胰岛的微观解剖

胰腺的内分泌功能是由胰岛来完成的。胰岛的重要性在于它是人体内控制血糖动态平衡的中心。胰岛是胰腺组织中重要的内分泌器官,每个胰岛都是一个复杂的微器官,由上千个分泌细胞组成。经典的胰岛内分泌细胞包括α细胞、β细胞、δ细胞及PP细胞,分别主要产生胰高血糖素(glucagon)、胰岛素、生长抑素(SS)及胰多肽,其在成年胰岛内分别约占20%、75%、3%~5%及<2%(表4-1)。此外目前已经明确,胰岛ε细胞是一种产生ghrelin的新型胰岛细胞群体,该细胞约占成年胰岛细胞总数的1%或更少。胰岛ε细胞分泌的ghrelin对其他类型胰岛细胞具有调节效应,而且在胚胎期的胰岛发育和分化中可能发挥重要的作用。另外,还有极少的分泌血管活性肠肽的D1细胞。关于胰岛β细胞功能与糖尿病的关系,在后文有专门章节阐述,在此也不赘述。

胰岛细胞分泌的各种物质

胰岛细胞分泌的各种物质

 

胰岛的微观解剖

胰岛内β细胞数目最多,位于胰岛的中央部;α细胞数目也较多,位于胰岛的周围部形成“鞘”,数量较少的δ细胞在位置分布上与α细胞存在一致性。在一些较大的胰岛内,由结缔组织构成的胰岛被膜深入胰岛内部将胰岛划分为不同的“亚单位”,在这些“亚单位”内,仍然是α细胞位于周围部,β细胞位于胰岛的中央部(图4-1)。Orci和Unger观察了若干种哺乳动物和人胰岛细胞的排列特点指出,分泌胰高血糖素的α细胞和分泌SS的δ细胞平行排列,最外周是α细胞分布区,其内为稀疏的δ细胞层,居于中心的是大量分泌胰岛素的β细胞。他们认为这种排列不是偶然的,因而提出一个新的概念,即在解剖学上和功能上,可将胰岛分为两个亚单元:①位于胰岛中心的同种细胞单元,主要由β细胞组成,该区域可保持稳定而持续的胰岛素分泌,为机体提供以基础的胰岛素需要量。②由外周的α、δ细胞和一部分β细胞组成一个外周异种细胞单元,有着丰富的神经和血管联系,对生理需要的SS和胰高血糖素迅速发生反应。δ细胞位于α和β细胞的中间,有助于通过血循环或旁分泌途径抑制其邻近的α细胞或β细胞释放相应的激素。

 胰岛的微观解剖(引自Hazelwood RL. The Endocrine Pancreas,1989)

胰岛的微观解剖(引自Hazelwood RL. The Endocrine Pancreas,1989)

β细胞为胰岛的主要细胞,在人约占胰岛细胞数的75%,主要位于胰岛的中央部。电镜下见其线粒体较腺泡细胞的线粒体小,散在分布,圆形或细长形,粗面内质网多呈短管或小泡状,均匀分布于胞质内。β细胞主要分泌胰岛素。人的α细胞约占胰岛细胞数的20%,在胰体和胰尾部的胰岛内较多。成人的α细胞较大,常呈多边形,多位于胰岛的周边部。Malloryazan染色,α细胞胞质内见鲜红色的颗粒。电镜下α细胞的线粒体较少,呈细长形,有适量的粗面内质网,且常扩大成池,游离核糖体丰富,高尔基复合体不发达,其囊和小泡常含有致密物质。α细胞的分泌颗粒圆形或卵圆形,电子密度高的芯常偏于一侧,界膜与芯之间有一新月形的帽样间隙。近年来,免疫细胞化学定位研究提示,α细胞除分泌胰高血糖素、NPY、GLP-1外还分泌抑胃多肽和缩胆囊素。前者可抑制胃的蠕动与分泌,后者可收缩胆囊和松弛Oddi括约肌。δ细胞数量较少,约占胰岛细胞数的5%。人的δ细胞为卵圆形或梭形,分散于胰岛周边部,α、β细胞之间。细胞核卵圆形,染色质致密,核仁不明显。Malloryazan染色可见D细胞质内含有大量蓝色的颗粒。电镜下,δ细胞的细胞器如线粒体、粗面内质网和游离核糖体均较少,线粒体细,常位于分泌颗粒旁边,高尔基复合体较明显,靠近核的一侧。分泌颗粒较大,位于靠近毛细血管一侧的胞质中。近些年,用免疫细胞化学法证实了δ细胞分泌生长抑素。

此外,也有报道δ细胞分泌促胃液素(胃泌素),但对此尚有不同意见。PP细胞体积小,分泌胰多肽。此细胞数量很少,但随年龄增长而有所增加。在人体,它主要存在于胰岛周边部的钩形突内,但在外分泌部的中、小导管上皮内和腺泡细胞之间也有发现。光镜下只能用免疫细胞化学法辨别此细胞。电镜下,人的PP细胞分泌颗粒较小,且大小不一,圆形或卵圆形,颗粒芯一般为中等电子密度,界膜与芯之间的间隙窄而清亮。但颗粒芯的电子密度变化很大,有中等和高电子密度的颗粒,也有透亮的颗粒,而且这3种颗粒可以共存于一个细胞内,并均有胰多肽的免疫活性。胰多肽对消化系活动主要起抑制作用,是一种抑制性的激素。D1细胞在人的胰岛内极少,主要位于胰岛的周边部。细胞形态不规则或细长有突起。光镜下不易辨认,电镜下见细小的分泌颗粒,圆形或不规则形,中等电子密度,Grimelius银染反应弱。此细胞易与PP细胞混淆,其区别在于颗粒界膜与芯之间无间隙。

免疫组织化学法显示D1细胞可能分泌血管活性肠肽。在分泌血管活性肠肽增多的肿瘤中,可见类似的D1细胞增多。在腺泡细胞膜上发现血管活性肠肽受体,故血管活性肠肽可看作为一种调节胰腺外分泌的神经递质。血管活性肠肽还能抑制胃酶的分泌,刺激胰岛素和高血糖素的分泌。胰岛ε细胞是一种产生ghrelin的新型胰岛细胞群体,利用透射电镜和免疫金标记技术在超微结构水平上发现,胎儿胰岛细胞中的ghrelin分泌颗粒在大小、形状及电子致密度等方面均不同于任何一种经典胰岛激素(包括胰高血糖素、胰岛素、生长抑素及PP)的分泌颗粒。Ghrelin颗粒的特征为直径小(平均值为110nm)、球形、电子密度不一,而胰高糖素分泌颗粒则直径较大(平均值为185nm)、电子密度高。上述结果进一步支持胰岛ε细胞是一种独立的胰岛细胞类型。

胰岛局部微血管结构为研究胰岛细胞之间的相互影响提供了新方向。大鼠胰岛的输入血管(小动脉)在非连续α、δ及PP细胞间隙直接进入胰岛中心部的β细胞区,又在其中分为许多毛细血管,形成胰岛内的微门脉循环。换言之,α、δ细胞通常位于微血管周围,这些细胞分泌的胰高血糖素和SS可以通过微血管到达中央部β细胞分布区,而胰岛β细胞分泌的胰岛素则由此进入微血管,经短距离运送后,再离开微血管而作用于表层α或β细胞。

胰岛的神经支配非常丰富,其自主肾上腺素能和胆碱能神经末梢与胰岛细胞和血管形成突触联系,调节胰岛血流或局部旁分泌。另外,还存在肽能神经,这种神经递质的效应属于旁分泌。

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