Sel Langerhans - apa itu dan bagaimana cara kerjanya? Fungsi sel Langerhans

Sel Langerhans adalah sel yang berperan penting dalam mekanisme kekebalan kulit. Sel Langerhans menjajah epidermis kita dan mengenali antigen yang muncul di dalamnya. Terlepas dari penelitian bertahun-tahun, sel Langerhans masih dianggap agak misterius di dunia ilmiah - banyak pertanyaan mengenai asal mereka dan mekanisme aksi yang tepat masih belum jelas. Cari tahu apa itu sel Langerhans, bagaimana fungsinya dalam sistem kekebalan dan kondisi apa yang dapat dikaitkan dengan disfungsi sel Langerhans.

Sel Langerhans adalah sel yang berperan penting dalam mekanisme kekebalan kulit. Sel Langerhans menjajah epidermis kita dan mengenali antigen yang muncul di dalamnya. Selain di kulit, sel Langerhans juga ditemukan di epitel mulut, saluran pernapasan, dan sistem genitourinari.

Peran utama sel Langerhans adalah mengenali patogen yang masuk ke tubuh kita melalui penghalang alami. Dalam situasi seperti itu, berkat sel Langerhans, sistem kekebalan segera dirangsang. Sel Langerhans juga berperan penting dalam mekanisme toleransi imun.

Daftar Isi:

1. Sel Langerhans - apa itu dan di mana mereka muncul?
2. Struktur sel Langerhans
3. Sel Langerhans - berfungsi di dalam tubuh
4. Sel Langerhans dan sistem SALT dan MALT
5. Peran sel Langerhans dalam patogenesis penyakit
6. Sel Langerhans - aplikasi klinis

Sel Langerhans - apa itu dan di mana mereka muncul?

Sel Langerhans termasuk dalam populasi sel darah putih yang melakukan fungsi kekebalan. Tempat pembentukannya adalah sumsum tulang. Dari sana, sel Langerhans berakhir di darah, yang membawanya ke jaringan yang sesuai.

Sel Langerhans menghuni kulit kita dan epitel selaput lendir di rongga mulut, nasofaring, saluran pernapasan, saluran pencernaan dan saluran urogenital.

Sel Langerhans termasuk dalam keluarga sel dendritik. Nama mereka berasal dari proyeksi karakteristik yang menyerupai dendrit sel saraf (ini adalah proyeksi yang bercabang menjadi bentuk mahkota pohon).

Sel Langerhans menetap secara permanen di tempat-tempat yang secara konstan berkontak dengan jaringan tubuh kita dengan lingkungan luar. Lokasi mereka tidak disengaja - mereka adalah sel yang mengkhususkan diri dalam melakukan fungsi kekebalan.

Setelah kontak dengan zat asing atau patogen, sel Langerhans "membuat keputusan", apakah perlu untuk merangsang sistem kekebalan dalam situasi tertentu.

Jika demikian, proses respon imun dan netralisasi "penyusup" dimulai. Jika tidak, yang disebut toleransi kekebalan - sistem kekebalan tidak menanggapi antigen yang dimaksud.

Struktur sel Langerhans

Setelah meninggalkan sumsum tulang, sel Langerhans berbentuk bulat kecil. Bentuknya berubah drastis hanya ketika jaringan target dijajah. Kemudian mereka membesar secara signifikan dan membuat tonjolan yang khas.

Selama bertahun-tahun, karena kemiripannya dengan sel saraf, sel Langerhans telah dilihat sebagai bagian dari ujung saraf yang terletak di kulit. Tidak sampai tahun 1970-an hubungan antara sel Langerhans dan sistem kekebalan ditemukan, yang sejauh ini merevolusi pandangan tentang mereka.

Sel Langerhans kemungkinan besar berada di lapisan spinosus epidermis.

Epidermis kita terdiri dari lima lapisan sel. Ini adalah, pada gilirannya (dari dalam) lapisan basal, berduri, butiran, ringan dan bertanduk.

Oleh karena itu, sel Langerhans mendiami lapisan epidermis yang relatif dalam. Namun demikian, mereka dapat melakukan kontrol yang tepat atas seluruh ketebalannya. Bagaimana?

Hal ini dimungkinkan karena tonjolan tersebut di atas yang meluas ke lapisan terluar - lapisan tanduk. Tonjolan ini bergabung menjadi jaringan luas yang memungkinkan Anda membuat penghalang kekebalan yang efisien.

Saat melihat sel Langerhans di bawah mikroskop elektron, kita dapat melihat struktur yang sangat khas dalam bentuk raket tenis. Inilah yang disebut Butiran Birbeck, yang merupakan penanda spesifik sel Langerhans.

"Raket" ini mungkin bertanggung jawab atas proses pemrosesan antigen yang menjadi spesialisasi sel Langerhans. Sel-sel ini memiliki berbagai mekanisme yang memungkinkan mereka menyerap antigen, menganalisisnya, dan menstimulasi atau menekan respons imun.

Baca juga: Kulit - struktur dan fungsi kulit

Sel Langerhans - berfungsi di dalam tubuh

Sel Langerhans menciptakan penghalang kekebalan yang sangat menarik di dalam kulit dan selaput lendir kita. Mari kita lihat lebih dekat fungsinya. Sel Langerhans bertanggung jawab untuk proses berikut:

• Sel Langerhans - presentasi antigen

Tugas terpenting sel Langerhans adalah apa yang disebut presentasi antigen. Tentang apakah fenomena ini? Ini adalah proses mengambil, memproses, dan mendemonstrasikan antigen ke sel lain dari sistem kekebalan. Berkat ini, dimungkinkan untuk merangsang mereka ke respons kekebalan yang terkoordinasi.

Antigen adalah "label" spesifik dari molekul dan sel, yang dikenali oleh sel yang berpatroli di lingkungan jaringan. Antigen memungkinkan untuk mengenali objek tertentu dan membuat keputusan apakah elemen ini patogen atau tidak.

Perlu diingat bahwa antigen tidak hanya ada di permukaan "penyusup". Setiap sel dalam tubuh kita memiliki antigennya sendiri-sendiri, yang dikenali oleh sistem imun sedemikian rupa agar tidak memicu respon inflamasi terhadapnya.

Presentasi antigen sangat penting untuk pertahanan yang efektif melawan patogen. Bagaimana proses ini terjadi di sel Langerhans?

Langkah pertama adalah mengenali unsur asing. Sel Langerhans dilengkapi dengan banyak alat untuk "menangkap" partikel dan mikroba yang berpotensi berbahaya dari lingkungan.

Salah satu alat tersebut adalah yang disebut reseptor pengenalan patogen (PRR). Berkat mereka, sel Langerhans "tahu" bahwa mereka berurusan dengan sel asing dengan sifat patogen.

Ketika sel Langerhans mengenali patogen, mereka ingin segera mengingatkan sel lain dari sistem kekebalan untuk itu. Untuk melakukan ini, mereka harus melahap benda tersebut terlebih dahulu.

Sel Langerhans dilengkapi dengan sejumlah mekanisme yang memungkinkan terjadinya endositosis, yaitu pengambilan zat dari lingkungan luar. Bergantung pada kebutuhan mereka, mereka menggunakan:

• fagositosis ("memakan" partikel padat)
• pinositosis (penyerapan zat cair)
• endositosis dengan partisipasi reseptor khusus

Dalam proses ini, sel Langerhans memiliki kemungkinan untuk dianalisis secara menyeluruh dan untuk mengetahui "penyusup". Kemudian, antigen mikroorganisme diekspos ke permukaan sel Langerhans. Presentasi antigen dimulai.

Kami telah mencapai tahap di mana sel Langerhans menelan patogen dan memaparkan antigennya ke permukaannya.Jadi inilah saatnya untuk mempresentasikannya ke sel lain dari sistem kekebalan. Di mana Anda dapat menemukan sel seperti itu?

Ada relatif sedikit dari mereka di kulit. Di sinilah kita sampai pada keterampilan sel Langerhans yang luar biasa lainnya.

Nah, untuk menghadirkan antigen, mereka bisa meninggalkan kulit dan melakukan perjalanan ke tempat-tempat di mana sel-sel sistem kekebalan berkerumun. Tempat seperti itu adalah kelenjar getah bening.

Sel Langerhans bergerak dari kulit ke kelenjar getah bening melalui jalur limfatik, menggunakan pensinyalan yang tepat. Di sana mereka bertemu dengan banyak limfosit - sel yang mengkhususkan diri dalam menghancurkan mikroba.

Sel Langerhans menghadirkan antigen ke limfosit, yang dengan cara ini belajar mengenali patogen tertentu dan mempersiapkan respons imun terhadapnya.

Selain merangsang yang disebut limfosit sitotoksik, yang mampu menonaktifkan mikroorganisme, proses ini juga menciptakan sel memori imun. Berkat mereka, kontak berikutnya dengan patogen yang sama akan memicu respons kekebalan yang lebih cepat dan lebih baik.

• Sel Langerhans - sifat tolerogenik

Paragraf sebelumnya berfokus pada sifat imunogenik sel Langerhans. Esensinya adalah untuk merangsang sistem kekebalan untuk melawan patogen. Relatif baru-baru ini, ditemukan bahwa sel Langerhans juga mampu melakukan fungsi yang sangat berbeda.

Dalam kondisi yang ditentukan secara ketat, mereka memperoleh sifat tolerogenik. Esensinya adalah untuk menekan respon imun organisme dan menciptakan toleransi terhadap antigen tertentu.

Ternyata sel Langerhans menyerap elemen tubuhnya sendiri (protein, fragmen sel mati) sesering elemen patogen. Kemudian mereka melakukan perjalanan bersama mereka ke kelenjar getah bening dan menampilkannya ke limfosit.

Menariknya, perilaku ini tidak mengarah pada perkembangan autoimunitas (penghancuran sel tubuh sendiri oleh sistem imun). Sebaliknya - yang disebut limfosit pengatur, yang tugasnya adalah untuk menekan respon imun. Inilah cara sistem kekebalan kita belajar mengenali antigennya sendiri.

Hal yang sama terjadi dengan benda asing lain yang tidak patogen. Dalam kehidupan sehari-hari, kulit kita bersentuhan dengan banyak zat (kosmetik, pakaian, perhiasan) yang seharusnya tidak memicu respons peradangan. Berkat sel Langerhans, dimungkinkan untuk mengembangkan toleransi terhadap antigen jenis ini.

Seperti yang dapat dilihat, sel Langerhans secara konstan menyeimbangkan antara aktivitas imunogenik dan tolerogenik.

Menjaga keseimbangan imun di kulit sangatlah penting. Sel-sel Langerhans yang berfungsi dengan baik menghasilkan respons peradangan ketika benar-benar dibutuhkan.

Di sisi lain, memadamkan respons imun yang berlebihan atau tidak perlu memungkinkan untuk mencegah reaksi hipersensitivitas.

• Sel Langerhans - penyembuhan luka

Setiap kerusakan pada kontinuitas kulit dikaitkan dengan kemungkinan penetrasi mikroorganisme yang lebih mudah ke dalam tubuh. Penyembuhan luka tidak hanya bertujuan untuk mengembalikan struktur normal jaringan, tetapi juga untuk mengembalikan kelangsungan pertahanan kekebalan.

Sel Langerhans memainkan peran penting dalam proses ini. Kerusakan pada sel-sel epidermis menyebabkan lingkungan inflamasi yang memungkinkan masuknya sel-sel sistem kekebalan secara lokal. Proses ini, antara lain dikoordinasikan oleh oleh sel Langerhans, ini adalah tahap pertama penyembuhan luka.

Pada titik ini, ada baiknya mengutip sebuah studi ilmiah yang bertujuan untuk menguji hubungan antara jumlah sel Langerhans dan efisiensi proses penyembuhan.

Para ilmuwan melakukan observasi selama 4 minggu terhadap proses penyembuhan luka pada pasien yang dirawat karena kaki diabetik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin banyak sel Langerhans di sekitar luka berkorelasi dengan hasil penyembuhan yang lebih baik.

Penelitian lebih lanjut ke arah ini diperlukan untuk memahami mekanisme yang tepat yang digunakan sel Langerhans bekerja di area kerusakan kulit. Mungkin berkat mereka, kita dapat menemukan cara untuk menggunakan sel Langerhans, misalnya dalam pengobatan luka yang sulit disembuhkan.

Sel Langerhans dan sistem SALT dan MALT

Kulit manusia dan selaput lendir merupakan penghalang mekanis terhadap penetrasi mikroorganisme ke dalam tubuh. Namun fungsinya tidak hanya untuk membuat cangkang pasif. Jaringan-jaringan ini memiliki sejumlah mekanisme kekebalan yang sangat berkembang yang memungkinkan mereka menjalankan fungsi kekebalan.

Peran kulit dan selaput lendir dalam pertahanan tubuh melawan patogen ditekankan oleh fakta bahwa dalam imunologi modern mereka memiliki subunit "sendiri" dalam pengorganisasian sistem kekebalan.

Subunit ini disingkat sebagai SALT dan MALT. Ini adalah sistem kekebalan terkait kulit (Jaringan Limfoid Terkait Kulit) dan Jaringan Limfoid Terkait Mukosa (Jaringan Limfoid Terkait Mukosa).

Seperti yang dapat Anda tebak dengan mudah, sel Langerhans adalah tautan penting dalam kedua hal yang disebutkan di atas. sistem.

Pengoperasian sistem SALT dan MALT didasarkan pada kerjasama sel pembangun epitel, sel penyaji antigen (termasuk sel Langerhans) dan sel yang mampu menetralkan patogen (terutama limfosit). Aksi bersama mereka memungkinkan pengenalan dan pemrosesan antigen secara langsung pada titik masuk ke dalam tubuh.

Pengawasan imunologi yang efektif mencegah penetrasi mikroorganisme dari lingkungan luar ke dalam jaringan dan organ yang lebih dalam.

Peran sel Langerhans dalam patogenesis penyakit

Sel Langerhans yang berfungsi dengan baik membantu menjaga keseimbangan antara respons inflamasi dan toleransi antigen yang dipilih di kulit dan selaput lendir.

Disfungsi sel Langerhans dapat mendasari penyakit dermatologis, imunologi dan bahkan kanker tertentu. Berikut adalah contohnya:

• Histiositosis sel Langerhans

Histiositosis sel Langerhans adalah penyakit onkologis yang terkait dengan perbanyakan sel Langerhans yang berlebihan. Sel-sel ini dapat menumpuk di berbagai organ - kulit, tulang, kelenjar getah bening, dan organ dalam.

Histiositosis sel Langerhans biasanya didiagnosis pada anak-anak, meskipun juga terlihat pada orang dewasa.

Sel Langerhans dapat berkembang biak di tempat tertentu (kemudian kita berbicara tentang bentuk terlokalisasi) atau menempati banyak lokasi (inilah yang disebut bentuk multifokal).

Bentuk terlokalisasi biasanya dikaitkan dengan prognosis yang baik, dan dalam kasus yang jarang terjadi bahkan dapat sembuh sendiri.

Bentuk multifokal membutuhkan pengobatan agresif, terutama dengan kemoterapi. Varian penyakit ini juga dikaitkan dengan prognosis yang lebih buruk.

• Sel Langerhans dan eksim kontak

Eksim kontak disebabkan oleh kulit yang sangat sensitif terhadap faktor eksternal tertentu. Zat yang paling sering menyebabkan eksim kontak termasuk nikel, kromium, beberapa pewarna dan pengawet, serta bahan kosmetik.

Partikel zat ini, berkat ukurannya yang kecil, mampu menembus lapisan epidermis berikutnya. Di beberapa titik ada "pertemuan" dengan sel Langerhans.

Sel Langerhans menyerap molekul-molekul ini (dalam bentuk yang terikat pada protein) dan kemudian menampilkannya di permukaannya. Dengan cara ini, limfosit "mengajar" untuk mengenali zat-zat ini.

Pada saat kontak berulang-ulang dengan mereka (misalnya, pemakaian perhiasan tertentu secara teratur), respon imun dipicu. Peradangan lokal berkembang, dimanifestasikan oleh pembentukan papula dan vesikula yang gatal dan memerah.

Pada poin ini perlu ditekankan bahwa meskipun kulit manusia sering kontak dengan zat yang dijelaskan di atas, gejala eksim kontak relatif jarang muncul.

Toleransi antigen di atas pada kebanyakan manusia mungkin karena sifat tolerogenik sel Langerhans.

• Sel Langerhans dan penyakit dermatologis

Sel Langerhans tampaknya memainkan peran penting dalam patogenesis penyakit kulit tertentu, seperti dermatitis atopik dan psoriasis. Gangguan regulasi kekebalan yang disebabkan oleh sel Langerhans berkontribusi pada perkembangan penyakit dermatologis inflamasi.

Tampaknya aktivitas sel Langerhans di atas telah disebutkan penyakit dialihkan ke aktivitas pro-inflamasi; namun, aktivitas tolerogeniknya melemah.

Ketergantungan ini dapat dikonfirmasi oleh fakta bahwa fotokemoterapi berhasil digunakan dalam pengobatan psoriasis dan dermatitis atopik. Ini adalah pengobatan dengan iradiasi dengan menggunakan radiasi ultraviolet. Iradiasi tersebut menenangkan perubahan kulit.

Diduga salah satu mekanisme kerja fotokemoterapi adalah berkurangnya jumlah dan melemahnya fungsi sel Langerhans yang berkontribusi terhadap penghambatan respon imun yang berlebihan.

• Sel Langerhans dan graft versus host (GvHD)

Penyakit Graft versus Host adalah salah satu kemungkinan komplikasi transplantasi sumsum tulang dan transufusi darah. Esensinya terletak pada penolakan organ penerima oleh transplantasi leukosit donor ke dirinya.

Salah satu organ yang paling sering ditolak selama perjalanan penyakit adalah kulit. Peran pasti sel Langerhans dalam cangkok versus patogenesis inang masih belum diketahui.

Namun, studi ilmiah yang dilakukan sejauh ini pada hewan menunjukkan bahwa mengurangi jumlah sel Langerhans pada penerima transplantasi mengurangi risiko pengembangan reaksi graft-versus-host.

• Sel Langerhans dan infeksi HIV

Selama bertahun-tahun di dunia ilmiah, sel Langerhans dianggap sebagai target pertama serangan HIV. Ada juga hipotesis bahwa sel Langerhans yang terinfeksi HIV membawanya ke kelenjar getah bening, berkontribusi pada penyebaran infeksi ke sel lain dari sistem kekebalan.

Namun, laporan ilmiah terbaru membantah teori di atas. Sel Langerhans sekarang dianggap sebagai penghalang kekebalan: mereka memang menyerap partikel HIV, tetapi menghalangi penularannya lebih lanjut.

Tampaknya sel Langerhans yang diaktivasi oleh virus juga memicu respons yang baik dari sistem kekebalan pada fase awal infeksi.

• Sel Langerhans dan kanker kulit

Sel Langerhans melakukan pengawasan imunologis terhadap mikroorganisme yang muncul di kulit kita. Selain itu, mereka juga mampu mengenali sel kanker dan memicu respons imun terhadapnya.

Dalam studi tentang kanker kulit, telah ditunjukkan bahwa jumlah sel Langerhans di sekitar tumor berkurang secara signifikan. Selama proses neoplastik, presentasi antigen oleh sel Langerhans juga terganggu.

Memahami peran sel Langerhans dalam pertahanan anti kanker memulai serangkaian studi ilmiah yang bertujuan untuk menemukan penggunaan sel-sel ini dalam terapi kanker.

Sel Langerhans - aplikasi klinis

Sel Langerhans adalah subjek penelitian ilmiah yang ditujukan untuk penggunaannya dalam terapi anti kanker.

Contoh metode yang menggunakan sel Langerhans adalah imunisasi perkutan, yaitu - sederhananya - vaksin anti kanker.

Idenya adalah untuk memberikan antigen sel tumor (misalnya protein karakteristik sel melanoma) secara subkutan. Antigen ini akan diproses oleh sel Langerhans dan kemudian disajikan ke sel lain dari sistem kekebalan. Dengan cara ini, sistem kekebalan akan dirangsang untuk melawan kanker.

Penelitian imunisasi perkutan dalam terapi kanker masih terus berlangsung - semoga harapan terkait dengan metode ini akan terkonfirmasi dalam percobaan klinis.

Bibliografi:

1. "Penyakit kulit dan penyakit menular seksual" S. Jabłońska, S.Majewski, PZWL 2013
2. "Sel Langerhans: Merasakan Lingkungan dalam Kesehatan dan Penyakit" J.Decker et. Al. Depan Immunol. 2018; 9:93 - akses on-line
3. "Keseimbangan antara kekebalan dan toleransi: Peran sel Langerhans" K. Mutyambizi et. Al. Cell Mol Life Sci. 2009 Mar; 66 (5): 831–840. - akses on-line
4. "Sel Langerhans - sel dendritik dari epidermis" N.Romani et.al. APMIS Journal of Pathology, Microbiology and Immunology, Volume 111, Issue7-8, July 2003
5. "Imunoterapi tumor dengan imunisasi epikutan membutuhkan sel langerhans." P. Stoitzner et.al. Journal of Immunology 01 Feb 2008, 180 (3) - akses online
6. "Penipisan sel host Langerhans sebelum transplantasi sel T alloreaktif donor mencegah penyakit skin graft-versus-host." Merad M. et.al. Nat Med. 2004 Mungkin; 10 (5): 510-7 - Akses On-Line
7. "Fungsi kekebalan sel Langerhans pada infeksi HIV." Matsuzawa T.et. Al. J Dermatol Sci. 2017 Agustus; 87 (2): 159-167
8. "Peningkatan Jumlah Sel Langerhans di Epidermis Ulkus Kaki Diabetik Berkorelasi dengan Hasil Penyembuhan" O. Stojadinovic, Immunol Res. 2013 Desember; 57 (0): 222–228 - Akses On-Line

Tentang Penulis

Krzysztof Białoży Mahasiswa kedokteran di Collegium Medicum di Krakow, perlahan memasuki dunia tantangan pekerjaan dokter yang terus-menerus. Dia sangat tertarik pada ginekologi dan kebidanan, pediatri dan pengobatan gaya hidup. Pencinta bahasa asing, bepergian dan mendaki gunung.

Baca lebih banyak artikel dari penulis ini