти животные проявляли гиперинсулинемию и нормогликемию по сравнению с контрольными животными в дополнение к гипоглюкагонемии. В то время как реакция in vivo глюкагона на гипогликемию была сохранена у тучных мышей, подавление секреции глюкагона при гипергликемии было нарушено.

Кроме того, снижение содержания глюкагона in vitro при низких уровнях глюкозы и содержании глюкагона в изолированных островках уменьшалось, в то время как альфа-клеточный экзоцитоз оставался неизменным.

Оценка морфологических параметров показала, что площадь альфа-клеток снижалась в поджелудочной железе мышей с ожирением в связи с гипотрофией альфа-клеток, увеличением апоптоза и уменьшением пролиферации. Кормление HFD в течение 24 недель приводило к значительному ухудшению функции бета-клеток и гомеостаза глюкозы.

В этих условиях большинство изменений альфа-клеток были отменены и стали сопоставимыми с контрольными. Эти данные показывают, что компенсаторные адаптации поджелудочной железы во время ожирения могут также включать альфа-клетки поджелудочной железы. Кроме того, дефекты функции альфа-клеток во время ожирения могут быть связаны с прогрессированием диабета.

Секреция глюкагона играет ключевую роль в гомеостазе глюкозы. Этот гормон активирует глюконеогенез и гликогенолиз, что усиливает выработку глюкозы в печени, позволяя восстанавливать уровни глюкозы в плазме из гипогликемического состояния. Напротив, секреция альфа-клеток поджелудочной железы ингибируется повышенными уровнями глюкозы в плазме.

Таким образом, инсулин из бета-клеток и глюкагона из альфа-клеток, которые реагируют взаимно на изменения глюкозы в плазме, составляют бигормональную систему для адекватного контроля гликемии1. Было зарегистрировано, что нарушение функции альфа-клеток может возникать при диабете.

Например, реакция альфа-клеток на низкий уровень глюкозы может быть нарушена при этом заболевании, ограничивая одну из первых защит против гипогликемии2. Дополнительные изменения включают гиперглюкагонемию и отсутствие подавления глюкагона при высоком уровне глюкозы, что может способствовать гипергликемии у этих пациентов.

В этом отношении ингибирование высвобождения глюкагона или его действия было использовано в качестве подхода к снижению гипергликемии при экспериментальном и клиническом диабете1. Недавно сообщалось, что альфа-клетки поджелудочной железы могут дедифференцировать бета-клетки в условиях стресса, что может иметь большое значение в клеточной терапии34.

Эти терапевтические последствия возродили интерес к биологии альфа-клеток и их вкладу в диабет.

Ожирение и избыточный вес, которые часто связаны с резистентностью к инсулину, являются важными факторами риска развития диабета 2-го типа5. Сопротивление инсулину увеличивает потребность инсулина в организме.

Хорошо известно, что в ответ на эти условия бета-клетки подвергаются нескольким морфофункциональным компенсаторным адаптациям, которые приводят к усилению секреции инсулина и гиперинсулинемии для поддержания нормогликемии67.

Однако, когда адаптация бета-клеток не позволяет компенсировать эти состояния, может наблюдаться нарушение гомеостаза глюкозы, что приводит к гипергликемии и диабету типа 2. На более поздних стадиях постепенные потери массы и функции бета-клеток могут дополнительно ухудшать гомеостаз глюкозы8.

Таким образом, компенсация резистентности к инсулину в этих клетках при ожирении имеет решающее значение для предотвращения возможного прогрессирования гипергликемии и диабета типа 2.

В отличие от бета-клеток, знание о поведении альфа-клеток поджелудочной железы при ожирении мало. Хотя в немногих отчетах описаны изменения как в функции альфа-клеток, так и в уровне глюкагона в плазме у индивидуумов и животных с ожирением, большинство исследований было выполнено на стадиях, в течение которых глюкозный гомеостаз и функция бета-клеток могут уже ухудшиться9101112.

Однако нет информации об альфа-клетках во время этапов компенсации островков для ожирения, при которых сохраняется нормальная лиглексия. Поэтому в настоящем исследовании мы исследовали поведение и морфофункциональные особенности альфа-клеток поджелудочной железы, а также высвобождение глюкагона во время компенсаторной адаптации островка в модели ожирения с высоким содержанием жиров.

Все экспериментальные протоколы были одобрены Комитетом по этике животных Университета Мигеля Эрнандеса в соответствии с национальными правилами (Референтный номер: UMH.IB.IQM.01.13). Все методы были выполнены в соответствии с утвержденными руководящими принципами. Эксперименты проводили с использованием мышей C57BL / 6J.

После отлучения 21-дневную детскую щенку кормили в течение 12 или 24 недель любой из следующих диет, полученных из исследовательских диет (Нью-Брансуик, Нью-Джерси): нормальная диета (ND, 10% жира, 20% белка и 70 % углеводов, ссылка D12450B) или диету с высоким содержанием жиров (HFD, 60% жира, 20% белка и 20% углеводов, ссылка D12492).

Животных размещали группами по 3 при 22 ° С и световым циклом 12 ч (с 8:00 до 20:00).

Мышей убивали в конце диетического лечения путем дислокации шейки матки, а островки затем выделяли путем расщепления коллагеназой, как описано ранее13.

В некоторых экспериментах изолированные островки диспергировали в отдельные клетки путем ферментативного переваривания трипсином, а затем культивировали в течение ночи при 37 ° С в RPMI 1640 (Sigma, Madrid, Spain), дополненную 10% фетальной телячьей сывороткой, 100 МЕ / мл пенициллина, 0,1 мг / мл стрептомицина и 11 мМ D-глюкозы13. Если не указано, все эксперименты проводили при 37 ° С.

Уровень глюкозы в крови измеряли из крови хвостовой вены с помощью автоматического глюкометра (Accu-Chek Compact plus GT, Roche, Mannhein, Germany). Образцы крови для измерения глюкагона собирали в апротинине (20 мг / л), чтобы защитить их от протеолиза.

Концентрации плазменного глюкагона и инсулина определяли с помощью ELISA (Gentaur, Kampenhout, Belgium и Crystal Chem Inc., IL 60515, США, соответственно). Уровни соматостатина плазмы и глюкагоноподобного пептида-1 (GLP-1) определяли с помощью ELISA (Phoenix Pharmaceuticals Inc.

, Карлсруэ, Германия и Альпко, Барселона, Испания, соответственно). Образцы крови для определения соматостатина и GLP-1 собирали в присутствии ингибитора апротинина (20 мг / л) или апротинина и дипептидилпептидазы-4 (DPP4-010 Merck, Мадрид, Испания) соответственно.

HOMA-IR также рассчитывали как показатель резистентности к инсулину: [глюкоза в плазме натощак (мг / дл) * голодный плазменный инсулин (мU / л)] / 40514.

Свежие изолированные островки оставляли для восстановления в изолирующей среде в течение 2 ч в инкубаторе15. После извлечения группы из 20 островков переносили в 300 мкл буферного раствора, содержащего (в мМ): 140 NaCl, 4,5 KCl, 2,5 CaCl 2, 1 MgCl 2, 20 HEPES и 0,5 глюкозы с конечным рН 7,4, с добавлением 0,1% BSA.

Затем островки инкубировали в течение 1 часа при 37 ° С. Затем группы переносили в другой буферный раствор с тем же составом и соответствующими концентрациями глюкозы и инкубировали в течение 1 часа. Островки затем инкубировали при комнатной температуре в течение 3 мин и охлаждали в течение 15 мин на льду.

Среду собирали, и концентрацию глюкагона измеряли в двойных образцах с помощью ELISA с использованием набора GUCAGAG YUC090 Gucaurus (Kampenhout, Бельгия) Glucagon. Для определения содержания глюкагона островки, которые были сгруппированы в партии по 20, были отобраны и инкубированы в течение ночи в буфере этанола / HCl при 4 ° С.

По окончании инкубационного периода буфер удаляли и анализировали содержание глюкагона. Концентрацию белка измеряли методом красителя Брэдфорда.

Образцы поджелудочной железы удаляли и фиксировали в течение ночи в 4% параформальдегиде. Впоследствии ткань поджелудочной железы была встроена в парафин, и секции были подготовлены и окрашены для идентификации альфа-клеток, согласно предыдущим отчетам1617. Для количественной оценки площади альфа-клеток участки были просмотрены с увеличением 20x.

Площадь поперечного сечения островка, общую площадь поджелудочной железы и размеры альфа-клеток измеряли с использованием программного обеспечения Metamorph Analysis Software (Nashville, TN, USA). От 2 до 3 участков поджелудочной железы, разделенных на 200 мкм, измеряли на животное. Все секции были получены поперечно и идентично обработаны для всех образцов.

Была измерена вся площадь каждого раздела, а также все островки, включенные в каждый раздел. Для проведения иммуноцитохимии клетки, содержащие глюкагон, идентифицировали с помощью поликлональных антител к глюкагону кроликов (1: 100, Monosan), как описано ранее18.

Для измерения пролиферации мышам вводили внутрибрюшинные инъекции BrdU (100 мкг / г) каждые 12 ч в течение 3 последовательных дней перед жертвоприношением, как описано ранее18. Ткань поджелудочной железы собирали, фиксировали и обрабатывали, как описано выше.

После дегидратации секции нагревали до 100 ° С в присутствии цитратного буфера (10 мМ) в течение 20 мин и погружали в 2 н. HCl в течение 5 мин с последующей инкубацией в 0,1 М раствором буры в течение 10 мин при комнатной температуре и промывают фосфатно-буферным солевым раствором (PBS).

Затем слайды блокировали инкубацией в течение 1 часа в 3% бычьего сывороточного альбумина в PBS. Затем образцы инкубировали с антителами к глюкагону (1: 100, Monosan) и BrdU (1: 100, моноклональное, DAKO, Барселона, Испания) в течение ночи при 4 ° C.

Пролиферацию также анализировали с помощью иммуногистохимии ядерного антигена пролиферирующих клеток17 (PCNA, 1: 2400, Cell Signaling, Technology, Danvers, MA). После инкубации с соответствующими вторичными антителами (Alexa Fluor, Invitrogen, Barcelona, ​​Spain) участки были окрашены Hoechst 33342 (Invitrogen, Barcelona, ​​Spain).

Апоптоз определяли количественно в участках поджелудочной железы методом TUNEL1718. После инкубации со вторичными антителами секции устанавливали с использованием ProLong Gold Antifade Reagent (Invitrogen, Barcelona, ​​Spain). Изображения были получены из двухцветных разделов. BrdU или TUNEL-положительные ядра оценивались только в клетках, которые также были положительными для глюкагона. Размеры альфа-клеток также измеряли путем анализа областей поперечного сечения глюкогауза-положительных островковых клеток, диспергированных в первичной культуре.

Экзоцитоз контролировали в клетках внутри интактных свежей островки стандартной стандартной конфигурацией целых клеток и регистрировали изменения емкости ячейки в режиме синуса + постоянного тока усилителя Lock-In, включенного в программное обеспечение Patch Master.

Для этих экспериментов был приготовлен раствор пипетки, содержащий следующие компоненты (в мМ): 125 глутаминовой кислоты, 10 NaCl, 10 KCl, 1 MgCl 2, 0,05 EGTA, 3 Mg-ATP, 0,1 cAMP и 5 HEPES (pH 7,1 с КОН).

Раствор для ванны также получали со следующими компонентами (в мМ): 118 NaCl, 5,6 KCl, 20 тетраэтиламмоний-Cl, 1,2 MgCl2, 2,6 CaCl2, 5 HEPES и 5 D-глюкозой (рН 7,4 NaOH) 19. Были оценены только эксперименты, демонстрирующие устойчивое и низкое сопротивление доступа и небольшие токи утечки.

Значение сопротивления уплотнения обычно составляло> 3 МОм. Никаких различий между группами ND и HFD не было отмечено ни по одному из этих параметров. Эксперименты проводились при физиологической температуре (34 ° C-36 ° C). Идентификация альфа-клеток была установлена ​​двойным методом.

Во-первых, характеристическую зависимую от напряжения инактивацию Na + -тока оценивали по двухэтапному протоколу, в котором ячейка удерживалась при -70 мВ, а условные импульсы между -150 и 0 мВ были применены до испытательного импульса до + 10 mV20.

Затем TEA-устойчивый переходный ток K +, чувствительный к 4-AP (A-ток), оценивался с помощью деполяризации при напряжении от -70 до -10 мВ20. Кроме того, некоторые клетки отслеживались иммуноцитохимией путем инъекции биоцитина (0,5 мг / мл) через регистрирующий электрод20. Клетки, которые были положительны для А-токов, также были положительными для окрашивания против глюкагона.

Данные представлены как среднее ± SE. Тестирование у ученика t или одностороннее ANOVA с коррекцией Бонферрони проводилось с уровнем значимости p

Источник: http://rupubmed.com/ozhirenie/27622

Антитела к островковым клеткам поджелудочной железы, IgG

Альфа и бета клетки поджелудочной железы

[13-016] Антитела к островковым клеткам поджелудочной железы, IgG

1785 руб.

Анализ позволяет выявлять в сыворотке крови специфические аутоантитела к антигенам островковых клеток, которые могут вызывать инсулинозависимый сахарный диабет аутоиммунной природы.

Синонимы русские

АТ к бета-клеткам поджелудочной железы, аутоантитела к антигенам островковых клеток в сыворотке крови.

Синонимы английские

Anti-Islet Cell Antibodies, Islet Cell Cytoplasmic Autoantibodies.

Метод исследования

Непрямая реакция иммунофлюоресценции.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь.

Как правильно подготовиться к исследованию?

Не курить в течение 30 минут до исследования.

Общая информация об исследовании

Инсулинозависимый сахарный диабет 1-го типа характеризуется недостаточной продукцией инсулина бета-клетками (островками Лангерганса) в поджелудочной железе вследствие их аутоиммунного разрушения.

Специфические аутоантитела к антигенам островковых клеток в сыворотке крови – один из показателей инсулинозависимого сахарного диабета 1-го типа, имеющего аутоиммунный характер. Их появление отражает разрушение бета-клеток поджелудочной железы и, как следствие, неадекватный синтез инсулина, что является особенностями сахарного диабета 1-го типа.

Противоположно развивается сахарный диабет 2-го типа, который является главным образом следствием формирования инсулинорезистентности клеток и не связан с аутоиммунными процессами.

Около 10 % всех случаев сахарного диабета – это диабет 1-го типа (аутоиммунный), чаще встречающийся у пациентов моложе 20 лет.

Основные симптомы сахарного диабета, такие как учащенное мочеиспускание, жажда, потеря веса и плохое заживление ран, возникают, когда у больного диабетом 1-го типа разрушается около 80-90 % бета-клеток поджелудочной железы и она больше не в состоянии вырабатывать адекватное количество инсулина. Организму требуется ежедневная продукция инсулина, так как только с его помощью глюкоза может проникать в клетки и использоваться для производства энергии. Без достаточного количества инсулина клетки голодают, а в крови повышается содержание сахара (гипергликемия). Острая гипергликемия может привести к развитию диабетической комы, а хроническая – к повреждению кровеносных сосудов и органов, например почек.

При аутоиммунном сахарном диабете 1-го типа в 95 % случаев выявляются специфические антитела к антигенам островковых клеток, в то время как у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа аутоантитела, как правило, отсутствуют.

Анализ на антитела к бета-клеткам поджелудочной железы в крови – наиболее распространенный метод диагностики аутоиммунного характера сахарного диабета.

Для чего используется исследование?

  • Главным образом для того, чтобы дифференцировать аутоиммунный инсулинозависимый сахарный диабет 1-го типа от других типов диабета. Правильное и своевременное определение типа диабета расширяет возможности раннего лечения с подбором наиболее подходящей терапии и позволяет избежать осложнений болезни.
  • Чтобы спрогнозировать возможный сахарный диабет 1-го типа, так как антитела к островковым клеткам могут определяться в крови задолго до первых симптомов диабета. Их выявление позволяет диагностировать преддиабет, назначить диету и иммунокорректирующую терапию.

Когда назначается исследование?

  • При дифференциальной диагностике 1-го и 2-го типа диабета у пациентов с впервые выявленным сахарным диабетом.
  • При диагностике неясных форм сахарного диабета, когда пациенту был поставлен диагноз “диабет 2-го типа”, но он испытывает большие трудности в контроле за уровнем глюкозы в крови, применяя стандартную терапию.

Что означают результаты?

Референсные значения

Титр: < 1:4.

Повышенный результат

  • Аутоиммунный инсулинозависимый сахарный диабет 1-го типа.
  • Предрасположенность к аутоиммунному сахарному диабету 1-го типа у лиц с отягощенной наследственностью.

Отрицательный результат у пациентов с симптомами сахарного диабета

  • Сахарный диабет 2-го типа.

Что может влиять на результат?

Аутоиммунные эндокринные заболевания, такие как тиреоидит Хашимото или болезнь Аддисона, способствуют ложноположительному результату.

Важные замечания

  • В ряде случаев антитела к антигенам островковых клеток могут определяться у здоровых лиц.
  • Большое значение данный анализ имеет при решении о назначении инсулинотерапии, особенно у детей.

Также рекомендуется

  • Антитела к инсулину
  • Инсулин

Кто назначает исследование?

Эндокринолог, терапевт.

Источник: https://helix.ru/kb/item/13-016

Функции поджелудочной железы — лекции на ПостНауке

Альфа и бета клетки поджелудочной железы

ВИДЕО Поджелудочная железа участвует в регуляции пищеварения и регуляции липидного обмена. В составе поджелудочной железы есть определенные скопления клеток, которые выполняют эндокринную функцию. Они называются островками Лангерганса, иногда — островковым аппаратом поджелудочной железы. В них есть несколько типов клеток, каждый из которых вырабатывает свой гормон.

Но известность поджелудочная железа получила потому, что в бета-клетках островкового аппарата вырабатывается инсулин.

Недостаточность инсулина ведет к сахарному диабету первого типа.

Дело в том, что такая распространенность диабета связана с тем, что инсулин — единственный гормон, который может снижать сахар в крови, в отличие от всех других гормонов, которые влияют на процессы, помогая друг другу. Например, существует по крайней мере четыре гормона, которые повышают сахар в крови: адреналин, глюкокортикоиды, глюкагон, гормон роста.

И если какой-то из них по какой-то причине не работает, то его функцию заменяют другие, и уровень сахара в крови повышается. Если не продуцируется или не работает инсулин, то снижения сахара в крови не будет происходить, что и приведет к сахарному диабету.

Сахарный диабет был известен очень давно. Поэтому из всех гормонов островкового аппарата поджелудочной железы инсулин открыли первым, занимаются им очень много. Инсулин — это гормон, по которому можно проследить историю биологии или историю молекулярной биологии. Было получено три Нобелевские премии просто за инсулин и еще одна — за его радиолигандное определение.

Первая Нобелевская за то, что наконец открыли этот гормон, вторая — за открытие первичной структуры (это, кстати, был первый белок, первичная структура которого была расшифрована).

Третья — за расшифровку пространственной структуры, а четвертая Нобелевская — за то, что на примере инсулина был разработан метод определения гормонов в крови, которым пользуются до сих пор очень успешно.

Щитовидная железа: функции и болезни

Пристальное изучение инсулина сыграло злую шутку с другими гормонами островкового аппарата поджелудочной железы, потому что очень долго не обращали должного внимания на эти гормоны.

Оказалось, что кроме бета-клеток, в которых вырабатывается инсулин, существуют еще альфа-клетки, в которых вырабатывается глюкагон — это антагонист инсулина, то есть он повышает сахар в крови.

Поскольку они находятся близко друг от друга, они могут сообщать друг другу об изменении своей концентрации, не выходя в кровь, а инсулин бета-клеток действует на альфа-клетки, глюкагон альфа-клеток действует на инсулин бета-клеток. Таким образом, они поддерживают постоянный уровень сахара в крови.

Если слишком много инсулина, начинает вырабатываться глюкагон, чтобы не слишком падала глюкоза. Наоборот, если слишком много глюкагона, начинает вырабатываться инсулин. Такие местные переговоры между двумя гормонами очень важны для поддержания системного равновесия.

Оказалось, что в островковом аппарате есть еще один тип клеток — дельта-клетки. В них вырабатывается гормон соматостатин. Соматостатин был известен как гормональное соединение, которое вырабатывается гипоталамусом и снижает продукцию гормона роста, второе название которого — соматотропный гормон.

Поэтому это соединение назвали «соматостатин», то есть он снижает продукцию соматотропного гормона. Оказалось, что понижающий эффект продукции гормона характерен не только для того соматостатина, который вырабатывается в гипоталамусе, но и для соматостатина, который вырабатывается в дельта-клетках поджелудочной железы. Он снижает продукцию и инсулина, и глюкагона.

Это такое сдерживающее начало, чтобы осуществить быстрое реагирование на изменение уровня глюкозы в крови.

Совсем недавно открыли эпсилон-клетки, которые продуцируют гормон грелин. Здесь нужно рассказать о функциях инсулина, которые не только снижают уровень сахара в крови. Его продукция увеличивается в ответ на прием пищи, то есть это гормон насыщения.

При приеме пищи увеличивается глюкоза в крови, и инсулин этот уровень глюкозы снижает. То есть еще один эффект инсулина — это снижение потребления пищи. Он сигнализирует мозгу о том, что организм насытился и надо снижать потребление пищи. Грелин и его продукция растет во время голодания.

Он как раз сигнализирует организму о том, что пора начать прием пищи. Такие альтернативные эффекты инсулина и грелина помогают им правильно регулировать ритм потребления пищи, один подстраховывает другой. Основное количество грелина продуцируется в желудке. И это понятно, потому что реакция на голод у желудка первая.

Но дополнительная продукция в островковом аппарате помогает и инсулину, и грелину правильно реагировать на режим питания.

Я уже говорила, что контринсулярные гормоны важны не только для того, чтобы рос сахар в крови, но и для того, чтобы глюкоза в крови была на постоянном нормальном уровне. И глюкагон очень хорошо с этим справляется.

Что происходит, если система гормонов островкового аппарата перестает работать? Я уже говорила, что заболевание диабет известно с глубокой древности. Но только в 1970-е годы диабет стали делить на две формы: первого и второго типа. Оказалось, что у них совершенно разные причины.

Диабет первого типа связан с тем, что разрушаются бета-клетки — те клетки, которые продуцируют инсулин. Соответственно, инсулин перестает продуцироваться, и сахар в крови растет, он появляется в моче, начинается обезвоживание.

А диабет второго типа связан со снижением чувствительности к инсулину: плохо работают рецепторы инсулина, плохо работают белки, которые проводят сигнал от инсулина в исполнительные клетки. В результате возникает диабет второго типа.

Оказалось, что и механизмы возникновения этих двух заболеваний абсолютно различны. Диабет первого типа — это заболевание аутоиммунной природы. Аутоиммунное поражение бета-клеток вызывает снижение продукции инсулина.

Причем интересно, что достаточно часто это заболевание провоцируют инфекционные болезни.

Дело в том, что вирусы и компоненты вируса, например вируса краснухи, любят бета-клетки, их структуры экспонируются на мембране бета-клеток, и организм начинает воспринимать бета-клетки как чужеродные, и инсулин перестает вырабатываться.

Для диабета второго типа картина совершенно другая. Если в первом случае есть внутренние дефекты иммунной системы, она неправильно реагирует, то во втором случае есть какие-то дефекты ферментов, которые участвуют в углеводном и липидном обмене. Они не такие большие, но провоцировать заболевание может перегрузка липидного, углеводного обмена.

То есть это переедание, ожирение и так далее. Когда слишком большая нагрузка на ферменты, которые несколько слабы в своих реакциях, начинает манифестироваться диабет второго типа. Соответственно, эти два заболевания лечатся по-разному.

Если в случае диабета первого типа надо вводить инсулин, то в случае диабета второго типа необходимо поддерживать организм, чтобы чувствительность к инсулину не падала так сильно, как происходит.

Сейчас в отношении диабета первого типа начались большие разработки, связанные со стволовыми клетками и попыткой найти другой способ лечения: стимулировать переход стволовых клеток в бета-клетки, подсадить эти бета-клетки к больным диабетом первого типа, убедиться, что они вырабатывают инсулин. На животных моделях это более-менее становится реальным, поэтому я думаю, что мы находимся на пороге открытий, когда диабет первого типа будет не только компенсирован, но, можно сказать, почти излечен.

К сожалению, пропорции диабета первого типа и второго типа разные. Больных диабетом второго типа гораздо больше, чем диабетом первого типа. Несмотря на различные возможности лечения этого заболевания, пока никакого прорыва не ожидается.

Нужно иметь в виду, что гормоны поджелудочной железы регулируются еще и гормонами желудочно-кишечного тракта. И именно гормоны желудочно-кишечного тракта сообщают инсулину о том, что начался прием пищи, сейчас повысится уровень глюкозы в крови и инсулину пора увеличиваться, чтобы справиться с повышенным уровнем глюкозы.

Поэтому поджелудочная железа как часть пищеварительной системы реагирует и на гормоны желудочно-кишечного тракта.

Источник: https://postnauka.ru/video/103736

Эндокринная часть поджелудочной железы. Регенерация поджелудочной железы

Альфа и бета клетки поджелудочной железы

Островки состоят из эпителиальных клеток — панкреатических эндокриноцитов, или инсулоцитов. Величина островков, их форма и число входящих в состав клеток очень различны. Общее количество островков в поджелудочной железе достигает 1-2 млн. Средний размер островка 0,1-0,3 мм.

Общий объем эндокринной части составляет около 3% всего объема железы. Островки пронизаны кровеносными капиллярами, окруженными перикапиллярным пространством. Эндотелий капилляров имеет фенестры, облегчающие поступление гормонов от инсулоцитов в кровь через перикапиллярное пространство.

В островковом эпителии различают 5 видов клеток: А-клетки, В-клетки, D-клетки, ВИП-клетки, РР-клетки.

А-клетки (альфа-клетки, или ацидофильные инсулоциты) — это крупные округлые клетки с бледным крупным ядром и цитоплазмой, содержащей ацидофильные гранулы. Гранулы обладают и аргирофилией. В состав этих гранул входит гормон глюкагон, расщепляющий гликоген и повышающий содержание сахара в крови.

А-клетки рассеяны по всему островку, образуя нередко небольшие скопления в центральной части. Они составляют около 20-25% от всех инсулоцитов.
В-клетки (бета-клетки, или базофильные инсулоциты) имеют кубическую или призматическую форму, крупное темное, богатое гетерохроматином ядро.

Доля В-клеток достигает 70-75% от общего числа инсулоцитов. В цитоплазме В-клеток накапливаются осмиофильные гранулы, содержащие гормон инсулин. Инсулин регулирует синтез гликогена из глюкозы.

При недостатке продукции инсулина глюкоза не превращается в гликоген, содержание ее в крови повышается и создаются условия для развития заболевания, называемого сахарным диабетом.

D-клетки (дельта-клетки, или дендритические инсулоциты) составляют 5-10% среди всех островковых клеток. Форма их иногда звездчатая с отростками. В цитоплазме определяются гранулы средних размеров и плотности.

В гранулах накапливается гормон соматостатин. Он тормозит секрецию инсулина и глюкагона, снижает продукцию ряда гормонов желудочно-кишечного тракта — гастрина, секретина, энтероглюкагона, холецистокинина и др.

, подавляет секрецию соматотропного гормона в гипофизе.

ВИП-клетки (аргирофильные клетки) встречаются в островках в небольшом количестве. В цитоплазме выявляются плотные аргирофильные гранулы, содержащие вазоактиеный интестиналъный полипептид. Он обладает выраженным сосудорасширяющим дейтвием, снижает кровяное давление, угнетает секрецию соляной кислоты в желудке, стимулирует выделение глюкагона и инсулина.

РР-клетки — полигональной формы инсулоциты, расположенные преимущественно по периферии островка. Количество их — 2-5% от общего числа клеток островка. В цитоплазме РР-клеток выявляются мелкие гранулы, содержащие панкреатический полипептид.

Основная роль панкреатического полипептида в организме — регуляция скорости и количества экзокринной секреции поджелудочной железы и желчи в печени.

Таков клеточный состав островкового эпителия, представляющего собой мозаику дивергентно развивающихся клеточных дифферонов.

В дольках поджелудочной железы встречаются еще ацинозно-инсулярные клетки, в цитоплазме которых одновременно содержатся гранулы, характерные как для ацинозных, так и для островковых клеток.

Ткани поджелудочной железы иннервируют блуждающий и симпатический нервы. В интрамуральных вегетативных ганглиях находятся холинергические и пептидергические нейроны, волокна которых заканчиваются на клетках ацинусов и островков. Между нервными клетками ганглиев и островковыми клетками устанавливается тесная связь с образованием нейроинсулярных комплексов.

С возрастом в поджелудочной железе постепенно уменьшается количество островков.

В островках наблюдаются закономерные возрастные изменения клеточных взаимоотношений, заключающиеся в быстрой смене после рождения преобладания А-клеток над В-клетками на преобладание В-клеток над А-клетками у взрослых.

Затем происходит постепенное увеличение количества А-клеток, которое наряду с одновременным, хотя и незначительным, уменьшением числа В-клеток приводит нередко в пожилом и особенно старческом возрасте вновь к преобладанию А-клеток над В-клетками.

Регенерация поджелудочной железы. В эмбриогенезе островки растут благодаря пролиферации исходных клеток-предшественниц и их дивергентной дифференцировке в соответствующие клеточные диффероны. У взрослых физиологическая регенерация ацинозных и островковых клеток происходит в основном путем внутриклеточного обновления органелл.

Митотическая активность клеток в связи с высокой специализацией низкая. После резекции части или повреждения органа наблюдается некоторое повышение уровня пролиферативной активности клеток ацинусов, протоков и островков, последующее образование новых ацинусов.

Однако ведущей формой регенерации экзокринной части железы является регенерационная гипертрофия.

Восстановительные процессы в эндокринной части железы происходят за счет пролиферативной активности инсулоцитов и клеток эпителия протоков путем ацино-инсулярной трансформации.

– Также рекомендуем “Печень. Развитие печени. Строение печени.”

Оглавление темы “Строение желудка. Строение кишечника.”:
1. Пищевод. Слизистая пищевода. Строение стенки пищевода.
2. Желудок. Развитие желудка. Строение желудка. Железы желудка.
3. Эпителий желез желудка. Клетки желудка. Гормоны желудка.
4. Тонкая кишка. Развитие тонкой кишки. Строение тонкой кишки.
5. Эпителий тонкой кишки. Клетки тонкой кишки.
6. Толстая кишка. Развитие и строение толстой кишки. Червеобразный отросток.
7. Прямая кишка. Строение прямой кишки. Поджелудочная железа.
8. Эндокринная часть поджелудочной железы. Регенерация поджелудочной железы.
9. Печень. Развитие печени. Строение печени.
10. Гепатоциты. Строение гепатоцитов. Образование желчи.

Источник: https://meduniver.com/Medical/gistologia/98.html

Ученые смогли заставить альфа-клетки выробатывать инсулин и это здорово!

Альфа и бета клетки поджелудочной железы

Хорошо известно, что инсулин является гормоном, который регулирует количество сахара в крови. Когда организм человека неспособно произвести инсулин, или наблюдается его чрезвычайный дефицит, у человека диагностируют сахарный диабет.

Разрушение производящей инсулин клетки в поджелудочной железе может привести к сахарному диабету. К счастью, последние исследования предполагают, что такие поврежденные клетки могут быть заменены модификациями из числа других клеток, которые помогут контролировать уровень сахара в крови.

Результаты исследований предполагают, что «реадаптированные» инсулин-продуцирующие клетки можно использовать для лечения сахарного диабета.

В исследовании, опубликованном 13 февраляв журнале Nature, исследователи сообщают, что клетки поджелудочной железы человека, которые не производят инсулин в нормальных условиях, при внешнем вмешательстве исследователей, могут изменять свою функцию и начинать вырабатывать инсулин. И эти перекодированные клетки при их имплантации мышам облегчают симптомы сахарного диабета. Этот эксперимент показывает возможность применения в будущем этого метода в терапии человека.

Авторы исследования считают, что имплантированные клетки могут выживать в организме в течение длительного времени и необходимости регулярного введения, как в случае с уколами инсулина, нет. Имплантированные клетки являются более продвинутой технологией, чем традиционные инъекции инсулина.

Перспективы их применения к другим болезням – это новая неизученная сфера, обладающая огромным потенциалом и возможностями. На этот потенциал указывает и один из авторов исследования Теренс Герберт, биолог-исследователь из Университета Линкольн, Великобритания.

Но он также считает, что прежде, чем начнутся полномасштабные клинические испытания, пройдет некоторое время, в том числе связанное с преодолением бюрократических и, важно, этических препятствий.

Отказ системы секреции инсулина в процессе питания, ведет к увеличению концентрация сахара в крови.

Бета-клетки (или β-клетки) поджелудочной железы обычно выделяют инсулин, который, в свою очередь, стимулирует клетки к поглощению сахара, тем самым снижая концентрацию сахара в крови в организме до нормального уровня.

Однако у пациентов с диабетом эта система может работать со сбоями, что приводит к повышению уровня сахара в крови, что наносит урон организму и вызывает это заболевание.

Бета-клетки (или β-клетки). Источник: https://commons.wikimedia.org

При диабете первого типа иммунная система атакует и разрушает бета-клетки, а при диабете 2 типа бета-клетки не продуцируют достаточное количество гормонов или организм сам устойчив к инсулину.

Ученые ранее показали в исследованиях на мышах, что, если бета-клетки разрушаются, другие панкреатические клетки, называемые альфа-клетками (или α-клетки), становятся подобными бета-клеткам и начинают секретировать инсулин.

Эти альфа-клетки обычно продуцируют глюкагон, который вместе с бета-клетками присутствует в клеточном кластере гормонов.

Предыдущие исследования показали, что белки Pdx1 и MafA, которые контролируют экспрессию генов, могут играть важную роль в индукции альфа-клеток для выработки инсулина у мышей.

Какие изменения происходят после искусственного вмешательства? Это отвечает другой член команды исследователей Педро Эррера из Женевского университета, Швейцария. Он и его коллеги заинтересовались, будет ли производство белков промоутеров инсулина в человеческих альфа-клетках иметь такой же эффект, как в бета.

Итак, сначала они извлекли островковые клетки из поджелудочной железы человека и выделили один тип клеток. Затем они ввели ДНК, кодирующую белки Pdx1 и MafA, в α-клетки и затем собрали их вместе.

После одной недели культивирования почти 40% человеческих альфа-клеток производили инсулин, тогда как некодированные контрольные клетки не производили его.

Кроме того, результаты показали, что экспрессия других генов, связанных с β-клетками, в рекомбинантных α-кодирующих клетках выросла. «У них оказалось несколько схожих функций», – сказал Эррера.

Затем команда трансплантировала большое количество клеток мышам с сахарным диабетом и с истощенными бета-клетками и обнаружила, что уровни глюкозы в крови у мышей упали до нормальных уровней. Когда трансплантат был удален, сахар крови мыши восстановился.

В поисках лекарств, которые могут изменить свойства альфа-клеток, Эррера говорит, что, если альфа-клетки или другие типы островковых клеток могут начать вырабатывать инсулин у диабетиков, то качество их жизни будет значительно улучшено. Наша мечта – найти лекарство, способное изменить свойства альфа-клеток.

Но он признает, что до любой формы лечения еще далеко. Во-первых, его команде необходимо выяснить, что происходит на молекулярном уровне, когда альфа-клетки становятся сходными с бета-клетками.

Другие исследовательские группы также пытались создать новые инсулин-продуцирующие клетки в поджелудочной железе: некоторые исследовательские группы пытались производить бета-клетки из стволовых клеток. Однако при диабете первого типа иммунная система атакует бета-клетки, что представляет собой серьезную проблему для реализации этой стратегии.

Альфа-клетки (или α-клетки). Источник: https://en.wikipedia.org/wiki

Эррера и его команда представили некоторые доказательства того, что их гибридные клетки не подвержены этой атаке. Герберт отметил, что их метод может быть более жизнеспособным методом получения бета-клеток, чем методы с использованием стволовых клеток.

Герберт также добавил, что прежде, чем авторы смогут сделать убедительные выводы об эффективности своих методов, им необходимо протестировать гибридные клетки с другими антителами, присутствующими при диабете первого типа, которые могут атаковать эти клетки.

Поджелудочная железа оказалась более перспективной в плане поиска подходов к лечению сахарного диабета. Так считает Инес Себола, биолог из Королевского колледже Лондона. Она считает, что клетки поджелудочной железы могут вырабатывать инсулин, при этом, не превращаясь в настоящую бета-клетку. И это удивительно!

Биолог Диего Бальбоа Алонсо из Центра исследования генома (Барселона) согласен с ней. Он считает, что последние исследования показывают, что гормональная система поджелудочной железы человека гораздо более пластична, чем считалось ранее.

В настоящее время основными вариантами лечения являются общее лечение. В основном с помощью ежедневного контроля диеты, физических упражнений, снижения веса и, конечно, с помощью гипогликемических препаратов снижения уровня сахара в крови.

Кроме того, в более серьезных случаях заболевания пациентам требуются регулярные инъекции инсулина.

В будущем мы с нетерпением ждем новых эффективных методов лечения и, действительно, благодаря серии новых исследований и открытий прогресс в этом направлении очевиден.

Вам могут быть интересны другие мои публикации:

У вас диабет? Не бойтесь, эти фрукты можно употреблять в пищу.

Они Вам не помощники! Эти четыре вида пищи являются причиной роста сахара в крови!

Хочешь понизить уровень сахара в крови? Вот 7 принципов.

Не болейте и знайте меру даже в полезных продуктах. Подписывайтесь на мой канал и ставьте

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5a81395b58166935a1fc21dd/5c6d5f247a2ca100b3c468fe

ЗдоровыйЖелудок
Добавить комментарий