Cellule α e cellule β pancreatic

Diabete, cellule α e cellule β pancreatiche.

appunti del dott. Claudio Italiano

Nella storia naturale del DMT2 dapprima compare l’insulinoresistenza, cioè il segnale insulinico non è recepito in periferia, per cui la cella β deve sottoporsi ad un ulteriore lavoro secretivo di insulina per compensare la ridotta efficacia insulinica. Ma anche il glucagone, come oggi sappiamo, svolge un ruolo chiave nel determinare il diabete in quanto la presenza di tale ormone, prodotto dalle cellule α pancreatiche, in periferia determina un incremento della  neoglucogenesi epatica, cioè del processo che porta alla produzione di glucosio (cfr glucidi).  Infine nel paronama del diabete, di recente, trova spazio il tanto negletto e trascurato GLP1, l’ormone prodotto dal tubo digerente ed implicato nel trofismo della beta cellula pancreatica e nell’inibizione della secrezione di glucoagone (cfr terapia incretinica). A fianco è rappresentata un'isola di Langherans del pancreas umano, con le cellule  α, β  e δ  pancreatiche, rispettivamente colorate con l'immunoistochimica in verde, rosso e blu.

 

Isola di Langherans: in rosso le beta cellule, in verde le cellule alfa ed in blu le cellule delta Le isole pancreatiche, dette di Langherans dal nome dello studioso che le individuò verso la fine del XIX secolo, sono nel pancreas umano almeno un milione e rappresentano l’1-2% della massa dell’intero organo. Istologicamente appaiono come delle strutture ovoidali, con dimensioni da pochi micron fino a 200-300 µ. Le cellule α e le cellule β pancreatiche, nell’uomo, a differenza di altre specie di mammiferi, si trovano incastrate le une verso le altre nell’ambito dell’isola di Langherans, associate alle cellule δ che producono la somatostatina.  Le isole sono dotate di una vascolarizzazione assai ricca, stante la loro funzione nell’ottica del metabolismo dei glucidi. Infatti le cellule beta producono insulina e l’insulina, come sappiamo, è la chiave che regola il metabolismo del glucosio, cioè l’ormone che consente alla cellula di captare al suo interno il principale combustibile disponibile per l’uomo, cioè il glucosio, appunto (cfr diabete). La normale funzione β cellulare dipende dall’integrità dei meccanismi che regolano la sintesi ed il rilascio dell’insulina, nonché dalla massa complessiva delle insule. Infatti, al momento della diagnosi di diabete (cfr diabete prevenzione_diabete ) almeno il 50% della massa delle cellule è perduta.

Secrezione insulinica.

Schema della beta cellula e del fenomeno dell'esocitosi dell'insulinaUna volta che il glucosio è in circolo, dopo l’assimilazione degli alimenti, tale molecola è alla base dei meccanismi che conducono al rilascio di insulina. Infatti si ritiene che il glucosio entri nella cellula beta  ad opera di specifici gluco-trasportatori, in particolare GLUT2 e GLUT1; quindi il glucosio viene fosforilato dall’enzina glucochinasi e quindi avviato alla catena gli colitica. Il piruvato che ne deriva entra nel mitocondrio attraverso il ciclo degli acidi tricarbossilici ed i successivi avvenimenti mitocondriali della catena respiratoria portano alla produzione di ATP. L’aumento del rapporto ATP/ADP induce la chiusura a livello della membrana cellulare del canale del potassio ATP dipendente, cui consegue l’apertura dei canali del calcio voltaggio-dipendenti, con ingresso degli ioni calcio nella cellula. Quest’ultimo meccanismo determina la liberazione di insulina attraverso la degranulazione.  Tale liberazione riconosce una prima fase rapida a cui segue una fase prolungata; inoltre la secrezione è pulsatile.  Fino a quando la massa delle insule è conservata o, addirittura, accresciuta come nel giovane, tutto rientra nella fisiologia dei metabolismi. Quando, invece, si va avanti negli anni,  allora i fenomeni apoptosici prevalgono sulla rigenerazione cellulare. Nell’orizzonte del diabete, un ruolo chiave è svolto, ancora, dalla cellula alfa pancreatica, che ha una funzione antitetica a quella beta e che produce il glucagone. Il glucagone promuove il rilascio di glucosio dal fegato nel periodo di digiuno, cioè a 3-4 ore dal pasto, evitando le pericolose crisi ipoglicemiche. Il problema, però, è che nel diabete, quando cioè la glicemia è elevata anche a digiuno, il glucagone è sempre attivo e la neoglucogenesi avviene perfino contro valori di glicemia elevate in circolo.  A livello delle cellule bersaglio il glucagone si lega a specifici recettori di membrana e tale evento attiva l’enzima adenilato ciclasi che a sua volta catalizza la reazione dell’ATP in AMP ciclico e che a sua volta attiva delle protein chinasi dette AMP ciclico dipendenti e dunque la fosforilazione di enzimi intracellulari responsabili dell’effetto del glucagone.  Nel diabetico l’attvità dell’alfa cellula è esagerata e cosi pure la cellula alfa non riconosce lo stimolo inibitorio esercitato dall’elevata glicemia.  Alcuni autori parlerebbero anche di aumento di volume delle cellule alfa nel diabetico.
Stando così le cose nel paziente diabetico, ai fini del trattamento occorre tenere presente che:

GLP1 attiva la neogenesi delle beta-cellule nel ratto Kakizaki· Le cellule beta sono ridotte di numero e la funzione beta-cellulare va incontro ad esaurimento

Le cellule alfa sono svincolare dal controllo esercitato dalla iperglicemie e presentano un volume maggiore ed una funzionalità esacerbata

C’è il ruolo di altri ormoni nel metabolismo della glicemia, fra cui il GLP-1 .

A fianco viene rappresentato un modello di laboratorio, quello dei ratti Goto_kakizaki dove attraverso la stimolazione con GLP-1 si è ottenuto un ripristino della massa e della funzione delle cellule beta-pancreatiche.

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