KERATINOCYTEN: FUNCTIES, HISTOLOGIE, TYPEN - BIOLOGIE - 2025

De keratinocyten zijn een soort keratine producerende cellen die bij zoogdieren een groot deel van de huid vormen. In hun verschillende stadia van differentiatie kunnen keratinocyten tot 90% van de epidermis uitmaken.

Keratinocyten zijn belangrijke producenten van cytokinen, die belangrijke eiwitten zijn voor intercellulaire communicatieprocessen.

Kleuring van de epidermis en de keratinocyten waaruit het bestaat.

Deze productie van cytokines door keratinocyten heeft meerdere gevolgen voor de migratie van ontstekingscellen, effecten op het immuunsysteem en voor de differentiatie en productie van andere keratinocyten.

Vanwege de belangrijke rol van keratinocyten in de epidermis en in intracellulaire communicatiefuncties, hebben dit soort cellen de aandacht getrokken van specialisten die cellulaire, immunologische en huidaandoeningen bestuderen.

Keratinocyten zijn ook een veelbelovende bron van stamcellen voor de ontwikkeling van menselijke en dierlijke weefsels.

Studies met dit type cellen hebben wetenschappelijke resultaten mogelijk gemaakt, zoals het klonen van muizen uit muiskeratinocyten en de productie van menselijke pluripotente en multipotentiële cellen.

Keratinocyt-functies

Keratinocyten worden in verschillende stadia van differentiatie in de epidermis aangetroffen en zijn verantwoordelijk voor het vormen van nauwe verbindingen met zenuwen in de huid. Ze houden ook de Langerhans-cellen in de epidermis en de lymfocyten in de dermis op hun plaats.

Afgezien van deze verbindende functie, nemen keratinocyten deel aan de functie van het immuunsysteem. De huid is de eerste verdedigingslinie en keratinocyten zijn verantwoordelijk voor het afscheiden van moleculen die ontstekingen stimuleren als reactie op letsel.

Het belangrijkste doel van deze keratine producerende cellen is dus om te beschermen tegen de invasie van microben, virussen, schimmels en parasieten. Bovendien werken keratinocyten om te beschermen tegen UV-straling en om het verlies van warmte, opgeloste stoffen en water te minimaliseren.

Belangrijk is dat keratinocyten worden gebruikt om verschillende huidverschijnselen te onderzoeken, waaronder epidermale verzuring, DNA-afbraak, vetzuurmetabolisme en -transport, lokale immuunresponsen, celregeneratie, stamceldifferentiatie en de vorming van tumoren.

Histologie

De huid is verdeeld in drie lagen: de epidermis, de buitenste laag van de huid; de dermis, direct onder de epidermis; en een onderhuidse of vetlaag, onder de dermis. De epidermis kan worden onderverdeeld in sublagen:

• De basale lamina (de binnenste laag)
• De stekelige cellaag
• De granule cellaag
• De heldere mantel
• De hoornlaag (de buitenste laag)

Levenscyclus

Het volgende is een algemene beschrijving van de levenscyclus van een keratinocyt. Een keratinocyt kan twee bestemmingen hebben:

1. Een deelcel zijn en in de basale lamina blijven.
2. Differentiëren en migreren door de lagen van de huid.

In de basale lamina delen de keratinocyten zich voortdurend door mitose, waardoor nieuwe basale keratinocyten worden aangemaakt. Deze kunnen zich blijven delen om nieuwe keratinocyten te produceren.

Sommige van deze cellen blijven bij hun ouders en blijven de basale keratinocytenpopulatie aanvullen. Deze cellen staan ​​bekend als stamcellen. De andere keratinocyten zullen echter het proces van celdifferentiatie beginnen.

Na verloop van tijd duwen deze differentiërende cellen zichzelf omhoog naarmate de volgende generatie cellen zich eronder vormt. Uiteindelijk worden ze in de volgende huidlaag geduwd om stekelige cellen te worden.

Naarmate er meer en meer cellen in de basale laag worden vervaardigd, worden de nieuw gevormde stekelige cellen steeds naar boven geduwd en bereiken ze uiteindelijk de korrelige laag. Hier ondergaan cellen een reeks moleculaire gebeurtenissen waarbij hun organellen en celkern worden afgebroken.

Nadat ze zijn verplaatst naar de bovenste, sterk verhoornde lagen, worden de keratinocyten schubben. De morfologie van deze plaveiselcellen is vlak, waardoor ze gemakkelijker als dood van de huid loskomen.

Afhankelijk van de regio van het lichaam kan deze levenscyclus ongeveer een maand duren. Gedurende het hele leven wordt de huid ongeveer duizend keer vernieuwd. Niet alle cellen in de basale cellaag zullen op schalen eindigen, aangezien sommige nodig zijn om de oorspronkelijke populatie van cellen te behouden.

Dit huidvernieuwingsproces is sterk gereguleerd, dit om ervoor te zorgen dat er altijd een voldoende aantal cellen in elke fase van het proces is. Er wordt dus een evenwicht gehandhaafd tussen keratinocytstamcellen en die welke bestemd zijn om uiteindelijk te differentiëren.

In het algemeen, zolang er ongeveer evenveel cellen zijn voor beide populaties (basaal en gedifferentieerd), blijft dit evenwicht behouden.

Soorten keratinocyten

Het uiterlijk van keratinocyten verandert van de ene huidlaag naar de andere. Ze beginnen in de basale cellaag en migreren naar boven. Degenen in de onderste laag, of laag, van de huid zijn over het algemeen de enige die zich delen.

Boven deze basale cellen bevinden zich verschillende lagen grotere stekelige cellen die bij elkaar worden gehouden door intercellulaire bevestigingspunten die desmosomen worden genoemd.

Elk desmosoom bestaat uit membraaneiwitten waardoor cellen zich met elkaar kunnen verbinden. Deze eiwitten worden op hun beurt door verankering aan andere eiwitten vastgemaakt en vormen een schijfvormige plaat op het binnenoppervlak van het membraan.

De ankereiwitten zijn verbonden door keratinefilamenten. Deze desmosomen verschijnen onder lichtmicroscopie als puntige celmembraanprojecties die cellen een stekelig uiterlijk geven.

Boven de stekelige cellen bevinden zich de korrelcellen. Deze cellulaire laag vormt een ondoordringbare barrière en is de grenslaag die de interne, metabolisch actieve lagen scheidt van de extreem verhoornde en dode buitenste lagen van de huid.

Boven de granulaatcellen bevinden zich de plaveiselcellen. Deze afgeplatte cellen zijn sterk verhoornd, wat betekent dat ze extreem vol zitten met keratine-eiwit.

Zowel de schubben als de buitenste laag van de granulecellen, net onder de schubben, zijn beschermd met lagen van andere verknoopte eiwitten.

Keratinocyten en cytokinen

Behalve dat ze het belangrijkste bestanddeel zijn van het grootste orgaan in het lichaam (de huid), zijn keratinocyten erg belangrijk voor de productie van cytokines.

Deze door keratinocyten geproduceerde cytokinen vervullen belangrijke en gevarieerde functies in het lichaam.

Een daarvan is het pro-inflammatoire proces. De regulatie van deze pro-inflammatoire cytokines en hun rol in keratinocyten is goed gedocumenteerd.

De effecten zijn onder meer het stimuleren van de keratineproductie, het vergroten van de hechting van bepaalde bacteriën aan keratinocyten en het beschermen van keratinocyten tegen geprogrammeerde celdood.

Keratine geproduceerd door keratinocyten speelt ook een belangrijke immuunrol.

Sommige onderzoeken hebben aangetoond dat deze keratines betrokken zijn bij de vorming van witte bloedcellymfomen in de huid en bij de onderdrukking van het immuunsysteem.

Andere belangrijke functies van keratine geproduceerd door keratinocyten zijn onder meer de regulering van de keratineproductie, de regulatie van keratinocytproliferatie en keratinocytendifferentiatie.

Invloed op de structuur van de epidermis

De verschillende lagen van de epidermis worden gevormd afhankelijk van de verschillende toestanden van differentiatie van keratinocyten. In het algemeen kunnen we spreken van vijf lagen in de epidermis:

Hoornlaag: het wordt gevormd door keratinocyten zonder kern. Het wordt beschouwd als een laag dode cellen die in verschillende delen van het lichaam in grootte varieert.

Heldere mantel: deze bevindt zich alleen op sommige delen van het lichaam, zoals de handpalmen of de voetzolen.

Korrellaag: het wordt gevormd door romboïde cellen die korrels keratohyaline bevatten, een voorloper van keratine, en die de korrelvorm aan deze laag geven.

Stekelige laag: het bestaat uit lagen keratinocyten van tussen de 5 en 7 rijen. Cellen hebben veelhoekige vormen met intercellulaire bruggen die helpen bij hun vereniging met aangrenzende lagen.

Basale laag: het wordt gevormd door rijen cilindrische keratinocyten en ze creëren intercellulaire bruggen. In dit laagje zit het bekende pigment dat de huid kleur geeft en staat bekend als melanine.

Referenties

1. Grone A. Keratinocyten en cytokinen. Veterinaire immunologie en immunopathologie. 2002; 88: 1-12.
2. Li J. et al. Muizen gekloond uit huidcellen. Proceedings of the National Academy of Sciences van de Verenigde Staten van Amerika. 2007; 104 (8): 2738-2743.
3. Luchi S. et al. Onsterfelijk gemaakte keratinocytlijnen afgeleid van procedures voor menselijke embryonale stamcellen van de National Academy of Sciences van de Verenigde Staten van Amerika. 2006; 103 (6): 1792-1797.
4. Navarrete G. Histologie van de huid. Tijdschrift van de UNAM Faculteit Geneeskunde. 2003; 46 (4): 130-133.
5. Rheinwald J. Green H. Epidermale groeifactor en de vermenigvuldiging van gekweekte menselijke epidermale keratinocyten. Natuur. 1977; 265 (5593): 421-424.
6. Vogt M. et al. Genetisch gemodificeerde keratinocyten getransplanteerd naar wonden reconstrueren de epidermis. Proceedings of the National Academy of Sciences van de Verenigde Staten van Amerika. 1994; 91 (20): 9307-9311.