Het stratum spinosum is een laag van de epidermis waarvan de naam te danken is aan het feit dat het een groot aantal tonofilamenten heeft die uitstralen van het cytoplasma naar de desmosomen, dit zijn eiwitten die aangrenzende cellen verbinden.
De stekelige laag is afkomstig van de celdeling van de basale laag, de diepste laag van de epidermis. De cellen van het stratum spinosum hebben de functie om de korrel- en hoornvlieslagen te differentiëren en te vormen. De aanwezigheid van Langerhans-cellen en melanocyten in de doornuitsteeksellaag biedt respectievelijk bescherming tegen ziekteverwekkers en zonlicht.
Bron: Skinlayers_ (Italiaans) .png: Adertderivative werk: Fulvio314
Algemene karakteristieken
De epidermis bestaat uit cellen die keratinocyten worden genoemd, genoemd naar hun keratine biosynthese capaciteit. De doornuitsteeksel heeft, naast keratinocyten, melaninekorrels en Lanhergans-cellen verspreid.
Wanneer de keratinocyten van het stratum spinosum naar het buitenste deel van de epidermis migreren, beginnen ze keratohyalinekorrels en lamellaire lichamen te produceren.
Keratohyalinekorrels bevatten eiwitten, zoals involucrine, loricrine en profilaggrin. De laatste wordt gesneden en omgezet in filaggrin.
Lamellaire lichamen, ook bekend als met membraan bedekte korrels, Odland-lichamen of keratinosomen, zijn afkomstig van het Golgi-apparaat. Ze zijn 0,2–0,3 µm groot. Ze zijn de belangrijkste actoren bij de vorming van intercellulaire componenten. Ze bevatten hydrolytische enzymen, polysacchariden en lipiden.
De inhoud van de lamellaire lichamen wordt door exocytose naar de intercellulaire ruimtes van de korrelige laag afgevoerd. In deze laag worden lipiden voorlopers van andere lipiden die deel uitmaken van de intercellulaire ruimte van het stratum corneum.
De samenstelling van de lamellaire lichamen verandert naarmate de cellen migreren naar de meer oppervlakkige lagen van de epidermis. Fosfolipiden zijn bijvoorbeeld overvloedig aanwezig in de basale laag, maar nemen af in de stekelige laag.
Histologie
De huid bestaat uit twee hoofdlagen: dermis en epidermis. Dit laatste is een gestratificeerd plaveiselepitheel dat bestaat uit keratinocyten, cellen die keratine kunnen synthetiseren.
Van de diepste tot de meest oppervlakkige, de lagen waaruit de epidermis bestaat, zijn: basale of germinale laag, doornuitsteeksels, korrelige laag, lucide laag en hoornvlieslaag. Keratinocyten delen zich door mitose en bewegen zich omhoog door de epidermis om het stratum spinosum te vormen.
Het stratum spinosum bestaat uit vier tot zes niveaus van cellen. Histologische preparaten zorgen er in het algemeen voor dat cellen krimpen. Dientengevolge lijken zich in de intercellulaire ruimtes talrijke verlengingen van het cytoplasma, of stekels, te vormen, die uit het oppervlak steken.
Stekels zijn desmosomen die zijn verankerd aan tonofilamenten, dit zijn bundels van tussenliggende keratinefilamenten, tonofibrillen genaamd, die aangrenzende cellen met elkaar verbinden. Desmosomen worden Bizzorero-knooppunten genoemd.
Naarmate keratinocyten rijpen en naar het oppervlak bewegen, worden ze groter, vlakker en evenwijdig aan het oppervlak georiënteerd. Ondertussen ondergaan de kernen van deze cellen verlenging en beginnen de keratinocyten keratohyalinekorrels en lamellaire lichamen te produceren.
Kenmerken
In het stratum spinosum nemen de lamellaire lichamen deel aan de vorming van de intercellulaire waterbarrière van de epidermis. Deze barrière wordt gevormd tijdens de differentiatie van keratinocyten.
De elementen van de waterbarrière van de epidermis zijn de celomhulling (EC) en de lipidenomhulling. De celomhulling wordt gevormd door de afzetting van onoplosbare eiwitten op het binnenoppervlak van het plasmamembraan. De lipidenomhulling wordt gevormd door de binding van lipiden aan het buitenoppervlak van het plasmamembraan.
De dikte van de nucleaire envelop neemt toe in het epitheel. Hierdoor is de huid beter bestand tegen mechanische belasting. Een voorbeeld hiervan zijn de lippen, de handpalmen en de voetzolen. De eiwitten die aanwezig zijn in CD zijn cystatine, desmoplakine, elafine, filaggrine, involucrine, loricrine en verschillende soorten keratine.
De lipidenenvelop wordt gevormd door binding van het celoppervlak aan lipiden via esterbindingen. De belangrijkste lipidenbestanddelen van deze envelop zijn sfingolipiden, cholesterol en vrije vetzuren.
Ceramiden nemen deel aan signalering. Ze zijn gedeeltelijk verantwoordelijk voor de inductie van celdifferentiatie, apoptose en vermindering van celproliferatie.
Langerhans-cellen
Langerhans-cellen, aanwezig in het stratum spinosum, zijn afgeleid van CD34-stamcellen in het beenmerg. Deze cellen zijn verantwoordelijk voor het vinden en presenteren van antigenen die via de huid binnendringen.
Langerhans-cellen, vergelijkbaar met macrofagen, brengen belangrijke histocompatibiliteitscomplexen I en II tot expressie, evenals immunoglobuline G (IgG) -receptoren en C3b-complementreceptoren.
Analyse van huidbiopsie van hiv-patiënten onthult dat Langerhans-cellen hiv in hun cytoplasma bevatten. Omdat Langerhans-cellen resistenter zijn dan T-cellen, dienen de eerste als reservoir voor het hiv-virus.
Melanocyten
Melanocyten zijn dendritische cellen die in de basale laag worden aangetroffen. Ze verlengen de tonofilamenten tussen de keratinocyten van het stratum spinosum. Hun functie is de biosynthese van melanine, dat beschermt tegen de werking van UV-licht en zonlicht. De verhouding van melanocyten tot keratinocyten varieert tussen 1: 4 en 1:10.
Gedurende hun leven behouden melanocyten hun vermogen om te repliceren. De delingssnelheid is echter langzamer dan die van keratocyten. Op deze manier blijft de epidermis-melanine-eenheid behouden.
Melanine wordt geproduceerd door de oxidatie van tyrosine tot 3,4-dihydrofenylalanine (DOPA) met tussenkomst van een tyrosinase en de omzetting van DOPA in melanine. Deze transformaties vinden plaats in een membraangebonden structuur, premelanosomen genaamd, die afkomstig is van het Golgi-apparaat.
De afwezigheid van pigmentatie in de huid, zoals bij albinisme, is te wijten aan de afwezigheid van tyrosinase. Aan de andere kant is huidpigmentatie gerelateerd aan de hoeveelheid melanine die aanwezig is in keratocyten.
Verschillen in melaninegehalte produceren een breed spectrum aan kleuren in de menselijke huid, kenmerken van verschillende rassen.
Bij mensen zijn er twee soorten melanines: eumelamines, die bruin tot zwart van kleur zijn; pheomelanines, geel tot roodbruin van kleur.
Referenties
- Bereiter-Hahn, J., Matoltsy, AG, Richards, KS 1986. Biology of the Integument 2, gewervelde dieren. Springer, Berlijn.
- Bloom, W., Fawcett, DW 1994. A textbook of Histology. Chapman & Hall, New York.
- Burns, T., Breathnach, S., Cox, N., Griffiths, C. 2010. Rook's leerboek over dermatologie. Wiley, Oxford.
- Eroschenko, VP 2017. Atlas van histologie met functionele correlaties. Wolters Kluwer, Baltimore.
- Gawkrodger, DJ 2002. Dermatologie: een geïllustreerde tekst in kleur. Churchill Livingstone, Londen.
- Hall, JE 2016. Guyton and Hall leerboek van medische fysiologie. Elsevier, Philadelphia.
- Humbert, P., Fanian, F., Maibach, H., Agache, P. 2017. Agache's Measuring the Skin Non-invasive Investigations, Physiology, Normal Constants. Springer, Zwitserland.
- Kardong, KV 2012. Gewervelde dieren: vergelijkende anatomie, functie, evolutie. McGraw-Hill, New York.
- Lai-Cheong, JE, McGrath, JA 2017. Structuur en functie van huid, haar en nagels. Geneeskunde, 45, 347-351.
- Lowe, JS, Anderson, PG 2015. De menselijke histologie van Stevens & Lowe. Mosby, Philadelphia.
- Menon, GK 2015. Lipiden en huidgezondheid. Springer, New York.
- Mescher, AL 2016. Junqueira's basishistologie: tekst en atlas. McGraw-Hill, New York.
- Rehfeld, A., et al. 2017. Hoofdstuk 20. Het integrale systeem. In: Compendium of histology. Springer, Cham. DOI 10.1007 / 978-3-319-41873-5_20.
- Ross, MH, Pawlina, W. 2016. Histologie: een tekst en atlas, met gecorreleerde cel- en moleculaire biologie. Wolters Kluwer, Philadelphia.
- Vasudeva, N., Mishra, S. 2014. Inderbir Singh's leerboek over menselijke histologie, met kleurenatlas en praktische gids. Jaypee, New Deli.