Keratinocyt - Keratinocyte

Mikrofotografie keratinocytů, bazálních buněk a melanocytů v epidermis
Keratinocyty (zbarvené zeleně) v kůži myši

Keratinocyty jsou primárním typem buněk nacházejících se v epidermis , nejzevnější vrstvě kůže . U lidí tvoří 90% epidermálních kožních buněk. Bazální buňky v bazální vrstvě ( stratum basale ) kůže se někdy označují jako bazální keratinocyty .

Funkce

Primární funkcí keratinocytů je vytvoření bariéry proti poškození životního prostředí teplem , UV zářením , ztrátou vody , patogenními bakteriemi , houbami , parazity a viry .

Patogeny napadající horní vrstvy epidermis mohou způsobit, že keratinocyty produkují prozánětlivé mediátory, zejména chemokiny jako CXCL10 a CCL2 (MCP-1), které přitahují monocyty , buňky přirozeného zabíjení , T-lymfocyty a dendritické buňky do místa invaze patogenu.

Struktura

Řada strukturních proteinů ( filaggrin , keratin ), enzymy ( proteázy ), lipidy a antimikrobiální peptidy ( defensiny ) přispívají k udržení důležité bariérové ​​funkce kůže. Keratinizace je součástí formace fyzické bariéry ( kornifikace ), ve které keratinocyty produkují stále více keratinu a podléhají terminální diferenciaci. Plně zrohovatělé keratinocyty, které tvoří vnější vrstvu, jsou neustále vylučovány a nahrazovány novými buňkami.

Diferenciace buněk

Epidermální kmenové buňky se nacházejí ve spodní části epidermis (stratum basale) a jsou připojeny k bazální membráně prostřednictvím hemidesmosomů . Epidermální kmenové buňky se dělí náhodným způsobem, čímž se získá buď více kmenových buněk, nebo tranzitní amplifikační buňky. Některé z buněk zesilujících tranzit pokračují v proliferaci, poté se zaváží diferencovat a migrovat směrem k povrchu epidermis. Tyto kmenové buňky a jejich diferencované potomstvo jsou uspořádány do sloupců s názvem jednotky epidermální proliferace.

Během tohoto procesu diferenciace se keratinocyty trvale stáhnou z buněčného cyklu , zahájí expresi markerů epidermální diferenciace a pohybují se suprabasálně, když se stanou součástí stratum spinosum , stratum granulosum a nakonec korneocytů ve stratum corneum .

Korneocyty jsou keratinocyty, které dokončily svůj diferenciační program a ztratily jádro a cytoplazmatické organely . Korneocyty budou nakonec odstraněny deskvamací, jak přicházejí nové.

V každém stadiu diferenciace keratinocyty exprimují specifické keratiny , jako je keratin 1 , keratin 5 , keratin 10 a keratin 14 , ale také další markery, jako je involucrin , loricrin , transglutamináza , filaggrin a kaspáza 14 .

U lidí se odhaduje, že se keratinocyty přeměňují z kmenových buněk na deskvamaci každých 40–56 dní, zatímco u myší je odhadovaná doba obratu 8–10 dní.

Faktory podporující diferenciaci keratinocytů jsou:

  • Vápník gradient, s nejnižší koncentrací v stratům basale a zvyšujícími se koncentracemi až do vnějšího stratům granulosum, kde dosahuje svého maxima. Koncentrace vápníku ve stratum corneum je částečně velmi vysoká, protože tyto relativně suché buňky nejsou schopny rozpustit ionty. Tato zvýšení extracelulárních koncentrací vápníku indukují zvýšení intracelulárních volných koncentrací vápníku v keratinocytech. Část tohoto intracelulárního zvýšení vápníku pochází z vápníku uvolněného z intracelulárních zásob a další část pochází z transmembránového přílivu vápníku, a to jak chloridovými kanály citlivými na vápník, tak napěťově nezávislými kationtovými kanály propustnými pro vápník. Kromě toho bylo navrženo, že extracelulární receptor citlivý na vápník (CaSR) také přispívá ke zvýšení intracelulární koncentrace vápníku.
  • Vitamín D 3 (cholekalciferol) reguluje proliferaci a diferenciaci keratinocytů většinou modulací koncentrací vápníku a regulací exprese genů zapojených do diferenciace keratinocytů. Keratinocyty jsou jediné buňky v těle s celou metabolickou cestou vitaminu D od produkce vitaminu D ke katabolismu a expresi receptoru vitaminu D.
  • Katepsin E .
  • TALE transkripční faktory homeodomény .
  • Hydrokortison .

Protože diferenciace keratinocytů inhibuje proliferaci keratinocytů, faktory, které podporují proliferaci keratinocytů, by měly být považovány za prevenci diferenciace. Mezi tyto faktory patří:

Interakce s jinými buňkami

V epidermis jsou keratinocyty spojeny s jinými typy buněk, jako jsou melanocyty a Langerhansovy buňky . Keratinocyty vytvářejí těsné spoje s nervy kůže a drží Langerhansovy buňky a intra-dermální lymfocyty v poloze uvnitř epidermis. Keratinocyty také modulují imunitní systém : kromě výše uvedených antimikrobiálních peptidů a chemokinů jsou také silnými producenty protizánětlivých mediátorů, jako je IL-10 a TGF-β . Když jsou aktivovány, mohou stimulovat kožní zánět a aktivaci Langerhansových buněk sekrecí TNFα a IL-1β .

Keratinocyty přispívají k ochraně těla před ultrafialovým zářením (UVR) přijímáním melanosomů , vezikul obsahujících endogenní fotoprotektant melanin , před epidermálními melanocyty. Každý melanocyt v epidermis má několik dendritů, které se natahují, aby jej spojily s mnoha keratinocyty. Melanin je pak uložen v keratinocytech a melanocytech v perinukleární oblasti jako supranukleární „čepice“, kde chrání DNA před poškozením vyvolaným UVR .

Role při hojení ran

Rány na kůži budou částečně napraveny migrací keratinocytů, aby se vyplnila mezera vytvořená ránou. První sada keratinocytů, které se účastní této opravy, pochází z vyboulené oblasti vlasového folikulu a přežije pouze přechodně. V uzdravené epidermis budou nahrazeny keratinocyty pocházejícími z epidermis.

Naopak epidermální keratinocyty mohou přispět k novému vytváření vlasových folikulů během hojení velkých ran.

K hojení tympanické perforace jsou zapotřebí funkční keratinocyty.

Buňky spálené sluncem

Buňka spálená od slunce je keratinocyt s pyknotickým jádrem a eozinofilní cytoplazmou, který se objeví po expozici UVC nebo UVB záření nebo UVA v přítomnosti psoralenů . Ukazuje předčasnou a abnormální keratinizaci a byl popsán jako příklad apoptózy .

Stárnutí

S věkem homeostáza tkáně částečně klesá, protože kmenové/progenitorové buňky se nedokážou samoobnovit nebo diferencovat . Klíčovou roli ve stárnutí epidermálních kmenových buněk může hrát poškození DNA způsobené expozicí kmenových/progenitorových buněk reaktivním druhům kyslíku (ROS) . Mitochondriální superoxiddismutáza ( SOD2 ) obvykle chrání před ROS. Bylo pozorováno, že ztráta SOD2 v myších epidermálních buňkách způsobuje buněčné stárnutí, které nevratně zastavuje proliferaci ve frakci keratinocytů. U starších myší nedostatek SOD2 zpozdil uzavření rány a snížil tloušťku epidermis.

Civatte tělo

Civatte tělo

Tělo Civatte (pojmenované podle francouzského dermatologa Achille Civatte, 1877–1956) je poškozený bazální keratinocyt, který prodělal apoptózu a skládá se převážně z intermediárních vláken keratinu a jsou téměř vždy pokryty imunoglobuliny , hlavně IgM. Těla civatte se typicky nacházejí v kožních lézích různých dermatóz , zejména lichen planus a diskoidní lupus erythematosus . Mohou být také nalezeny při onemocnění štěpu proti hostiteli , nežádoucích reakcích na léky , zánětlivé keratóze (jako je lichenoidní aktinická keratóza a lichen planus podobná keratóza), erythema multiforme , bulózní pemfigoid , ekzém , lichen planopilaris , febrilní neutrofilní dermatóza , toxická epidermální nekrolýza , léze herpes simplex a varicella zoster , dermatitis herpetiformis , porphyria cutanea tarda , sarkoidóza , subkorneální pustulární dermatóza , přechodná akantolytická dermatóza a epidermolytická hyperkeratóza .

Viz také

Reference

externí odkazy