Innehåll
- TL; DR (för lång; läste inte)
- Ett isolerat immunsystem
- Lymfoidvävnadsnätverk
- Strukturen och antalet Peyers-lappar
- Borstkanten och ytan
- Peyers lappar och mikrofoldceller
- M-celler underlättar ett anpassande immunsvar
Peyers lappar är ovala delar av förtjockad vävnad som är inbäddade i slemutsöndrande foder i tunntarmen hos människor och andra djur. De observerades först av deras namngivare, Johann Peyer, 1677. Även om han kunde observera dem med den teknik som var tillgänglig för honom för hundratals år sedan, är de kända för att vara svåra att visualisera på grund av deras vävnadsstruktur och hur de verkar smälta in i det omgivande tarmfodret. De är mest koncentrerade i ileum, som är den sista delen av tunntarmen hos människor innan tjocktarmen börjar. Trots att Peyer-lappar är en funktion som bara finns i mag-tarmkanalen, är deras primära funktion att fungera som en del av immunsystemet. Fläckarna består av lymfoid vävnad; detta innebär delvis att de är fulla av vita blodkroppar som är på jakt efter patogener som kan blandas in med den smälta maten som passerar genom tarmen.
TL; DR (för lång; läste inte)
Peyers lappar är runda, förtjockade vävnadsområden som finns i slemhinnan i tarmfodret. Inuti lappen finns ett kluster av lymfknipper fyllda med vita blodkroppar. Ytepitelet på Peyers lappar är överlagda med specialiserade celler som kallas M-celler. Patchernas morfologi gör att de kan använda ett slags isolerat immunsystem för att identifiera och rikta patogener utan att involvera kroppens fulla immunrespons på varje främmande kropp som passerar genom tarmen, inklusive matpartiklar.
Ett isolerat immunsystem
Immunsystemet är närvarande och aktivt i kroppen, även om det har olika former i olika organ. Det har tre huvudroller:
Mage-tarmkanalen utsätts för ett särskilt stort antal patogener som får inträde i kroppen genom att stuvas i mat 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 stor närvaro i tunntarmen som det gör i blodomloppet och vissa andra vävnader, skulle det behandla varje matpartikel som en främmande kropp och ett 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 få näringsämnen och hydrering. Peyers lappar erbjuder en lösning på det problemet.
Lymfoidvävnadsnätverk
Peyers lappar består av lymfoid vävnad, inklusive lymfknutor. 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. Till exempel fångar slemhinnorna i näsborrarna allergener och infektiösa mikrober innan de kan få ytterligare inträde i kroppen. Lymfoidvävnad är vanligt förekommande i slemhinnor och stöder deras immunsvar mot främmande kroppar med ett sekundärt svar som kallas det adaptiva immunsystemet. Nätverken av lymfoida fläckar i slemhinnevävnad är kända som slemhinne-associerade lymfoida vävnader, eller MALT. De ger det snabbaste och mest exakta adaptiva svaret på patogener.
Precis som fodret i näsborrarna är fodret i mag-tarmkanalen ett slemhinne som har tidig kontakt med främmande kroppar. Mat, dryck, partiklar i luften och andra ämnen kommer in i kroppen direkt genom munnen. Peyers lappar är en del av nätverket av lymfoida vävnader som finns i tunntarmen, tillsammans med ytterligare lymfoida knölar som är spridda över ileum, jejunum och tolvfingertarmen. Dessa knölar liknar cellulär morfologi som Peyers lappar, men de är betydligt mindre. Detta tarmvävnadsnätverk är en typ av MALT och är också känt mer specifikt som tarmassocierade lymfoida vävnader, eller GALT. Plåsternas morfologi (deras form och struktur) gör att de kan använda ett slags isolerat immunsystem för att identifiera och rikta patogener utan att involvera kroppens fulla immunrespons på varje främmande kropp som passerar genom tarmen, inklusive matpartiklar.
Strukturen och antalet Peyers-lappar
I genomsnitt har varje vuxen 30 till 40 Peyers lappar i tunntarmen. De är mestadels i ileum, med några i angränsande jejunum och några sträcker sig så långt som tolvfingertarmen. Forskning har visat att antalet Peyer-lappar som finns i tarmen sjunker betydligt efter att människor åldrats förbi sina sena 20-tal. För att ta reda på hur många Peyer-plåster människor har när de föddes och när de växer utförde forskare biopsier av tunntarmen hos spädbarn och barn i olika åldrar som plötsligt dött av orsaker som inte är relaterade till mag-tarmkanalen. Resultaten avslöjade att antalet plåster ökade från i genomsnitt 59 i tredje trimesterfoster till i genomsnitt 239 hos ungdomar i pubertetsstadier. Fläckarna ökade också i storlek under denna tid. För vuxna minskar antalet lappar när åldern börjar på 30-talet.
Peyers lappar finns i slemhinnan i tarmfodret och sträcker sig in i submukosa. Submucosa är ett tunt vävnadsskikt som ansluter slemhinnan till det tjocka, rörformiga muskelskiktet i tarmen. Peyers lappar skapar en lätt avrundning i ytan på slemhinnets foder, som sträcker sig in i tarmlumen. Lumen är det "tomma" utrymmet inuti mag-tarmröret, genom vilket intaget material passerar. Inuti lappen finns ett kluster av lymfknipper fyllda med vita blodkroppar, särskilt sådana som kallas B-lymfocyter eller B-celler. Fodret på den kuplade ytan av lappen 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 kallat epidermis.
Borstkanten och ytan
De flesta celler som täcker tunntarmen, som kallas enterocyter, har mycket olika morfologier jämfört med epitelcellerna på Peyers lappar. I människokroppen slingras 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 den lumenära ytan (lumen är insidan av röret, längs vilken den smälta matvaran passerar) var lika jämn som ett metallrör, skulle dess ytarea endast mäta ungefär 5 kvadratmeter om det plattas ut. Enterocyterna i tunntarmen har emellertid en unik egenskap. Ytarmen på tunntarmen mäter faktiskt cirka 2 700 kvadratmeter, vilket är ungefär lika stort som en tennisbana. Detta beror på att en stor yta har skrapats in i ett litet utrymme.
Klyvning sker inte bara i magen. Många av de små molekylerna från maten fortsätter att spjälkas av enzymer när de passerar genom tunntarmen, och detta kräver mycket mer ytarea än som skulle kunna passa in i tarmen om det var en rak väg från magen till tunntarmen, eller till och med om den följde den lindade banan men fodret var smidigt. Slimhinnens slemhinnefodring krusas igenom med villi, som är otaliga utsprång i det lumenala utrymmet. De ger en ökad ytarea för enzymatisk smältning av små molekyler såsom aminosyror, monosackarider och lipider. Det finns ett annat drag i tarmfodret som ökar ytan för matsmältningsändamål. Enterocyterna i slemhinnepitelet har en unik struktur på ytan av sina celler som vetter mot lumen. I likhet med själva slemhinnans villier har cellerna mikrovilli, som som ordet antyder är mikroskopiska, tätpackade utsprång som sträcker sig in i det lumenala utrymmet från plasmamembranen. När den är förstorad ser mikrovillien ut som borstens borst; som ett resultat kallas mikrovillis längd, som omfattar mängder av epitelceller, borstgränsen.
Peyers lappar och mikrofoldceller
Borstkanten avbryts delvis där den möter Peyers lappar. Ytepitelet på Peyers lappar är överlagda med specialiserade celler som kallas M-celler. De är också kända som mikrofoldceller. M-celler är mycket släta jämfört med enterocyter; de har mikrovilli, men utsprången är kortare och distribueras sparsamt över cellens lumenyta. På vardera sidan av varje M-cell finns en djup brunn som kallas en krypta, 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 kategori av celler som fungerar som en roll i ett spel: Det 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. Det handlar om att upptäcka patogenen och bryta ner den i dess delar.
M-celler underlättar ett anpassande immunsvar
Antigener är molekyler som potentiellt kan orsaka skada på 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 antigen. M-celler är specialiserade för att detektera antigener i tunntarmen. De flesta immunceller som arbetar för att upptäcka 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 antigener som inte är själv, de möter på samma sätt som andra detektorceller gör, eftersom M-celler möter så mycket icke-självsmält mat i tunntarmen varje dag. De är istället specialiserade på att bara reagera på smittämnen, som bakterier och virus, samt toxiner.
När en M-cell stöter på ett antigen, använder den en process som kallas endocytos för att riva det hotande medlet och transportera det över plasmamembranet till fickan i slemhinnan där immuncellerna väntar. Det presenterar antigenet till B-cellerna och dendritiska celler. Detta är när de tar på sig rollen som antigenpresenterande celler genom att ta upp relevanta delar av det nedbrutna antigenet och presentera det för T-cellerna och B-cellerna. Både B-cellerna och T-cellerna kan använda fragmentet från antigenet för att bygga en specifik antikropp med en receptor som binder perfekt till antigenet. Det kan också binda 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.