Komorki Langerhansa

Komorki Langerhansa (KL) sa wyspecjalizowana populacja komorek dendrytycznych rezydujacych w naskork, tworzacych pierwsza linie immunologicznej obrony skory. Odkryte w 1868 roku przez Paula Langerhansa, te pochodzace ze szpiku kostnego komorki prezentujace antygen stanowia okolo 2--4% wszystkich komorek naskorka i utrzymuja gesta siec wypustek dendrytycznych monitorujacych mikrosrodowisko keratynocytow pod katem obcych antygenow, patogenow i sygnalow niebezpieczenstwa .

Definicja

Komorka Langerhansa jest tkankowa rezydentna komorka dendrytyczna pochodzenia hematopoetycznego, zajmujaca warstwy nadbazalne naskorka. Komorki Langerhansa sa jednoznacznie identyfikowane przez ekspresje langeryny (CD207), receptora lektynowego typu C, ktory posredniczy w wychwytywaniu antygenu i napedza tworzenie granulek Birbecka -- organelli cytoplazmatycznych o ksztalcie rakiety tenisowej, ktore sa patognomoniczne dla tego typu komorek . Jako profesjonalne komorki prezentujace antygen (APC), komorki Langerhansa laczal odpornosc wrodzona i adaptacyjna w skorze, wychwytujac antygeny na powierzchni naskorka i migrujac do regionalnych wezlow chlonnych, aby prezentowac przetworzone peptydy naiwnym limfocytom T.

Struktura i dystrybucja

Morfologia dendrytyczna

Komorki Langerhansa charakteryzuja sie rozleglymi wypustkami dendrytycznymi, ktore wnikaja miedzy otaczajace keratynocyty, tworzac quasi-ciagla siec pokrywajaca naskork. Ta gwiazdkowata morfologia maksymalizuje powierzchnie dostepna do pobierania probek antygenow, umozliwiajac komorkom Langerhansa wykrywanie patogenow i szkodliwych czynnikow srodowiskowych na calej powierzchni naskorka bez koniecznosci duzej gestosci komorkowej . Wypustki dendrytyczne sa dynamiczne i moga sie wydluzac lub cofac w odpowiedzi na sygnaly zapalne i bodce mikrobiologiczne.

Lokalizacja naskorkowa

Komorki Langerhansa sa umiejscowione glownie w warstwach nadbazalnych naskorka (warstwa kolczysta), choc ich dendryty rozciagaja sie do warstwy ziarnistej i sporadycznie siegaja warstwy rogowej. Ich gestosc rozni sie w zaleznosci od lokalizacji anatomicznej, z najwyzszymi stezeniami na twarzy, szyi i blonie sluzowej narzadow plciowych (700--1000 komorek na mm2) oraz nizszymi gestosciami na tulowiu i konczyanach . Taka dystrybucja koreluje z obszarami najwazszej ekspozycji srodowiskowej i wrzsliwosci bariery.

Granulki Birbecka

Charakterystyczna cecha ultrastrukturalna komorek Langerhansa jest granulka Birbecka, pieciowarstwowa, pretowata organella o charakterystycznej morfologii "rakiety tenisowej" lub "zamka blyskawicznego". Granulki Birbecka sa tworzone poprzez endocytoze mediowana przez langeryne i uczestnicza w przetwarzaniu antygenu i kierowaniu go do kompartmentu endosomalnego . Ich obecnosc w mikroskopii elektronowej pozostaje ostatecznym kryterium identyfikacji komorek Langerhansa w preparatach tkankowych.

Funkcja

Wychwytywanie i przetwarzanie antygenu

Komorki Langerhansa w sposob ciagly monitoruja mikrosrodowisko naskorkowe poprzez wiele mechanizmow: makropinocytoze (masowy wychwyt plynu), endocytoze receptorowa (przez langeryne, receptory mannozowe i receptory Fc) oraz fagocytoze antygenow czasteczkowych i komorek apoptotycznych. Wychwycone antygeny sa internalizowane i przetwarzane na fragmenty peptydowe w kompartmencie endosomalno-lizosomalnym, nastepnie ladowane na czasteczki MHC klasy I i klasy II w celu prezentacji .

Migracja i aktywacja limfocytow T

Po zetkniecniu z sygnalami niebezpieczenstwa -- w tym wzorcami molekularnymi zwiazanymi z patogenami (PAMP), cytokinami takimi jak TNF-alfa i IL-1beta z keratynocytow oraz wzorcami molekularnymi zwiazanymi z uszkodzeniem (DAMP) -- komorki Langerhansa przechodza program dojrzewania. Reguluja w gore czasteczki kostymulacyjne (CD80, CD86), zwiekszaja ekspresje MHC i odlaczaja sie od sieci naskorkowej. Dojrzale komorki Langerhansa migruja nastepnie przez skore wlasciwa i naczynia chlonne doprowaadzajace do stref limfocytow T w okolicznych wezlach chlonnych, gdzie prezentuja kompleksy antygen-MHC naiwnym limfocytom T, inicjujac adaptacyjne odpowiedzi immunologiczne .

Tolerancja immunologiczna

Poza rola w aktywacji odpornosci ochronnej, komorki Langerhansa odgrywaja kluczowa role w utrzymaniu obwodowej tolerancji immunologicznej. W warunkach stanu stalego komorki Langerhansa prezentuja autoantygeny i nieszkodliwe antygeny srodowiskowe przy braku sygnalow kostymulacyjnych, promujac roznicowanie regulatorowych limfocytow T (Treg) i delecje klonow autoreaktywnych limfocytow T . Ta funkcja tolerogenna zapobiega nieodpowiednim reakcjom immunologicznym na mikroorganizmy komensalne i nieszkodliwe czasteczki srodowiskowe -- jej niepowodzenie przyczynia sie do alergicznego kontaktowego zapalenia skory i innych zaburzen nadwrazliwosci.

Uszkodzenia UV i srodowiskowe

Deplecja indukowana UV

Promieniowanie ultrafioletowe jest najlepiej scharakteryzowanym zewnetrznym czynnikiem uszkadzajacym populacje komorek Langerhansa. Ostra ekspozycja na UV indukuje apoptoze komorek Langerhansa, wyzwala przedwczesna migracje z naskorka i uposleda zdolnosc ocalelych komorek do skutecznej prezentacji antygenu. Promieniowanie UVB jest szczegolnie destrukcyjne, redukujac gestosc naskorkowych komorek Langerhansa o 50--90% w ciagu 24--72 godzin od pojedynczej dawki rumieniotwrorczej . Uuwaza sie, ze ta indukowana UV immunosupresja przyczynia sie do zwiekaszonej podatnosci na infekcje skorne i nowotwory skory po przewleklej ekspozycji slonecznej.

Zanieczyszczenia i stres oksydacyjny

Zanieczyszczenia srodowiskowe -- w tym czastki stale (PM2.5), wielopierscieniowe weglowodory aromatyczne i ozon -- uposledzaja funkcje komorek Langerhansa poprzez uszkodzenie oksydacyjne i zaburzenie bariery naskorkowej. Stres oksydacyjny indukowany zanieczyszczeniami uszkadza blony komorek Langerhansa, uposledzenia aparatu przetwarzania antygenu i zmienia profile cytokinowe, przesuwajac odpowiedzi immunologiczne w kierunku przewleklego zapalenia zamiast skutecznej eliminacji patogenow .

Spadek zwiazany z wiekiem

Gestosc i funkcja komorek Langerhansa malejaa progresywnie z wiekiem. Skora starasza zawiera 20--50% mniej komorek Langerhansa niz skora mloda, a pozostale komorki wykazuja zmniejszona zlozonosc dendrytyczna, uposliedzona kinetyke migracji i zmniejszona zdolnosc prezentacji antygenu. Ten zwiazany z wiekiem spadek nadzoru immunologicznego skory wiaze sie ze zwiekszona podatnoscia na infekcje, uposledzonym gojeniem ran i wyzsza czestotliwoscia nowotworow skory w populacjach starszych .

Powiazanie z PDRN

PDRN (polidezoksyrybonukleotyd) wplywa na biologie komorek Langerhansa glownie poprzez aktywacje receptora adenozynowego A2A, ktory moduluje mikrosrodowisko zapalne, w ktorym te komorki straznicze operuja .

Immunomodulacja mediowana przez A2A

Receptor adenozynowy A2A ulega ekspresji na wielu populacjach komorek immunologicznych, w tym na komorkach dendrytycznych. Aktywacja tego receptora przez PDRN podwyzasza wewnatrzkomorkowe cAMP, co promuje fenotyp przeciwzapalny -- redukujac nadmierna produkcje cytokin prozapalnych (TNF-alfa, IL-1beta, IL-6), ktore moga napedzac dysfunkcje i przedwczesna deplecje komorek Langerhansa . Poprzez tlumienie srodowiska zapalnego, PDRN pomaga zachowac zywotnosc i funkcje komorek Langerhansa w okresach stresu skornego, na przyklad po ekspozycji na UV lub zabiegach dermatologicznych.

Wspieranie regeneracji komorek Langerhansa

Po tym, jak uszkodzenie UV lub uraz zabiegowy zubozy naskorkowe populacje komorek Langerhansa, regeneracja zalezy od dwoch procesow: repopulacji z lokalnych komorek prekursorowych i rekrutacji zastepczych komorek pochodzenia monocytarnego z krwiobiegu. Oba procesy wymagajaa odpowiednio regulowanego srodowiska zapalnego -- nadmierne zapalenie uposlenza roznicowanie komorek prekursorowych i zaburza gradienty chemokinowe niezbedne do naprowadzania monocytow do naskorka. Zdolnosc PDRN do rozwiazywania zapalenia i promowania uporzadkowanej naprawy tkanek tworzy warunki sprzyjajace repopulacji komorek Langerhansa .

Dzialanie przeciwzapalne na odpornosc skory

Poprzez modulacje szreszych szlakow przeciwzapalnych w skorze, PDRN posrednio wspiera rownowage miedzy aktywacja immunologiczna a tolerancja, ktora komorki Langerhansa utrzymuja. W skorze zapalnej lub uszkodzonej niekontrolowane uwalnianie cytokin moze przesunac komorki Langerhansa w kierunku nadmiernie stymulacyjnego fenotypu, przyczynijac sie do reakcji nadwrazliwosci i przewleklego zapalenia. Dzialanie przeciwzapalne PDRN pomaga przywrocic rownowage regulacyjna, umozliwiajac komorkom Langerhansa wznowienie normalnej podwojnej roli obrony przed patogenami i tolerancji immunologicznej .

Powiazane koncepcje

• Keratynocyt -- Dominujaca komorka naskorka, ktora sygnalizuje komorkom Langerhansa poprzez uwalnianie cytokin
• Szlaki przeciwzapalne -- Mechanizmy, poprzez ktore PDRN moduluje srodowisko immunologiczne wokol komorek Langerhansa
• Cytokiny -- Czasteczki sygnalowe regulujace dojrzewanie, migracje i funkcje komorek Langerhansa
• Gojenie ran -- Proces, w ktorym regeneracja komorek Langerhansa przyczynia sie do przywrocenia nadzoru immunologicznego
• Polidezoksyrybonukleotyd -- Aktywny zwiazek, ktorego aktywacja receptora A2A wspiera zachowanie komorek Langerhansa
• Stres oksydacyjny -- Szlak uszkodzen srodowiskowych uposledzajacy funkcje komorek Langerhansa