Illote de Langerhans de rato nas proximidades dun vaso sanguíneo. coa insulina en vermello e o núcleo en azul.Illotes de Langerhans. H-eosina.Diagrama que mostra as diferenzas estruturais entre os illotes de rata (arriba) e os humanos (abaixo) e a parte ventral (esquerda) e dorsal (dereita) do páncreas. Cada tipo celular coloreado dunha cor. Os illotes de roedores, a diferenza dos humanos, mostran o característico centro de insulina.
Os illotes de Langerhans[1] ou illotes pancreáticos son rexións do páncreas que conteñen células produtoras de hormonas. Foron descubertos en 1869 polo patólogo alemán Paul Langerhans.[2] Os illotes só constitúen aproximadamente do 1 ao 2 % da masa do páncreas, xa que a maioría do órgano está formado por células acinares con función dixestiva, que verten os seus produtos no duodeno. A porción do páncreas ocupada polos illotes denomínase páncreas endócrino, e o resto é o páncreas exócrino.
Anatomía e histoloxía
Hai aproximadamente un millón de illotes distribuídos polo páncreas dunha persoa adulta sa,[3], cada un dos cales mide arredor de 0,2 mm de diámetro [3]. Están separados do resto do tecido pancreático por unha fina cápsula de tecido conectivo fibroso, que se continúa co tecido conectivo fibroso que está intercalado polo resto do páncreas.[3] A masa conxunta dos illotes é de 1 a 1,5 gramos.
Nos cortes tinguidos con hematoxilina-eosina, os illotes teñen o aspecto de agrupacións irregulares de cor rosa pálido, distribuídas estensamente entre os acinos exócrinos de cor máis escura. Para diferenciar as células dos illotes cómpren métodos de tinguidura especial como o de Gomori ou tinguidura inmunofluorescente. Gran parte destas células son as células β relativamente pequenas e de cor azul. En grupos pequenos arredor das células beta, identifícanse células de maior tamaño de cor rosa ou células α (alfa). Ademais, posúen tamén células delta e F (ou PP). As células beta son as máis comúns e as F as máis raras.
Tipos de células
Nos illotes de Langerhans hai polo menos cinco tipos de células produtoras de hormonas, que secretan estas aos vasos sanguíneos próximos. Nas ratas, atopamos os seguintes tipos de células endócrinas:[4]
Células alfa ou células A. Son células que producen a hormona glicagón (15–20% do total das células dos illotes).
A citoarquitectura dos illotes de Langerhans difire entre especies.[5][6][7]
En particular, os illotes dos roedores están caracterizados por unha predominancia de células produtoras de insulina situadas no centro do illote e por escasas células alfa, delta e PP na periferia, pero nos illotes humanos as células alfa e beta dispóñense en estreita relación entre elas por todo o illote.[5][7]
As células dos illotes poden influírse unhas a outras por medio de comunicación parácrina (influencia sobre outras próximas) e autócrina (influencia sobre a mesma célula), e as células beta están comunicadas electricamente con outras células beta (pero non cos outros tipos celulares).
Células alfa produtoras de glicagón
Os gránulos secretores que conteñen glicagón das células alfa posúen un contido electrodenso que enche as vesículas secretoras aínda despois de fixado. Teñen unha gran zona central esférica moi electrodensa rodeada por un bordo estreito menos electrodenso. O seu diámetro é de 250 a 300 nm.
O glicagón aumenta o nivel de glicosa sanguínea ao estimular a formación deste carbohidrato a partir do glicóxeno almacenado en hepatocitos. Tamén exerce efecto no metabolismo de proteínas e graxas. A liberación do glicagón é inhibida pola hiperglicemia.
Células beta produtoras de insulina
Os gránulos insulinóxenos secretores das células beta posúen un centro cristalino electrodenso con forma irregular. O seu contido sepárase da membrana que o limita despois da fixación. O seu diámetro é similar ao dos gránulos de células alfa.
A insulina é sintetizada no retículo endoplasmático rugoso en forma dun polipéptido chamado preproinsulina, que se transforma en proinsulina, que posúe a mesma actividade hormonal aínda que non da mesma magnitude ca a insulina. A proinsulina modifícase no aparato de Golgi e as vesículas secretoras que saen del conteñen a hormona insulina. A insulina é secretada cando hai hiperglicemia e tamén por influencia dalgunhas hormonas. As súas accións principais son estimular a captación de glicosa en varios tipos de células, e diminuír o nivel de glicosa sanguínea, ao estimular a conversión de glicosa en glicóxeno nos hepatocitos e miocitos, sempre que aumente dito nivel.
Células delta produtoras de somatostatina
As células delta posúen gránulos secretores máis grandes e menos electrodensos ca as células alfa e beta, e os seus orgánulos secretores son menos notables.
A somatostatina secrétase no páncreas e no hipotálamo. Inhibe a liberación da hormona do crecemento, TSH, da insulina, o glicagón, de hormonas gastrointestinais e mesmo da propia somatostatina pancreática. A regulación mutua da actividade secretora entre as células alfa, beta e delta suxire fortemente algunha disposición especial que facilita a regulación directa dunha célula a outra, mecanismo coñecido como regulación parácrina.
Retroalimentación parácrina
Illote de rato inmunotinguido para o polipéptido pancreático.
O sistema de retroalimentación parácrina dos illotes de Langerhans ten a seguinte estrutura:[8]
Insulina: activa as células beta e inhibe as células alfa.
Glicagón: activa as células alfa, as cales activan as células beta e delta.
Somatostatina: inhibe as células alfa e beta.
Actividade eléctrica
A actividade eléctrica dos illotes pancreáticos foi estudada utilizando técnicas patch clamp (ou de fixación de membrana), e concluíuse que o comportamento das células nos illotes intactos difire significativamente do que teñen cando están dispersas.[9]
Transplante de illotes de Langerhans
Ilustración dun páncreas de can a 250 aumentos.
O transplante de células dos illotes pancreáticos dá a posibilidade de recuperar a función das células beta que se perdeu na diabetes tipo 1, e ofrece unha alternativa a un transplante completo de páncreas ou a un páncreas artificial. Estas células beta son destruídas selectivamente por un proceso autoinmune na diabetes tipo 1.[10][11]
Nalgúns ensaios recentes comprobouse que os pacientes transplantados con illotes de cadáveres recuperan a produción de insulina e o control metabólico.[11] O transplante de illotes require unha forte inmonosupresión.[12]
Unha fonte alternativa de células beta son as células produtoras de insulina derivadas de células nai ou troncais adultas.[13]
Outra fonte potencial de células beta poden ser os xenotransplantes (procedente doutras especies, como o porco). A insulina humana e a porcina só difiren nun aminoácido, e era esta insulina de porco a que se usaba no tratamento antes de que aparecese a insulina recombinante obtida por enxeñaría xenética. Pero o principal problema é que as características inmunolóxicas dos tecidos doutras especies poden diferir moito das humanas. Estase investigando no desenvolvemento de porcos modificados xeneticamente que non expresan nas súas ceulas as moléculas con maior inmunoxenicidade. Tamén hai un risco de transmisión de retrovirus endóxenos porcinos.
Outra vía de investigación é a encapsulación dos illotes xenotransplantados por medio de diversas técnicas, que quedarían así inmunoillados e non accesibles ao noso sistema inmunitario.
Notas
↑Coordinadores: Jaime Gómez Márquez, Ana Mª Viñas Díaz e Manuel González González. Redactores: David Villar Docampo e Luís Vale Ferreira. Revisores lingüísticos: Víctor Fresco e Mª Liliana Martínez Calvo. (2010). Dicionario de bioloxía galego-castelán-inglés.(PDF). Xunta de Galicia. p. 101. ISBN978-84-453-4973-1.
↑Langerhans P (1869). "Beitrage zur mikroscopischen anatomie der bauchspeichel druse.". Inaugural-dissertation. Berlin: Gustav Lange.
↑ 3,03,13,2Sleisenger , edited by Mark Feldman, Lawrence S. Friedman, Lawrence J. Brandt; consulting editor, Marvin H. (2009). MD Consult - St. Louis, Mo., ed. Sleisenger & Fordtran's gastrointestinal and liver disease pathophysiology, diagnosis, management (9th ed. - 914 ed.). ISBN978-1-4160-6189-2.
↑ 5,05,1Brissova M, Fowler MJ, Nicholson WE, Chu A, Hirshberg B, Harlan DM, Powers AC (2005). "Assessment of human pancreatic islet architecture and composition by laser scanning confocal microscopy". Journal of Histochemistry and Cytochemistry53 (9): 1087–97. PMID15923354. doi:10.1369/jhc.5C6684.2005.
↑Ichii H, Inverardi L, Pileggi A, Molano RD, Cabrera O, Caicedo A, Messinger S, Kuroda Y, Berggren PO, Ricordi C (2005). "A novel method for the assessment of cellular composition and beta-cell viability in human islet preparations". American Journal of Transplantation5 (7): 1635–45. PMID15943621. doi:10.1111/j.1600-6143.2005.00913.x.
↑Meloche RM (2007). "Transplantation for the treatment of type 1 diabetes". World Journal of Gastroenterology13 (47): 6347–55. PMID18081223. doi:10.3748/wjg.13.6347.
↑ 11,011,1Hogan A, Pileggi A, Ricordi C (2008). "Transplantation: current developments and future directions; the future of clinical islet transplantation as a cure for diabetes". Frontiers of Bioscience13 (13): 1192–205. PMID17981623. doi:10.2741/2755.
