Vnitr Lek 2014, 60(9):684-690

Faktory vedoucí k poškození a destrukci B-buněk Langerhansových ostrůvků pankreatu

Michal Anděl*, Vlasta Němcová, Nela Pavlíková, Jana Urbanová, Marie Čecháková, Andrea Havlová, Radka Straková, Livia Večeřová, Václav Mandys, Jan Kovář, Petr Heneberg, Jan Trnka, Jan Polák
Centrum výzkumu diabetu, metabolizmu a výživy 3. LF UK a FN Královské Vinohrady Praha, přednosta prof. MUDr. Michal Anděl, CSc.

U pacientů, u kterých se manifestoval diabetes mellitus, dochází po měsících až desetiletích trvání choroby k vyhasnutí sekrece inzulinu, což je téměř jistým znamením úbytku B-buněk Langerhansových ostrůvků. U souboru 30 pacientů, u kterých se choroba manifestovala mezi 30-45 roky a byli diagnostikováni jako diabetici 2. typu, má po 30 letech trvání choroby polovina zachovanou nebo vyšší sekreci inzulinu, druhá polovina pak sekreci výrazně sníženou nebo vyhaslou. Faktory, které postihují B-buňky a vedou k jejich destrukci, můžeme shrnout do následujících skupin:

1. Faktory chemické: faktory metabolické: hyperglykemie a glukotoxicita, lipotoxicita, hypoxie, volné kyslíkové radikály, faktory farmakologické: anitimikrobiální prostředek pentamidin, antidepresiva typu SSRI, faktory spojené s poruchou sekrece inzulinu: MODY typy diabetu, toxické látky ze zevního prostředí: jed na krysy Vacor, streptozotocin, polychlorované či polybromované uhlovodíky

2. Onemocnění zevně sekretorické části pankreatu: nádorová infiltrace, vazivová infiltrace, chronická pankreatitida

3. Infekce, zánět a autoimunita: faktory virové: Coxsackie viry, virus chřipky H1N1, enteroviry, záněty: autoimunní faktory, představující patogenetický faktor diabetu 1. typu. V současné době pracujeme jak na další specifikaci dalších faktorů vedoucích k poškození B-buněk, tak na studiu poznání jejich účinku na buněčnou apoptózu respektive nekrózu, a konečně na definici ochranných faktorů, které by účinky působení těchto faktorů snížily. S nárůstem vědomostí o mechanizmech poškození a destrukce B-buněk se rýsují návrhy některých opatření, která by je mohla chránit. V našem přehledu podáváme zestručnělý a s ohledem na rozsah článku také notně zjednodušený přehled některých znalostí, které se poškození a destrukce B-buněk týkají.

Klíčová slova: B-buňky Langerhansových ostrůvků pankreatu; faktory vedoucí k destrukcí B-buněk; sekrece inzulinu

Factors causing damage and destruction of beta-cells of the islets of Langerhans in the pancreas

Insulin secretion in patients with manifested diabetes mellitus tends to disappear months to decades after the diagnosis, which is a clear sign of a gradual loss of pancreatic islet beta-cells. In our sample of 30 type 2 diabetic patients, whose disease manifested between 30 and 45 years of age, about a half have retained or even increased insulin secretion 30 years later, while the other half exhibit a much diminished or lost insulin secretion. Factors that can damage or destroy beta-cells can be divided into the following groups:

Metabolic factors: hyperglycemia and glucotoxicity, lipotoxicity, hypoxia, reactive oxygen species;

Pharmacological factors: antimicrobial medication pentamidine, SSRI antidepressants;

Factors related to impaired insulin secretion: MODY type diabetes;

Environmental toxic factors: rat poison Vacor, streptozotocin, polychlorinated and polybrominated hydrocarbons;

Disorders of the exocrine pancreas: tumor infiltration, fibrous infiltration, chronic pancreatitis, cystic fibrosis;

Infections, inflammation, autoimmunity, viral factors: Coxsackie viruses, H1N1 influenza, enteroviruses. We are currently working on finding other factors leading to beta-cell damage, studying their effect on apoptosis and necrosis and looking for possible protective factors to prevent this damage. We our increasing knowledge about the mechanisms of beta-cell damage and destruction we come ever closer to suggest measures for their prevention. In this review we offer a brief and simplified summary of some of the findings related to this area.

Keywords: pancreatic islet beta-cells of Langerhans; factors damaging or destroying beta-cells; insulin secretion

Vloženo: 21. červenec 2014; Přijato: 24. červenec 2014; Zveřejněno: 1. září 2014  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Anděl M, Němcová V, Pavlíková N, Urbanová J, Čecháková M, Havlová A, et al.. Faktory vedoucí k poškození a destrukci B-buněk Langerhansových ostrůvků pankreatu. Vnitr Lek. 2014;60(9):684-690.
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. Anděl M, Kraml P, Šilhová E. Hypoglykémie a sekundární diabetes po pentamidinu. DMEV 2011; 14(2): 68-70.
    2. Anděl M, Polák J, Kraml P et al. Chronický mírný zánět spojuje obezitu, metabolický syndrom, aterosklerózu a diabetes. Vnitř Lék 2009; 55(7): 659-665. Přejít na PubMed...
    3. Biden TJ, Boslem E, Chu KY et al. Lipotoxic endoplasmic reticulum stress, B cell failure, and type 2 diabetes mellitus. Trends Endocrinol Metab 2014; 25(8): 389-398. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    4. Bloch K, Vennäng J, Lazard D et al. Different susceptibility of rat pancreatic alpha and beta cells to hypoxia. Histochem Cell Biol 2012; 137(6): 801-810. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    5. Broniowska KA, Oleson BJ, Corbet JA. B-cell responses to nitric oxide. Vitam Horm 2014; 95: 299-322. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    6. Codru N, Schymura MJ, Negoita S et al. Diabetes and relation to serum levels of polychlorinated biphenyls and chlorinated pesticides an adult native Americans. Environ Health Perspect 2007; 115(10): 1442-1447. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    7. Cox S, Niskar AS, Narayan KMV et al. Prevalence of self-reported diabetes and exposure to organochlorine pesticides among Mexican Americans: Hispanic Health and Nutrition Examination Survey, 1982-1984. Environ Health Perspect 2007; 115(12): 1747-1752. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    8. Crinnion WJ. The Role of Persistent Organic Pollutants in the Worldwide Epidemic of Type 2 Diabetes Mellitus and the Possible Connection to Farmed Atlantic Salmon (Salmo salar). Altern Med Rev 2011; 16(4): 301-313.
    9. Čecháková M, Kratochvíl A, Anděl M. MIkrovaskulární komplikace u pacientů s diabetes mellitus 2. typu manifestovaném mezi 30. a 45. rokem s trváním diabetu nad 30 let na základě hodnocení inzulinosekrece a kompenzace (poster 38). Abstrakta 50. Luhačovických diabetologických dnů. DMEV 2014; 17(Suppl): 54.
    10. Dhayal S, Welters HJ, Morgan NG. Structural requirements for the cytoprotective actions of mono-unsaturated fatty acids in the pancreatic beta-cell line, BRIN-BD11. Br J Pharmacol 2008; 153(8): 1718-1727. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    11. De Long NE, Hyslop JR, Raha S et al. Fluoxetine-induced pancreatic beta-cell dysfunction: New insight into benefits of folic acid in the treatment of depression. J Affect Disord 2014; 166: 6-13. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    12. Everett CJ, Frithsen I, Player M. Relationship of polychlorinated biphenyls with type 2 diabetes and hypertension. J Environ Monit 2011; 13(2): 241-251. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    13. Everett CJ, Matheson EM. Biomarkers of pesticide exposure and diabetes in the 1999-2004 National Health and Nutrition Examination Survey. Environ Int 2010; 36(4):398-401. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    14. Eitel K, Staiger H, Brendel MD et al. Different role of saturated and unsaturated fatty acids in beta-cell apoptosis. Biochem Biophys Res Commun 2002; 299(5): 853-856. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    15. Fonsenca V, John-Kalarickal J. Type 2 Diabetes Mellitus: Epidemiology, Genetics, Pathogenesis and clinical Manifestations. In: Poretsky L (ed). Principles of Diabetes Mellitus. 2nd ed. Springer: New York, Dordrecht, Heidelberg, London 2010: 203-220. ISBN 978-0-387-09840-1. Přejít k původnímu zdroji...
    16. Fürstova V, Kopska T, James RF et al. Comparison of the effect of individual saturated and unsaturated fatty acids on cell growth and death induction in the human pancreatic beta-cell line NES2Y. Life Sci 2008; 82(13-14): 684-691. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    17. Fernandez C, Fransson U, Hallgard E et al. Metabolic and proteomic analysis of a clonal insulin-producing beta-cell line (INS-1 832/13). J Proteome Res 2008; 7(1): 400-411. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    18. Galadari S, Rahman A, Pallichankandy S et al. Role of ceramide in diabetes mellitus: evidence and mechanisms. Lipids Health Dis 2013; 12: 12-98. Dostupné z DOI: <http://doi:10.1186/1476-511X-12-98>. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    19. Garger YB, Joshi PM, Pareek AS et al. Secondary Causes of Diabetes Mellitus. In: Poretsky L (ed.): Principles of Diabetes Mellitus. (2nd ed). Springer: New York, Dordrecht, Heidelberg, London 2010: 245-258. ISBN 978-0-387-09840-1. Přejít k původnímu zdroji...
    20. Gray SL, Shaw AC, Gagne AX et al. Chronic exposure to PCBs (Aroclor 1254) exacerbates obesity-induced insulin resistance and hyperinsulinemia in mice. J Toxicol Environ Health A 2013; 76(12): 701-715. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    21. Gurzov EN, Eizirik DL. Bcl-2 proteins in diabetes: mitochondrial pathways of B-cell death and dysfunction. Trends Cell Biol 2011; 21(7): 424-431. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    22. Hovsepyan M, Sargsyan E, Bergsten P. Palmitate-induced changes in protein expression of insulin secreting INS-1E cells. J Proteomics 2010; 73(6): 1148-1155. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    23. Howell GE, Meek E, Kilic J et al. Exposure to p,p'-dichlorodiphenyldichloroethylene (DDE) induces fasting hyperglycemia without insulin resistance in male C57BL/6H mice. Toxicology 2014; 320: 6-14. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    24. Hui H, Dotta F, Di Mario U et al. Role of caspases in the regulation of apoptotic pancreatic islet beta-cells death. J Cell Physiol 2004; 200(2): 177-200. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    25. Christopher RJ, Takeuchi K, Lee B. Rodent models of diabetes. In: Poretsky L (ed). Principles of Diabetes Mellitus. (2nd ed). Springer: New York, Dordrecht, Heidelberg, London 2010: 165-178. ISBN 978-0-387-09840-1. Přejít k původnímu zdroji...
    26. Ibrahim MM, Fjaere E, Lock EJ et al. Metabolic impacts of high dietary exposure to persistent organic pollutants in mice. Toxicol Lett 2012; 215(1): 8-15. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    27. Ibrahim MM, Fjaere E, Lock EJ et al. Chronic Consumption of Farmed Salmon Containing Persistent Organic Pollutants Causes Insulin Resistance and Obesity in Mice. PloS One 2011; 6(9): e25170. Dostupné z DOI: <http://doi:10.1371/journal.pone.0025170>. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    28. Jaberi-Douraki M, Schnell S, Pietropaolo M et al. Unraveling the contribution of pancreatic betas-cell suicide in autoimmune type-1 diabetes. J Theor Biol 2014; 5193: S0022-00270. Dostupné z DOI: <http://10.1016/j.jtbi.2014.05.003>. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    29. Johnson D, Kubic P, Levitt C. Accidental ingestion of Vacor rodenticide: the symptoms and sequelae in a 25-month-old child. Am J Dis Child 1980; 134(2): 161-164. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    30. Kamata K, Mizukami H, Inaba W et al. Islet amyloid with macrophage migration correlates with augmented b-cell deficit in type 2 diabetic patients. Amyloid 2014; 35: 1-11. Epub ahead of print. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    31. Karam JH, Lewitt PA, Young CW et al. Insulinopenic diabetes after rodenticide (Vacor) ingestion: a unique model of acquired diabetes in man. Diabetes 1980; 29(12): 971-978. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    32. Leahy JL. Beta-cell dysfunction In: Kahn CR, King GL, Moses A et al (eds). Joslin's Diabetes Mellitus. Selected chapters from Fourteenth Edition. Lippincott Williams and Williams: Boston 2004: 223-235. ISBN 9780781727969.
    33. Maedler K, Spinas GA, Dyntar D et al. Distinct effects of saturated and monounsaturated fatty acids on beta-cell turnover and function. Diabetes 2001; 50(1): 69-76. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    34. Mandys V, Kheck M, Anděl M. Granulomatous pancreatitis in a patient with acute manifested insulin-dependent diabetes mellitus. Case Rep Pathol 2014; 615426. Dostupné z DOI: <http://doi:10.1155/2014/615426>. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    35. Mesarwi O, Polak J, Jun J et al. Sleep disorders and the development of insulin resistance and obesity. Endocrinol Metab Clin North Am 2013; 42(3): 617-634. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    36. Morgan NG, Dhayal S. Unsaturated fatty acids as cytoprotective agents in the pancreatic beta-cell. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids 2010; 82(4-6): 231-236. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    37. Němcová-Fürstová V, James RF, Kovář J. Inhibitory effect of unsaturated fatty acids on saturated fatty acid-induced apoptosis in human pancreatic B-cells: activation of caspases and ER stress induction. Cell Physiol Biochem 2011; 27(5): 525-538. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    38. Nemcova-Furstova V, Balusikova K, Sramek J et al. Caspase-2 and JNK activated by saturated fatty acids are not involved in apoptosis induction but modulate ER stress in human pancreatic B-cells. Cell Physiol Biochem 2013; 31(2-3): 277-289. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    39. Němcová-Fürstová V, James RF, Kovář J. Comparison of the effect of individual saturated and unsaturated fatty acids on cell growth and death induction in the human pancreatic beta-cell line NES2Y. Life Sci 2008: 26; 82(13-14):684-691. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    40. Ozcan U, Cao Q, Yilmaz E et al. Endoplasmic reticulum stress links obesity, insulin action, and type 2 diabetes. Science 2004; 306(5695): 457-461. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    41. Pallayova M, Lazurova I, Donic V. Hypoxic damage to pancreatic beta cells-the hidden link between sleep apnea and diabetes. Med Hypotheses 2011; 77(5): 930-934. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    42. Pi J, Collins S. Reactive oxygen species and uncoupling protein 2 in pancreatic B-cell function. Diabetes Obes Metab 2010; 12(Suppl 2): S141-S148. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    43. Polak J, Shimoda LA, Drager LF et al. Intermittent hypoxia impairs glucose homeostasis in C57BL6/J mice: partial improvement with cessation of the exposure. Sleep 2013; 36(10): 1483-1490. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    44. Pont A, Rubino JM, Bishop D et al. Diabetes mellitus and neuropathy following Vacor ingestion in man. Arch Intern Med 1979; 139(2): 185-187. Přejít k původnímu zdroji...
    45. Ruzzin J, Petersen R, Meugnier E et al. Persistent Organic Pollutant Exposure Leads to Insulin Resistance Syndrome. Environ Health Perspect 2009; 118(4): 465-471. Přejít k původnímu zdroji...
    46. Sato Y, Fujimoto S, Mukai E et al. Palmitate induces reactive oxygen species production and B-cell dysfunction by activating nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase through Src signaling. J Diabetes Investig 2014; 5(1):19-26. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    47. Smiley T. The role of declining beta cell function in the progression of type 2 diabetes: implications for outcomes and pharmacological management. Can J Diabetes 2003; 27(3): 277-286.
    48. Son HK, Kim SA, Kang JH et al. Strong associations between low-dose organochlorine pesticides and type 2 diabetes in Korea. Environ Int 2010; 36(5): 410-414. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    49. Sone H, Kagawa Y. Pancreatic beta cell senescence contributes to the pathogenesis of type 2 diabetes in high-fat diet-induced diabetic mice. Diabetologia 2005; 48(1): 58-67. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    50. Swaminathan S, Fonseca V, Alam M et al. The role of iron in diabetes and its complications. Diabetes Care 2007; 30(7): 1926-1933. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    51. Škrha J. Patogeneze diabetes mellitus 1. a 2. typu v roce 2011 - jednotící model poruchy glykoregulace. Vnitř Lék 2011; 57(11): 949-953. Přejít na PubMed...
    52. Tan L, Ye X, Zhou Y et al. Macrophage migration inhibitory factor is overexpressed in pancreatic cancer tissues and impairs insulin secretion of b-cell. J Transl Med 2014; 12: 92. Dostupné z DOI: <http://doi:10.1186/1479-5876-12-92>. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    53. Tittlbach M. Ostrůvky pankreatu, fylogenetický a ontogenetický vývoj, primární struktury hormonů. In: Anděl M, Saudek F, Klimeš I (eds). Horizonty diabetologie. Díl 1. Tigis: Praha 2001. ISBN 80-900130-1-7.
    54. Uchizono Y, Baldwin AC, Sakuma H et al. Role of HNF-1α in regulating the expression of genes involved in cellular growth and proliferation in pancreatic beta-cells. Diabetes Res Clin Pract 2009; 84(1):19-26. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    55. Urbanová J, Rypáčková B, Procházková Z et al. Positivity for islet cell autoantibodies in patients with monogenic diabetes is associated with later diabetes onset and higher HbA1c level. Diabet Med 2014; 31(4): 466-471. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    56. Urbanová J, Rypáčková B, Kučera P et al. Should the negativity for islet cell autoantibodies be used in a prescreening for genetic testing in maturity-onset diabetes of the young? The case of autoimmunity-associated destruction of pancreatic B-cells in a family of HNF1A-MODY subjects. Int Arch Allergy Immunol 2013; 161(3): 279-284. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    57. Welters HJ, Tadayyon M, Scarpello JH et al. Mono-unsaturated fatty acids protect against beta-cell apoptosis induced by saturated fatty acids, serum withdrawal or cytokine exposure. FEBS Lett 2004; 560(1-3): 103-108. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    58. Wobser H, Düssmann H, Kögel D et al. Dominant-negative suppression of HNF-1 alpha results in mitochondrial dysfunction, INS-1 cell apoptosis, and increased sensitivity to ceramide-, but not to high glucose-induced cell death. J Biol Chem 2001; 277(8): 6413-6421. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...

    Zpět na obsah


    Vnitřní lékařství

    Vážená paní, pane,
    upozorňujeme Vás, že webové stránky, na které hodláte vstoupit, nejsou určeny široké veřejnosti, neboť obsahují odborné informace o léčivých přípravcích, včetně reklamních sdělení, vztahující se k léčivým přípravkům. Tyto informace a sdělení jsou určena výhradně odborníkům dle §2a zákona č.40/1995 Sb., tedy osobám oprávněným léčivé přípravky předepisovat nebo vydávat (dále jen odborník).
    Vezměte v potaz, že nejste-li odborník, vystavujete se riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob, pokud byste získané informace nesprávně pochopil(a) či interpretoval(a), a to zejména reklamní sdělení, která mohou být součástí těchto stránek, či je využil(a) pro stanovení vlastní diagnózy nebo léčebného postupu, ať už ve vztahu k sobě osobně nebo ve vztahu k dalším osobám.

    Prohlašuji:

    1. že jsem se s výše uvedeným poučením seznámil(a),
    2. že jsem odborníkem ve smyslu zákona č.40/1995 Sb. o regulaci reklamy v platném znění a jsem si vědom(a) rizik, kterým by se jiná osoba než odborník vstupem na tyto stránky vystavovala.

    Ne
    Ano

    Pokud vaše prohlášení není pravdivé, upozorňujeme Vás,
    že se vystavujete riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob.