Επιδερμίδα: Κερατινοκύτταρα, μελανοκύτταρα και κύτταρα Langerhans

Το δέρμα αποτελείται από την επιδερμίδα, το χόριο και τον υποδόριο ιστό.

Η επιδερμίδα, το εξωτερικό στρώμα του δέρματος, σχηματίζεται από μια τακτοποιημένη διάταξη των κυττάρων που ονομάζονται κερατινοκύπαρα, βασική λειτουργία των οποίων είναι η σύνθεση κεράτινης, μιας νηματοειδούς πρωτεΐνης που εξυπηρετεί μια προστατευτική λειτουργία.

Το χόριο ή δερμίδα αποτελεί το μεσαίο στρώμα. Κύριο συστατικό του είναι η ινιδοειδής δομική πρωτεΐνη κολλαγόνο. Το χόριο βρίσκεται πάνω από τον υποδόριο ιστό, ο οποίος αποτελείται από λόβια που περιέχουν λιποκύτταρα.

Υπάρχουν σημαντικές περιοχικές διαφορές ως προς το σχετικό πάχος των στρωμάτων αυτών. Η επιδερμίδα είναι παχύτερη στις παλάμες και τα πέλματα, με πάχος περίπου 1,5 mm. Είναι πολύ λεπτή στα βλέφαρα, όπου έχει πάχος λιγότερο από 0,1 mm. Το χόριο είναι παχύτερο στη ράχη, όπου είναι 30 έως 40 φορές παχύτερο της επιδερμίδας.

ΕΠΙΔΕΡΜΙΔΑ

Κατά τη διάρκεια των πρώτων εβδομάδων της ζωής, το έμβρυο καλύπτεται από ένα στρώμα μη κερατινοποιούμενων κυβοειδών κυττάρων, που ονομάζεται περιδέρμιο. Αργότερα, το περιδέρμιο αντικαθίσταται από μια πολύστιβη επιδερμίδα.

Τα εξαρτήματα του δέρματος, οι θύλακοι των τριχών και οι εξωκρινείς ιδρωτοποιοί αδένες, προέρχονται κατά τη διάρκεια του τρίτου μήνα της εμβρυϊκής ζωής από την αναπτυσσόμενη επιδερμίδα. Αργότερα, οι αποκρινείς ιδρωτοποιοί αδένες αναπτύσσονται από το άνω τμήμα του θυλακικού επιθηλίου και οι σμηγματογόνοι αδένες από την μέση περιοχή του θυλάκου.

Η επιδερμίδα μπορεί να διαιρεθεί στις ακόλουθες ζώνες, αρχίζοντας από το εσωτερικό στρώμα: τη βασική στιβάδα, τη μαλπιγγιανή ή ακανθωτή στιβάδα, τη κοκκιώδη στιβάδα και τη κεράτινη στιβάδα. Στις παλάμες και τα πέλματα υπάρχει ένα διαυγές, ωχρό έως ρόδινο στρώμα, η διαυγής στιβάδα, ακριβώς πάνω από τη κοκκιώδη στιβάδα. Όταν το δέρμα σε άλλες περιοχές υφίσταται χρόνιο μηχανκό ερεθι­σμό, η μαλπιγγιανή και η κοκκιώδης στιβάδα παχύνονται, σχηματίζεται διαυγής στιβάδα και η κεράτινη στιβάδα γίνε­ται πιο παχιά και συμπαγής.

Η επιδερμίδα του ενηλίκου συντίθεται από τρεις βασικούς τύπους κυττάρων: τα κερατινοκύτταρα, τα μελανοκύτταρα και τα κύτταρα Langerhans.

ΚΕΡΑΤΙΝΟΚΥΤΤΑΡΑ

Τα κερατινοκύτταρα μπορεί να παίζουν ενεργό ρόλο στην ανοσολογική λειτουργία του δέρματος. Σε παθήσεις όπως η αλλεργική δερματίτιδα εξ επαφής συμμετέχουν στην επαγωγή της ανοσολογικής απάντησης, παρά λειτουρ­γούν ως παθητικά “θύματα”. Τα κερατινοκύτταρα εκκρίνουν μια ευρεία σειρά κυτοκινών και μεσολαβητών φλεγμονής, συμπεριλαμβανομένου του παράγοντα νέκρωσης όγκων -α (TNF-α). Μπορούν επίσης να εκφράσουν μόρια στην επιφά­νεια τους, όπως το διακυττάριο μόριο προσκόλλησης -1 (ICAM-1) και μόρια του μείζονος συμπλέγματος ιστοσυμβατότητας (MHC) τάξης II, πράγμα που καταδεικνύει ότι τα κε­ρατινοκύτταρα ανταποκρίνονται ενεργά σε ανοσολογικά δραστικά σήματα.

ΜΕΛΑΝΟΚΥΤΤΑΡΑ

Τα μελανοκύτταρα είναι τα κύτταρα που παράγουν τη χρω­στική της επιδερμίδας. Το μελανοκύτταρο είναι δενδριτικό κύτταρο. Οι δενδρίτες τους εκτείνονται σε μεγάλες αποστάσεις εντός της επι­δερμίδας και οποιοδήποτε από τα μελανοκύτταρα, ως εκ τούτου, βρίσκεται σε επαφή με ένα μεγάλο αριθμό κερατι­νοκυττάρων. Μαζί συνθέτουν τη λεγόμενη επιδερμομελανοκυτταρική μονάδα.

Τα κερατινοκύτταρα προσλαμβάνουν ενεργά τις άκρες των δενδριτών, παραλαμβάνοντας έτσι τα μελανοσωμάτια. Τα μελανοσωμάτια συντίθενται στη συσκευή Golgi του κυττάρου και διέρχονται από μια σειρά σταδίων, στα οποία το ένζυμο τυροσινάση δρα στις πρόδρομες ουσίες της μελανίνης ώστε να παραχθούν τα εντόνως χρωματισμένα κοκκία.

Τα μελανοκύτταρα στους κοκκινομάλληδες τείνουν να είναι πιο στρογγυλά και να πα­ράγουν περισσότερη φαιομελανίνη. Ο υποδοχέας μελανοκορτίνης -1 (MC1R) είναι σημαντικός παράγοντας στη ρύθ­μισης της παραγωγής μελανίνης. Η μείωση της λειτουργίας του, λόγω μεταλλάξεων στο MC1R γονίδιο, έχει σαν αποτέ­λεσμα την στροφή της παραγωγής από ευμελανίνη σε φαιο­μελανίνη, ενώ μεταλλάξεις που ενεργοποιούν το γονίδιο μπορεί να αυξήσουν την σύνθεση ευμελανίνης. Τα περισσό­τερα άτομα με κόκκινα μαλλιά είναι μικτοί ετεροζυγώτες ή ομοζυγώτες για μια σειρά μεταλλάξεων που οδηγούν σε απώλεια της λειτουργίας του γονιδίου αυτού. Η παραγωγή ευμελανίνης είναι βέλτιστη σε pΗ 6,8, ενώ οι μεταβολές στο κυτταρικό ρΗ επίσης μπορεί να οδηγήσουν σε μεταβολές στην παραγωγή της μελανίνης και στην αναλογία ευμελανίνης/φαιομελανίνης.

Εντός των κερατινοκυττάρων, η μελανί­νη δημιουργεί συνήθως μια ομπρέλα πάνω από τον πυρήνα, όπου κατά πάσα πιθανότητα λειτουργεί κυρίως φωτοπροστατευτικά. Αποδεικτικά στοιχεία της βλάβης των κερατινο­κυττάρων από το ηλιακό φως, με τη μορφή σχηματισμού των διμερών θυμιδίνης, μπορεί να προκύψουν με την αέριο χρωματογραφία-φασματομετρία μάζας ή με ένζυμο-συνδεό-μενες ανοσοπροσροφητικές τεχνικές (ELISA). Η χρωστική εντός των μελανοκυττάρων παρέχει επίσης προστασία στα ίδια τα μελανοκύτταρα από τις ηλιακές βλάβες, όπως η προκαλούμενη από την υπεριώδη (UV) ακτινοβολία Α βλάβη στη μεμβράνη.

Περιοχές αχρωμίας ή υπομελάγχρωσης του δέρματος μπορεί να προκληθούν από πολύ διαφορετικά φαινόμενα. Στην λεύκη, το πάσχον δέρμα γίνεται λευκό, λόγω κατα­στροφής των μελανοκυττάρων. Στον αλφισμό, ο αριθμός των μελανοκυττάρων είναι φυσιολογικός, αλλά αυτά αδυνα­τούν να συνθέσουν πλήρως κεχρωσμένα μελανοσωμάτια, επειδή παρουσιάζουν ελαττώματα στον ενζυμικό σχηματι­σμό της μελανίνης. Εντοπισμένες περιοχές υπερμελάγχρωσης του δέρματος μπορούν επίσης να προκληθούν από μια ποικιλία αιτιών.

Οι τυπικές φακίδες προκύπτουν από μια το­πική αύξηση στην παραγωγή χρωστικής από ένα σχεδόν φυσιολογικό αριθμό μελανοκυττάρων. Οι μελανές εφηλίδες (“ink spot” lentigines) παρουσιάζουν υπερμελάγχρωση της βασικής στιβάδας και εμφανή μελανίνη εντός της κεράτινης στιβάδας. Οι σπίλοι είναι καλοήθεις υπερπλασίες των μελα­νοκυττάρων. Το μελάνωμα είναι το κακόηθες ομόλογο τους.

ΚΥΤΤΑΡΑ Langerhans

Τα κύτταρα Langerhans φυσιολογικά βρίσκονται διάσπαρτα ανάμεσα στα κερατινοκύτταρα της ακανθωτής στιβάδας. Αποτελούν το 3% έως 5% των κυττάρων σε αυτή τη στιβάδα.

Σε μικροσκοπικό επίπεδο, τα κύτταρα Langerhans είναι δύσκολα να εντοπιστούν στις συνήθεις τομές (χρώση αιματοξύλινης ηωσίνης). Ωστόσο, εμφανίζονται ως δενδριτικό κύτταρα σε τομές εμβαπτισμένες σε χλωριούχο χρυσό, μια χρώση ειδική για τα κύτταρα Langerhans.

Λειτουργικά, τα κύτταρα Langerhans ανήκουν στα μονο­κύτταρα μακροφάγα και προέρχονται από το μυελό των οστών. Λειτουργούν κυρίως στο προσαγωγό σκέλος της ανοσολογικής απάντησης, με συμμετοχή στην αναγνώριση, την πρόσληψη, την επεξεργασία, και την παρουσίαση των αντιγόνων στα ευαισθητοποιημένα Τ-λεμφοκύτταρα. Με αυ­τό τον τρόπο, παίζουν σημαντικό ρόλο στην επαγωγή της επιβραδυνόμενης υπερευαισθησίας. Μόλις παρουσιαστεί ένα αντιγόνο, τα κύτταρα Langerhans μεταναστεύουν στους λεμφαδένες. Το υαλουρονικό οξύ διαδραματίζει κρίσιμο ρό­λο στην ωρίμανση και τη μετανάστευση των κυττάρων Lan­gerhans.

Εάν στο δέρμα μειωθούν τα κύτταρα Langerhans, λόγω της έκθεσης στην υπεριώδη ακτινοβολία, αυτό χάνει την ικανότητα να ευαισθητοποιείται, μέχρι ο πληθυσμός των κυττάρων Langerhans να αναπληρωθεί. Τα μακροφάγα που παρουσιάζουν το αντιγόνο σε δέρμα στερούμενο κυττάρων Langerhans μπορούν να επάγουν ανοσολογική ανοχή.

Σε αντίθεση με τα κύτταρα Langerhans, τα οποία παράγουν ιντερλευκίνη (IL)-12, τα μακροφάγα που ανευρίσκονται στην επιδερμίδα 72 ώρες μετά την ακτινοβόληση με UVB παρά­γουν IL-10, οδηγώντας σε ύφεση της ανοσολογικής απάντη­σης. Στα ποντίκια, η ανοσία εναντίον των ιών φαίνεται να απαιτεί την αρχική ενεργοποίηση των CD8a+ δενδριτικών κυττάρων, παρά την ενεργοποίηση των κυττάρων Lan­gerhans, γεγονός που υποδηλώνει ένα σύνθετο πρότυπο αντιγονοπαρουσίασης στη ανοσία του δέρματος.

Η σύνδεση της επιδερμίδας και του χορίου πραγματοποιεί­ται μέσω της ζώνης της βασικής μεμβράνης. Υπερμικροσκοπικά, η ζώνη αυτή αποτελείται από τέσσερα μέρη: τις πλασματοκυτταρικές μεμβράνες των βασικών κυτ­τάρων με τις εξειδικευμένες πλάκες σύνδεσης (ημιδεσμο-σωμάτια), μια ηλεκτρόνοδιάφανη ζώνη που ονομάζεται δι­αυγές πετάλιο (lamina lucida), το αδιαφανές πετάλιο (lami­na densa) και ινώδη συστατικά μέρη που συνδέονται με το αδιαφανές πετάλιο και συμπεριλαμβάνουν τα ινίδια αγκυρο­βολιάς, τα μικροϊνίδια του χορίου και τις κολλαγόνες ίνες.

Η βασική μεμβράνη συ­ντίθεται από τα βασικά κύτταρα της επιδερμίδας. Το κολλα­γόνο τύπου IV είναι το κύριο συστατικό της βασικής μεμ­βράνης.

Η ζώνη της βασικής μεμβράνης θεωρείται ότι εί­ναι ένα πορώδες ημιδιαπερατό φίλτρο, το οποίο επιτρέπει την ανταλλαγή κυττάρων και υγρών μεταξύ επιδερμίδας και χορίου. Επιπλέον, χρησιμεύει ως δομική στήριξη της επιδερμίδας και συγκρατεί μεταξύ τους την επιδερμίδα και το χόριο.