Где находятся клетки лангерганса. Островки Лангерганса: симпотмы, виды, причины, методы диагностики

Кожа является крупнейшим специализированным органом человека, площадь которого составляет 2 м 2 , а масса - почти 3 кг. Она выполняет ряд важнейших функций. В частности, кожа - это барьерный орган и, что особенно важно отметить, подобно тимусу, она является местом, где созревают некоторые типы иммунных клеток и протекают иммунологические реакции. В принципе, в кожном барьере представлены все типы клеток, способные осуществлять широкий спектриммунных реакций. Это дает основание считать кожу органом иммунной системы.

В начале 80х гг. XX века была сформулирована концепция лимфоидной ткани кожи - skin-associated lymphoid tissue (SALT), которая продолжает развиваться и в наши дни. В соответствии с современными взглядами наряду с лимфоцитами к иммунной системе кожи следует отнести нейтрофилы, тучные клетки и эозинофилы, клетки Лангерганса и кератиноциты .

Лимфоциты

Для лимфоидных клеток характерна рециркуляция - постоянный обмен между кровью, лимфой и органами, содержащими лимфоидную ткань. Другой особенностью данной клеточной популяции является хоминг - заселение определенных участков лимфоидных органов и тканей. Поэтому внутридермальные лимфоциты отличаются от циркулирующих в периферической крови. Для изучения популяционного состава лимфоцитов кожи были использованы методы иммуногистохимии и «кожного окна» (определение процентного содержания клеток на отпечатке с небольшого участка кожи после удаления поверхностного слоя эпидермиса). Это позволило установить, что в норме лимфоидные клетки кожи являются преимущественно Т-лимфоцитами: CD5+ - 19%, CD3+ - 48%, CD25+ - 26%, CD4+ - 33%, CD22+ - 18% . Все они имеют достаточно специфичный общий маркер - кожный лимфоцитарный антиген (CLA), который считается рецептором, контролирующим сродство Т-клеток к коже. CLA - это адгезивная молекула на мембране, которая обеспечивает связывание Т-лимфоцита с эндотелием посткапиллярных венул кожи и переход его в дерму. CLA-позитивные T-клетки составляют 10-15% циркулирующих клеток крови. Популяция CLA-позитивных Т-клеток представлена несколькими субпопуляциями, различающимися по рецепторному статусу и функциональной активности . Для всех CLA-позитивных Т-клеток характерна экспрессия кожного Т-клеточного хемоаттрактанта (CTACK), который «привлекает» в кожу Т-лимфоциты из циркуляции, прежде всего при различных воспалительных процессах. Совокупность накопленных сегодня клинико-экспериментальных данных показывает, что CTACK играет важную роль в иммунном ответе кожи. Наиболее значима его патогенетическая роль как провоспалительного фактора при таких заболеваниях, как атопический и контактный дерматиты .

Кроме того, большинство Т-лимфоцитов нормальной кожи здорового человека имеют рецепторы к другим хемокинам - биологически активным веществам, контролирующим миграцию клеток, в частности лимфоцитов. Это способствует их активному участию в различных иммунологических реакциях, как физиологических, так и патологических .

Т-клетки кожи способны дифференцироваться в цитотоксические клетки или клетки памяти (CD45RO). Клетки памяти экспрессируют также кожный лимфоцитарный антиген (CLA), образуются в лимфатических узлах, дренирующих кожу, и возвращаются в кожу при воспалении. В норме они участвуют в формировании иммунитета в коже, а при патологии принимают участие в патогенезе кожной Т-клеточной лимфомы, отторжения трансплантата, атопического дерматита и т. д. . Около трети лимфоцитов кожи являются Т-хелперами (СD4+). В последние годы показано, что данная субпопуляция клеток представлена двумя разновидностями -Th1 и Th2, которые различаются прежде всего по спектру продуцируемых цитокинов. В норме между этими клетками существует определенный баланс; при заболеваниях кожи соотношение Th1/Th2 меняется. Например,при воспалительных процессах повышается активность Th1-лимфоцитов . Таким образом, лимфоциты кожи представляют собой гетерогенную клеточную популяцию, в которой присутствуют клетки рециркулирующего пула и специфические кожные лимфоциты. Для последних характерен своеобразный набор клеточных рецепторов, обусловливающих их тропность к коже, а также определенный набор продуцируемых цитокинов, позволяющий им участвовать в различных клеточных реакциях, которые обеспечивают репарацию кожи.

Нейтрофилы

Нейтрофилы содержатся в нормальной коже в незначительном количестве, а при острых воспалительных процессах их число существенно возрастает. Кроме того, нейтрофильные гранулоциты участвуют в регуляции репаративных процессов путем взаимодействия с другими клетками (макрофагами, кератиноцитами). Одним из механизмов этого взаимодействия является продукция нейтрофилокинов, стимулирующих секрецию фибробластами и лимфоцитами факторов роста, которые в свою очередь индуцируют пролиферативную активность клеток регенерирующей ткани .

Тучные клетки и эозинофилы

Тучные клетки (ТК) и эозинофилы кожи участвуют в различных патологических процессах, прежде всего - в аллергических. При внедрении аллергена в кожу он взаимодействует с эозинофилами и ТК, несущими на своей поверхности IgE-антитела. В результате этого взаимодействия происходит активация и дегрануляция клеток с последующим высвобождением различных медиаторов (субстанции Р, интерлейкинов 1 и 6, хемокинов). Они способствуют миграции в очаг патологического процесса других иммунокомпетентных клеток и поддерживают активность воспалительной реакции. Количество и функциональная активность этих клеток по-разному меняются при различных кожных заболеваниях. Кроме того, ТК и эозинофилы играют определенную роль в реализации патогенных эффектов стресса на кожу .

Клетки Лангерганса

Клетки Лангерганса (КЛ) относятся к специализированным клеткам эпидермиса и составляют 2-3% от общего числа его клеток. Они представляют собой одну из форм дендритных клеток, имеющих моноцитарно-макрофагальное происхождение и выполняющих в организме важнейшие иммунные функции, прежде всего - как антигенпрезентирующие клетки. Дендритные клетки являются ключевым звеном, связывающим приобретенный и врожденный иммунитет .

При воспалении и других процессах, связанных с антигенной стимуляцией, КЛ приобретают двигательную активность, покидают эпидермис с током тканевой жидкости и, перемещаясь по лимфе, претерпевают определенные морфологические трансформации, в результате чего становятся так называемыми «вуалевыми» клетками. Достигая лимфатических узлов, они активно взаимо действуют с другими иммунокомпетентными клетками и осуществляют презентацию им антигенов. КЛ способны взаимодейство вать с различными типами Т-клеток, модулируя таким образом различные типы иммунных реакций (воспаление, аутоиммунитет). Кроме того, КЛ непосредственно участвуют в уничтожении бактерий в коже.

Кератиноциты

Кератиноциты также следует отнести к иммунной системе кожи. Они продуцируют широкий спектр регуляторных молекул (ростовых факторов, цитокинов), чем обусловлено их участие в иммунной защите кожи . Нарушение взаимодействия молекул адгезии на поверхности кератиноцитов с рецепторами лимфоцитов является важным механизмом патогенеза ряда заболеваний, например псориаза .

Меланоциты

В последние годы эти пигмент-продуцирующие клетки кожи стали относить и к иммунокомпетентным, поскольку они, как и кератиноциты, способны продуцировать ряд цитокинов (интерлейкины 1, 3 и 6, фактор некроза опухолей, трансформирующий фактор роста и другие), которые выступают в роли медиаторов иммунного ответа в дерме .

Цитокины - биорегуляторы иммунных реакций

Последние десятилетия характеризовались бурным накоплением данных о новом классе иммунорегуляторных молекул - цитокинов. Они включают в себя огромное количество различных веществ, в том числе интерлейкинов, которые выполняют коммуникативную функцию между иммуноцитами и оказывают различные регуляторные влияния как в рамках иммунной системы, так и в других органах и тканях. В настоящее время в коже обнаружено большинство известных интерлейкинов: их функции связаны с кожей, а нарушение продукции лежит в основе патогенеза ряда кожных заболеваний, в частности псориаза и атопического дерматита .

Иммунная система кожи при инфекционном и неинфекционном поражении

Иммунная система кожи участвует в реализации и врожденного, и приобретенного иммунитета. Наиболее значимо ее роль проявляется при нарушении целостности барьера и проникновении в дерму микро организмов. При этом SALT реагирует как единая функциональная система. В анти-генпрезентирующих клетках происходят процессинг и презентация антигена, в ходе которых КЛ превращаются в дендритные клетки и перемещаются по дерме в лимфатические узлы. В результате они приобретают способность взаимодействовать с Т-хелперами, которые затем активируют В-клетки и частично дифференцируются в эффекторные лимфоциты и клетки памяти. Т-клетки памяти, несущие CLA, способны из кровотока мигрировать в эпидермис; именно они и преобладают в коже. В результате увеличения числа Т-клеток, контактирующих с наиболее «актуальными» антигенами, вносится поправка в антигенраспознающий репертуар Т- лимфоцитов. Этим определяется активность иммунного ответа.

При неинфекционном поражении кожи, например при травме, иммунная система активно участвует в заживлении кожной раны. Заживление кожной раны - это динамичный интерактивный процесс с участием медиаторов, клеток крови, межклеточного матрикса и мезенхимальных клеток, который состоит из трех фаз: воспаление, образование грануляционной ткани и тканевое ремоделирование. Воспаление является реакцией организма в целом и кожи в частности на травму. Ведущая роль в его развитии принадлежит клеткам крови - нейтрофилам. Они не только участвуют в гемостазе, но и выделяют биологически активные вещества.

В результате происходит активация моноцитов-макрофагов, которые служат связующим звеном между воспалением и регенерацией. Активация этих клеток приводит к индукции пролиферации эпидермиса. Необходимо отметить, что реэпителизация начинается уже через несколько часов поле нанесения травмы. Первоначально она идет за счет сокращения внутриклеточных тонофиламентов, что повышает миграционную способность эпидермальных клеток. Примерно через четверо суток в ране определяется новообразованная строма (грануляционная ткань). Под влиянием различных цитокинов, продуцируемых иммунокомпетентными клетками, в ней происходят дифференцировка фибробластов, синтез коллагена, новообразование сосудов. Активное участие в этих процессах принимают цитокины, и в том числе - ростовые факторы (эпидермальный, трансформирующий, тромбоцитарный, эндотелиальный и другие). Метаболизм коллагена, появление в грануляционной ткани миофибробластов, пролиферация кератиноцитов и целый ряд других клеточных событий, завершающих «созревание» грануляционной ткани, приводят к формированию кожного рубца, что свидетельствует о восстановлении целостности ткани и завершении репаративного процесса .

Таким образом, в коже представлены все типы иммунного ответа - врожденный и приобретенный (адоптивный), клеточный и гуморальный. Благодаря этому возможны и неспецифическая защитная функция (иммуноглобулины, лизоцим, лактоферрин, дефенсины, фагоцитоз), и первичное распознавание антигена с последующей его презентацией и пролиферацией антиген-специфических Т-клеток. В результате в дерме осуществляются как цитотоксические реакции, так и антителообразование. Необходимо подчеркнуть, что особенностью кожи как иммунного органа является относительное преобладание врожденного иммунитета над приобретенным, а в системе врожденного иммунитета кожи в свою очередь превалируют клеточные факторы. Анализ многочисленных научных данных позволяет полагать, что иммунные реакции имеют отношение к большинству физиологических и патологических процессов, происходящих в коже.

Нарушения функции SALT

На обширном экспериментальном и клиническом материале показано, что нарушения функций SALT - реактивности Т-клеток, продукции цитокинов, экспрессии хемокинов на клетках, межклеточных взаимодействий и других иммунологических реакций - приводят к развитию ряда заболеваний, любое из которых сопровождается изменением внешнего вида кожи. Это могут быть воспалительные заболевания кожи (фурункулы, акне), атопический дерматит, псориаз, Т-клеточная кожная лимфома . Известно, что возрастные изменения кожи также связаны с изменением ее иммунологических функций. В стареющей коже наблюдаются мононуклеарная инфильтрация, снижение числа клеток Лангерганса и изменение продукции иммунокомпетентными клетками цитокинов, влияющих на пролиферацию и дифференцировку клеток кожи.

Разнообразие клеток, входящих в иммунную систему кожи, а также многообразие их функций объясняют тот факт, что на уровне кожи возможно проявление всех типов иммунопатологических синдромов (иммунодефицитный, аутоиммунный, аллергический, лимфопролиферативный). Иммунодефицитный синдром проявляется, например, фурункулезом и другими гнойно-воспалительными процессами. При дефектах фагоцитоза кожа становится чувствительной ко многим бактериальным и грибковым инфекциям, но иммунный ответ нарушается на любой антиген, поскольку страдает антигенная презентация.

Аллергический (гиперергический) синдром встречается достаточно часто и имеет место при контактном и атопическом дерматитах. Явления гиперергии характерны и для псориаза. Аутоиммунный синдром также имеет кожные проявления (склеродермия, системная красная волчанка). Примером лимфопролиферативного синдрома служит Т-клеточная лимфома кожи (грибовидный микоз).

Диагностика всех этих состояний основана на клинических признаках. Например, для иммунодефицитного заболевания это будут такие критерии, как рецидивирующее течение инфекционного поражения кожи, его затяжное течение несмотря на проведение адекватной фармакотерапии, тенденция к генерализации инфекционно-воспалительного процесса в коже, резистентность к антимикробной терапии, преобладание в очаге поражения некротических изменений над воспалительными, несоответствие локальных и системных проявлений кожной инфекции. Специфических тестов, характеризующих состояние иммунитета кожи, в практической медицине не существует. Дерматолог может ориентироваться на стандартные иммунологические показатели крови. В научных же исследованиях используют морфологическую (гистологическую) оценку иммунокомпетентных структур кожи, метод «кожного окна» и некоторые другие.

Как улучшить иммунитет кожи?

Патология иммунной системы приводит к развитию иммунозависимой патологии. Поэтому потребность в стимуляции иммунитета кожи при его угнетении патогенетически обоснована. Для этих целей могут быть рекомендованы такие препараты, как Полиоксидоний и Ликопид. Некоторые иммуномодуляторы (например, Рибоксин) могут использоваться как для системного, так и для местного применения, в том числе в мезотерапевтических методиках. При этом интрадермальные иньекции оказывают влияние преимущественно на иммунную систему кожи, а системное применение приводит к активации лимфопоэза в тимусе и лимфатических узлах. Другими словами, выбор способа введения препарата (местное или системное) должен базироваться на характере иммунных нарушений - как в коже, так и в организме в целом.

Умеренным иммунотропным действием обладают и неспецифические адаптогены (витаминно-микроэлементные комплексы, настойка аралии и т. п.). Мы обнаружили иммуноактивные свойства у органического кремния, который широко используется в мезотерапевтической практике. В лечении заболеваний, вызванных повышенной реактивностью иммунной системы (псориаз, лимфомы), используют иммунодепрессанты (циклоспорин). Последним достижением иммунофармакологии является использование в качестве ингибиторов иммунной системы моноклональных (высокоспецифичных) антител.

Улучшая иммунный статус кожи, следует помнить о том, что иммунная система кожи, морфологически представленная SALT, с одной стороны, является достаточно автономным отделом иммунной системы организма, с другой - имеет с ней тесные морфофункциональные и регуляторные взаимоотношения. Нарушения нормальных иммунных реакций в коже приводят к развитию многих дерматологических заболеваний и подавляющего большинства эстетических проблем, в том числе к преждевременному старению кожи. Неудивительно, что кожа является мишенью для иммунотерапевтических вмешательств, в частности иммуномезотерапии. Более подробно этот вопрос мы планируем рассмотреть в следующих публикациях.

Литература

Белова О. В., Арион В. Я., Сергиенко В. И.Роль цитокинов в иммунологической функции кожи. Иммунопатология, аллергология,инфектология 2008; № 1:41-55.
Боровик Т. Э., Макарова С. Г., Дарчия С. Н., Гамалеева А. В., Грибакин С. Г.Кожакак органиммуннойсистемы. Педиатрия 2010;№2:10-18.
Долгушин И. И., Бухарин О. В. Нейтрофилы и гомеостаз. Екатеринбург: УрО РАН, 2001.
Кашутин С. Л., Добродеева Л. К. Содержание иммунокомпетентных клеток в коже у практически здоровых людей. Мед. иммунология 2000; 2(№ 2):128-129.
Кохан М. М., Куклин И. А., Базарный В. В. Атопический дерматит и злокачественные лимфомы кожи. Аллергология и иммунология 2000; 1(№ 2):72.
Ярилин А. А. Кожа и иммунная система. Косметика и медицина 2001; № 2:5-13.
Aguilar A. Skin associated lympphoid tisues (SALT). Its normal and pathological function. An R Acad Nac Med 2006; 123:367-377.
Albanesi C., Scarponi C., Sebastiani S., Cavani A. A cytokine-to-chemokine axis between T-lymphocytes and keratinocytes can favor Th1 cell accumulation in chronic inflammatory skin diseases. J Leukocyte Biol 2001; 70:617-623.
Babina M., Guhl S., St д rke A., Kirchhof L.Comparative cytokine profile of human skin mast cells from two compartments-strong resemblance with monocytes at baseline but induction of IL-5 by IL-4 priming. J Leukocyte Biol 2004; 75:244-252.
Clark R. A., Chong B., Mirchandani N. The vast majority of CLA+ T cells are resident in normal skin. J Immunology 2006; 176:4431-4439.
Fuhlbrigge R. C., Kieffer J. D., Armerding D., Kupper T. S. Cutaneous lymphocyte antigen is a specialized form of PSGL_1 expressed on skin-homing T cells. Nature 1997; 389: 978-981.
Hudak S., Hagen M., Ying L., Daniel C.,Oldham E., McEvoy L. M., Bowman E. P. Immune surveillance and effector functions of CCR10 + skin homing T cells. J Immunol 2002; 169:1189-1196.
Kagami S., Sugaya M., Minatani Y., Ohmatsu H.Elevated serum CTACK/CCL27 levels in CTCL. J Invest Dermatol 2006; 126:1189-1191.
Kanitakis J. Immunohistochemistry of normal human skin. Eur J Dermatol 1998; 8:539-547.
Lewis J. M., Girardi M., Roberts S. J., Barbee S. D., Hayday A. C. Selection of the cutaneous intraepithelial gammadelta+ T cell repertoire by a thymic stromal determinant. Nat Immunol 2006;8:843-850.
Lipscomb M. F., Masten B. J. Dendritic cells: immune regulators in health and disease. Physiol Rev 2002; 82:97-130.
Robert C., Kupper T. S. Inflammatory skin diseases, T cells, and immune surveillance. N Engl J Med 1999; 341:1817-1828.
Schaerli P., Britschgi M., Keller M. Сharacterization of human T cells that regulate neutrophilic skin inflammation. J Immunol 2004; 173:2151-2158.
Singer A. J., Clark R. Cutaneous wound healing. N Engl J Med 1999; 341:738-746.
Streilein J. W. Skin_associated lymphoid tissue. Immunol Ser 1989; 46:73-96.
Werner S., Grose R. Regulation of wound healing by growth factors and cytokines. Physiol Rev 2003; 83:835-870.

Ткань поджелудочной железы представлена двумя видами клеточных образований: ацинус, вырабатывающий ферменты и участвующий в пищеварительной функции, и островок Лангерганса, основная функция которого - синтезировать гормоны.

В самой железе островков немного: они составляют 1-2% от всей массы органа. Клетки островков Лангерганса разнятся между собой по строению и функциям. Имеется 5 их видов. Они секретируют активные вещества, регулирующие углеводный обмен, пищеварение, могут участвовать в ответе на стрессовые реакции.

Что такое островки Лангерганса?

Островки Лангерганса (ОЛ) - это полигормональные микроорганы, состоящие из эндокринных клеток, расположенных по всей протяженности паренхимы ПЖ, выполняющей экзокринные функции. Их основная масса локализуется в хвостовой части. Размер островков Лангерганса составляет 0,1-0,2 мм, общее их количество в ПЖ человека составляет от 200 тыс. до 1,8 млн.

Клетки образуют отдельные группы, между которыми проходят капиллярные сосуды. От железистого эпителия ацинусов они отграничены соединительнотканными и проходящими там же волокнами нервных клеток. Эти элементы нервной системы и клетки островка образуют нейроинсулярный комплекс.

Структурные элементы островков - гормоны - выполняют внутрисекреторные функции: регулируют углеводный, липидный обмен, процессы пищеварения, метаболизм. У ребенка в железе имеется 6% этих гормональных образований от общей площади органа. У взрослого человека эта часть ПЖ значительно уменьшена и составляет 2% от поверхности железы.

История открытия

Скопления клеток, отличающиеся по своему виду и морфологическому строению от основной ткани железы и располагающиеся небольшими группами преимущественно в хвосте ПЖ, впервые обнаружил в 1869 году немецкий патологоанатом Пауль Лангерганс (1849-1888 гг.).

В 1881 году выдающейся российской ученой, патофизиологом К.П. Улезко-Строгановой (1858-1943 гг.) были выполнены фундаментальные физиологические и гистологические работы по исследованию ПЖ. Результаты были опубликованы в журнале «Врач», 1883 г., № 21 – статья «О при условии ее покоя и деятельности». В ней она впервые в то время высказала гипотезу об эндокринной функции отдельных образований ПЖ.

На основании ее работ в 1889-1892 гг. в Германии О. Минковский и Д. Меринг установили, что при удалении ПЖ развивается сахарный диабет, который можно устранить, проведя подсадку части здоровой ПЖ под кожу прооперированному животному.

Отечественный ученый Л.В. Соболев (1876-1921 гг.) одним из первых на основании проведенных исследовательских работ показал значение островков, открытых Лангергансом и названных его именем, в продуцировании вещества, имеющего отношение к возникновению сахарного диабета.

В дальнейшем благодаря большому количеству исследований, проведенных физиологами в России и других странах, были открыты новые научные данные об инкреторной функции ПЖ. В 1990 г. впервые проведена трансплантация островков Лангерганса человеку.

Типы островковых клеток и их функции

Клетки ОЛ отличаются морфологическим строением, выполняемыми функциями, локализацией. Внутри островков они имеют мозаичное расположение. Каждый островок имеет упорядоченную организацию. В центре находятся клетки, которые выделяют инсулин. По краям – периферийные клетки, количество которых зависит от размеров ОЛ. В отличие от ацинусов, ОЛ не содержит своих протоков – гормоны поступают сразу в кровь через капилляры.

Выделяют 5 основных видов клеток ОЛ. Каждый из них синтезирует определенный , регулируя пищеварение, углеводный и белковый обмен:

α-клетки;
β-клетки;
δ-клетки;
РР-клетки;
эпсилон-клетки.

Альфа-клетки

Альфа-клетки занимают четверть площади островка (25%), являются вторыми по значимости: вырабатывают глюкагон - антагонист инсулина. Он контролирует процесс расщепления липидов, способствует повышению уровня сахара в крови, участвует в снижении уровня кальция и фосфора в крови.

Бета-клетки

Бета-клетки составляют внутренний (центральный) слой дольки и являются основными (60%). Они отвечают за выработку инсулина и амилина - компаньона инсулина в регуляции глюкозы крови. Инсулин выполняет несколько функций в организме, главная - нормализация уровня сахара. Если нарушается его синтез, развивается сахарный диабет.

Дельта-клетки

Дельта-клетки (10%) образуют внешний слой в островке. Они продуцируют соматостатин - гормон, значительная часть которого синтезируется в гипоталамусе (структуре головного мозга), а также обнаруживается в желудке и кишечнике.

Функционально он тесно связан также с гипофизом, регулирует работу определенных гормонов, которые вырабатываются этим отделом, а также подавляет образование и выделение гормонально-активных пептидов и серотонина в желудке, кишечнике, печени и самой поджелудочной железе.

ПП-клетки

РР-клетки (5%) располагаются по периферии, их численность примерно составляет 1/20 части островка. Они могут секретировать вазоактивный интестинальный полипептид (ВИП), панкреатический полипептид (ПП). Максимальное количество ВИП (вазоинтенсивного пептида) встречается в пищеварительных органах и мочеполовой системе (в мочеиспускательном канале). Он влияет на состояние пищеварительного тракта, выполняет много функций, в том числе обладает спазмолитическими свойствами в отношении гладкой мускулатуры желчного пузыря и сфинктеров органов пищеварения.

Эпсилон-клетки

Самые редкие из входящих в состав ОЛ - эпсилон-клетки. При микроскопическом анализе препарата из дольки ПЖ можно определить, что их число от общего состава составляет меньше 1%. Клетки синтезируют грелин. К наиболее изученной среди его многочисленных функций относится возможность влиять на аппетит.

Какие патологии возникают в островковом аппарате?

Поражение клеток ОЛ приводит к тяжелым последствиям. При развитии аутоиммунного процесса и выработке антител (АТ) к клеткам ОЛ, количество всех перечисленных структурных элементов резко снижается. Поражение 90% клеток сопровождается резким уменьшением синтеза инсулина, что приводит к сахарному диабету. Выработка антител к островковым клеткам поджелудочной железы происходит в основном у людей молодого возраста.

К серьезным последствиям в связи с повреждением островков приводит панкреатит - воспалительный процесс в тканях ПЖ. Нередко он протекает в тяжелой форме в виде , при котором происходит тотальная гибель клеток органа.

Определение антител к островкам Лангерганса

Если в организме по каким-то причинам произошел сбой в организме, и началась активная выработка антител против собственных тканей, это приводит к трагичным последствиям. Когда воздействию антител подвергаются бета-клетки, развивается сахарный диабет I типа, связанный с недостаточной выработкой инсулина. Каждый вид образующихся антител действует против определенного вида белка. В случае с островками Лангерганса - это структуры бета-клеток, отвечающие за синтез инсулина. Процесс протекает прогрессивно, клетки полностью погибают, нарушается углеводный обмен и при нормальном питании больной может умереть от голода из-за необратимых изменений в органах.

Разработаны диагностические методы определения наличия антител к инсулину в организме человека. Показаниями к такому исследованию являются:

ожирение с учетом семейного анамнеза;
любая патология ПЖ, включая перенесенные травмы;
тяжелые инфекции: в основном вирусные, которые могут стать толчком к развитию аутоиммунного процесса;
тяжелые стрессы, психическое перенапряжение.

Существует 3 типа антител, благодаря которым диагностируется сахарный диабет I типа:

к декарбоксилазе глутаминовой кислоты (одна из заменимых аминокислот в организме);
к вырабатывающемуся инсулину;
к клеткам ОЛ.

Это своеобразные специфические маркеры, которые необходимо включать в план обследования пациентов с имеющимися факторами риска. Из перечисленного объема исследований выявление антител к компоненту глутаминовой аминокислоты является ранним диагностическим признаком СД. Они появляются, когда клинические признаки болезни еще отсутствуют. Определяются в основном в молодом возрасте и могут быть использованы для выявления людей с предрасположенностью к развитию болезни.

Трансплантация островковых клеток

Трансплантация клеток ОЛ является альтернативой пересадке поджелудочной железы или ее части, а также установке искусственного органа. Связано это с высокой чувствительностью и нежностью тканей ПЖ к любым воздействиям: она легко травмируется и с трудом восстанавливает свои .

Пересадка островков сегодня дает возможность лечить сахарный диабет I типа в тех случаях, когда инсулинзамещающая терапия достигла пределов и становится малоэффективной. Метод впервые применен канадскими специалистами и заключается во введении пациенту при помощи катетера здоровых эндокринных донорских клеток в воротную вену печени. Он направлен на то, чтобы заставить работать и сохранившиеся собственные бета-клетки.

За счет функционирования пересаженных постепенно синтезируется необходимое для поддержания нормального уровня глюкозы крови количество инсулина. Эффект наступает быстро: при удачно проведенной операции через две недели состояние больного начинает улучшаться, заместительная терапия сходит на нет, ПЖ начинает самостоятельно синтезировать инсулин.

Опасность операции заключается в отторжении пересаженных клеток. Используются трупные материалы, которые тщательно подбираются по всем параметрам совместимости тканей. Поскольку таких критериев существует около 20, антитела, присутствующие в организме, могут привести к разрушению тканей поджелудочной железы. Поэтому важную роль играет правильное медикаментозное лечение, направленное на снижение иммунных реакций. Препараты подбираются таким образом, чтобы избирательно блокировать некоторые из них, влияющие на выработку антител, к клеткам пересаженных островков Лангерганса. Это позволяет до минимума снизить риск для поджелудочной железы.

На практике пересадка клеток ПЖ при сахарном диабете I типа показывает хорошие результаты: зафиксированных смертельных случаев после такой операции не отмечалось. Определенное количество больных значительно снизило дозу инсулина, а часть прооперированных пациентов перестала в нем нуждаться. Восстановились и другие нарушенные функции органа, улучшилось самочувствие. Значительная часть вернулась к нормальному образу жизни, что позволяет надеяться на дальнейший благоприятный прогноз.

Как и при пересадке других органов, помимо отторжения, опасна другими побочными явлениями за счет нарушения разной степени секреторной деятельности поджелудочной железы. В тяжелых случаях это приводит:

к панкреатическим поносам;
к тошноте и ;
к выраженному обезвоживанию;
к другим диспепсическим явлениям;
к общему истощению.

После проведенной процедуры на протяжении всей жизни пациент должен непрерывно получать иммуносупрессорные препараты, чтобы предотвратить отторжение чужеродных клеток. Действие этих лекарств направлено на снижение иммунных реакций - выработку антител. В свою очередь, отсутствие иммунитета увеличивает риск развития любой, даже простой инфекции, которая может осложниться и вызвать серьезные последствия.

Продолжаются исследования по пересадке ПЖ от свиньи - ксенотрансплантация. Известно, что анатомия железы и свиной инсулин наиболее приближены к человеческим и отличаются от него одной аминокислотой. До открытия инсулина в лечении тяжелого сахарного диабета использовался экстракт из поджелудочной железы свиньи.

Зачем проводят пересадку?

Поврежденные ткани ПЖ не восстанавливаются. В случаях осложненного сахарного диабета, когда пациент находится на высоких дозах инсулина, такое оперативное вмешательство спасает больного, дает шанс на восстановление структуры бета-клеток. В ряде клинических исследований больным пересаживались эти клетки от доноров. В результате восстанавливалась регуляция углеводного обмена. Но притом пациентам приходится проводить мощную иммуносупрессивную терапию, чтобы не произошло отторжение донорских тканей.

Не всем пациентам с сахарным диабетом I типа показана трансплантация клеток. Существуют строгие показания:

отсутствие результатов от применяемого консервативного лечения;
резистентность к инсулину;
выраженные метаболические нарушения в организме;
тяжелые осложнения болезни.

Где проводят операцию и сколько стоит?

Процедуру замещения островков Лангерганса широко проводят в США - таким образом лечат диабет любого типа на ранних стадиях. Этим занимается один из институтов по диабетическим исследованиям в Майами. Полностью вылечить СД таким способом не удается, но достигается хороший терапевтический эффект, притом риски тяжелых сводятся к минимуму.

Цена такого вмешательства составляет порядка 100 тыс. $. Послеоперационная реабилитация и проведение иммунодепрессивной терапии составляет от 5 до 20 тыс. $. Стоимость этого лечения после проведения операции зависит от реакции организма на пересаженные клетки.

Практически сразу после проведенной манипуляции ПЖ начинает нормально функционировать самостоятельно, и постепенно ее работа улучшается. Процесс восстановления занимает примерно 2 месяца.

Профилактика: как сохранить островковый аппарат?

Так как функция островков Лангерганса поджелудочной железы − вырабатывать важные для человека вещества, то для сохранения здоровья этой части ПЖ необходима модификация образа жизни. Основные пункты:

отказ от и курения;
исключение вредной пищи;
физическая активность;
сведение к минимуму острых стрессов и нервно-психических перегрузок.

Наибольший вред поджелудочной железе приносит алкоголь: он разрушает ткани ПЖ, приводит к панкреонекрозу - тотальной гибели всех видов клеток органа, которые восстановить невозможно.

К аналогичным последствиям приводит излишнее употребление жирной и жареной пищи, особенно если это происходит натощак и регулярно. Нагрузка на ПЖ значительно возрастает, количество ферментов, которые необходимы для переваривания большого количества жиров, увеличивается и истощает орган. Это приводит к и изменениям в остальных клетках железы.

Поэтому при малейших признаках нарушения пищеварительных функций рекомендуется обратиться к гастроэнтерологу или терапевту с целью своевременной коррекции изменений и ранней профилактики осложнений.

Список литературы

Балаболкин М.И. Эндокринология. М. Медицина 1989 г.
Балаболкин М.И. Сахарный диабет. М. Медицина 1994 г.
Макаров В.А., Тараканов А.П. Системные механизмы регуляции содержания глюкозы в крови. М. 1994 г.
Русаков В.И. Основы частной хирургии. Издательство Ростовского Университета 1977 г.
Хрипкова А.Г. Возрастная физиология. М. Просвещение 1978 г.
Лойт А.А., Звонарев Е.Г. Поджелудочная железа: связь анатомии, физиологии и патологии. Клиническая анатомия. №3 2013 г.

Кожи. Это наиболее эффективная антигенпрезентирующая клетка, получившая свое название благодаря наличию множества цитоплазматических отростков, что создает определенное сходство с дендритами нейронов . Клетки Лангерганса составляют всего лишь около 2% клеток эпидермиса. При этом они тесно пе-реплетаются друг с другом своими отростками, создавая тем самым в эпидер-мальном слое своеобразную защитную оболочку человеческого тела. Указанная сеть из клеток Лангерганса покрывает всю площадь кожи и эффективно улав-ливает любые антигенные субстанции, проникающие трансдермальным путем.

Другими словами, сеть к леток Лангерганса проводит постоянное сканирование субстанций, поступающих во внутреннюю среду через кожные покровы, будучи в любой момент готовой инициировать иммунный ответ на возможный пато-ген. Следует помнить, что любой микроорганизм не может проникнуть в кровь через неповрежденную кожу, минуя систему дендритных клеток.

Презентация антигена

Клетки Лангерганса осуществляют шаблонное распознавание, взаимодейст-вуя своими клеточными шаблонраспознающими рецепторами (например, рецеп-тором к липополисахаридам или липотейхоевым кислотам бактерий) с наибо-лее распространенными типовыми молекулами микроорганизмов (так называ-емыми молекулярными шаблонами). В результате такого распознавания про-исходит поглощение патогена и его дальнейшее переваривание (процессинг) внутри клетки. При этом дендритная клетка выделяет из захваченной молеку-лы короткий иммуногенный пептид, который является своеобразной визитной карточкой поступившего патогена. Выделение такого пептида — чрезвычайно интимный и важный процесс. Если расщепление патогена произойдет нека-чественно и будет выделен нерепрезентативный иммуногенный пептид, это обесценит все дальнейшие иммунные реакции против конкретного патогена.

В последующем дендритная клетка встраивает выделенный пептид в собст-венную молекулу HLA II и презентирует сформированный комплекс Т-лимфоцит ам. Доя этого она покидает кожные покровы и мигрирует в регионарный лимфатический узел. Антигенная презентация — ключевой процесс иммунного ответа. Это момент передачи информации о патогене от факторов врожденного иммунитета клеткам адаптивной иммунной защиты. Уникальность дендритных клеток состоит в том, что они способны активировать наивные Т-лимфоциты, т. е. клетки, которые ранее еще никогда не встречались с антигеном . Таким образом, дендритные клетки инициируют иммунный ответ de novo. Вполне очевидно, что если адекватно не сработает дендритная клетка, осуществление иммунного ответа против патогена окажется под угрозой.

Иммунная толерантность

Кроме этого, именно клетки Лангерганса принимают участие в индукции им-мунной толерантности к собственным антигенам кожи, которые высвобожда-ются при травмах и воспалительных процессах. Дело в том, что распознавание через клеточные шаблонраспознающие рецепторы — недостаточное условие для дальнейшей полноценной антигенной презентации Т-хелпер ам. Клетка Лангерганса должна получить второй подтверждающий сигнал о действительной чужеродной природе захваченной субстанции. Для этого на поверхности таких клеток содержатся сигнальные шаблонраспознающие молекулы, среди которых выделяют Toll-like (ТТЛ) - рецепторы. Они распознают исключительно молеку-лярные шаблоны микробного происхождения и предоставляют дендритной клетке подтверждающий сигнал о чужеродности патогена и целесообразнос-ти дальнейшей антигенной презентации. В результате этого на поверхности клетки Лангерганса появляются костимулирующие молекулы, называемые В7-структурой. Если клетка Лангерганса осуществит презентацию антигена Т- хелперу без экспрессии костимулирующих молекул, то это приведет к анергии (функциональной бездеятельности) Т-лимфоцита или даже вызовет его апоп-тоз. Таким образом, осуществляется профилактика аутоиммунных поврежде-ний кожи, поскольку клеточные шаблонраспознающие рецепторы могут рас-познавать некоторые аутоантигены, высвобождающиеся при некротической гибели эпидермоцитов. Материал с сайта

Профилактика аллергических реакций

Также клетки Лангерганса осуществляют профилактику аллергических реак-ций. Кроме непосредственной нейтрализации аллергенов, что не допускает их проникновения к

Островки Лангерганса - один из структурных элементов поджелудочной железы, на долю которого у взрослого человека приходится около 2% ее массы. У детей этот показатель достигает 6%. Общее количество островков от 900 тысяч до миллиона. Они разбросаны по всей железе, однако наибольшее скопление рассматриваемых элементов наблюдается в хвостовой части органа. С возрастом количество островков неуклонно уменьшается, что становится причиной развития диабета у пожилых людей.

Визуализация островка Лангерганса

Эндокринные островки поджелудочной железы состоят из 7 разновидностей клеток: пяти основных и двух вспомогательных. К массе основных относят альфа, бета, дельта, эпсилон и PP клетки, к числу дополнительных - D1 и энтерохромаффинные их разновидности. Последние свойственны железистому аппарату кишечника и в составе островков встречаются не всегда.

Сами по себе клеточные островки имеют сегментарное строение и состоят из долек, разделенных между собой капиллярами. В центральных дольках преимущественно локализуются бета-клетки, в периферических - альфа и дельта. Остальные типы клеточных образований разбросаны по островку в хаотичном порядке. По мере роста лангергансового участка в нем уменьшается количество бета-клеток и увеличивается популяция их альфа-разновидности. Средний диаметр молодой зоны Лангерганса составляет 100 мкм, зрелой - 150-200 мкм.

На заметку: не следует путать зоны и клетки Лангерганса. Последние являются эпидермальными макрофагами, захватывают и транспортируют антигены, опосредованно участвуя в развитии иммунного ответа.

Функции

Строение молекулы инсулина – основного гормона, синтезируемого зоной Лангерганса

Зоны Лангерганса в комплексе представляют собой гормонопродуцирующую часть поджелудочной железы. При этом каждый вид клеток продуцирует свой гормон:

Альфа-клетки синтезируют глюкагон - пептидный гормон, путем связывания со специфическими рецепторами запускающий процесс разрушения гликогена, накопленного в печени. При этом в крови повышается уровень сахара.
Бета-клетки создают инсулин, который влияет на усвоение сахаров, поступающих в кровь из пищи, увеличивает проницаемость клеток для молекул углеводов, способствует образованию и накоплению гликогена в тканях, обладает антикатаболическим и анаболическим действием (стимуляция синтеза жиров и белков).
Дельта-клетки отвечают за выработку соматостатина - гормона, угнетающего секрецию тиреотропного, а также части продуктов самой поджелудочной железы.
PP-клетки продуцируют панкреатический полипептид - вещество, действие которого направлено на стимуляцию выработки желудочного сока и частичное подавление функций островков.
Эпсилон-клетки образуют грелин - гормон, способствующий появлению чувства голода. Помимо структур железы, это вещество вырабатывается в кишечнике, плаценте, легких, почках.

Все из перечисленных гормонов так или иначе влияют на углеводный обмен, способствуя снижению или повышению уровня глюкозы в крови. Поэтому основной функцией островков является поддержание в организме адекватной концентрации свободных и депонированных углеводов.

Помимо этого, вещества, секретируемые поджелудочной железой, влияют на формирование мышечной и жировой массы, работу некоторых структур головного мозга (подавление секреции гипофиза, гипоталамуса).

Болезни поджелудочной железы, протекающие с поражением зон Лангерганса

Локализация поджелудочной железы – «завода» по производству инсулина и объекта трансплантации при сахарном диабете

Клетки островка Лангерганса в поджелудочной железе могут разрушаться при следующих патологических воздействиях и болезнях:

Острые экзотоксикозы;
Эндотоксикозы, связанные с некротическими, инфекционными или гнойными процессами;
Системные заболевания (красная волчанка системного типа, ревматизм);
Панкреонекроз;
Аутоиммунные реакции;
Пожилой возраст.
Онкологические процессы.

Патология островковых тканей может протекать с их разрушением или разрастанием. Разрастание клеток происходит при опухолевых процессах. При этом сами опухоли являются гормонопродуцирующими и получают названия в зависимости от того, какой именно гормон вырабатывают (соматотропинома, инсулинома). Процесс сопровождается клиникой гиперфункции железы.

При деструкции железы критической считается потеря более чем 80% островков. При этом инсулина, который вырабатывают оставшиеся структуры, не хватает для полноценной переработки сахаров. Развивается диабет первого типа.

На заметку: СД 1-го и 2-го типов - разные болезни. При втором типе патологии рост уровня сахара связан с невосприимчивостью клеток к инсулину. Сами по себе зоны Лангерганса при этом функционируют без сбоев.

Разрушение гормонообразующих структур поджелудочной железы и развитие диабета характеризуется появлением у больного таких симптомов, как постоянная жажда, сухость во рту, полиурия, тошнота, нервная возбудимость, плохой сон, потеря веса на фоне удовлетворительного или усиленного питания. При значительном повышении уровня сахара (30 и более ммоль/литр при норме 3.3-5.5 ммоль/литр) появляется ацетоновый запах изо рта, нарушается сознание, развивается гипергликемическая кома.

До недавнего времени единственным методом лечения диабета являлись пожизненные ежедневные инъекции инсулина. Сегодня гормон поставляется в организм больного с помощью инсулиновых помп и других устройств, не требующих постоянного инвазивного вмешательства. Помимо этого, активно развиваются методики, связанные с пересадкой больному поджелудочной железы полностью или ее гормонопродуцирующих участков по отдельности.

Как стало понятно из вышесказанного, островки Лангерганса вырабатывают несколько жизненно важных гормонов, осуществляющих регуляцию углеводного обмена и анаболических процессов. Деструкция этих зон приводит к развитию тяжелой патологии, связанной с необходимостью пожизненной гормональной терапии. Во избежание подобного развития событий следует избегать чрезмерного потребления алкоголя, своевременно лечить инфекции и аутоиммунные заболевания, посещать врача при первых симптомах поражения поджелудочной железы.

Его связывает особая структура — базальная мембрана . Она напоминает коврик, сплетенный из белковых волокон и пропитанный гелеобразным веществом. Волокна базальной мембраны, как и волокна дермы, образованы , но по своей структуре коллаген базальной мембраны и коллаген межклеточного вещества дермы различаются. Базальная мембрана — очень важное образование. Она служит фильтром, который не пропускает крупные заряженные молекулы, а также выполняет роль связующей среды между дермой и эпидермисом. На базальной мембране находится слой зародышевых клеток, которые непрестанно делятся, обеспечивая обновление кожи. Среди зародышевых клеток располагаются крупные отростчатые клетки — меланоциты и клетки Лангерганса . Меланоциты производят гранулы пигмента меланина, который придает коже определенный оттенок, от золотистого до темного или даже черного.

Клетки Лангерганса происходят из семейства . Подобно макрофагам дермы они исполняют роль стражей порядка, то есть защищают кожу от внешнего вторжения и управляют деятельностью других клеток с помощью регуляторных молекул. Отростки клеток Лангерганса пронизывают все слои эпидермиса, достигая уровня рогового слоя. Клетки Лангерганса могут уходить в дерму, проникать в лимфатические узлы и превращаться в макрофаги. Это привлекает к ним большое внимание ученых как к связующему звену между всеми слоями кожи. Есть мнение, что клетки Лангерганса регулируют скорость размножения клеток базального слоя , поддерживая его на оптимально низком уровне. При стрессовых воздействиях, когда на поверхность кожи действуют химические или физические травмирующие факторы, клетки Лангерганса дают базальным клеткам эпидермиса сигнал к усиленному делению.

Основными клетками эпидермиса являются кератиноциты , которые повторяют в миниатюре путь каждого живущего на земле организма. Они рождаются, проходят определенный путь развития и, в конце концов, умирают (рис. 1). Смерть кератиноцитов — запрограммированный процесс, который является логическим завершением их жизненного пути. Оторвавшись от базальной мембраны, они вступают на путь неизбежной гибели и, постепенно продвигаясь к поверхности кожи, превращаются в мертвую клетку — корнеоцит (роговая клетка) .

Непрерывный процесс гибели отдельных клеток позволяет коже противостоять самым жестким воздействиям со стороны окружающей среды. Нет ничего страшного в том, что какая-то группа кератиноцитов окажется серьезно повреждена. Очень скоро они превратятся в роговые чешуйки и слетят с поверхности кожи, сделав свой вклад в образование бытовой пыли.

Но иногда в результате воздействия вредных факторов происходит нарушение в программах, которые управляют развитием эпидермальной клетки. Клетка надолго застревает на одной из промежуточных стадий развития. Вместо того чтобы постепенно подниматься к поверхности кожи, превращаясь в роговую чешуйку, клетка живет где-нибудь на среднем уровне эпидермиса. Там она может находиться длительное время (месяцы или даже годы), постепенно накапливая повреждения. Эти повреждения могут вызвать гибель клетки, нарушение ее нормального функционирования и даже злокачественное перерождение. В результате клетка дает начало опухоли, состоящей из незрелых клеток, неспособных адекватно выполнять свои функции. Эти клетки начинают вести себя агрессивно по отношению к своим соседям — они вытесняют нормальные клетки, постепенно дезорганизуя деятельность прилегающих тканей и всего организма.

Но даже в случае отсутствия злокачественного роста накопление клеток-долгожителей в эпидермисе имеет серьезные последствия. Их генетический аппарат производит такое количество дефектных белков, что, в конце концов, это сказывается и на остальных клетках. Нарушения в эпидермисе, вызванные накоплением повреждений в его клетках, могут проявиться в виде:

замедления деления клеток базального слоя . При этом постепенно происходит общее уменьшение толщины эпидермиса, а кожа выглядит тусклой и изношенной . В таких случаях стимуляция деления клеток базального слоя приводит к быстрому улучшению цвета лица;

утолщения рогового слоя (гиперкератоз) . Это происходит вследствие того, что роговые чешуйки, которые должны были слущиваться с поверхности кожи, остаются плотно сцепленными друг с другом. Роговой слой существенно утолщается, что придает коже пергаментный вид. Устранить это нарушение помогают отшелушивающие агенты, которые ослабляют сцепление между клетками рогового слоя.

Как уже было сказано, на базальной мембране сидят зародышевые клетки. Их отличительной особенностью является способность к бесконечному (или почти бесконечному) делению. Считается, что популяция активно делящихся клеток расположена в тех участках базальной мембраны, где эпидермис углублен в дерму. К старости эти углубления сглаживаются, что считается признаком истощения зародышевой популяции клеток кожи. Клетки базального слоя кожи делятся, порождая потомков, похожих на материнские клетки как две капли воды. Но рано или поздно некоторые из дочерних клеток отрываются от базальной мембраны и вступают на путь взросления, ведущий к гибели. В конце концов кератиноцит превращается в корнеоцит — плоскую чешуйку. Завершение этого процесса происходит в самом верхнем слое кожи, который называют роговым. Роговой слой, состоящий из мертвых клет ок, является основой нашей кожи.

Благодарим издательский дом «Косметика и медицина» за право использовать при подготовке курса информацию из книги «Новая косметология».