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Islotes pancreáticos

Los islotes pancreáticos o islotes de Langerhans son las regiones del páncreas que contienen sus células endocrinas (productoras de hormonas), descubiertas en 1869 por el anatomista patólogo alemán Paul Langerhans . [1] Los islotes pancreáticos constituyen el 1-2% del volumen del páncreas y reciben el 10-15% de su flujo sanguíneo. [2] [3] Los islotes pancreáticos están dispuestos en rutas de densidad a lo largo del páncreas humano, y son importantes en el metabolismo de la glucosa . [4]

Estructura

Hay alrededor de 1 millón de islotes distribuidos por todo el páncreas de un ser humano adulto sano. Si bien los islotes varían en tamaño, el diámetro promedio es de aproximadamente 0,2 mm. [5] :928 Cada islote está separado del tejido pancreático circundante por una cápsula de tejido conectivo fibroso delgada que es continua con el tejido conectivo fibroso que está entrelazado en el resto del páncreas. [5] :928

Microanatomía

Las hormonas producidas en los islotes pancreáticos son secretadas directamente al torrente sanguíneo por (al menos) cinco tipos de células. En los islotes de rata, los tipos de células endocrinas se distribuyen de la siguiente manera: [6]

Se ha reconocido que la citoarquitectura de los islotes pancreáticos difiere entre especies. [7] [8] [9] En particular, mientras que los islotes de roedores se caracterizan por una proporción predominante de células beta productoras de insulina en el núcleo del grupo y por escasas células alfa, delta y PP en la periferia, los islotes humanos muestran células alfa y beta en estrecha relación entre sí en todo el grupo. [7] [9]

La proporción de células beta en los islotes varía según la especie; en los humanos es de alrededor del 40-50%. Además de las células endocrinas, existen células del estroma (fibroblastos), células vasculares (células endoteliales, pericitos), células inmunes (granulocitos, linfocitos, macrófagos, células dendríticas) y células neuronales. [10]

A través de los islotes circula una gran cantidad de sangre, 5-6 ml/min por cada g de islote, hasta 15 veces más que en el tejido exocrino del páncreas. [10]

Los islotes pueden influirse entre sí a través de la comunicación paracrina y autocrina , y las células beta están acopladas eléctricamente a seis o siete células beta más, pero no a otros tipos de células. [11] Los islotes pancreáticos se caracterizan por una rica inervación y vascularización, aunque existen diferencias notables entre los islotes de roedores y humanos. Las investigaciones indican que la densidad vascular en los islotes humanos es aproximadamente cinco veces menor que en los islotes de roedores. [12] [13] La red vascular dentro de los islotes se asemeja a una estructura similar a los glomérulos, que consiste en células endoteliales altamente fenestradas ubicadas cerca de cada célula endocrina. [14] [15] En consecuencia, la tensión de oxígeno dentro de los islotes pancreáticos es significativamente mayor que en el tejido exocrino circundante. [16]

Función

El sistema de retroalimentación paracrina de los islotes pancreáticos tiene la siguiente estructura: [17]

Una gran cantidad de receptores acoplados a proteína G (GPCR) regulan la secreción de insulina, glucagón y somatostatina de los islotes pancreáticos, [19] y algunos de estos GPCR son el objetivo de los medicamentos utilizados para tratar la diabetes tipo 2 (ref. agonistas del receptor GLP-1, inhibidores de DPPIV).

Actividad eléctrica

Se ha estudiado la actividad eléctrica de los islotes pancreáticos mediante técnicas de fijación de parches . Se ha comprobado que el comportamiento de las células en los islotes intactos difiere significativamente del comportamiento de las células dispersas. [20]

Importancia clínica

Diabetes

Las células beta de los islotes pancreáticos secretan insulina , por lo que desempeñan un papel importante en la diabetes . Se cree que son destruidas por ataques inmunológicos.

Debido a que las células beta en los islotes pancreáticos son destruidas selectivamente por un proceso autoinmune en la diabetes tipo 1 , los médicos e investigadores están buscando activamente el trasplante de islotes como un medio para restaurar la función fisiológica de las células beta, lo que ofrecería una alternativa a un trasplante de páncreas completo o páncreas artificial . [21] [22] El trasplante de islotes surgió como una opción viable para el tratamiento de la diabetes que requiere insulina a principios de la década de 1970 con un progreso constante durante las siguientes tres décadas. [23] Los ensayos clínicos a partir de 2008 han demostrado que la independencia de la insulina y el control metabólico mejorado se pueden obtener de manera reproducible después del trasplante de islotes de donantes cadavéricos en pacientes con diabetes tipo 1 inestable . [22] Alternativamente, las inyecciones diarias de insulina son un tratamiento eficaz para los pacientes con diabetes tipo 1 que no son candidatos para el trasplante de islotes.

Las personas con un índice de masa corporal (IMC) elevado no son donantes de páncreas adecuados debido a las mayores complicaciones técnicas durante el trasplante. Sin embargo, es posible aislar un mayor número de islotes debido a que tienen un páncreas más grande y, por lo tanto, son donantes de islotes más adecuados. [24]

El trasplante de islotes implica únicamente la transferencia de tejido constituido por células beta, necesarias para el tratamiento de esta enfermedad, por lo que representa una ventaja frente al trasplante de páncreas completo, que es más exigente técnicamente y entraña el riesgo, por ejemplo, de pancreatitis que provoque la pérdida del órgano. [24] Otra ventaja es que los pacientes no necesitan anestesia general. [25]

El trasplante de islotes para la diabetes tipo 1 (a partir de 2008 ) requiere una potente inmunosupresión para prevenir el rechazo del huésped a los islotes del donante. [26]

Los islotes se trasplantan a una vena porta , que luego se implanta en el hígado. [24] Existe un riesgo de trombosis de la rama venosa portal y el bajo valor de supervivencia de los islotes unos minutos después del trasplante, porque la densidad vascular en este sitio es después de la cirugía varios meses menor que en los islotes endógenos. Por lo tanto, la neovascularización es clave para la supervivencia de los islotes, que es apoyada, por ejemplo, por VEGF producido por los islotes y las células endoteliales vasculares. [10] [25] Sin embargo, el trasplante intraportal tiene otras deficiencias, por lo que se están examinando otros sitios alternativos que proporcionarían un mejor microambiente para la implantación de islotes. [24] La investigación del trasplante de islotes también se centra en la encapsulación de islotes, la inmunosupresión libre de CNI ( inhibidor de la calcineurina ), los biomarcadores de daño de los islotes o la escasez de donantes de islotes. [27]

Una fuente alternativa de células beta, como las células productoras de insulina derivadas de células madre adultas o células progenitoras, contribuiría a superar la escasez de órganos de donantes para trasplante. El campo de la medicina regenerativa está evolucionando rápidamente y ofrece grandes esperanzas para el futuro más cercano. Sin embargo, la diabetes tipo 1 es el resultado de la destrucción autoinmune de las células beta en el páncreas. Por lo tanto, una cura eficaz requerirá un enfoque secuencial e integrado que combine intervenciones inmunitarias adecuadas y seguras con enfoques regenerativos de células beta. [28] También se ha demostrado que las células alfa pueden cambiar de destino espontáneamente y transdiferenciarse en células beta en islotes pancreáticos humanos y de ratones sanos y diabéticos, una posible fuente futura para la regeneración de células beta. [29] De hecho, se ha descubierto que la morfología de los islotes y la diferenciación endocrina están directamente relacionadas. [30] Las células progenitoras endocrinas se diferencian migrando en cohesión y formando precursores de islotes similares a brotes, o "penínsulas", en las que las células alfa constituyen la capa exterior peninsular y las células beta se forman más tarde debajo de ellas. Se ha demostrado que la criopreservación es prometedora para mejorar la cadena de suministro de islotes pancreáticos y lograr mejores resultados en los trasplantes. [31]

Imágenes adicionales

Investigación

Los receptores cannabinoides se encuentran ampliamente expresados ​​en los islotes de Langerhans, y varios estudios han investigado la distribución específica y los mecanismos de los receptores CB1 versus CB2 en relación con las funciones endocrinas pancreáticas , donde juegan un papel homeostático importante, ya que los endocannabinoides modulan la función, proliferación y supervivencia de las células β pancreáticas , así como la producción, secreción y resistencia a la insulina . [32] [33] [34] [35]

Véase también

Referencias

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