VERIFIZIERTER INHALTAutor: Krzysztof Bialita

Langerhans-Zellen sind Zellen, die eine Schlüsselrolle in den Immunmechanismen der Haut spielen. Langerhans-Zellen besiedeln unsere Epidermis und erkennen die darin vorkommenden Antigene. Trotz langjähriger Forschung gelten Langerhans-Zellen in der Wissenschaft noch immer als etwas mysteriös – viele Fragen zu ihrer Herkunft und genauen Wirkmechanismen sind noch ungeklärt. Erfahren Sie, was Langerhans-Zellen sind, welche Funktion sie im Immunsystem haben und welche Krankheiten mit einer Fehlfunktion der Langerhans-Zellen in Verbindung gebracht werden können.

Langerhans-Zellensind Zellen, die eine Schlüsselrolle in den Immunmechanismen der Haut spielen. Langerhans-Zellen besiedeln unsere Epidermis und erkennen die darin vorkommenden Antigene. Neben der Haut finden sich Langerhans-Zellen auch im Epithel des Mundes, der Atemwege und des Urogenitalsystems.

Die Hauptaufgabe der Langerhans-Zellen besteht darin, Krankheitserreger zu erkennen, die durch natürliche Barrieren in unseren Körper eindringen. In solchen Situationen wird dank der Langerhans-Zellen das Immunsystem sofort stimuliert. Langerhans-Zellen spielen auch eine wichtige Rolle in den Mechanismen der Immuntoleranz.

Langerhans-Zellen - was sind sie und wo sind sie?

Langerhans-Zellen gehören zur Population der weißen Blutkörperchen, die Immunfunktionen ausüben. Der Ort ihrer Bildung ist das Knochenmark. Von dort landen Langerhans-Zellen im Blut, das sie zu den entsprechenden Geweben transportiert.

Langerhans-Zellen besiedeln sowohl unsere Haut als auch das Schleimhautepithel in Mundhöhle, Nasopharynx, Atemwegen, Magen-Darm-Trakt und Urogenit altrakt.

Langerhans-Zellen gehören zur Familie der dendritischen Zellen. Ihr Name kommt von den charakteristischen Vorsprüngen, die dendriten von Nervenzellen ähneln (dies sind Fortsätze, die sich in die Form der Baumkrone verzweigen).

Langerhans-Zellen siedeln sich dauerhaft an Orten an, an denen unser Gewebe ständig mit der äußeren Umgebung in Kontakt kommt. Ihre Position ist kein Zufall – sie sind Zellen, die darauf spezialisiert sind, Immunfunktionen auszuführen.

Nach Kontakt mitBei einem Fremdstoff oder Krankheitserreger „entscheiden“ die Langerhans-Zellen, ob es in einer gegebenen Situation notwendig ist, das Immunsystem zu stimulieren.

Wenn dies der Fall ist, beginnt der Prozess der Immunantwort und Neutralisierung des "Eindringlings". Wenn nicht, die sog Immuntoleranz – das Immunsystem reagiert nicht auf ein bestimmtes Antigen.

Struktur der Langerhans-Zellen

Langerhans-Zellen nehmen nach Verlassen des Knochenmarks eine kleine, runde Form an. Erst wenn die Zielgewebe besiedelt werden, ändert sich ihre Form drastisch. Dann werden sie deutlich vergrößert und bilden charakteristische Vorsprünge.

Aufgrund ihrer Ähnlichkeit mit Nervenzellen wurden Langerhans-Zellen lange Zeit als Teile von Nervenendigungen in der Haut angesehen. Erst in den 1970er Jahren wurden die Verbindungen zwischen Langerhans-Zellen und dem Immunsystem entdeckt, was die bisherigen Ansichten darüber revolutionierte.

Langerhans-Zellen befinden sich am häufigsten in der Stachelschicht der Epidermis.

Unsere Epidermis besteht aus fünf Zellschichten. Dies sind wiederum (von innen) die Basalschicht, die Dornenschicht, die Kornschicht, die Lichtschicht und die Hornschicht.

Langerhans-Zellen bewohnen relativ tiefe Schichten der Epidermis. Dennoch können sie seine gesamte Dicke präzise steuern. Wie?

Möglich wird dies durch die oben erwähnten Ausstülpungen, die bis in die äußerste Schicht – die Hornschicht – reichen. Diese Vorsprünge verbinden sich zu einem ausgedehnten Netzwerk, mit dem Sie eine effiziente Immunbarriere aufbauen können.

Betrachtet man Langerhans-Zellen im Elektronenmikroskop, erkennt man sehr charakteristische Strukturen in Form von Tennisschlägern. Sie sind die sog Birbeck-Granula, die ein spezifischer Marker für Langerhans-Zellen sind.

Diese "Schläger" sind wahrscheinlich für die Antigenverarbeitung verantwortlich, auf die sich Langerhans-Zellen spezialisiert haben. Diese Zellen verfügen über eine Vielzahl von Mechanismen, die es ihnen ermöglichen, Antigene aufzunehmen, sie zu analysieren und eine Immunantwort zu stimulieren oder zu unterdrücken.

Langerhans-Zellen - Funktionen im Körper

Langerhans-Zellen bilden eine äußerst interessante Immunbarriere innerhalb unserer Haut und Schleimhäute. Schauen wir uns ihre Funktionen genauer an. Langerhans-Zellen sind für folgende Prozesse verantwortlich:

  • Langerhans-Zellen - Antigenpräsentation

Die wichtigste Aufgabe der Langerhans-Zellen ist die sogenannte Antigenpräsentation. Worum geht es bei diesem Phänomen? Es ist der Prozess der Aufnahme, Verarbeitung und Demonstration von Antigenen gegenüber anderenZellen des Immunsystems. Dadurch ist es möglich, sie zu einer koordinierten Immunantwort anzuregen.

Antigene sind spezifische "Etiketten" von Molekülen und Zellen, die von Zellen erkannt werden, die in der Umgebung eines bestimmten Gewebes patrouillieren. Antigene ermöglichen es, ein bestimmtes Objekt zu erkennen und zu entscheiden, ob dieses Element pathogen ist oder nicht.

Es sei daran erinnert, dass Antigene nicht nur auf der Oberfläche von "Eindringlingen" vorhanden sind. Jede Zelle in unserem Körper hat ihre eigenen Antigene, die vom Immunsystem so erkannt werden, dass sie keine Entzündungsreaktion gegen sie auslösen.

Die Antigenpräsentation ist entscheidend für eine wirksame Abwehr von Krankheitserregern. Wie läuft dieser Prozess in Langerhans-Zellen ab?

Der erste Schritt besteht darin, das Fremdelement zu erkennen. Langerhans-Zellen sind mit vielen Werkzeugen ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, potenziell gefährliche Partikel und Mikroben aus der Umgebung zu "fangen".

Eines dieser Tools sind die sogenannten Pathogenerkennungsrezeptoren (PRR). Dank ihnen "wissen" die Langerhans-Zellen, dass sie es mit einer fremden Zelle mit pathogenen Eigenschaften zu tun haben.

Wenn Langerhans-Zellen einen Erreger erkennen, wollen sie sofort andere Zellen des Immunsystems davor warnen. Dazu müssen sie zunächst ein bestimmtes Objekt konsumieren.

Langerhans-Zellen sind mit einer Reihe von Mechanismen ausgestattet, die die Endozytose ermöglichen, also die Aufnahme von Stoffen aus der äußeren Umgebung. Je nach Bedarf verwenden sie:

  • Phagozytose ("fressende" feste Partikel)
  • Pinozytose (Flüssigkeitsabsorption)
  • Endozytose unter Beteiligung spezieller Rezeptoren

Langerhans-Zellen haben bei diesen Prozessen die Möglichkeit, den "Eindringling" gründlich zu analysieren und kennenzulernen. Dann werden die Antigene des Mikroorganismus der Oberfläche der Langerhans-Zelle ausgesetzt. Antigenpräsentation beginnt.

Wir haben das Stadium erreicht, in dem die Langerhans-Zelle den Erreger verschlungen und seine Antigene auf seiner Oberfläche freigelegt hat. Es ist also an der Zeit, sie anderen Zellen des Immunsystems zu präsentieren. Wo findet man solche Zellen?

Es gibt relativ wenige davon in der Haut. Hier kommen wir zu einer weiteren außergewöhnlichen Fähigkeit der Langerhans-Zellen.

Nun, um das Antigen zu präsentieren, können sie die Haut verlassen und an Orte reisen, wo Zellen des Immunsystems wimmeln. Lymphknoten sind solche Orte.

Langerhans-Zellen wandern von der Haut über den lymphatischen Weg zu den Lymphknoten, wobei entsprechende Signale verwendet werden.Dort treffen sie auf viele Lymphozyten - Zellen, die auf die Zerstörung von Mikroorganismen spezialisiert sind.

Langerhans-Zellen präsentieren Antigene an Lymphozyten, die auf diese Weise lernen, einen bestimmten Erreger zu erkennen und eine Immunantwort dagegen vorzubereiten.

Zusätzlich zur Stimulierung der sogenannten zytotoxische Lymphozyten, die in der Lage sind, Mikroorganismen zu inaktivieren, erzeugt dieser Prozess auch Immungedächtniszellen. Dank ihnen löst der nächste Kontakt mit demselben Erreger eine schnellere und besser angepasste Immunantwort aus.

  • Langerhans-Zellen - tolerogene Eigenschaften

Der vorherige Absatz konzentrierte sich auf die immunogenen Eigenschaften von Langerhans-Zellen. Ihre Essenz bestand darin, das Immunsystem zur Bekämpfung von Krankheitserregern zu stimulieren. Vor relativ kurzer Zeit wurde entdeckt, dass Langerhans-Zellen auch in der Lage sind, ganz andere Funktionen auszuführen.

Unter streng definierten Bedingungen nehmen sie tolerogene Eigenschaften an. Ihre Essenz besteht darin, die Immunantwort des Organismus zu unterdrücken und eine Toleranz gegenüber bestimmten Antigenen zu entwickeln.

Es stellte sich heraus, dass Langerhans-Zellen ebenso häufig Elemente des eigenen Organismus (Eiweiße, Fragmente toter Zellen) aufnehmen wie pathogene Elemente. Dann reisen sie mit ihnen zu den Lymphknoten und präsentieren sie den Lymphozyten.

Interessanterweise führt dieses Verh alten nicht zur Entstehung einer Autoimmunität (Zerstörung körpereigener Zellen durch das Immunsystem). Im Gegenteil - die sog regulatorische Lymphozyten, deren Aufgabe es ist, die Immunantwort zu unterdrücken. So lernt unser Immunsystem, die eigenen Antigene zu erkennen.

Dasselbe passiert mit anderen nicht-pathogenen Fremdkörpern. Unsere Haut kommt im Alltag mit einer Vielzahl von Stoffen (Kosmetik, Kleidung, Schmuck) in Kontakt, die keine Entzündungsreaktion auslösen sollten. Es ist den Langerhans-Zellen zu verdanken, dass es möglich ist, eine Toleranz gegenüber dieser Art von Antigenen zu entwickeln.

Wie Sie sehen können, balancieren Langerhans-Zellen ständig zwischen immunogenen und tolerogenen Aktivitäten.

Die Aufrechterh altung des Immunsystems in der Haut ist äußerst wichtig. Normale Langerhans-Zellen erzeugen eine Entzündungsreaktion, wenn es wirklich nötig ist.

Andererseits ermöglicht das Auslöschen einer überschießenden oder unnötigen Immunantwort, Überempfindlichkeitsreaktionen vorzubeugen.

  • Langerhans-Zellen - Wundheilung

Jede Schädigung der Hautkontinuität ist mit der Möglichkeit eines leichteren Eindringens von Mikroorganismen in den Körper verbunden. Bei der Wundheilung geht es nicht nur umWiederherstellung der richtigen Gewebestruktur, aber auch Wiederherstellung der Kontinuität der Immunbarriere

Langerhans-Zellen spielen dabei eine wichtige Rolle. Eine Schädigung der Epidermiszellen führt zu einem entzündlichen Milieu, das den lokalen Einstrom von Zellen des Immunsystems ermöglicht. Dieser Vorgang wird unter anderem koordiniert durch durch Langerhans-Zellen, dies ist die erste Stufe der Wundheilung.

An dieser Stelle lohnt es sich, eine wissenschaftliche Studie zu zitieren, deren Ziel es war, den Zusammenhang zwischen der Anzahl der Langerhans-Zellen und der Effizienz des Heilungsprozesses zu untersuchen.

Wissenschaftler führten eine 4-wöchige Beobachtung des Wundheilungsprozesses bei Patienten durch, die wegen diabetischem Fuß behandelt wurden. Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass mehr Langerhans-Zellen in der Nähe der Wunde mit besseren Heilungsergebnissen korrelierten.

Es bedarf weiterer Forschung, um die genauen Mechanismen zu verstehen, mit denen Langerhans-Zellen in Bereichen mit Hautschäden wirken. Vielleicht lassen sich dank ihnen Wege finden, Langerhans-Zellen zum Beispiel in der Behandlung schwer heilender Wunden einzusetzen.

Langerhans-Zellen und die SALT- und MALT-Systeme

Menschliche Haut und Schleimhäute bilden eine mechanische Barriere gegen das Eindringen von Mikroorganismen in den Körper. Ihre Funktion besteht jedoch nicht nur darin, eine passive Hülle zu schaffen. Diese Gewebe verfügen über eine Reihe hochentwickelter Immunmechanismen, die es ihnen ermöglichen, Immunfunktionen auszuführen.

Die Rolle der Haut und Schleimhäute bei der körpereigenen Abwehr von Krankheitserregern wird dadurch unterstrichen, dass sie in der modernen Immunologie „ihre eigenen“ Untereinheiten in der Organisation des Immunsystems besitzen.

Diese Untereinheiten werden als SALT und MALT abgekürzt. Dies sind das hautassoziierte lymphatische Gewebe (hautassoziiertes lymphatisches Gewebe) und das mukosaassoziierte lymphatische Gewebe (mukosaassoziiertes lymphatisches Gewebe).

Wie Sie leicht erraten können, sind Langerhans-Zellen ein wichtiges Bindeglied in beiden oben genannten Fällen

Die Funktionsweise der SALT- und MALT-Systeme basiert auf der Zusammenarbeit von Epithel-bildenden Zellen, Antigen-präsentierenden Zellen (einschließlich Langerhans-Zellen) und Zellen, die Krankheitserreger neutralisieren können (hauptsächlich Lymphozyten). Ihre gemeinsame Wirkung ermöglicht die Erkennung und Verarbeitung von Antigenen direkt an der Eintrittsstelle in den Körper.

Eine solche effektive Immunüberwachung verhindert das Eindringen von Mikroorganismen aus der äußeren Umgebung in tiefere Gewebe und Organe.

Die Rolle der Langerhans-Zellen in der Pathogenese von Krankheiten

Gut funktionierende Langerhans-Zellen tragen dazu bei, ein Gleichgewicht zwischen der Entzündungsreaktion und derToleranz gegenüber ausgewählten Antigenen in Haut und Schleimhäuten

Funktionsstörungen der Langerhans-Zellen können einigen dermatologischen, immunologischen und sogar neoplastischen Erkrankungen zugrunde liegen. Hier sind ihre Beispiele:

  • Langerhans-Zell-Histiozytose

Langerhans-Zell-Histiozytose ist eine onkologische Erkrankung, die mit einer übermäßigen Vermehrung von Langerhans-Zellen einhergeht. Diese Zellen können sich in verschiedenen Organen ansammeln - Haut, Knochen, Lymphknoten und inneren Organen.

Langerhans-Zell-Histiozytose wird normalerweise bei Kindern diagnostiziert, obwohl sie auch bei Erwachsenen auftritt.

Langerhans-Zellen können sich an einer bestimmten Stelle vermehren (dann sprechen wir von einer lokalisierten Form) oder zahlreiche Stellen besetzen (man spricht von einer multifokalen Form).

Die lokalisierte Form hat in der Regel eine gute Prognose und heilt in seltenen Fällen sogar selbst aus.

Die multifokale Form erfordert eine aggressive Behandlung, meist mit Chemotherapie. Auch diese Variante der Erkrankung ist mit einer schlechteren Prognose verbunden.

  • Langerhans-Zellen und Kontaktekzem

Kontaktekzeme werden durch eine Überempfindlichkeit der Haut gegenüber bestimmten äußeren Faktoren verursacht. Zu den Substanzen, die am häufigsten Kontaktekzeme verursachen, gehören: Nickel, Chrom, einige Farb- und Konservierungsstoffe sowie kosmetische Inh altsstoffe.

Die Partikel dieser Substanzen sind dank ihrer geringen Größe in der Lage, die nachfolgenden Schichten der Epidermis zu durchdringen. Irgendwann "treffen" sie sich mit Langerhans-Zellen.

Langerhans-Zellen nehmen diese Moleküle (in an Proteine ​​gebundener Form) auf und präsentieren sie dann auf ihrer Oberfläche. Auf diese Weise "lehren" sie Lymphozyten, obige Substanzen zu erkennen.

Im Moment des wiederholten Kontakts mit ihnen (z. B. regelmäßiges Tragen eines bestimmten Schmucks) wird eine Immunantwort ausgelöst. Lokale Entzündungen entwickeln sich als juckende, gerötete Knoten und Bläschen.

An dieser Stelle sei betont, dass trotz des häufigen Kontakts der menschlichen Haut mit den oben beschriebenen Substanzen die Symptome des Kontaktekzems relativ selten auftreten.

Die Toleranz der meisten Menschen gegenüber den oben genannten Antigenen beruht wahrscheinlich auf den tolerogenen Eigenschaften der Langerhans-Zellen.

  • Langerhans-Zellen und dermatologische Erkrankungen

Langerhans-Zellen scheinen eine wichtige Rolle bei der Pathogenese bestimmter Hauterkrankungen zu spielen, wie z atopische Dermatitis und Psoriasis. Immunregulationsstörungen für dieLangerhans-Zellen reagieren, tragen zur Entstehung entzündlicher dermatologischer Erkrankungen bei

Es scheint, dass die Aktivität der Langerhans-Zellen in den oben genannten Krankheiten werden in Richtung entzündungsfördernder Aktivität verschoben; ihre tolerogene Aktivität ist jedoch abgeschwächt.

Die Bestätigung dieser Abhängigkeiten kann die Tatsache sein, dass die Photochemotherapie sowohl bei der Behandlung von Psoriasis als auch bei atopischer Dermatitis erfolgreich eingesetzt wird. Es ist eine Behandlung mittels Bestrahlung unter Verwendung von ultravioletter Strahlung. Eine solche Bestrahlung lindert Hautveränderungen.

Es wird vermutet, dass einer der Mechanismen der Photochemotherapie die Verringerung der Anzahl und Schwächung der Funktion von Langerhans-Zellen ist, was zur Hemmung einer überschießenden Immunantwort beiträgt.

  • Langerhans-Zellen und Graft-versus-Host (GvHD)

Die Graft-versus-Host-Krankheit ist eine der möglichen Komplikationen bei Knochenmarktransplantationen und Bluttransfusionen. Seine Essenz ist die Abstoßung der Organe des Empfängers durch die transplantierten Spender-Leukozyten.

Eines der im Krankheitsverlauf am häufigsten abgestoßenen Organe ist die Haut. Die genaue Rolle der Langerhans-Zellen bei der Graft-versus-Host-Pathogenese ist noch unbekannt.

Bisher an Tieren durchgeführte Untersuchungen zeigen, dass die Verringerung der Anzahl von Langerhans-Zellen beim Transplantatempfänger das Risiko für die Entwicklung einer Graft-versus-Host-Reaktion verringert.

  • Langerhans-Zellen und HIV-Infektion

Viele Jahre lang g alten Langerhans-Zellen in der wissenschaftlichen Welt als das erste Ziel eines HIV-Angriffs. Es wurde auch die Hypothese aufgestellt, dass HIV-infizierte Langerhans-Zellen es zu den Lymphknoten tragen und zur Ausbreitung der Infektion auf andere Zellen des Immunsystems beitragen.

Die neuesten wissenschaftlichen Berichte widerlegen jedoch die oben genannten Theorien. Langerhans-Zellen gelten heute als Immunbarriere: Sie absorbieren zwar HIV-Partikel, blockieren aber die weitere Übertragung.

Es scheint auch, dass virusaktivierte Langerhans-Zellen in der Anfangsphase der Infektion eine günstige Immunantwort induzieren.

  • Langerhans-Zellen und Hautkrebs

Langerhans-Zellen führen eine immunologische Überwachung der Mikroorganismen durch, die in unserer Haut vorkommen. Darüber hinaus sind sie auch in der Lage, Krebszellen zu erkennen und eine Immunantwort gegen sie auszulösen.

In Studien zu Hautkrebs wurde gezeigt, dass die Zahl der Langerhans-Zellen in der Umgebung des Tumors deutlich reduziert ist. Während des Prozesses der Neubildung wird auch die Präsentation von Antigenen durch Langerhans-Zellen beeinträchtigt.

Das Verständnis der Rolle der Langerhans-Zellen bei der Krebsabwehr führte zu einer Reihe wissenschaftlicher Studien, die darauf abzielten, die Verwendung dieser Zellen in der Krebstherapie zu finden.

Langerhans-Zellen - klinische Anwendung

Langerhans-Zellen sind Gegenstand wissenschaftlicher Forschung, die auf ihren Einsatz in der Krebstherapie abzielt.

Ein Beispiel für eine Methode, bei der Langerhans-Zellen verwendet werden, ist die perkutane Immunisierung, die - vereinfacht gesagt - ein Anti-Krebs-Impfstoff ist.

Die Idee ist die subkutane Verabreichung von Tumorzellantigenen (z. B. für Melanomzellen charakteristische Proteine). Diese Antigene würden von Langerhans-Zellen verarbeitet und dann anderen Zellen des Immunsystems präsentiert. Auf diese Weise würde das Immunsystem angeregt, den Krebs zu bekämpfen.

Die Erforschung der perkutanen Immunisierung in der Krebstherapie ist noch nicht abgeschlossen - hoffentlich werden die Hoffnungen in Bezug auf diese Methode in klinischen Experimenten bestätigt.

Über den AutorKrzysztof BialazitEin Medizinstudent am Collegium Medicum in Krakau, der langsam in die Welt der ständigen Herausforderungen der ärztlichen Arbeit eindringt. Sie interessiert sich besonders für Gynäkologie und Geburtshilfe, Pädiatrie und Lifestyle-Medizin. Ein Liebhaber von Fremdsprachen, Reisen und Bergwandern.

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Immunsystem