KERATYNOCYTY: FUNKCJE, HISTOLOGIA, TYPY - BIOLOGIA - 2026

Te keratynocyty są typem komórek produkujących keratynę, które stanowią dużą część skóry u ssaków. W różnych stanach zróżnicowania keratynocyty mogą stanowić do 90% naskórka.

Keratynocyty są ważnymi producentami cytokin, które są ważnymi białkami w procesach komunikacji międzykomórkowej.

Zabarwienie naskórka i tworzących go keratynocytów.

Ta produkcja cytokin przez keratynocyty ma wielorakie konsekwencje dla migracji komórek zapalnych, wpływu na układ odpornościowy oraz na różnicowanie i produkcję innych keratynocytów.

Ze względu na ważną rolę keratynocytów w naskórku oraz w funkcjach komunikacji wewnątrzkomórkowej, tego typu komórki zwróciły uwagę specjalistów zajmujących się badaniem procesów komórkowych, immunologicznych i chorób skóry.

Keratynocyty są również obiecującym źródłem komórek macierzystych do rozwoju tkanek ludzkich i zwierzęcych.

Badania z tego typu komórkami pozwoliły na osiągnięcia naukowe, takie jak klonowanie myszy z keratynocytów myszy oraz wytwarzanie ludzkich komórek pluripotencjalnych i multipotencjalnych.

Funkcje keratynocytów

Keratynocyty znajdują się na różnych etapach różnicowania w naskórku i są odpowiedzialne za tworzenie ścisłych połączeń z nerwami w skórze. Utrzymują również komórki Langerhansa w naskórku i limfocyty w skórze właściwej.

Oprócz tej funkcji łącznej keratynocyty uczestniczą w funkcji układu odpornościowego. Skóra jest pierwszą linią obrony, a keratynocyty są odpowiedzialne za wydzielanie cząsteczek stymulujących stan zapalny w odpowiedzi na uraz.

Zatem głównym celem tych komórek wytwarzających keratynę jest ochrona przed inwazją drobnoustrojów, wirusów, grzybów i pasożytów. Dodatkowo keratynocyty chronią przed promieniowaniem UV i minimalizują utratę ciepła, substancji rozpuszczonych i wody.

Co ważne, keratynocyty są wykorzystywane do badania różnych zjawisk skórnych, w tym zakwaszenia naskórka, degradacji DNA, metabolizmu i transportu kwasów tłuszczowych, miejscowych odpowiedzi immunologicznych, regeneracji komórek, różnicowania komórek macierzystych oraz tworzenie się guzów.

Histologia

Skóra podzielona jest na trzy warstwy: naskórek, najbardziej zewnętrzna warstwa skóry; skóra właściwa, bezpośrednio pod naskórkiem; i warstwę podskórną lub tłuszczową pod skórą właściwą. Naskórek można podzielić na podwarstwy:

• Blaszka podstawna (warstwa wewnętrzna)
• Warstwa kolczastych komórek
• Warstwa komórek ziarnistych
• Przejrzysty płaszcz
• Warstwa rogowa (warstwa zewnętrzna)

Koło życia

Poniżej znajduje się ogólny opis cyklu życiowego keratynocytu. Keratynocyt może mieć dwa miejsca docelowe:

1. Bycie dzielącą się komórką i przebywanie w blaszce podstawnej.
2. Różnicują się i migrują przez warstwy skóry.

W blaszce podstawnej keratynocyty nieustannie dzielą się na drodze mitozy, tworząc w ten sposób nowe podstawowe keratynocyty. Mogą one nadal dzielić się, tworząc nowe keratynocyty.

Niektóre z tych komórek pozostaną z rodzicami i będą nadal uzupełniać podstawową populację keratynocytów. Te komórki są znane jako komórki macierzyste. Jednak inne keratynocyty rozpoczną proces różnicowania komórek.

Z biegiem czasu te różnicujące się komórki pchają się w górę, gdy pod nimi tworzy się następna generacja komórek. W końcu są wypychane do następnej warstwy skóry, aby stać się kłującymi komórkami.

Ponieważ coraz więcej komórek jest wytwarzanych w warstwie podstawowej, nowo utworzone komórki kolczaste są nadal wypychane w górę i ostatecznie docierają do warstwy ziarnistej. Tutaj komórki przechodzą serię zdarzeń molekularnych, w których degradowane są ich organelle i jądro komórkowe.

Po przemieszczeniu się do górnych, silnie zrogowaciałych warstw keratynocyty stają się łuskami. Morfologia tych komórek nabłonka płaskiego jest płaska, co ułatwia ich odrywanie jako martwe od skóry.

W zależności od regionu ciała ten cykl życia może zająć około miesiąca. Przez całe życie skóra jest odnawiana około tysiąc razy. Nie wszystkie komórki w warstwie komórek podstawnych znajdą się w łuskach, ponieważ niektóre są niezbędne do utrzymania początkowej populacji komórek.

Ten proces odnowy skóry jest silnie regulowany, aby zapewnić zawsze odpowiednią liczbę komórek na każdym etapie procesu. W ten sposób zachowana jest równowaga między komórkami macierzystymi keratynocytów a tymi, które mają się ostatecznie różnicować.

Ogólnie rzecz biorąc, dopóki istnieje w przybliżeniu równa liczba komórek dla obu populacji (podstawowej i zróżnicowanej), ta równowaga zostanie zachowana.

Rodzaje keratynocytów

Keratynocyty zmieniają wygląd z jednej warstwy skóry na drugą. Zaczynają się w warstwie komórek podstawnych i migrują w górę. Te w najniższej warstwie lub warstwie skóry są na ogół jedynymi, które się dzielą.

Powyżej tych podstawnych komórek znajduje się kilka warstw większych kolczastych komórek, które są utrzymywane razem przez międzykomórkowe punkty mocowania zwane desmosomami.

Każdy desmosom składa się z białek błonowych, które umożliwiają komórkom łączenie się ze sobą. Białka te są z kolei przyłączane do innych białek, tworząc płytkę w kształcie dysku na wewnętrznej powierzchni membrany.

Białka kotwiczące są połączone włóknami keratynowymi. Te desmosomy pojawiają się pod mikroskopem świetlnym jako spiczaste wypustki błony komórkowej, które nadają komórkom kolczasty wygląd.

Nad komórkami kolczastymi znajdują się komórki ziarniste. Ta warstwa komórkowa tworzy nieprzepuszczalną barierę i jest warstwą graniczną, która oddziela wewnętrzne, metabolicznie aktywne warstwy od skrajnie zrogowaciałych i martwych zewnętrznych warstw skóry.

Nad komórkami ziarnistymi znajdują się komórki płaskonabłonkowe. Te spłaszczone komórki są silnie zrogowaciałe, co oznacza, że ​​są niezwykle wypełnione białkiem keratynowym.

Zarówno łuski, jak i najbardziej zewnętrzna warstwa komórek ziarnistych, tuż pod łuskami, są chronione warstwami innych usieciowanych białek.

Keratynocyty i cytokiny

Oprócz tego, że są głównym składnikiem największego narządu ciała (skóry), keratynocyty są bardzo ważne dla ich produkcji cytokin.

Te cytokiny wytwarzane przez keratynocyty spełniają ważne i różnorodne funkcje w organizmie.

Jednym z nich jest proces prozapalny. Regulacja tych prozapalnych cytokin i ich rola w keratynocytach jest dobrze udokumentowana.

Jego działanie obejmuje stymulację produkcji keratyny, zwiększenie przylegania niektórych bakterii do keratynocytów oraz ochronę keratynocytów przed zaprogramowaną śmiercią komórki.

Keratyna wytwarzana przez keratynocyty odgrywa również ważną rolę immunologiczną.

Niektóre badania wykazały, że te keratyny biorą udział w tworzeniu się chłoniaków z białych krwinek w skórze i hamowaniu układu odpornościowego.

Inne ważne funkcje keratyny wytwarzanej przez keratynocyty obejmują regulację produkcji keratyny, regulację proliferacji keratynocytów i różnicowanie keratynocytów.

Wpływ na strukturę naskórka

W zależności od różnych stanów zróżnicowania keratynocytów powstają różne warstwy naskórka. Ogólnie możemy mówić o pięciu warstwach naskórka:

Warstwa rogowa: jest utworzona przez keratynocyty bez jądra. Uważa się, że jest to warstwa martwych komórek o różnej wielkości w różnych częściach ciała.

Płaszcz świadomy: znajduje się tylko na niektórych częściach ciała, takich jak dłonie lub podeszwy stóp.

Warstwa ziarnista: jest utworzona przez komórki romboidalne, które mają granulki keratohialiny, prekursora keratyny, i które nadają tej warstwie ziarnisty kształt.

Warstwa kolczasta: składa się z warstw keratynocytów od 5 do 7 rzędów. Komórki mają wielokątne kształty z mostkami międzykomórkowymi, które pomagają w ich zjednoczeniu z sąsiednimi warstwami.

Warstwa podstawowa: jest utworzona przez rzędy cylindrycznych keratynocytów, które tworzą międzykomórkowe mosty. W tej warstwie znajduje się dobrze znany pigment, który nadaje skórze kolor i jest znany jako melanina.

Bibliografia

1. Grone A. Keratynocyty i cytokiny. Immunologia weterynaryjna i immunopatologia. 2002; 88: 1–12.
2. Li J. i in. Myszy sklonowane z komórek skóry. Materiały z National Academy of Sciences w Stanach Zjednoczonych Ameryki. 2007; 104 (8): 2738-2743.
3. Luchi S. i in. Immortalized Keratinocyte Lines Derived from Human Embryonic Stem Cells Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2006; 103 (6): 1792-1797.
4. Navarrete G. Histologia skóry. Dziennik Wydziału Lekarskiego UNAM. 2003; 46 (4): 130–133.
5. Rheinwald J. Green H. Czynnik wzrostu naskórka i namnażanie hodowanych ludzkich keratynocytów naskórka. Natura. 1977; 265 (5593): 421-424.
6. Vogt M. i in. Genetycznie zmodyfikowane keratynocyty przeszczepione na rany odtwarzają naskórek. Materiały z National Academy of Sciences w Stanach Zjednoczonych Ameryki. 1994; 91 (20): 9307-9311.