Die Funktion von Peyers Patches

Inhalt

• TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
• Ein isoliertes Immunsystem
• Lymphoide Gewebenetzwerke
• Die Struktur und Anzahl der Peyers Patches
• Der Pinselrahmen und die Oberfläche
• Peyers Patches und Microfold Cells
• M-Zellen erleichtern eine adaptive Immunantwort

Peyers Pflaster sind ovale Bereiche verdickten Gewebes, die in die schleimsekretierende Auskleidung des Dünndarms von Menschen und anderen Tieren eingebettet sind. Sie wurden erstmals 1677 von ihrem Namensvetter Johann Peyer beobachtet. Obwohl er sie mit der ihm vor Hunderten von Jahren zur Verfügung stehenden Technologie beobachten konnte, ist es bekannt, dass sie aufgrund der Art und Weise ihrer Gewebestruktur schwierig zu visualisieren sind sie scheinen sich in die umgebende Darmschleimhaut einzufügen. Sie konzentrieren sich meist im Ileum, dem letzten Abschnitt des Dünndarms beim Menschen, bevor der Dickdarm beginnt. Obwohl Peyers Pflaster ein Merkmal sind, das nur im Magen-Darm-Trakt zu finden ist, besteht ihre Hauptfunktion darin, als Teil des Immunsystems zu wirken. Die Pflaster bestehen aus Lymphgewebe; Dies bedeutet zum Teil, dass sie voll von weißen Blutkörperchen sind, die auf der Suche nach Krankheitserregern sind, die in das verdaute Futter, das durch den Darm fließt, eingemischt werden könnten.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Peyers Pflaster sind runde, verdickte Bereiche des Gewebes, die sich in der Schleimhaut der Darmschleimhaut befinden. Im Inneren des Pflasters befindet sich eine Ansammlung von Lymphknoten, die mit weißen Blutkörperchen gefüllt sind. Das Oberflächenepithel von Peyers Flecken ist mit spezialisierten Zellen überlagert, die als M-Zellen bezeichnet werden. Durch die Morphologie der Pflaster können sie eine Art isoliertes Immunsystem verwenden, um Krankheitserreger zu identifizieren und zu bekämpfen, ohne die vollständige Immunantwort des Körpers auf jeden Fremdkörper, der durch den Darm gelangt, einschließlich Speisereste.

Ein isoliertes Immunsystem

Das Immunsystem ist im gesamten Körper präsent und aktiv, obwohl es in verschiedenen Organen unterschiedliche Formen annimmt. Es hat drei Hauptaufgaben:

Der Magen-Darm-Trakt ist einer besonders hohen Anzahl von Krankheitserregern ausgesetzt, die durch das Verstauen in Lebensmitteln und Flüssigkeiten in den Körper gelangen. Daher ist es wichtig, dass das Immunsystem die Möglichkeit hat, Mikroorganismen und andere Toxine, die in den Darm gelangen, zu identifizieren und auf sie abzuzielen. Das Problem ist, dass das adaptive Immunsystem, wenn es in der Auskleidung des Dünndarms genauso präsent wäre wie in der Blutbahn und bestimmten anderen Geweben, jedes Lebensmittelteilchen als Fremdkörper und Bedrohung behandelt. Der Körper wäre aufgrund der Immunantwort in einem ständigen Entzündungs- und Krankheitszustand, und es wäre unmöglich, Nahrung zu sich zu nehmen oder Nährstoffe und Feuchtigkeit zu erhalten. Peyers Patches bieten eine Lösung für dieses Problem.

Lymphoide Gewebenetzwerke

Peyers Pflaster bestehen aus Lymphgewebe, einschließlich Lymphknoten. Ihre Zusammensetzung ähnelt dem Gewebe in der Milz und in anderen Körperteilen, die am Lymphsystem beteiligt sind. Lymphoidgewebe enthält eine große Anzahl weißer Blutkörperchen. Diese Art von Gewebe ist stark am Immunsystem beteiligt. Schleimsekretierende Membranen im Körper sind oft Teil der primären Abwehr gegen Krankheitserreger. Das angeborene Immunsystem beinhaltet physische Barrieren, die als primäre Abwehrmechanismen gelten und als erste Blockade dienen, um Krankheitserreger fernzuhalten oder zu entfernen. Zum Beispiel fängt die Schleimhaut der Nasenlöcher Allergene und infektiöse Mikroben ein, bevor sie weiter in den Körper gelangen können. Lymphoides Gewebe ist in Schleimhautbereichen weit verbreitet und unterstützt deren Immunantwort auf Fremdkörper mit einer sekundären Reaktion, dem adaptiven Immunsystem. Die Netzwerke von lymphoiden Flecken im Schleimhautgewebe sind als Mucosa-assoziierte lymphoide Gewebe oder MALT bekannt. Sie bieten die schnellste und präziseste adaptive Reaktion auf Krankheitserreger.

Die Auskleidung des Magen-Darm-Traktes ist wie die Auskleidung der Nasenlöcher eine Schleimhaut, die frühzeitig mit Fremdkörpern in Kontakt kommt. Essen, Trinken, Partikel in der Luft und andere Stoffe gelangen direkt durch den Mund in den Körper. Peyers Pflaster sind Teil des Netzwerks von Lymphgewebe im Dünndarm, zusammen mit zusätzlichen Lymphknoten, die über Ileum, Jejunum und Zwölffingerdarm verstreut sind. Diese Knötchen ähneln in der zellulären Morphologie Peyers Flecken, sind jedoch signifikant kleiner. Dieses Darmgewebenetzwerk ist eine Art von MALT und wird auch genauer als Darm-assoziiertes Lymphgewebe oder GALT bezeichnet. Die Morphologie der Pflaster (ihre Form und Struktur) ermöglicht es ihnen, eine Art isoliertes Immunsystem zu verwenden, um Krankheitserreger zu identifizieren und auf sie abzuzielen, ohne die vollständige Immunantwort des Körpers auf jeden Fremdkörper, der durch den Darm gelangt, einschließlich Nahrungspartikeln, einzubeziehen.

Die Struktur und Anzahl der Peyers Patches

Durchschnittlich hat jeder Erwachsene 30 bis 40 Peyer-Pflaster in den Organen des Dünndarms. Sie befinden sich meist im Ileum, einige im angrenzenden Jejunum und einige erstrecken sich bis zum Zwölffingerdarm. Untersuchungen haben ergeben, dass die Anzahl der im Darm vorhandenen Peyer-Pflaster nach dem Alter des Menschen über die späten 20er Jahre hinaus signifikant abnimmt. Um herauszufinden, wie viele Peyer-Pflaster Menschen bei Geburt und Wachstum haben, führten Wissenschaftler Biopsien des Dünndarms bei Säuglingen und Kindern unterschiedlichen Alters durch, die plötzlich an Ursachen gestorben waren, die nichts mit dem Magen-Darm-Trakt zu tun hatten. Die Ergebnisse zeigten, dass die Anzahl der Pflaster von durchschnittlich 59 im dritten Trimenon auf durchschnittlich 239 im Pubertätsalter anstieg. Die Patches nahmen in dieser Zeit ebenfalls an Größe zu. Bei Erwachsenen nimmt die Anzahl der Pflaster mit zunehmendem Alter ab den 30er Jahren ab.

Peyers Flecken befinden sich in der Schleimhaut der Darmschleimhaut und erstrecken sich bis in die Submukosa. Die Submukosa ist eine dünne Gewebeschicht, die die Mukosa mit der dicken röhrenförmigen Muskelschicht des Darms verbindet. Peyers Flecken erzeugen eine leichte Rundung in der Oberfläche der Schleimhaut, die sich in das Darmlumen hinein erstreckt. Das Lumen ist der „leere“ Raum im Magen-Darm-Schlauch, durch den aufgenommene Materie gelangt. Innerhalb des Pflasters befindet sich eine Ansammlung von Lymphknoten, die mit weißen Blutkörperchen gefüllt sind, insbesondere solchen, die als B-Lymphozyten oder B-Zellen bekannt sind. Die gewölbte Oberfläche des Pflasters im Darmlumen ist mit dem Epithel ausgekleidet - einer Schicht von Zellen, die über vielen Organen und anderen Strukturen im Körper von Tieren eine Membran bilden. Haut ist eine Art Epithel, die Epidermis genannt wird.

Der Pinselrahmen und die Oberfläche

Die meisten Zellen, die den Dünndarm auskleiden und als Enterozyten bezeichnet werden, haben eine andere Morphologie als die Epithelzellen auf Peyers Pflastern. Im menschlichen Körper ist der Dünndarm so um sich selbst und einige innere Organe geschlungen, dass er bei einer geraden Bewegung eine Länge von etwa 2 m hat. Wenn die Lumenoberfläche (das Lumen ist die Innenseite des Röhrchens, entlang derer verdaute Speisereste fließen) so glatt wäre wie ein Metallrohr, würde ihre Oberfläche nur ungefähr 5 Quadratfuß betragen, wenn sie abgeflacht wäre. Einzigartig sind jedoch die Enterozyten des Dünndarms. Die Oberfläche des Dünndarms misst tatsächlich etwa 2.700 Quadratfuß, was ungefähr der Größe eines Tennisplatzes entspricht. Dies liegt daran, dass eine große Fläche auf engstem Raum zusammengedrückt wurde.

Die Verdauung geschieht nicht nur im Magen. Viele der kleinen Moleküle aus Lebensmitteln werden weiterhin von Enzymen verdaut, wenn sie durch den Dünndarm gelangen, und dies erfordert viel mehr Oberfläche, als in den Darm passen könnte, wenn es ein gerader Weg vom Magen zum Dünndarm oder sogar wäre wenn es dem gewundenen Pfad folgte, aber die Auskleidung glatt war. Die Schleimhaut des Dünndarms ist durchgehend mit Zotten übersät, die unzählige Projektionen in den Lumenraum darstellen. Sie bieten eine vergrößerte Oberfläche für den enzymatischen Abbau von kleinen Molekülen wie Aminosäuren, Monosacchariden und Lipiden. Es gibt ein weiteres Merkmal der Darmschleimhaut, das die Oberfläche für Verdauungszwecke vergrößert. Die Enterozyten im Schleimhautepithel haben eine einzigartige Struktur auf der Oberfläche ihrer Zellen, die dem Lumen zugewandt ist. Ähnlich wie die Zotten der Schleimhaut selbst haben die Zellen Mikrovilli, was, wie das Wort schon sagt, mikroskopische, dicht gepackte Projektionen sind, die sich von den Plasmamembranen in den Lumenraum erstrecken. In der Vergrößerung ähneln die Mikrovillen den Borsten eines Pinsels. Infolgedessen wird die Länge der Mikrovilli, die eine Vielzahl von Epithelzellen umfasst, als Bürstenrand bezeichnet.

Peyers Patches und Microfold Cells

Der Pinselrand ist teilweise unterbrochen, wo er auf Peyers Flecken trifft. Das Oberflächenepithel von Peyers Flecken ist mit spezialisierten Zellen überlagert, die M-Zellen genannt werden. Sie werden auch als Mikrofaltzellen bezeichnet. M-Zellen sind im Vergleich zu Enterozyten sehr glatt; Sie haben Mikrovilli, aber die Vorsprünge sind kürzer und sind spärlich über die Lumenoberfläche der Zelle verteilt. Auf jeder Seite jeder M-Zelle befindet sich eine tiefe Vertiefung, die als Krypta bezeichnet wird, und unter jeder Zelle befindet sich eine große Tasche, die einige verschiedene Arten von Immunzellen enthält. Dazu gehören B-Zellen und T-Zellen, bei denen es sich um verschiedene Arten von Lymphozyten handelt, oder weiße Blutkörperchen. Weiße Blutkörperchen sind ein Hauptbestandteil des Immunsystems. In der Tasche unter jeder M-Zelle befinden sich auch Antigen-präsentierende Zellen. Eine Antigen-präsentierende Zelle ist eine Kategorie von Zellen, die wie eine Rolle in einem Spiel funktioniert: Sie kann von einer Reihe verschiedener Zellen im Immunsystem ausgeführt werden. Eine Art von Immunzelle, die die Rolle einer Antigen-präsentierenden Zelle spielt und sich unter der Oberfläche einer M-Zelle befindet, ist die dendritische Zelle. Dendritische Zellen haben mehrere Funktionen, einschließlich der Zerstörung von Krankheitserregern durch einen Prozess namens Phagozytose. Dabei wird der Erreger verschlungen und in seine Teile zerlegt.

M-Zellen erleichtern eine adaptive Immunantwort

Antigene sind Moleküle, die möglicherweise den Körper schädigen und das Immunsystem aktivieren, um eine Reaktion auszulösen. Sie werden in der Regel als Krankheitserreger bezeichnet, bis sie das Immunsystem und eine Schutzreaktion ausgelöst haben. Zu diesem Zeitpunkt tragen sie den Namen Antigene. M-Zellen sind spezialisiert auf den Nachweis von Antigenen im Dünndarm. Die meisten Immunzellen, die Antigene nachweisen, suchen nach „Nicht-Selbst“ -Molekülen oder -Zellen, bei denen es sich um Krankheitserreger handelt, die nicht zum Körper gehören. M-Zellen können nicht mit Nicht-Selbst-Antigenen reagieren, die sie auf die gleiche Weise wie andere Detektorzellen antreffen, da M-Zellen jeden Tag so viel nicht-Selbst-verdautes Nahrungsmaterial im Dünndarm antreffen. Sie sind darauf spezialisiert, nur auf infektiöse Erreger wie Bakterien und Viren sowie auf Toxine zu reagieren.

Wenn eine M-Zelle auf ein Antigen stößt, wird das bedrohliche Agens durch einen Prozess namens Endozytose über die Plasmamembran in die Tasche in der Schleimhaut transportiert, in der die Immunzellen warten. Es präsentiert das Antigen den B-Zellen und den dendritischen Zellen. Dann übernehmen sie die Rolle von Antigen-präsentierenden Zellen, indem sie relevante Teile des abgebauten Antigens aufnehmen und den T- und B-Zellen präsentieren. Sowohl die B-Zellen als auch die T-Zellen können das Fragment aus dem Antigen verwenden, um einen spezifischen Antikörper mit einem Rezeptor aufzubauen, der perfekt an das Antigen bindet. Es kann auch an andere, identische Antigene im Körper binden. Die B- und T-Zellen setzen mit diesem Rezeptor eine Reihe von Antikörpern in das Darmlumen frei. Die Antikörper spüren dann alle Antigene dieses Typs auf, die sie finden, an sie binden und verwenden können, um sie durch Phagozytose zu zerstören. Dies geschieht normalerweise, ohne dass der Mensch oder ein anderes Tier Symptome oder Anzeichen einer Krankheit aufweist.