Η λειτουργία των Peyer Patches

Τα μπαλώματα του Peyer είναι περιοχές ωοειδούς πυκνού ιστού που είναι ενσωματωμένες στην επένδυση που εκκρίνει βλέννα του λεπτού εντέρου ανθρώπων και άλλων ζώων. Παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά από τον ομώνυμο, Johann Peyer, το 1677. Αν και μπόρεσε να τους παρατηρήσει χρησιμοποιώντας την τεχνολογία που είχε στη διάθεσή του πριν από εκατοντάδες χρόνια, είναι γνωστό ότι είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς λόγω της φύσης της δομής του ιστού τους και του τρόπου με τον οποίο φαίνεται να συνδυάζονται με τον περιβάλλοντα χώρο εντερική επένδυση. Συγκεντρώνονται κυρίως στον ειλεό, το οποίο είναι το τελευταίο τμήμα του λεπτού εντέρου στον άνθρωπο πριν αρχίσουν τα παχέος εντέρου. Παρόλο που τα μπαλώματα του Peyer είναι ένα χαρακτηριστικό που μπορεί να βρεθεί μόνο στο γαστρεντερικό σωλήνα, η κύρια λειτουργία τους είναι να λειτουργούν ως μέρος του ανοσοποιητικού συστήματος. Τα επιθέματα αποτελούνται από λεμφοειδή ιστό. Αυτό σημαίνει, εν μέρει, ότι είναι γεμάτα λευκά αιμοσφαίρια που αναζητούν παθογόνα που μπορεί να αναμιχθούν με το χωνευμένο φαγητό που περνά μέσα από το έντερο.

TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)

Τα μπαλώματα του Peyer είναι στρογγυλές, πυκνές περιοχές ιστού που βρίσκονται στο βλεννογόνο της εντερικής επένδυσης Μέσα στο έμπλαστρο υπάρχει ένα σύμπλεγμα λεμφαδένων, γεμάτο με λευκά αιμοσφαίρια. Το επιφανειακό επιθήλιο των επιθεμάτων του Peyer επικαλύπτεται με εξειδικευμένα κύτταρα που ονομάζονται κύτταρα M. Η μορφολογία των επιθεμάτων τους επιτρέπει να χρησιμοποιούν ένα είδος απομονωμένου ανοσοποιητικού συστήματος για τον εντοπισμό και τη στόχευση παθογόνων χωρίς που περιλαμβάνει την πλήρη ανοσοαπόκριση του σώματος σε κάθε ξένο σώμα που διέρχεται από τα έντερα, συμπεριλαμβανομένων των τροφίμων σωματίδια.

Το ανοσοποιητικό σύστημα είναι παρόν και ενεργό σε όλο το σώμα, αν και έχει διάφορες μορφές σε διαφορετικά όργανα. Έχει τρεις πρωταρχικούς ρόλους:

• Απαλλαγείτε από τα νεκρά κύτταρα.
  
• Καταστρέψτε τα κύτταρα που αναπτύσσονται εκτός ελέγχου πριν γίνουν καρκινικά.
  
• Προστατέψτε το σώμα από παθογόνα, όπως μολυσματικούς παράγοντες και τοξίνες.

Η γαστρεντερική οδός εκτίθεται σε έναν ιδιαίτερα υψηλό αριθμό παθογόνων που εισέρχονται στο σώμα με την αποθήκευση σε τρόφιμα και υγρά. Επομένως, είναι σημαντικό για το ανοσοποιητικό σύστημα να έχει έναν τρόπο αναγνώρισης και στόχευσης μικροοργανισμών και άλλων τοξινών που εισέρχονται στο έντερο. Το πρόβλημα είναι ότι εάν το προσαρμοστικό ανοσοποιητικό σύστημα είχε τόσο μεγάλη παρουσία στην επένδυση του λεπτού εντέρου όσο κάνει στην κυκλοφορία του αίματος και σε ορισμένους άλλους ιστούς, θα αντιμετωπίζει κάθε σωματίδιο τροφής ως ξένο σώμα και α απειλή. Το σώμα θα ήταν σε συνεχή κατάσταση φλεγμονής και ασθένειας λόγω της ανοσολογικής απόκρισης και θα ήταν αδύνατο να φάει τροφή ή να λάβει θρεπτικά συστατικά και ενυδάτωση. Οι ενημερώσεις κώδικα του Peyer προσφέρουν λύση σε αυτό το πρόβλημα.

Τα μπαλώματα του Peyer αποτελούνται από λεμφοειδή ιστό, συμπεριλαμβανομένων λεμφαδένων. Η σύνθεσή τους είναι παρόμοια με τον ιστό στον σπλήνα και σε άλλα μέρη του σώματος που εμπλέκονται στο λεμφικό σύστημα. Ο λεμφοειδής ιστός περιέχει μεγάλο αριθμό λευκών αιμοσφαιρίων. Αυτό το είδος ιστού εμπλέκεται πολύ στο ανοσοποιητικό σύστημα. Οι μεμβράνες που εκκρίνουν βλέννα στο σώμα αποτελούν συχνά μέρος της πρωταρχικής άμυνας έναντι των παθογόνων. Το έμφυτο ανοσοποιητικό σύστημα περιλαμβάνει φυσικούς φραγμούς, που θεωρούνται πρωτογενείς άμυνες, που λειτουργούν ως ο πρώτος αποκλεισμός που απομακρύνει ή απομακρύνει τα παθογόνα. Για παράδειγμα, η βλεννογόνος επένδυση των ρουθουνιών παγιδεύει αλλεργιογόνα και μολυσματικά μικρόβια προτού μπορέσουν να αποκτήσουν περαιτέρω είσοδο στο σώμα. Ο λεμφοειδής ιστός είναι διαδεδομένος στις βλεννογονικές περιοχές και υποστηρίζει την ανοσολογική τους απόκριση σε ξένα σώματα με δευτερογενή απόκριση που ονομάζεται προσαρμοστικό ανοσοποιητικό σύστημα. Τα δίκτυα λεμφοειδών μπαλωμάτων στον βλεννογόνο ιστό είναι γνωστά ως λεμφοειδείς ιστοί που σχετίζονται με βλεννογόνο ή MALT. Παρέχουν την ταχύτερη και ακριβέστερη προσαρμοστική απόκριση στα παθογόνα.

Όπως η επένδυση των ρουθουνιών, η επένδυση του γαστρεντερικού σωλήνα είναι μια μεμβράνη βλέννας που έχει πρώιμη επαφή με ξένα σώματα. Τρόφιμα, ποτά, σωματίδια στον αέρα και άλλα υλικά εισέρχονται στο σώμα απευθείας από το στόμα. Τα μπαλώματα του Peyer αποτελούν μέρος του δικτύου λεμφοειδούς ιστού που βρίσκεται στο λεπτό έντερο, μαζί με επιπλέον λεμφοειδή οζίδια που είναι διάσπαρτα σε όλο τον ειλεό, το νήστιδα και το δωδεκαδάκτυλο. Αυτά τα οζίδια είναι παρόμοια στην κυτταρική μορφολογία με τα μπαλώματα του Peyer, αλλά είναι σημαντικά μικρότερα. Αυτό το δίκτυο εντερικού ιστού είναι ένας τύπος MALT και είναι επίσης γνωστό πιο συγκεκριμένα ως λεμφοειδείς ιστοί που σχετίζονται με το έντερο, ή GALT. Η μορφολογία των επιθεμάτων (το σχήμα και η δομή τους) τους επιτρέπει να χρησιμοποιούν ένα είδος απομονωμένου ανοσοποιητικού συστήματος για τον εντοπισμό και τη στόχευση παθογόνα χωρίς να εμπλέκεται η πλήρης ανοσοαπόκριση του σώματος σε κάθε ξένο σώμα που διέρχεται από τα έντερα, συμπεριλαμβανομένων των τροφίμων σωματίδια.

Κατά μέσο όρο, κάθε ενήλικας έχει 30 έως 40 μπαλώματα Peyer στα όργανα του λεπτού εντέρου. Βρίσκονται κυρίως στον ειλεό, με μερικούς στο γειτονικό νήστιμο και μερικοί εκτείνονται μέχρι το δωδεκαδάκτυλο. Η έρευνα έχει δείξει ότι ο αριθμός των μπαλωμάτων του Peyer που υπάρχουν στο έντερο μειώνεται σημαντικά αφού οι άνθρωποι γερνούν μετά τα 20 τους. Για να μάθετε πόσα μπαλώματα του Peyer έχουν οι άνθρωποι όταν γεννιούνται και καθώς μεγαλώνουν, οι επιστήμονες πραγματοποίησαν βιοψίες μικρά έντερα σε βρέφη και παιδιά διαφόρων ηλικιών που πέθαναν ξαφνικά από αιτίες που δεν σχετίζονται με το γαστρεντερικό έκταση. Τα αποτελέσματα αποκάλυψαν ότι ο αριθμός των μπαλωμάτων αυξήθηκε από 59 κατά μέσο όρο στα έμβρυα τρίτου τριμήνου σε 239 κατά μέσο όρο σε εφήβους σε στάδια εφηβείας. Τα μπαλώματα αυξήθηκαν επίσης σε αυτό το διάστημα. Για ενήλικες, ο αριθμός των μπαλωμάτων μειώνεται με την ηλικία που ξεκινά στη δεκαετία του '30.

Τα μπαλώματα του Peyer βρίσκονται στο βλεννογόνο της εντερικής επένδυσης και εκτείνονται στο υποβλεννογόνο. Το υποβλεννογόνο είναι ένα λεπτό στρώμα ιστού που συνδέει τον βλεννογόνο με το παχύ, σωληνοειδές στρώμα μυών των εντέρων. Τα μπαλώματα του Peyer δημιουργούν μια ελαφριά στρογγυλοποίηση στην επιφάνεια του βλεννογόνου, η οποία εκτείνεται στον εντερικό αυλό. Ο αυλός είναι ο «άδειος» χώρος στο εσωτερικό του γαστρεντερικού σωλήνα, μέσω του οποίου περνά η προσλαμβανόμενη ύλη. Στο εσωτερικό του επιθέματος υπάρχει ένα σύμπλεγμα λεμφαδένων, γεμάτο με λευκά αιμοσφαίρια, ειδικά αυτά που είναι γνωστά ως Β λεμφοκύτταρα ή Β κύτταρα. Η επένδυση της θολωτής επιφάνειας του επιθέματος στον εντερικό αυλό είναι το επιθήλιο - ένα στρώμα κυττάρων που σχηματίζουν μια μεμβράνη πάνω από πολλά όργανα και άλλες δομές στα σώματα των ζώων. Το δέρμα είναι ένα είδος επιθηλίου που ονομάζεται επιδερμίδα.

Τα περισσότερα από τα κύτταρα που επενδύουν στο λεπτό έντερο, τα οποία ονομάζονται εντεροκύτταρα, έχουν πολύ διαφορετικές μορφολογίες σε σύγκριση με τα επιθηλιακά κύτταρα στα μπαλώματα του Peyer. Στο ανθρώπινο σώμα, το λεπτό έντερο περιβάλλεται γύρω από το ίδιο και ορισμένα εσωτερικά όργανα τόσο πολύ ώστε αν επρόκειτο να το ισιώσετε, θα είχε μήκος περίπου 20 πόδια. Εάν η επιφάνεια του αυλού (ο αυλός είναι το εσωτερικό του σωλήνα, κατά μήκος της οποίας περνάει το χωνευμένο φαγητό) τόσο ομαλό όσο ένας μεταλλικός σωλήνας, το εμβαδόν του θα μετρήσει περίπου 5 τετραγωνικά πόδια μόνο εάν είναι ισοπεδωμένο έξω. Ωστόσο, τα εντεροκύτταρα του λεπτού εντέρου έχουν ένα μοναδικό χαρακτηριστικό. Η επιφάνεια του λεπτού εντέρου μετρά περίπου 2.700 τετραγωνικά πόδια, που είναι περίπου το μέγεθος ενός γηπέδου τένις. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι πολλές επιφάνειες έχουν συρρικνωθεί σε ένα μικρό χώρο.

Η πέψη δεν συμβαίνει μόνο στο στομάχι. Πολλά από τα μικρά μόρια από τα τρόφιμα συνεχίζουν να αφομοιώνονται από ένζυμα καθώς διέρχονται από το λεπτό έντερο και αυτό απαιτεί πολύ μεγαλύτερη επιφάνεια από θα μπορούσε να χωρέσει στο έντερο εάν ήταν ευθεία διαδρομή από το στομάχι προς το λεπτό έντερο, ή ακόμα και αν ακολουθούσε το κουλουριασμένο μονοπάτι, αλλά η επένδυση ήταν λείος. Η βλεννογόνος επένδυση του λεπτού εντέρου κυματίζεται με βίλες, οι οποίες είναι αμέτρητες προεξοχές στον αυλό. Παρέχουν αυξημένη επιφάνεια για ενζυματική πέψη μικρών μορίων όπως αμινοξέα, μονοσακχαρίτες και λιπίδια. Υπάρχει ένα άλλο χαρακτηριστικό της εντερικής επένδυσης που αυξάνει την επιφάνεια για πεπτικούς σκοπούς. Τα εντεροκύτταρα στο βλεννογόνο επιθήλιο έχουν μια μοναδική δομή στην επιφάνεια των κυττάρων τους που βλέπουν προς τον αυλό. Παρόμοια με τις βίλες του ίδιου του βλεννογόνου, τα κύτταρα έχουν μικροβιότοπους, οι οποίοι όπως υποδηλώνει η λέξη, είναι μικροσκοπικές, πυκνά συσκευασμένες προεξοχές που εκτείνονται στον χώρο του αυλού από τις μεμβράνες του πλάσματος. Όταν μεγεθύνεται, οι μικροβιοί μοιάζουν με τις τρίχες μιας βούρτσας. Ως αποτέλεσμα, το μήκος των μικροβίων, που περιλαμβάνει πλήθος επιθηλιακών κυττάρων, ονομάζεται περίγραμμα πινέλου.

Το περίγραμμα του πινέλου διακόπτεται εν μέρει όπου συναντά τα μπαλώματα του Peyer. Το επιφανειακό επιθήλιο των επιθεμάτων του Peyer επικαλύπτεται με εξειδικευμένα κύτταρα που ονομάζονται κύτταρα M. Είναι επίσης γνωστά ως κύτταρα μικροπτυχών. Τα Μ κύτταρα είναι πολύ λεία σε σύγκριση με τα εντεροκύτταρα. έχουν μικροβιλίσια, αλλά οι προβολές είναι μικρότερες και κατανέμονται αραιά σε όλη την επιφάνεια του αυλού του κυττάρου. Και στις δύο πλευρές κάθε κυττάρου Μ υπάρχει ένα βαθύ πηγάδι που ονομάζεται crypt, και κάτω από κάθε κύτταρο υπάρχει μια μεγάλη τσέπη που περιέχει μερικούς διαφορετικούς τύπους ανοσοκυττάρων. Αυτά περιλαμβάνουν Β κύτταρα και Τ κύτταρα, τα οποία είναι διαφορετικά είδη λεμφοκυττάρων ή λευκών αιμοσφαιρίων. Τα λευκά αιμοσφαίρια αποτελούν σημαντικό μέρος του ανοσοποιητικού συστήματος. Υπάρχουν επίσης κύτταρα παρουσίασης αντιγόνου στην τσέπη κάτω από κάθε κύτταρο Μ. Ένα κύτταρο που παρουσιάζει αντιγόνο είναι μια κατηγορία κυττάρων που λειτουργεί σαν ρόλος σε ένα παιχνίδι: Μπορεί να εκτελεστεί από έναν αριθμό διαφορετικών κυττάρων στο ανοσοποιητικό σύστημα. Ένα είδος ανοσοκυττάρου που παίζει το ρόλο του κυττάρου που παρουσιάζει αντιγόνο και μπορεί να βρεθεί κάτω από την επιφάνεια ενός κυττάρου Μ είναι το δενδριτικό κύτταρο. Τα δενδριτικά κύτταρα έχουν πολλαπλές λειτουργίες, συμπεριλαμβανομένης της καταστροφής παθογόνων από μια διαδικασία που ονομάζεται φαγοκυττάρωση. Αυτό συνεπάγεται την κατάποση του παθογόνου και τη διάσπασή του στα μέρη του.

Τα αντιγόνα είναι μόρια που μπορούν δυνητικά να προκαλέσουν βλάβη στο σώμα και ενεργοποιούν το ανοσοποιητικό σύστημα για να ξεκινήσει μια αντίδραση. Συνήθως ονομάζονται παθογόνα μέχρι να ενεργοποιήσουν το ανοσοποιητικό σύστημα και μια προστατευτική απόκριση, οπότε κερδίζουν το όνομα αντιγόνα. Τα Μ κύτταρα εξειδικεύονται για την ανίχνευση αντιγόνων στο λεπτό έντερο. Τα περισσότερα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος που λειτουργούν για την ανίχνευση αντιγόνων αναζητούν μόρια ή κύτταρα που δεν ανήκουν στον εαυτό τους, τα οποία είναι παθογόνα που δεν ανήκουν στο σώμα. Τα κύτταρα M δεν μπορούν να λειτουργήσουν αντιδρώντας σε αντι-αντιγόνα που αντιμετωπίζουν με τον τρόπο που άλλα κύτταρα ανιχνευτή ναι, αφού τα κύτταρα Μ συναντούν τόσο πολύ μη χωνευμένο υλικό διατροφής στο λεπτό έντερο κάθε μέρα. Είναι εξειδικευμένες αντ 'αυτού να αντιδρούν μόνο σε μολυσματικούς παράγοντες, όπως βακτήρια και ιούς, καθώς και σε τοξίνες.

Όταν ένα κύτταρο Μ συναντά ένα αντιγόνο, χρησιμοποιεί μια διαδικασία που ονομάζεται ενδοκύτωση για να καταπιεί την απειλή παράγοντα και μεταφέρετέ το διαμέσου της μεμβράνης πλάσματος στον θύλακα του βλεννογόνου όπου βρίσκονται τα ανοσοκύτταρα αναμονή. Παρουσιάζει το αντιγόνο στα Β κύτταρα και τα δενδριτικά κύτταρα. Αυτό συμβαίνει όταν αναλαμβάνουν το ρόλο των αντιγονοπαρουσιαστικών κυττάρων, λαμβάνοντας τα σχετικά κομμάτια του διαχωρισμένου αντιγόνου και παρουσιάζοντάς τα στα Τ κύτταρα και τα Β κύτταρα. Τόσο τα Β κύτταρα όσο και τα Τ κύτταρα μπορούν να χρησιμοποιήσουν το θραύσμα από το αντιγόνο για να δημιουργήσουν ένα ειδικό αντίσωμα με έναν υποδοχέα που συνδέεται τέλεια με το αντιγόνο. Μπορεί επίσης να συνδεθεί με άλλα, πανομοιότυπα αντιγόνα στο σώμα. Τα Β κύτταρα και τα Τ κύτταρα απελευθερώνουν έναν αριθμό αντισωμάτων με αυτόν τον υποδοχέα στον εντερικό αυλό. Στη συνέχεια, τα αντισώματα εντοπίζουν όλο το αντιγόνο αυτού του τύπου που μπορούν να βρουν, δεσμεύονται σε αυτά και τα καταστρέφουν χρησιμοποιώντας φαγοκυττάρωση. Αυτό συμβαίνει συνήθως χωρίς ο άνθρωπος ή άλλο ζώο να έχει συμπτώματα ή σημάδια ασθένειας.