کارکرد پانکراس و جزایر لانگرهانس برای بدن چیست؟

جزایر لانگرهانس که به آن جزایر پانکراس نیز گفته می‌شود گروهی از سلول‌ها هستند که حاوی غدد درون‌ریز یا سلول‌های تولیدکننده هورمون هستند. هورمون‌های تولیده شده در پانکراس مستقیم توسط پنج نوع سلول در جریان خون ترشح می‌شوند. جزایر لانگرهانس خوشه‌های سه بعدی هزار سلولی هستند، بیشترین نوع ترشح‌کننده سلول جزایر لانگرهانس، سلول انسولین است. در ادامه این مبحث از مجله پزشکی اسنپ‌دکتر موضوع جزایر لانگرهانس را مورد بررسی قرار داده‌ایم.

تعریف جزایر لانگرهانس

جزایر لانگرهانس حدود یک میلیون بخش هستند که در سراسر اندام بزرگسالان تولید می‌شوند و توسط توده‌ای از بافت خارج برون شاخه‌ای پشتیبانی می‌شوند. این جزایر در متابولیسم گلوکز نقش مهمی دارند و قطر هرکدام حدود 0.2 میلی متر است. هر کدام از آن‌ها توسط بافت پیوندی رشته‌ای نازک، با بافتی که در بقیه لوزالمعده یافت می‌شود، از پانکراس اطراف جدا می‌شود. به صورت تخمینی، جزایر لانگرهانس حدود 1 تا 2 درصد از کل پانکراس هستند و 20 درصد از خون آن را دریافت می‌کنند. منبع خون لوزالمعده از شریان طحال سرچشمه می‌گیرد که باعث می‌شود جزایر لانگرهانس در معرض غلظت گلوکز خون قرار بگیرند.

جزایر لانگرهانس از سلول‌های بافت پانکراس تشکیل می‌شوند و پانکراس از دو انحرافی تشکیل می‌شود که باعث ایجاد جوانه‌های شکمی و پشت لوزالمعده خواهد شد. این سلول‌ها در انسان، مجاری لوزالمعده را ترک می‌کنند و سنگدانه‌هایی را تشکیل می‌دهند که به جزایر تبدیل می‌شوند. درحالی که در موش‌ها سلول‌های مجاری تکثیر می‌شوند و سنگ‌دانه‌های سلولی را تشکیل می‌دهند که در تماس نزدیک با مجاری باقی خواهند ماند. ویژگی‌های عملکردی جوندگان با انسان‌ها بسیار شبیه به هم هستند و از آنجا که جزایر جدا شده از اجساد کمتر در دسترس است، از موش‌های صحرایی برای بسیاری از مطالعات در 50 سال گذشته استفاده کرده‌اند. اندازه جزایر لانگرهانس این جوندگان شبیه به جزایر لانگرهانس انسان است. با این تفاوت که پانکراس موش‌ها به طور قابل توجهی کمتر از 1.0 درصد از حجم لوزالمعده انسان‌هاست.

موش‌ها در آزمایشات روی جزایر لانگرهانس

از لوزالمعده انسان‌ها می‌توان 250000 تا 500000 جزیره را به دست آورد. در حال که پانکراس موش‌ها تنها 200 تا 250 جزیره است. جداسازی جزایر از همه گونه‌ها با شیب چگالی، وقت‌گیر است. برخی از سلول‌های اولیه مانند سلول‌های عضله صاف، تکثیر می‌شوند و سلول‌های اضافی را برای استفاده آزمایشی تولید می‌کنند. سلول‌های جزیره به راحتی تکثیر نمی‌شوند. بنابراین از دهه 1970 برای تولید سلول‌های ترشح کننده انسولین، تلاش بسیار زیادی شده است که ویژگی‌های عملکردی سلول‌های اولیه را نشان می‌دهند. سلول‌های ترشح کننده انسولین که در کشت‌های مداوم حفظ می‌شود، توسط تعدادی از روش‌های توسعه یافته کشف شده است.

لوزالمعده موش‌های بزرگسال با انسان از نظر عصب‌دهی تفاوت دارد. جزایر لانگرهانس موش‌ها شبکه‌های وسیعی از اعصاب منشعب دارند که با سلول‌های غدد درون ریز در تماس هستند. در حالی که جزایر انسان در مقایسه با عصب‌های موجود به طور پراکنده عصبی می‌شوند و به جای سلول‌های غدد درون ریز، با سلول‌های عضلانی موجود در رگ‌های خونی در تماس هستند. تنظیم عملکرد جزایر لانگرهانس در انسان، بیشتر از سیگنال‌های سیستم عصبی به کنترل دینامیکی جریان خون بستگی دارد. قطر جزایر لانگرهانس موش‌های صحرایی جوان حدود 200 میکرومتر است که با همان اندازه کوچکی که دارند، به کمک لنز دستی قابل تشخیص هستند.

سلول‌های غدد درون ریز در جزایر لانگرهانس

زیر مجموعه سلول‌های غدد درون ریز در جزایر لانگرهانس موش به صورتی که در زیر گفته شده، پخش می‌شوند:

• سلول‌های آلفا تولید کننده گلوکاگون (20 درصد کل سلول‌های جزایر)
•  سلول‌های بتا تولید کننده انسولین و آمیلین (تقریباً 70 درصد کل سلول‌های جزایر)
• سلول‌های دلتا تولیدکننده سوماتوستاتین (تقریباً 10 درصد کل سلول‌های جزایر)
• سلول‌های ایسیلون تولیدکننده گرلین (تقریباً 1 درصد از کل سلول‌های جزایر)

در مطالعات اخیر نشان داده شده است که جریان خون محلی در جزایر لانگرهانس توسط پرکیت‌هایی که قطر عروق جزیره را کنترل می‌کنند، تا حد بسیار زیادی کنترل می‌شود. اما در شرایط فرد دیابتی، تنظیم دقیق عملکرد جزایر توسط آن‌ها با اختلال مواجه می‌شود که نشان‌دهنده سهمی در آسیب‌شناسی بیماری است.

فرآیند هضم غذا

فرآیند هضم یک فرآیند ظریف است که باید عوامل مختلفی از جمله: آناتومی لوزالمعده، روش معرفی آنزیم‌ها و انواع آنزیم‌ها را در نظر بگیرد. آنزیم‌های مختلف مانند کلاژناز و پروتئاز دارای تنوع در فعالیت و غلظت آنزیم هستند که مانع قوام و تولید مثل در روش‌های جداسازی جزایر لانگرهانس می‌شوند. این عوامل بر ویژگی‌های عملکردی، فراساختاری و ایمنی شناختی جزایر لانگرهانس تأثیر گذارند.

پس از فرآیند جذب غذا، لوزالمعده به دو قسمت تقسیم می‌شود و مجرای هر نیمه کانول می‌شود. با تجزیه آنزیم گوارشی از طریق مجرای اصلی لوزالمعده، جزایر لانگرهانس از ساختار جدا خواهند شد. بافت‌های برون‌ریز و هم‌بند، نفوذ بیشتری به لوزالمعده دارند. تقسیم لوزالمعده باید به طور مساوی انجام شود تا جزایر لانگرهانس بیشتری آزاد شوند که این کار را می‌توان به صورت دستی یا مکانیکی انجام داد.

پس از تقسیم لوزالمعده، پانکراس به صورت ریز خرد شده و به قطعات دو سانتی متری تبدیل می‌شوند و در یک محفظه فلزی از هم تفکیک می‌شوند. سپس در یک سیستم مدار بسته که در آن آنزیم‌ها در گردش هستند، جزایر لانگرهانس از بافت‌های برون‌ریز و هم‌بند جدا می‌شوند و دمای مایعات برای عملکرد بهینه آنزیم‌ها تا 37 درجه سانتی‌گراد افزایش خواهد یافت. در تمام دوره گردش خون، به صورت مکرر برای تعیین تکمیل هضم، نمونه‌گیری انجام می‌شود.

پیوند جزایر لانگرهانس برای درمان دیابت

پیوند پانکراس یک روش جراحی است که پانکراس سالم را از فرد اهداء کننده به شخصی که پانکراس سالمی ندارد پیوند می‌دهند. اگر پانکراس انسولین کافی ترشح نکند، سطح قند خون افزایش می‌یابد و به دیابت نوع یک تبدیل می‌شود، اکثر پیوند‌های پانکراس برای درمان این نوع دیابت انجام می‌شوند که درمان خوبی برای این بیماری است. اما معمولاً برای کسانی که دچار عوارض جدی دیابت هستند انجام می‌شود. در بعضی از موارد پیوند پانکراس در درمان دیابت نوع دو نیز مؤثر است. پیوند پانکراس به همراه پیوند کلیه در افرادی که کلیهٔ آن‌ها در اثر بیماری دیابت آسیب دیده است، انجام خواهد شد. پیوند پانکراس تولید انسولین و کنترل قند خون را در افرادی که دیابت دارند، بهبود می‌بخشد اما این کار درمان قطعی نخواهد بود.

پیوند لوزالمعده برای چه افرادی انجام می‌شود؟

•  افرادی که دیابت نوع یک دارند که با درمان استاندارد قابل کنترل نیست.
•  افرادی که واکنش‌های مکرری نسبت به انسولین نشان می‌دهند.
•  افرادی که کلیه آن‌ها آسیب شدید دیده است.
•  افرادی که به دیابت نوع دو دچار هستند و تولید انسولین و مقاومت به انسولین در آن‌ها پایین است.
•  افرادی که دچار کنترل ضعیف قند خون هستند.

پیوند پانکراس گزینه‌ای برای درمان دیابت نوع دو به شمار نمی‌رود. به دلیل این‌ که دیابت نوع دو زمانی اتفاق خواهد افتاد که بدن نسبت به انسولین مقاوم می‌شود. اما برای افرادی که دیابت نوع دو دارند در حالی که هم تولید انسولین و هم مقاومت به انسولین در آن‌ها کم شده، پیوند پانکراس گزینه خوبی برای درمان است.

انواع پیوند پانکراس

پیوند پانکراس چند نوع دارد که در زیر به چند نمونه از آن اشاره می‌کنیم:

 پیوند پانکراس به تنهایی

افراد مبتلا به دیابت یا فاقد بیماری کلیه می‌توانند کاندید پیوند پانکراس به تنهایی باشند.

پیوند کلیه و لوزالمعده

جراحان ممکن است برای افرادی که دیابت دارند یا در معرض خطر نارسایی کلیه هستند پیوند کلیه و پانکراس را انجام دهند که اکثر پیوند‌های پانکراس همراه با پیوند کلیه انجام می‌شود.

 پیوند لوزالمعده بعد از کلیه

برای کسانی که مدت زیادی را برای پیداشدن کلیه و لوزالمعده اهدایی سپری کرده‌اند، در صورت پیدا شدن کلیه اهدایی پیوند کلیه انجام خواهد شد و پس از بهبودی، درصورت در دسترس بودن لوزالمعده پیوند پانکراس نیز انجام می‌شود.

 پیوند سلول جزایر پانکراس

در حین پیوند لوزالمعده، پیوند پانکراس نیز انجام می‌شود که طی آن خون رسانی به کبد انجام خواهد شد.

سلول‌های بتا در جزایر پانکراس توسط یک فرآیند خود ایمنی در دیابت نوع یک از بین می‌روند. پزشکان و محققان پیوند جزایر لانگرهانس را به عنوان وسیله‌ای برای بازیابی عملکرد سلول‌های بتا انجام می‌دهند که جایگزینی برای پیوند کامل لوزالمعده است. پیوند جزایر به عنوان گزینه‌ای مناسب برای انسولین مورد نیاز برای درمان دیابت به شمار می‌رود. پیوند جزایر شامل انتقال بافتی متشکل از سلول‌های بتا می‌شود. این پیوند به عنوان درمان دیابت ضروری است و نسبت به پیوند کامل پانکراس یک مزیت دارد که بیشتر مورد نیاز است و خطر از دست دادن عضو را ایجاد می‌کند و مزیت دیگری که دارد این است که بیماران به بیهوشی نیاز ندارند. در حال حاضر پیوند جزایر لانگرهانس برای درمان دیابت نوع یک نیاز به سرکوب ایمنی قوی دارد. این جزایر لانگرهانس به ورید پورتال پیوند داده شده و سپس در کبد کاشته می‌شود.

عوارض جراحی پیوند لوزالمعده

عوارض جراحی پیوند لوزالمعده شامل مواردی از جمله: لخته شدن خون، خونریزی، عفونت، وجود قند اضافی در خون، نشت یا عفونت ادراری، شکست یا رد پانکراس اهدایی خواهد شد.
پس از پیوند لوزالمعده، تا آخر عمر ملزم به استفاده از داروهایی هستید که از رد لوزالمعده اهدایی در بدن خود جلوگیری می‌کنند که عوارض مختلفی دارند مانند:

•  پوکی استخوان
• کلسترول بالا
• فشارخون بالا
•  حالت تهوع، اسهال و استفراغ
• حساسیت به نور خورشید
•  افزایش وزن
•  متورم شدن لثه‌ها
•  آکنه
• رشد یا ریزش بیش از حد مو