Langerhansi rakud - mis need on ja kuidas nad töötavad? Langerhansi rakkude funktsioonid

Langerhansi rakud on rakud, millel on naha immuunmehhanismides võtmeroll. Langerhansi rakud koloniseerivad meie epidermise ja tunnevad ära selles esinevad antigeenid. Vaatamata aastatepikkusele uurimisele peetakse Langerhansi rakke teadusmaailmas endiselt mõnevõrra salapäraseks - paljud küsimused nende päritolu ja täpse toimemehhanismi kohta on endiselt ebaselged. Siit saate teada, mis on Langerhansi rakud, kuidas nad immuunsüsteemis toimivad ja millised seisundid võivad olla seotud Langerhansi rakkude düsfunktsiooniga.

Langerhansi rakud on rakud, millel on naha immuunmehhanismides võtmeroll. Langerhansi rakud koloniseerivad meie epidermise ja tunnevad ära selles esinevad antigeenid. Lisaks nahale leidub Langerhansi rakke ka suu epiteelis, hingamisteedes ja urogenitaalses süsteemis.

Langerhansi rakkude peamine roll on tunnustada patogeene, mis sisenevad meie kehasse looduslike tõkete kaudu. Sellistes olukordades stimuleeritakse immuunsüsteemi tänu Langerhansi rakkudele kohe. Langerhansi rakkudel on oluline roll ka immuunsustaluvuse mehhanismides.

Sisukord:

1. Langerhansi rakud - mis need on ja kus nad esinevad?
2. Langerhansi rakkude struktuur
3. Langerhansi rakud - toimivad kehas
4. Langerhansi rakud ning SALT ja MALT süsteemid
5. Langerhansi rakkude roll haiguste patogeneesis
6. Langerhansi rakud - kliiniline rakendus

Langerhansi rakud - mis need on ja kus nad esinevad?

Langerhansi rakud kuuluvad valgete vereliblede populatsiooni, mis täidavad immuunfunktsiooni. Nende moodustumise koht on luuüdi. Sealt jõuavad Langerhansi rakud verre, mis transpordib need vastavatesse kudedesse.

Langerhansi rakud asustavad nii meie nahka kui ka suuõõne, ninaneelu, hingamisteede, seedetrakti ja urogenitaaltrakti limaskestade epiteeli.

Langerhansi rakud kuuluvad dendriitrakkude perekonda. Nende nimi pärineb iseloomulikest projektsioonidest, mis meenutavad närvirakkude dendriite (need on puuvõra kujuliseks hargnevad projektsioonid).

Langerhansi rakud asetsevad püsivalt kohtades, kus meie keha kuded puutuvad pidevalt kokku väliskeskkonnaga. Nende asukoht pole juhuslik - need on rakud, mis on spetsialiseerunud immuunfunktsioonide täitmisele.

Võõra aine või patogeeniga kokkupuutel langetavad Langerhansi rakud otsuse, kas antud olukorras on vaja immuunsust stimuleerida.

Kui jah, algab immuunvastuse protsess ja "sissetungija" neutraliseerimine. Kui ei, siis nn immuunsustaluvus - immuunsüsteem ei reageeri antud antigeenile.

Langerhansi rakkude struktuur

Pärast luuüdist lahkumist omandavad Langerhansi rakud väikese ümmarguse kuju. Nende vorm muutub drastiliselt alles siis, kui sihtkoed on koloniseeritud. Siis on need märkimisväärselt suurenenud ja tekitavad iseloomulikke eendeid.

Paljude aastate jooksul on Langerhansi rakke nende sarnasuse tõttu närvirakkudele nähtud nahas paiknevate närvilõpmete osadena. Alles 1970. aastatel avastati seosed Langerhansi rakkude ja immuunsüsteemi vahel, mis muutis nende senised vaated.

Langerhansi rakud asuvad kõige tõenäolisemalt epidermise spinaalses kihis.

Meie epidermis koosneb viiest rakukihist. Need on omakorda (seestpoolt) põhi-, okas-, teraline, hele ja sarvjas kiht.

Langerhansi rakud asustavad seetõttu epidermise suhteliselt sügavaid kihte. Sellest hoolimata saavad nad kogu selle paksust täpselt kontrollida. Kuidas?

See on võimalik tänu ülalmainitud eenditele, mis ulatuvad kõige välimise kihini - sarvjas kihini. Need väljaulatuvad osad ühenduvad ulatuslikuks võrguks, mis võimaldab teil luua tõhusa immuunbarjääri.

Elektronmikroskoobis Langerhansi rakke vaadates näeme tennisereketite kujul väga iseloomulikke struktuure. Need on nn Birbecki graanulid, mis on Langerhansi rakkude spetsiifiline marker.

Need "reketid" võivad olla vastutavad antigeeni töötlemise protsesside eest, millele Langerhansi rakud on spetsialiseerunud. Nendel rakkudel on lai valik mehhanisme, mis võimaldavad neil absorbeerida antigeene, neid analüüsida ja stimuleerida või pärssida immuunvastust.

Loe ka: Nahk - naha struktuur ja funktsioonid

Langerhansi rakud - toimivad kehas

Langerhansi rakud loovad meie nahale ja limaskestadele äärmiselt huvitava immuunbarjääri. Vaatame nende funktsioone lähemalt. Langerhansi rakud vastutavad järgmiste protsesside eest:

• Langerhansi rakud - antigeeni esitlus

Langerhansi rakkude kõige olulisem ülesanne on nn antigeeni esitlus. Milles see nähtus seisneb? See on antigeenide vastuvõtmise, töötlemise ja teiste immuunsüsteemi rakkude demonstreerimise protsess. Tänu sellele on võimalik stimuleerida neid kooskõlastatud immuunvastuseks.

Antigeenid on spetsiifilised molekulide ja rakkude "märgised", mille koe keskkonnas patrullivad rakud tunnevad ära. Antigeenid võimaldavad antud objekti ära tunda ja otsustada, kas see element on patogeenne või mitte.

Tasub meeles pidada, et antigeenid ei esine ainult "sissetungijate" pinnal. Igal meie keha rakul on oma antigeenid, mida immuunsüsteem tunneb ära nii, et nende vastu põletikulist vastust ei vallanduks.

Antigeeni esitlus on patogeenide vastu tõhusaks kaitsmiseks ülioluline. Kuidas see protsess Langerhansi rakkudes töötab?

Esimene samm on võõra elemendi äratundmine. Langerhansi rakud on varustatud paljude tööriistadega, mis võimaldavad neil keskkonnast potentsiaalselt ohtlikke osakesi ja mikroobe "kinni püüda".

Üheks selliseks tööriistaks on nn patogeeni tuvastamise retseptorid (PRR). Tänu neile saavad Langerhansi rakud "teada", et tegemist on patogeensete omadustega võõra rakuga.

Kui Langerhansi rakud tunnevad patogeeni ära, tahavad nad sellest immuunsüsteemi teisi rakke kohe teavitada. Selleks peavad nad kõigepealt objekti neelama.

Langerhansi rakud on varustatud paljude mehhanismidega, mis võimaldavad endotsütoosi, st ainete omastamist väliskeskkonnast. Sõltuvalt oma vajadustest kasutavad nad:

• fagotsütoos ("söövad" osakesed)
• pinotsütoos (vedelate ainete imendumine)
• endotsütoos spetsiaalsete retseptorite osalusel

Nende protsesside käigus on Langerhansi rakkudel võimalus põhjalikult analüüsida ja "sissetungijat" tundma õppida. Seejärel puutuvad mikroorganismi antigeenid Langerhansi raku pinnale. Alustatakse antigeeni esitlemist.

Oleme jõudnud staadiumisse, kus Langerhansi rakk neelas patogeeni ja paljastas selle antigeenid oma pinnale.Seega on aeg neid tutvustada teistele immuunsüsteemi rakkudele. Kust leiate selliseid lahtrid?

Nahas on neid suhteliselt vähe. Siit jõuame veel ühe Langerhansi rakkude märkimisväärse oskuseni.

Noh, antigeeni esitlemiseks võivad nad nahalt lahkuda ja rännata kohtadesse, kus immuunsüsteemi rakud kihavad. Sellised kohad on lümfisõlmed.

Langerhansi rakud liiguvad nahalt lümfisõlmedesse lümfiteede kaudu, kasutades selleks asjakohaseid signaale. Seal kohtavad nad paljusid lümfotsüüte - mikroobide hävitamisele spetsialiseerunud rakke.

Langerhansi rakud esitavad lümfotsüütidele antigeene, mis õpivad sel viisil ära tundma antud patogeeni ja valmistama selle vastu immuunvastust.

Lisaks nn tsütotoksilised lümfotsüüdid, mis on võimelised mikroorganisme inaktiveerima, loob see protsess ka immuunmälurakke. Tänu neile käivitab järgmine kokkupuude sama patogeeniga kiirema ja paremini kohanenud immuunvastuse.

• Langerhansi rakud - tolerogeensed omadused

Eelmises lõigus keskenduti Langerhansi rakkude immunogeensetele omadustele. Nende olemus oli stimuleerida immuunsüsteemi patogeenidega võitlemiseks. Suhteliselt hiljuti avastati, et Langerhansi rakud on võimelised täitma ka radikaalselt erinevaid funktsioone.

Rangelt määratletud tingimustes omandavad nad tolerogeensed omadused. Nende olemus on organismi immuunvastuse pärssimine ja tolerantsuse loomine teatud antigeenide suhtes.

Selgus, et Langerhansi rakud neelavad oma keha elemente (valke, surnud rakkude fragmente) sama sageli kui patogeenseid elemente. Siis rändavad nad koos nendega lümfisõlmedesse ja esitavad lümfotsüütidele.

Huvitav on see, et selline käitumine ei too kaasa autoimmuunsuse arengut (keha enda rakkude hävitamine immuunsüsteemi poolt). Vastupidi - nn reguleerivad lümfotsüüdid, mille ülesandeks on immuunvastuse pärssimine. Nii õpib meie immuunsüsteem oma antigeene ära tundma.

Sama juhtub teiste võõrkehadega, mis pole patogeensed. Igapäevaelus puutub meie nahk kokku paljude ainetega (kosmeetika, riided, ehted), mis ei tohiks põhjustada põletikulist reaktsiooni. Tänu Langerhansi rakkudele on võimalik arendada seda tüüpi antigeenide suhtes tolerantsust.

Nagu näha, tasakaalustavad Langerhansi rakud pidevalt immunogeense ja tolerogeense aktiivsuse vahel.

Naha immuunsuse tasakaalu säilitamine on äärmiselt oluline. Korralikult töötavad Langerhansi rakud tekitavad põletikulise reaktsiooni, kui seda tegelikult vaja on.

Teisalt võimaldab liigse või mittevajaliku immuunvastuse kustutamine vältida ülitundlikkusreaktsioone.

• Langerhansi rakud - haavade paranemine

Mis tahes naha järjepidevuse kahjustus on seotud mikroorganismide hõlpsama tungimise võimalusega kehasse. Haavade paranemise eesmärk on mitte ainult kudede normaalse struktuuri taastamine, vaid ka immuunbarjääri järjepidevuse taastamine.

Langerhansi rakkudel on selles protsessis oluline roll. Epidermise rakkude kahjustus põhjustab põletikulist keskkonda, mis võimaldab immuunsüsteemi rakkude kohalikku sissevoolu. See protsess, mida muu hulgas koordineerib Langerhansi rakkude poolt on see haavade paranemise esimene etapp.

Siinkohal tasub viidata teaduslikule uuringule, mille eesmärk oli uurida Langerhansi rakkude arvu ja tervenemisprotsessi efektiivsuse vahelist seost.

Teadlased viisid 4-nädalase haava paranemise protsessi vaatluse alla diabeetilise jala ravil olevatel patsientidel. Uuringu tulemused näitasid, et rohkem Langerhansi rakke haava läheduses korreleerus parema paranemise tulemusega.

Langerhansi rakkude toimimise täpsete mehhanismide mõistmiseks nahakahjustuste piirkonnas on vaja rohkem sellesuunalisi uuringuid. Võib-olla tänu neile on võimalik leida viise, kuidas Langerhansi rakke kasutada, näiteks raskesti paranevate haavade ravimisel.

Langerhansi rakud ning SALT ja MALT süsteemid

Inimese nahk ja limaskestad moodustavad mehaanilise tõkke mikroorganismide kehasse tungimise eest. Nende ülesanne pole aga ainult passiivse kesta loomine. Nendel kudedel on mitmeid kõrgelt arenenud immuunsusmehhanisme, mis võimaldavad neil täita immuunfunktsioone.

Naha ja limaskestade rolli organismi kaitsmisel patogeenide eest rõhutab asjaolu, et tänapäevases immunoloogias on neil immuunsüsteemi korraldamisel "oma" allüksused.

Need alaühikud on lühendatult SALT ja MALT. Need on nahaga seotud immuunsüsteem (nahaga seotud lümfoidkoe) ja limaskestaga seotud lümfoidkoe.

Nagu võite hõlpsasti aimata, on Langerhansi rakud mõlemas ülaltoodud oluliseks lüliks. süsteemid.

SALT- ja MALT-süsteemide töö põhineb epiteeli ehitavate rakkude, antigeeni esitlevate rakkude (sh Langerhansi rakud) ja patogeenide (peamiselt lümfotsüüdid) neutraliseerimiseks võimeliste rakkude koostööl. Nende ühine tegevus võimaldab antigeenide äratundmist ja töötlemist otse kehasse sisenemise kohas.

Selline tõhus immunoloogiline järelevalve takistab mikroorganismide tungimist väliskeskkonnast sügavamatesse kudedesse ja elunditesse.

Langerhansi rakkude roll haiguste patogeneesis

Korralikult töötavad Langerhansi rakud aitavad säilitada taset põletikulise reaktsiooni ning naha ja limaskestade valitud antigeenide taluvuse vahel.

Langerhansi rakkude düsfunktsioon võib olla aluseks teatud dermatoloogilistele, immunoloogilistele ja isegi vähihaigustele. Siin on nende näited:

• Langerhansi raku histiotsütoos

Langerhansi rakkude histiotsütoos on onkoloogiline haigus, mis on seotud Langerhansi rakkude liigse paljunemisega. Need rakud võivad akumuleeruda erinevates organites - nahas, luudes, lümfisõlmedes ja siseorganites.

Langerhansi raku histiotsütoosi diagnoositakse tavaliselt lastel, kuigi seda täheldatakse ka täiskasvanutel.

Langerhansi rakud võivad kindlas kohas paljuneda (siis räägime lokaliseeritud vormist) või hõivata arvukalt asukohti (see on nn multifokaalne vorm).

Lokaliseeritud vorm on tavaliselt seotud hea prognoosiga ja harvadel juhtudel võib see isegi ise paraneda.

Multifokaalne vorm nõuab agressiivset ravi, peamiselt keemiaravi abil. Seda haiguse varianti seostatakse ka halvema prognoosiga.

• Langerhansi rakud ja kontakt-ekseem

Kontakt-ekseemi põhjustab naha ülitundlikkus teatud välistegurite suhtes. Kontaktekseemi kõige sagedamini põhjustavate ainete hulka kuuluvad nikkel, kroom, mõned värvained ja säilitusained ning kosmeetilised koostisosad.

Nende ainete osakesed on tänu oma väiksusele võimelised tungima epidermise järgmistesse kihtidesse. Mingil hetkel toimub "kohtumine" Langerhansi rakkudega.

Langerhansi rakud neelavad need molekulid (valkudega seotud kujul) ja esitlevad neid seejärel nende pinnal. Nii "õpetavad" lümfotsüüdid neid aineid ära tundma.

Nendega korduva kokkupuute hetkel (nt antud ehte regulaarne kandmine) vallandub immuunvastus. Areneb lokaalne põletik, mis avaldub sügelevate, punetavate papulade ja vesiikulite moodustumisel.

Siinkohal tasub rõhutada, et hoolimata inimese naha sagedasest kokkupuutest ülalkirjeldatud ainetega tekivad kontaktekseemi sümptomid suhteliselt harva.

Ülaltoodud antigeenide tolerantsus on enamikul inimestel tõenäoliselt tingitud Langerhansi rakkude tolerogeensetest omadustest.

• Langerhansi rakud ja dermatoloogilised haigused

Näib, et Langerhansi rakkudel on oluline roll teatud nahahaiguste, näiteks atoopiline dermatiit ja psoriaas. Langerhansi rakkude põhjustatud immuunregulatsiooni häired aitavad kaasa põletikuliste dermatoloogiliste haiguste tekkele.

Tundub, et Langerhansi rakkude aktiivsus ülalnimetatutes haigused on nihkunud põletikuvastase tegevuse suunas; nende tolerogeenne aktiivsus on aga nõrgenenud.

Neid sõltuvusi võib kinnitada asjaolu, et fotokemoteraapiat kasutatakse edukalt nii psoriaasi kui ka atoopilise dermatiidi ravis. See on ravi kiiritamise teel ultraviolettkiirguse abil. Selline kiiritamine rahustab naha muutusi.

Kahtlustatakse, et fotokemoteraapia üks toimemehhanisme on Langerhansi rakkude arvu vähenemine ja funktsiooni nõrgenemine, mis aitab kaasa liigse immuunvastuse pärssimisele.

• Langerhansi rakud ja transplantaat peremeesorganismi vastu (GvHD)

Transplantaat peremeesorganismi vastu on üks luuüdi siirdamise ja vereülekande võimalikke tüsistusi. Selle olemus seisneb retsipiendi organite hülgamises talle siirdatud doonorleukotsüütide poolt.

Haiguse käigus on üks kõige sagedamini tagasilükatud organeid nahk. Langerhansi rakkude täpne roll siiriku ja peremeesorganismi patogeneesis pole siiani teada.

Loomadel seni läbi viidud teaduslikud uuringud näitavad, et siirdatud retsipiendi Langerhansi rakkude arvu vähendamine vähendab transplantaat-peremeesorganismi reaktsiooni tekke riski.

• Langerhansi rakud ja HIV-nakkus

Aastaid teadusmaailmas peeti Langerhansi rakke HIV-rünnaku esimeseks sihtmärgiks. Samuti püstitati hüpotees, et HIV-nakkusega Langerhansi rakud viisid selle lümfisõlmedesse, aidates kaasa nakkuse levikule immuunsüsteemi teistele rakkudele.

Viimased teaduslikud aruanded lükkavad ülaltoodud teooriad siiski ümber. Langerhansi rakke peetakse nüüd immuunbarjääriks: nad küll absorbeerivad HIV-osakesi, kuid blokeerivad selle edasise edasikandumise.

Samuti näib, et viirusega aktiveeritud Langerhansi rakud põhjustavad nakkuse algfaasis immuunsüsteemi soodsat vastust.

• Langerhansi rakud ja nahavähk

Langerhansi rakud teostavad immunoloogilist järelevalvet meie nahas esinevate mikroorganismide üle. Lisaks suudavad nad ära tunda ka vähirakke ja käivitada nende vastu immuunvastuse.

Nahavähi uuringud on näidanud, et Langerhansi rakkude arv kasvaja läheduses on oluliselt vähenenud. Neoplastilise protsessi ajal on antigeenide esitus Langerhansi rakkude poolt samuti häiritud.

Langerhansi rakkude rolli mõistmine vähivastases kaitses algatas rea teadusuuringuid, mille eesmärk oli leida nende rakkude kasutamine vähiravis.

Langerhansi rakud - kliiniline rakendus

Langerhansi rakud on teaduslike uuringute objekt, mille eesmärk on nende kasutamine vähivastases ravis.

Langerhansi rakke kasutava meetodi näiteks on perkutaanne immuniseerimine, st - lihtsamalt öeldes - vähivastane vaktsiin.

Idee on manustada kasvajarakkude antigeene (nt melanoomirakkudele iseloomulikke valke) subkutaanselt. Neid antigeene töötleksid Langerhansi rakud ja esitleksid seejärel immuunsüsteemi teistele rakkudele. Nii stimuleeritakse immuunsüsteemi vähiga võitlemiseks.

Perkutaanse immuniseerimise uurimine vähiravis on endiselt pooleli - loodetavasti saavad selle meetodiga seotud lootused kinnitust ka kliinilistes katsetes.

Bibliograafia:

1. "Nahahaigused ja sugulisel teel levivad haigused" S. Jabłońska, S.Majewski, PZWL 2013
2. "Langerhansi rakud: keskkonna tundmine tervise ja haiguste korral" J.Decker et. al. Esiosa immunol. 2018; 9:93 - on-line juurdepääs
3. "Immuunsuse ja tolerantsuse tasakaal: Langerhansi rakkude roll" K. Mutyambizi et. al. Cell Mol Life Sci. 2009 märts; 66 (5): 831–840. - on-line juurdepääs
4. "Langerhansi rakud - epidermise dendriitrakud" N.Romani jt. APMIS Journal of Pathology, Microbiology and Immunology, 111. köide, 7.-8. Väljaanne, juuli 2003
5. "Kasvaja immunoteraapia epikutaalse immuniseerimise teel nõuab langerhansi rakke." P. Stoitzner jt. Journal of Immunology 1. veebruar 2008, 180 (3) - veebipõhine juurdepääs
6. "Peremeesorganismi Langerhansi rakkude ammendumine enne doonori alloreaktiivsete T-rakkude siirdamist hoiab ära naha siiriku-peremeesorganismi haiguse." Merad M. jt Nat Med. 2004 mai; 10 (5): 510-7 - Interneti-juurdepääs
7. "Langerhansi rakkude immunoloogiline funktsioon HIV-nakkuses." Matsuzawa T.et. al. J Dermatol Sci. 2017 august; 87 (2): 159-167
8. "Langerhansi rakkude suurenenud arv diabeetiliste jalahaavandite epidermis korreleerub tervendava tulemusega" O. Stojadinovic, Immunol Res. 2013 dets; 57 (0): 222–228 - Interneti-juurdepääs

Autori kohta

Krzysztof Białoży Krakovi ülikooli Collegium Medicumi meditsiinitudeng, astudes aeglaselt arsti töö pidevate väljakutsete maailma. Eriti huvitavad teda günekoloogia ja sünnitusabi, lastehaigused ja elustiilimeditsiin. Võõrkeelte, reisimise ja mägimatkamise armastaja.

Loe veel selle autori artikleid