LANGERHANS-ZELLEN: EIGENSCHAFTEN, MORPHOLOGIE, FUNKTIONEN - BIOLOGIE - 2025

Die Langerhans-Zellen sind eine Gruppe von Zellen des Immunsystems von Säugetieren mit einer umfassenden Antigenpräsentation. Sie kommen hauptsächlich in Geweben vor, die der äußeren Umgebung ausgesetzt sind, wie z. B. der Haut. Sie sind aber unter anderem auch im Thymus oder in den Mandeln zu finden.

Diese Zellen sind Teil der sogenannten dendritischen Zellen. Sie wurden 1868 vom damaligen deutschen Medizinstudenten Paul Langerhans entdeckt, daher ihr Name. Sie waren die ersten beschriebenen dendritischen Zellen.

Birbeck Granulat oder Körper. Charakteristische Strukturen von Langerhans-Zellen. Entnommen und bearbeitet von: Josef Neumüller, Sylvia Emanuela Neumüller-Guber, Johannes Huber, Adolf Ellinger und Thomas Wagner.

Sie unterscheiden sich von anderen ähnlichen Zellen durch das Vorhandensein von Organellen oder Birbeck-Körpern. Die Hauptfunktion von Langerhans-Zellen besteht darin, externe Wirkstoffe zu absorbieren und zu verarbeiten und die Immunantwort zu initiieren und zu regulieren.

Langerhans-Zellen (im Folgenden CLs) sind eine der bekannten dendritischen Zellsorten, obwohl einige Autoren sie alle als gleich klassifizieren. Andererseits sollten die CLs nicht mit den Langerhans-Inseln oder den Riesenzellen von Langhans verwechselt werden.

Geschichte

Langerhans-Zellen wurden 1868 vom deutschen Arzt und Anatom Paul Langerhans als Medizinstudent entdeckt. Langerhans wies ursprünglich darauf hin, dass es sich um eine Art Nervenzelle oder einen Nervenrezeptor handelt, da sie sehr ähnlich sind Dendriten.

Dank der Forschungen der bekannten venezolanischen Dermatologin Dr. Imelda Campo-Aasen, die während ihres Aufenthalts in England feststellte, dass es sich bei den CLs um epidermale Makrophagen handelte, galten sie ab 1969 als Zellen des Immunsystems.

Langerhans-Zellen wurden 1973 in die Gruppe der dendritischen Zellen aufgenommen, dank der Studien der Forscher Ralph Steinman und Zanvil Cohn, die den Begriff geprägt hatten, um einige Makrophagenzellen zu bezeichnen, die eine Rolle bei der adaptiven Immunantwort spielen.

Eigenschaften

Sie sind Antigen-präsentierende Zellen. Sie zeichnen sich hauptsächlich durch zytoplasmatische Organellen aus, sogenannte Birbeck-Körper. Sie befinden sich in allen Epidermisschichten (Haut) und sind in der Dornschicht, dh zwischen der körnigen und der Grundschicht der Epidermis, stärker ausgeprägt.

Sie kommen auch in Geweben wie Lymphknoten, in der Auskleidung der Mundhöhle, der Mandeln, des Thymus, der Vagina und der Vorhaut vor. Diese Zellen haben die Besonderheit, ihre Membranprozesse zwischen Epithelzellen auszudehnen, ohne die optimale Funktion der Epithelbarriere zu verändern.

Längsschnitt der Innenauskleidung der Vagina. Entnommen und bearbeitet von: Jpogi bei English Wikipedia.

Sie treten ab Woche 14 der Embryonalentwicklung im Körper auf. Sobald sie erscheinen, besetzen sie die Epidermis und den Rest der oben genannten Gewebe. Innerhalb dieser Gewebe replizieren sie und vervollständigen ihren Zyklus in ungefähr 16 Tagen.

Die CLs repräsentieren bei einem gesunden Menschen ungefähr 4% der gesamten Zellen der Epidermis. Ihre Verteilung und Dichte variieren von einer anatomischen Stelle zur anderen. Es wird geschätzt, dass in der Epidermis mehr als 400 bis 1000 Langerhans-Zellen pro Quadratmillimeter vorhanden sein können.

Morphologie

Wenn Langerhans-Zellfärbungstests durchgeführt werden und sie unter Verwendung eines Elektronenmikroskops beobachtet werden, ist ersichtlich, dass sie durch einen Schlitz von den Keratozyten (vorherrschenden Zellen der Epidermis) getrennt sind.

Sie können auch die charakteristischen Birbeck-Körper sehen, die an einem Ende einer geraden und flachen Struktur wie ein Stock, ein Tennisschläger oder eine halbkugelförmige Blase geformt sind.

Es gibt eine Gruppe von Zellen, die mit Langerhans-Zellen identisch sind, jedoch nicht die charakteristischen Birbeck-Körper aufweisen. Diese werden "unbestimmte Zellen" genannt. Wissenschaftler glauben, dass ein Protein namens Lectin zusammen mit anderen Faktoren für die Bildung dieser Körnchen oder Körper verantwortlich ist.

Langerhans-Zellen ähneln anderen Makrophagen. Sie weisen jedoch eine unterschiedliche Morphologie auf, je nachdem, ob sie unreif, reif und selbst wenn sie ein Antigen eingefangen haben.

Unreife Langerhans-Zellen

Während ihres unreifen Stadiums zeigen sie eine Sternmorphologie mit vielen Vesikeln. Sie messen etwa 10 Mikrometer.

Reife Langerhans-Zellen

Im reifen Stadium können Langerhans-Zellen eine Vielzahl von Membranprozessen aufweisen (in der Plasmamembran). Diese können Dendritenformen, Schleier oder Pseudopoden haben.

Ein Beispiel für diese Membranprozesse ist die Schleierform. Dies wird gebildet, nachdem die Zelle während einer Infektion ein Antigen eingefangen hat. Von da an ändert sich die dendritische Morphologie zu schleierartigen Projektionen der Plasmamembran.

Eigenschaften

CLs erfüllen im Körper die Funktion, Antigene einzufangen und zu verarbeiten. Diese Zellen können sich von der Haut zum lymphoiden Gewebe bewegen, und wenn sie dort ankommen, beginnen sie mit Lymphozyten (T-Zellen) zu interagieren, um die adaptive Immunantwort auszulösen.

Histologie

Die Histologie ist ein Zweig der Biologie, der für die Untersuchung der Zusammensetzung, des Wachstums, der Struktur und der Eigenschaften der Gewebe aller lebenden Organismen verantwortlich ist. Bei Langerhans-Zellen wird auf tierisches Epithelgewebe verwiesen, insbesondere auf das des Menschen.

Epidermis

Langerhans-Zellen befinden sich in der Epidermis. In dieser dünnen Hautschicht stellen diese Zellen einen kleinen Teil der vorherrschenden Zellen wie Keratozyten dar. Sie teilen das Epithel auch mit zwei anderen Zelltypen, den Melanozyten und Merkel-Zellen.

Dermis

Die Dermis ist eine weitere Hautschicht, in der auch Langerhans-Zellen vorhanden sind. Im Gegensatz zu dem, was in der Epidermis passiert, werden die CLs hier von einer anderen Gruppe von Zellen begleitet, die als Mastzellen, Histozyten, Fibrozyten und dermale Dendrozyten bezeichnet werden.

Krankheiten

Sexuell übertragbare Krankheiten

Obwohl Langerhans-Zellen die Funktion haben, Antigene einzufangen und zu verarbeiten, gibt es eine große Debatte über ihre Wirksamkeit als Barriere gegen sexuell übertragbare Krankheiten, die durch Viren wie HIV (Acquired Immunodeficiency Virus) oder HPV (Virus of) verursacht werden menschliches Papillom).

Einige Forscher schlagen vor, dass diese Zellen Reservoire und sogar Vektoren für die Ausbreitung dieser Krankheiten werden können; Andererseits haben andere die Effizienz des in CLs und anderen Makrophagen vorhandenen Langerin-Proteins bewertet und darauf hingewiesen, dass es eine erfolgreiche natürliche Barriere gegen Krankheiten wie HIV-1 darstellt.

Langerhans-Zell-Histiozytose

Es ist als sehr seltene Krebsart bekannt, die auf die Proliferation abnormaler Langerhans-Zellen zurückzuführen ist. Diese Zellen stammen aus dem Knochenmark und können von der Haut zum Knoten oder Lymphknoten wandern.

Symptome manifestieren sich als Knochenläsionen bei Krankheiten, die andere Organe betreffen, sogar den Körper im Allgemeinen.

Die Diagnose der Krankheit wird durch eine Gewebebiopsie gestellt. Hierbei sollten CLs mit Eigenschaften auftreten, die sich stark von den üblichen unterscheiden, wie beispielsweise körniges Zytoplasma mit rosa Färbung und Zellrand, die sich von normal unterscheiden.

Zur Behandlung dieser Krankheit wurde vorgeschlagen, bei Kindern eine Bestrahlung von etwa 5 bis 10 Grau (Gy) und bei Erwachsenen von 24 bis 30 Gy anzuwenden. Bei systemischen Pathologien werden Chemotherapie und Cremesteroide im Allgemeinen bei Hautläsionen eingesetzt. Die Krankheit hat eine hohe Überlebensrate mit 10% Mortalität.

Hochleistungsmikroskopische Aufnahme der Langerhans-Zell-Histiozytose. Entnommen und bearbeitet von: Nephron

Andere Pathologien

Die Exposition der Epidermis gegenüber der äußeren Umgebung und die Vielzahl von Faktoren, die die korrekte Homöostase beeinflussen können, können eine geringe Effizienz der Funktionen der Langerhans-Zellen auslösen.

Diese geringe Effizienz könnte es Parasiten, Pilzen, Bakterien und Allergenen ermöglichen, unter anderem über das Epithel in den Körper einzudringen, wodurch das Individuum geschädigt werden kann.

Verwendung in der Medizin

Die heutige Medizin scheint keine Grenzen zu kennen, jeden Tag werden neue Therapien für Krankheiten entdeckt, die aus Bioaktivstoffen, Zellen und Organismen bestehen, von denen Sie nie gedacht haben, dass sie auf dem Gebiet der Medizin so wichtig sein könnten.

Langerhans-Zellen wurden experimentell als Modulatoren der Immunantwort verwendet, um entweder die Antwort zu erzeugen, sie zu verstärken oder sie zu vermeiden.

Behandlung von Melanomen

Es ist aus einer Vielzahl erfolgreicher Studien sowohl bei Tieren als auch beim Menschen zur Behandlung von Melanomen (Hautkrebs) bekannt. In diesen Tests wurden Langerhans-Zellen von denselben Patienten erhalten und unter kontrollierten Bedingungen stimuliert.

Sobald die CLs angemessen stimuliert wurden, werden sie dem Patienten erneut implantiert, um eine Antitumor-Immunantwort zu erzeugen. Die Ergebnisse dieser Tests sind nach Ansicht einiger Autoren sehr ermutigend.

Behandlungen gegen

Leishmania sp., Ist eine Gattung von Protozoen, die die Hautkrankheit verursacht, die als Leishmaniose bekannt ist. Diese Krankheit manifestiert sich als Hautgeschwüre, die spontan heilen. Kritische oder tödliche Manifestationen der Krankheit zeigen nicht nur Geschwüre, sondern auch Entzündungen der Leber und Milz.

Eine Gruppe von Forschern entdeckte, dass DNA- und / oder RNA-Sequenzen eingefügt werden können, um Langerhans-Zellen zu modifizieren, um interessierende Antigene zu codieren und zu exprimieren und Substanzen zu produzieren, die die Immunantwort verstärken, die zur Bekämpfung von Krankheiten wie Leishmaniose erforderlich ist.

Andere Behandlungen

Derzeit gibt es Versuche, Langerhans-Zellen und sogar andere dendritische Zellen zu entwickeln und zu modifizieren, um Immunantworten nicht nur für Melanome und Leishmaniose, sondern auch für Hautallergien und sogar Autoimmunerkrankungen zu erzeugen und zu verstärken.

Andererseits ist es erwähnenswert, dass entdeckt wurde, dass das Vorhandensein bestimmter chemischer Elemente und Verbindungen, die in heißen Quellen und Schwefelwässern, auch als medizinisches Wasser bekannt, enthalten sind, die Immunantwort von CLs verbessert. Aus diesem Grund werden sie manchmal zur Behandlung von Psoriasis und Neurodermitis eingesetzt.

Verweise

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