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| 膵島 | |
|---|---|
 | |
 マウスの膵島は血管に近い典型的な位置にあります。インスリンは赤、核は青です。 | |
| 詳細 | |
| の一部 | 膵臓 |
| システム | 内分泌 |
| 識別子 | |
| ラテン | 膵島 |
| メッシュ | D007515 |
| TA98 | A05.9.01.019 |
| TA2 | 3128 |
| ＦＭＡ | 16016 |
| 微細解剖学の解剖学用語 [Wikidataで編集] | |
膵島またはランゲルハンス島は、膵臓の内分泌（ホルモン産生）細胞を含む領域であり、1869年にドイツの病理解剖学者パウル・ランゲルハンスによって発見されました。[1]膵島は膵臓の容積の1～2％を占め、膵臓の血流の10～15％を受け取ります。[2] [3]膵島は人間の膵臓全体に密集して配置されており、グルコースの代謝に重要です。[4]
構造
健康な成人の膵臓には約100万個の膵島が分布しています。膵島の大きさはさまざまですが、平均直径は約0.2 mmです。[5] :928各膵島は、薄い繊維状の結合組織カプセルによって周囲の膵臓組織から分離されており、このカプセルは膵臓の残りの部分全体に織り込まれた繊維状結合組織と連続しています。[5] :928
微細解剖学
膵島で産生されたホルモンは、少なくとも5種類の細胞によって血流に直接分泌されます。ラットの膵島では、内分泌細胞の種類は次のように分布しています。[6]
- グルカゴンを産生するアルファ細胞（全膵島細胞の20%）
- インスリンとアミリンを産生するベータ細胞（≈70%）
- 膵ポリペプチドを産生するPP細胞（ガンマ細胞またはF細胞）（<5%）
- ソマトスタチンを産生するデルタ細胞（<10%）
- グレリンを産生するイプシロン細胞（<1%）
膵島の細胞構造は種によって異なることが知られています。 [7] [8] [9] 特に、げっ歯類の膵島はクラスターの中心部にインスリン産生β細胞が優勢を占め、周辺にはα、δ、PP細胞がほとんどないのが特徴ですが、ヒトの膵島ではクラスター全体でα細胞とβ細胞が互いに密接な関係にあります。[7] [9]
膵島におけるβ細胞の割合は種によって異なりますが、ヒトでは約40～50%です。内分泌細胞に加えて、間質細胞（線維芽細胞）、血管細胞（内皮細胞、周皮細胞）、免疫細胞（顆粒球、リンパ球、マクロファージ、樹状細胞）、神経細胞があります。[10]
膵島には大量の血液が流れており、膵島1gあたり5～6mL/分である。これは膵臓の外分泌組織の15倍にもなる。[10]
膵島は傍分泌および自己分泌のコミュニケーションを通じて互いに影響を及ぼし、β細胞は6～7個の他のβ細胞と電気的に結合されているが、他の細胞タイプとは結合していない。[11]膵島は神経支配と血管新生が豊富であることが特徴ですが、げっ歯類とヒトの膵島には顕著な違いがあります。研究によると、ヒトの膵島の血管密度はげっ歯類の膵島の約5倍低いことが示されています。[12] [13]膵島内の血管ネットワークは糸球体のような構造に似ており、各内分泌細胞のすぐ近くに位置する高度に窓のある内皮細胞で構成されています。[14] [15]その結果、膵島内の酸素分圧は周囲の外分泌組織よりも大幅に高くなります。[16]
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染色された膵島。 -
膵島、アルファ細胞が見える -
ベータ細胞が見える膵島。
関数
膵島のパラクリンフィードバックシステムは次のような構造をしている：[ 17 ]
- グルコース/インスリン: ベータ細胞を活性化し、アルファ細胞を抑制します。
- グリコーゲン/グルカゴン: アルファ細胞を活性化し、ベータ細胞とデルタ細胞を活性化します。
- ソマトスタチン：α細胞とβ細胞を阻害する。また、膵ポリペプチドの分泌も阻害する。[18]
多数のGタンパク質共役受容体（GPCR）が膵島からのインスリン、グルカゴン、ソマトスタチンの分泌を制御しており[19]、これらのGPCRのいくつかは2型糖尿病の治療に使用される薬剤の標的となっている（GLP-1受容体作動薬、DPPIV阻害剤を参照）。
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膵ポリペプチドに対する免疫染色したマウス膵島 -
インスリンに対する免疫染色されたマウスの膵島 -
グルカゴン免疫染色したマウス膵島
電気活動
膵島の電気的活動はパッチクランプ法を用いて研究されており、無傷の膵島細胞の挙動は分散した細胞の挙動とは大きく異なることが判明している。[20]
臨床的意義
糖尿病
膵島のベータ細胞はインスリンを分泌し、糖尿病において重要な役割を果たしています。この細胞は免疫攻撃によって破壊されると考えられています。
1型糖尿病では、膵島のβ細胞が自己免疫プロセスによって選択的に破壊されるため、臨床医と研究者は、完全な膵臓移植や人工膵臓の代替手段となる生理的なβ細胞機能を回復する手段として、膵島移植を積極的に検討している。[21] [22]膵島移植は、1970年代初頭にインスリンを必要とする糖尿病の治療の実行可能な選択肢として登場し、その後30年間で着実に進歩した。[23] 2008年現在の臨床試験では、不安定な1型糖尿病[アップデート]の患者に死体ドナーの膵島を移植した後、インスリン非依存と代謝コントロールの改善が再現可能に得られることがわかっている。[22]あるいは、膵島移植の対象とならない1型糖尿病患者には、毎日のインスリン注射が効果的な治療法である。
肥満度指数（BMI）が高い人は、移植時に技術的な合併症が起こりやすいため、膵臓ドナーとしては不適切です。しかし、膵臓が大きいため、より多くの膵島を分離することが可能であり、膵島ドナーとしてより適しています。[24]
膵島移植は、この病気の治療に必要なベータ細胞からなる組織のみを移植するものである。そのため、膵臓全体の移植よりも有利である。膵臓全体の移植は、より技術的に要求が厳しく、膵炎などの臓器喪失のリスクがある。[24]もう1つの利点は、患者が全身麻酔を必要としないことである。[25]
1型糖尿病に対する膵島移植（2008年現在[アップデート]）では、ドナー膵島に対する宿主の拒絶反応を防ぐために強力な免疫抑制が必要である。 [26]
膵島は門脈に移植され、その後肝臓に移植される。[24]移植後数分で門脈枝血栓症のリスクがあり、膵島生存率も低い。これは、この部位の血管密度が術後数ヶ月で内因性膵島よりも低くなるためである。したがって、膵島の生存には新生血管形成が重要であり、これは膵島や血管内皮細胞によって産生されるVEGFなどによってサポートされる。 [10] [25]しかし、門脈内移植には他にも欠点があるため、膵島移植に適した微小環境を提供する他の代替部位が検討されている。[24]膵島移植の研究では、膵島のカプセル化、CNIフリー（カルシニューリン阻害剤）免疫抑制、膵島損傷のバイオマーカー、膵島ドナー不足にも焦点が当てられている。[27]
成人幹細胞や前駆細胞に由来するインスリン産生細胞などのベータ細胞の代替供給源は、移植用ドナー臓器の不足を克服するのに貢献するだろう。再生医療の分野は急速に発展しており、近い将来に大きな希望を与えている。しかし、1型糖尿病は膵臓のベータ細胞の自己免疫破壊の結果である。したがって、効果的な治療法には、適切かつ安全な免疫介入とベータ細胞再生アプローチを組み合わせた、連続的で統合的なアプローチが必要となる。[28]また、健康なヒトおよび糖尿病のヒトおよびマウスの膵島の両方で、アルファ細胞が自発的に運命を切り替えてベータ細胞に分化転換できることが実証されており、将来のベータ細胞再生の供給源となる可能性がある。[29]実際、膵島の形態と内分泌の分化は直接関連していることが判明している。[30]内分泌前駆細胞は凝集して移動し、芽のような膵島前駆細胞、または「半島」を形成することによって分化します。半島の外層はアルファ細胞で構成され、その後その下にベータ細胞が形成されます。凍結保存は、膵島のサプライチェーンを改善し、移植結果を改善する可能性を示しています。[31]
追加画像
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犬の膵臓のイラスト。250倍。 -
研究
カンナビノイド受容体はランゲルハンス島に広く発現しており、いくつかの研究では、膵臓内分泌機能に関連してCB1受容体とCB2受容体の特定の分布とメカニズムを調査しており、エンドカンナビノイドは膵臓β細胞の機能、増殖、生存、およびインスリン産生、分泌、抵抗性を調節するため、これらの受容体は重要な恒常性の役割を果たしています。[32] [33] [34] [35]
参照
- ベタトロフィン
- 神経内分泌腫瘍
- 膵神経内分泌腫瘍
- ランゲルハンス島沖漂流、ハーラン・エリスンによる短編小説
参考文献
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外部リンク
- ヒトタンパク質アトラスにおける膵臓