OVERENÝ OBSAHAutor: Krzysztof Bialita

Langerhansove bunky sú bunky, ktoré hrajú kľúčovú úlohu v imunitných mechanizmoch kože. Langerhansove bunky kolonizujú našu epidermis a rozpoznávajú antigény, ktoré sa v nej objavujú. Napriek dlhoročnému výskumu sú Langerhansove bunky vo vedeckom svete stále považované za akési záhadné – mnohé otázky týkajúce sa ich pôvodu a presných mechanizmov pôsobenia sú stále nejasné. Zistite, čo sú Langerhansove bunky, aká je ich funkcia v imunitnom systéme a aké choroby môžu byť spojené s dysfunkciou Langerhansových buniek.

Langerhansove bunkysú bunky, ktoré zohrávajú kľúčovú úlohu v imunitných mechanizmoch pokožky. Langerhansove bunky kolonizujú našu epidermis a rozpoznávajú antigény, ktoré sa v nej objavujú. Langerhansove bunky sa okrem kože nachádzajú aj v epiteli úst, dýchacích ciest a urogenitálneho systému.

Hlavnou úlohou Langerhansových buniek je rozpoznať patogény, ktoré sa do nášho tela dostávajú cez prirodzené bariéry. V takýchto situáciách sa vďaka Langerhansovým bunkám okamžite stimuluje imunitný systém. Langerhansove bunky tiež hrajú dôležitú úlohu v mechanizmoch imunitnej tolerancie.

Langerhansove bunky – čo sú to a kde sú?

Langerhansove bunky patria do populácie bielych krviniek, ktoré vykonávajú imunitné funkcie. Miestom ich vzniku je kostná dreň. Odtiaľ končia Langerhansove bunky v krvi, ktorá ich transportuje do príslušných tkanív.

Langerhansove bunky kolonizujú našu kožu aj slizničný epitel v ústnej dutine, nosohltane, dýchacom trakte, gastrointestinálnom trakte a urogenitálnom trakte

Langerhansove bunky patria do rodiny dendritických buniek. Ich názov pochádza z charakteristických výbežkov pripomínajúcich dendrity nervových buniek (sú to rozšírenia rozvetvené do tvaru koruny stromu).

Langerhansove bunky sa trvalo usadzujú v miestach neustáleho kontaktu našich tkanív s vonkajším prostredím. Ich umiestnenie nie je náhodné – sú to bunky špecializované na vykonávanie imunitných funkcií.

Po kontakte sS cudzou látkou alebo patogénom sa Langerhansove bunky „rozhodujú“, či je v danej situácii potrebné stimulovať imunitný systém.

Ak áno, začína sa proces imunitnej odpovede a neutralizácie „votrelca“. Ak nie, tzv imunitná tolerancia - imunitný systém nereaguje na daný antigén.

Štruktúra Langerhansových buniek

Langerhansove bunky po opustení kostnej drene nadobúdajú malý okrúhly tvar. Ich forma sa drasticky mení iba vtedy, keď sú cieľové tkanivá kolonizované. Potom sa výrazne zväčšia a vytvárajú charakteristické výstupky.

Dlhé roky boli Langerhansove bunky pre svoju podobnosť s nervovými bunkami vnímané ako časti nervových zakončení nachádzajúcich sa v koži. Až v 70. rokoch 20. storočia boli objavené spojenia medzi Langerhansovými bunkami a imunitným systémom, čo spôsobilo revolúciu v doterajších názoroch na ne.

Langerhansove bunky sa najčastejšie nachádzajú v tŕňovej vrstve epidermis.

Naša epidermis pozostáva z piatich vrstiev buniek. Toto sú zasa (zvnútra) bazálna vrstva, ostnatá vrstva, zrnitá vrstva, svetlá vrstva a rohovinová vrstva.

Langerhansove bunky obývajú relatívne hlboké vrstvy epidermis. Napriek tomu môžu vykonávať presnú kontrolu nad celou jeho hrúbkou. Ako?

Je to možné vďaka spomínaným výstupkom, ktoré siahajú až k najkrajnejšej vrstve – rohovinovej vrstve. Tieto výbežky sa spájajú do rozsiahlej siete, ktorá vám umožňuje vytvoriť účinnú imunitnú bariéru.

Pri pohľade na Langerhansove bunky v elektrónovom mikroskope si všimneme veľmi charakteristické štruktúry v tvare tenisových rakiet. Sú to tzv Birbeckove granule, ktoré sú špecifickým markerom Langerhansových buniek.

Tieto „rakety“ sú pravdepodobne zodpovedné za spracovanie antigénu, na ktoré sa špecializujú Langerhansove bunky. Tieto bunky majú širokú škálu mechanizmov, ktoré im umožňujú absorbovať antigény, analyzovať ich a stimulovať alebo potláčať imunitnú odpoveď.

Langerhansove bunky - funkcie v tele

Langerhansove bunky vytvárajú mimoriadne zaujímavú imunitnú bariéru v našej koži a slizniciach. Poďme sa bližšie pozrieť na ich funkcie. Langerhansove bunky sú zodpovedné za nasledujúce procesy:

  • Langerhansove bunky - prezentácia antigénu

Najdôležitejšou úlohou Langerhansových buniek je takzvaná prezentácia antigénu. O čom je tento fenomén? Je to proces absorpcie, spracovania a demonštrácie antigénov ostatnýmbunky imunitného systému. Vďaka tomu je možné ich stimulovať ku koordinovanej imunitnej odpovedi

Antigény sú špecifické „značky“ molekúl a buniek, ktoré rozpoznávajú bunky, ktoré strážia prostredie daného tkaniva. Antigény umožňujú rozpoznať daný objekt a rozhodnúť, či je tento prvok patogénny alebo nie.

Je potrebné pripomenúť, že antigény nie sú prítomné len na povrchu „votrelcov“. Každá bunka v našom tele má svoje vlastné antigény, ktoré imunitný systém rozpoznáva tak, že proti nim nespustí zápalovú odpoveď.

Prezentácia antigénu je rozhodujúca pre účinnú obranu proti patogénom. Ako tento proces prebieha v Langerhansových bunkách?

Prvým krokom je rozpoznanie cudzieho prvku. Langerhansove bunky sú vybavené mnohými nástrojmi, ktoré im umožňujú „chytiť“ potenciálne nebezpečné častice a mikróby z prostredia.

Jedným z takýchto nástrojov sú tzv receptory rozpoznávajúce patogény (PRR). Langerhansove bunky vďaka nim „vedia“, že majú dočinenia s cudzou bunkou s patogénnymi vlastnosťami.

Keď Langerhansove bunky rozpoznajú patogén, chcú pred ním okamžite varovať ostatné bunky imunitného systému. Aby to urobili, musia najprv skonzumovať daný predmet.

Langerhansove bunky sú vybavené množstvom mechanizmov umožňujúcich endocytózu, teda príjem látok z vonkajšieho prostredia. V závislosti od svojich potrieb používajú:

  • fagocytóza („požieranie“ pevných častíc)
  • pinocytóza (absorpcia tekutín)
  • endocytóza za účasti špeciálnych receptorov

Počas týchto procesov majú Langerhansove bunky možnosť dôkladnej analýzy a zoznámenia sa s „votrelcom“. Potom sú antigény mikroorganizmu vystavené povrchu Langerhansovej bunky. Prezentácia antigénu sa začína.

Dospeli sme do štádia, keď Langerhansova bunka pohltila patogén a obnažila jeho antigény na svojom povrchu. Je teda načase predstaviť ich ostatným bunkám imunitného systému. Kde nájdete takéto bunky?

V koži je ich relatívne málo. Tu sa dostávame k ďalšej mimoriadnej schopnosti Langerhansových buniek.

No, aby mohli prezentovať antigén, môžu opustiť kožu a cestovať na miesta, kde sa hemžia bunky imunitného systému. Lymfatické uzliny sú také miesta.

Langerhansove bunky putujú z kože do lymfatických uzlín lymfatickou cestou pomocou vhodnej signalizácie.Tam sa stretávajú s množstvom lymfocytov - buniek špecializovaných na ničenie mikroorganizmov.

Langerhansove bunky prezentujú antigény lymfocytom, ktoré sa tak učia rozpoznať daný patogén a pripraviť proti nemu imunitnú odpoveď

Okrem stimulácie tzv cytotoxické lymfocyty schopné inaktivovať mikroorganizmy, týmto procesom vznikajú aj imunitné pamäťové bunky. Vďaka nim ďalší kontakt s rovnakým patogénom spustí rýchlejšiu a lepšie nastavenú imunitnú odpoveď.

  • Langerhansove bunky - tolerogénne vlastnosti

Predchádzajúci odsek sa zameral na imunogénne vlastnosti Langerhansových buniek. Ich podstatou bolo stimulovať imunitný systém k boju s patogénmi. Relatívne nedávno sa zistilo, že Langerhansove bunky sú tiež schopné vykonávať mimoriadne odlišné funkcie.

Za presne definovaných podmienok získavajú tolerogénne vlastnosti. Ich podstatou je potlačiť imunitnú odpoveď organizmu a vyvinúť toleranciu na určité antigény.

Ukázalo sa, že Langerhansove bunky absorbujú prvky vlastného organizmu (bielkoviny, fragmenty mŕtvych buniek) rovnako často ako patogénne prvky. Potom s nimi cestujú do lymfatických uzlín a prezentujú ich lymfocytom.

Je zaujímavé, že toto správanie nevedie k rozvoju autoimunity (zničenie vlastných buniek imunitného systému). Naopak – tzv regulačné lymfocyty, ktorých úlohou je potláčať imunitnú odpoveď. Takto sa náš imunitný systém učí rozpoznávať svoje vlastné antigény.

To isté sa deje s inými nepatogénnymi cudzími predmetmi. V každodennom živote sa naša pokožka dostáva do kontaktu s množstvom látok (kozmetika, oblečenie, šperky), ktoré by nemali spustiť zápalovú reakciu. Práve vďaka Langerhansovým bunkám je možné vyvinúť toleranciu na tento typ antigénov.

Ako môžete vidieť, Langerhansove bunky neustále balansujú medzi imunogénnymi a tolerogénnymi aktivitami.

Udržiavanie imunitnej rovnováhy v pokožke je mimoriadne dôležité. Normálne Langerhansove bunky generujú zápalovú odpoveď, keď je to skutočne potrebné.

Na druhej strane uhasenie nadmernej alebo zbytočnej imunitnej odpovede umožňuje predchádzať reakciám z precitlivenosti.

  • Langerhansove bunky - hojenie rán

Akékoľvek poškodenie kontinuity kože je spojené s možnosťou ľahšieho prenikania mikroorganizmov do organizmu. Hojenie rán nie je len oobnovenie správnej štruktúry tkanív, ale aj obnovenie kontinuity imunitnej bariéry.

Langerhansove bunky hrajú v tomto procese významnú úlohu. Poškodenie epidermálnych buniek vedie k zápalovému prostrediu, ktoré umožňuje lokálny prílev buniek imunitného systému. Tento proces, ktorý okrem iného koordinuje Langerhansovými bunkami, toto je prvá fáza hojenia rán.

Na tomto mieste stojí za to citovať vedeckú štúdiu, ktorej cieľom bolo preskúmať vzťah medzi počtom Langerhansových buniek a účinnosťou liečebného procesu

Vedci vykonali 4-týždňové pozorovanie procesu hojenia rán u pacientov liečených na diabetickú nohu. Výsledky štúdie ukázali, že viac Langerhansových buniek v blízkosti rany korelovalo s lepšími výsledkami hojenia.

Je potrebný ďalší výskum, aby sme pochopili presné mechanizmy, ktorými Langerhansove bunky pôsobia v oblastiach poškodenia kože. Možno aj vďaka nim sa podarí nájsť spôsoby využitia Langerhansových buniek napríklad pri liečbe ťažko sa hojacich rán

Langerhansove bunky a systémy SALT a MALT

Ľudská koža a sliznice tvoria mechanickú bariéru proti prenikaniu mikroorganizmov do organizmu. Ich funkciou však nie je len vytvárať pasívny obal. Tieto tkanivá majú množstvo vysoko vyvinutých imunitných mechanizmov, ktoré im umožňujú vykonávať imunitné funkcie.

Úloha kože a slizníc v obrane organizmu pred patogénmi je zdôraznená tým, že v modernej imunológii majú „svoje“ podjednotky v organizácii imunitného systému

Tieto podjednotky sa označujú skratkami SALT a MALT. Ide o kožné lymfoidné tkanivo (lymfoidné tkanivo súvisiace s pokožkou) a lymfoidné tkanivo súvisiace so sliznicou (lymfoidné tkanivo súvisiace so sliznicou).

Ako môžete ľahko uhádnuť, Langerhansove bunky sú dôležitým článkom v oboch vyššie uvedených systémy.

Fungovanie systémov SALT a MALT je založené na spolupráci buniek tvoriacich epitel, buniek prezentujúcich antigén (vrátane Langerhansových buniek) a buniek schopných neutralizovať patogény (najmä lymfocyty). Ich spoločné pôsobenie umožňuje rozpoznanie a spracovanie antigénov priamo v mieste vstupu do organizmu

Takýto účinný imunitný dohľad zabraňuje prenikaniu mikroorganizmov z vonkajšieho prostredia do hlbších tkanív a orgánov.

Úloha Langerhansových buniek v patogenéze chorôb

Správne fungujúce Langerhansove bunky pomáhajú udržiavať rovnováhu medzi zápalovou odpoveďou atolerancia vybraných antigénov v koži a slizniciach

Dysfunkcia Langerhansových buniek môže byť základom niektorých dermatologických, imunologických a dokonca aj neoplastických ochorení. Tu sú ich príklady:

  • histiocytóza z Langerhansových buniek

Histiocytóza z Langerhansových buniek je onkologické ochorenie spojené s nadmerným množením Langerhansových buniek. Tieto bunky sa môžu hromadiť v rôznych orgánoch – koži, kostiach, lymfatických uzlinách a vnútorných orgánoch.

Histiocytóza z Langerhansových buniek je zvyčajne diagnostikovaná u detí, hoci sa vyskytuje aj u dospelých.

Langerhansove bunky sa môžu množiť na špecifickom mieste (vtedy hovoríme o lokalizovanej forme) alebo obsadzovať početné miesta (nazýva sa to multifokálna forma).

Lokalizovaná forma má zvyčajne dobrú prognózu av zriedkavých prípadoch sa môže aj sama vyliečiť.

Multifokálna forma vyžaduje agresívnu liečbu, väčšinou chemoterapiou. Tento variant ochorenia je spojený aj s horšou prognózou

  • Langerhansove bunky a kontaktný ekzém

Kontaktný ekzém je spôsobený nadmernou citlivosťou pokožky na určité vonkajšie faktory. Medzi látky, ktoré najčastejšie spôsobujú kontaktný ekzém, patria: nikel, chróm, niektoré farbivá a konzervačné látky a kozmetické prísady.

Častice týchto látok sú vďaka svojej malej veľkosti schopné preniknúť do ďalších vrstiev epidermy. V určitom okamihu sa „stretnú“ s Langerhansovými bunkami.

Langerhansove bunky absorbujú tieto molekuly (vo forme viazanej na bielkoviny) a potom ich prezentujú na svojom povrchu. Týmto spôsobom „učia“ lymfocyty rozpoznávať vyššie uvedené látky.

V momente opakovaného kontaktu s nimi (napr. pravidelné nosenie daného šperku) sa spúšťa imunitná odpoveď. Lokálny zápal sa vyvíja ako svrbivé, začervenané hrčky a vezikuly.

Na tomto mieste je vhodné zdôrazniť, že napriek častému kontaktu ľudskej pokožky s vyššie popísanými látkami sa príznaky kontaktného ekzému prejavujú pomerne zriedkavo

Tolerancia vyššie uvedených antigénov u väčšiny ľudí je pravdepodobne spôsobená tolerogénnymi vlastnosťami Langerhansových buniek.

  • Langerhansove bunky a dermatologické ochorenia

Langerhansove bunky zrejme hrajú dôležitú úlohu v patogenéze niektorých kožných ochorení, ako napr. atopická dermatitída a psoriáza. Poruchy imunitnej regulácie pri ktorýchLangerhansove bunky reagujú, prispievajú k rozvoju zápalových dermatologických ochorení.

Zdá sa, že činnosť Langerhansových buniek vo vyššie uvedenom choroby sa posúvajú smerom k prozápalovej aktivite; ich tolerogénna aktivita je však oslabená.

Potvrdením týchto závislostí môže byť fakt, že fotochemoterapia sa úspešne používa v liečbe psoriázy aj atopickej dermatitídy. Ide o liečbu pomocou ožarovania s využitím ultrafialového žiarenia. Takéto ožarovanie upokojuje kožné zmeny.

Existuje podozrenie, že jedným z mechanizmov fotochemoterapie je zníženie počtu a oslabenie funkcie Langerhansových buniek, čo prispieva k inhibícii nadmernej imunitnej odpovede

  • Langerhansove bunky a štep versus hostiteľ (GvHD)

Choroba štepu proti hostiteľovi je jednou z možných komplikácií transplantácie kostnej drene a krvnej transfúzie. Jeho podstatou je odmietnutie orgánov príjemcu transplantovanými darcovskými leukocytmi

V priebehu ochorenia je jedným z najčastejšie odmietnutých orgánov koža. Presná úloha Langerhansových buniek v patogenéze štepu proti hostiteľovi stále nie je známa.

Výskum uskutočnený na zvieratách doteraz ukazuje, že zníženie počtu Langerhansových buniek u príjemcu transplantátu znižuje riziko vzniku reakcie štep verzus hostiteľ.

  • Langerhansove bunky a infekcia HIV

Dlhé roky sa vo vedeckom svete považovali Langerhansove bunky za prvý cieľ útoku HIV. Predpokladalo sa tiež, že Langerhansove bunky infikované HIV ho prenášajú do lymfatických uzlín, čím prispievajú k šíreniu infekcie do iných buniek imunitného systému.

Najnovšie vedecké správy však vyššie uvedené teórie vyvracajú. Langerhansove bunky sa dnes považujú za imunitnú bariéru: absorbujú častice HIV, ale blokujú jeho ďalší prenos.

Tiež sa zdá, že vírusom aktivované Langerhansove bunky vyvolávajú priaznivú imunitnú odpoveď v počiatočnej fáze infekcie.

  • Langerhansove bunky a rakovina kože

Langerhansove bunky vykonávajú imunologický dohľad nad mikroorganizmami, ktoré sa vyskytujú v našej koži. Okrem toho sú tiež schopné rozpoznať rakovinové bunky a spustiť proti nim imunitnú odpoveď.

V štúdiách rakoviny kože sa ukázalo, že počet Langerhansových buniek v blízkosti nádoru je výrazne znížený. Počas procesu novotvaru je narušená aj prezentácia antigénov Langerhansovými bunkami.

Pochopenie úlohy Langerhansových buniek v protirakovinovej obrane iniciovalo sériu vedeckých štúdií zameraných na nájdenie využitia týchto buniek v liečbe rakoviny.

Langerhansove bunky - klinická aplikácia

Langerhansove bunky sú predmetom vedeckého výskumu zameraného na ich využitie v protirakovinovej terapii

Príkladom metódy, ktorá využíva Langerhansove bunky, je perkutánna imunizácia, čo je – zjednodušene povedané – protirakovinová vakcína

Ide o subkutánne podávanie antigénov nádorových buniek (napr. proteínov charakteristických pre bunky melanómu). Tieto antigény by boli spracované Langerhansovými bunkami a potom prezentované iným bunkám imunitného systému. Týmto spôsobom by bol imunitný systém stimulovaný v boji proti rakovine.

Výskum perkutánnej imunizácie v terapii rakoviny stále pokračuje - dúfajme, že nádeje súvisiace s touto metódou budú potvrdené v klinických experimentoch.

O autoroviKrzysztof BialaziteŠtudent medicíny na Collegium Medicum v Krakove pomaly vstupuje do sveta neustálych výziev práce lekára. Zaujíma sa najmä o gynekológiu a pôrodníctvo, pediatriu a medicínu životného štýlu. Milovník cudzích jazykov, cestovania a horskej turistiky.

Prečítajte si ďalšie články tohto autora

Kategórie:

Imunitný systém