Insulinproduzierende Langerhans-Inseln
Die Langerhans-Inseln sind endokrine Regionen des Pankreas, die verantwortlich für die Hormonproduktion in den Zellen sind. Diese Inseln wurden 1869 von dem deutschen Pathologen Paul Langerhans entdeckt und machen etwa 1 % bis 2 % der Pankreasmasse aus. Im menschlichen Körper gibt es schätzungsweise über eine Million dieser Inseln, die über das gesamte Pankreas verteilt sind. Unter diesen Inseln haben 914 einen Durchmesser von etwa 0,2 mm und sind durch faseriges Bindegewebe von den umliegenden Pankreasgeweben getrennt, was ein Gesamtgewicht von 1 bis 1,5 Gramm ergibt.
Gewebelehre
Die in den Langerhans-Inseln produzierten Hormone werden direkt in den Blutkreislauf über fünf Arten von Zellen abgegeben. Die Verteilung der endokrinen Zellen ist wie folgt:
- Alpha-Zellen: Diese Zellen sind Teil des endokrinen Pankreas und produzieren 15 bis 20 % des Hormons Glukagon, das den Blutzuckerspiegel erhöht.
- Beta-Zellen: Diese Zellen, die sich in den Langerhans-Inseln befinden, machen 65-80 % des Insulins aus und sind entscheidend für die Regulierung des Blutzuckers.
- Delta-Zellen: Diese Zellen produzieren Somatostatin und machen 3 bis 10 % der Insulininseln aus; sie befinden sich am Rand der Inseln.
- PP-Zellen: Auch Gamma-Zellen genannt, sind für die Produktion von Pankreatischen Peptiden verantwortlich und machen 3 bis 5 % aus.
- Epsilon-Zellen: Diese endokrinen Zellen produzieren Ghrelin, das mehr als 1 % des Outputs ausmacht.
Die Langerhans-Inseln können durch parakrine Signalübertragung und elektrische Kopplung miteinander kommunizieren; Beta-Zellen können sich dabei mit anderen Beta-Zellen koppeln, hingegen nicht mit Zellen anderer Zelltypen.
Funktionen
Zu den Funktionen der Langerhans-Inseln zählen:
- Regulierung von Glukose und Insulin: Sie verhindern die Aktivierung von Beta-Zellen sowie Alpha-Zellen.
- Glykogen oder Glukagon: Diese aktivieren Alpha-Zellen, die wiederum Beta- und Delta-Zellen stimulieren.
- Somatostatin: Hemmt die Aktivierung von Alpha- und Beta-Zellen.
- Es gibt zahlreiche G-Proteine, die mit GPCR-Rezeptoren gekoppelt sind, welche die Sekretion von Insulin, Glukagon und Somatostatin aus den Pankreasinseln regulieren. Dies stellt einen bedeutenden Fortschritt bei der Entwicklung von Medikamenten zur Behandlung von Typ-2-Diabetes dar.
Die metabolische Steuerung kann durch die Transplantation von Langerhans-Inseln erfolgen. Dies kann entweder durch eine vollständige Pankreastransplantation oder durch Transplantationen von Pankreaszellgruppen geschehen. Der Einsatz von Inseltransplantationen hat sich als eine praktikable Therapieoption zur Behandlung von Insulinabhängigkeit herausgestellt, da damit die Funktion der Beta-Zellen wiederhergestellt werden kann. Derzeit erfordert die Transplantation von Inseln bei Typ-1-Diabetes eine ausgeklügelte Immuntherapie.