OVĚŘENÝ OBSAHAutor: Krzysztof Bialita

Langerhansovy buňky jsou buňky, které hrají klíčovou roli v imunitních mechanismech kůže. Langerhansovy buňky kolonizují naši epidermis a rozpoznávají antigeny, které se v ní objevují. Navzdory mnohaletým výzkumům jsou Langerhansovy buňky ve vědeckém světě stále považovány za poněkud záhadné – mnoho otázek týkajících se jejich původu a přesných mechanismů účinku zůstává stále nejasných. Zjistěte, co jsou Langerhansovy buňky, jaká je jejich funkce v imunitním systému a jaká onemocnění mohou být spojena s dysfunkcí Langerhansových buněk.

Langerhansovy buňkyjsou buňky, které hrají klíčovou roli v imunitních mechanismech kůže. Langerhansovy buňky kolonizují naši epidermis a rozpoznávají antigeny, které se v ní objevují. Langerhansovy buňky se kromě kůže nacházejí také v epitelu úst, dýchacích cest a urogenitálního systému.

Hlavní úlohou Langerhansových buněk je rozpoznávat patogeny, které se do našeho těla dostávají přes přirozené bariéry. V takových situacích se díky Langerhansovým buňkám okamžitě stimuluje imunitní systém. Langerhansovy buňky také hrají důležitou roli v mechanismech imunitní tolerance

Langerhansovy buňky – co to je a kde jsou?

Langerhansovy buňky patří k populaci bílých krvinek, které plní imunitní funkce. Místem jejich vzniku je kostní dřeň. Odtud Langerhansovy buňky končí v krvi, která je transportuje do příslušných tkání.

Langerhansovy buňky kolonizují jak naši kůži, tak slizniční epitel v dutině ústní, nosohltanu, dýchacím traktu, gastrointestinálním traktu a urogenitálním traktu

Langerhansovy buňky patří do rodiny dendritických buněk. Jejich název pochází z charakteristických výběžků připomínajících dendrity nervových buněk (jedná se o výběžky větvící se do tvaru koruny stromu).

Langerhansovy buňky se trvale usazují v místech neustálého kontaktu našich tkání s vnějším prostředím. Jejich umístění není náhodné - jsou to buňky specializované na provádění imunitních funkcí.

Po kontaktu sS cizí látkou nebo patogenem se Langerhansovy buňky „rozhodují“, zda je v dané situaci nutné stimulovat imunitní systém.

Pokud ano, začíná proces imunitní odpovědi a neutralizace "vetřelce". Pokud ne, tzv imunitní tolerance - imunitní systém nereaguje na daný antigen.

Struktura Langerhansových buněk

Langerhansovy buňky po opuštění kostní dřeně získávají malý, kulatý tvar. Jejich forma se drasticky změní pouze tehdy, když jsou cílové tkáně kolonizovány. Poté se výrazně zvětší a vytvoří charakteristické výstupky.

Po mnoho let byly Langerhansovy buňky pro svou podobnost s nervovými buňkami považovány za části nervových zakončení umístěných v kůži. Teprve v 70. letech 20. století byla objevena spojení mezi Langerhansovými buňkami a imunitním systémem, což způsobilo revoluci v dosavadních názorech na ně.

Langerhansovy buňky se nejčastěji nacházejí v trnové vrstvě epidermis.

Naše epidermis se skládá z pěti vrstev buněk. To jsou zase (zevnitř) bazální vrstva, trnitá vrstva, zrnitá vrstva, světlá vrstva a rohovitá vrstva.

Langerhansovy buňky obývají relativně hluboké vrstvy epidermis. Přesto mohou vykonávat přesnou kontrolu nad celou jeho tloušťkou. Jak?

To je možné díky výše zmíněným výstupkům, které zasahují až k vnější vrstvě - rohovinové vrstvě. Tyto výčnělky se spojují do rozsáhlé sítě, která vám umožňuje vytvořit účinnou imunitní bariéru.

Při pohledu na Langerhansovy buňky v elektronovém mikroskopu si všimneme velmi charakteristických struktur ve tvaru tenisových raket. Jsou to tzv Birbeckova granule, která jsou specifickým markerem Langerhansových buněk

Tyto "rakety" jsou pravděpodobně zodpovědné za zpracování antigenu, na které se Langerhansovy buňky specializují. Tyto buňky mají širokou škálu mechanismů, které jim umožňují absorbovat antigeny, analyzovat je a stimulovat nebo potlačovat imunitní odpověď.

Langerhansovy buňky - funkce v těle

Langerhansovy buňky vytvářejí mimořádně zajímavou imunitní bariéru v naší kůži a sliznicích. Pojďme se blíže podívat na jejich funkce. Langerhansovy buňky jsou zodpovědné za následující procesy:

  • Langerhansovy buňky - prezentace antigenu

Nejdůležitějším úkolem Langerhansových buněk je tzv. prezentace antigenu. O čem tento fenomén je? Je to proces vstřebávání, zpracování a demonstrování antigenů ostatnímbuňky imunitního systému. Díky tomu je možné je stimulovat ke koordinované imunitní reakci

Antigeny jsou specifické „označení“ molekul a buněk, které rozpoznávají buňky, které hlídají prostředí dané tkáně. Antigeny umožňují rozpoznat daný objekt a rozhodnout, zda je tento prvek patogenní či nikoli.

Stojí za připomenutí, že antigeny nejsou přítomny pouze na povrchu „vetřelců“. Každá buňka v našem těle má své vlastní antigeny, které imunitní systém rozpoznává tak, aby proti nim nespustil zánětlivou reakci.

Prezentace antigenu je zásadní pro účinnou obranu proti patogenům. Jak tento proces probíhá v Langerhansových buňkách?

Prvním krokem je rozpoznání cizího prvku. Langerhansovy buňky jsou vybaveny mnoha nástroji, které jim umožňují „chytit“ potenciálně nebezpečné částice a mikroby z prostředí.

Jedním z takových nástrojů jsou tzv receptory rozpoznávající patogeny (PRR). Díky nim Langerhansovy buňky "vědí", že mají co do činění s cizí buňkou s patogenními vlastnostmi.

Když Langerhansovy buňky rozpoznají patogen, chtějí na něj okamžitě varovat ostatní buňky imunitního systému. K tomu musí nejprve spotřebovat daný předmět.

Langerhansovy buňky jsou vybaveny řadou mechanismů umožňujících endocytózu, tedy příjem látek z vnějšího prostředí. V závislosti na svých potřebách používají:

  • fagocytóza („požírání“ pevných částic)
  • pinocytóza (absorpce tekutin)
  • endocytóza za účasti speciálních receptorů

Během těchto procesů mají Langerhansovy buňky možnost důkladné analýzy a seznámení se s "vetřelcem". Poté jsou antigeny mikroorganismu vystaveny povrchu Langerhansovy buňky. Prezentace antigenu začíná.

Dosáhli jsme fáze, kdy Langerhansova buňka pohltila patogen a obnažila jeho antigeny na svém povrchu. Je tedy na čase je prezentovat ostatním buňkám imunitního systému. Kde takové buňky najdete?

V kůži je jich relativně málo. Zde se dostáváme k další mimořádné dovednosti Langerhansových buněk.

No, aby mohli prezentovat antigen, mohou opustit kůži a cestovat do míst, kde se rojí buňky imunitního systému. Lymfatické uzliny jsou taková místa.

Langerhansovy buňky putují z kůže do lymfatických uzlin lymfatickou cestou za použití vhodné signalizace.Tam se setkávají s velkým množstvím lymfocytů - buněk specializovaných na ničení mikroorganismů.

Langerhansovy buňky prezentují antigeny lymfocytům, které se tak naučí rozpoznat daný patogen a připravit proti němu imunitní odpověď

Kromě stimulace tzv cytotoxických lymfocytů schopných inaktivovat mikroorganismy, tímto procesem vznikají i imunitní paměťové buňky. Díky nim další kontakt se stejným patogenem spustí rychlejší a lépe nastavenou imunitní odpověď.

  • Langerhansovy buňky - tolerogenní vlastnosti

Předchozí odstavec se zaměřil na imunogenní vlastnosti Langerhansových buněk. Jejich podstatou bylo stimulovat imunitní systém k boji s patogeny. Relativně nedávno bylo zjištěno, že Langerhansovy buňky jsou také schopny vykonávat extrémně odlišné funkce.

Za přesně definovaných podmínek získávají tolerogenní vlastnosti. Jejich podstatou je potlačení imunitní odpovědi organismu a vytvoření tolerance k určitým antigenům.

Ukázalo se, že Langerhansovy buňky absorbují prvky vlastního organismu (bílkoviny, fragmenty mrtvých buněk) stejně často jako patogenní prvky. Poté s nimi cestují do lymfatických uzlin a předkládají je lymfocytům.

Je zajímavé, že toto chování nevede k rozvoji autoimunity (zničení vlastních buněk imunitním systémem). Naopak – tzv regulační lymfocyty, jejichž úkolem je potlačit imunitní odpověď. Takto se náš imunitní systém učí rozpoznávat své vlastní antigeny.

Totéž se děje s jinými nepatogenními cizími předměty. V každodenním životě se naše pokožka dostává do kontaktu s množstvím látek (kosmetika, oblečení, šperky), které by neměly vyvolat zánětlivou reakci. Právě díky Langerhansovým buňkám je možné vyvinout toleranci k tomuto typu antigenů

Jak můžete vidět, Langerhansovy buňky neustále balancují mezi imunogenními a tolerogenními aktivitami.

Udržování imunitní rovnováhy v kůži je nesmírně důležité. Normální Langerhansovy buňky generují zánětlivou reakci, když je to skutečně potřeba.

Na druhou stranu uhašení nadměrné nebo zbytečné imunitní reakce umožňuje předcházet reakcím přecitlivělosti.

  • Langerhansovy buňky - hojení ran

Jakékoli poškození kontinuity kůže je spojeno s možností snadnějšího pronikání mikroorganismů do těla. Hojení ran není jen oobnovení správné struktury tkání, ale také obnovení kontinuity imunitní bariéry.

Langerhansovy buňky hrají v tomto procesu významnou roli. Poškození epidermálních buněk vede k zánětlivému prostředí, které umožňuje lokální příliv buněk imunitního systému. Tento proces, koordinovaný mj Langerhansovými buňkami, jde o první fázi hojení ran.

Na tomto místě stojí za to citovat vědeckou studii, jejímž cílem bylo prozkoumat vztah mezi počtem Langerhansových buněk a účinností procesu hojení.

Vědci provedli 4týdenní pozorování procesu hojení ran u pacientů léčených pro diabetickou nohu. Výsledky studie ukázaly, že více Langerhansových buněk v blízkosti rány korelovalo s lepšími výsledky hojení.

K pochopení přesných mechanismů, kterými Langerhansovy buňky působí v oblastech poškození kůže, je zapotřebí více výzkumu. Snad se díky nim podaří najít způsoby, jak využít Langerhansovy buňky například při léčbě obtížně se hojících ran

Langerhansovy buňky a systémy SALT a MALT

Lidská kůže a sliznice tvoří mechanickou bariéru proti pronikání mikroorganismů do těla. Jejich funkcí však není pouze vytvářet pasivní skořepinu. Tyto tkáně mají řadu vysoce vyvinutých imunitních mechanismů, které jim umožňují provádět imunitní funkce.

Role kůže a sliznic v obraně organismu proti patogenům je zdůrazněna tím, že v moderní imunologii mají „své“ podjednotky v organizaci imunitního systému

Tyto podjednotky jsou zkráceny jako SALT a MALT. Jedná se o lymfoidní tkáň související s kůží (lymfoidní tkáň související s kůží) a lymfoidní tkáň související se sliznicí (lymfoidní tkáň související se sliznicí).

Jak snadno uhodnete, Langerhansovy buňky jsou důležitým článkem v obou výše zmíněných systémy.

Fungování systémů SALT a MALT je založeno na spolupráci buněk tvořících epitel, buněk prezentujících antigen (včetně Langerhansových buněk) a buněk schopných neutralizovat patogeny (zejména lymfocyty). Jejich společné působení umožňuje rozpoznání a zpracování antigenů přímo v místě vstupu do těla

Takto účinný imunitní dozor zabraňuje pronikání mikroorganismů z vnějšího prostředí do hlubších tkání a orgánů.

Role Langerhansových buněk v patogenezi nemocí

Správně fungující Langerhansovy buňky pomáhají udržovat rovnováhu mezi zánětlivou reakcí atolerance vybraných antigenů v kůži a sliznicích

Dysfunkce Langerhansových buněk může být základem některých dermatologických, imunologických a dokonce i neoplastických onemocnění. Zde jsou jejich příklady:

  • histiocytóza z Langerhansových buněk

Histiocytóza z Langerhansových buněk je onkologické onemocnění spojené s nadměrným množením Langerhansových buněk. Tyto buňky se mohou hromadit v různých orgánech – kůži, kostech, lymfatických uzlinách a vnitřních orgánech.

Histiocytóza z Langerhansových buněk je obvykle diagnostikována u dětí, i když je pozorována i u dospělých.

Langerhansovy buňky se mohou množit na určitém místě (pak mluvíme o lokalizované formě) nebo obsazovat četná místa (říká se tomu multifokální forma).

Lokalizovaná forma má obvykle dobrou prognózu a ve vzácných případech se může i sama vyléčit.

Multifokální forma vyžaduje agresivní léčbu, většinou chemoterapií. Tato varianta onemocnění je také spojena s horší prognózou

  • Langerhansovy buňky a kontaktní ekzém

Kontaktní ekzém je způsoben přecitlivělostí kůže na některé vnější faktory. Mezi látky, které nejčastěji způsobují kontaktní ekzém, patří: nikl, chrom, některá barviva a konzervační látky a kosmetické přísady

Částice těchto látek jsou díky své malé velikosti schopny pronikat do dalších vrstev epidermis. V určitém okamžiku se „setkají“ s Langerhansovými buňkami.

Langerhansovy buňky absorbují tyto molekuly (ve formě navázané na proteiny) a poté je prezentují na svém povrchu. Tímto způsobem „učí“ lymfocyty rozpoznávat výše uvedené látky.

V okamžiku opakovaného kontaktu s nimi (např. pravidelné nošení daného šperku) se spustí imunitní reakce. Lokální zánět se vyvíjí jako svědivé, zarudlé hrudky a váčky.

Na tomto místě je vhodné zdůraznit, že i přes častý kontakt lidské pokožky s výše popsanými látkami se příznaky kontaktního ekzému objevují poměrně zřídka

Tolerance výše uvedených antigenů u většiny lidí je pravděpodobně způsobena tolerogenními vlastnostmi Langerhansových buněk.

  • Langerhansovy buňky a dermatologická onemocnění

Langerhansovy buňky zřejmě hrají důležitou roli v patogenezi některých kožních onemocnění, jako je např. atopická dermatitida a psoriáza. Poruchy imunitní regulace u kterýchLangerhansovy buňky reagují, přispívají k rozvoji zánětlivých dermatologických onemocnění.

Zdá se, že aktivita Langerhansových buněk ve výše uvedeném onemocnění se posouvá směrem k prozánětlivé aktivitě; jejich tolerogenní aktivita je však oslabena.

Potvrzením těchto závislostí může být fakt, že fotochemoterapie se úspěšně používá v léčbě psoriázy i atopické dermatitidy. Jde o léčbu pomocí ozařování s využitím ultrafialového záření. Takové ozařování zklidňuje kožní změny.

Existuje podezření, že jedním z mechanismů fotochemoterapie je snížení počtu a oslabení funkce Langerhansových buněk, což přispívá k inhibici nadměrné imunitní odpovědi

  • Langerhansovy buňky a štěp versus hostitel (GvHD)

Onemocnění štěpu proti hostiteli je jednou z možných komplikací transplantace kostní dřeně a krevní transfuze. Jeho podstatou je odmítnutí orgánů příjemce transplantovanými dárcovskými leukocyty

V průběhu onemocnění je jedním z nejčastěji odmítnutých orgánů kůže. Přesná role Langerhansových buněk v patogenezi štěpu proti hostiteli je stále neznámá.

Dosud provedený výzkum na zvířatech ukazuje, že snížení počtu Langerhansových buněk u příjemce transplantátu snižuje riziko rozvoje reakce štěpu proti hostiteli.

  • Langerhansovy buňky a infekce HIV

Po mnoho let ve vědeckém světě byly Langerhansovy buňky považovány za první cíl útoku HIV. Existuje také hypotéza, že Langerhansovy buňky infikované HIV jej přenášejí do lymfatických uzlin, čímž přispívají k šíření infekce do dalších buněk imunitního systému.

Nejnovější vědecké zprávy však výše uvedené teorie vyvracejí. Langerhansovy buňky jsou nyní považovány za imunitní bariéru: absorbují částice HIV, ale blokují jeho další přenos.

Také se zdá, že virem aktivované Langerhansovy buňky vyvolávají příznivou imunitní odpověď v počáteční fázi infekce

  • Langerhansovy buňky a rakovina kůže

Langerhansovy buňky provádějí imunologický dohled nad mikroorganismy, které se objevují v naší kůži. Kromě toho jsou také schopny rozpoznat rakovinné buňky a spustit proti nim imunitní odpověď.

Ve studiích rakoviny kůže bylo prokázáno, že počet Langerhansových buněk v blízkosti nádoru je výrazně snížen. Během procesu novotvaru je také narušena prezentace antigenů Langerhansovými buňkami

Pochopení role Langerhansových buněk v protirakovinné obraně iniciovalo řadu vědeckých studií zaměřených na nalezení využití těchto buněk v léčbě rakoviny.

Langerhansovy buňky - klinická aplikace

Langerhansovy buňky jsou předmětem vědeckého výzkumu zaměřeného na jejich využití v protinádorové terapii

Příkladem metody využívající Langerhansovy buňky je perkutánní imunizace, což je – zjednodušeně řečeno – protirakovinná vakcína

Myšlenkou je subkutánní podávání antigenů nádorových buněk (např. proteinů charakteristických pro buňky melanomu). Tyto antigeny by byly zpracovány Langerhansovými buňkami a poté prezentovány dalším buňkám imunitního systému. Tímto způsobem by byl imunitní systém stimulován k boji proti rakovině.

Výzkum perkutánní imunizace v terapii rakoviny stále pokračuje - doufejme, že naděje spojené s touto metodou budou potvrzeny v klinických experimentech

O autoroviKrzysztof BialaziteStudent medicíny na Collegium Medicum v Krakově pomalu vstupuje do světa neustálých výzev práce lékaře. Zajímá se zejména o gynekologii a porodnictví, pediatrii a medicínu životního stylu. Milovník cizích jazyků, cestování a horské turistiky.

Přečtěte si další články tohoto autora

Kategorie:

Imunitní systém