Concetti Chiave
- Le isole di Langerhans di un soggetto non diabetico presentano il 60% di cellule beta, mentre in un diabetico si osserva una riduzione di queste cellule e un aumento delle cellule alfa.
- La microscopia elettronica rivela che le cellule beta nei diabetici mostrano una minore quantità di granuli di insulina rispetto a quelle dei soggetti sani, indicando disorganizzazione e sofferenza cellulare.
- La sofferenza delle cellule beta è causata da glucotossicità, lipotossicità, stress ossidativo, infiammazione e insulino-resistenza, che compromettono la loro capacità di secrezione di insulina.
- Nei diabetici, la risposta insulinica al glucosio è alterata, con assenza di un picco precoce di insulina, compromettendo il controllo della glicemia.
- Il diabete di tipo 2 è una malattia sistemica che coinvolge vari organi, tra cui fegato, muscolo scheletrico e tessuto adiposo, che contribuiscono tutti allo sviluppo della malattia e alla disregolazione glicemica.
Composizione delle isole di Langerhans
Nell’isola di Langerhans di una persona senza diabete si nota una popolazione composta da 60% di cellule beta, una minore quantità di cellule alfa, e infine una piccola percentuale di cellule che producono somatostatina o ormone polipeptide pancreatico; invece, l’isola di una persona diabetica vede la presenza di una minore quantità di cellule beta e un aumento relativo di cellule alfa.
Microscopia elettronica e cellule beta
Con la microscopia elettronica, si nota che la cellula beta di una persona non diabetica presenta vescicole ripiene di insulina impaccata in granuli di secrezione. Nel DM2 invece c’è una maggiore disorganizzazione, una minore quantità di granuli e insulina contenuta al loro interno.
Sofferenza delle cellule beta
La beta cellula è in sofferenza, è sottoposta a: (NdR: parte integrata con la sbobina 5 dell’AA 2020-21)
- glucotossicità e lipotossicità: prodotti del metabolismo e lipidi modificati si accumulano nelle isole di Langerhans e alterano la funzione beta cellulare.
- stress ossidativo e infiammazione. Nell'isola di Langerhans può accumularsi il polipeptide amiloide insulare (amilina) che ha un'azione deleteria sullo stato di salute della beta cellula e sulla secrezione di insulina.
- l'insulino-resistenza: l'insulina regola la funzione della beta cellula nella sua attività secretoria. Se c'è insulino-resistenza allora quella cellula funziona meno.
Questa sofferenza è ben espressa in reperti autoptici di pazienti con alterazione della glicemia a digiuno, si nota la perdita di più di metà della popolazione beta cellulare, anche nei pazienti con IFG (NdR: grafico a sinistra).
Risposta insulinica al glucosio
Somministrando glucosio in vena e confrontando la risposta tra un soggetto sano e uno diabetico (NdR: grafico a destra) si nota che:
- nel soggetto sano (arancione) si nota un picco immediato e importante di insulina per poi vedere un calo dopo 90 minuti;
- nel diabetico (azzurro) invece, a digiuno o nella fase finale, si nota una concentrazione di insulina a volte anche più alta di una persona normale, ma manca totalmente il picco precoce di secrezione.
È proprio questo picco che dà un timing al processo omeostatico e con la sua perdita si ha una perdita del controllo della glicemia.
DM2: una malattia sistemica
Il DM2 è una malattia sistemica nell’origine e nell’espressione clinica: tutti gli organi infatti soffrono in presenza di iperglicemia, ma allo stesso tempo diversi organi contribuiscono al suo sviluppo.
La beta cellula, avente ruolo chiave, se non alterata, non può portare a diabete; in assenza quindi di disfunzione della cellula non può esserci DM2.
Ruolo degli organi nel DM2
Non si può però considerare solo la beta cellula, infatti:
• a livello delle isole di Langerhans si vede che la secrezione di glucagone da parte delle cellule alfa è aumentata.
• nel muscolo scheletrico c’è minore utilizzazione di glucosio, minor trasporto, minor deposito sotto forma di glicogeno, minor ossidazione.
• nel fegato è aumentata la produzione di glucosio, più glicogenolisi e gluconeogenesi. L’insulina non inibisce come dovrebbe questi due processi.
• nel tessuto adiposo c’è insulino-resistenza con rilascio di sostanze potenzialmente diabetogene come acidi grassi liberi, citochine che agiscono a distanza con effetti deleteri sulla funzione beta cellulare e sulla sensibilità insulinica nel muscolo.
• l’intestino rilascia una minore quantità di incretine, soprattutto GLP1, che regolano la funzione beta e alfa cellulare.
• il rene vede un aumentato riassorbimento del glucosio filtrato. Nel diabetico, infatti, si vede un carico di glucosio importante verso il glomerulo, questo viene filtrato e riassorbito. Normalmente oltre un certo livello di zucchero questo processo va incontro a saturazione, ma nel diabete si supera la soglia tipica di riassorbimento del glucosio, oltre la quale questo viene eliminato con le urine, e si ha un trattenimento di glucosio che contribuisce all’iperglicemia.
• a livello cerebrale alcuni centri che regolano il metabolismo, la produzione epatica di glucosio, la secrezione beta cellulare e la secrezione di glucagone non funzionano come dovrebbero.
Domande da interrogazione
- Qual è la composizione delle isole di Langerhans in una persona sana rispetto a una diabetica?
- Come si presenta la cellula beta in una persona non diabetica rispetto a una diabetica?
- Quali fattori contribuiscono alla sofferenza delle cellule beta?
- Qual è la differenza nella risposta insulinica al glucosio tra un soggetto sano e uno diabetico?
- Perché il diabete di tipo 2 è considerato una malattia sistemica?
In una persona sana, le isole di Langerhans sono composte per il 60% da cellule beta, con una minore quantità di cellule alfa e una piccola percentuale di cellule produttrici di somatostatina. In una persona diabetica, si osserva una riduzione delle cellule beta e un aumento delle cellule alfa.
Nella microscopia elettronica, la cellula beta di una persona non diabetica mostra vescicole piene di insulina organizzate in granuli di secrezione, mentre nel diabete di tipo 2 si nota una disorganizzazione, con una minore quantità di granuli e insulina.
Le cellule beta soffrono a causa di glucotossicità, lipotossicità, stress ossidativo, infiammazione e insulino-resistenza, che compromettono la loro funzione e la secrezione di insulina.
Un soggetto sano mostra un picco immediato di insulina dopo la somministrazione di glucosio, mentre un diabetico può avere una concentrazione di insulina alta ma manca del picco precoce, compromettendo il controllo della glicemia.
Il diabete di tipo 2 è sistemico perché coinvolge diversi organi che contribuiscono alla sua insorgenza e manifestazione clinica, come le isole di Langerhans, il muscolo scheletrico, il fegato, il tessuto adiposo, l'intestino, i reni e il cervello.
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