Die Morphologie der Langerhans’schen Inseln

Die Übergänge von extrainsulären Einzelzellen oder endokrinen Zellgruppen zu Langerhans’schen Inseln war fließend. Daher wurden in der vorliegenden Arbeit die Inseln des Marmosettenpankreas wurden definiert, wenn die Zellzahl im zweidimensionalen Schnitt mindestens 4 betrug. BARKLAGE (1988) und SEIPELT (1993) legten Inseln bei der ei-ner Mindestgröße der Inseln von 20 Zellen im dreidimensionalen Schnitt fest.

Die Inseln des Marmosets lagen zentral innerhalb der Pankreasläppchen, wie dies auch für die meisten anderen Säugerspezies beschrieben wird (MURAKAMI et al. 1993). Die sehr he-terogen erscheinenden Inseln waren von stark variierender Größe und hatten bei allen Tie-ren eine polyedrische oder länglich ovale, unregelmäßig begTie-renzte Form, teilweise auch mit langen Ausläufern. Dabei erschienen die Inseln des Weißbüschelaffen im zweidimensionalen Schnittbild insgesamt meist recht kompakt. Die von KLÖPPEL und LENZEN (1984), wie auch von RAHIER et al. (1979) und von BARKLAGE (1988) für Nager und Kaninchen beschriebenen, deutlich anhand ihrer Form von den kompakten Inseln zu unterscheidenden, Bänderinseln waren in der vorliegenden Arbeit beim Weißbüschelaffen im zweidimensionalen Schnittbild nicht zu erkennen. Allerdings zeigte sich beim Durchmustern benachbarter Serienschnitte, dass sich zwei in einem Schnitt augenscheinlich benachbarte runde oder ovale Inseln in da-rauf folgenden Schnitten zu einer Insel zusammenfügten. Sehr langgestreckte bandförmige Inseln waren jedoch nur sehr selten zu erkennen. SÁNCHES und Kollegen (1990) beschreiben die Inseln des Weißbüschelaffen als groß und vorwiegend rundlicher Form. Die Inseln der in der vorliegenden Arbeit von mir untersuchten neugeborenen Tiere erschienen zudem deut-lich verzweigter als die von erwachsenen Marmosets.

Die Größe der untersuchten Inseln variierte sehr stark und reichte beim adulten Tier von ca.

200 µm² bis zu 120000 µm² (im Mittel 11101 µm²). Zur Vergleichbarkeit dieser Werte mit den in der Literatur angegebenen Inseldurchmessern der anderen Tierarten wird an dieser Stelle der Durchmesser für eine theoretische Kreisform berechnet. Dabei ergibt sich, dass die kleinsten Inseln einen mittleren Durchmesser von 16 µm und die größten Inseln von 391 µm aufweisen. Der mittlere Durchmesser der Pankreasinseln lag bei ca. 119 µm. Demzufolge

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sind die Langerhans’schen Inseln des Pankreas von Callithrix jacchus kleiner als bei der Ratte, für die sie in der Literatur mit 40 – 800 µm, im Durchschnitt 201 ± 8,8 µm angegeben werden (SAMOLS et al. 1986; SUJATHA et al. 2004). Vergleichbar ist die Inselgröße sowohl mit der von Meerschweinchen, Kaninchen, Katzen, Hunden und Schweinen, die mit 90-200 µm an-gegeben wird (MURAKAMI et al. 1993). Bei Primaten, einschließlich des Menschen, werden in der Literatur ähnliche Werte für den Durchmesser der Pankreasinseln genannt, wie die in der vorliegenden Arbeit ermittelten Werte beim Marmoset. So sind zu Beispiel die Inseln des erwachsenen Menschen mit 70 bis 300 µm im Durchmesser angegeben (GRUBE et al. 1983).

Beim Indischen Hutaffen (Macaca radiata) ermittelten SUJATHA und Kollegen (2004) einen mittleren Inseldurchmesser von 230 ± 15,8 µm. Der Bärenpavian (Papio ursinus) zeigt Inseln von 20 – 500 µm Größe (WOLFE-COOTE u. DU TOIT 1987b). Allerdings ist unklar, welcher Durchmesser der unregelmäßig geformten, nicht runden, Inseln in den Untersuchungen an-genommen wurde. Die von in der vorliegenden Arbeit erhobenen Flächeninhalte sind also nur eingeschränkt vergleichbar mit den Angaben für den Durchmesser der Pankreasinseln, die in der Literatur gemacht werden.

Die Größe der Inseln variiert zwischen PP – und Glucagonbereich des Marmosetpankreas.

Zwischen diesen beiden Pankreasabschnitten wird in der vorliegenden Arbeit explizit unter-schieden, da sich im dorsalen Bereich des Pankreaskopfes viele PP-Zellen, jedoch kaum Glu-cagonzellen befinden, während dieses Verhältnis im restlichen Pankreasparenchym umge-kehrt ist. Die Inseln im Glucagonteil des Pankreas haben beim Weißbüschelaffen eine Größe von ca. 9878 µm², bzw. Durchmesser von 112 µm und sind damit deutlich größer als die PP-Inseln mit 4909 µm², bzw. 79 µm. SAPIN und VDOVIN (1981) beschreiben auch beim Mschen, dass der PP-zellreiche Pankreaskopf mit 1,31 ± 0,29 % eine insgesamt geringere en-dokrine Zellmasse aufweist als der A-zellreiche Pankreaskörper mit 2,16 ± 0,45 %. KLÖPPEL und LENZEN (1984) und SLACK (1995) beschreiben die PP-Inseln im Vergleich zu den anderen Inseln als deutlich unregelmäßiger geformt. Dies konnte in der vorliegenden Arbeit für die PP-Inseln des Weißbüschelaffen nicht bestätigt werden. Die kleineren Inseln des PP-Bereichs sind hier jedoch eher kompakter und rundlicher als die des Glucagonbereichs, wie es auch REDECKER et al. (1992) allgemein für kleinere Inseln beschrieben.

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4.1.1 Die Langerhans’schen Inseln bei Tieren verschiedenen Alters

Die Anzahl der Inseln pro mm² Pankreasparenchym variiert in der vorliegenden Arbeit je nach Alter der Tiere. Die Anzahl der Inseln wurde mit 27 Inseln pro mm² Schnittfläche beim Neugeborenen, 11,3 Inseln pro mm² beim juvenilen und beim adulten Tier mit 6,5 Inseln pro mm² Schnittfläche ermittelt. Auch in der Literatur ist beschrieben, dass der Anteil endokri-nen Parenchyms am gesamten Pankreas bei menschlichen Feten mit 20 % deutlich höher liegt als bei Neugeborenen mit 15 %, bei 4 bis 8 Monate alten Babys 5 bis 7 % und später bei Erwachsenen mit 1-2 % und somit mit zunehmendem Alter sinkt (RAHIER et al. 1981;

FLEISCHHAUER 1985; HAHN VON DORSCHE et al. 1989; SCHNORR u. KRESSIN 2001). Andere Autoren geben an, dass menschliche Neugeborene pro 50 mm² Pankreasfläche 70 – 300 In-seln aufweisen, während es bei den 5 – 12 jährigen im Durchschnitt ca. 168 InIn-seln pro 50 mm² sind (KLÖPPEL u. LENZEN 1984). Nach der Geburt nimmt also das Volumen des exok-rinen Pankreas deutlich stärker zu als das des endokexok-rinen Parenchyms, was eventuell auf die beginnende Nahrungsaufnahme und den damit verbundenen Bedarf an Verdauungsenzy-men, die zum Teil im Pankreas gebildet werden, zurückzuführen ist, während in der Fetal-entwicklung ein höherer Bedarf an Pankreashormonen besteht.

Berechnet man zum Vergleich die in der vorliegenden Arbeit ermittelten pro 50 mm², so ergibt dies 1350 Inseln pro 50 mm² für die neugeborenen, 710 Inseln pro 50 mm² für die juvenilen Tiere und 325 Inseln pro 50 mm² für die adulten Weißbüschelaffen. Damit liegt die Anzahl der Inseln pro 50 mm² Pankreasschnittfläche deutlich über den Angaben für den Menschen, so dass angenommen werden kann, dass die Inseln des Weißbüschelaffen im Vergleich zum Menschen zahlreicher vorhanden sind.

Im Gegensatz dazu nimmt die Größe der Inseln mit zunehmendem Alter zu. Die Inseln der juvenilen Tiere zeigten in der vorliegenden Arbeit eine Größe von 200 bis 45000 µm², im Mittel 5222 µm² gemessen, und die der neugeborenen Tiere von 140 bis 17500 µm², mit einem Mittelwert von 2616 µm² und die der adulten Tiere von 200 µm bis 120000 µm². Die-se Flächeninhalte entsprechen DurchmesDie-sern von 16 bis 239 µm und einem Mittelwert von 82 µm bei juvenilen Tieren und 13 bis 149 µm, im Mittel 58 µm, bei den Neugeborenen. Sie

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weisen also eine geringere Größe, als bei adulten Tieren auf. Auch bei Menschen sind die Inseln von Neugeborenen mit 85 bis 210 µm kleiner als die von Erwachsenen (GRUBE et al.

1983). Sie sind jedoch insgesamt größer als die der untersuchten Weißbüschelaffen. Einen deutlichen Größenunterschied der Inseln zwischen Neugeborenen und Adulten konnte BARKLAGE (1988) auch für das Kaninchen mit 40 bis 70 µm im Vergleich zu 40 bis 250 µm ausmachen. Es wird beschrieben, dass beim menschlichen Fetus die Mantelinseln vorherr-schen. Diese fusionieren im Stadium der erwachsenen Inseln miteinander und schließen mehrere Kapillaren ein (CONKLIN 1962; JAFFE et al. 1982; JEON et al. 2009; PAN u. WRIGHT 2011). Dementsprechend wird die Zahl der Inseln beim Erwachsenen kleiner und ihr Durch-messer größer.

4.2 Die Verteilung der B-, A-, D- und PP-Zellen im endokrinen