Langerhans celler er celler, der spiller en nøglerolle i hudens immunmekanismer. Langerhans celler koloniserer vores epidermis og genkender de antigener, der vises i den. På trods af mange års forskning betragtes Langerhans-celler stadig som noget mystiske i den videnskabelige verden - mange spørgsmål vedrørende deres oprindelse og nøjagtige virkningsmekanismer er uklare. Find ud af, hvad Langerhans-celler er, hvordan de fungerer i immunsystemet, og hvilke forhold der kan relateres til Langerhans-celledysfunktion.
Langerhans celler er celler, der spiller en nøglerolle i hudens immunmekanismer. Langerhans celler koloniserer vores epidermis og genkender de antigener, der vises i den. Ud over huden findes Langerhans-celler også i epitel i munden, luftvejene og urogenitale system.
Langerhans-cellernes vigtigste rolle er at genkende patogener, der kommer ind i vores krop gennem naturlige barrierer. I sådanne situationer stimuleres immunsystemet straks takket være Langerhans-celler. Langerhans-celler spiller også en vigtig rolle i mekanismerne for immuntolerance.
Indholdsfortegnelse:
- Langerhans celler - hvad er de, og hvor forekommer de?
- Struktur af Langerhans celler
- Langerhans celler - fungerer i kroppen
- Langerhans celler og SALT og MALT systemer
- Langerhans-cellernes rolle i sygdommens patogenese
- Langerhans celler - klinisk anvendelse
Langerhans celler - hvad er de, og hvor forekommer de?
Langerhans-celler tilhører befolkningen af hvide blodlegemer, der udfører en immunfunktion. Stedet for deres dannelse er knoglemarven. Derfra ender Langerhans-celler i blodet, som transporterer dem til det relevante væv.
Langerhans-celler beboer både vores hud og epitel i slimhinderne i mundhulen, nasopharynx, luftvejene, fordøjelseskanalen og urogenitalkanalen.
Langerhans-celler tilhører den dendritiske cellefamilie. Deres navn stammer fra de karakteristiske fremspring, der ligner dendriter fra nerveceller (disse er fremspring, der forgrener sig i form af en trækrone).
Langerhans-celler bosætter sig permanent steder med konstant kontakt mellem vores krops væv og det ydre miljø. Deres placering er ikke utilsigtet - de er celler, der er specialiserede i at udføre immunfunktioner.
Ved kontakt med et fremmed stof eller patogen "tager Langerhans-celler" en beslutning "om, hvorvidt det er nødvendigt at stimulere immunsystemet i en given situation.
I så fald begynder processen med immunrespons og neutralisering af "indtrængeren". Hvis ikke, den såkaldte immuntolerance - immunsystemet reagerer ikke på et givet antigen.
Struktur af Langerhans celler
Efter at have forladt knoglemarven får Langerhans-celler en lille, rund form. Deres form ændres kun drastisk, når målvævet er koloniseret. Derefter forstørres de betydeligt og skaber karakteristiske fremspring.
På grund af deres lighed med nerveceller er Langerhans-celler i mange år blevet set som dele af nerveender placeret i huden. Det var først i 1970'erne, at forbindelserne mellem Langerhans-celler og immunsystemet blev opdaget, hvilket hidtil revolutionerede synspunkter om dem.
Langerhans celler er sandsynligvis placeret i epidermis 'spinøse lag.
Vores epidermis består af fem lag celler. Disse er igen (indefra) basalaget, det spinøse lag, det granulære lag, det lette lag og det hornede lag.
Langerhans-celler beboer derfor relativt dybe lag af epidermis. Ikke desto mindre kan de udøve præcis kontrol over hele dens tykkelse. Hvordan?
Dette er muligt på grund af de ovennævnte fremspring, der strækker sig til det yderste lag - det hornede lag. Disse fremspring kombineres til et omfattende netværk, der giver dig mulighed for at skabe en effektiv immunbarriere.
Når vi ser på Langerhans-celler under et elektronmikroskop, kan vi se meget karakteristiske strukturer i form af tennisracketer. Disse er de såkaldte Birbeck-granulater, som er en specifik markør for Langerhans-celler.
Disse "ketsjere" er sandsynligvis ansvarlige for de antigenbehandlingsprocesser, hvor Langerhans-celler er specialiserede. Disse celler har en bred vifte af mekanismer, der giver dem mulighed for at absorbere antigener, analysere dem og inducere eller undertrykke et immunrespons.
Læs også: Hud - struktur og funktioner i huden
Langerhans celler - fungerer i kroppen
Langerhans-celler skaber en ekstremt interessant immunbarriere i vores hud og slimhinder. Lad os se nærmere på deres funktioner. Langerhans celler er ansvarlige for følgende processer:
- Langerhans celler - antigenpræsentation
Den vigtigste opgave for Langerhans-celler er den såkaldte antigenpræsentation. Hvad handler dette fænomen om? Det er processen med at absorbere, behandle og demonstrere antigener til andre celler i immunsystemet. Takket være dette er det muligt at stimulere dem til et koordineret immunrespons.
Antigener er specifikke "mærker" af molekyler og celler, der genkendes af celler, der patruljerer vævets miljø. Antigener gør det muligt at genkende et givet objekt og træffe en beslutning om, hvorvidt dette element er patogent.
Det er værd at huske, at antigener ikke kun er til stede på overfladen af "ubudne gæster". Hver celle i vores krop har sine egne antigener, der genkendes af immunsystemet på en sådan måde, at de ikke udløser et inflammatorisk respons mod dem.
Antigenpræsentation er afgørende for effektivt forsvar mod patogener. Hvordan finder denne proces sted i Langerhans-celler?
Det første trin er at genkende det fremmede element. Langerhans celler er udstyret med mange værktøjer, der gør det muligt for dem at "fange" potentielt farlige partikler og mikrober fra miljøet.
Et af sådanne værktøjer er de såkaldte receptorer til genkendelse af patogener (PRR). Takket være dem "ved" Langerhans-celler, at de har at gøre med en fremmed celle med patogene egenskaber.
Når Langerhans-celler genkender et patogen, vil de straks advare andre celler i immunsystemet om det. For at gøre dette skal de først fortære objektet.
Langerhans-celler er udstyret med en række mekanismer, der muliggør endocytose, dvs. optagelse af stoffer fra det ydre miljø. Afhængigt af deres behov bruger de:
- fagocytose ("spiser" faste partikler)
- pinocytose (absorption af flydende stoffer)
- endocytose med deltagelse af specielle receptorer
I løbet af disse processer har Langerhans-celler mulighed for grundigt at analysere og blive bekendt med "indtrængeren". Derefter udsættes antigenerne i den pågældende mikroorganisme for overfladen af Langerhans-cellen. Præsentationen af antigenet begynder.
Vi er nået til det stadium, hvor Langerhans-cellen opslugte patogenet og eksponerede dets antigener på overfladen.Så det er på tide at præsentere dem for andre celler i immunsystemet. Hvor kan du finde sådanne celler?
Der er relativt få af dem i huden. Det er her, vi kommer til en anden ekstraordinær færdighed med Langerhans-celler.
For at kunne præsentere antigenet kan de forlade huden og rejse til steder, hvor celler i immunsystemet sværmer. Lymfeknuder er sådanne steder.
Langerhans-celler bevæger sig fra huden til lymfeknuderne via de lymfatiske ruter ved hjælp af passende signalering. Der støder de på en lang række lymfocytter - celler, der er specialiserede i at ødelægge mikrober.
Langerhans-celler præsenterer antigener til lymfocytter, som på denne måde lærer at genkende et givet patogen og forberede et immunrespons mod det.
Ud over at stimulere den såkaldte cytotoksiske lymfocytter, der er i stand til at inaktivere mikroorganismer, skaber denne proces også immunhukommelsesceller. Takket være dem vil den næste kontakt med det samme patogen udløse et hurtigere og bedre tilpasset immunrespons.
- Langerhans celler - tolerogene egenskaber
Det foregående afsnit fokuserede på de immunogene egenskaber af Langerhans-celler. Deres essens var at stimulere immunsystemet til at bekæmpe patogener. For nylig blev det opdaget, at Langerhans-celler også er i stand til at udføre radikalt forskellige funktioner.
Under strengt definerede betingelser erhverver de tolerogene egenskaber. Deres essens er at undertrykke organismernes immunrespons og skabe tolerance over for visse antigener.
Det viste sig, at Langerhans-celler absorberer elementer i deres egen krop (proteiner, fragmenter af døde celler) så ofte som patogene elementer. Derefter rejser de med dem til lymfeknuderne og præsenterer dem for lymfocytter.
Interessant nok fører denne opførsel ikke til udviklingen af autoimmunitet (ødelæggelse af kroppens egne celler af immunsystemet). Tværtimod - den såkaldte regulatoriske lymfocytter, hvis opgave er at undertrykke immunresponset. Dette er, hvordan vores immunsystem lærer at genkende sine egne antigener.
Det samme sker med andre fremmedlegemer, der ikke er patogene. I hverdagen kommer vores hud i kontakt med mange stoffer (kosmetik, tøj, smykker), der ikke bør udløse et inflammatorisk respons. Det er takket være Langerhans-celler, at det er muligt at udvikle tolerance over for denne type antigener.
Som det kan ses, balancerer Langerhans-celler konstant mellem immunogene og tolerogene aktiviteter.
Det er yderst vigtigt at opretholde immunbalancen i huden. Korrekt fungerende Langerhans-celler genererer et inflammatorisk respons, når det virkelig er nødvendigt.
På den anden side gør slukning af en overdreven eller unødvendig immunrespons det muligt at forhindre overfølsomhedsreaktioner.
- Langerhans celler - sårheling
Enhver skade på hudens kontinuitet er forbundet med muligheden for lettere penetration af mikroorganismer i kroppen. Sårheling har ikke kun til formål at gendanne den normale struktur af væv, men også at genoprette kontinuiteten i immunbarrieren.
Langerhans celler spiller en vigtig rolle i denne proces. Skader på de epidermale celler fører til et inflammatorisk miljø, der tillader lokal tilstrømning af celler i immunsystemet. Denne proces, koordineret blandt andet af af Langerhans celler, er dette den første fase af sårheling.
På dette tidspunkt er det værd at citere en videnskabelig undersøgelse, hvis mål var at undersøge forholdet mellem antallet af Langerhans-celler og effektiviteten af helingsprocessen.
Forskere gennemførte en 4-ugers observation af sårhelingsprocessen hos patienter behandlet for diabetisk fod. Undersøgelsens resultater viste, at flere Langerhans-celler i nærheden af såret korrelerede med bedre helbredende resultater.
Mere forskning i denne retning er nødvendig for at forstå de nøjagtige mekanismer, hvormed Langerhans-celler arbejder i områder med hudskader. Måske takket være dem vil det være muligt at finde måder at bruge Langerhans-celler på, for eksempel til behandling af vanskeligt at helbrede sår.
Langerhans celler og SALT og MALT systemer
Menneskelig hud og slimhinder udgør en mekanisk barriere mod penetrering af mikroorganismer i kroppen. Deres funktion er imidlertid ikke kun at skabe en passiv skal. Disse væv har en række højt udviklede immunmekanismer, der gør det muligt for dem at udføre immunfunktioner.
Hudens og slimhindens rolle i kroppens forsvar mod patogener understreges af det faktum, at de i moderne immunologi har "deres egne" underenheder i immunsystemets organisering.
Disse underenheder forkortes som SALT og MALT. Disse er det hudassocierede immunsystem (Skin Associated Lymphoid Tissue) og Mucosa Associated Lymphoid Tissue (Mucosa Associated Lymphoid Tissue).
Som du let kan gætte, er Langerhans-celler et vigtigt led i begge de ovennævnte. systemer.
Driften af SALT- og MALT-systemerne er baseret på samarbejde mellem epitel-opbyggende celler, antigenpræsenterende celler (inklusive Langerhans-celler) og celler, der er i stand til at neutralisere patogener (hovedsageligt lymfocytter). Deres fælles handling muliggør genkendelse og behandling af antigener direkte ved indgangen til kroppen.
Sådan effektiv immunologisk overvågning forhindrer penetrering af mikroorganismer fra det ydre miljø i dybere væv og organer.
Langerhans-cellernes rolle i sygdommens patogenese
Korrekt fungerende Langerhans-celler hjælper med at opretholde en balance mellem det inflammatoriske respons og tolerancen for udvalgte antigener i huden og slimhinderne.
Langerhans celledysfunktion kan ligge til grund for nogle dermatologiske, immune og endda kræftsygdomme. Her er deres eksempler:
- Langerhans cellehistiocytose
Langerhans cellehistiocytose er en onkologisk sygdom relateret til overdreven multiplikation af Langerhans-celler. Disse celler kan akkumuleres i forskellige organer - hud, knogler, lymfeknuder og indre organer.
Langerhans cellehistiocytose diagnosticeres normalt hos børn, selvom det også ses hos voksne.
Langerhans-celler kan formere sig et bestemt sted (så vi taler om en lokaliseret form) eller indtage adskillige placeringer (dette er den såkaldte multifokale form).
Den lokaliserede form er normalt forbundet med en god prognose og kan i sjældne tilfælde endda helbrede sig selv.
Den multifokale form kræver aggressiv behandling, hovedsageligt med kemoterapi. Denne variant af sygdommen er også forbundet med en dårligere prognose.
- Langerhans celler og kontakteksem
Kontakteksem skyldes, at huden er overfølsom over for visse eksterne faktorer. De stoffer, der oftest forårsager kontakteksem, omfatter nikkel, krom, nogle farvestoffer og konserveringsmidler og kosmetiske ingredienser.
Partiklerne af disse stoffer er takket være deres lille størrelse i stand til at trænge ind i de efterfølgende lag af epidermis. På et eller andet tidspunkt er der et "møde" med Langerhans-celler.
Langerhans-celler absorberer disse molekyler (i en form bundet til proteiner) og præsenterer dem derefter på deres overflade. På denne måde "lærer" lymfocytter at genkende disse stoffer.
I øjeblikket med gentagen kontakt med dem (f.eks. Regelmæssigt iført et givet smykke) udløses et immunrespons. Lokal betændelse udvikler sig, manifesteret ved dannelsen af kløende, rødme papler og vesikler.
På dette tidspunkt er det værd at understrege, at på trods af hyppig kontakt af menneskelig hud med de ovenfor beskrevne stoffer forekommer symptomerne på kontakteksem relativt sjældent.
Tolerancen af de ovennævnte antigener hos de fleste mennesker skyldes sandsynligvis de tolerogene egenskaber af Langerhans-celler.
- Langerhans celler og dermatologiske sygdomme
Langerhans-celler ser ud til at spille en vigtig rolle i patogenesen af visse hudsygdomme, såsom atopisk dermatitis og psoriasis. Immunreguleringsforstyrrelser forårsaget af Langerhans-celler bidrager til udviklingen af inflammatoriske dermatologiske sygdomme.
Det ser ud til, at aktiviteten af Langerhans-celler i ovennævnte sygdomme skiftes mod proinflammatorisk aktivitet; dog er deres tolerogene aktivitet svækket.
Bekræftelsen af disse forhold kan være det faktum, at fotokemoterapi med succes anvendes til behandling af både psoriasis og atopisk dermatitis. Det er behandling ved hjælp af bestråling med brug af ultraviolet stråling. En sådan bestråling lindrer hudændringer.
Det mistænkes for, at en af virkningsmekanismerne ved fotokemoterapi er reduktionen i antallet og svækkelsen af Langerhans-cellernes funktion, hvilket bidrager til undertrykkelse af det overdrevne immunrespons.
- Langerhans celler og graft versus vært (GvHD)
Graft versus Host Disease er en af de mulige komplikationer ved knoglemarvstransplantation og blodtransfusion. Dets essens ligger i afvisning af modtagerens organer af donor-leukocytter, der er transplanteret i ham.
Et af de hyppigst afviste organer i løbet af sygdommen er huden. Den nøjagtige rolle for Langerhans-celler i transplantat versus værtpatogenese er stadig ukendt.
Imidlertid viser videnskabelige undersøgelser, der hidtil er udført på dyr, at reduktion af antallet af Langerhans-celler i transplantatmodtageren reducerer risikoen for at udvikle en graft-versus-host-reaktion.
- Langerhans celler og HIV-infektion
I mange år i den videnskabelige verden blev Langerhans-celler betragtet som det første mål for HIV-angreb. Der var også en hypotese om, at HIV-inficerede Langerhans-celler bar det til lymfeknuderne, hvilket bidrog til spredning af infektionen til andre celler i immunsystemet.
Imidlertid afviser de seneste videnskabelige rapporter ovenstående teori. Langerhans-celler betragtes nu som en immunbarriere: de absorberer HIV-partikler, men blokerer dens videre transmission.
Det ser også ud til, at virusaktiverede Langerhans-celler inducerer et gunstigt svar fra immunsystemet i den indledende fase af infektionen.
- Langerhans celler og hudkræft
Langerhans-celler udøver immunologisk tilsyn med de mikroorganismer, der vises i vores hud. Derudover er de også i stand til at genkende kræftceller og fremkalde et immunrespons mod dem.
I studier af hudkræft har det vist sig, at antallet af Langerhans-celler i nærheden af tumoren er signifikant reduceret. I løbet af den neoplastiske proces er præsentationen af antigener af Langerhans-celler også nedsat.
Forståelsen af Langerhans-cellernes rolle i antikræftforsvaret initierede en række videnskabelige undersøgelser med det formål at finde brugen af disse celler i kræftbehandling.
Langerhans celler - klinisk anvendelse
Langerhans-celler er genstand for videnskabelig forskning, der sigter mod deres anvendelse til behandling mod kræft.
Et eksempel på en metode, der bruger Langerhans-celler, er perkutan immunisering eller - for at sige det enkelt - en anticancervaccine.
Ideen er at administrere tumorcelleantigener (fx proteiner, der er karakteristiske for melanomceller) subkutant. Disse antigener ville blive behandlet af Langerhans-celler og derefter præsenteret for andre celler i immunsystemet. På denne måde ville immunsystemet blive stimuleret til at bekæmpe kræft.
Forskning på perkutan immunisering i kræftbehandling er stadig i gang - forhåbentlig vil håbene forbundet med denne metode blive bekræftet i kliniske eksperimenter.
Bibliografi:
- "Hudsygdomme og seksuelt overførte sygdomme" 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 adgang
- "Balancen mellem immunitet og tolerance: Langerhans-cellernes rolle" K. Mutyambizi et. al. Cell Mol Life Sci. 2009 marts; 66 (5): 831–840. - online adgang
- "Langerhans celler - dendritiske celler i epidermis" N.Romani et.al. APMIS Journal of Pathology, Microbiology and Immunology, bind 111, udgave 7-8, juli 2003
- "Tumorimmunterapi ved epikutan immunisering kræver længerehansceller." P. Stoitzner et al. Journal of Immunology 01 feb 2008, 180 (3) - online adgang
- "Udtynding af værts-Langerhans-celler inden transplantation af donoralloreaktive T-celler forhindrer hudtransplantat-versus-vært-sygdom." Merad M. et.al. Nat Med. 2004 maj; 10 (5): 510-7 - On-line adgang
- "Immunologisk funktion af Langerhans-celler i HIV-infektion." Matsuzawa T.et. al. J Dermatol Sci. 2017 aug; 87 (2): 159-167
- "Øget antal Langerhans-celler i epidermis af diabetiske fodsår korrelerer med helbredende resultater" O. Stojadinovic, Immunol Res. 2013 Dec; 57 (0): 222–228 - On-line adgang
Læs flere artikler af denne forfatter
