Клетките на Лангерханс са клетки, които играят ключова роля в имунните механизми на кожата. Клетките на Лангерганс колонизират нашия епидермис и разпознават антигените, които се появяват в него. Въпреки многогодишните изследвания, клетките на Лангерханс все още се считат за някак загадъчни в научния свят - много въпроси относно техния произход и точните механизми на действие все още остават неясни. Разберете какво представляват клетките на Langerhans, как функционират в имунната система и какви състояния могат да бъдат свързани с дисфункцията на клетките на Langerhans.
Клетките на Лангерханс са клетки, които играят ключова роля в имунните механизми на кожата. Клетките на Лангерганс колонизират нашия епидермис и разпознават антигените, които се появяват в него. В допълнение към кожата, клетките на Лангерханс се намират и в епитела на устата, дихателните пътища и пикочно-половата система.
Основната роля на клетките на Лангерханс е да разпознават патогени, които навлизат в тялото ни чрез естествени бариери. В такива ситуации благодарение на клетките на Лангерханс имунната система незабавно се стимулира. Клетките на Лангерханс също играят важна роля в механизмите на имунната толерантност.
Съдържание:
- Клетки на Лангерханс - какви са те и къде се срещат?
- Структура на клетките на Лангерханс
- Клетките на Лангерханс - функционират в организма
- Клетки на Лангерханс и системите SALT и MALT
- Ролята на клетките на Лангерханс в патогенезата на болестите
- Клетки на Лангерханс - клинично приложение
Клетки на Лангерханс - какви са те и къде се срещат?
Клетките на Лангерханс принадлежат към популацията от бели кръвни клетки, които изпълняват имунна функция. Мястото на образуването им е костният мозък. Оттам клетките на Лангерханс попадат в кръвта, която ги транспортира до съответните тъкани.
Клетките на Лангерханс обитават както нашата кожа, така и епитела на лигавиците в устната кухина, назофаринкса, дихателните пътища, храносмилателния тракт и урогениталния тракт.
Клетките на Лангерханс принадлежат към семейството на дендритните клетки. Името им идва от характерните издатини, наподобяващи дендрити на нервни клетки (това са издатини, разклоняващи се във формата на корона на дърво).
Клетките на Лангерганс се установяват за постоянно в местата на постоянен контакт на тъканите на тялото ни с външната среда. Местоположението им не е случайно - те са клетки, специализирани за изпълнение на имунни функции.
При контакт с чуждо вещество или патоген, клетките на Лангерханс "вземат решение" дали е необходимо да се стимулира имунната система в дадена ситуация.
Ако е така, започва процесът на имунния отговор и неутрализирането на „натрапника“. Ако не, т.нар имунна толерантност - имунната система не реагира на въпросния антиген.
Структура на клетките на Лангерханс
След като напуснат костния мозък, клетките на Лангерханс приемат малка, кръгла форма. Формата им се променя драстично само когато целевите тъкани са колонизирани. Тогава те се увеличават значително и създават характерни издатини.
В продължение на много години, поради сходството им с нервните клетки, клетките на Лангерханс се разглеждат като части от нервни окончания, разположени в кожата. Едва през 70-те години на миналия век са открити връзките между клетките на Лангерханс и имунната система, което революционизира възгледите за тях досега.
Клетките на Лангерханс най-лесно се локализират в остистия слой на епидермиса.
Нашият епидермис се състои от пет слоя клетки. Това са от своя страна (отвътре) основният слой, бодливият слой, гранулираният слой, лекият слой и роговият слой.
Следователно клетките на Лангерханс обитават относително дълбоки слоеве на епидермиса. Въпреки това те могат да упражняват прецизен контрол върху цялата му дебелина. Как
Това е възможно поради гореспоменатите издатини, които се простират до най-външния слой - роговия слой. Тези изпъкналости се комбинират в обширна мрежа, която ви позволява да създадете ефективна имунна бариера.
Когато разглеждаме клетките на Лангерханс в електронен микроскоп, можем да видим много характерни структури във формата на тенис ракети. Това са т.нар Гранули Birbeck, които са специфичен маркер на клетките на Лангерханс.
Тези „рекети“ вероятно са отговорни за процесите на обработка на антигена, в които клетките на Лангерханс се специализират. Тези клетки имат широк спектър от механизми, които им позволяват да абсорбират антигени, да ги анализират и стимулират или потискат имунния отговор.
Прочетете също: Кожа - структура и функции на кожата
Клетките на Лангерханс - функционират в организма
Клетките на Лангерханс създават изключително интересна имунна бариера в нашата кожа и лигавиците. Нека разгледаме по-отблизо техните функции. Клетките на Лангерханс са отговорни за следните процеси:
- Клетки на Лангерханс - антигенна презентация
Най-важната задача на клетките на Лангерханс е така наречената антигенна презентация. За какво е това явление? Това е процесът на абсорбиране, обработка и демонстриране на антигени на други клетки на имунната система. Благодарение на това е възможно да ги стимулирате към координиран имунен отговор.
Антигените са специфични "етикети" на молекули и клетки, разпознати от клетките, които патрулират в средата на тъканта. Антигените дават възможност да се разпознае даден обект и да се вземе решение дали този елемент е патогенен или не.
Струва си да се помни, че антигените присъстват не само на повърхността на „натрапниците“. Всяка клетка в нашето тяло има свои собствени антигени, разпознати от имунната система по такъв начин, че да не предизвика възпалителен отговор срещу тях.
Представянето на антиген е от решаващо значение за ефективната защита срещу патогени. Как протича този процес в клетките на Лангерханс?
Първата стъпка е разпознаването на чуждия елемент. Клетките на Лангерханс са снабдени с множество инструменти за „улавяне“ на потенциално опасни частици и микроби от околната среда.
Един от такива инструменти са т.нар рецептори за разпознаване на патогени (PRR). Благодарение на тях клетките на Лангерханс "знаят", че имат работа с чужда клетка с патогенни свойства.
Когато клетките на Лангерханс разпознаят патоген, те искат незабавно да предупредят други имунни клетки за него. За целта първо трябва да погълнат обекта.
Клетките на Лангерханс са снабдени с редица механизми, които позволяват ендоцитоза, т.е.поглъщане на вещества от външната среда. В зависимост от нуждите си те използват:
- фагоцитоза ("изяждане" на твърди частици)
- пиноцитоза (абсорбция на течни вещества)
- ендоцитоза с участието на специални рецептори
В хода на тези процеси, клетките на Лангерханс имат възможност да анализират задълбочено и да се запознаят с „натрапника“. След това антигените на въпросния микроорганизъм са изложени на повърхността на клетката на Лангерханс. Представянето на антигена започва.
Стигнахме до етапа, когато клетката на Лангерханс погълна патогена и изложи антигените му на повърхността му.Така че е време да ги представите на други клетки на имунната система. Къде можете да намерите такива клетки?
В кожата има относително малко от тях. Тук стигаме до друго забележително умение на клетките на Лангерханс.
Е, за да представят антигена, те могат да напуснат кожата и да пътуват до места, където се роят клетки на имунната система. Такива места са лимфните възли.
Клетките на Лангерханс пътуват от кожата до лимфните възли по лимфните пътища, като използват подходяща сигнализация. Там те се сблъскват с множество лимфоцити - клетки, специализирани в унищожаването на микробите.
Клетките на Лангерханс представят антигени на лимфоцитите, които по този начин се научават да разпознават даден патоген и да подготвят имунен отговор срещу него.
В допълнение към стимулирането на т.нар цитотоксични лимфоцити, способни да инактивират микроорганизмите, този процес създава и клетки на имунната памет. Благодарение на тях следващият контакт със същия патоген ще предизвика по-бърз и по-добре адаптиран имунен отговор.
- Клетки на Лангерханс - толерогенни свойства
Предишният параграф се фокусира върху имуногенните свойства на клетките на Лангерханс. Тяхната същност беше да стимулират имунната система да се бори с патогените. Относително наскоро беше открито, че клетките на Лангерханс също са способни да изпълняват коренно различни функции.
При строго определени условия те придобиват толерогенни свойства. Тяхната същност е да потиснат имунния отговор на организма и да създадат толерантност към определени антигени.
Оказа се, че клетките на Лангерханс поглъщат елементи от собственото си тяло (протеини, фрагменти от мъртви клетки) толкова често, колкото и патогенни елементи. След това пътуват с тях до лимфните възли и ги представят на лимфоцитите.
Интересното е, че това поведение не води до развитие на автоимунитет (унищожаване на собствените клетки на организма от имунната система). Напротив - т.нар регулаторни лимфоцити, чиято задача е да потискат имунния отговор. Ето как нашата имунна система се научава да разпознава собствените си антигени.
Същото се случва и с други чужди обекти, които не са патогенни. В ежедневието кожата ни влиза в контакт с много вещества (козметика, дрехи, бижута), които не трябва да предизвикват възпалителен отговор. Благодарение на клетките на Лангерханс е възможно да се развие толерантност към този тип антигени.
Както се вижда, клетките на Лангерханс постоянно балансират между имуногенни и толерогенни дейности.
Поддържането на имунния баланс в кожата е изключително важно. Правилно функциониращите клетки на Лангерханс генерират възпалителен отговор, когато това наистина е необходимо.
От друга страна, гасенето на прекомерен или ненужен имунен отговор дава възможност за предотвратяване на реакции на свръхчувствителност.
- Клетки на Лангерханс - заздравяване на рани
Всяко увреждане на непрекъснатостта на кожата е свързано с възможността за по-лесно проникване на микроорганизми в тялото. Заздравяването на рани цели не само да възстанови нормалната структура на тъканите, но и да възстанови приемствеността на имунната бариера.
Клетките на Лангерганс играят важна роля в този процес. Увреждането на епидермалните клетки води до възпалителна среда, която позволява локален приток на клетки от имунната система. Този процес, координиран, наред с други, от от клетките на Лангерханс, това е първият етап на зарастване на рани.
На този етап си струва да се цитира научно изследване, чиято цел е да се изследва връзката между броя на клетките на Лангерханс и ефективността на лечебния процес.
Учените извършиха 4-седмично наблюдение на процеса на зарастване на рани при пациенти, лекувани от диабетно стъпало. Резултатите от проучването показват, че повече клетки на Лангерханс в близост до раната корелират с по-добри резултати от зарастването.
Необходими са повече изследвания в тази посока, за да се разберат точните механизми, чрез които клетките на Лангерханс работят в зоните на увреждане на кожата. Може би благодарение на тях ще бъде възможно да се намерят начини за използване на клетките на Лангерханс, например при лечението на трудно зарастващи рани.
Клетки на Лангерханс и системите SALT и MALT
Човешката кожа и лигавиците представляват механична бариера срещу проникването на микроорганизми в тялото. Тяхната функция обаче не е само да създават пасивна обвивка. Тези тъкани притежават редица силно развити имунни механизми, които им позволяват да изпълняват имунни функции.
Ролята на кожата и лигавиците в защитата на организма срещу патогени се подчертава от факта, че в съвременната имунология те имат „свои“ субединици в организацията на имунната система.
Тези подразделения са съкратени като СОЛ и МАЛТ. Това са свързаната с кожата имунна система (лимфоидна тъкан, свързана с кожата) и лимфоидна тъкан, свързана с лигавицата.
Както лесно можете да се досетите, клетките на Лангерханс са важна връзка и в двете по-горе. системи.
Работата на системите SALT и MALT се основава на сътрудничеството между клетки за изграждане на епител, антиген представящи клетки (включително клетки на Лангерханс) и клетки, способни да неутрализират патогени (главно лимфоцити). Тяхното съвместно действие позволява разпознаването и обработката на антигени директно в точката на постъпване в тялото.
Такова ефективно имунологично наблюдение предотвратява проникването на микроорганизми от външната среда в по-дълбоките тъкани и органи.
Ролята на клетките на Лангерханс в патогенезата на болестите
Правилно функциониращите клетки на Лангерханс помагат да се поддържа баланс между възпалителния отговор и толерантността на избрани антигени в кожата и лигавиците.
Клетъчната дисфункция на Лангерханс може да е в основата на някои дерматологични, имунологични и дори ракови заболявания. Ето техните примери:
- Хистиоцитоза на клетките на Лангерханс
Хистиоцитозата на Langerhans клетки е онкологично заболяване, свързано с прекомерното размножаване на Langerhans клетки. Тези клетки могат да се натрупват в различни органи - кожата, костите, лимфните възли и вътрешните органи.
Хистиоцитозата на Langerhans клетки обикновено се диагностицира при деца, въпреки че се наблюдава и при възрастни.
Клетките на Лангерханс могат да се размножават на определено място (тогава говорим за локализирана форма) или да заемат множество места (това е така наречената мултифокална форма).
Локализираната форма обикновено се свързва с добра прогноза и в редки случаи може дори да се излекува сама.
Мултифокалната форма изисква агресивно лечение, главно с химиотерапия. Този вариант на заболяването е свързан и с по-лоша прогноза.
- Клетки на Лангерханс и контактна екзема
Контактната екзема се причинява от свръхчувствителност на кожата към определени външни фактори. Веществата, които най-често причиняват контактна екзема, включват никел, хром, някои багрила и консерванти и козметични съставки.
Частиците от тези вещества, благодарение на малкия си размер, са в състояние да проникнат в следващите слоеве на епидермиса. В един момент те се „срещат“ с клетките на Лангерханс.
Клетките на Лангерганс абсорбират тези молекули (във форма, свързана с протеини) и след това ги представят на повърхността си. По този начин лимфоцитите „учат“ да разпознават тези вещества.
В момента на многократен контакт с тях (например редовно носене на дадено бижу) се задейства имунен отговор. Развива се локално възпаление, проявяващо се чрез образуване на сърбящи, зачервени папули и везикули.
На този етап си струва да се подчертае, че въпреки честия контакт на човешката кожа с описаните по-горе вещества, симптомите на контактна екзема се появяват сравнително рядко.
Поносимостта на горните антигени при повечето хора вероятно се дължи на толерогенните свойства на клетките на Лангерханс.
- Клетки на Лангерханс и дерматологични заболявания
Изглежда, че клетките на Лангерганс играят важна роля в патогенезата на някои кожни заболявания, като например атопичен дерматит и псориазис. Нарушенията на имунната регулация, причинени от клетките на Лангерханс, допринасят за развитието на възпалителни дерматологични заболявания.
Изглежда, че активността на клетките на Лангерханс в гореспоменатите болестите се изместват към провъзпалителна активност; тяхната толерогенна активност обаче е отслабена.
Потвърждението на тези взаимоотношения може да бъде фактът, че фотохимиотерапията се използва успешно при лечението както на псориазис, така и на атопичен дерматит. Това е лечение чрез облъчване с използване на ултравиолетово лъчение. Такова облъчване успокоява кожните промени.
Подозира се, че един от механизмите на действие на фотохимиотерапията е намаляването на броя и отслабването на функцията на клетките на Лангерханс, което допринася за потискане на прекомерния имунен отговор.
- Клетки на Лангерханс и присадка срещу гостоприемник (GvHD)
Присадката срещу гостоприемника е едно от възможните усложнения при трансплантация на костен мозък и кръвопреливане. Същността му се състои в отхвърлянето на органите на реципиента от трансплантираните в него донорни левкоцити.
Един от най-често отхвърляните органи в хода на заболяването е кожата. Точната роля на клетките на Лангерханс в патогенезата на присадката срещу гостоприемника все още е неизвестна.
Научните изследвания, проведени досега при животни, обаче показват, че намаляването на броя на клетките на Лангерханс в реципиента на трансплантацията намалява риска от развитие на реакция на присадка срещу гостоприемник.
- Клетки на Лангерханс и ХИВ инфекция
Дълги години в научния свят клетките на Лангерханс се смятаха за първата цел на ХИВ атаката. Имаше и хипотеза, че заразените с ХИВ клетки на Лангерханс го пренасят в лимфните възли, допринасяйки за разпространението на инфекцията в други клетки на имунната система.
Последните научни доклади обаче опровергават горните теории. Клетките на Лангерханс сега се считат за имунна бариера: те абсорбират ХИВ частици, но блокират по-нататъшното му предаване.
Изглежда също така, че активираните от вируса клетки на Лангерханс предизвикват благоприятен отговор на имунната система в началната фаза на инфекцията.
- Клетки на Лангерханс и рак на кожата
Клетките на Лангерханс извършват имунологичен надзор над микроорганизмите, които се появяват в кожата ни. Освен това те също са способни да разпознават раковите клетки и да предизвикат имунен отговор срещу тях.
Изследванията на рака на кожата показват, че броят на клетките на Лангерханс в близост до тумора е значително намален. По време на неопластичния процес представянето на антигени от клетките на Лангерханс също е нарушено.
Разбирането на ролята на клетките на Лангерханс в противораковата защита инициира поредица от научни изследвания, насочени към намиране на използването на тези клетки в раковата терапия.
Клетки на Лангерханс - клинично приложение
Клетките на Лангерханс са обект на научни изследвания, насочени към използването им в противоракова терапия.
Пример за метод, който използва клетки на Лангерханс, е перкутанна имунизация или - казано по-просто - противоракова ваксина.
Идеята е да се прилагат подкожно антигени на туморни клетки (напр. Протеини, характерни за меланомните клетки). Тези антигени ще бъдат обработени от клетките на Лангерханс и след това представени на други клетки на имунната система. По този начин имунната система ще бъде стимулирана да се бори с рака.
Изследванията върху перкутанната имунизация в раковата терапия все още продължават - надяваме се надеждите, свързани с този метод, да бъдат потвърдени в клиничните експерименти.
Библиография:
- „Кожни заболявания и венерически болести“ S. Jabłońska, S.Majewski, PZWL 2013
- "Клетки на Лангерханс: Осезание на околната среда в здравето и заболяванията" J.Decker et. ал. Преден имунол. 2018; 9:93 - онлайн достъп
- "Балансът между имунитета и толерантността: Ролята на клетките на Лангерханс" K. Mutyambizi et. ал. Cell Mol Life Sci. 2009 март; 66 (5): 831–840. - онлайн достъп
- "Лангерхансови клетки - дендритни клетки на епидермиса" N.Romani et.al. APMIS Journal of Pathology, Microbiology and Immunology, том 111, брой 7-8, юли 2003 г.
- "Туморната имунотерапия чрез епикутанна имунизация изисква клетки на langerhans." P. Stoitzner et.al. Journal of Immunology 01 февруари 2008 г., 180 (3) - онлайн достъп
- "Изчерпването на клетките на гостоприемника Лангерханс преди трансплантацията на донорни алореактивни Т клетки предотвратява заболяването на присадката на кожата срещу гостоприемника." Мерад М. и др. Nat Med. 2004 май; 10 (5): 510-7 - Он-лайн достъп
- "Имунологична функция на клетките на Лангерханс при HIV инфекция." Matsuzawa T.et. ал. J Dermatol Sci. 2017 август; 87 (2): 159-167
- "Увеличеният брой на клетките на Лангерханс в епидермиса на диабетните язви на стъпалото корелира с изцеление" O. Stojadinovic, Immunol Res. 2013 дек; 57 (0): 222–228 - Он-лайн достъп
Прочетете още статии от този автор
