Funktionen för Peyer's Patches

Peyers fläckar är ovala områden av förtjockad vävnad som är inbäddade i slemutsöndrande foder i tunntarmen hos människor och andra djur. De observerades först av deras namnbror, Johann Peyer, 1677. Även om han kunde observera dem med hjälp av den teknik som var tillgänglig för hundratals år sedan, är de kända för att vara det svårt att visualisera på grund av arten av deras vävnadsstruktur och hur de verkar smälta in i omgivningen tarmfoder. De är mestadels koncentrerade i ileum, som är den sista delen av tunntarmen hos människor innan tjocktarmen börjar. Även om Peyers plåster är en funktion som bara finns i mag-tarmkanalen, är deras primära funktion att fungera som en del av immunsystemet. Plåstren består av lymfoid vävnad; detta innebär delvis att de är fulla av vita blodkroppar som letar efter patogener som kan blandas med den smälta maten som passerar genom tarmen.

TL; DR (för lång; Läste inte)

Peyers plåster är runda, förtjockade områden av vävnad som ligger i slemhinnan i tarmfodret. Inuti plåstret finns ett kluster av lymfkörtlar fyllda med vita blodkroppar. Ytepitelet på Peyers plåster är täckt med specialceller som kallas M-celler. Plåstrets morfologi tillåter dem att använda ett slags isolerat immunsystem för att identifiera och rikta in patogener utan involverar kroppens fulla immunsvar mot alla främmande kroppar som passerar genom tarmarna, inklusive mat partiklar.

Immunsystemet är närvarande och aktivt i hela kroppen, även om det tar olika former i olika organ. Den har tre huvudroller:

• Bli av med döda celler.
  
• Förstör celler som växer utom kontroll innan de blir cancerösa.
  
• Skydda kroppen från patogener, såsom smittsamma ämnen och toxiner.

Magtarmkanalen utsätts för ett särskilt stort antal patogener som kommer in i kroppen genom att förvaras i livsmedel och vätskor. Därför är det viktigt för immunsystemet att ha ett sätt att identifiera och rikta in sig på mikroorganismer och andra toxiner som tar sig in i tarmen. Problemet är att om det adaptiva immunsystemet hade lika mycket närvaro i tunntarmen som det gör i blodomloppet och vissa andra vävnader, skulle det behandla varje livsmedelspartikel som en främmande kropp och en hot. Kroppen skulle vara i ett konstant tillstånd av inflammation och sjukdom på grund av immunsvaret, och det skulle vara omöjligt att äta mat eller ta emot näringsämnen och hydrering. Peyers plåster erbjuder en lösning på det problemet.

Peyers plåster består av lymfoid vävnad, inklusive lymfkörtlar. Deras sammansättning liknar vävnaden i mjälten och i andra delar av kroppen som är involverade i lymfsystemet. Lymfoidvävnad innehåller ett stort antal vita blodkroppar. Denna typ av vävnad är mycket involverad i immunsystemet. Slemutsöndrande membran i kroppen är ofta en del av det primära försvaret mot patogener. Det medfödda immunsystemet involverar fysiska barriärer, som anses vara primära försvar, som fungerar som den första blockaden för att hålla ut eller ta bort patogener. Exempelvis fångar slemhinnan i näsborrarna allergener och infektiösa mikrober innan de kan få ytterligare inträde i kroppen. Lymfoidvävnad förekommer i slemhinnor och stöder deras immunsvar mot främmande kroppar med ett sekundärt svar som kallas det adaptiva immunsystemet. Nätverk av lymfoidplåster i slemhinnevävnad är kända som slemhinneassocierade lymfoida vävnader eller MALT. De ger det snabbaste och mest exakta adaptiva svaret på patogener.

Liksom slemhinnan i näsborrarna är slemhinnan i slemhinnan som har tidig kontakt med främmande kroppar. Mat, dryck, partiklar i luften och andra ämnen kommer in i kroppen direkt genom munnen. Peyers plåster är en del av nätverket av lymfoidvävnad i tunntarmen, tillsammans med ytterligare lymfoida knölar som är utspridda över ileum, jejunum och tolvfingertarm. Dessa noduler liknar Peyers plåster i cellulär morfologi, men de är betydligt mindre. Detta tarmvävnadsnätverk är en typ av MALT och är också känd mer specifikt som tarmassocierade lymfoida vävnader, eller GALT. Plåstrets morfologi (deras form och struktur) gör det möjligt för dem att använda ett slags isolerat immunsystem för att identifiera och rikta in sig patogener utan att involvera kroppens fulla immunsvar mot alla främmande kroppar som passerar genom tarmarna, inklusive mat partiklar.

I genomsnitt har varje vuxen 30 till 40 Peyer-fläckar i tunntarmens organ. De är mestadels i ileum, med några i angränsande jejunum och några sträcker sig så långt som tolvfingertarmen. Forskning har visat att antalet Peyer-plåster som finns i tarmarna sjunker avsevärt efter att människor åldras över sina sena 20-tal. För att ta reda på hur många Peyers plåster människor har när de föds och när de växer, utförde forskare biopsier av tunntarm hos spädbarn och barn i olika åldrar som plötsligt hade dött av orsaker som inte är relaterade till mag-tarmkanalen kanal. Resultaten avslöjade att antalet plåster ökade från i genomsnitt 59 i foster under tredje trimestern till i genomsnitt 239 hos ungdomar i pubertetsstadier. Plåstren ökade också i storlek under denna tid. För vuxna minskar antalet lappar med åldern som börjar på 30-talet.

Peyers fläckar finns i slemhinnan i tarmfodret och sträcker sig in i submukosa. Submucosa är ett tunt vävnadsskikt som förbinder slemhinnan med det tjocka, rörformiga muskelskiktet i tarmarna. Peyers fläckar skapar en lätt avrundning i slemhinnans yta som sträcker sig in i tarmlumen. Lumen är det "tomma" utrymmet inuti mag-tarmslangen, genom vilket intaget material passerar. Inuti plåstret finns ett kluster av lymfknutor fyllda med vita blodkroppar, särskilt sådana som kallas B-lymfocyter eller B-celler. Fodring av den kupolformade ytan av plåstret i tarmlumen är epitelet - ett lager av celler som bildar ett membran över många organ och andra strukturer i djurens kroppar. Hud är ett slags epitel som kallas epidermis.

De flesta celler som ligger i tunntarmen, som kallas enterocyter, har mycket olika morfologier jämfört med epitelcellerna på Peyers plåster. I människokroppen kretsas tunntarmen runt sig själv och vissa inre organ så mycket att om du skulle räta ut den, skulle den mäta cirka 20 fot i längd. Om lumenytan (lumen är insidan av röret, längs vilken smält matrester passerar) var lika slät som ett metallrör, dess yta skulle bara mäta cirka 5 kvadratmeter om den var platt ut. Tunntarmens enterocyter har dock en unik egenskap. Tunntarmens yta är faktiskt ca 2700 kvadratfot, vilket är ungefär lika stor som en tennisbana. Detta beror på att mycket yta har krympts till ett litet utrymme.

Matsmältningen sker inte bara i magen. Många av de små molekylerna från maten smälter fortfarande av enzymer när de passerar genom tunntarmen, och detta kräver mycket mer yta än kunde passa i tarmen om det var en rak väg från magen till tunntarmen, eller till och med om den följde den lindade vägen men foder var slät. Slemhinnans slemhinna i tunntarmen krusas hela tiden med villi, som är otaliga utsprång i lumenutrymmet. De ger en ökad yta för enzymatisk nedbrytning av små molekyler såsom aminosyror, monosackarider och lipider. Det finns ett annat inslag i tarmfodret som ökar ytan för matsmältningsändamål. Enterocyterna i slemhinnans epitel har en unik struktur på ytan av sina celler som vetter mot lumen. På samma sätt som slemhinnans villi har cellerna mikrovilli, som som ordet antyder är mikroskopiska, tätt packade utsprång som sträcker sig in i lumenutrymmet från plasmamembranen. När den förstoras ser mikrovillorna ut som borsten på borsten; som ett resultat kallas längden på mikrovilli, som omfattar massor av epitelceller, borstgränsen.

Borstkanten avbryts delvis där den möter Peyers plåster. Ytepitelet på Peyers plåster är täckt med specialceller som kallas M-celler. De är också kända som mikroveckceller. M-celler är mycket jämna jämfört med enterocyter; de har mikrovilli, men utsprången är kortare och fördelas gles över cellens lumenyta. På vardera sidan om varje M-cell finns en djup brunn som kallas en krypt, och under varje cell finns en stor ficka som innehåller några olika typer av immunceller. Dessa inkluderar B-celler och T-celler, som är olika typer av lymfocyter, eller vita blodkroppar. Vita blodkroppar är en viktig del av immunsystemet. Det finns också antigenpresenterande celler i fickan under varje M-cell. En antigenpresenterande cell är en cellkategori som fungerar som en roll i en pjäs: Den kan utföras av ett antal olika celler i immunsystemet. En typ av immuncell som spelar rollen som antigenpresenterande cell och kan hittas under ytan av en M-cell är den dendritiska cellen. Dendritiska celler har flera funktioner, inklusive att förstöra patogener genom en process som kallas fagocytos. Detta innebär att svälja patogenen och bryta ner den i dess delar.

Antigener är molekyler som potentiellt kan skada kroppen och aktivera immunsystemet för att initiera en reaktion. De kallas vanligtvis patogener tills de har utlöst immunsystemet och ett skyddande svar, vid vilken tidpunkt de tjänar namnet antigener. M-celler är specialiserade för att detektera antigener i tunntarmen. De flesta immunceller som arbetar för att detektera antigener letar efter ”icke-själv” -molekyler eller celler, som är patogener som inte hör hemma i kroppen. M-celler kan inte fungera genom att reagera på icke-självantigener som de stöter på som andra detektorceller gör, eftersom M-celler stöter på så mycket icke-självsmält matmaterial i tunntarmen varje dag. De är istället specialiserade för att endast reagera på smittsamma ämnen, såsom bakterier och virus, samt på toxiner.

När en M-cell stöter på ett antigen använder den en process som kallas endocytos för att uppsluka det hotande och transportera det över plasmamembranet till fickan i slemhinnan där immuncellerna är väntar. Det presenterar antigenet för B-celler och dendritiska celler. Det är när de tar rollen som antigenpresenterande celler genom att ta upp relevanta bitar av det nedbrutna antigenet och presentera det för T-cellerna och B-cellerna. Både B-celler och T-celler kan använda fragmentet från antigenet för att bygga en specifik antikropp med en receptor som binder perfekt till antigenet. Det kan också bindas till andra, identiska antigener i kroppen. B-cellerna och T-cellerna frisätter ett antal antikroppar med denna receptor i tarmlumen. Antikropparna spårar sedan upp allt antigen av denna typ som de kan hitta, binder till dem och använder förstör dem med hjälp av fagocytos. Detta händer vanligtvis utan att människan eller andra djur har några symtom eller tecken på sjukdom.