Přeskočit na obsah

Langerhansovy ostrůvky

Z Infopedia
Rozbalit box

Obsah boxu

Šablona:Infobox - orgán

Langerhansovy ostrůvky (latinsky insulae pancreaticae) jsou mikroskopické shluky buněk s endokrinní funkcí, které jsou roztroušeny v tkáni slinivky břišní (pankreatu). Ačkoliv tvoří pouze 1–2 % celkové hmotnosti slinivky, jsou životně důležité pro regulaci metabolismu sacharidů, především pro udržování stabilní hladiny glukózy v krvi. Jejich dysfunkce je přímo spojena se vznikem onemocnění diabetes mellitus (cukrovka).

Byly pojmenovány po svém objeviteli, německém patologovi a biologovi Paulu Langerhansovi, který je poprvé popsal v roce 1869 během svého studia na doktorát v Berlíně.

📜 Historie objevů

Objev a pochopení funkce Langerhansových ostrůvků je klíčovým milníkem v historii medicíny a endokrinologie.

🔬 Anatomie a histologie

Langerhansovy ostrůvky jsou rozptýleny v rámci celé slinivky břišní, avšak jejich největší koncentrace se nachází v její ocasní části. U zdravého dospělého člověka se odhaduje jejich počet na přibližně 1 milion. Každý ostrůvek má průměr 50–500 mikrometrů a obsahuje několik tisíc buněk.

Ostrůvky jsou bohatě protkány sítí krevních kapilár, což umožňuje rychlé uvolňování vyprodukovaných hormonů přímo do krevního oběhu.

Buněčné typy

Každý ostrůvek je heterogenní útvar složený z několika typů specializovaných buněk, z nichž každá produkuje jiný hormon:

  • Beta-buňky (β-buňky): Jsou nejpočetnějším typem, tvoří přibližně 65–80 % všech buněk v ostrůvku. Jejich hlavní funkcí je produkce a sekrece hormonu inzulinu a v menší míře také amylinu. Inzulin je jediný hormon v těle, který snižuje hladinu glukózy v krvi.
  • Alfa-buňky (α-buňky): Představují druhý nejčastější typ (15–20 %). Produkují hormon glukagon, který má opačný účinek než inzulin – zvyšuje hladinu glukózy v krvi.
  • Delta-buňky (δ-buňky): Tvoří asi 3–10 % buněk a produkují somatostatin. Tento hormon působí lokálně (parakrinně) a tlumí uvolňování inzulinu i glukagonu, čímž jemně reguluje jejich činnost.
  • PP buňky (F buňky): Jsou zastoupeny v malém množství (3–5 %) a produkují pankreatický polypeptid. Jeho funkce souvisí s regulací trávicích procesů, například sekrece žaludečních šťáv a motility střev.
  • Epsilon-buňky (ε-buňky): Nejvzácnější typ (méně než 1 %), který produkuje hormon ghrelin, známý jako "hormon hladu".

Uspořádání buněk v ostrůvku není náhodné. Beta-buňky typicky tvoří centrální jádro, zatímco alfa- a delta-buňky jsou umístěny spíše na periferii. Toto uspořádání umožňuje efektivní mezibuněčnou komunikaci.

⚙️ Funkce a fyziologie

Hlavní úlohou Langerhansových ostrůvků je udržování homeostázy glukózy, tedy stabilní hladiny cukru v krvi, která je pro správnou funkci mozku a dalších orgánů klíčová. Tento proces je řízen souhrou dvou hlavních hormonů – inzulinu a glukagonu.

Regulace hladiny krevního cukru

  • Při vysoké hladině glukózy (hyperglykémie): Typicky po jídle bohatém na sacharidy.
   1.  Zvýšená koncentrace glukózy v krvi je detekována beta-buňkami.
   2.  Beta-buňky uvolní do krve inzulin.
   3.  Inzulin působí jako "klíč", který "odemkne" buňky svalů, tukové tkáně a jater, a umožní jim vstřebat glukózu z krve.
   4.  V játrech a svalech je přebytečná glukóza uložena ve formě glykogenu.
   5.  Výsledkem je pokles hladiny glukózy v krvi na normální úroveň.
  • Při nízké hladině glukózy (hypoglykémie): Například při hladovění nebo intenzivní fyzické zátěži.
   1.  Pokles hladiny glukózy je detekován alfa-buňkami.
   2.  Alfa-buňky uvolní do krve glukagon.
   3.  Glukagon působí primárně na játra, kde spouští dva procesy:
       *   Glykogenolýza: Rozklad zásobního glykogenu na glukózu.
       *   Glukoneogeneze: Tvorba nové glukózy z jiných zdrojů (např. aminokyselin).
   4.  Játra uvolní vytvořenou glukózu do krevního oběhu.
   5.  Výsledkem je zvýšení hladiny glukózy v krvi na normální úroveň.

Tento systém funguje na principu negativní zpětné vazby a zajišťuje, že hladina krevního cukru se udržuje ve velmi úzkém fyziologickém rozmezí (obvykle 3,9–5,6 mmol/l nalačno).

⚕️ Klinický význam a onemocnění

Poruchy funkce Langerhansových ostrůvků vedou k závažným metabolickým onemocněním, především k diabetu. 

   1.  Inzulinová rezistence: Cílové tkáně (svaly, tuk, játra) nereagují na inzulin dostatečně citlivě.
   2.  Relativní nedostatek inzulinu: Beta-buňky se snaží kompenzovat rezistenci zvýšenou produkcí inzulinu, ale postupem času se mohou "unavit" a jejich produkční kapacita klesá.
  • Nádory (neuroendokrinní tumory): Vzácně mohou buňky ostrůvků začít nekontrolovaně růst a tvořit nádory.
   *   Insulinom: Nádor z beta-buněk produkující nadbytek inzulinu, což vede k těžké a časté hypoglykémii.
   *   Glukagonom: Nádor z alfa-buněk produkující nadbytek glukagonu, což způsobuje hyperglykémii, vyrážku a další příznaky.

Transplantace Langerhansových ostrůvků

Pro pacienty s těžce probíhajícím diabetem 1. typu, u kterých selhává standardní léčba, představuje transplantace Langerhansových ostrůvků inovativní léčebnou metodu. Při tomto zákroku jsou ostrůvky izolovány z pankreatu zemřelého dárce a pomocí katetru infuzí vpraveny do jaterní žíly příjemce. Zde se usadí a začnou produkovat inzulin.

Tato metoda, známá jako Edmontonský protokol, může vést k dočasné nebo i dlouhodobé nezávislosti na podávání inzulinu. Mezi hlavní výzvy patří:

  • Potřeba celoživotní imunosuprese k zabránění odhojení transplantátu.
  • Nedostatek vhodných dárců orgánů.
  • Postupná ztráta funkce transplantovaných ostrůvků v průběhu let.

Výzkum se nyní zaměřuje na nové zdroje buněk (např. z kmenových buněk) a na metody enkapsulace (zapouzdření) ostrůvků, které by je chránily před imunitním systémem a eliminovaly potřebu imunosupresiv.

💡 Pro laiky

Představte si slinivku břišní jako velkou továrnu, která vyrábí hlavně trávicí šťávy. Uvnitř této továrny jsou roztroušené malé, ale nesmírně důležité "řídicí místnosti" – to jsou Langerhansovy ostrůvky.

  • V každé této místnosti pracují dva hlavní typy "dělníků":
   1.  Beta-buňky: Vyrábějí inzulin. Inzulin je jako klíč, který odemyká dveře do buněk celého těla (svalů, tuku). Když se po jídle v krvi objeví cukr (energie), inzulin odemkne buňky, aby si mohly cukr vzít a využít ho. Tím hladina cukru v krvi klesne.
   2.  Alfa-buňky: Vyrábějí glukagon. Glukagon funguje jako poplašný signál pro játra, která jsou hlavní skladiště cukru v těle. Když dlouho nejíte a hladina cukru v krvi klesne, alfa-buňky vyšlou glukagon, který játrům nařídí: "Uvolni zásoby cukru do krve!"

U cukrovky 1. typu imunitní systém zničí "dělníky" vyrábějící inzulin (beta-buňky). Tělu pak chybí klíče k buňkám. Cukr se hromadí v krvi, ale buňky hladoví. Proto si pacienti musí inzulin-klíč dodávat injekčně.

U cukrovky 2. typu je problém buď v tom, že zámky na dveřích buněk jsou "zarezlé" (inzulinová rezistence), nebo "dělníci" už nestačí vyrábět tolik klíčů, kolik je potřeba.


Šablona:Aktualizováno

Citováno z „https://infopedia.cz/index.php?title=Langerhansovy_ostrůvky&oldid=16930“