Langerhans-celler er celler som spiller en nøkkelrolle i hudens immunmekanismer. Langerhans-celler koloniserer overhuden vår og gjenkjenner antigenene som vises i den. Til tross for mange års forskning blir Langerhans-celler fortsatt ansett som noe mystiske i den vitenskapelige verdenen - mange spørsmål om opprinnelse og eksakte virkningsmekanismer er fortsatt uklare. Finn ut hva Langerhans-celler er, hvordan de fungerer i immunforsvaret, og hvilke forhold som kan være relatert til Langerhans-celledysfunksjon.
Langerhans-celler er celler som spiller en nøkkelrolle i hudens immunmekanismer. Langerhans-celler koloniserer overhuden vår og gjenkjenner antigenene som vises i den. I tillegg til huden finnes også Langerhans-celler i epitel i munnen, luftveiene og urinveiene.
Hovedrollen til Langerhans-celler er å gjenkjenne patogener som kommer inn i kroppen vår gjennom naturlige barrierer. I slike situasjoner stimuleres immunforsvaret umiddelbart takket være Langerhans-celler. Langerhans-celler spiller også en viktig rolle i mekanismene for immuntoleranse.
Innholdsfortegnelse:
- Langerhans-celler - hva er de og hvor oppstår de?
- Struktur av Langerhans-celler
- Langerhans-celler - fungerer i kroppen
- Langerhans-celler og SALT- og MALT-systemene
- Rollen til Langerhans-celler i patogenesen av sykdommer
- Langerhans celler - klinisk anvendelse
Langerhans-celler - hva er de og hvor oppstår de?
Langerhans-celler tilhører populasjonen av hvite blodlegemer som utfører en immunfunksjon. Stedet for dannelsen av dem er benmargen. Derfra havner Langerhans-celler i blodet, som transporterer dem til riktig vev.
Langerhans-celler bor i både huden vår og epitelet i slimhinnene i munnhulen, nesesvelget, luftveiene, fordøyelseskanalen og urogenitalkanalen.
Langerhans-celler tilhører den dendritiske cellefamilien. Navnet deres kommer fra de karakteristiske fremspringene som ligner dendritter av nerveceller (dette er fremspring som forgrener seg i form av en trekrone).
Langerhans-celler bosetter seg permanent på steder med konstant kontakt mellom kroppens vev og det ytre miljøet. Deres plassering er ikke tilfeldig - de er celler som er spesialiserte i å utføre immunfunksjoner.
Ved kontakt med et fremmed stoff eller patogen, tar Langerhans-celler "en beslutning" om det er nødvendig å stimulere immunforsvaret i en gitt situasjon.
I så fall begynner prosessen med immunrespons og nøytralisering av "inntrengeren". Hvis ikke, såkalte immuntoleranse - immunforsvaret reagerer ikke på det aktuelle antigenet.
Struktur av Langerhans-celler
Etter å ha forlatt benmargen får Langerhans-celler en liten, rund form. Formen deres endres drastisk bare når målvevet er kolonisert. Da forstørres de betydelig og skaper karakteristiske fremspring.
På grunn av deres likhet med nerveceller har Langerhans-celler i mange år blitt sett på som deler av nerveender som ligger i huden. Først på 1970-tallet ble koblingene mellom Langerhans-celler og immunsystemet oppdaget, noe som revolusjonerte synspunktene på dem så langt.
Langerhans-celler er mest sannsynlig plassert i det spinous laget av epidermis.
Vår epidermis består av fem lag celler. Disse er i sin tur (fra innsiden) det basale, spiny, granulære, lette og kåte laget.
Langerhans-celler bor derfor relativt dype lag av epidermis. Likevel kan de utøve presis kontroll over hele tykkelsen. Hvordan?
Dette er mulig på grunn av de nevnte fremspringene som strekker seg til det ytterste laget - det kåte laget. Disse fremspringene kombineres til et omfattende nettverk som lar deg skape en effektiv immunbarriere.
Når vi ser på Langerhans-celler under et elektronmikroskop, kan vi se veldig karakteristiske strukturer i form av tennisracketer. Dette er de såkalte Birbeck-granulater, som er en spesifikk markør for Langerhans-celler.
Disse "racketer" er muligens ansvarlige for antigenprosesseringsprosessene der Langerhans-celler spesialiserer seg. Disse cellene har et bredt spekter av mekanismer som lar dem absorbere antigener, analysere dem og stimulere eller undertrykke en immunrespons.
Les også: Hud - hudens struktur og funksjoner
Langerhans-celler - fungerer i kroppen
Langerhans-celler skaper en ekstremt interessant immunbarriere i huden og slimhinnene. La oss se nærmere på funksjonene deres. Langerhans-celler er ansvarlige for følgende prosesser:
- Langerhans celler - antigen presentasjon
Den viktigste oppgaven til Langerhans-celler er den såkalte antigenpresentasjonen. Hva handler dette fenomenet om? Det er prosessen med å ta opp, bearbeide og demonstrere antigener til andre celler i immunsystemet. Takket være dette er det mulig å stimulere dem til en koordinert immunrespons.
Antigener er spesifikke "merkelapper" for molekyler og celler, gjenkjent av celler som patruljerer vevets miljø. Antigener gjør det mulig å gjenkjenne et gitt objekt og ta en beslutning om dette elementet er patogent.
Det er verdt å huske at antigener ikke bare er tilstede på overflaten av "inntrengere". Hver celle i kroppen vår har sine egne antigener, anerkjent av immunsystemet på en slik måte at de ikke utløser en inflammatorisk respons mot dem.
Antigenpresentasjon er avgjørende for effektivt forsvar mot patogener. Hvordan foregår denne prosessen i Langerhans-celler?
Det første trinnet er å gjenkjenne det fremmede elementet. Langerhans-celler er utstyrt med mange verktøy som lar dem "fange" potensielt farlige partikler og mikrober fra miljøet.
Et av slike verktøy er de såkalte patogengjenkjenningsreseptorer (PRR). Takket være dem "vet" Langerhans-celler at de har å gjøre med en fremmed celle med patogene egenskaper.
Når Langerhans-celler gjenkjenner et patogen, vil de umiddelbart varsle andre immunceller om det. For å gjøre dette må de først fortære objektet.
Langerhans-celler er utstyrt med en rekke mekanismer som muliggjør endocytose, dvs. opptak av stoffer fra det ytre miljøet. Avhengig av deres behov, bruker de:
- fagocytose ("spiser" faste partikler)
- pinocytose (absorpsjon av flytende stoffer)
- endocytose med deltagelse av spesielle reseptorer
I løpet av disse prosessene har Langerhans-celler muligheten til å grundig analysere og bli kjent med "inntrengeren". Deretter blir antigenene til den aktuelle mikroorganismen utsatt for overflaten av Langerhans-cellen. Presentasjonen av antigenet begynner.
Vi har nådd det stadiet der Langerhans-cellen slukte patogenet og utsatte antigenene for overflaten.Så det er på tide å presentere dem for andre celler i immunsystemet. Hvor kan du finne slike celler?
Det er relativt få av dem i huden. Det er her vi kommer til en annen ekstraordinær ferdighet med Langerhans-celler.
For å kunne presentere antigenet, kan de forlate huden og reise til steder der immunsystemets celler svermer. Slike steder er lymfeknuter.
Langerhans-celler beveger seg fra huden til lymfeknuterne via lymfeveiene, ved hjelp av passende signalering. Der møter de et mangfold av lymfocytter - celler spesialisert i å ødelegge mikrober.
Langerhans-celler presenterer antigener til lymfocytter, som på denne måten lærer å gjenkjenne et gitt patogen og forberede en immunrespons mot det.
I tillegg til å stimulere den såkalte cytotoksiske lymfocytter, i stand til å inaktivere mikroorganismer, skaper denne prosessen også immunminneceller. Takket være dem vil neste kontakt med samme patogen utløse en raskere og bedre tilpasset immunrespons.
- Langerhans celler - tolerogene egenskaper
Det forrige avsnittet fokuserte på de immunogene egenskapene til Langerhans-celler. Essensen deres var å stimulere immunforsvaret til å bekjempe patogener. Relativt nylig ble det oppdaget at Langerhans-celler også er i stand til å utføre radikalt forskjellige funksjoner.
Under strengt definerte forhold får de tolerogene egenskaper. Essensen deres er å undertrykke organismens immunrespons og å skape toleranse for visse antigener.
Det viste seg at Langerhans-celler absorberer elementer i sin egen kropp (proteiner, fragmenter av døde celler) så ofte som patogene elementer. Deretter reiser de med dem til lymfeknuter og presenterer dem for lymfocytter.
Interessant nok fører ikke denne oppførselen til utvikling av autoimmunitet (ødeleggelse av kroppens egne celler av immunsystemet). Tvert imot - den såkalte regulatoriske lymfocytter, hvis oppgave er å undertrykke immunresponsen. Dette er hvordan immunforsvaret vårt lærer å gjenkjenne sine egne antigener.
Det samme skjer med andre fremmedlegemer som ikke er patogene. I hverdagen kommer huden vår i kontakt med mange stoffer (kosmetikk, klær, smykker) som ikke skal utløse en inflammatorisk respons. Det er takket være Langerhans-celler at det er mulig å utvikle toleranse for denne typen antigener.
Som det kan sees, balanserer Langerhans-celler konstant mellom immunogene og tolerogene aktiviteter.
Det er ekstremt viktig å opprettholde immunbalansen i huden. Riktig fungerende Langerhans-celler genererer en inflammatorisk respons når det virkelig er nødvendig.
På den annen side gjør slukking av overdreven eller unødvendig immunrespons det mulig å forhindre overfølsomhetsreaksjoner.
- Langerhans celler - sårheling
Enhver skade på hudens kontinuitet er forbundet med muligheten for lettere penetrering av mikroorganismer i kroppen. Sårheling har ikke bare som mål å gjenopprette den normale strukturen i vev, men også å gjenopprette kontinuiteten i immunbarrieren.
Langerhans-celler spiller en viktig rolle i denne prosessen. Skade på epidermale celler fører til et inflammatorisk miljø som tillater lokal tilstrømning av celler i immunsystemet. Denne prosessen, koordinert blant annet av av Langerhans-celler, er dette den første fasen av sårheling.
På dette punktet er det verdt å sitere en vitenskapelig studie som hadde som mål å undersøke forholdet mellom antall Langerhans-celler og effektiviteten av helingsprosessen.
Forskere gjennomførte en 4-ukers observasjon av sårhelingsprosessen hos pasienter behandlet for diabetisk fot. Studiens resultater viste at flere Langerhans-celler i nærheten av såret var korrelert med bedre helbredelsesresultater.
Mer forskning i denne retningen er nødvendig for å forstå de nøyaktige mekanismene som Langerhans-celler arbeider i områder med hudskade. Kanskje takket være dem vil det være mulig å finne måter å bruke Langerhans-celler på, for eksempel i behandling av sår som er vanskelige å helbrede.
Langerhans-celler og SALT- og MALT-systemene
Menneskelig hud og slimhinner utgjør en mekanisk barriere mot penetrering av mikroorganismer i kroppen. Deres funksjon er imidlertid ikke bare å skape et passivt skall. Disse vevene har en rekke høyt utviklede immunmekanismer som gjør det mulig for dem å utføre immunfunksjoner.
Rollen til hud og slimhinner i kroppens forsvar mot patogener understrekes av det faktum at de i moderne immunologi har "sine egne" underenheter i organisasjonen av immunsystemet.
Disse underenhetene forkortes som SALT og MALT. Dette er hudassosiert immunsystem (Skin Associated Lymphoid Tissue) og Mucosa Associated Lymphoid Tissue (Mucosa Associated Lymphoid Tissue).
Som du enkelt kan gjette, er Langerhans-celler en viktig lenke i begge de ovennevnte. systemer.
Driften av SALT- og MALT-systemene er basert på samarbeid mellom celler som bygger epitel, antigenpresenterende celler (inkludert Langerhans-celler) og celler som er i stand til å nøytralisere patogener (hovedsakelig lymfocytter). Deres felles handling gjør det mulig å gjenkjenne og behandle antigener direkte ved inngangen til kroppen.
Slik effektiv immunologisk tilsyn forhindrer penetrering av mikroorganismer fra det ytre miljøet i dypere vev og organer.
Rollen til Langerhans-celler i patogenesen av sykdommer
Riktig fungerende Langerhans-celler hjelper til med å opprettholde en balanse mellom den inflammatoriske responsen og toleransen til utvalgte antigener i huden og slimhinnene.
Langerhans celledysfunksjon kan ligge til grunn for noen dermatologiske, immune og til og med kreftsykdommer. Her er eksemplene deres:
- Langerhans cellehistiocytose
Langerhans cellehistiocytose er en onkologisk sykdom relatert til overdreven multiplikasjon av Langerhans-celler. Disse cellene kan akkumuleres i forskjellige organer - hud, bein, lymfeknuter og indre organer.
Langerhans cellehistiocytose diagnostiseres vanligvis hos barn, selv om det også ses hos voksne.
Langerhans-celler kan formere seg på et bestemt sted (da snakker vi om den lokaliserte formen) eller okkuperer mange steder (dette er den såkalte multifokale formen).
Den lokaliserte formen er vanligvis assosiert med en god prognose, og kan i sjeldne tilfeller til og med helbrede seg selv.
Multifokal form krever aggressiv behandling, hovedsakelig med cellegift. Denne varianten av sykdommen er også forbundet med en dårligere prognose.
- Langerhans celler og kontakteksem
Kontakteksem skyldes at huden er overfølsom overfor visse eksterne faktorer. Stoffene som oftest forårsaker kontakteksem inkluderer nikkel, krom, noen fargestoffer og konserveringsmidler og kosmetiske ingredienser.
På grunn av deres lille størrelse er partiklene til disse stoffene i stand til å trenge gjennom de påfølgende lagene av epidermis. På et eller annet tidspunkt "møtes" de med Langerhans-celler.
Langerhans-celler absorberer disse molekylene (i en form bundet til proteiner) og presenterer dem deretter på overflaten. På denne måten "lærer" lymfocytter å gjenkjenne disse stoffene.
I øyeblikket med gjentatt kontakt med dem (f.eks. Regelmessig bruk av en gitt smykker), utløses en immunrespons. Lokal betennelse utvikler seg, manifestert av dannelsen av kløende, rødlige papler og vesikler.
På dette tidspunktet er det verdt å understreke at til tross for hyppig kontakt med menneskelig hud med stoffene beskrevet ovenfor, oppstår symptomene på kontakteksem relativt sjelden.
Toleransen av de ovennevnte antigenene hos de fleste mennesker skyldes sannsynligvis de tolerogene egenskapene til Langerhans-celler.
- Langerhans-celler og dermatologiske sykdommer
Langerhans-celler ser ut til å spille en viktig rolle i patogenesen av visse hudsykdommer, for eksempel atopisk dermatitt og psoriasis. Immunreguleringsforstyrrelser forårsaket av Langerhans-celler bidrar til utviklingen av inflammatoriske dermatologiske sykdommer.
Det ser ut til at aktiviteten til Langerhans-celler i ovennevnte sykdommer flyttes mot proinflammatorisk aktivitet; deres tolerogene aktivitet er imidlertid svekket.
Bekreftelsen av disse forholdene kan være det faktum at fotokjemoterapi vellykket brukes i behandlingen av både psoriasis og atopisk dermatitt. Det er behandling ved hjelp av bestråling med bruk av ultrafiolett stråling. Slik bestråling beroliger hudendringer.
Det mistenkes at en av virkningsmekanismene til fotokjemoterapi er reduksjonen i antall og svekkelse av funksjonen til Langerhans-celler, noe som bidrar til undertrykkelse av overdreven immunrespons.
- Langerhans celler og graft versus host (GvHD)
Graft versus Host Disease er en av de mulige komplikasjonene ved benmargstransplantasjon og blodtransfusjon. Essensen ligger i avvisning av mottakerens organer av donorleukocyttene transplantert i ham.
Et av de mest avviste organene i løpet av sykdommen er huden. Den nøyaktige rollen til Langerhans-celler i transplantat versus vertspatogenese er fortsatt ukjent.
Imidlertid viser vitenskapelige studier som er utført så langt på dyr at å redusere antall Langerhans-celler hos transplantatmottakeren reduserer risikoen for å utvikle en graft-versus-host-reaksjon.
- Langerhans-celler og HIV-infeksjon
I mange år i den vitenskapelige verden ble Langerhans-celler ansett som det første målet for HIV-angrep. Det var også en hypotese om at HIV-infiserte Langerhans-celler bar den til lymfeknuter, noe som bidro til spredning av infeksjonen til andre celler i immunsystemet.
Imidlertid tilbakeviser de siste vitenskapelige rapportene teoriene ovenfor. Langerhans-celler anses nå å være en immunbarriere: de absorberer HIV-partikler, men blokkerer dens videre overføring.
Det ser også ut til at virusaktiverte Langerhans-celler induserer en gunstig respons fra immunforsvaret i den første fasen av infeksjonen.
- Langerhans celler og hudkreft
Langerhans-celler utfører immunologisk tilsyn med mikroorganismer som dukker opp i huden vår. I tillegg er de også i stand til å gjenkjenne kreftceller og utløse en immunrespons mot dem.
Hudkreftstudier har vist at antall Langerhans-celler i nærheten av svulsten er betydelig redusert. Under den neoplastiske prosessen er også presentasjonen av antigener av Langerhans-celler svekket.
Å forstå rollen til Langerhans-celler i anti-kreftforsvaret startet en serie vitenskapelige studier rettet mot å finne bruken av disse cellene i kreftterapi.
Langerhans celler - klinisk anvendelse
Langerhans-celler er gjenstand for vitenskapelig forskning rettet mot deres bruk i anti-kreftterapi.
Et eksempel på en metode som bruker Langerhans-celler er perkutan immunisering, dvs. - for å si det enkelt - en antikreftvaksine.
Ideen er å administrere subkutane antigener av kreftceller (f.eks. Proteiner som er karakteristiske for melanomceller). Disse antigenene ble behandlet av Langerhans-celler og deretter presentert for andre celler i immunsystemet. På denne måten ville immunforsvaret bli stimulert til å bekjempe kreft.
Forskning på perkutan immunisering i kreftterapi pågår fortsatt - forhåpentligvis vil håpet knyttet til denne metoden bli bekreftet i kliniske eksperimenter.
Bibliografi:
- "Hudsykdommer og seksuelt overførbare sykdommer" S. Jabłońska, S.Majewski, PZWL 2013
- "Langerhans Cells: Sensing the Environment in Health and Disease" J.Decker et. al. Front Immunol. 2018; 9: 93 - online tilgang
- "Balansen mellom immunitet og toleranse: Rollen til Langerhans-celler" K. Mutyambizi et. al. Cell Mol Life Sci. 2009 Mar; 66 (5): 831–840. - tilgang på nettet
- "Langerhans celler - dendrittiske celler i epidermis" N.Romani et.al. APMIS Journal of Pathology, Microbiology and Immunology, Volume 111, Issue7-8, July 2003
- "Tumorimmunterapi ved epikutan immunisering krever lengre celler." P. Stoitzner et.al. Journal of Immunology 01 feb 2008, 180 (3) - online tilgang
- "Bortfall av Langerhans-vertsceller før transplantasjon av donoralloreaktive T-celler forhindrer hudtransplantasjon-mot-vertssykdom." Merad M. et.al. Nat Med. 2004 mai; 10 (5): 510-7 - Online tilgang
- "Immunologisk funksjon av Langerhans-celler i HIV-infeksjon." Matsuzawa T.et. al. J Dermatol Sci. 2017 aug; 87 (2): 159-167
- "Økt antall Langerhans-celler i epidermis av diabetiske fotsår korrelerer med helbredende utfall" O. Stojadinovic, Immunol Res. 2013 des; 57 (0): 222–228 - Online tilgang
Les flere artikler av denne forfatteren
.jpg)
