FUNKTIONELLE ANATOMISCHE BETRACHTUNGEN

Obwohl dieses Kapitel dem exokrinen Pankreas gewidmet ist, ist es wichtig, darauf hinzuweisen, dass zwischen dem endokrinen (Langerhans-Inseln) und dem exokrinen Pankreas wichtige Wechselbeziehungen bestehen. Die Darstellung in Abbildung 3 verdeutlicht diese Zusammenhänge. Anatomische Studien zeigen, dass der Blutfluss aus dem endokrinen Pankreas in die Kapillaren des exokrinen Gewebes eintritt, das die einzelnen Inseln umgibt, bevor er in den allgemeinen Kreislauf gelangt. Dieses „Portal“-System sorgt dafür, dass sehr hohe Konzentrationen von Hormonen aus den Langerhans-Inseln in das die Inseln umgebende exokrine Gewebe gelangen. Zu den Hormonen aus den Langerhansschen Inseln gehören Insulin, Amylin, Glucagon, Somatostatin und Pankreaspolypeptid. Obwohl die volle Bedeutung der Wirkungen dieser Hormone auf die exokrine Bauchspeicheldrüse nicht bekannt ist, haben die Azinuszellen der Bauchspeicheldrüse Insulinrezeptoren, die an der Regulierung der Verdauungsenzymsynthese der exokrinen Bauchspeicheldrüse beteiligt sind.

Abbildung 3

Die exokrine und endokrine Bauchspeicheldrüse. Die Bauchspeicheldrüse wird in einen exokrinen Teil (Azinus- und Duktusgewebe) und einen endokrinen Teil (Langerhans-Inseln) unterteilt. Der exokrine Teil, der 85 % der Masse der Bauchspeicheldrüse ausmacht, sezerniert Verdauungsenzyme, (mehr…)

Die funktionelle Einheit der exokrinen Bauchspeicheldrüse besteht aus einem Azinus und den ihn entwässernden Ductuli (Abbildung 3). Das Gangsystem erstreckt sich vom Lumen des Azinus bis zum Duodenum. Ein Ductus aus dem Acinus entwässert in interlobuläre (interkalierte) Gänge, die wiederum in das Hauptgangsystem der Bauchspeicheldrüse münden.

Der Acinus (vom lateinischen Begriff für „Beere in einer Traube“) kann kugelförmig oder röhrenförmig sein (Abbildung 3) oder eine andere unregelmäßige Form aufweisen. Die Azinuszellen des Azinus sind darauf spezialisiert, Verdauungsenzyme zu synthetisieren, zu speichern und abzusondern. Auf der basolateralen Membran befinden sich Rezeptoren für Hormone und Neurotransmitter, die die Sekretion der Enzyme stimulieren. Der basale Aspekt der Zelle enthält den Zellkern sowie ein reichhaltiges raues endoplasmatisches Retikulum für die Proteinsynthese (Abbildung 4). Die apikale Region der Zelle enthält Zymogengranula und speichert Verdauungsenzyme. An der apikalen Oberfläche der Azinuszelle befinden sich außerdem Mikrovilli. Innerhalb der Mikrovilli und im Zytoplasma unter der apikalen Plasmamembran befindet sich ein filamentöses Aktinnetz, das an der Exozytose des Inhalts der Zymogengranula beteiligt ist. Die Sekretion erfolgt in das Lumen des Acinus, der mit dem Gangsystem verbunden ist. Enge Verbindungsstellen zwischen den Azinuszellen bilden ein Band um die apikalen Aspekte der Zellen und wirken als Barriere, um die Passage großer Moleküle, wie z. B. der Verdauungsenzyme, zu verhindern. Die Junktionskomplexe sorgen auch für die parazelluläre Passage von Wasser und Ionen.

ABBILD 4

Ultrastruktur der Azinus- und Duktuszellen des exokrinen Pankreas. Die Azinuszelle der Bauchspeicheldrüse hat ein auffälliges basal gelegenes raues endoplasmatisches Retikulum für die Synthese von Verdauungsenzymen (und anderen Proteinen) und apikal gelegene Zymogengranula für die Speicherung (mehr…)

Eine weitere interzelluläre Verbindung zwischen Azinuszellen ist die Gap Junction. Dieser spezialisierte Bereich der Plasmamembran zwischen benachbarten Zellen fungiert als Pore, die es kleinen Molekülen (Molekulargewicht 500 bis 1000 Da) ermöglicht, zwischen den Zellen zu passieren. Die Gap Junction ermöglicht die chemische und elektrische Kommunikation zwischen den Zellen. So wird beispielsweise die Kalziumübertragung zwischen den Zellen eines Acinus koordiniert. Wie später im Kapitel erörtert wird, stellt die Kalzium-Signalübertragung den Schlüsselweg für die Sekretion von Verdauungsenzymen aus der Azinuszelle dar.

Das Gangzellenepithel besteht aus Zellen, die quaderförmig bis pyramidenförmig sind und die reichlich Mitochondrien enthalten, die für die Energieprodukte notwendig sind, die für den Ionentransport benötigt werden (siehe Abbildung 4). Eine weitere Zelle, die sich an der Kreuzung von Acinus und Ductus befindet, ist die Zentroacinuszelle. Diese Zelle hat Eigenschaften einer Duktuszelle, ist aber wahrscheinlich auch ein Vorläufer für verschiedene Zelltypen des Pankreas. Sowohl die Duktuszellen als auch die zentroazinären Zellen enthalten Kohlensäureanhydrase, die für ihre Fähigkeit, Bikarbonat abzusondern, wichtig ist.

Eine weitere Zelle, die aufgrund ihrer Rolle in pathologischen Zuständen an Bedeutung gewinnt, ist die pankreatische Sternzelle (PaSC). Dabei handelt es sich um eine sehr schlanke, sternförmige Zelle (daher der Name Stellat), die sich um die azinären und duktulären Strukturen sowie die Langerhans-Inseln legt. Die Rolle der PaSCs bei normaler Funktion besteht wahrscheinlich darin, die Basalmembran zu legen, um die ordnungsgemäße Bildung der Epithelstrukturen zu steuern. Ihre Rolle bei pathologischen Zuständen wie chronischer Pankreatitis und Bauchspeicheldrüsenkrebs ist von großem Interesse. Bei diesen Erkrankungen werden die PaSC in einen proliferierenden myofibroblastischen Zelltyp umgewandelt, der extrazelluläre Matrixproteine, proinflammatorische Zytokine und Wachstumsfaktoren synthetisiert und sezerniert. Diese Aktionen der transformierten PaSCs sind von zentraler Bedeutung für die entzündlichen und fibrosierenden pathologischen Prozesse der chronischen Pankreatitis und sind prokarzinogen für Bauchspeicheldrüsenkrebs. Tatsächlich erweist sich der myofibroblastische transformierte Zustand der PaSC als Schlüsselfaktor sowohl für die Wachstumsrate des Krebses als auch für die Entwicklung der Resistenz gegen Chemotherapie.