Keratinocytt - Keratinocyte

Mikrograf av keratinocytter, basalceller og melanocytter i overhuden
Keratinocytter (farget grønt) i musens hud

Keratinocytter er den primære celletypen som finnes i epidermis , det ytterste laget av huden . Hos mennesker utgjør de 90% av epidermale hudceller. Basalceller i det basale laget ( stratum basale ) i huden blir noen ganger referert til som basale keratinocytter .

Funksjon

Den primære funksjonen til keratinocytter er dannelsen av en barriere mot miljøskader av varme , UV -stråling , vanntap , patogene bakterier , sopp , parasitter og virus .

Patogener som invaderer de øvre lagene i epidermis kan føre til at keratinocytter produserer proinflammatoriske mediatorer, spesielt kjemokiner som CXCL10 og CCL2 (MCP-1) som tiltrekker monocytter , naturlige drepeceller , T-lymfocytter og dendritiske celler til stedet for patogeninvasjon.

Struktur

En rekke strukturelle proteiner ( filaggrin , keratin ), enzymer ( proteaser ), lipider og antimikrobielle peptider ( defensiner ) bidrar til å opprettholde hudens viktige barrierefunksjon. Keratinisering er en del av den fysiske barriereformasjonen ( cornification ), der keratinocyttene produserer mer og mer keratin og gjennomgår terminal differensiering. De fullstendig cornified keratinocytter som danner det ytterste laget blir stadig avskallet og erstattet av nye celler.

Celledifferensiering

Epidermale stamceller ligger i den nedre delen av epidermis (stratum basale) og er festet til kjellermembranen gjennom hemidesmosomer . Epidermale stamceller deler seg tilfeldig og gir enten flere stamceller eller transittforsterkende celler. Noen av transittforsterkende cellene fortsetter å spre seg og forplikter seg til å differensiere og migrere mot overflaten av epidermis. Disse stamcellene og deres differensierte avkom er organisert i kolonner som heter epidermal spredningsenheter.

Under denne differensieringsprosessen trekker keratinocytter seg permanent ut av cellesyklusen , starter uttrykk for epidermale differensieringsmarkører og beveger seg suprabasalt når de blir en del av stratum spinosum , stratum granulosum og til slutt corneocytter i stratum corneum .

Kornocytter er keratinocytter som har fullført sitt differensieringsprogram og har mistet kjernen og cytoplasmiske organeller . Kornocytter vil til slutt bli avskåret gjennom avskamning når nye kommer inn.

På hvert differensieringstrinn uttrykker keratinocytter spesifikke keratiner , for eksempel keratin 1 , keratin 5 , keratin 10 og keratin 14 , men også andre markører som involucrin , loricrin , transglutaminase , filaggrin og caspase 14 .

Hos mennesker anslås det at keratinocytter vender fra stamceller til desquamation hver 40–56 dager, mens den estimerte omsetningstiden hos mus er 8-10 dager.

Faktorer som fremmer keratinocyttdifferensiering er:

  • En kalsiumgradient , med den laveste konsentrasjonen i stratum basale og økende konsentrasjoner til det ytre stratum granulosum, der det når sitt maksimum. Kalsiumkonsentrasjonen i stratum corneum er veldig høy delvis fordi de relativt tørre cellene ikke er i stand til å oppløse ionene. Disse forhøyelsene av ekstracellulære kalsiumkonsentrasjoner induserer en økning i intracellulære frie kalsiumkonsentrasjoner i keratinocytter. En del av den intracellulære kalsiumøkningen kommer fra kalsium som frigjøres fra intracellulære lagre, og en annen del kommer fra kalsiumtilstrømning fra transmembran, gjennom både kalsiumsensitive kloridkanaler og spenningsuavhengige kationkanaler som er gjennomtrengelige for kalsium. Videre har det blitt antydet at en ekstracellulær kalsiumfølende reseptor (CaSR) også bidrar til økningen i intracellulær kalsiumkonsentrasjon.
  • Vitamin D- 3 (cholecalciferol) regulerer keratinocytt- proliferasjon og differensiering for det meste ved å modulere kalsiumkonsentrasjoner og regulering av ekspresjonen av gener som er involvert i keratinocytt-differensieringen. Keratinocytter er de eneste cellene i kroppen med hele metabolismen av vitamin D fra vitamin D -produksjon til katabolisme og vitamin D -reseptoruttrykk .
  • Cathepsin E .
  • TALE homeodomain transkripsjonsfaktorer .
  • Hydrokortison .

Siden keratinocyttdifferensiering hemmer keratinocyttproliferasjon, bør faktorer som fremmer keratinocyttproliferasjon anses å forhindre differensiering. Disse faktorene inkluderer:

Interaksjon med andre celler

Innen epidermis er keratinocytter assosiert med andre celletyper som melanocytter og Langerhans -celler . Keratinocytter danner tette veikryss med nervene i huden og holder Langerhans-cellene og intra-dermale lymfocytter på plass i epidermis. Keratinocytter modulerer også immunsystemet : bortsett fra de ovennevnte antimikrobielle peptidene og kjemokinene er de også sterke produsenter av antiinflammatoriske mediatorer som IL-10 og TGF-β . Når de er aktivert, kan de stimulere kutan betennelse og Langerhans celleaktivering via TNFα og IL-1β sekresjon.

Keratinocytter bidrar til å beskytte kroppen mot ultrafiolett stråling (UVR) ved å ta opp melanosomer , vesikler som inneholder det endogene fotobeskyttende melaninet , fra epidermale melanocytter. Hver melanocytt i epidermis har flere dendritter som strekker seg ut for å koble den til mange keratinocytter. Melaninet lagres deretter i keratinocytter og melanocytter i perinukleære området som supranukleære "caps", der det beskytter DNA mot UVR-indusert skade .

Rolle i sårheling

Sår på huden vil delvis bli reparert ved migrering av keratinocytter for å fylle ut gapet som skapes av såret. Det første settet med keratinocytter som deltar i den reparasjonen kommer fra buleområdet i hårsekken og vil bare overleve forbigående. Innenfor den helbredte epidermis vil de bli erstattet av keratinocytter som stammer fra epidermis.

Tvert imot, epidermale keratinocytter, kan bidra til de novo hårsekkdannelse under helbredelse av store sår.

Funksjonelle keratinocytter er nødvendige for tympanisk perforering.

Solbrentceller

En solbrent celle er en keratinocytt med en pyknotisk kjerne og eosinofil cytoplasma som vises etter eksponering for UVC- eller UVB -stråling eller UVA i nærvær av psoralener . Det viser for tidlig og unormal keratinisering , og har blitt beskrevet som et eksempel på apoptose .

Aldring

Med alderen vev homeostase avtar delvis fordi stilk / stamceller ikke klarer å fornye seg selv eller differentiate . DNA -skade forårsaket av eksponering av stam-/stamceller for reaktive oksygenarter (ROS) kan spille en nøkkelrolle i epidermal aldring av stamceller . Mitokondrielt superoksiddismutase ( SOD2 ) beskytter vanligvis mot ROS. Tap av SOD2 i epidermale celler i mus ble observert å forårsake cellulær senescens som irreversibelt stoppet spredning i en brøkdel av keratinocytter. Hos eldre mus forsinket SOD2 -mangel sårlukking og redusert epidermal tykkelse.

Civatte kropp

Civatte kropp

En Civatte -kropp (oppkalt etter den franske hudlegen Achille Civatte, 1877–1956) er en skadet basal keratinocytt som har gjennomgått apoptose , og hovedsakelig består av keratin -mellomliggende filamenter, og som nesten alltid er dekket med immunglobuliner , hovedsakelig IgM. Civatte -kropper finnes karakteristisk i hudlesjoner av forskjellige dermatoser , spesielt lichen planus og discoid lupus erythematosus . De kan også finnes i transplantat-mot-vert-sykdom , bivirkninger , legemlig reaksjoner , inflammatorisk keratose (for eksempel lichenoid aktinisk keratose og lichen planus- lignende keratose), erythema multiforme , bullous pemphigoid , eksem , lichen planopilaris , febril nøytrofil dermatose , giftig epidermal nekrolyse , herpes simplex og varicella zoster lesjoner, dermatitis herpetiformis , porphyria cutanea tarda , sarkoidose , subkorneal pustulær dermatose , forbigående akantolytisk dermatose og epidermolytisk hyperkeratose .

Se også

Referanser

Eksterne linker