Epidermis. Životni put stanice. melanociti. Langerhansove stanice Langerhansove stanice nalaze se

Naša nas koža štiti od posjekotina, kiselina, niskih i visoke temperature... možda je to sve što možemo čuti o svojstvima kože od nasumično upitane osobe. I kao što vidite, ovdje govorimo o čisto mehaničkim zaštitnim funkcijama. Kožu doživljavamo kao nešto poput bio-kućišta koje nas mehanički štiti.
Svakako jest. Ali to nije sve što je naša koža.

Zapravo, koža je u biti zasebno tijelo naše tijelo. Ovaj je izraz vjerojatno dovoljan da pokaže koliko je to složen objekt. I naravno, u jednom postu nećemo moći ni izbliza opisati sva njegova nevjerojatna svojstva, pa za sada pogledajmo samo jedan aspekt.

Naša koža obavlja imunološke funkcije. Otkriva patogene i bori se protiv njih. Kako točno? Koža sadrži posebne stanice - LANGERHANSOVE STANICE (ne brkati s Langerhansovim otočićima u repu gušterače). To je intradermalni makrofag. "Intradermalno" znači unutar dermisa - srednjeg sloja kože. "Makrofag" znači da lovi patogene i proždire ih.

Langerhansova stanica ponaša se kao pravi pas čuvar - može migrirati iz dermisa u epidermis (najgornji sloj kože) i natrag. Na putu može pogledati u limfne čvorove. Općenito, on čuva, budan, na dužnosti.

Ponekad patogena bakterija naleti na Langerhansovu stanicu ako se uspije probiti kroz gusti sloj keratinocita (rožnatih ljuskica na samoj površini kože) koje na okupu drži MEĐUSTANIČNI CEMENT. A onda Langerhansova stanica, kao dobro pripremljeni makrofag, proždire bakteriju i izlaže njezine fragmente na svojoj vanjskoj membrani.

Za što? Tako prikazuje fragmente patogena T-limfocitima koji žive tu, u blizini, u epidermisu i limfni čvorovi. A onda uobičajeno imunološki odgovor uz sudjelovanje T-pomagača, T-ubojica itd.

U našem epidermisu (gornjem sloju kože) nalazi se puno Langerhansovih stanica, ponekad i do 8% od ukupnog broja stanica! Dakle, imamo vrlo moćnu vojsku u obrani, a osim toga, oni također imaju pomoćnike - druge makrofage - GREENSTAINE STANICE.

Dakle - ruku pod ruku, koplje do koplja, što bi se reklo :) Langerhansove stanice, Greensteinove stanice i T-limfociti koji žive unutar naše kože štite nas od patogena dovoljno jakih i lukavih da svladaju prvu, mehaničku prepreku na svom putu. A budući da okolo ima puno bakterija, naši branitelji imaju dovoljno posla, a stalno ispuštaju bioaktivne tvari koje smrtonosno djeluju na neprijatelja. I tako našoj koži treba zaštita od ovih vlastitih kemikalija kako ne bi oštetile naše vlastite stanice. A to rade druge stanice kože uz pomoć posebnih proteina.

Langerhansove stanice su vrsta makrofaga. Osim epidermisa, nalaze se i u sastavu sluznice usta, anusa, rodnice, mokraćni put, bronhija i rožnice oka. migrirati u kožu iz koštana srž. Ove stanice tvore razgranate citoplazmatske procese - takozvane dendrite, u citoplazmi sadrže značajan broj lizosoma, kao i fagocitirane melaninske granule. Oni mogu uhvatiti antigene i prenijeti ih na T-stanice, a također su sposobni inducirati proliferaciju T-limfocita; prva od imunokompetentnih stanica koja dolazi u kontakt s antigenima vanjsko okruženje, a također sudjeluju u antitumorskim reakcijama tijela, pružajući lokalne zaštitne reakcije epiderme. Merkelove stanice sa susjednim modificiranim dendritima osjetilni neuroni(Merkel diskovi) pružaju taktilnu osjetljivost.

Langerhansove stanice su antigene stanice koje čine manje od 5% svih epidermalnih stanica. Oni hvataju kožne antigene, asimiliraju ih, obrađuju i dalje tvore histokompatibilni kompleks. U roku od nekoliko sati od kontakta, Langerhansove stanice napuštaju epidermis i migriraju limfni sustav prema limfnim čvorovima.

Tijekom proteklih 10 godina naše razumijevanje dendritičnih stanica, njihovog podrijetla i funkcija značajno se poboljšalo. Dokazano je podrijetlo dendritičnih stanica iz koštane srži. Međutim, specifičan stadij početka diferencijacije dendritičnih stanica tek treba razjasniti. Moguća su dva načina diferencijacije: od jedne stanice preteče dendritične stanice ili od zajedničkog pretka mijelomonocitne serije, koja se diferencira do stadija monocita, a monocit se može diferencirati ili u tkivni makrofag ili u dendritsku stanicu. Moguće je da prekursori dendritičnih stanica iz koštane srži krvotokom nasele razna nelimfna tkiva: epidermis kože, sluznice dišnih putova, gastrointestinalni i urogenitalni trakt, intersticijska tkiva srca, bubrega i drugih organa. U epidermisu kože i sluznice dišnih putova te se stanice nazivaju "Langerhansove stanice". Imigracija dendritičnih progenitorskih stanica iz periferne krvi u kožu može biti posljedica činjenice da povećavaju ekspresiju liganda za endotelne selektine. Istodobno se povećava ekspresija E-selektina na endotelnim stanicama dermalnih kapilara. Kolonizacija ne-limfoidnih tkiva dendritskim stanicama stimulira faktor rasta.

Povećana proizvodnja stanica faktora rasta u plućnom tkivu tijekom upale dovodi do regrutiranja u plućno tkivo Langerhansove stanice. Najraniji imigranti u žarište bakterijske upale u plućima su dendritične progenitorske stanice koje izražavaju MHC antigene klase 2. Pristigle stanice ostaju povezane s epitelnim stanicama i diferenciraju se u tipične dendritične stanice. Dendritičke stanice regrutiraju se u epitel dišni put kao odgovor na primjenu aerosola bakterijskog lipopolisaharida (LPS). Isti LPS, očito, kroz indukciju sinteze TNFα, može poslužiti kao signal za odlazak dendritičnih stanica iz perifernog tkiva u drenažni limfni čvor. U ne-limfoidnim tkivima, početna diferencijacija dendritičnih stanica događa se stjecanjem njihove maksimalne aktivnosti.

Proupalni citokini (IL-1, TNFα) uzrokuju ubrzano sazrijevanje dendritičnih stanica i njihovu migraciju iz nelimfoidnih organa u krv ili aferentnu limfu. Tako dendritične stanice migriraju u limfne čvorove, gdje se njihov fenotip dramatično mijenja, pretvaraju se u zrele "prezenterske" stanice, ekspresiraju kostimulatorne molekule na membranama i sposobne su inicirati specifičan odgovor T-limfocita. Među citokinima koji pospješuju diferencijaciju dendritičnih stanica su: TNFα, GM-CSF, IL-4, IFNγ. Nasuprot tome, IL-10 proizveden od keratinocita inhibira funkcije dendritičnih stanica koje predstavljaju antigen. Dendritičke stanice, uz makrofage i B-limfocite, profesionalne su stanice koje prezentiraju antigen. Dendritičke stanice najaktivnije su u pokretanju primarnog imunološkog odgovora.

Dendritičke stanice imaju mnogo sličnosti s makrofagima, ali imaju i značajne razlike. Samo nezrele dendritične stanice imaju fagocitnu aktivnost. rani stadiji diferencijacija u ne-limfoidnim tkivima, kao što su Langerhansove stanice. Glavni put unosa antigena karakterističan za dendritične stanice je makropinocitoza, uslijed koje antigen ulazi u vakuolu, gdje se procesira i nastali peptidi spajaju s MHC molekulama. Tipično, dendritične stanice hvataju antigen na periferiji (u ne-limfnim tkivima), nakon čega migriraju u limfne čvorove, gdje prezentiraju ovaj antigen za TCR prepoznavanje i aktivaciju T stanica.

U tom se slučaju funkcije dendritičnih stanica prebacuju s hvatanja antigena na stimulaciju T-limfocita, za što počinju odgovarajuće adhezivne (ICAM-1, LFA-3) i kostimulatorne (B7-1, B7-2, CD40) molekule. eksprimirati na membrani dendritičnih stanica, kao i molekule CD44 koje kontroliraju migraciju dendritičnih stanica u limfne organe. Dendritičke stanice mogu predstaviti antigen procesiran u fagolizosomima u kombinaciji s MHC molekulama klase 2, a topive egzogene antigene u kompleksu s MHC molekulama klase 1. U ovom slučaju, hvatanje antigena i njegova prezentacija odvojeni su u vremenu i prostoru. Za razliku od makrofaga, dendritične stanice nisu u stanju obavljati funkcije "čistača" s probavom zarobljenih proteina u pojedinačne aminokiseline. U dendritskim stanicama endocitoza je samo prvi korak u prezentaciji antigena. Smatraju se najaktivnijim od profesionalnih stanica za predstavljanje antigena, sposobnih za predstavljanje i vlastitih autoantigenskih epitopa i antigenskih epitopa povezanih s tumorom. Osim toga, dendritične stanice sposobne su konstitutivno sintetizirati fiziološki značajne količine biološki aktivnog MIP-1γ, koji posreduje u kemotaksiji i migraciji T-limfocita, tj. dendritične stanice mogu biti uključene u regrutiranje T-limfocita (i CD4+ i CD8+) prije njihove aktivacije.



Ne brkati s Langerhansovim stanicama – stanicama epidermalnog tkiva.

Langerhansovi otočići- nakupine (endokrinih) stanica koje proizvode hormone, uglavnom u repu gušterače. Otkrio ga je 1869. njemački patolog Paul Langerhans (1849.-1888.). Otočići čine otprilike 1-2% mase gušterače. pankreas odrasle osobe zdrava osoba ima oko milijun otočića (s ukupnom masom od jednog do jednog i pol grama), koji su ujedinjeni konceptom organ endokrinog sustava.

Povijesna referenca

Paul Langerhans, kao student medicine koji je radio za Rudolfa Virchowa, 1869. opisao je nakupine stanica u gušterači koje su se razlikovale od okolnog tkiva, kasnije nazvane po njemu. Godine 1881. K. P. Ulezko-Stroganova prva je ukazala na endokrinu ulogu ovih stanica. Inkreacijska funkcija gušterače dokazana je u Strasbourgu (Njemačka) u klinici najvećih dijabetologa Naunin Mering i Minkowski 1889. godine - otkriven je dijabetes gušterače i prvi put je dokazana uloga gušterače u njegovoj patogenezi. Ruski znanstvenik L. V. Sobolev (1876.-1919.) u svojoj disertaciji “O morfologiji gušterače tijekom podvezivanja njenog kanala kod dijabetesa i nekih drugih stanja” pokazao je da podvezivanje kanal za izlučevine pankreasa dovodi acinarni (egzokrini) dio do potpune atrofije, dok otočići gušterače ostaju netaknuti. L. V. Sobolev je na temelju pokusa došao do zaključka: „funkcija otočića gušterače je regulacija metabolizma ugljikohidrata u tijelu. Odumiranje otočića gušterače i gubitak te funkcije uzrokuje bolno stanje – šećernu bolest.

Nadalje, zahvaljujući brojnim studijama koje su proveli fiziolozi i patofiziolozi u raznim zemljama (provođenje pankreatektomije, dobivanje selektivne nekroze beta stanica gušterače kemijski spoj aloksan), dobiveni su novi podaci o inkreatornoj funkciji gušterače.

Godine 1907. Lane & Bersley (Sveučilište u Chicagu) razlikovali su dva tipa stanica otočića, koje su nazvali tip A (alfa stanice) i tip B (beta stanice).

Godine 1909. belgijski istraživač Jan de Meyer predložio je da se produkt lučenja beta stanica Langerhansovih otočića nazove inzulin (od lat. insula- otočić). Međutim, izravni dokazi o proizvodnji hormona koji utječe na metabolizam ugljikohidrata nisu pronađeni.

Godine 1921., u fiziološkom laboratoriju profesora J. Macleoda na Sveučilištu u Torontu, mladi kanadski kirurg Frederick Banting i njegov pomoćnik, student medicine Charles Best, uspjeli su izolirati inzulin.

Godine 1962. Marlin i suradnici otkrili su da vodeni ekstrakti gušterače mogu povećati glikemiju. Tvar koja uzrokuje hiperglikemiju naziva se "hiperglikemijsko-glikogenolitički faktor". Bio je to glukagon - jedan od glavnih fizioloških antagonista inzulina.

Godine 1967. Donatan Steiner i suradnici (Sveučilište u Chicagu) uspjeli su otkriti proinzulin, protein prekursor inzulina. Pokazali su da sinteza inzulina u beta-stanicama počinje stvaranjem molekule proinzulina, iz koje se kasnije po potrebi odcjepljuju C-peptid i molekula inzulina.

Godine 1973. John Ensik (Sveučilište Washington), kao i niz znanstvenika iz Amerike i Europe, proveo je rad na pročišćavanju i sintezi glukagona i somatostatina.

Godine 1976. Gudworth & Bottaggo otkrili su genetski defekt u molekuli inzulina, otkrivši dvije vrste hormona: normalan i abnormalan. potonji je antagonist normalnog inzulina.

Godine 1979., zahvaljujući istraživanju Lacy & Kemp i suautora, postalo je moguće transplantirati pojedinačne otočiće i beta stanice, bilo je moguće odvojiti otočiće od egzokrinog dijela gušterače i provesti transplantaciju u eksperimentu. Godine 1979.-1980. kod presađivanja beta stanica prevladana je barijera specifična za vrstu (stanice zdravih laboratorijskih životinja usađene su u bolesne životinje druge vrste).

Godine 1990. po prvi su put stanice otočića gušterače transplantirane bolesniku s dijabetes melitusom.

Vrste stanica

Alfa stanice

Glavni članak: alfa stanica

• Alfa stanice čine 15-20% pula stanica otočića i luče glukagon (prirodni antagonist inzulina).

beta stanice

Glavni članak: beta stanica

• Beta stanice čine 65...80% pula stanica otočića - izlučuju inzulin (uz pomoć proteina receptora provodi glukozu u stanice tijela, aktivira sintezu glikogena u jetri i mišićima, inhibira glukoneogenezu. ).

delta stanice

Glavni članak: delta stanica

• Delta stanice čine 3 ... 10% bazena stanica otočića - izlučuju somatostatin (inhibira lučenje mnogih žlijezda);

PP ćelije

Glavni članak: PP kavez

• PP stanice čine 3...5% pula stanica otočića - izlučuju polipeptid gušterače (suzbija sekreciju gušterače i potiče izlučivanje želučanog soka).

Epsilon stanice

Glavni članak: Ipsilon stanica

• Epsilon stanice čine<1 % пула островковых клеток - секретируют грелин («гормон голода» - возбуждает аппетит).

Struktura otočića

Otočić gušterače složen je funkcionalni mikroorganizam s određenom veličinom, oblikom i karakterističnim rasporedom endokrinih stanica. Stanična arhitektura otočića utječe na međustaničnu povezanost i parakrinu regulaciju te sinkronizira otpuštanje inzulina.

Dugo se vremena vjerovalo da su otočići ljudi i pokusnih životinja slični i po strukturi i po staničnom sastavu. Radovi posljednjeg desetljeća pokazali su da kod odraslih jedinki prevladava mozaična struktura otočića, u kojoj su stanice svih vrsta izmiješane po cijelom otočiću, za razliku od glodavaca, za koje je karakterističan plaštasti tip strukture stanica, u kojem beta stanice čine jezgru, a alfa stanice stanice su na periferiji. Međutim, endokrini dio gušterače ima nekoliko vrsta organizacije: to mogu biti pojedinačne endokrine stanice, njihove male nakupine, mali otočići (promjer< 100 мкм) и крупные (зрелые) островки.

Mali otoci imaju istu strukturu kod ljudi i glodavaca. Zreli ljudski Langerhansovi otočići imaju izraženu uređenu strukturu. U sklopu takvog otoka, okruženog membranom vezivnog tkiva, moguće je prepoznati režnjiće ograničene krvnim kapilarama. Jezgra lobula je niz beta stanica, na periferiji lobula, u neposrednoj blizini krvnih kapilara, nalaze se alfa i delta stanice. Dakle, stanični sastav otočića ovisi o njegovoj veličini: relativni broj alfa stanica raste s veličinom otočića, dok se relativni broj beta stanica smanjuje.

Melanociti. Za razliku od keratinocita, koji čine oko 90% populacije epidermalnih stanica, melanociti čine oko 5%. Melanociti imaju veliki broj procesa i nalaze se, povremeno, među stanicama bazalnog sloja, njihovi razgranati procesi protežu se do površine epidermisa. Pigment melanin transportira se do keratinocita, što se prvenstveno događa kroz te dendritične procese. Ovi podaci objašnjavaju podrijetlo normalnih melanocitnih procesa. Većina melanocitnih nevusa i melanoma nema te strukture, pa se melanociti u njima otkrivaju kao neprerađene zaobljene stanice koje ne nalikuju normalnim strukturama.

S normalnim svjetlosna mikroskopija melanociti definiraju se kao pojedinačne stanice među stanicama bazalnog sloja (približno 1 melanocit na 10 bazalnih keratinocita) s okruglim ili ovalnim tamnim jezgrama i slabo prepoznatljivom citoplazmom.

Ultrastrukturni melanociti karakterizirani su relativno svijetlom citoplazmom, nedostatkom međustaničnih kontakata ili desmosoma, ali sadrže različit broj melanosoma u različitim fazama melanizacije. Rani premelanosomi (ne melanizirani) su male membranozne, elipsoidne citoplazmatske vakuole, često s unutarnjim lamelama koje se pojavljuju kao fine periodičnosti. Nakon melanizacije te strukture postaju gusta, neprozirna tijela.To je posljednja vrsta zrelog melanosoma. koji obično prelaze u keratinopite.

Razne tumorske stanice također mogu fagocitirati zreli melanizirani melanosomi iz gornjih ili susjednih keratinocita, pa je otkrivanje ranih melanosoma (premelanosoma) neophodno za ultrastrukturnu potvrdu melanocitnog ili blisko srodnog podrijetla. Aktivni melanociti mogu se razlikovati od epidermalnih stanica pomoću histokemijske DOPA reakcije, koja se temelji na sposobnosti melanocita da sintetiziraju melanin, koji pak ovisi o sintezi enzima tirozinaze.

Melanociti sadrže protein S-100 u citoplazmi, čija je detekcija osjetljiva reakcija, iako nije strogo specifična, budući da živčane stanice i Langerhansove stanice također pozitivno reagiraju na protein S-100.

Langerhansove stanice

Kao melanociti, Langerhansove stanice imaju veliki broj procesa i relativno laganu citoplazmu. Obično se nalaze unutar spinoznog sloja srednjeg epidermisa, iako se povremene stanice mogu naći i u najnižim slojevima epidermisa. Langerhansove stanice su porijeklom iz koštane srži, to su takozvane mononuklearne stanice koje se nalaze u epidermisu. Osmišljeni su za primanje, obradu i predstavljanje informacija o antigenima iz okoliša (a moguće i endogenim antigenima) T-limfocitima u koži i u limfnim čvorovima koji dreniraju kožu. Sukladno tome, oni su važni medijatori različitih stanja poput kontaktnog dermatitisa i potencijalne regresije tumora. Rezidentna populacija Langerhansovih stanica i njima pridruženih imunološki aktivnih limfocita i mononuklearnih stanica nazvana je limfoidno tkivo povezano s kožom (SALT).

S običnim svjetlom mikroskopija Langerhansovih stanica teško razlikovati. Elektronski mikroskopski otkrivaju karakteristične citoplazmatske strukture koje tvore membranske diskove, često s unutarnjom periodičnošću i malim membranskim vezikulama na površini (Birbeckove granule). Ove granule Langerhansovih stanica nalikuju teniskim reketima kada se presjek pregleda u 2D. Kao i melanociti, Langerhansove stanice imaju pozitivnu imunohistokemijsku reakciju na prisutnost proteina S-100. U zamrznutim dijelovima ili u tkivu sačuvanom u Mitchelovoj otopini, GDI antigen se eksprimira na njihovoj površini tijekom imunohistokemijske reakcije. Pokazalo se da je ovaj glikoprotein vrlo specifičan marker za Langerhansove stanice i njihove proliferirajuće oblike, stanice histiocitoze X.

Slika uz tekst daje općeniti opis endokrinog sustava stanice Langerhansovog otočića, bez navođenja njihovog stvarnog položaja unutar njega. Slika također prikazuje strukturu fenestriranih kapilara i autonomnih živčanih vlakana (HB) i živčanih završetaka (NO) prisutnih u perikapilarnom prostoru.

A ćelije (A)- argirofilni poligonalni elementi s duboko invaginiranom jezgrom, istaknutim nukleolom i uglavnom dobro razvijenim organelama. U citoplazmi također može biti prisutno nekoliko lizosoma i pigmentnih granula. Karakteristična značajka A-stanica je prisutnost sekretornih granula (SGG) okruženih jednom membranom, promjera oko 300 nm. Granule nastaju iz Golgijevog kompleksa (G), njihov sadržaj se egzocitozom izbacuje iz tijela stanice. Tijekom ovog procesa, membrana granule se stapa s plazma membranom A-stanice, usmjerena prema kapilari (Cap). Granula se oslobađa između bazalne membrane (BME) endokrine stanice i same endokrine stanice. Samo u tom uskom prostoru vidljiv je sadržaj granula u obliku malih mjehurića. Taj sadržaj postaje nerazlučiv u perikapilarnom prostoru (OP), tj. u prostoru između bazalne membrane endokrine stanice i bazalne membrane kapilara (BMC). A stanice proizvode glukagon.

B stanice (B)- poligonalne stanice s ovalnom i često invaginiranom jezgrom i masivnim nukleolom. Citoplazma sadrži dobro razvijen Golgijev kompleks (G), brojne velike mitohondrije, nekoliko kratkih cisterni zrnatog endoplazmatskog retikuluma i ribosome. Iz Golgijevog kompleksa potječu brojne sekretorne granule (BSG) promjera oko 200 nm, ograničene pojedinačnim membranama. Granule sadrže osmiofilnu "jezgru" u kojoj se može naći jedan ili više politonalnih kristala. Zrnca egzocitozom prvo dospijevaju u perikapilarni prostor, kao što je opisano za A stanice, a zatim u kapilare. B stanice sintetiziraju inzulin.

D-stanice (D)- ovalne ili poligonalne stanice sa zaobljenom jezgrom i dobro razvijenim mitohondrijima i Golgijevim kompleksom (D). Jasno su vidljive i druge organele. Iz Golgijevog kompleksa oslobađaju se sekretorne granule okružene jednom membranom (DSG) promjera 220-350 nm, ispunjene zrnastim, umjereno osmiofilnim materijalom, koji se egzocitozom izlučuje iz tijela stanice, kao što je opisano za A- Stanice. D stanice proizvode somatostatin i gastrin. Oni su vrsta APUD stanica.

PP stanice (PP), odnosno F stanice, - endokrini stanice Langerhansovih otočića, ne samo da se nalaze u jukstaduodenalnim pankreasnim otočićima, već su također povezani s acinarnim stanicama gušterače i stanicama koje oblažu male i srednje velike izvodne kanale. PP stanice imaju okruglu ili eliptičnu jezgru, mitohondrije, umjereno razvijen Golgijev kompleks, kratke cisterne granularnog endoplazmatskog retikuluma i veliki broj malih sekretornih granula okruženih jednom membranom (PSG) promjera 140-120 nm s homogeni sadržaj. PP stanice sintetiziraju polipeptide gušterače.

Glukagon je hormon koji stimulira jetrenu glukoneogenezu. Inzulin je hormon koji stimulira proizvodnju glukoze u stanicama (hepatociti, skeletna mišićna vlakna). Somatostatin je hormon koji inhibira (suzbija) otpuštanje glukagona i hormona rasta, kao i sekreciju gušterače. Pankreatični polipeptid je hormon koji inhibira egzokrinu sekreciju gušterače i proizvodnju žuči.