الخلايا الكيراتينية

الخلايا الكيراتينية هي النوع الأساسي من الخلايا الموجودة في البشرة ، وهي الطبقة الخارجية للجلد . وتشكل هذه الخلايا 90% من خلايا البشرة لدى الإنسان. ^{[ 1 ]} وتُعرف الخلايا القاعدية في الطبقة القاعدية ( stratum basale ) من الجلد أحيانًا باسم الخلايا الكيراتينية القاعدية . ^{[ 2 ]}

تشكل الخلايا الكيراتينية حاجزًا واقيًا ضد الأضرار البيئية الناتجة عن الحرارة ، والأشعة فوق البنفسجية ، وفقدان الماء ، والبكتيريا الممرضة ، والفطريات ، والطفيليات ، والفيروسات . ويساهم عدد من البروتينات البنيوية ، والإنزيمات ، والدهون ، والببتيدات المضادة للميكروبات في الحفاظ على وظيفة الحاجز المهمة للجلد. تتطور الخلايا الكيراتينية من الخلايا الجذعية للبشرة في الجزء السفلي منها، وتهاجر نحو السطح، لتصبح في النهاية خلايا قرنية ، ثم تُطرح في نهاية المطاف، ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} وهي عملية تحدث كل 40 إلى 56 يومًا لدى البشر. ^{[ 7 ]}

تتمثل الوظيفة الأساسية للخلايا الكيراتينية في العمل كحاجز. فهي تحمي الجسم من الأضرار البيئية الناجمة عن الحرارة والأشعة فوق البنفسجية والجفاف والبكتيريا الممرضة والفطريات والطفيليات والفيروسات .

يمكن أن تتسبب مسببات الأمراض التي تغزو الطبقات العليا من البشرة في قيام الخلايا الكيراتينية بإنتاج وسائط التهابية ، وخاصة الكيموكينات مثل CXCL10 و CCL2 (MCP-1) التي تجذب الخلايا الوحيدة والخلايا القاتلة الطبيعية والخلايا اللمفاوية التائية والخلايا المتغصنة إلى موقع غزو مسببات الأمراض. ^{[ 8 ]}

تساهم مجموعة من البروتينات البنيوية ( مثل الفيلاغرين والكيراتين )، والإنزيمات (مثل البروتيازات )، والدهون، والببتيدات المضادة للميكروبات ( الديفينسينات ) في الحفاظ على وظيفة الحاجز المهمة للجلد. يُعدّ التقرن جزءًا من تكوين الحاجز الفيزيائي ( التقرن )، حيث تُنتج الخلايا الكيراتينية المزيد من الكيراتين وتخضع لتخصص نهائي. وتُزال الخلايا الكيراتينية المتقرنة بالكامل، التي تُشكّل الطبقة الخارجية، باستمرار ويتم استبدالها بخلايا جديدة. ^{[ 3 ]}

تتواجد الخلايا الجذعية للبشرة في الجزء السفلي من البشرة (الطبقة القاعدية) وترتبط بالغشاء القاعدي عبر الجسيمات الرابطة . تنقسم هذه الخلايا بشكل عشوائي، مُنتجةً إما المزيد من الخلايا الجذعية أو خلايا مُتكاثرة عابرة. ^{[ 4 ]} تستمر بعض الخلايا المُتكاثرة العابرة في التكاثر ثم تلتزم بالتمايز والهجرة نحو سطح البشرة. تُنظم هذه الخلايا الجذعية ونسلها المُتمايز في أعمدة تُسمى وحدات تكاثر البشرة. ^{[ 5 ]}

خلال عملية التمايز هذه، تتوقف الخلايا الكيراتينية نهائيًا عن الانقسام الخلوي ، وتبدأ في التعبير عن مؤشرات تمايز البشرة، وتنتقل إلى الطبقات فوق القاعدية لتصبح جزءًا من الطبقة الشوكية ، ثم الطبقة الحبيبية ، وأخيرًا الخلايا القرنية في الطبقة القرنية . الخلايا القرنية هي خلايا كيراتينية أكملت برنامج تمايزها وفقدت نواتها وعضياتها السيتوبلازمية . ^{[ 6 ]} ستُطرح الخلايا القرنية في النهاية عن طريق التقشر مع ظهور خلايا جديدة. في كل مرحلة من مراحل التمايز، تُعبّر الخلايا الكيراتينية عن كيراتينات محددة ، مثل الكيراتين 1 ، والكيراتين 5 ، والكيراتين 10 ، والكيراتين 14 ، بالإضافة إلى مؤشرات أخرى مثل الإنفولكرين ، واللوريكرين ، والترانسغلوتاميناز ، والفلاجرين، والكاسبيز 14 . تشير التقديرات إلى أن الخلايا الكيراتينية في البشر تتجدد من خلايا جذعية إلى خلايا متقشرة كل 40-56 يومًا، ^{[ 7 ]} بينما في الفئران، يُقدر وقت التجدد بـ 8-10 أيام. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

العوامل التي تعزز تمايز الخلايا الكيراتينية هي:

• يوجد تدرج في تركيز الكالسيوم ، حيث يكون تركيزه الأدنى في الطبقة القاعدية ويتزايد تدريجيًا حتى يصل إلى الطبقة الحبيبية الخارجية، حيث يبلغ ذروته. يكون تركيز الكالسيوم في الطبقة القرنية مرتفعًا جدًا، ويعود ذلك جزئيًا إلى أن خلاياها الجافة نسبيًا غير قادرة على إذابة الأيونات. ^{[ 11 ]} يؤدي هذا الارتفاع في تركيز الكالسيوم خارج الخلية إلى زيادة تركيز الكالسيوم الحر داخل الخلايا الكيراتينية. ^{[ 12 ]} يأتي جزء من هذه الزيادة في الكالسيوم داخل الخلية من الكالسيوم المُحرر من المخازن داخل الخلية [ ^{13 ] ،} وجزء آخر من تدفق الكالسيوم عبر الغشاء الخلوي ^{[ 14 ]،} من خلال قنوات الكلوريد الحساسة للكالسيوم ^{[ 15 ]} وقنوات الكاتيونات غير المعتمدة على الجهد والتي تسمح بمرور الكالسيوم. ^{[ 16 ]} علاوة على ذلك، يُعتقد أن مستقبلات استشعار الكالسيوم خارج الخلية (CaSR) تُساهم أيضًا في ارتفاع تركيز الكالسيوم داخل الخلية. ^{[ 17 ]}
• ينظم فيتامين د ₃ (كوليكالسيفيرول) تكاثر وتمايز الخلايا الكيراتينية بشكل رئيسي عن طريق تعديل تركيزات الكالسيوم وتنظيم التعبير الجيني للجينات المشاركة في تمايز الخلايا الكيراتينية. ^{[ 18 ] [ 19 ]} الخلايا الكيراتينية هي الخلايا الوحيدة في الجسم التي تمتلك مسار استقلاب فيتامين د الكامل، بدءًا من إنتاجه وصولًا إلى هدمه والتعبير عن مستقبلاته . ^{[ 20 ]}
• كاتيبسين إي . ^{[ 21 ]}
• عوامل النسخ ذات النطاق المنزلي TALE . ^{[ 22 ]}
• هيدروكورتيزون . ^{[ 23 ]}

بما أن تمايز الخلايا الكيراتينية يثبط تكاثرها، فينبغي اعتبار العوامل التي تعزز تكاثرها عواملَ مانعة للتمايز. وتشمل هذه العوامل ما يلي:

• يمنع عامل النسخ p63 الخلايا الجذعية للبشرة من التمايز إلى خلايا كيراتينية. ^{[ 24 ]} ترتبط الطفرات في نطاق ارتباط الحمض النووي لـ p63 بمتلازمة انشقاق الأصابع، وخلل التنسج الأديمي الظاهر، وشق الشفة/الحنك. وقد انحرف النسخ الجيني للخلايا الكيراتينية الطافرة لـ p63 عن هوية خلايا البشرة الطبيعية. ^{[ 25 ]}
• فيتامين أ ونظائره. ^{[ 26 ]}
• عامل نمو البشرة . ^{[ 27 ]}
• عامل النمو المحول ألفا . ^{[ 28 ]}
• سم الكوليرا . ^{[ 23 ]}

ترتبط الخلايا الكيراتينية في البشرة بأنواع أخرى من الخلايا، مثل الخلايا الصبغية وخلايا لانغرهانس . تُشكّل الخلايا الكيراتينية روابط محكمة مع أعصاب الجلد، وتُثبّت خلايا لانغرهانس والخلايا اللمفاوية داخل الأدمة في مكانها داخل البشرة. كما تُنظّم الخلايا الكيراتينية الجهاز المناعي : فإلى جانب الببتيدات والكيموكينات المضادة للميكروبات المذكورة آنفًا ، تُعدّ أيضًا مُنتِجًا قويًا لوسائط مضادة للالتهاب، مثل إنترلوكين-10 وعامل النمو المحوّل بيتا . وعند تنشيطها، تُحفّز الالتهاب الجلدي وتنشيط خلايا لانغرهانس عبر إفراز عامل نخر الورم ألفا وإنترلوكين -1 بيتا .

تساهم الخلايا الكيراتينية في حماية الجسم من الأشعة فوق البنفسجية عن طريق امتصاص الميلانوسومات ، وهي حويصلات تحتوي على الميلانين ، وهو مادة واقية من الضوء ، من الخلايا الميلانينية في البشرة. تحتوي كل خلية ميلانينية في البشرة على العديد من التغصنات التي تمتد لتربطها بالعديد من الخلايا الكيراتينية. يُخزن الميلانين بعد ذلك داخل الخلايا الكيراتينية والخلايا الميلانينية في المنطقة المحيطة بالنواة على شكل "أغطية" فوق نووية، حيث يحمي الحمض النووي من التلف الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية . ^{[ 29 ]}

تُرمم جروح الجلد جزئيًا عن طريق هجرة الخلايا الكيراتينية لملء الفراغ الناتج عن الجرح. تأتي المجموعة الأولى من الخلايا الكيراتينية المشاركة في هذا الترميم من منطقة انتفاخ جريب الشعرة، وتعيش لفترة مؤقتة فقط. داخل البشرة الملتئمة ، تُستبدل هذه الخلايا بخلايا كيراتينية منشؤها البشرة. ^{[ 30 ] [ 31 ]} في المقابل، يمكن للخلايا الكيراتينية في البشرة أن تُساهم في تكوين جريب شعر جديد أثناء التئام الجروح الكبيرة. ^{[ 32 ]} الخلايا الكيراتينية الوظيفية ضرورية لالتئام ثقب طبلة الأذن. ^{[ 33 ]}

خلية حروق الشمس هي خلية كيراتينية ذات نواة متكثفة وسيتوبلازم حمضي ، تظهر بعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية من نوع UVC أو UVB أو UVA في وجود البسورالينات . وتُظهر هذه الخلية تقرنًا مبكرًا وغير طبيعي ، وقد وُصفت بأنها مثال على موت الخلايا المبرمج . ^{[ 34 ] [ 35 ]}

مع التقدم في العمر، يتراجع استتباب الأنسجة جزئيًا بسبب فشل الخلايا الجذعية/الخلايا السلفية في التجدد الذاتي أو التمايز . قد يلعب تلف الحمض النووي الناتج عن تعرض الخلايا الجذعية/الخلايا السلفية لأنواع الأكسجين التفاعلية دورًا رئيسيًا في شيخوخة الخلايا الجذعية للبشرة . يحمي إنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد الميتوكوندري ( SOD2 ) عادةً من أنواع الأكسجين التفاعلية. لوحظ أن فقدان SOD2 في خلايا بشرة الفئران يُسبب شيخوخة خلوية تُوقف تكاثر جزء من الخلايا الكيراتينية بشكل لا رجعة فيه. ^{[ 36 ]} في الفئران الأكبر سنًا، أدى نقص SOD2 إلى تأخير التئام الجروح وتقليل سُمك البشرة. ^{[ 36 ]}

جسم سيفات (سمي على اسم طبيب الأمراض الجلدية الفرنسي أشيل سيفات ، 1877-1956) ^{[ 37 ]} هو خلية كيراتينية قاعدية تالفة خضعت للاستماتة ، وتتكون في الغالب من خيوط الكيراتين المتوسطة، وتكون مغطاة دائمًا تقريبًا بالغلوبولينات المناعية ، وخاصة IgM. ^{[ 38 ]} توجد أجسام سيفات بشكل مميز في آفات الجلد لأمراض جلدية مختلفة ، وخاصة الحزاز المسطح والذئبة الحمامية القرصية . ^{[ 38 ]} قد توجد أيضًا في داء الطعم ضد المضيف ، وردود الفعل الدوائية الضارة ، والتقرن الالتهابي (مثل التقرن السفعي الحزازي والتقرن الشبيه بالحزاز المسطح )، والحمامى متعددة الأشكال ، والفقاع الفقاعي ، والأكزيما ، والحزاز المسطح الشعري ، والتهاب الجلد النيوتروفيلي الحموي ، وانحلال البشرة النخري السمي، وآفات الهربس البسيط والحماق النطاقي ، والتهاب الجلد الهربسي الشكل ، والبورفيريا الجلدية المتأخرة ، والساركويد ، والتهاب الجلد البثري تحت القرني ، والتهاب الجلد الأكانثولي العابر ، وفرط التقرن الانحلالي للبشرة . ^{[ 38 ]}

• البشرة
• جلد
• الخلية القرنية
• الكيراتين
• هاكات
• قائمة بأنواع الخلايا البشرية المشتقة من الطبقات الجرثومية
• Epidermidibacterium keratini
• قائمة بأنواع الخلايا المتميزة في جسم الإنسان البالغ

• تانغ إل، وو جيه جيه، ما كيو، وآخرون  (يوليو 2010). "يحفز اللاكتوفيرين البشري وظيفة خلايا الكيراتين في الجلد وإعادة تكوين الظهارة في الجروح". المجلة البريطانية للأمراض الجلدية . 163 (1): 38-47 . doi : 10.1111/j.1365-2133.2010.09748.x . PMID 20222924. S2CID 2387064 .