Langerhansove celice so celice, ki igrajo ključno vlogo v imunskih mehanizmih kože. Langerhansove celice naselijo našo povrhnjico in prepoznajo antigene, ki se v njej pojavijo. Kljub dolgoletnim raziskavam Langerhansove celice v znanstvenem svetu še vedno veljajo za nekoliko skrivnostne - številna vprašanja glede njihovega izvora in natančnih mehanizmov delovanja ostajajo nejasna. Ugotovite, kaj so Langerhansove celice, kako delujejo v imunskem sistemu in kakšni pogoji so lahko povezani z disfunkcijo Langerhansovih celic.
Langerhansove celice so celice, ki igrajo ključno vlogo v imunskih mehanizmih kože. Langerhansove celice naselijo našo povrhnjico in prepoznajo antigene, ki se v njej pojavijo. Langerhansove celice so poleg kože tudi v ustnem epiteliju, dihalih in sečil.
Glavna vloga Langerhansovih celic je prepoznavanje patogenov, ki vstopajo v naše telo po naravnih ovirah. V takih situacijah se po zaslugi Langerhansovih celic imunski sistem takoj stimulira. Langerhansove celice igrajo pomembno vlogo tudi v mehanizmih imunske tolerance.
Kazalo:
- Langerhansove celice - kaj so in kje se pojavijo?
- Struktura Langerhansovih celic
- Langerhansove celice - delujejo v telesu
- Langerhansove celice ter sistemi SALT in MALT
- Vloga Langerhansovih celic v patogenezi bolezni
- Langerhansove celice - klinična uporaba
Langerhansove celice - kaj so in kje se pojavijo?
Langerhansove celice pripadajo populaciji belih krvnih celic, ki opravljajo imunsko funkcijo. Kraj njihovega nastanka je kostni mozeg. Od tam Langerhansove celice končajo v krvi, ki jih prenese v ustrezna tkiva.
Langerhansove celice naseljujejo tako našo kožo kot epitelij sluznice v ustni votlini, nazofarinksu, dihalih, prebavilih in urogenitalnem traktu.
Langerhansove celice spadajo v družino dendritičnih celic. Njihovo ime izhaja iz značilnih štrlin, ki spominjajo na dendrite živčnih celic (to so štrline, ki se razvejajo v obliko drevesne krošnje).
Langerhansove celice se trajno naselijo na mestih nenehnega stika tkiv našega telesa z zunanjim okoljem. Njihova lokacija ni naključna - gre za celice, specializirane za izvajanje imunskih funkcij.
Ob stiku s tujkom ali patogenom se Langerhansove celice "odločijo", ali je treba v dani situaciji spodbuditi imunski sistem.
Če je tako, se začne postopek imunskega odziva in nevtralizacije "vsiljivca". Če ne, tako imenovani imunska toleranca - imunski sistem se ne odziva na dani antigen.
Struktura Langerhansovih celic
Po zapustitvi kostnega mozga Langerhansove celice dobijo majhno, okroglo obliko. Njihova oblika se drastično spremeni šele, ko so ciljna tkiva kolonizirana. Nato se znatno povečajo in ustvarijo značilne izrastke.
Langerhansove celice že vrsto let zaradi podobnosti z živčnimi celicami veljajo za dele živčnih končičev, ki se nahajajo v koži. Šele v sedemdesetih so bile odkrite povezave med Langerhansovimi celicami in imunskim sistemom, kar je do zdaj spremenilo poglede nanje.
Langerhansove celice so najverjetneje v spinozni plasti povrhnjice.
Naša povrhnjica je sestavljena iz petih plasti celic. To pa so (od znotraj) bazalna, trnasta, zrnata, lahka in poroženela plast.
Langerhansove celice torej naseljujejo razmeroma globoke plasti povrhnjice. Kljub temu lahko natančno nadzorujejo celotno debelino. Kako?
To je mogoče zaradi prej omenjenih izrastkov, ki segajo do najbolj zunanje plasti - poroženele plasti. Ti izrastki se kombinirajo v široko mrežo, ki vam omogoča, da ustvarite učinkovito imunsko pregrado.
Ko gledamo Langerhansove celice v elektronskem mikroskopu, lahko vidimo zelo značilne strukture v obliki teniških loparjev. To so ti Birbeckove granule, ki so poseben označevalec Langerhansovih celic.
Ti "loparji" so verjetno odgovorni za procese predelave antigena, v katerih so specializirane Langerhansove celice. Te celice imajo širok spekter mehanizmov, ki jim omogočajo, da absorbirajo antigene, jih analizirajo in inducirajo ali zavirajo imunski odziv.
Preberite tudi: Koža - struktura in funkcije kože
Langerhansove celice - delujejo v telesu
Langerhansove celice ustvarjajo izjemno zanimivo imunsko pregrado v naši koži in sluznicah. Oglejmo si podrobneje njihove funkcije. Langerhansove celice so odgovorne za naslednje procese:
- Langerhansove celice - predstavitev antigena
Najpomembnejša naloga Langerhansovih celic je tako imenovana predstavitev antigena. Za kaj gre pri tem pojavu? Gre za postopek absorpcije, predelave in demonstriranja antigenov drugim celicam imunskega sistema. Zahvaljujoč temu jih je mogoče spodbuditi k usklajenemu imunskemu odzivu.
Antigeni so posebne "oznake" molekul in celic, ki jih prepoznajo celice, ki patrulirajo v okolju tkiva. Antigeni omogočajo prepoznavanje določenega predmeta in odločitev, ali je ta element patogen ali ne.
Treba si je zapomniti, da antigeni niso prisotni samo na površini "vsiljivcev". Vsaka celica v našem telesu ima svoje antigene, ki jih imunski sistem prepozna tako, da proti njim ne sproži vnetnega odziva.
Predstavitev antigena je ključnega pomena za učinkovito obrambo pred patogeni. Kako poteka ta proces v Langerhansovih celicah?
Prvi korak je prepoznavanje tujega elementa. Langerhansove celice so opremljene z množico orodij za "ulov" potencialno nevarnih delcev in mikrobov iz okolja.
Eno izmed takih orodij so t.i. receptorji za prepoznavanje patogenov (PRR). Po njihovi zaslugi Langerhansove celice "vedo", da imajo opravka s tujko s patogenimi lastnostmi.
Ko Langerhansove celice prepoznajo patogena, želijo nanj takoj opozoriti druge imunske celice. Da bi to naredili, morajo najprej požreti predmet.
Langerhansove celice so opremljene s številnimi mehanizmi, ki omogočajo endocitozo, torej vnos snovi iz zunanjega okolja. Glede na svoje potrebe uporabljajo:
- fagocitoza ("jedli" delci)
- pinocitoza (absorpcija tekočih snovi)
- endocitoza s sodelovanjem posebnih receptorjev
Med temi procesi imajo Langerhansove celice priložnost temeljito analizirati in se seznaniti z "vsiljivcem". Nato so antigeni zadevnega mikroorganizma izpostavljeni površini Langerhansove celice. Predstavitev antigena se začne.
Prišli smo do stopnje, ko je Langerhansova celica zajela patogen in svoje antigene izpostavila svoji površini.Čas je, da jih predstavimo drugim celicam imunskega sistema. Kje lahko najdete takšne celice?
V koži jih je razmeroma malo. Tu smo prišli do še ene izjemne veščine Langerhansovih celic.
No, da bi lahko predstavili antigen, lahko zapustijo kožo in potujejo tja, kjer se rojijo celice imunskega sistema. Takšni kraji so bezgavke.
Langerhansove celice potujejo od kože do bezgavk po limfnih poteh z uporabo ustrezne signalizacije. Tam naletijo na množico limfocitov - celic, specializiranih za uničevanje mikrobov.
Langerhansove celice limfocitom predstavljajo antigene, ki se na ta način naučijo prepoznati dani patogen in proti njemu pripraviti imunski odziv.
Poleg spodbujanja t.i. citotoksični limfociti, sposobni inaktivacije mikroorganizmov, ta proces ustvarja tudi celice imunskega spomina. Po njihovi zaslugi bo naslednji stik z istim patogenom sprožil hitrejši in bolje prilagojen imunski odziv.
- Langerhansove celice - tolerogene lastnosti
Prejšnji odstavek se je osredotočil na imunogene lastnosti Langerhansovih celic. Njihovo bistvo je bilo spodbuditi imunski sistem k boju proti patogenom. Sorazmerno nedavno je bilo ugotovljeno, da so Langerhansove celice sposobne opravljati tudi bistveno različne funkcije.
V strogo določenih pogojih pridobijo tolerogene lastnosti. Njihovo bistvo je zatiranje imunskega odziva organizma in ustvarjanje tolerance do nekaterih antigenov.
Izkazalo se je, da Langerhansove celice absorbirajo elemente lastnega telesa (beljakovine, drobci odmrlih celic) tako pogosto kot patogeni elementi. Nato z njimi potujejo do bezgavk in jih predstavijo limfocitom.
Zanimivo je, da to vedenje ne vodi do razvoja avtoimunosti (uničevanje lastnih celic telesa z imunskim sistemom). Nasprotno - tako imenovani regulativni limfociti, katerih naloga je zatiranje imunskega odziva. Tako se naš imunski sistem nauči prepoznavati lastne antigene.
Enako se zgodi z drugimi tujki, ki niso patogeni. V vsakdanjem življenju naša koža pride v stik z veliko snovmi (kozmetika, oblačila, nakit), ki ne bi smele sprožiti vnetnega odziva. Zahvaljujoč Langerhansovim celicam je mogoče razviti toleranco do te vrste antigenov.
Kot je razvidno, Langerhansove celice nenehno uravnotežijo imunogeno in tolerogeno delovanje.
Vzdrževanje imunskega ravnovesja v koži je izjemnega pomena. Pravilno delujoče Langerhansove celice povzročijo vnetni odziv, kadar je to res potrebno.
Po drugi strani pa gašenje pretiranega ali nepotrebnega imunskega odziva omogoča preprečevanje preobčutljivostnih reakcij.
- Langerhansove celice - celjenje ran
Vsaka poškodba kontinuitete kože je povezana z možnostjo lažjega prodiranja mikroorganizmov v telo. Cilj zdravljenja ran ni le obnoviti normalno strukturo tkiv, temveč tudi obnoviti neprekinjenost imunske pregrade.
Langerhansove celice imajo v tem procesu pomembno vlogo. Poškodbe epidermalnih celic vodijo v vnetno okolje, ki omogoča lokalni dotok celic imunskega sistema. Ta postopek, ki ga med drugim usklajuje Langerhansove celice je to prva stopnja celjenja ran.
Na tem mestu velja omeniti znanstveno študijo, katere cilj je bil preučiti povezavo med številom Langerhansovih celic in učinkovitostjo procesa zdravljenja.
Raziskovalci so opravili 4-tedensko opazovanje procesa celjenja ran pri bolnikih, zdravljenih zaradi diabetičnega stopala. Rezultati študije so pokazali, da je več Langerhansovih celic v bližini rane koreliralo z boljšimi rezultati celjenja.
Potrebno je več raziskav v tej smeri, da bi razumeli natančne mehanizme, s katerimi Langerhansove celice delujejo na območjih poškodb kože. Morda bo po njihovi zaslugi mogoče najti načine za uporabo Langerhansovih celic, na primer pri zdravljenju težko zaceljivih ran.
Langerhansove celice ter sistemi SALT in MALT
Človeška koža in sluznice predstavljajo mehansko oviro za prodiranje mikroorganizmov v telo. Njihova naloga pa ni samo ustvarjanje pasivne lupine. Ta tkiva imajo številne visoko razvite imunske mehanizme, ki jim omogočajo izvajanje imunskih funkcij.
Vlogo kože in sluznice pri obrambi telesa pred patogeni poudarja dejstvo, da imajo v sodobni imunologiji "svoje" podenote v organizaciji imunskega sistema.
Te podenote so okrajšane kot SOL in MALT. To sta s kožo povezan imunski sistem (Skin Associated Lymphoid Tissue) in Mucosa Associated Lymphoid Tissue.
Kot lahko zlahka uganite, so Langerhansove celice pomemben člen obeh zgoraj omenjenih. sistemov.
Delovanje sistemov SALT in MALT temelji na sodelovanju celic, ki gradijo epitelij, celic, ki predstavljajo antigen (vključno z Langerhansovimi celicami), in celic, ki lahko nevtralizirajo patogene (predvsem limfocite). Njihovo skupno delovanje omogoča prepoznavanje in predelavo antigenov neposredno na mestu vstopa v telo.
Tako učinkovit imunološki nadzor preprečuje prodiranje mikroorganizmov iz zunanjega okolja v globlja tkiva in organe.
Vloga Langerhansovih celic v patogenezi bolezni
Pravilno delujoče Langerhansove celice pomagajo vzdrževati ravnovesje med vnetnim odzivom in toleranco izbranih antigenov v koži in sluznicah.
Langerhansova disfunkcija celic je lahko osnova za nekatere dermatološke, imunološke in celo rakave bolezni. Tu so njihovi primeri:
- Histiocitoza Langerhansovih celic
Histiocitoza Langerhansovih celic je onkološka bolezen, povezana s prekomernim razmnoževanjem Langerhansovih celic. Te celice se lahko kopičijo v različnih organih - koži, kosteh, bezgavkah in notranjih organih.
Histiocitozo Langerhansovih celic običajno diagnosticirajo pri otrocih, čeprav jo opazimo tudi pri odraslih.
Langerhansove celice se lahko namnožijo na določenem mestu (takrat govorimo o lokalizirani obliki) ali zasedejo številne lokacije (to je tako imenovana multifokalna oblika).
Lokalizirana oblika je običajno povezana z dobro prognozo, v redkih primerih pa se lahko celo pozdravi.
Multifokalna oblika zahteva agresivno zdravljenje, predvsem s kemoterapijo. Ta varianta bolezni je povezana tudi s slabšo prognozo.
- Langerhansove celice in kontaktni ekcem
Kontaktni ekcem povzroča preobčutljivost kože na nekatere zunanje dejavnike. Snovi, ki najpogosteje povzročajo kontaktni ekcem, vključujejo nikelj, krom, nekatera barvila in konzervanse ter kozmetične sestavine.
Delci teh snovi lahko zaradi svoje majhnosti prodrejo v nadaljnje plasti povrhnjice. Na neki točki pride do "srečanja" z Langerhansovimi celicami.
Langerhansove celice absorbirajo te molekule (v obliki, vezani na beljakovine) in jih nato predstavijo na svoji površini. Na ta način limfociti "učijo" prepoznavanje teh snovi.
V trenutku večkratnega stika z njimi (npr. Redno nošenje določenega nakita) se sproži imunski odziv. Lokalno vnetje se razvije, ki se kaže v nastanku srbečih, pordelih papul in veziklov.
Na tem mestu velja poudariti, da se simptomi kontaktnega ekcema kljub pogostim stikom človeške kože z zgoraj opisanimi snovmi pojavljajo razmeroma redko.
Toleranca zgornjih antigenov pri večini ljudi je verjetno posledica tolerogenih lastnosti Langerhansovih celic.
- Langerhansove celice in dermatološke bolezni
Zdi se, da imajo Langerhansove celice pomembno vlogo pri patogenezi nekaterih kožnih bolezni, kot so atopijski dermatitis in luskavica. Motnje imunske regulacije, ki jih povzročajo Langerhansove celice, prispevajo k razvoju vnetnih dermatoloških bolezni.
Zdi se, da je aktivnost Langerhansovih celic v zgoraj omenjenih bolezni premakne v smeri vnetne aktivnosti; njihova tolerogenska aktivnost pa je oslabljena.
Potrditev teh razmerij je lahko dejstvo, da se fotokemoterapija uspešno uporablja pri zdravljenju luskavice in atopijskega dermatitisa. Gre za zdravljenje z obsevanjem z uporabo ultravijoličnega sevanja. Takšno obsevanje pomirja kožne spremembe.
Sumijo, da je eden od mehanizmov delovanja fotokemoterapije zmanjšanje števila in oslabitev funkcije Langerhansovih celic, kar prispeva k zatiranju pretiranega imunskega odziva.
- Langerhansove celice in presadek proti gostitelju (GvHD)
Presaditev proti bolezni gostitelja je eden od možnih zapletov pri presaditvi kostnega mozga in transfuziji krvi. Njeno bistvo je v zavrnitvi prejemnikovih organov s pomočjo presaditvenih levkocitov vanj.
Eden najpogosteje zavrnjenih organov v poteku bolezni je koža. Natančna vloga Langerhansovih celic v patogenezi presadka v primerjavi z gostitelji še vedno ni znana.
Doslej izvedene znanstvene študije na živalih pa kažejo, da zmanjšanje števila Langerhansovih celic pri prejemniku presadka zmanjša tveganje za nastanek reakcije presadka proti gostitelju.
- Langerhansove celice in okužba s HIV
Dolga leta so v znanstvenem svetu Langerhansove celice veljale za prvo tarčo napada HIV. Obstajala je tudi hipoteza, da so z virusom HIV okužene Langerhansove celice prenašale v bezgavke in prispevale k širjenju okužbe na druge celice imunskega sistema.
Vendar najnovejša znanstvena poročila zavračajo zgornje teorije. Langerhansove celice zdaj veljajo za imunsko oviro: absorbirajo delce HIV, vendar blokirajo njegov nadaljnji prenos.
Zdi se tudi, da Langerhansove celice, ki jih aktivirajo virusi, sprožijo ugoden odziv imunskega sistema v začetni fazi okužbe.
- Langerhansove celice in kožni rak
Langerhansove celice izvajajo imunološki nadzor nad mikroorganizmi, ki se pojavijo v naši koži. Poleg tega so sposobni tudi prepoznati rakave celice in izzvati imunski odziv proti njim.
Študije kožnega raka so pokazale, da se število Langerhansovih celic v bližini tumorja znatno zmanjša. Med neoplastičnim procesom je poslabšana tudi predstavitev antigenov s strani Langerhansovih celic.
Razumevanje vloge Langerhansovih celic pri obrambi proti raku je sprožilo vrsto znanstvenih študij, katerih namen je bil najti uporabo teh celic pri zdravljenju raka.
Langerhansove celice - klinična uporaba
Langerhansove celice so predmet znanstvenih raziskav, namenjenih njihovi uporabi pri terapiji proti raku.
Primer metode, ki uporablja Langerhansove celice, je perkutana imunizacija, torej - poenostavljeno povedano - cepivo proti raku.
Ideja je dajati subkutane antigene rakavih celic (npr. Beljakovine, značilne za celice melanoma). Te antigene bi Langerhansove celice obdelale in nato predstavile drugim celicam imunskega sistema. Na ta način bi imunski sistem spodbudili k boju proti raku.
Raziskave perkutane imunizacije pri terapiji raka še vedno potekajo - upamo, da bodo upanja, povezana s to metodo, potrjena v kliničnih poskusih.
Bibliografija:
- "Kožne bolezni in spolno prenosljive bolezni" S. Jabłońska, S.Majewski, PZWL 2013
- "Langerhansove celice: zaznavanje okolja v zdravju in bolezni" J.Decker et. al. Sprednji imunol. 2018; 9:93 - spletni dostop
- "Ravnotežje med imunostjo in toleranco: vloga Langerhansovih celic" K. Mutyambizi et. al. Cell Mol Life Sci. 2009 marec; 66 (5): 831–840. - spletni dostop
- "Langerhansove celice - dendritične celice povrhnjice" N.Romani et.al. APMIS Journal of Patologija, mikrobiologija in imunologija, letnik 111, številka 7-8, julij 2003
- "Imunoterapija tumorjev z epikutano imunizacijo zahteva langerhansove celice." P. Stoitzner et.al. Imunološki vestnik 1. februarja 2008, 180 (3) - spletni dostop
- "Izčrpavanje gostiteljskih Langerhansovih celic pred presaditvijo donorskih aloreaktivnih T celic preprečuje kožne presadke proti gostiteljem." Merad M. et.al. Nat Med. 2004, maj; 10 (5): 510-7 - Spletni dostop
- "Imunološka funkcija Langerhansovih celic pri okužbi s HIV." Matsuzawa T.et. al. J Dermatol Sci. 2017 avgust; 87 (2): 159-167
- "Povečano število Langerhansovih celic v povrhnjici diabetičnih čir na stopalih korelira z zdravljenjem" O. Stojadinović, Immunol Res. 2013 dec; 57 (0): 222–228 - Spletni dostop
Preberite več člankov tega avtorja
