Advanced

Characterization of a new amino acid transport system in human epidermal Langerhans cells:

Bendsöe, Niels LU (2003)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

Olika aspekter angående transportmekanismen för aminosyran L-dopa in i så kallade Langerhans celler (LC) i människans överhud och överhudens energimetabolism är undersökta och karaktäriserade. LC har flera olika funktioner i huden, och är en av de mest perifera delarna i vårt immunsystem mot omvärlden. Cellerna vandrar ut i huden från blodkärlssystemet. Cellerna kan även förflytta sig efter att ha fullgjort sina uppgifter i huden- de vandrar då till de regionala lymfknutorna. LC skall således kunna ha en energiomsättning som gör att de klarar sig i dessa vitt skilda miljöer, med god eller sämre tillgång till syre. Denna avhandling baseras på upptäckten av ett nytt aminosyratransportsystem i... (More)
Popular Abstract in Swedish

Olika aspekter angående transportmekanismen för aminosyran L-dopa in i så kallade Langerhans celler (LC) i människans överhud och överhudens energimetabolism är undersökta och karaktäriserade. LC har flera olika funktioner i huden, och är en av de mest perifera delarna i vårt immunsystem mot omvärlden. Cellerna vandrar ut i huden från blodkärlssystemet. Cellerna kan även förflytta sig efter att ha fullgjort sina uppgifter i huden- de vandrar då till de regionala lymfknutorna. LC skall således kunna ha en energiomsättning som gör att de klarar sig i dessa vitt skilda miljöer, med god eller sämre tillgång till syre. Denna avhandling baseras på upptäckten av ett nytt aminosyratransportsystem i mänskliga LC i överhuden. Detta system är stereospecifikt och unikt för L-dopa och LC och har inga likheter med andra kända aminosyrasystem för andra aminosyror i andra celltyper. Evalueringen av L-dopa upptagsmekanismen är baserad på den så kallade Falck/Hillarp histofluorescence metoden, som möjliggör att man kan studera upptaget i de enskilda LC lokaliserade i sin mikromiljö i huden. För första gången påvisas att den mänskliga överhuden är kapabel att bilda mjölksyra aerobt (i närvaro av syre), vilket är en ovanlig företeelse för celler innehållande mitochondrier. Detta orsakas sannolikt av en störd s. k. Pasteur effekt. (Beskriven av Pasteur 1861). Samma fenomen finns beskrivet hos glatta muskelceller, men annars förekommer det inte hos några andra typer av mänskliga celler. Energiladdningsvärdet, energy charge (EC) för normal human överhud har också för första gången blivit bestämt och det har visat sig att EC för huden är lägre än för ändra celltyper i kroppen, åter med undantag av glatta muskelceller. Den ökade mjölksyraproduktionen i överhuden, som kan hämmas av jodacetat, indikerar en ökad väte-jonanhopning inuti cellerna. Den drivande kraften för L-dopaupptaget i LC är sannolikt en mottransport av väte-joner (orsakad av den ökade mjölksyraproduktionen) ut ur cellen, kallad en antiport-transportmekanism. Det är ytterligare bevisat att L-dopa kan motas ut ur LC av vissa aminosyror på utsidan av cellen. Vissa av dessa aminosyror stannar på utsidan av cellerna (trans-stimulering) och vissa transporteras in i cellerna i utbyte mot L-dopa. På detta sätt kan cellerna bli kvitt L-dopa i utbyte mot för cellerna ”nyttiga” aminosyror. Denna L-dopa, som nu befinner sig på utsidan av cellerna kan sedan påbörja en ny in-och-ut-transport-cykel. För att ytterligare karakterisera L-dopa transportmekanismen utfördes försök med en protonpumpshämmare, magsårsmedicinen omeprazole (Losec) och flera liknande substanser. Det visade sig att ett flertal av dessa effektivt hämmar upptaget av L-dopa i LC. Mekanismen härför är dock oklar. (Less)
Abstract
Based on the discovery of a new amino acid transport system in Langerhans cells (LC), various aspects concerning the L-dopa uptake mechanism into human epidermal LC and the energy metabolism of epidermis have been examined and subsequently characterised. The system lacks any characteristics of other described amino acid transport systems in other cell types. The Falck/Hillarp histofluorescence method was used, studying uptake in individual LC in situ in their microenvironment. For the first time, experiments showed that, despite the formal presence of mitochondria, the human epidermis is capable of an aerobic lactate production, probably dependent on a disturbed Pasteur effect. It was also proved that human epidermis has a lower energy... (More)
Based on the discovery of a new amino acid transport system in Langerhans cells (LC), various aspects concerning the L-dopa uptake mechanism into human epidermal LC and the energy metabolism of epidermis have been examined and subsequently characterised. The system lacks any characteristics of other described amino acid transport systems in other cell types. The Falck/Hillarp histofluorescence method was used, studying uptake in individual LC in situ in their microenvironment. For the first time, experiments showed that, despite the formal presence of mitochondria, the human epidermis is capable of an aerobic lactate production, probably dependent on a disturbed Pasteur effect. It was also proved that human epidermis has a lower energy charge value than other body cells, apart from smooth muscle cells. Increased lactate production in epidermis, which can be inhibited by iodoacetate, implies an increased intracellular proton production. The energetics of the L-dopa transport into LC is probably a countertransport (antiport) of protons due to aerobic production of lactate. Further experiments showed that L-dopa can be dislocated out of LC by certain amino acids on the outside of the cells, either acting in a trans-stimulatory fashion or by exchanging with intracellular L-dopa, getting “useful” amino acids into the cells. This, now extracellular L-dopa, can begin a new in- and out-transport cycle. Using a H+,K+-ATPase-inhibitor (omeprazole and some analogues), experiments showed that most of these inhibit the L-dopa transport into LC, probably not caused by affecting a thiol group essential for this transport. The actual mechanism is unknown. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
opponent
  • Professor Egelrud, Torbjörn, Umeå
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
amino acid transport, energy charge, epidermis, glycolysis, lactate, Langerhans cells, L-dopa, mitochondria, omeprazole, Dermatology, venereology, Dermatologi, venereologi
pages
111 pages
publisher
Department of Dermatology and Venereology, Lund University
defense location
Föreläsningssalen vid Avdelningen för Dermatologi och Venereologi
defense date
2003-01-01 10:15
external identifiers
  • Scopus:4544313504
ISBN
91-628-5739-8
language
English
LU publication?
yes
id
0e5da691-8d41-4c27-9fb6-328c593311db (old id 466243)
date added to LUP
2007-08-09 13:29:12
date last changed
2016-10-13 04:39:48
@misc{0e5da691-8d41-4c27-9fb6-328c593311db,
  abstract     = {Based on the discovery of a new amino acid transport system in Langerhans cells (LC), various aspects concerning the L-dopa uptake mechanism into human epidermal LC and the energy metabolism of epidermis have been examined and subsequently characterised. The system lacks any characteristics of other described amino acid transport systems in other cell types. The Falck/Hillarp histofluorescence method was used, studying uptake in individual LC in situ in their microenvironment. For the first time, experiments showed that, despite the formal presence of mitochondria, the human epidermis is capable of an aerobic lactate production, probably dependent on a disturbed Pasteur effect. It was also proved that human epidermis has a lower energy charge value than other body cells, apart from smooth muscle cells. Increased lactate production in epidermis, which can be inhibited by iodoacetate, implies an increased intracellular proton production. The energetics of the L-dopa transport into LC is probably a countertransport (antiport) of protons due to aerobic production of lactate. Further experiments showed that L-dopa can be dislocated out of LC by certain amino acids on the outside of the cells, either acting in a trans-stimulatory fashion or by exchanging with intracellular L-dopa, getting “useful” amino acids into the cells. This, now extracellular L-dopa, can begin a new in- and out-transport cycle. Using a H+,K+-ATPase-inhibitor (omeprazole and some analogues), experiments showed that most of these inhibit the L-dopa transport into LC, probably not caused by affecting a thiol group essential for this transport. The actual mechanism is unknown.},
  author       = {Bendsöe, Niels},
  isbn         = {91-628-5739-8},
  keyword      = {amino acid transport,energy charge,epidermis,glycolysis,lactate,Langerhans cells,L-dopa,mitochondria,omeprazole,Dermatology,venereology,Dermatologi,venereologi},
  language     = {eng},
  pages        = {111},
  publisher    = {ARRAY(0x591fe68)},
  title        = {Characterization of a new amino acid transport system in human epidermal Langerhans cells:},
  year         = {2003},
}