Кератиноциты являются основным типом клеток, обнаруженных в эпидермисе, самом внешнем слое кожи. У человека они составляют 90% клеток эпидермиса кожи. Базальные клетки базального слоя (stratum basale) кожи иногда называют базальными кератиноцитами .
Основная функция кератиноцитов - это формирование барьера против вредного воздействия окружающей среды тепла, УФ-излучения, потери воды, патогенные бактерии, грибки, паразиты и вирусы.
Патогены, вторгающиеся в верхние слои эпидермиса, могут вызывать кератиноциты для производства провоспалительных медиаторов, в частности хемокинов, таких как CXCL10 и CCL2 (MCP-1), которые привлекают моноциты, естественные клетки-киллеры, Т-лимфоциты и дендритные клетки в место инвазии патогена.
А количество структурных белков (филаггрин, кератин ), ферментов (протеаз ), липидов и антимикробные пептиды (дефенсины ) способствуют поддержанию важной барьерной функции кожи. Кератинизация является частью формирования физического барьера (ороговение ), при котором кератиноциты производят все больше и больше кератина и подвергаются терминальной дифференцировке. Полностью ороговевшие кератиноциты, образующие самый внешний слой, постоянно отделяются и заменяются новыми клетками.
Эпидермальные стволовые клетки находятся в нижней части эпидермиса (базальный слой) и прикреплены к базальной мембране через гемидесмосомы. Эпидермальные стволовые клетки делятся случайным образом, давая либо больше стволовых клеток, либо транзитные амплифицирующие клетки. Некоторые из транзитных амплифицирующих клеток продолжают пролиферировать, затем совершают дифференцировку и мигрируют к поверхности эпидермиса. Эти стволовые клетки и их дифференцированное потомство организованы в столбцы, называемые единицами эпидермальной пролиферации.
Во время этого процесса дифференцировки кератиноциты постоянно выходят из клеточного цикла, инициируют экспрессию маркеры эпидермальной дифференцировки и перемещаются надбазально по мере того, как они становятся частью stratum spinosum, stratum granulosum и, в конечном итоге, корнеоцитов в роговом слое.
Корнеоциты - это кератиноциты, которые завершили свою программу дифференцировки и потеряли свои ядро и цитоплазматические органеллы. В конечном итоге корнеоциты будут отделяться посредством десквамации по мере появления новых.
На каждой стадии дифференцировки кератиноциты экспрессируют определенные кератины, такие как кератин 1, кератин 5, кератин 10 и кератин 14, а также другие маркеры, такие как инволюкрин, лорикрин, трансглутаминаза, филаггрин и каспаза 14.
Подсчитано, что у человека кератиноциты переходят из стволовых клеток на десквамацию каждые 40–56 дней, тогда как у мышей расчетное время обновления составляет 8-10 дней.
Факторами, способствующими дифференцировке кератиноцитов, являются:
Поскольку дифференцировка кератиноцитов подавляет пролиферацию кератиноцитов, факторы, которые способствуют пролиферации кератиноцитов, следует рассматривать как препятствующие дифференцировке. Эти факторы включают:
Кератиноциты эпидермиса связаны с другими типами клеток, такими как меланоциты и клетки Лангерганса. Кератиноциты образуют плотные соединения с нервами кожи и удерживают клетки Лангерганса и внутрикожные лимфоциты в эпидермисе. Кератиноциты также модулируют иммунную систему : помимо вышеупомянутых антимикробных пептидов и хемокинов они также являются мощными продуцентами противовоспалительных медиаторов, таких как ИЛ-10 и TGF-β. При активации они могут стимулировать кожное воспаление и активацию клеток Лангерганса через секрецию TNFα и IL-1β.
Кератиноциты способствуют защите организма от ультрафиолетового излучения (UVR), поглощая меланосомы, везикулы, содержащие эндогенный фотопротектор меланин, из эпидермального меланоциты. Каждый меланоцит в эпидермисе имеет несколько дендритов, которые растягиваются, чтобы соединить его со многими кератиноцитами. Затем меланин накапливается в кератиноцитах и меланоцитах в околоядерной области в виде надъядерных «шапочек», где он защищает ДНК от УФ-индуцированного повреждения.
Раны к коже будет частично восстановлен за счет миграции кератиноцитов, чтобы заполнить промежуток, созданный раной. Первый набор кератиноцитов, участвующих в этом восстановлении, происходит из области выпуклости волосяного фолликула и выживет только временно. В зажившем эпидермисе они будут заменены кератиноцитами, происходящими из эпидермиса.
Напротив, эпидермальные кератиноциты могут способствовать формированию волосяных фолликулов de novo во время заживления больших ран.
Функционально. кератиноциты необходимы для заживления барабанной перфорации.
солнечные ожоги клетки - это кератиноциты с пикнотическим ядром и эозинофильная цитоплазма, которая появляется после воздействия UVC или UVB излучения или UVA в присутствии псораленс. Он показывает преждевременное и ненормальное ороговение и был описан как пример апоптоза.
С возрастом гомеостаз тканей снижается отчасти из-за стволовые клетки / клетки-предшественники неспособны самообновляться или дифференцироваться. Повреждение ДНК, вызванное воздействием на стволовые клетки / клетки-предшественники активных форм кислорода (АФК), может играть ключевую роль в старении эпидермальных стволовых клеток. Митохондриальная супероксиддисмутаза (SOD2 ) обычно защищает от ROS. Было обнаружено, что потеря SOD2 в эпидермальных клетках мыши вызывает клеточное старение, которое необратимо останавливает пролиферацию фракции кератиноцитов. У старых мышей дефицит SOD2 задерживал закрытие раны и уменьшал толщину эпидермиса.
Тело Civatte (названо в честь французского дерматолога Ахилла Сиватта, 1877–1877 гг. 1956) представляет собой поврежденный базальный кератиноцит, который подвергся апоптозу, состоит в основном из кератиновых промежуточных филаментов и почти всегда покрыт иммуноглобулинами, в основном IgM. Циватные тельца характерны для кожных поражений при различных дерматозах, в частности, красный плоский лишай и дискоидная красная волчанка. Они также могут быть обнаружены при болезни трансплантат против хозяина, побочных реакциях на лекарства, воспалительном кератозе (таком как лихеноид актинический кератоз и красный плоский лишай -подобный кератоз), многоформная эритема, буллезный пемфигоид, экзема, плоский лишай, фебрильный нейтрофильный дерматоз, токсический эпидермальный некролиз, простой герпес и ветряная оспа поражения, герпетиформный дерматит, порфирия поздняя кожа, саркоидоз, подкорнеальный пустулезный дерматоз, преходящий акантолитический дерматоз и эпидермолитический гиперкератоз.
Wikimedia Commons имеет media, относящиеся к кератиноцитам. |