КЕРАТИНОЦИТИ: ФУНКЦІЇ, ГІСТОЛОГІЯ, ВИДИ - БІОЛОГІЯ - 2025

У кератиноцити є тип кератину продукують клітин , які утворюють більшу частину шкіри у ссавців. За різних станів їх диференціації кератиноцити можуть становити до 90% епідермісу.

Кератиноцити є важливими виробниками цитокінів, які є важливими білками для процесів міжклітинної комунікації.

Фарбування епідермісу та кератиноцитів, що його містять.

Така продукція цитокінів кератиноцитами має численні наслідки як для міграції клітин запалення, впливу на імунну систему, так і для диференціювання та вироблення інших кератиноцитів.

Завдяки важливій ролі кератиноцитів у епідермісі та у функціях внутрішньоклітинного зв’язку ці типи клітин привернули увагу фахівців, які вивчають процеси клітинного, імунологічного та шкірного розладів.

Кератиноцити також є перспективним джерелом стовбурових клітин для розвитку тканин людини і тварин.

Дослідження з даним типом клітин дозволили досягти таких наукових досягнень, як клонування мишей з мишачих кератиноцитів та отримання плюрипотентних та мультипотенційних клітин людини.

Кератиноцитарні функції

Кератиноцити знаходяться на різних стадіях диференціювання в епідермісі і відповідають за формування тісних з’єднань з нервами в шкірі. Вони також утримують клітини Лангерганса в епідермісі та лімфоцити в дермі на місці.

Крім цієї сполучної функції, кератиноцити беруть участь у функції імунної системи. Шкіра - перша лінія захисту, а кератиноцити відповідають за виділення молекул, що стимулюють запалення у відповідь на травму.

Таким чином, головна мета цих клітин, що продукують кератин, - захист від вторгнення мікробів, вірусів, грибів та паразитів. Крім того, кератиноцити функціонують для захисту від ультрафіолетового випромінювання та мінімізації втрат тепла, розчинних речовин та води.

Важливо, що кератиноцити використовуються для дослідження різних шкірних явищ, включаючи епідермальне підкислення, деградацію ДНК, метаболізм жирних кислот та транспорт, локальну імунну відповідь, регенерацію клітин, диференціювання стовбурових клітин та утворення пухлин.

Гістологія

Шкіра ділиться на три шари: епідерміс, самий зовнішній шар шкіри; дерма, безпосередньо під епідермісом; і підшкірний або жировий шар, під дермою. Епідерміс можна розділити на підшари:

• Базальна пластинка (внутрішній шар)
• Колючий клітинний шар
• Гранулярний шар клітин
• Плащовий плащ
• Роговий шар (зовнішній шар)

Життєвий цикл

Далі подано загальний опис життєвого циклу кератиноцитів. Кератиноцит може мати два напрямки:

1. Будучи подільною клітиною і перебуваючи в базальній пластинці.
2. Диференціюються і мігрують через шари шкіри.

У базальній пластинці кератиноцити постійно діляться мітозом, утворюючи таким чином нові базальні кератиноцити. Вони можуть продовжувати ділення для отримання нових кератиноцитів.

Деякі з цих клітин залишаться у батьків і продовжують поповнювати популяцію базальних кератиноцитів. Ці клітини відомі як стовбурові клітини. Однак інші кератиноцити почнуть процес диференціювання клітин.

З часом ці диференціюючі клітини висуваються вгору, оскільки наступне покоління клітин утворюється під ними. Врешті-решт їх висувають у наступний шар шкіри, щоб вони стали колючими клітинами.

Оскільки все більше і більше клітин виробляється в базальному шарі, новоутворені колючі клітини продовжують відсуватися вгору і з часом досягають зернистого шару. Тут клітини зазнають низку молекулярних подій, в яких їх органели та ядра клітин деградують.

Після їх переміщення до верхніх, високо ороговілих шарів кератиноцити стають лусочками. Морфологія цих плоскоклітинних клітин плоска, що полегшує їх відшарування від мертвих від шкіри.

Залежно від регіону тіла, цей життєвий цикл може зайняти близько місяця. Протягом життя шкіра оновлюється приблизно тисячу разів. Не всі клітини базального клітинного шару закінчуються масштабами, оскільки деякі необхідні для підтримки початкової популяції клітин.

Цей процес оновлення шкіри вкрай регламентований, щоб забезпечити наявність достатньої кількості клітин на кожній стадії процесу. Таким чином, підтримується рівновага між стовбуровими клітинами кератиноцитів і тими, яким призначено диференційовано термінально.

Загалом, доки існує приблизно однакова кількість клітин для обох популяцій (базальних і диференційованих), цей баланс буде зберігатися.

Види кератиноцитів

Кератиноцити змінюють зовнішній вигляд від одного шару шкіри до іншого. Вони починаються в базальному шарі клітин і мігрують вгору. Ті, що знаходяться в нижній товщі шкіри або шарі шкіри, як правило, є єдиними, які діляться.

Над цими базальними клітинами є кілька шарів більших колючих клітин, які утримуються разом міжклітинними точками приєднання, що називаються десмосомами.

Кожна десмосома складається з мембранних білків, які дозволяють клітинам зв’язуватися між собою. Ці білки в свою чергу приєднуються прикріпленням до інших білків, утворюючи дископодібну пластину на внутрішній поверхні мембрани.

Білки якоря пов'язані кератиновими нитками. Ці десмосоми з'являються під легкою мікроскопією як точкові виступи клітинної мембрани, які надають клітинам колючий вигляд.

Над колючими клітинами розташовані гранулярні клітини. Цей клітинний шар утворює непроникний бар'єр і є прикордонним шаром, який відокремлює внутрішні, метаболічно активні шари від надзвичайно ороговілих та мертвих зовнішніх шарів шкіри.

Над гранульованими клітинами розташовані плоскоклітини. Ці сплющені клітини сильно ороговіли, це означає, що вони надзвичайно запаковані білком кератину.

І луска, і зовнішній шар гранулярних клітин, трохи нижче лусочок, захищені шарами інших зшитих білків.

Кератиноцити та цитокіни

Окрім того, що є основним складовим елементом найбільшого органу в організмі (шкіри), кератиноцити є дуже важливими для їх виробництва цитокінів.

Ці цитокіни, що виробляються кератиноцитами, виконують важливі та різноманітні функції в організмі.

Одним з них є протизапальний процес. Регуляція цих протизапальних цитокінів та їх роль у кератиноцитах добре зафіксована.

Його вплив включає стимулювання вироблення кератину, посилення приєднання певних бактерій до кератиноцитів та захист кератиноцитів від запрограмованої загибелі клітин.

Кератин, що виробляється кератиноцитами, також відіграє важливу імунну роль.

Деякі дослідження показали, що ці кератини беруть участь у формуванні лімфом лейкоцитів в шкірі та в пригніченні імунної системи.

Інші важливі функції кератину, виробленого кератиноцитами, включають регуляцію вироблення кератину, регуляцію проліферації кератиноцитів та диференціацію кератиноцитів.

Вплив на структуру епідермісу

Різні шари епідермісу утворюються залежно від різних станів диференціації кератиноцитів. Загалом ми можемо говорити про п’ять шарів епідермісу:

Роговий шар: він утворюється кератиноцитами без ядра. Вважається шаром відмерлих клітин, який різниться за розмірами в різних частинах тіла.

Плащ люцидний: він розташований лише на деяких частинах тіла, таких як долоні рук або підошви стоп.

Гранульований шар: він утворений ромбоїдними клітинами, які містять гранули кератогіаліну, попередника кератину і надають цьому шару його зернисту форму.

Колючий шар: він складається з шарів кератиноцитів між 5 і 7 рядами. Клітини мають багатокутні форми, що мають міжклітинні містки, що сприяють їх об’єднанню з сусідніми шарами.

Базальний шар: він утворений рядами циліндричних кератиноцитів і вони створюють міжклітинні мости. У цьому шарі знаходиться добре відомий пігмент, який надає шкірі колір і відомий як меланін.

Список літератури

1. Грона А. Кератиноцити та цитокіни. Ветеринарна імунологія та імунопатологія. 2002; 88: 1–12.
2. Li J. та ін. Миші клоновані з клітин шкіри. Праці Національної академії наук Сполучених Штатів Америки. 2007 р .; 104 (8): 2738-2743.
3. Лучі С. та ін. Ліки безсмертних кератиноцитів, отримані з людських ембріональних стовбурових клітин Національної академії наук Сполучених Штатів Америки. 2006 р .; 103 (6): 1792-1797.
4. Наваррете Г. Гістологія шкіри. Журнал медичного факультету УНАМ. 2003 р .; 46 (4): 130-133.
5. Rheinwald J. Green H. Епідермальний фактор росту та розмноження культивованих епідермальних кератиноцитів людини. Природа. 1977; 265 (5593): 421-424.
6. Фогт М. та ін. Генетично модифіковані кератиноцити, перенесені на рани, відновлюють епідерміс. Праці Національної академії наук Сполучених Штатів Америки. 1994; 91 (20): 9307-9311.