КЕРАТИНОЦИТЫ: ФУНКЦИИ, ГИСТОЛОГИЯ, ТИПЫ - БИОЛОГИЯ - 2025

В кератиноциты представляют собой тип кератина продуцирующих клеток , которые образуют большую часть кожи у млекопитающих. В разных стадиях дифференцировки кератиноциты могут составлять до 90% эпидермиса.

Кератиноциты являются важными продуцентами цитокинов, важных белков для процессов межклеточной коммуникации.

Окрашивание эпидермиса и составляющих его кератиноцитов.

Это производство цитокинов кератиноцитами имеет множество последствий для миграции воспалительных клеток, воздействия на иммунную систему, а также на дифференциацию и продукцию других кератиноцитов.

Из-за важной роли кератиноцитов в эпидермисе и во внутриклеточных коммуникационных функциях, эти типы клеток привлекли внимание специалистов, изучающих процессы клеточных, иммунологических и кожных заболеваний.

Кератиноциты также являются многообещающим источником стволовых клеток для развития тканей человека и животных.

Исследования с этим типом клеток позволили достичь таких научных достижений, как клонирование мышей из кератиноцитов мыши и производство плюрипотентных и мультипотенциальных клеток человека.

Функции кератиноцитов

Кератиноциты находятся на различных стадиях дифференцировки в эпидермисе и отвечают за образование плотных контактов с нервами в коже. Они также удерживают клетки Лангерганса в эпидермисе и лимфоциты в дерме.

Помимо этой соединительной функции, кератиноциты участвуют в функции иммунной системы. Кожа является первой линией защиты, а кератиноциты отвечают за выработку молекул, которые стимулируют воспаление в ответ на травму.

Таким образом, основная цель этих кератинпродуцирующих клеток - защита от вторжения микробов, вирусов, грибков и паразитов. Кроме того, кератиноциты защищают от УФ-излучения и сводят к минимуму потерю тепла, растворенных веществ и воды.

Важно отметить, что кератиноциты используются для исследования различных кожных явлений, включая закисление эпидермиса, деградацию ДНК, метаболизм и транспорт жирных кислот, местные иммунные ответы, регенерацию клеток, дифференцировку стволовых клеток и образование опухолей.

гистология

Кожа делится на три слоя: эпидермис, самый верхний слой кожи; дерма, непосредственно под эпидермисом; и подкожный или жировой слой под дермой. Эпидермис можно разделить на подслои:

• Базальная пластинка (внутренний слой)
• Слой колючих клеток
• Слой гранулярных клеток
• Светлый плащ
• Роговой слой (внешний слой)

Жизненный цикл

Ниже приводится общее описание жизненного цикла кератиноцитов. Кератиноцит может иметь два назначения:

1. Являясь делящейся клеткой и оставаясь в базальной пластинке.
2. Дифференцируются и мигрируют через слои кожи.

В базальной пластинке кератиноциты постоянно делятся митозом, образуя новые базальные кератиноциты. Они могут продолжать делиться с образованием новых кератиноцитов.

Некоторые из этих клеток останутся со своими родителями и будут продолжать пополнять базальную популяцию кератиноцитов. Эти клетки известны как стволовые клетки. Однако другие кератиноциты начнут процесс дифференцировки клеток.

Со временем эти дифференцирующиеся клетки подталкивают себя вверх, поскольку под ними формируется следующее поколение клеток. В конце концов, они проникают в следующий слой кожи, превращаясь в колючие клетки.

По мере того, как в базальном слое образуется все больше и больше клеток, вновь сформированные шиповатые клетки продолжают выталкиваться вверх и в конечном итоге достигают гранулярного слоя. Здесь клетки претерпевают серию молекулярных событий, в которых их органеллы и клеточное ядро ​​разрушаются.

После перемещения в верхние, сильно ороговевшие слои кератиноциты превращаются в чешуйки. Эти плоскоклеточные клетки имеют плоскую морфологию, что облегчает их отделение от кожи как мертвые.

В зависимости от области тела этот жизненный цикл может занять около месяца. В течение жизни кожа обновляется примерно тысячу раз. Не все клетки базального клеточного слоя окажутся в чешуе, поскольку некоторые из них необходимы для поддержания первоначальной популяции клеток.

Этот процесс обновления кожи строго регулируется, чтобы гарантировать наличие достаточного количества клеток на каждой стадии процесса. Таким образом, поддерживается баланс между стволовыми клетками кератиноцитов и клетками, предназначенными для окончательной дифференцировки.

В целом, пока существует примерно равное количество клеток для обеих популяций (базальной и дифференцированной), этот баланс будет поддерживаться.

Типы кератиноцитов

Внешний вид кератиноцитов меняется от одного слоя кожи к другому. Они начинаются в слое базальных клеток и мигрируют вверх. Те, кто находится в самом нижнем слое или слое кожи, обычно единственные, кто разделяется.

Выше этих базальных клеток есть несколько слоев более крупных колючих клеток, которые удерживаются вместе с помощью точек межклеточного прикрепления, называемых десмосомами.

Каждая десмосома состоит из мембранных белков, которые позволяют клеткам связываться друг с другом. Эти белки, в свою очередь, прикрепляются к другим белкам, образуя дискообразную пластину на внутренней поверхности мембраны.

Якорные белки связаны кератиновыми филаментами. Эти десмосомы появляются под световой микроскопией как заостренные выступы клеточной мембраны, которые придают клеткам колючий вид.

Над колючими клетками расположены гранулярные клетки. Этот клеточный слой образует непроницаемый барьер и является пограничным слоем, который отделяет внутренние, метаболически активные слои от чрезвычайно ороговевших и мертвых внешних слоев кожи.

Над гранулированными клетками расположены плоские клетки. Эти уплощенные клетки сильно ороговевшие, что означает, что они чрезвычайно насыщены кератиновым белком.

Как чешуйки, так и самый внешний слой гранулярных клеток, чуть ниже чешуек, защищены слоями других сшитых белков.

Кератиноциты и цитокины

Кератиноциты не только являются основным составным элементом самого большого органа тела (кожи), но и очень важны для выработки цитокинов.

Эти цитокины, вырабатываемые кератиноцитами, выполняют важные и разнообразные функции в организме.

Один из них - провоспалительный процесс. Регуляция этих провоспалительных цитокинов и их роль в кератиноцитах хорошо документирована.

Его эффекты включают стимуляцию выработки кератина, увеличение прикрепления определенных бактерий к кератиноцитам и защиту кератиноцитов от запрограммированной гибели клеток.

Кератин, вырабатываемый кератиноцитами, также играет важную иммунную роль.

Некоторые исследования показали, что эти кератины участвуют в образовании лимфом лейкоцитов на коже и в подавлении иммунной системы.

Другие важные функции кератина, продуцируемого кератиноцитами, включают регуляцию производства кератина, регуляцию пролиферации кератиноцитов и дифференцировку кератиноцитов.

Влияние на структуру эпидермиса

Различные слои эпидермиса образуются в зависимости от различных состояний дифференцировки кератиноцитов. В целом мы можем говорить о пяти слоях эпидермиса:

Роговой слой: образован кератиноцитами без ядра. Считается, что это слой мертвых клеток, размер которого в разных частях тела различается.

Прозрачный плащ: он расположен только на некоторых частях тела, например, на ладонях рук или подошвах ног.

Гранулированный слой: он образован ромбовидными клетками, которые имеют гранулы кератогиалина, предшественника кератина, что придает зернистую форму этому слою.

Колючий слой: он состоит из слоев кератиноцитов от 5 до 7 рядов. Клетки имеют многоугольную форму с межклеточными перемычками, которые помогают им соединяться с соседними слоями.

Базальный слой: он образован рядами цилиндрических кератиноцитов, образующих межклеточные мосты. В этом слое находится хорошо известный пигмент, придающий цвет коже, известный как меланин.

Ссылки

1. Гроне А. Кератиноциты и цитокины. Ветеринарная иммунология и иммунопатология. 2002; 88: 1–12.
2. Ли Дж. И др. Мыши, клонированные из клеток кожи. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 2007; 104 (8): 2738-2743.
3. Лучи С. и соавт. Линии бессмертных кератиноцитов, полученные из эмбриональных стволовых клеток человека Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 2006; 103 (6): 1792-1797.
4. Наваррете Г. Гистология кожи. Журнал медицинского факультета УНАМ. 2003; 46 (4): 130-133.
5. Райнвальд Дж. Грин Х. Фактор эпидермального роста и умножение культивируемых эпидермальных кератиноцитов человека. Природа. 1977; 265 (5593): 421-424.
6. Vogt M. et al. Генетически модифицированные кератиноциты, трансплантированные в раны, восстанавливают эпидермис. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 1994; 91 (20): 9307-9311.