Клітини Лангерганса - це клітини, які відіграють ключову роль в імунних механізмах шкіри. Клітини Лангерганса колонізують наш епідерміс і розпізнають антигени, що з’являються в ньому. Незважаючи на багаторічні дослідження, клітини Лангерганса досі вважаються дещо загадковими в науковому світі - багато питань щодо їх походження та точних механізмів дії все ще залишаються незрозумілими. Дізнайтеся, що таке клітини Лангерганса, як вони функціонують в імунній системі та які стани можуть бути пов’язані з дисфункцією клітин Лангерганса.
Клітини Лангерганса - це клітини, які відіграють ключову роль в імунних механізмах шкіри. Клітини Лангерганса колонізують наш епідерміс і розпізнають антигени, що з’являються в ньому. Окрім шкіри, клітини Лангерганса містяться також в епітелії рота, дихальних шляхів та сечостатевої системи.
Основна роль клітин Лангерганса - розпізнавати патогени, які потрапляють в наш організм через природні бар’єри. У таких ситуаціях завдяки клітинам Лангерганса імунна система негайно стимулюється. Клітини Лангерганса також відіграють важливу роль у механізмах імунної толерантності.
Зміст:
- Клітини Лангерганса - що це таке і де вони трапляються?
- Будова клітин Лангерганса
- Клітини Лангерганса - функціонують в організмі
- Клітини Лангерганса та системи SALT та MALT
- Роль клітин Лангерганса в патогенезі захворювань
- Клітини Лангерганса - клінічне застосування
Клітини Лангерганса - що це таке і де вони трапляються?
Клітини Лангерганса належать до популяції білих кров’яних тілець, які виконують імунну функцію. Місцем їх утворення є кістковий мозок. Звідти клітини Лангерганса потрапляють у кров, яка транспортує їх до відповідних тканин.
Клітини Лангерганса населяють як нашу шкіру, так і епітелій слизових оболонок у ротовій порожнині, носоглотці, дихальних шляхах, травному тракті та сечостатевих шляхах.
Клітини Лангерганса належать до сімейства дендритних клітин. Їх назва походить від характерних виступів, що нагадують дендрити нервових клітин (це виступи, що розгалужуються у формі крони дерева).
Клітини Лангерганса постійно оселяються в місцях постійного контакту тканин нашого організму із зовнішнім середовищем. Їх розташування не випадкове - це клітини, що спеціалізуються на виконанні імунних функцій.
При контакті з чужорідною речовиною або збудником клітини Лангерганса «приймають рішення» щодо необхідності стимулювати імунну систему в тій чи іншій ситуації.
Якщо так, то починається процес імунної відповіді та знешкодження «зловмисника». Якщо ні, то т. Зв імунна толерантність - імунна система не реагує на антиген, про який йде мова.
Будова клітин Лангерганса
Після виходу з кісткового мозку клітини Лангерганса набувають невелику круглу форму. Їх форма різко змінюється лише тоді, коли тканини-мішені колонізовані. Тоді вони значно збільшуються і створюють характерні виступи.
Протягом багатьох років завдяки подібності з нервовими клітинами клітини Лангерганса розглядалися як частини нервових закінчень, розташованих у шкірі. Лише в 1970-х роках були виявлені зв'язки між клітинами Лангерганса та імунною системою, що дотепер змінило погляди на них.
Клітини Лангерганса найлегше знаходять у остистому шарі епідермісу.
Наш епідерміс складається з п’яти шарів клітин. Це, в свою чергу (зсередини) базальний, колючий, зернистий, легкий і роговий шар.
Тому клітини Лангерганса населяють відносно глибокі шари епідермісу. Тим не менше, вони можуть здійснювати точний контроль над усією його товщиною. Як
Це можливо завдяки вищезазначеним виступам, які простягаються до самого зовнішнього шару - рогового шару. Ці випинання об'єднуються в розгалужену мережу, що дозволяє створити ефективний імунний бар'єр.
Дивлячись на клітини Лангерганса під електронним мікроскопом, ми можемо побачити дуже характерні структури у формі тенісних ракет. Це т. Зв Гранули Бірбека, які є специфічним маркером клітин Лангерганса.
Ці "ракети", ймовірно, відповідальні за процеси переробки антигену, в яких спеціалізуються клітини Лангерганса. Ці клітини мають широкий спектр механізмів, які дозволяють їм поглинати антигени, аналізувати їх та індукувати або пригнічувати імунну відповідь.
Читайте також: Шкіра - будова та функції шкіри
Клітини Лангерганса - функціонують в організмі
Клітини Лангерганса створюють надзвичайно цікавий імунний бар’єр у нашій шкірі та слизових оболонках. Давайте детальніше розглянемо їх функції. Клітини Лангерганса відповідають за наступні процеси:
- Клітини Лангерганса - антигенна презентація
Найважливішим завданням клітин Лангерганса є так звана презентація антигену. Про що це явище? Це процес поглинання, переробки та демонстрації антигенів іншим клітинам імунної системи. Завдяки цьому можна стимулювати їх до скоординованої імунної відповіді.
Антигени - це специфічні «мітки» молекул і клітин, розпізнані клітинами, які патрулюють навколишнє середовище тканини. Антигени дають змогу розпізнати даний об’єкт і прийняти рішення, чи є цей елемент патогенним чи ні.
Варто пам’ятати, що антигени присутні не тільки на поверхні «зловмисників». Кожна клітина нашого організму має свої антигени, розпізнані імунною системою таким чином, щоб не викликати проти них запальну реакцію.
Презентація антигену має вирішальне значення для ефективного захисту від патогенів. Як цей процес відбувається в клітинах Лангерганса?
Першим кроком є розпізнавання чужорідного елемента. Клітини Лангерганса оснащені безліччю інструментів для "виловлювання" потенційно небезпечних частинок і мікробів із навколишнього середовища.
Одним з таких інструментів є т. Зв рецептори розпізнавання патогенів (PRR). Завдяки їм клітини Лангерганса «знають», що мають справу з чужорідною клітиною з патогенними властивостями.
Коли клітини Лангерганса розпізнають патоген, вони хочуть негайно попередити про це інші імунні клітини. Для цього вони повинні спочатку з’їсти об’єкт.
Клітини Лангерганса оснащені низкою механізмів, що забезпечують ендоцитоз, тобто поглинання речовин із зовнішнього середовища. Залежно від своїх потреб вони використовують:
- фагоцитоз ("поїдання" твердих частинок)
- піноцитоз (всмоктування рідких речовин)
- ендоцитоз за участю спеціальних рецепторів
В процесі цих процесів клітини Лангерганса мають можливість ретельно проаналізувати та ознайомитись із "зловмисником". Потім антигени відповідного мікроорганізму потрапляють на поверхню клітини Лангерганса. Починається презентація антигену.
Ми дійшли до стадії, коли клітина Лангерганса поглинула збудника і піддала свої антигени своїй поверхні.Тож настав час представити їх іншим клітинам імунної системи. Де можна знайти такі клітини?
У шкірі їх порівняно мало. Тут ми дійшли до чергової надзвичайної навички клітин Лангерганса.
Ну а для того, щоб представити антиген, вони можуть залишити шкіру і поїхати туди, де рояться клітини імунної системи. Такими місцями є лімфатичні вузли.
Клітини Лангерганса рухаються від шкіри до лімфатичних вузлів лімфатичними шляхами, використовуючи відповідні сигнали. Там вони стикаються з безліччю лімфоцитів - клітин, що спеціалізуються на знищенні мікробів.
Клітини Лангерганса представляють антигени лімфоцитам, які таким чином вчаться розпізнавати даного збудника і готувати імунну відповідь проти нього.
Крім стимулювання т. Зв цитотоксичні лімфоцити, здатні інактивувати мікроорганізми, цей процес також створює клітини імунної пам'яті. Завдяки їм наступний контакт з тим самим збудником спричинить швидшу та краще адаптовану імунну відповідь.
- Клітини Лангерганса - толерогенні властивості
Попередній параграф зосереджувався на імуногенних властивостях клітин Лангерганса. Їх суть полягала в стимулюванні імунної системи на боротьбу з патогенами. Порівняно недавно було виявлено, що клітини Лангерганса також здатні виконувати кардинально різні функції.
У суворо визначених умовах вони набувають толерогенних властивостей. Їх суть полягає у придушенні імунної відповіді організму та у створенні толерантності до певних антигенів.
Виявилося, що клітини Лангерганса поглинають елементи власного тіла (білки, фрагменти мертвих клітин) так само часто, як і патогенні елементи. Потім вони подорожують з ними до лімфатичних вузлів і подають їх лімфоцитам.
Цікаво, що така поведінка не призводить до розвитку аутоімунітету (руйнування власних клітин організму імунною системою). Навпаки - т. Зв регуляторні лімфоцити, завданням яких є придушення імунної відповіді. Так наша імунна система вчиться розпізнавати власні антигени.
Те саме відбувається з іншими сторонніми предметами, які не є патогенними. У повсякденному житті наша шкіра контактує з великою кількістю речовин (косметика, одяг, ювелірні вироби), які не повинні викликати запальну реакцію. Саме завдяки клітинам Лангерганса можна виробити толерантність до цього типу антигенів.
Як видно, клітини Лангерганса постійно балансують між імуногенною та толерогенною діяльністю.
Підтримка імунного балансу в шкірі надзвичайно важлива. Правильно функціонуючі клітини Лангерганса генерують запальну реакцію, коли це дійсно потрібно.
З іншого боку, гасіння надмірної або непотрібної імунної відповіді дозволяє запобігти реакціям гіперчутливості.
- Клітини Лангерганса - загоєння ран
Будь-яке пошкодження цілісності шкіри пов’язане з можливістю легшого проникнення мікроорганізмів в організм. Загоєння ран спрямоване не тільки на відновлення нормальної структури тканин, але і на відновлення безперервності імунного бар’єру.
Клітини Лангерганса відіграють важливу роль у цьому процесі. Пошкодження клітин епідерми призводить до запального середовища, яке дозволяє місцевий приплив клітин імунної системи. Цей процес, який координується, серед інших, клітинами Лангерганса, це перший етап загоєння ран.
На цьому етапі варто цитувати наукове дослідження, метою якого було дослідити взаємозв'язок між кількістю клітин Лангерганса та ефективністю процесу загоєння.
Дослідники провели 4-тижневе спостереження за процесом загоєння ран у пацієнтів, які отримували лікування діабетичної стопи. Результати дослідження показали, що більше клітин Лангерганса в районі рани корелює з кращими результатами загоєння.
Потрібні додаткові дослідження в цьому напрямку, щоб зрозуміти точні механізми, за допомогою яких клітини Лангерганса працюють в місцях пошкодження шкіри. Можливо, завдяки їм можна буде знайти способи використання клітин Лангерганса, наприклад, при лікуванні важко загоєних ран.
Клітини Лангерганса та системи SALT та MALT
Шкіра та слизові оболонки людини становлять механічний бар'єр проти проникнення мікроорганізмів в організм. Однак їх функція полягає не лише у створенні пасивної оболонки. Ці тканини мають ряд високорозвинених імунних механізмів, що дозволяють їм виконувати імунні функції.
Роль шкіри та слизових оболонок в захисті організму від патогенних мікроорганізмів підкреслюється тим, що в сучасній імунології вони мають "свої" субодиниці в організації імунної системи.
Ці субодиниці скорочено називають СОЛЮ та МАЛТОМ. Це імунна система, пов’язана зі шкірою (пов’язана зі шкірою лімфоїдна тканина) та пов’язана зі слизовою лімфоїдна тканина.
Як ви можете легко здогадатися, клітини Лангерганса є важливою ланкою в обох згаданих вище. системи.
Робота систем SALT та MALT заснована на співпраці клітин, що будують епітелій, антигенпрезентаційних клітин (включаючи клітини Лангерганса) та клітин, здатних нейтралізувати патогени (переважно лімфоцити). Їх спільна дія дозволяє розпізнавати та переробляти антигени безпосередньо в точці надходження в організм.
Такий ефективний імунологічний нагляд перешкоджає проникненню мікроорганізмів із зовнішнього середовища в глибші тканини та органи.
Роль клітин Лангерганса в патогенезі захворювань
Правильно функціонуючі клітини Лангерганса забезпечують баланс між запальною реакцією та переносимістю вибраних антигенів у шкірі та слизових оболонках.
Порушення функції клітин Лангерганса може лежати в основі деяких дерматологічних, імунних та навіть ракових захворювань. Ось їх приклади:
- Гістіоцитоз клітин Лангерганса
Гістіоцитоз клітин Лангерганса є онкологічним захворюванням, пов’язаним із надмірним розмноженням клітин Лангерганса. Ці клітини можуть накопичуватися в різних органах - шкірі, кістках, лімфатичних вузлах та внутрішніх органах.
Гістіоцитоз клітин Лангерганса зазвичай діагностується у дітей, хоча він спостерігається і у дорослих.
Клітини Лангерганса можуть розмножуватися в певному місці (тоді мова йде про локалізовану форму) або займати численні місця (це так звана мультифокальна форма).
Локалізована форма, як правило, пов’язана з хорошим прогнозом, і в рідкісних випадках вона може навіть вилікуватися сама.
Мультифокальна форма вимагає агресивного лікування, переважно хіміотерапією. Цей варіант захворювання також пов’язаний з гіршим прогнозом.
- Клітини Лангерганса та контактна екзема
Контактна екзема виникає внаслідок гіперчутливості шкіри до певних зовнішніх факторів. До речовин, які найчастіше викликають контактну екзему, належать нікель, хром, деякі барвники та консерванти та косметичні інгредієнти.
Частинки цих речовин завдяки своїм невеликим розмірам здатні проникати в наступні шари епідермісу. У якийсь момент вони «зустрічаються» з клітинами Лангерганса.
Клітини Лангерганса поглинають ці молекули (у формі, зв’язаній з білками), а потім представляють їх на своїй поверхні. Таким чином лімфоцити «вчать» розпізнавати ці речовини.
У момент повторного контакту з ними (наприклад, регулярне носіння даної прикраси) спрацьовує імунна відповідь. Розвивається місцеве запалення, що проявляється утворенням сверблячих, почервонілих папул і везикул.
На цьому етапі варто підкреслити, що, незважаючи на частий контакт шкіри людини з описаними вище речовинами, симптоми контактної екземи виникають порівняно рідко.
Переносимість зазначених вище антигенів у більшості людей, ймовірно, зумовлена толерогенними властивостями клітин Лангерганса.
- Клітини Лангерганса та дерматологічні захворювання
Очевидно, клітини Лангерганса відіграють важливу роль у патогенезі деяких шкірних захворювань, таких як атопічний дерматит та псоріаз. Порушення імунної регуляції, спричинені клітинами Лангерганса, сприяють розвитку запальних дерматологічних захворювань.
Здається, що активність клітин Лангерганса у вищезазначених захворювання зміщується в бік прозапальної активності; однак їх толерогенна активність ослаблена.
Підтвердженням цих взаємозв’язків може бути той факт, що фотохіміотерапія успішно застосовується при лікуванні як псоріазу, так і атопічного дерматиту. Це лікування за допомогою опромінення із застосуванням ультрафіолетового випромінювання. Таке опромінення заспокоює шкірні зміни.
Підозрюється, що одним із механізмів дії фотохіміотерапії є зменшення кількості та ослаблення функції клітин Лангерганса, що сприяє придушенню надмірної імунної відповіді.
- Клітини Лангерганса та трансплантат проти господаря (GvHD)
Хвороба трансплантат проти господаря - одне з можливих ускладнень трансплантації кісткового мозку та переливання крові. Його суть полягає у відторгненні органів реципієнта трансплантованими в нього лейкоцитами донора.
Одним з найбільш часто відторгнених органів в процесі захворювання є шкіра. Точна роль клітин Лангерганса в патогенезі трансплантата проти хазяїна досі невідома.
Однак наукові дослідження, проведені досі на тваринах, показують, що зменшення кількості клітин Лангерганса у реципієнта трансплантата зменшує ризик розвитку реакції трансплантат проти господаря.
- Клітини Лангерганса та ВІЛ-інфекція
Протягом багатьох років у науковому світі клітини Лангерганса вважалися першою мішенню атаки ВІЛ. Існувала також гіпотеза, що ВІЛ-інфіковані клітини Лангерганса переносять його в лімфатичні вузли, сприяючи поширенню інфекції на інші клітини імунної системи.
Однак останні наукові повідомлення спростовують вищезазначені теорії. Зараз клітини Лангерганса вважаються імунним бар’єром: вони поглинають частинки ВІЛ, але блокують його подальшу передачу.
Також здається, що активовані вірусом клітини Лангерганса викликають сприятливу відповідь імунної системи на початковій фазі зараження.
- Клітини Лангерганса та рак шкіри
Клітини Лангерганса здійснюють імунологічний нагляд за мікроорганізмами, які з’являються в нашій шкірі. Крім того, вони також здатні розпізнавати ракові клітини та викликати проти них імунну відповідь.
Дослідження раку шкіри показали, що кількість клітин Лангерганса в районі пухлини значно зменшується. В процесі неопластичного процесу також порушується презентація антигенів клітинами Лангерганса.
Розуміння ролі клітин Лангерганса в протираковій захисті ініціювало низку наукових досліджень, спрямованих на пошук використання цих клітин у терапії раку.
Клітини Лангерганса - клінічне застосування
Клітини Лангерганса є предметом наукових досліджень, спрямованих на їх використання в протираковій терапії.
Прикладом методу, що використовує клітини Лангерганса, є черезшкірна імунізація, тобто - простіше кажучи - протиракова вакцина.
Ідея полягає у введенні антигенів пухлинних клітин (наприклад, білків, характерних для клітин меланоми) підшкірно. Ці антигени обробляються клітинами Лангерганса, а потім подаються іншим клітинам імунної системи. Таким чином, імунна система буде стимульована для боротьби з раком.
Дослідження черезшкірної імунізації в терапії раку все ще тривають - сподіваємось, сподівання, пов’язані з цим методом, підтвердяться в клінічних експериментах.
Бібліографія:
- "Шкірні хвороби та венеричні хвороби" S. Jabłońska, S.Majewski, PZWL 2013
- «Клітини Лангерганса: Відчуття навколишнього середовища у здоров’ї та хворобах» J.Decker et. ін. Передній Імунол. 2018 рік; 9:93 - он-лайн доступ
- "Баланс між імунітетом і толерантністю: Роль клітин Лангерганса" К. Мутямбізі та ін. ін. Cell Mol Life Sci. 2009 Бер; 66 (5): 831–840. - он-лайн доступ
- «Клітини Лангерганса - дендритні клітини епідермісу» N.Romani et.al. Журнал патології, мікробіології та імунології APMIS, том 111, випуск 7-8, липень 2003 р
- "Імунотерапія пухлини шляхом епікутанної імунізації вимагає клітин Лангерганса". P. Stoitzner et.al. Іммунологічний журнал, 01 лютого 2008 р., 180 (3) - Інтернет-доступ
- "Виснаження клітин Лангерганса господаря до трансплантації донорських аллореактивних Т-клітин запобігає захворюванню шкіри на трансплантат проти господаря". Мерад М. та ін. Nat Med. 2004 травень; 10 (5): 510-7 - Інтернет-доступ
- "Імунологічна функція клітин Лангерганса при ВІЛ-інфекції". Мацудзава Т.ет. ін. J Dermatol Sci. 2017 серпня; 87 (2): 159-167
- "Збільшення кількості клітин Лангерганса в епідермі діабетичної виразки стопи корелює з результатом загоєння" О. Стоядінович, Immunol Res. 2013 грудня; 57 (0): 222–228 - Інтернет-доступ
Прочитайте більше статей цього автора
