Langerhans-celler är celler som spelar en nyckelroll i hudens immunmekanismer. Langerhans-celler koloniserar vår epidermis och känner igen de antigener som förekommer i den. Trots många års forskning anses Langerhans-celler fortfarande vara något mystiska i den vetenskapliga världen - många frågor angående deras ursprung och exakta verkningsmekanismer är fortfarande oklara. Ta reda på vad Langerhans-celler är, hur de fungerar i immunsystemet och vilka tillstånd som kan relateras till Langerhans-celldysfunktion.
Langerhans-celler är celler som spelar en nyckelroll i hudens immunmekanismer. Langerhans-celler koloniserar vår epidermis och känner igen de antigener som förekommer i den. Förutom huden finns Langerhans-celler också i epitel i munnen, luftvägarna och urinvägarna.
Huvudrollen för Langerhans-celler är att känna igen patogener som kommer in i vår kropp genom naturliga barriärer. I sådana situationer, tack vare Langerhans-celler, stimuleras immunsystemet omedelbart. Langerhans-celler spelar också en viktig roll i mekanismerna för immuntolerans.
Innehållsförteckning:
- Langerhans-celler - vad är de och var förekommer de?
- Struktur av Langerhans-celler
- Langerhans-celler - fungerar i kroppen
- Langerhans-celler och SALT- och MALT-systemen
- Rollen hos Langerhans-celler i patogenesen av sjukdomar
- Langerhans-celler - klinisk tillämpning
Langerhans-celler - vad är de och var förekommer de?
Langerhans-celler tillhör populationen av vita blodkroppar som har en immunfunktion. Platsen för deras bildning är benmärgen. Därifrån hamnar Langerhans-celler i blodet, som transporterar dem till lämpliga vävnader.
Langerhans-celler bor i både vår hud och epitel i slemhinnorna i munhålan, nasofarynx, andningsorgan, matsmältningsorgan och urogenital kanal.
Langerhans-celler tillhör den dendritiska cellfamiljen. Deras namn kommer från de karakteristiska utsprången som liknar nervcellernas dendriter (dessa är utsprång som förgrenar sig i form av en trädkrona).
Langerhans-celler bosätter sig permanent på platser med konstant kontakt mellan kroppens vävnader och den yttre miljön. Deras plats är inte av misstag - de är celler som är specialiserade på att utföra immunfunktioner.
Vid kontakt med ett främmande ämne eller patogen "fattar Langerhans-celler" ett beslut "om det är nödvändigt att stimulera immunsystemet i en given situation.
Om så är fallet börjar processen med immunsvar och neutralisering av "inkräktaren". Om inte, så kallade immuntolerans - immunsystemet svarar inte på ett givet antigen.
Struktur av Langerhans-celler
Efter att ha lämnat benmärgen får Langerhans-celler en liten, rund form. Deras form förändras drastiskt först när målvävnaderna är koloniserade. Sedan förstoras de avsevärt och skapar karakteristiska utsprång.
På grund av deras likhet med nervceller har Langerhans-celler i många år ses som delar av nervändarna i huden. Det var inte förrän på 1970-talet som länkar mellan Langerhans-celler och immunsystemet upptäcktes, vilket revolutionerade synen på dem hittills.
Langerhans-celler är troligtvis placerade i epidermis snurrande lager.
Vår epidermis består av fem lager av celler. Dessa är i sin tur (från insidan) baslagret, det snurrande lagret, det granulära lagret, det ljusa lagret och det kåta lagret.
Langerhans-celler bor därför relativt djupa lager av epidermis. Ändå kan de utöva exakt kontroll över hela dess tjocklek. Hur?
Detta är möjligt på grund av de ovannämnda utsprången som sträcker sig till det yttersta lagret - det kåta lagret. Dessa utsprång kombineras till ett omfattande nätverk som gör att du kan skapa en effektiv immunbarriär.
När vi tittar på Langerhans-celler under ett elektronmikroskop kan vi se mycket karakteristiska strukturer i form av tennisracketar. Dessa är de så kallade Birbeck-granulat, som är en specifik markör för Langerhans-celler.
Dessa "racketar" är möjligen ansvariga för processerna för antigenbearbetning där Langerhans-celler specialiserar sig. Dessa celler har ett brett spektrum av mekanismer som gör det möjligt för dem att absorbera antigener, analysera dem och inducera eller undertrycka ett immunsvar.
Läs även: Hud - hudens struktur och funktioner
Langerhans-celler - fungerar i kroppen
Langerhans-celler skapar en extremt intressant immunbarriär i vår hud och slemhinnor. Låt oss titta närmare på deras funktioner. Langerhans-celler ansvarar för följande processer:
- Langerhans-celler - antigenpresentation
Den viktigaste uppgiften för Langerhans-celler är den så kallade antigenpresentationen. Vad handlar detta fenomen om? Det är processen att absorbera, bearbeta och demonstrera antigener till andra celler i immunsystemet. Tack vare detta är det möjligt att stimulera dem till ett samordnat immunsvar.
Antigener är specifika "märkningar" av molekyler och celler, som känns igen av celler som patrullerar vävnadens miljö. Antigener gör det möjligt att känna igen ett visst objekt och fatta ett beslut om detta element är patogent.
Det är värt att komma ihåg att antigener inte bara finns på ytan av "inkräktare". Varje cell i vår kropp har sina egna antigener, igenkända av immunsystemet på ett sådant sätt att de inte utlöser ett inflammatoriskt svar mot dem.
Antigenpresentation är avgörande för effektivt försvar mot patogener. Hur sker denna process i Langerhans-celler?
Det första steget är att känna igen det främmande elementet. Langerhans-celler är utrustade med många verktyg som låter dem "fånga" potentiellt farliga partiklar och mikrober från omgivningen.
Ett av sådana verktyg är de så kallade patogenigenkänningsreceptorer (PRR). Tack vare dem "vet" Langerhans-celler att de har att göra med en främmande cell med patogena egenskaper.
När Langerhans-celler känner igen en patogen, vill de omedelbart varna andra celler i immunsystemet om det. För att göra detta måste de först sluka föremålet.
Langerhans-celler är utrustade med ett antal mekanismer som möjliggör endocytos, dvs. upptag av ämnen från den yttre miljön. Beroende på deras behov använder de:
- fagocytos ("äter" fasta partiklar)
- pinocytos (absorption av flytande ämnen)
- endocytos med deltagande av speciella receptorer
Under dessa processer har Langerhans-celler möjlighet att grundligt analysera och bekanta sig med "inkräktaren". Antigenerna i mikroorganismen i fråga exponeras sedan för ytan på Langerhans-cellen. Presentationen av antigenet börjar.
Vi har nått det stadium där Langerhans-cellen slukade patogenen och exponerade dess antigener på dess yta.Så det är dags att presentera dem för andra celler i immunsystemet. Var kan du hitta sådana celler?
Det finns relativt få av dem i huden. Det är här vi kommer till en annan anmärkningsvärd skicklighet av Langerhans-celler.
För att presentera antigenet kan de lämna huden och resa till platser där immunsystemets celler svärmar. Sådana platser är lymfkörtlarna.
Langerhans-celler reser från huden till lymfkörtlarna via lymfvägarna med lämplig signalering. Där möter de en mängd lymfocyter - celler som är specialiserade på att förstöra mikrober.
Langerhans-celler presenterar antigener till lymfocyter, som på detta sätt lär sig att känna igen en given patogen och förbereda ett immunsvar mot den.
Förutom att stimulera den så kallade Cytotoxiska lymfocyter, som kan inaktivera mikroorganismer, skapar denna process också immungeminsceller. Tack vare dem kommer nästa kontakt med samma patogen att utlösa ett snabbare och bättre anpassat immunsvar.
- Langerhans celler - tolerogena egenskaper
Föregående avsnitt fokuserade på de immunogena egenskaperna hos Langerhans-celler. Deras väsen var att stimulera immunförsvaret för att bekämpa patogener. Relativt nyligen upptäcktes att Langerhans-celler också kan utföra radikalt olika funktioner.
Under strikt definierade förhållanden förvärvar de tolerogena egenskaper. Deras väsen är att undertrycka organismens immunsvar och skapa tolerans mot vissa antigener.
Det visade sig att Langerhans-celler absorberar element i sin egen kropp (proteiner, fragment av döda celler) så ofta som patogena element. Sedan reser de med dem till lymfkörtlarna och presenterar dem för lymfocyter.
Intressant nog leder detta beteende inte till utvecklingen av autoimmunitet (förstörelse av kroppens egna celler genom immunsystemet). Tvärtom - den så kallade regulatoriska lymfocyter, vars uppgift är att undertrycka immunsvaret. Det är så vårt immunsystem lär sig att känna igen sina egna antigener.
Detsamma händer med andra främmande föremål som inte är patogena. I vardagen kommer vår hud i kontakt med många ämnen (kosmetika, kläder, smycken) som inte bör utlösa ett inflammatoriskt svar. Det är tack vare Langerhans-celler att det är möjligt att utveckla tolerans mot denna typ av antigener.
Som kan ses balanserar Langerhans-celler konstant mellan immunogena och tolerogena aktiviteter.
Att upprätthålla immunbalansen i huden är extremt viktigt. Korrekt fungerande Langerhans-celler genererar ett inflammatoriskt svar när det verkligen behövs.
Å andra sidan kan släckning av ett alltför stort eller onödigt immunsvar göra det möjligt att förhindra överkänslighetsreaktioner.
- Langerhans celler - sårläkning
Eventuella skador på hudens kontinuitet är förknippade med möjligheten för lättare penetration av mikroorganismer i kroppen. Sårläkning syftar inte bara till att återställa vävnadens normala struktur utan också att återställa immunbarriärens kontinuitet.
Langerhans-celler spelar en viktig roll i denna process. Skador på epidermala celler leder till en inflammatorisk miljö som möjliggör lokal tillströmning av celler i immunsystemet. Denna process, koordinerad bland annat av av Langerhans-celler är detta det första steget i sårläkning.
Vid denna tidpunkt är det värt att citera en vetenskaplig studie vars syfte var att undersöka sambandet mellan antalet Langerhans-celler och läkningsprocessens effektivitet.
Forskare genomförde en 4-veckors observation av sårläkningsprocessen hos patienter som behandlats för diabetisk fot. Studiens resultat visade att fler Langerhans-celler i närheten av såret korrelerade med bättre helande resultat.
Mer forskning i denna riktning behövs för att förstå de exakta mekanismerna genom vilka Langerhans-celler arbetar i områden med hudskador. Kanske tack vare dem kommer det att vara möjligt att hitta sätt att använda Langerhans-celler, till exempel vid behandling av svåra att läka sår.
Langerhans-celler och SALT- och MALT-systemen
Mänsklig hud och slemhinnor utgör en mekanisk barriär mot penetrering av mikroorganismer i kroppen. Deras funktion är dock inte bara att skapa ett passivt skal. Dessa vävnader har ett antal högt utvecklade immunmekanismer som gör det möjligt för dem att utföra immunfunktioner.
Hudens och slemhinnans roll i kroppens försvar mot patogener betonas av det faktum att de i modern immunologi har "egna" underenheter i organisationen av immunsystemet.
Dessa underenheter förkortas som SALT och MALT. Dessa är det hudassocierade immunsystemet (Skin Associated Lymphoid Tissue) och Mucosa Associated Lymphoid Tissue.
Som du enkelt kan gissa är Langerhans-celler en viktig länk i båda ovan nämnda. system.
Driften av SALT- och MALT-systemen bygger på samarbete mellan epitelbyggande celler, antigenpresenterande celler (inklusive Langerhans-celler) och celler som kan neutralisera patogener (främst lymfocyter). Deras gemensamma handling möjliggör igenkännande och bearbetning av antigener direkt vid inträdet i kroppen.
Sådan effektiv immunologisk övervakning förhindrar penetrering av mikroorganismer från den yttre miljön i djupare vävnader och organ.
Rollen hos Langerhans-celler i patogenesen av sjukdomar
Korrekt fungerande Langerhans-celler hjälper till att upprätthålla en balans mellan det inflammatoriska svaret och toleransen hos utvalda antigener i huden och slemhinnorna.
Langerhans celldysfunktion kan ligga till grund för vissa dermatologiska, immunologiska och till och med cancersjukdomar. Här är deras exempel:
- Langerhans cellhistiocytos
Langerhans cellhistiocytos är en onkologisk sjukdom relaterad till överdriven multiplicering av Langerhans-celler. Dessa celler kan ackumuleras i olika organ - hud, ben, lymfkörtlar och inre organ.
Langerhans cellhistiocytos diagnostiseras vanligtvis hos barn, även om det också ses hos vuxna.
Langerhans-celler kan multiplicera på en viss plats (då talar vi om en lokaliserad form) eller uppta många platser (detta är den så kallade multifokala formen).
Den lokaliserade formen är vanligtvis förknippad med en bra prognos, och i sällsynta fall kan den till och med läka sig själv.
Den multifokala formen kräver aggressiv behandling, främst med kemoterapi. Denna variant av sjukdomen är också förknippad med en sämre prognos.
- Langerhans-celler och kontakteksem
Kontakteksem orsakas av att huden är överkänslig för vissa yttre faktorer. De ämnen som oftast orsakar kontakteksem inkluderar nickel, krom, vissa färgämnen och konserveringsmedel och kosmetiska ingredienser.
Partiklarna av dessa ämnen, tack vare sin lilla storlek, kan tränga igenom de efterföljande skikten av epidermis. Vid någon tidpunkt är det ett "möte" med Langerhans-celler.
Langerhans-celler absorberar dessa molekyler (i en form bunden till proteiner) och presenterar dem sedan på deras yta. På detta sätt "lär" lymfocyter att känna igen dessa ämnen.
I ögonblicket av upprepad kontakt med dem (t.ex. regelbunden användning av ett visst smycke) utlöses ett immunsvar. Lokal inflammation utvecklas, manifesterad av bildandet av kliande, rodnade papiller och blåsor.
Vid denna tidpunkt är det värt att betona att trots frekvent kontakt mellan mänsklig hud och de ämnen som beskrivs ovan förekommer symtomen på kontakteksem relativt sällan.
Toleransen för ovanstående antigener hos de flesta människor beror troligen på de tolerogena egenskaperna hos Langerhans-celler.
- Langerhans-celler och dermatologiska sjukdomar
Langerhans-celler verkar spela en viktig roll i patogenesen för vissa hudsjukdomar, såsom atopisk dermatit och psoriasis. Immunregleringsstörningar orsakade av Langerhans-celler bidrar till utvecklingen av inflammatoriska dermatologiska sjukdomar.
Det verkar som om aktiviteten hos Langerhans-celler i ovan nämnda sjukdomar flyttas mot proinflammatorisk aktivitet; deras tolerogena aktivitet försvagas emellertid.
Dessa beroenden kan bekräftas av det faktum att fotokemoterapi framgångsrikt används vid behandling av både psoriasis och atopisk dermatit. Det är behandling genom bestrålning med ultraviolett strålning. Sådan bestrålning lugnar hudförändringar.
Man misstänker att en av verkningsmekanismerna för fotokemoterapi är minskningen av antalet och försvagningen av funktionen hos Langerhans-celler, vilket bidrar till hämningen av det överdrivna immunsvaret.
- Langerhans-celler och transplantat kontra värd (GvHD)
Transplantat mot värdsjukdom är en av de möjliga komplikationerna av benmärgstransplantation och blodtransfusion. Dess väsen ligger i avstötningen av mottagarens organ av givarleukocyterna transplanterade i honom.
Ett av de mest avvisade organen under sjukdomsförloppet är huden. Den exakta rollen för Langerhans-celler i transplantat mot värdpatogenes är fortfarande okänd.
Vetenskapliga studier som hittills genomförts på djur visar dock att minskning av antalet Langerhans-celler i transplantatmottagaren minskar risken för att utveckla en transplantat-mot-värd-reaktion.
- Langerhans-celler och HIV-infektion
Under många år i den vetenskapliga världen ansågs Langerhans-celler vara det första målet för HIV-attack. Det fanns också en hypotes att HIV-infekterade Langerhans-celler bar det till lymfkörtlarna, vilket bidrog till spridningen av infektionen till andra celler i immunsystemet.
De senaste vetenskapliga rapporterna motbevisar dock teorierna ovan. Langerhans-celler anses nu vara en immunbarriär: de absorberar HIV-partiklar men blockerar dess vidare överföring.
Det verkar också som virusaktiverade Langerhans-celler inducerar ett gynnsamt svar från immunsystemet i den initiala infektionsfasen.
- Langerhans celler och hudcancer
Langerhans-celler utövar immunologisk övervakning av de mikroorganismer som förekommer i vår hud. Dessutom kan de känna igen cancerceller och utlösa ett immunsvar mot dem.
I studier av hudcancer har det visat sig att antalet Langerhans-celler i närheten av tumören minskar signifikant. Under den neoplastiska processen försämras också presentationen av antigener av Langerhans-celler.
Att förstå rollen som Langerhans-celler i anti-cancerförsvar inledde en serie vetenskapliga studier som syftade till att hitta användningen av dessa celler i cancerterapi.
Langerhans-celler - klinisk tillämpning
Langerhans-celler är föremål för vetenskaplig forskning som syftar till deras användning vid cancerbehandling.
Ett exempel på en metod som använder Langerhans-celler är perkutan immunisering, dvs. - för att uttrycka det enkelt - ett anticancervaccin.
Tanken är att administrera subkutana antigener från cancerceller (t.ex. proteiner som är karakteristiska för melanomceller). Dessa antigener skulle bearbetas av Langerhans-celler och sedan presenteras för andra celler i immunsystemet. På detta sätt skulle immunsystemet stimuleras för att bekämpa cancer.
Forskning om perkutan immunisering inom cancerterapi pågår fortfarande - förhoppningsvis kommer förhoppningarna i samband med denna metod att bekräftas i kliniska experiment.
Bibliografi:
- "Hudsjukdomar och sexuellt överförbara sjukdomar" S. Jabłońska, S.Majewski, PZWL 2013
- "Langerhans Cells: Sensing the Environment in Health and Disease" J.Decker et. al. Främre immunol. 2018; 9: 93 - online-åtkomst
- "Balansen mellan immunitet och tolerans: Rollen hos Langerhans-celler" K. Mutyambizi et. al. Cell Mol Life Sci. 2009 mar; 66 (5): 831–840. - online-åtkomst
- "Langerhans celler - dendritiska celler i epidermis" N.Romani et.al. APMIS Journal of Pathology, Microbiology and Immunology, Volume 111, Issue7-8, July 2003
- "Tumörimmunterapi genom epikutan immunisering kräver längrehansceller." P. Stoitzner et al. Journal of Immunology 01 feb 2008, 180 (3) - onlineåtkomst
- "Uttömning av Langerhans-värdceller före transplantation av donatoralloreaktiva T-celler förhindrar hudtransplantat-mot-värd-sjukdom." Merad M. et.al. Nat Med. 2004 maj; 10 (5): 510-7 - Onlinetillgång
- "Immunologisk funktion hos Langerhans-celler vid HIV-infektion." Matsuzawa T.et. al. J Dermatol Sci. 2017 aug; 87 (2): 159-167
- "Ökat antal Langerhansceller i epidermis av diabetiska fotsår korrelerar med helande resultat" O. Stojadinovic, Immunol Res. 2013 dec; 57 (0): 222–228 - Online-åtkomst
Läs fler artiklar av denna författare
---ywienie-i-opieka-ile-yje-winka-morska.jpg)
