جزر البنكرياس

تُفرز الهرمونات المنتجة في جزر لانغرهانس البنكرياسية مباشرةً في مجرى الدم بواسطة (خمسة أنواع على الأقل) من الخلايا. وفي جزر لانغرهانس لدى الفئران، تتوزع أنواع الخلايا الصماء على النحو التالي: ^{[ 7 ]}

• خلايا ألفا المنتجة للجلوكاجون (20% من إجمالي خلايا الجزر)
• خلايا بيتا المنتجة للأنسولين والأميلين (≈70%)
• خلايا PP (خلايا غاما أو خلايا F) المنتجة لببتيد البنكرياس (<5%)
• خلايا دلتا المنتجة للسوماتوستاتين (<10%)
• خلايا إبسيلون المنتجة لهرمون الغريلين (<1%)

من المعروف أن البنية الخلوية لجزر لانغرهانس في البنكرياس تختلف بين الأنواع. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} فعلى وجه الخصوص، بينما تتميز جزر لانغرهانس في القوارض بنسبة عالية من خلايا بيتا المنتجة للأنسولين في مركز المجموعة، وقلة خلايا ألفا ودلتا وPP في المحيط، فإن جزر لانغرهانس البشرية تُظهر خلايا ألفا وبيتا على علاقة وثيقة مع بعضها البعض في جميع أنحاء المجموعة. ^{[ 8 ] [ 10 ]}

تختلف نسبة خلايا بيتا في جزر لانغرهانس باختلاف الأنواع، وتبلغ في البشر حوالي 40-50%. بالإضافة إلى الخلايا الصماء، توجد خلايا لحمية (خلايا ليفية)، وخلايا وعائية (خلايا بطانية، وخلايا محيطة بالأوعية الدموية)، وخلايا مناعية (خلايا محببة، وخلايا ليمفاوية، وخلايا بلعمية، وخلايا متغصنة)، وخلايا عصبية. ^{[ 11 ]}

يتدفق قدر كبير من الدم عبر الجزر، بمعدل 5-6  مل/دقيقة لكل 1  غرام من الجزر. وهو ما يصل إلى 15 ضعف ما هو عليه في الأنسجة الخارجية للبنكرياس. ^{[ 11 ]}

تستطيع جزر لانغرهانس التأثير على بعضها البعض من خلال التواصل الجواري والذاتي ، وترتبط خلايا بيتا كهربائيًا بست إلى سبع خلايا بيتا أخرى، ولكن ليس بأنواع الخلايا الأخرى. ^{[ 12 ]} تتميز جزر لانغرهانس البنكرياسية بكثافة تعصيبها ووعيها الدموي، على الرغم من وجود اختلافات ملحوظة بين جزر القوارض والبشر. تشير الأبحاث إلى أن كثافة الأوعية الدموية في جزر لانغرهانس البشرية أقل بنحو خمس مرات من نظيرتها في جزر القوارض. ^{[ 13 ] [ 14 ]} تشبه الشبكة الوعائية داخل الجزر بنية الكبيبات، وتتكون من خلايا بطانية مثقبة للغاية تقع بالقرب من كل خلية غدية صماء. ^{[ 15 ] [ 10 ]} ونتيجة لذلك، يكون ضغط الأكسجين داخل جزر لانغرهانس البنكرياسية أعلى بكثير من ضغط الأكسجين في الأنسجة الخارجية المحيطة بها. ^{[ 16 ]}

• 
  جزيرة بنكرياسية مصبوغة.
• 
  جزيرة بنكرياسية، تُظهر خلايا ألفا
• 
  جزيرة بنكرياسية، تظهر خلايا بيتا.

تمت دراسة النشاط الكهربائي لجزر البنكرياس باستخدام تقنيات التثبيت الموضعي . وقد تبين أن سلوك الخلايا في الجزر السليمة يختلف اختلافاً كبيراً عن سلوك الخلايا المتفرقة. ^{[ 20 ]}

تفرز خلايا بيتا في جزر لانغرهانس البنكرياسية الأنسولين ، ولذا فهي تلعب دورًا هامًا في مرض السكري . ويُعتقد أنها تُدمَّر بفعل الهجمات المناعية.

نظرًا لأن خلايا بيتا في جزر لانغرهانس البنكرياسية تُدمَّر بشكل انتقائي بفعل عملية مناعية ذاتية في داء السكري من النوع الأول ، يسعى الأطباء والباحثون بنشاط إلى زراعة جزر لانغرهانس كوسيلة لاستعادة وظيفة خلايا بيتا الطبيعية، مما يوفر بديلاً لزراعة البنكرياس الكامل أو البنكرياس الاصطناعي . ^{[ 21 ] [ 22 ]} برزت زراعة جزر لانغرهانس كخيار علاجي فعال لداء السكري المعتمد على الأنسولين في أوائل سبعينيات القرن الماضي، مع تقدم مطرد على مدى العقود الثلاثة التالية. ^{[ 23 ]} التجارب السريرية حتى عام 2008أظهرت الدراسات أنه يمكن تحقيق الاستقلال عن الأنسولين وتحسين التحكم الأيضي بشكل متكرر بعد زرع جزر لانغرهانس من متبرعين متوفين في مرضى السكري من النوع الأول غير المستقر . ^{[ 22 ]} وبدلاً من ذلك، تُعد حقن الأنسولين اليومية علاجًا فعالًا لمرضى السكري من النوع الأول غير المرشحين لزراعة جزر لانغرهانس.

يُعدّ الأشخاص ذوو مؤشر كتلة الجسم المرتفع (BMI) غير مناسبين للتبرع بالبنكرياس نظرًا لزيادة المضاعفات التقنية أثناء عملية الزرع. ومع ذلك، يُمكن عزل عدد أكبر من الجزر البنكرياسية نظرًا لكبر حجم بنكرياسهم، وبالتالي فهم أكثر ملاءمة للتبرع بالجزر البنكرياسية. ^{[ 24 ]}

يقتصر زرع جزر لانغرهانس على نقل نسيج يتكون من خلايا بيتا اللازمة لعلاج هذا المرض. ولذلك، فهو يمثل ميزة على زرع البنكرياس الكامل، الذي يُعد أكثر تعقيدًا من الناحية التقنية وينطوي على مخاطر، مثل التهاب البنكرياس الذي قد يؤدي إلى فقدان العضو. ^{[ 24 ]} ومن المزايا الأخرى أن المرضى لا يحتاجون إلى تخدير عام. ^{[ 25 ]}

زراعة جزر لانغرهانس لمرضى السكري من النوع الأول ( اعتبارًا من عام 2008)يتطلب ذلك تثبيطًا قويًا للمناعة لمنع رفض الجسم لجزر لانغرهانس المتبرع بها. ^{[ 26 ]}

تُزرع جزر لانغرهانس في الوريد البابي ، الذي يُزرع بدوره في الكبد. ^{[ 24 ]} ثمة خطر لحدوث تجلط في فروع الوريد البابي ، وانخفاض معدل بقاء الجزر لبضع دقائق بعد الزرع، لأن كثافة الأوعية الدموية في هذا الموقع تكون بعد الجراحة أقل بعدة أشهر من كثافة الأوعية الدموية في الجزر الذاتية. لذا، يُعد تكوين أوعية دموية جديدة أمرًا أساسيًا لبقاء الجزر، وهو ما يدعمه، على سبيل المثال، عامل نمو بطانة الأوعية الدموية (VEGF) الذي تُنتجه الجزر وخلايا بطانة الأوعية الدموية. ^{[ 11 ] [ 25 ]} مع ذلك، ينطوي الزرع داخل الوريد البابي على بعض أوجه القصور الأخرى، ولذا يجري البحث عن مواقع بديلة أخرى توفر بيئة دقيقة أفضل لزرع الجزر. ^{[ 24 ]} كما يركز البحث في زراعة الجزر على تغليف الجزر، وكبت المناعة الخالي من مثبطات الكالسينيورين ، والمؤشرات الحيوية لتلف الجزر، أو نقص المتبرعين بالجزر. ^{[ 27 ]}

يُعدّ وجود مصدر بديل لخلايا بيتا، مثل الخلايا المنتجة للأنسولين والمشتقة من الخلايا الجذعية البالغة أو الخلايا السلفية، عاملاً هاماً في التغلب على نقص الأعضاء المتبرع بها لعمليات الزرع. يشهد مجال الطب التجديدي تطوراً سريعاً، ويُبشّر بمستقبل واعد. مع ذلك، يُعدّ داء السكري من النوع الأول نتيجةً للتدمير المناعي الذاتي لخلايا بيتا في البنكرياس. لذا، يتطلب العلاج الفعال اتباع نهج متكامل ومتسلسل يجمع بين التدخلات المناعية المناسبة والآمنة وأساليب تجديد خلايا بيتا. ^{[ 28 ]} كما ثبت أن خلايا ألفا قادرة على تغيير مصيرها تلقائياً والتحول إلى خلايا بيتا في جزر لانغرهانس البنكرياسية لدى كل من الإنسان والفئران، سواءً كانت سليمة أو مصابة بالسكري، ما يُمثّل مصدراً محتملاً لتجديد خلايا بيتا في المستقبل. ^{[ 29 ]} في الواقع، وُجد أن مورفولوجيا جزر لانغرهانس والتمايز الهرموني مرتبطان ارتباطاً مباشراً. ^{[ 30 ]} تتمايز الخلايا السلفية الصماء عن طريق الهجرة بشكل متماسك وتشكيل طلائع جزر لانغرهانس الشبيهة بالبراعم، أو "شبه الجزر"، حيث تشكل خلايا ألفا الطبقة الخارجية لشبه الجزيرة، وتتشكل خلايا بيتا لاحقًا تحتها. وقد أظهر التجميد بالتبريد نتائج واعدة في تحسين سلسلة إمداد جزر لانغرهانس البنكرياسية لتحقيق نتائج أفضل في عمليات الزرع. ^{[ 31 ]}