Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова, 2024, № 4
Покупка
Новинка
Тематика:
Молекулярная биология. Общая морфология, биофизика, биохимия, физиология / Медикобиологические дисциплины
Издательство:
Наука
Наименование: Российский физиологический журнал им И М Сеченова
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 130
Дополнительно
Тематика:
- 030605: Молекулярная биология. Общая морфология, биофизика, биохимия, физиология
- 0908: Медикобиологические дисциплины
ББК:
УДК:
ОКСО:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Учредитель: Р О С С И Й С К А Я А К А Д Е М И Я Н А У К РОССИЙСКИЙ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ им. И.М. СЕЧЕНОВА Russian Journal of Physiology ISSN0869-8139, e-ISSN2658-655X Основан И.П. Павловым в 1917г. Издается 12 номеров в год Журнал издается при поддержке Отделения физиологических наук РАН и Российского физиологического общества им.И.П. Павлова Главный редактор академик РАН Л.Г. Магазаник (ИЭФБ РАН) Заместитель главного редактора д.б.н. А.В. Зайцев (ИЭФБ РАН) Р е д а к ц и о н н а я к о л л е г и я Антонов С.М.(ИЭФБ РАН), Балабан П.М.(ИВНД и НФ РАН), Безпрозванный И.Б. (СПбПУ, Санкт-Петербург, Россия; UT Southwestern Medical Center, Даллас, США), Брежестовский П.Д. (INSERM, Aix Marseille Université, Марсель, Франция), Гайнетдинов Р.Р. (СПбГУ), Гамбарян С.П. (ИЭФБ РАН), Герасименко Ю.П. (ИФ РАН, Санкт-Петербург, Россия; University of Louisville, Луисвилл, США), Глазова М.В. (ИЭФБ РАН), Гуляева Н.В. (ИВНД и НФ РАН), Зефиров А. Л. (КазГМУ), Иванова Л.Н. (ИЦГ СО РАН), Калуев А.В. (СПбГУ), Колесников С.С. (ИБК РАН), Марков А.Г. (СПбГУ), Наливаева Н.Н. (University of Leeds, Великобритания), Попова Н.К. (ИЦГ СО РАН), Салмина А.Б. (НЦН, Kanazawa University, Канадзава, Япония; КрасГМУ, Красноярск; НЦН, Москва, Россия), Семьянов А.В. (ИБХ РАН), Скребицкий В.Г. (НЦН), Сороко С.И. (ИЭФБ РАН), Степаничев М.Ю. (ИВНД и НФ РАН), Ткачук В.А. (МГУ), Фирсов М.Л. (ИЭФБ РАН), Шенкман Б.С. (ИМБП РАН) Зав. редакцией Кручинина О.В.(ИЭФБ РАН) Сайт журнала: https://rusjphysiol.org/index.php/rusjphysiol Москва ФГБУ «Издательство «Наука» ©Российская академия наук, 2024 © Редколлегия “Российского физиологического журнала им. И.М. Сеченова” (составитель), 2024
РОССИЙСКИЙ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ им. И.М. СЕЧЕНОВА Том 110, № 4, 2024 С О Д Е Р Ж А Н И Е Обзоры Взаимодействие эндокринной и экзокринной частей поджелудочной железы А. Мостафа, Е. А. Ганцова, О. В. Серова, Т. Мохаммад, И. Е. Деев 515 Транскрипционный фактор NF-κB: участие в нейроиммуноэндокринных механизмах заболеваний дыхательной системы Ю. И. Белова, Е. С. Миронова, Т. С. Зубарева, И. М. Кветной, П. К. Яблонский 527 Кислородзависимые аспекты действия аспросина В. В. Зинчук, Д. Ш. О. Аль-Джебур 547 Экспериментальные статьи Инсулиновый сигналинг в нейронах туберальной области гипоталамуса крыс при старении П. А. Анфимова, В. В. Порсева, Л. Г. Панкрашева, Е. С. Ширина, П. М. Маслюков 561 Влияние эстрадиола на углеводно-жировой обмен и активность системы FGF21 у самок мышей C57BL/6 при краткосрочном содержании на диете кафетерия Т. В. Яковлева, А. Ю. Казанцева, К. Ю. Мамонтова, Н. М. Бажан 573 Эффективность курсового применения метформина в комбинации с интраназально вводимым инсулином для лечения крыс с ожирением, вызванным «кафетерий-диетой» К. В. Деркач, И. И. Зорина, А. О. Шпаков 590 Особенности отражения эмоций в характеристиках речи и мимике детей 7–8 лет Е. А. Клешнев, О. В. Фролова, Е. Е. Ляксо 605 Генотоксический стресс как триггер эндотелиальной дисфункции у крыс линии wistar: результаты молекулярно-генетического исследования М. Ю. Синицкий, А. В. Синицкая, М. В. Хуторная, М. А. Асанов, Д. К. Шишкова, А. О. Поддубняк, А. В. Понасенко 624
CONTENTS Reviews Interaction of the Endocrine and Exocrine Parts of the Pancreas A. Mostafa, E. A. Gantsova, O. V. Serova, T. Mohammad, and I. E. Deyev 515 Transcription Factor NF-kB: Role and Signifi cance in the Neuroimmunoendocrine Regulation of Respiratory Function in Normal Conditions and in Lung Pathology Yu. I. Belova, E. S. Mironova, T. S. Zubareva, I. M. Kvetnoy, and P. K. Yablonsky 527 Oxygen-Dependent Aspects of The Action of Asprosyn V. V. Zinchuk and J. S. O. Al-Jebur 547 Experimental articles Insulin Signaling in Neurons of The Tuberal Area of The Hypothalamus of Rats During Aging P. A. Anfi mova, V. V. Porseva, L. G. Pankrasheva, E. S. Shirina, and P. M. Masliukov 561 Effect Of Estradiol on Carbohydrate-Fat Metabolism and FGF21 System Activity in Female C57BL/6 Mice with Short-Term Consumption of The Cafeteria Diet T. V. Jakovleva, A. Yu. Kazantseva, K. Yu. Mamontova, and N. M. Bazhan 573 Effectiveness Of Course Use of Metformin and Its Combination with Intranasal Insulin for Treatment of Rats With "Cafeteria Diet”-Induced Obesity K. V. Derkach, I. I. Zorina, and A. O. Shpakov 590 Peculiarities Of the Emotions Manifestation By 7–8 Old Children in Speech and Facial Expressions E. A. Kleshnev, O. V. Frolova, and E. E. Lyakso 605 Genotoxic Stress Is a Trigger of Endothelial Dysfunction in Wistar Rats: Results of a Molecular Genetic Study M. Yu. Sinitsky, A. V. Sinitskaya, M. V. Khutornaya, M. A. Asanov, D. K. Shishkova, A. O. Poddubnyak, and A. V. Ponasenko 624
ОБЗОРЫ РОССИЙСКИЙ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ им. И.М. СЕЧЕНОВА 2024, том 110, № 4, с. 515–526 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭНДОКРИННОЙ И ЭКЗОКРИННОЙ ЧАСТЕЙ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ © 2024 г. А. Мостафа1, Е. А. Ганцова2, О. В. Серова3, Т. Мохаммад4, И. Е. Деев3, * 1Исследовательский центр GIGA, Льежский университет, Льеж, Бельгия 2Научно-исследовательский институт молекулярной и клеточной медицины, Российский Университет Дружбы Народов им. Патриса Лумумбы, Москва, Россия 3Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук, Москва, Россия 4Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Москва, Россия *E-mail: deyevie@gmail.com Поступила в редакцию 15.10.2023 г. После доработки 19.12.2023 г. Принята к публикации 25.12.2023 г. Поджелудочная железа играет ключевую роль в эндокринной системе животных, а также в переваривании и всасывании питательных веществ. Экзокринная и эндокринная части поджелудочной железы структурно отделены друг от друга, однако многочисленные исследования предполагают наличие анатомической и функциональной связи между этими частями. Раньше этим взаимодействиям уделялось меньше внимания, но в настоящее время поджелудочная железа рассматривается как единый орган, состоящий из функционально связанных компонентов, который координирует эндокринные и экзокринные ответы. В нашем обзоре рассмотрены последние данные, указывающие о функциональной связи и взаимном влиянии эндокринного и экзокринного отделов поджелудочной железы. Кроме того, мы также рассмотрим влияние инфекции SARS-CoV-2 на функционирование поджелудочной железы. Ключевые слова: поджелудочная железа, гормон, инсулин, щелочной рН, SARSCoV-2 DOI: 10.31857/S0869813924040019, EDN: COMRXL ВВЕДЕНИЕ Поджелудочная железа – орган, расположенный в нижнем отделе брюшной полости за желудком. Он разделен на головку, тело и хвост и расположен позади желудка в левой верхней части брюшной полости. Высвобождая различные пищеварительные ферменты и гормоны, поджелудочная железа регулирует переваривание макронутриентов и, таким образом, метаболизм/энергетический гомеостаз. Она отвечает за преобразование пищи, которую мы потребляем, в энергию для наших клеток.
МОСТАФА и др. У поджелудочной железы есть две основные функции: экзокринная, отвечающая за пищеварение, и эндокринная, регулирующая, в частности, уровень сахара в крови. Инсулин, глюкагон, соматостатин и амилин являются основными гормонами поджелудочной железы, влияющими на уровень глюкозы в крови. Механизм действия глюкагона обусловлен его связыванием с глюкагоновыми рецепторами клеток печени. Это приводит к повышению опосредованной Gs-белком активности аденилатциклазы и увеличению образования цАМФ. Результатом является усиление катаболизма депонированного в печени гликогена (гликогенолиза). Глюкагон для гепатоцитов служит внешним сигналом о необходимости выделения в кровь глюкозы за счет распада гликогена (гликогенолиза) или синтеза глюкозы из других веществ — глюконеогенеза. Таким образом, глюкагон в печени, стимулируя распад гликогена, способствует поддержанию глюкозы в крови на постоянном уровне. Метаболическая функция амилина заключается в ингибировании повышения уровня глюкозы в плазме крови. Таким образом, амилин действует как синергетический партнер инсулина, вместе с которым он секретируется β-клетками поджелудочной железы в ответ на прием пищи. Общий эффект заключается в замедлении скорости повышения концентрации глюкозы в крови после еды. Это достигается за счет ингибирования пищеварительной секреции (желудочной кислоты, ферментов поджелудочной железы и выброса желчи) и, как следствие, снижения потребления пищи. Соматостатин является ингибирующим гормоном, в частности, он ингибирует секрецию инсулина и глюкагона. Соматостатин тормозит всасывание в желудочно-кишечном тракте. Таким образом, функцией соматостатина является продление времени поступления питательных веществ, в том числе глюкозы в кровоток. Основная функция инсулина — регулирование углеводного обмена, в частности, утилизация глюкозы в организме. Инсулин увеличивает проницаемость плазматических мембран для глюкозы и других макронутриентов, активирует ключевые ферменты гликолиза, стимулирует образование в печени и мышцах из глюкозы гликогена, усиливает синтез жиров и белков. Кроме того, инсулин подавляет активность ферментов, расщепляющих гликоген и жиры, то есть помимо анаболического действия, инсулин обладает также и антикатаболическим эффектом. Человеческому организму требуется довольно ограниченный диапазон уровня глюкозы в крови. Нормальный диапазон значений концентрации глюкозы в крови составляет от 70 до 130 мг/дл (от 3.9 до 7.1 ммоль/л). Эндокринные гормоны поджелудочной железы в основном отвечают за регуляцию уровня глюкозы в крови, регулируя баланс посредством отрицательной обратной связи. На экзокринную часть приходится более 90% общего объема поджелудочной железы. Она состоит из ацинусов, которые представляют собой скопления клеток, секретирующих экзокринные ферменты поджелудочной железы, такие как липазы, протеазы и амилазы, и системы вставочных протоков, которые транспортируют эти ферменты в проксимальный отдел двенадцатиперстной кишки, чтобы помочь расщеплять жиры, белки и углеводы для всасывания. Гормоны глюкагон, инсулин и соматостатин секретируются в кровоток островками Лангерганса (α-, β- и δ-клетками соответственно) и обеспечивают эндокринную функцию поджелудочной железы [1]. Панкреатический полипептид (PP), секретируемый PP-клетками, и грелин, который продуцируется ε-клетками, также входят в число гормонов, продуцируемых островками поджелудочной железы [1]. Экзокринная секреция поджелудочной железы строго контролируется нейроэндокринной системой, которая анатомически и физиологически связана с экзокринной частью поджелудочной железы [2]. Большая часть биологических исследований поджелудочной железы сосредоточена на эндокринной системе, что обусловлено желанием найти методы лечения такого заболевания, как сахарный диабет. Однако в последние годы растет количество работ, посвященных изучению функционирования экзокринной части поджелудочной
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭНДОКРИННОЙ И ЭКЗОКРИННОЙ ЧАСТЕЙ железы. Эти исследования подчеркивают критическую роль ацинарных и протоковых клеток в патологии поджелудочной железы, а также помогают понять, как клетки экзокринной части могут служить полезными источниками для образования β-клеток островков Лангерганса [3]. АЦИНАРНО-ПРОТОКОВЫЕ ЧАСТИ ЭКЗОКРИННОЙ ЧАСТИ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ Ацинус поджелудочной железы состоит из клеток пирамидальной формы с многочисленными секреторными гранулами. Соединительная ткань с кровеносными сосудами, лимфой, нервами и выводными протоками отделяет ацинусы поджелудочной железы друг от друга. Ацинарные клетки выделяют комбинацию пищеварительных ферментов с небольшим объемом жидкости, богатой ионами Na+, Cl– и H+. Эпителиальные клетки, выстилающие протоки поджелудочной железы, секретируют ионы Cl– и HCO3 – с большим объемом жидкости, что делает pH в просвете двенадцатиперстной кишки слабощелочным (повышение pH до 8.5), обеспечивая тем самым оптимальную среду для ферментативной активности [4]. Маленькие вставочные протоки соединяют просвет ацинусов с внутридольковыми протоками внутри субъединиц поджелудочной железы, продвигаясь через более крупные междольковые протоки, и в итоге вливаются в главный проток поджелудочной железы, который встречается с желчным протоком, образуя общий желчный проток (рис. 1). Пищеварительные ферменты, секретируемые ацинарными клетками, включают более 10 различных протеаз, а также липазы, рибонуклеазы, амилазы и гидролазы. Протеолитические ферменты высвобождаются в неактив ной форме, чтобы избежать самопереваривания поджелудочной железы. Каскад физиологической активации начинается в двенадцатиперстной кишке, где кишечная энтеропептидаза преобразует трипсиноген в активную форму фермента – трипсин. Трипсин затем активирует другие проферменты [4]. ЭНДОКРИННАЯ ЧАСТЬ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ Островки Лангерганса состоят из скоплений эндокринных клеток, которые разбросаны по экзокринному эпителию между ацинусами и протоковыми структурами. Типы эндокринных клеток островков Лангерганса поджелудочной железы имеют четко выраженное пространственное расположение. Эта структура необходима для межклеточной коммуникации и секреции гормонов. Инсулин-секретирующие β-клетки составляют большую часть островка Лангерганса у мышей, тогда как α-клетки, δ-клетки и PP-клетки составляют периферию островка. Архитектура островков более сложна у людей и других приматов, но она по-прежнему соответствует общей структуре в виде β-клеток, окруженных оболочками из α, δ и других типов эндокринных клеток [5]. У человека островки примерно на 30% состоят из α-клеток, секретирующих глюкагон, и на 60% из β-клеток, секретирующих инсулин и амилин, а остальные 10% состоят из δ-клеток (секретирующих соматостатин), γ- или РР-клеток (продуцирующих полипептид поджелудочной железы) и ε-клеток (продуцирующих грелин) [1]. Альфа-клетки, продуцирующие глюкагон, изучены гораздо меньше, чем β-клетки, продуцирующие инсулин. Состояние натощак характеризуется наличием глюкагона – гормона, противодействующего инсулину. Согласованная регуляция секреции глюкагона и инсулина является основным механизмом контроля уровня глюкозы в крови. Основная роль контррегуляторной реакции заключается в предотвращении гипогликемии, именно эта реакция затруднена при диабете. При сахарном диабете 2-го типа (СД2) α-клетки производят больше глюкагона в ответ на аминокислоты и неэффективно ингибируют выработку глюкагона из-за высокого уровня глюкозы в плазме [6].
МОСТАФА и др. Участие регуляции функции α-клеток в патофизиологии СД2 в настоящее время широко изучается. Молекула инсулина образована двумя полипептидными цепями A и B, соединенными дисульфидными связями и содержащими 51 аминокислотный остаток. Инсулин оказывает значительное гипогликемическое действие. Этот гормон необходим для клеточного усвоения пищи и, следовательно, для выживания организма. Одним из ключевых медицинских достижений двадцатого века было его выделение и эффективное клиническое использование в 1923 г. Инсулин, как и большинство других пептидных гормонов, производится из молекулы-предшественника, называемой проинсулином, которая затем расщепляется на 3 части: цепи A и B с образованием биологически активной молекулы инсулина, а также цепи C (соединительный пептид), который высвобождается в молярном соотношении 1:1 с инсулином. Из-за равных количеств секреции инсулина и С-пептида измерения высвобождения иммунореактивного С-пептида оказались очень ценным независимым показателем скорости секреции инсулина in vivo у людей, особенно у людей с диабетом, получающих инъекции инсулина. Измерение концентрации С-пептида в крови используется при диабете для оценки выработки инсулина поджелудочной железой. С-пептид высвобождается одновременно с инсулином, но имеет более длительный период полураспада в крови, что делает его полезным показателем секреции эндогенного инсулина. Это может помочь отличить диабет 1-го и 2-го типа и оценивать необходимость инсулинотерапии. Ассоциированный с островками полипептид (IAPP, широко известный как амилин) представляет собой пептид из 37 аминокислот, также секретируемый β-клетками. Молекулы IAPP могут полимеризоваться при патологических обстоятельствах и образовывать массивные внутриостровковые отложения амилоида, которые часто встречаются при диабете 2-го типа и инсулиноме. Endocrine Pancreatic duct Abdominal aorta Exocrine (digestive enzymes) Acinar cells Ductal cells Duodenum Accessory pancreatic duct Bile duct Inferior vena cava Head Body Tail Pancreactic islet Beta cell Рис. 1. Эндокринная и экзокринная части поджелудочной железы. Анатомия поджелудочной железы включает как экзокринную, так и эндокринную части: экзокринные клетки секретируют пищеварительные ферменты и поджелудочный сок в тонкую кишку, а эндокринные клетки выделяют в кровоток такие гормоны, как инсулин и глюкагон, для регулирования уровня сахара в крови. Эта двойная функция поджелудочной железы необходима для поддержания оптимального обмена веществ и правильного пищеварения в организме.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭНДОКРИННОЙ И ЭКЗОКРИННОЙ ЧАСТЕЙ Другими клетками, обнаруженными в островках Лангерганса, являются клетки D (или δ), которые выделяют соматостатин (ранее называвшийся фактором, ингибирующим высвобождение соматотропина), клетки PP, которые производят наименее изученный из островковых гормонов (гормон PP) и последний тип клеток — это ε- или грелин-продуцирующие клетки. Грелин был первоначально выделен из желудка крысы, а затем обнаружен в определенном типе клеток островков Лангерганса. Считается, что этот гормон играет роль в высвобождении гормона роста, метаболической регуляции и энергетическом балансе островковых клеток [7], хотя его функция в этих клетках до сих пор малоизучена. Предполагается, что клеточная архитектура островков Лангерганса имеет решающее значение для обеспечения их соответствующей функции. Ожирение и диабет у мышей и людей связаны с нарушением структуры этих островков [8]. Гомеостатическая регуляция микроокружения островков необходима для нормальной функции островков, особенно для секреции инсулина. Известно, что в поддержании гомеостаза островков и функции β-клеток ключевую роль играют эндокринные клетки, иммунные клетки, нейроны и эндотелиальные клетки сосудов [9]. КАК ВЛИЯЮТ ДРУГ НА ДРУГА ЭНДОКРИННАЯ И ЭКЗОКРИННАЯ ЧАСТИ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ? Во многих гистологических исследованиях как эндокринная, так и экзокринная части поджелудочной железы рассматривались как отдельные образования, и не уделялось внимания взаимодействиям между ними, только в последние годы ученые начали исследовать механизмы взаимодействия между островками Лангерганса, протоками и ацинусами. В настоящее время поджелудочная железа считается интегрированным органом, состоящим из трех функционально связанных компонентов, которые координируют эндокринные и экзокринные функции [10]. Обе части поджелудочной железы развиваются одинаково с точки зрения эмбриологии, когда эпителиальные клетки инвагинируют в соединительную ткань, подстилающую эпителиальную мембрану. Первоначальные инвагинации экзокринной части сохраняются в виде протоков и ацинарной системы, однако связи островков с эпителиальной мембраной утрачиваются. В результате секреторные продукты островковых тканей высвобождаются в кровоток в виде гормонов [11]. Островки Лангерганса, когда они полностью развиты, отделяются от окружающей ацинарной ткани тонким слоем ретикулярных волокон, не имеющих связи с протоками. Однако в поджелудочной железе человека внутри островков Лангерганса были обнаружены небольшие протоки поджелудочной железы и ацинарные клетки [12]. Более того, было показано, что IEI (islet-exocrine interface, островково-экзокринный интерфейс), который является важнейшей анатомической и функциональной областью, обеспечивает межклеточную связь между эндокринными островками поджелудочной железы и экзокринными ацинарными клетками. Десмосомы и адгезивные соединения недавно были обнаружены между островковыми и ацинарными клетками в IEI [11]. На экспериментальных животных и у пациентов было обнаружено, что потеря клеточной паракринной связи и фиброз, в результате которого происходит перестройка внеклеточного матрикса, могут привести к дисфункции инсулино-ацинарно-протоковой-инкретиновой гормональной оси кишечника, что приводит к недостаточности поджелудочной железы и дефициту глюкагоноподобных пептидов, которые встречаются в преддиабетном состоянии и СД2 [11]. В другом исследовании пытались определить, усиливает ли восстановление регуляторных эффектов, опосредованных эпителиальными клетками протоков, in vitro долгосрочную функцию β-клеток. Было обнаружено, что снижение массы β-клеток и секреции инсулина, наблюдаемое в островках человека при выделении и культивиро
МОСТАФА и др. вании, обусловлено потерей трофической поддержки, обеспечиваемой окружающими неэндокринными клетками поджелудочной железы. Эти находки подтверждают, что протоковые эпителиальные клетки выполняют функцию поддержки жизнеспособности островков [13]. Кроме того, было обнаружено, что за счет высвобождения цитокинов и факторов роста протоковые и ацинарные клетки оказывают влияние на физиологию эндокринных островковых клеток [14]. Было показано, что повышенная экспрессия гастрина и TGF-α в клетках протоков играет роль в пролиферации и дифференцировке островковых клеток из клеток-предшественников внутри эпителия протоков [15, 16]. Как известно, одна из основных функций поджелудочной железы – секреция слабощелочного (рН 8.0–8.5) сока в кишечник. Согласно последним данным, система протоков поджелудочной железы, содержащая слабощелочной сок, может быть связана с эндокринными клетками островков поджелудочной железы [17]. Также было обнаружено, что рецептор, чувствительный к щелочи, который называется IRR (“insulin receptor related receptor”, рецептор, подобный рецептору инсулина), экспрессируется на клеточной поверхности β-клеток поджелудочной железы. Этот рецептор был открыт как гомолог инсулинового рецептора (IR) и считался орфанным ре цептором, поскольку он не реагирует на инсулин или другие агонисты инсулиновых рецепторов [18]. Согласно исследованию, проведенному на линии клеток поджелудочной железы Min6, активация IRR щелочью может быть частью обратной связи между экзокринной и эндокринной системами поджелудочной железы. Подщелачивание поджелудочного сока вызывает активацию рецепторной тирозинкиназы IRR, что, в свою очередь, приводит к активации внутриклеточного сигнального белка IRS-1 и изменению в актиновом цитоскелете β-клеток, что потенциально может влиять на способность β-клеток секретировать гормоны [17] (рис. 2). Beta cell Pancreactic acinus Capillary endocrine Alkali-sensing receptor (IRR) islet-exocrine interface (IEI) Acinar cell Exocrine Duct to pancreatic duct IEI (islet-exocrine interface): Desmosomes and adherens junctions Cell-to-cell communication Trophic support Рис. 2. Механизмы взаимодействия островков Лангерганса, клеток протоков и ацинусов. В то время как экзокринные клетки секретируют поджелудочный сок вместе с ферментами в тонкую кишку, эндокринные клетки выделяют в кровоток такие гормоны, как инсулин и глюкагон. Эти гормоны жизненно важны для регулирования уровня сахара в крови и работают в координации с пищеварительными ферментами, вырабатываемыми экзокринными клетками, чтобы обеспечить правильное пищеварение и всасывание питательных веществ. Взаимодействия этих частей между собой обеспечивает регулирование этих процессов.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭНДОКРИННОЙ И ЭКЗОКРИННОЙ ЧАСТЕЙ Также было обнаружено, что эндокринные и неэндокринные клетки поджелудочной железы образуют β-клетки путем трансдифференцировки (т. е. преобразования из другого, полностью дифференцированного типа клеток). Несколько групп исследователей сообщили о создании ex vivo клеток, подобных β-клеткам из ацинарной ткани человека с использованием различных экспериментальных методов [19]. ИНФЕКЦИИ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ В РЕЗУЛЬТАТЕ ЭПИДЕМИИ COVID-19 Поскольку недавно мир пережил пандемию COVID-19, важной задачей стало выяснить, как этот вирус влияет на каждый орган нашего организма и каковы его долгосрочные последствия. Со временем появляется все больше сообщений о его системном влиянии на наш организм. Сначала считалось, что инфекция COVID-19 поражает только верхние дыхательные пути, затем было обнаружено, что вирус способен поражать практически все системы. Для проникновения в клетку SARS-CoV-2 связывается с ангиотензинпревращающим ферментом 2 (ACE2), представляющим собой трансмембранный белок, а также использует сериновую протеазу TMPRSS2 [20, 21]. Помимо дыхательной системы, белок ACE2 был обнаружен в желудочно-кишечном тракте, в почках, поджелудочной железе и желчном пузыре [22, 23]. Хотя большинство пациентов испытывают респираторные симптомы, включая кашель, одышку и затруднение дыхания, было несколько сообщений о желудочно-кишечных симптомах, таких как диарея, тошнота, рвота и боль в животе, которые могут возникать даже при отсутствии респираторных симптомов [24–27]. Повышенный уровень ферментов поджелудочной железы был обнаружен примерно у 20–30% госпитализированных пациентов с COVID-19 и, как было показано, связан с тяжестью инфекции COVID-19 и худшими клиническими исходами [28–30]. Кроме того, сахарный диабет или гипергликемический стресс в настоящее время признаны факторами риска тяжелых исходов COVID-19, включая госпитализацию и смерть [31, 32]. Предполагается, что COVID-19 связан с более высоким риском впервые возникшей гипергликемии и диабета как у взрослых, так и у детей [33–35]. Хотя точные механизмы возникновения диабета у людей с COVID-19 неизвестны, предполагается, что в нем задействован ряд сложных взаимосвязанных процессов, включая стресс-индуцированную гипергликемию, стероид-индуцированную гипергликемию и прямое или косвенное воздействие SARS-CoV-2 на β-клетки [36]. Чтобы выяснить механизмы дисфункции поджелудочной железы, вызванной SARS-CoV-2, несколько групп исследователей попытались локализовать ACE2 и TMPRSS2 в поджелудочной железе, но данные до сих пор противоречивы. Белок ACE2 был обнаружен в поджелудочной железе преимущественно в протоковых и микрососудистых структурах без явной экспрессии в β-клетках [37, 38]. Другие авторы сообщили об экспрессии ACE2 поджелудочной железы в микроциркуляторном русле, а также в островках поджелудочной железы человека, преимущественно в β-клетках [39]. Müller и соавт. обнаружили сильно выраженную экспрессию ACE2 в эндотелиальных и протоковых клетках, а также умеренную экспрессию в эндокринных клетках (в основном в β-клетках). Аналогичным образом TMPRSS2 был обнаружен в эндокринном отделе и в некоторых протоках [40]. Однако считается, что проникновение SARS-CoV-2 опосредовано не только ACE2, поскольку не только ACE2-экспрессирующие клетки были положительными на вирусные частицы в поджелудочной железе [41]. Нейропилин 1 (NRP1) был предложен в качестве альтернативного рецептора для проникновения вируса SARS-CoV-2. NRP-1 является очень важным корецептором для проникновения SARS-CoV-2 в клетку-хозяина. Было также замечено, что присутствие NRP-1 на поверхности клетки-хозяина облегчает распространение инфекции SARS