Бета клетки поджелудочной железы вырабатывают
Поджелудочная железа является важнейшим органом человеческого организма. Она оказывает влияние не только на пищеварительный процесс, но и на жизнедеятельность организма в целом. Некоторые называют ее панкреатической железой.
Поджелудочная железа
Орган относится к эндокринной и пищеварительной системам. Он вырабатывает ферменты, расщепляющие поступившую пищу в организм. Также и гормоны, регулирующие углеводный и жировой обмены. Поджелудочная железа состоит из долек, каждая из которых вырабатывает необходимые организму вещества – ферменты. По форме она похожа на вытянутую запятую. Весит от 80 до 90 г. Располагается орган позади желудка.
Железа состоит из:
- головки;
- шейки;
- тела (треугольной формы);
- хвоста (грушевидного).
Важно. Орган снабжен кровеносными сосудами, выводящими протоками. Через всю железу проходит канал, по которому выработанный панкреатический сок выводится в двенадцатиперстную кишку.
К ферментам, которые вырабатывает поджелудочная железа, относятся:
- амилаза;
- лактаза;
- трипсин;
- липаза;
- инвертаза.
Особые клетки, инсулоциты, осуществляют эндокринную миссию поджелудочной железы. Они вырабатывают следующие гормоны:
- Гастрин.
- Инсулин.
- С-пептид.
- Тиролиберин.
- Глюкогон.
- Соматостатин.
Важно. Гормоны участвуют в углеводном обмене организма.
Болезни
Если поджелудочная железа начинает неправильно работать, человек заболевает панкреатитом, сахарным диабетом, другими недугами. Функции органа могут нарушаться вследствие повреждения альфа, дельта и бета клеток. В организм перестают поступать гормоны: инсулин, глюкагон, соматостатин. Именно по этой причине развивается диабет. Когда уменьшается количество клеток, выделяющих ферменты, происходят нарушения пищеварительного процесса.
Голодание
Как метод лечения хорошо помогает при панкреатитах. Организм отдыхает от усвоения пищи, использует накопленные лишние ресурсы, перестает неправильно работать. Вода выводит накопившиеся вредные вещества, шлаки, а также вещества распада. Организм освобождается от лишних килограммов.
Пересадка клеток
Хороший эффект дает пересадка клеток из поджелудочной железы донора. Подсаженные виды начинают вырабатывать инсулин, функции органа постепенно восстанавливаются. Пересадка клеток аннулирует риск углубления недуга, снижает необходимость организма в инсулине, нормализует количество глюкозы в крови, снимает пониженную чувствительность к гипогликемии.
Горечи
При заболеваниях поджелудочной железы организму необходимо принимать горечи. Они стимулируют выработку инсулина. Можно добавить в напитки настои корней и листьев одуванчика, полыни, аира.
Бета-соединения
Бета виды вырабатывают инсулин, благодаря которому организм способен усвоить глюкозу. Более ранние исследования показывали, что восстановление бета клеток является невозможным. Однако в последние годы ученые приоткрыли завесу над тайнами природы, нашли способ восстановления.
Известно, что старые клеточные соединения восстанавливаются за счет альфа клеток. Молодые восстанавливаются за счет дельта клеток. Несколько лет назад исследователи Женевского Университета модифицировали особый ген в альфа-соедиенениях, и они превратились в бета вид. Опыты проводились на мышах. Измененные альфа клетки стали продуцировать инсулин.
В период до полового созревания клеточные соединения бета восстанавливаются дельта видами. А взрослый организм уже лишен такой возможности. Поэтому модификация клеток произвела такой фурор в медицинском мире.
Ученые обнаружили новое свойство поджелудочной железы у человека: пластичность. Именно это качество дает надежду, что можно найти эффективные способы восстановления бета клеток во взрослом организме. Сегодня рынок предлагает препарат, способствующий восстановлению бета клеток в органе: верапамил.
Одним из основных способов улучшить деятельность поджелудочной железы, повлиять на бета-соединения, считается правильное питание. Диета, полноценный рацион, горечи, необходимые элементы – помогут сохранить здоровье.
Антитела
Чтобы определить предрасположенность организма к заболеванию сахарным диабетом, у больного берут анализ на антитела. Для этого делают забор крови. Наличие антител в сыворотке крови указывает на болезнь. Это показывает, что недуг уже прогрессирует, больной нуждается в инсулинотерапии.
Когда бета-соединения перестают выделять инсулин, а затем погибают, организму требуется вводить инсулин извне. Подбирается специальная диета, назначается медикаментозное лечение. Чем скорее будет сделан правильный диагноз, тем быстрее врач сможет подобрать соответствующее лечение. Признаками диабета I типа являются: сухость во рту, частые мочеиспускания, запах ацетона изо рта, плохая регенерация кожного эпителия.
Диабет
Бета клетки в поджелудочной железе сложны. Они относятся к эндокринной части поджелудочной железы. Если их лишить кислорода, она перестает выделять норму инсулина. После этого начинается диабет. Это страшная и коварная болезнь, которая полностью меняет жизнь человека.
Диабет I типа является аутоиммунным заболеванием. Здесь бета-соединения подвергаются атакам иммунной системы больного. При диабете II типа наблюдается резистентность тканей к действию инсулина. Именно поэтому происходит повышение сахара в крови. Этот недуг сокращает жизнь больного на 5-8 лет.
Новейшим способом лечения сейчас стала трансформация клеток протоков поджелудочной железы в альфа-соединения, с последующим превращением в бета клетки. В альфа клетках здесь активируется ген Pax4. Это приводит к зарождению новых бета клеток. Такую процедуру можно провести 3 раза.
Сейчас исследовательская группа работает над созданием фармакологических молекул, которые в будущем смогут исцелять больных сахарным диабетом.
Стволовые виды
В ближайшем будущем человечество станет выращивать новые органы из стволовых видов клеточного соединения. Оттуда можно будет заимствовать необходимые клетки для больных органов. Это еще один из современных методов лечения, который находится в стадии развития. Человечество будущего сможет исцелять себя от самых сложных недугов.
Источник
Ещё одна надежда затеплилась для диабетиков 1 типа. Ученые обнаружили, что большая часть инсулин-продуцирующих клеток не погибает, а просто находится в состоянии покоя. Ранее ученые считали, что сахарный диабет 1 типа развивается после потери/гибели 90 процентов инсулинопродуцирующих клеток. Но новое исследование показывает, что это справедливо только для маленьких детей. При диагнозе диабета от шести лет и старше, присутствует все еще достаточно много клеток, но они просто перестают функционировать. Исследователи из Университета Эксетера (University of Exeter Medical School) считают, что в последствии возможно пробудить неактивные клетки и излечить болезнь.
“Это невероятно захватывающее исследование и оно может открыть двери для новых методов лечения молодых людей, у которых развивается сахарный диабет”, говорит профессор Ноэль Морган Медицинская школа Университета Эксетера (Professor Noel Morgan University of Exeter Medical School) “Ранее считалось, что подростки с диабетом 1-го типа теряют около 90 процентов своих бета-клеток, но исследовав их поджелудочные железы, мы обнаружили, что это не так. На самом деле, те кому установили диагноз в подростковом возрасте все еще имеют множество бета-клетки – это говорит о том, что клетки находятся в состоянии покоя. Если мы сможем найти способ реактивировать эти клетки так, чтобы они возобновили выделение инсулина, мы сможем замедлить или даже повернуть вспять прогрессирование этой ужасной болезни “.
Британская команда работала с учеными из Университета Осло, проанализировав почти 400 образцов поджелудочной железы от людей с сахарным диабетом 1 типа. Образцы дали первые доказательства, что дети, которым был поставлен диагноз диабета типа 1 в возрасте шести лет или младше подверглись более агрессивной форме заболевания. Состояние, известное, как инсулит, представляющий воспалительный процесс, убило ПОЧТИ все инсулин-продуцирующие бета-клетки в поджелудочной железе маленьких детей. Но само прогрессирование заболевания не радикально отличается от развития заболевания у старших подростков, которые сохранили неожиданно большое число бета-клеток. На момент постановки диагноза сохраняется до 50% бета-клеток, хотя они и потеряли свою функциональность.Теперь, когда ученые знают, что инсулин продуцирующие клетки не погибают, а становятся неактивными, они могут начать искать способы активировать их функциональность.
Ранее в этом году учёные MIT и Гарвардского университета доказали, что возможно излечение диабета 1 типа в течение шести месяцев у животных при переливании миллионов продуцирующих инсулин клеток. Новое исследование означает что учёные и врачи ближе, чем когда-либо для того чтобы отказаться от ежедневных инъекции инсулина.
Соавтор исследования Д-р Сара Ричардсон из Медицинской школы Университета Эксетера /Dr Sarah Richardson, of the University of Exeter Medical School/: “Для того чтобы достичь эффективности исследования, мы должны понять основные причины заболевания. Наш следующий шаг выяснить, почему диабет прогрессирует по-разному у детей младшего и страшего возраста, с целью понять, как мы могли бы более эффективно лечить обе группы.”
ИСТОЧНИК 1, ИСТОЧНИК 2
——————————————————————————————————————————————
На правах автора блога: Так уж случилось, что ещё в 2014 году, практически сутками “копая” архивы научных исследований я несколько раз сталкивался с исследованиями разных лет, доказывающими выживаемость бета-клеток при диабете 1 типа. Даже у людей имеющий стаж несколько десятков лет. Это было и наше исследование от 1996 года, и ряд зарубежных. Не нужно прилагать особых усилий чтобы найти их на просторах интернета. Но самое удивительное для меня заключалось в том, что спор об этом у меня несколько раз возникал именно с практикующими эндокринолгами. И слава Богу, мне удавалось обратить их внимание на эти исследования. Да, они делают своё дело “здесь и сейчас” и большой им за это поклон. Ну я буду стараться, чтобы об этом знало как можно больше людей. Потому, что “бета-клетки не погибают”, даже у маленьких детей. И при определённых условиях они могут самовосстановится. Всё будет хорошо, я узнавал:).
——————————————————————————————————————————————
Источник
Островок Лангерганса поджелудочной железы крысы. Инсулин окрашен антителами в зеленый цвет, ДНК клеточных ядер – красителем DAPI в синий, глюкагон (гормон альфа-клеток островков Лангерганса) – в красный. Лазерная сканирующая конфокальная микроскопия
: 14.04.2016
Сахарный диабет 1-го типа развивается в результате поражения бета-клеток поджелудочной железы, вырабатывающих инсулин. Недостаток инсулина, отвечающего за перенос глюкозы внутрь клеток, является причиной повышения уровня глюкозы в кровотоке. Практически единственный способ терапии этого заболевания – пожизненное введение инсулина – не гарантирует отсутствия осложнений, а иногда и вызывает их.
Во всем мире ведутся поиски альтернативных способов лечения этого аутоиммунного заболевания: от совершенствования лекарственных форм препаратов инсулина до технологий пересадки донорских бета-клеток.
Однако перспектива реакции отторжения при трансплантации донорского органа или ткани требует последующего пожизненного подавления иммунной системы. Поэтому ученые работают над созданием бета-клеток из собственных клеток пациента.
Исследователи во главе с Мартином Фассенеггером (Martin Fussenegger) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха воспроизвели in vitro естественный процесс созревания бета-клеток поджелудочной железы. Для этого они взяли клетки жировой ткани донора и репрограммировали их в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Затем ввели в эти клетки плазмиды, содержащие сложные генно-инженерные конструкции, – фактически, искусственно созданную генетическую программу, реализация которой должна точно воссоздавать природную динамику ключевых биохимических факторов, направляющих созревание бета-клеток.
Центральное место в процессе созревания бета-клеток занимают факторы роста Ngn3, Pdx1 и MafA. Изменение концентрации каждой из этих молекул происходит в соответствии с определенной закономерностью – например, MafA появляется только на четвертый день, затем его концентрация резко возрастает и остается на высоком уровне. Изменения концентрации Ngn3 и Pdx1 подчинены еще более сложным «сценариям».
До сих пор ученые побуждали клетки созревать в определенные типы, в том числе в бета-клетки поджелудочной железы, путем механического добавления к ним необходимых химических соединений и сигнальных молекул – с помощью пипетки.
Эффективность такого способа составляет около 25%: очень трудно добавлять правильные количества всех субстанций в нужное время с соблюдением всех динамических параметров, а клетка очень чувствительна к малейшим отклонениям от природной программы.
С помощью новой технологии удалось успешно трансформировать 75% клеток, которые так же, как «настоящие» бета-клетки, в присутствии глюкозы производят инсулин – хотя и в меньшем количестве.
Главной проблемой клинического применения таких клеток является проблема безопасности. Из-за риска развития опухоли во многих странах запрещено использование в медицинской практике индуцированных плюрипотентных стволовых клеток; запрещено и использование вирусных векторов, необходимых для перепрограммирования клеток, – из-за опасности возникновения рекомбинантных вирусов, способных размножаться.
Однако по мнению ученых, использование искусственных генетических программ снижает риски. В любом случае эта работа – еще один шаг к успеху развития клеточных технологий и регенеративной медицины в целом.
Фото: https://commons.wikimedia.org
Подготовила Мария Перепечаева
: 14.04.2016
Источник
Два недавно опубликованных исследования, проведенные учеными Калифорнийского университета в Сан-Франциско (University of California, San Francisco, UCSF), проливают новый свет на природу бета-клеток – инсулин-продуцирующих клеток поджелудочной железы, страдающих при диабете.
(Фото: livescience.com)
Авторы первого исследования предполагают, что некоторые случаи диабета могут быть обусловлены тем, что бета-клетки лишаются кислорода, что побуждает их вернуться в менее зрелое состояние с вытекающим отсюда последствием – потерей способности вырабатывать инсулин. Второе исследование показывает, что не вырабатывающие инсулина клетки поджелудочной железы – ациноциты – можно трансформировать в функциональные бета-клетки – потенциально новая стратегия лечения диабета.
В первом исследовании, опубликованном в журнале Genes & Development, директор Центра диабета UCSF Маттиас Хеброк (Matthias Hebrok), PhD, и научный сотрудник его лаборатории Сапна Пури (Sapna Puri), PhD, удалили из бета-клеток мышей ген VHL. Синтез инсулина в этих клеток резко сократился, и со временем у мышей развился физиологический эквивалент сахарного диабета 2 типа. Вместе с Пури и Хеброком в этом исследовании принимал участие Харухико Акияма (Haruhiko Akiyama), MD, PhD, из Университета Киото (Kyoto University), который предоставил для экспериментов мышей с моделью диабета, развивающегося у худощавых людей.
Считается, что сахарный диабет 2 типа, развивающийся, как правило, в зрелом возрасте, (но все чаще встречающийся и у детей), является результатом резистентности тканей к действию инсулина, вследствие чего у больных повышается уровень сахара в крови. В отличие от диабета 2 типа диагностируемый в детстве диабет 1 типа – аутоиммунное заболевание, при котором бета-клетки поджелудочной железы атакуются и повреждаются собственной иммунной системой больного.
Большинство научных работ, посвященных диабету 2 типа, сфокусировано на резистентности к инсулину, но доктор Хеброк и его коллеги считают, что во многих случаях, например, в подгруппе худощавых взрослых пациентов, одним из факторов возникновения заболевания может быть постепенное, развивающееся в течение длительного периода времени ослабление функции бета-клеток.
«У некоторых людей с высоким индексом массы тела бета-клетки хорошо справляются со своей функцией, в то время как у некоторых стройных – бета-клетки неэффективны», – поясняет доктор Хеброк.
В период развития поджелудочной железы изменения в экспрессии генов вызывают дифференциацию некоторых клеток в бета-клетки, но изученные исследователями лишенные гена VHL бета-клетки дедифференцировались. В них не было важнейших белков, всегда присутствующих в зрелых функциональных бета-клетках, и, наоборот, в этих клетках активно экспрессировался белок Sox9, вырабатывающийся в бета-клетках только до их полного созревания.
«Уровни маркеров зрелых клеток в этих клетках были понижены, а уровни маркеров, которых не должно было быть, повышены», – комментирует Хеброк.
Белок VHL – один из важнейших клеточных сенсоров кислорода. В условиях с низким содержанием кислорода VHL активирует внутриклеточные молекулярные пути, вызывающие компенсаторные метаболические изменения, направленные на защиту клетки. Если эти метаболические корректировки не достигают успеха, альтернативные пути подталкивают клетку к самоуничтожению.
Избирательно удалив VHL из бета-клеток, ученые имитировали условия недостатка кислорода только в одном типе клеток.
«Мы заставили бета-клетки «поверить», что они находятся в состоянии гипоксии, фактически не уменьшая количества кислорода», – продолжает Хеброк.
Даже незначительное увеличение массы тела у лиц с некоторым нарушением функции бета-клеток может повысить требования по выработке инсулина до точки, в которой эти требования начинают превышать возможности клеток.
«Бета-клетка – очень сложная клетка, вырабатывающая огромное количество инсулина жестко регулируемым образом. Лишение ее кислорода превращает «Порше» в «Вольксваген Жук» – высокооктановый гоночный автомобиль в автомобиль, который вы теперь должны заправлять бензином с низким октановым числом. Он все еще сможет доехать из пункта А в пункт Б, но не сможет сделать это так, как надо», – проводит аналогию доктор Хеброк.
Он считает, что многие случаи диабета являются результатом неуклонного, развивающегося в течение длительного времени ослабления функции уже поврежденных бета-клеток, вынужденных справляться с повышающейся потребностью в инсулине.
«То, что мы здесь показываем, – другой взгляд на процесс развития диабета», – поясняет ученый.
По его мнению, цепочку событий нельзя представить следующим образом: вы здоровы – затем у вас предиабет – затем у вас диабет – затем ваши бета-клетки погибают. Скорее это плавное снижение, где функция бета-клеток сходит на нет с течением времени.
Между тем, ученым, опубликовавшим свою статью в журнале Nature Biotechnology, удалось восстановить нормальные уровни инсулина и глюкозы у мышей, не имевших функциональных бета-клеток, путем трансформации других клеток поджелудочной железы в клетки, близкие к бета-клеткам.
Сначала исследователи ввели мышам токсин, специфически поражающий бета-клетки, что вызвало у них симптомы диабета. Спустя пять недель этим мышам имплантировали миниатюрные помпы, непрерывно в течение семи дней вводившие животным две сигнальные молекулы, известные как цитокины.
Введение этих двух цитокинов – эпидермального фактора роста и цилиарного нейротрофического фактора – восстановило у мышей нормальные уровни глюкозы и инсулина. Адекватный контроль над сахаром в крови сохранялся у животных в течение восьми месяцев – до момента завершения исследования.
Дальнейшие эксперименты показали, что введение цитокинов оказывало действие за счет «перепрограммирования» ациноцитов – клеток поджелудочной железы, которые в норме секретируют пищеварительные ферменты, а не инсулин, – заставляя их приобретать свойства бета-клеток, включая чувствительность к глюкозе и способность секретировать гормон для ее усвоения.
В предыдущих работах уже было показано, что определенные факторы транскрипции, доставляемые вирусами, могут перепрограммировать ацинарные клетки мышей, но это исследование представляет первое доказательство того, что перепрограммирование ациноцитов в бета-клетки возможно провести в организме живого животного фармакологическим путем. Поскольку вирусная доставка сложна и рискованна, новый подход представляет собой перспективную стратегию терапии диабета 1 типа и диабета 2 типа с дисфункцией бета-клеток.
«Фармакотерапия, создающая новые бета-клетки, очень помогла бы пациентам с диабетом 1 типа при условии, что сегодняшние открытия, сделанные на мышиных моделях, могут быть использованы для выявления поддающихся воздействию лекарственных препаратов мишеней в поджелудочной железе человека, и при условии, что нам удастся остановить постоянно идущее аутоиммунное разрушение бета-клеток», – говорит первый автор статьи Люк Байенс (Luc Baeyens), постдокторант лаборатории Майкла Джёмана (Michael German), MD, заместителя директора Центра диабета UCSF. «В краткосрочной перспективе эта модель может служить платформой для выявления и изучения новых соединений с терапевтическим потенциалом. В долгосрочной перспективе, несмотря на эти обнадеживающие результаты, мы пока еще очень далеки от использования выводов нашей работы в клинической практике».
Оригинальные статьи
VHL-mediated disruption of Sox9 activity compromises β-cell identity and results in diabetes mellitus
Transient cytokine treatment induces acinar cell reprogramming and regenerates functional beta cell mass in diabetic mice
Источник