Keratinositlerin Olgunlaşma Yolu

Açılış

Bazı bebekler parlak, gergin, selofana benzeyen bir zarla kaplı doğar. Bu zar birkaç hafta içinde çatlar ve dökülür; altından çoğu zaman kalın, pul pul bir deri çıkar. Bu bebeklerin bir kısmında epidermisin en dış hücrelerinin çevresine sert bir kılıf ören enzimin geni bozuktur. Başka bir grup insanda ise, derinin kuruluğu ve kaşıntıyla seyreden egzamanın gelişme riski, keratinositlerin içinde üretilen tek bir proteinin eksikliğiyle belirgin biçimde artar. İki durum da aynı şeyi gösterir: derinin en dıştaki ölü tabakası rastgele bir artık değil, keratinositlerin ölmeden önce adım adım kurduğu bir yapıdır. Bu yapının bir parçası eksik kaldığında engel bozulur.

Keratinosit yukarı ilerlerken içinde neler değişir? Boynuz katmanı suyu nasıl tutar? Ve bu yolun hızı değiştiğinde deri nasıl etkilenir?

Bu derste ne olacak

Önce keratinositin yol boyunca ürettiği keratin liflerini ve bu liflerin katmanlara göre nasıl değiştiğini göreceğiz. Sonra hücrenin çevresine ördüğü sert zarfı ve hücreler arasına boşalttığı yağları ele alacağız. Ardından boynuz katmanının su geçirmezliğini açıklayan tuğla ve harç modelini kuracağız. Son olarak bu yolun bozulduğu ya da hızlandığı hastalıkları, balık pulu hastalıklarını, egzamayı ve sedef hastalığını inceleyeceğiz.

Sıfır noktası

Mekanizma

Keratin lifleri

Ders 05-06'da epidermisin bütün katmanlarında aynı hücrenin, keratinositin, farklı olgunluk evrelerinde bulunduğunu gördük. Bu hücrenin içindeki başlıca yapısal protein keratindir. Keratinler çiftler hâlinde birleşerek ince lifler oluşturur ve bu lifler hücreyi baştan başa bir ağ gibi dolaşarak desmozomlara tutunur. Stratum basale'deki hücreler belirli bir keratin çiftini üretir; hücre bazal membrandan ayrılıp stratum spinosum'a geçtiğinde başka bir çifte geçer.

Bu keratin çiftlerini kodlayan genlerdeki bozukluklar, katmana özgü hastalıklara yol açar. Bazal keratinlerin bozukluğunda en alttaki hücreler sürtünmeyle kolayca parçalanır ve epidermolizis büllozanın en hafif türü ortaya çıkar. Üst katman keratinlerinin bozukluğunda ise epidermisin üst bölümü kırılganlaşır ve kalınlaşır. Hastalığın hangi katmanda görüldüğü, bozuk keratinin hangi katmanda üretildiğini gösterir.

Granüllü katman: iki paket

Stratum granulosum'daki hücreler iki tür paket taşır. Birincisi mikroskopta koyu boyanan keratohiyalin tanecikleridir; içlerinde filagrinin öncülü bulunur. Hücre boynuz katmanına geçerken filagrin serbest kalır ve keratin liflerini sıkı, paralel demetlere toplar. Hücre bu sırada yassılaşır. Daha sonra filagrin küçük parçalara yıkılır; bu parçalar boynuz katmanında suyu tutan maddelerin önemli bir bölümünü oluşturur.

İkinci paket, zarla çevrili küçük lamelli keseciklerdir. Bu kesecikler seramidler, kolesterol ve serbest yağ asitleri gibi yağları taşır. Hücre granüllü katmandan boynuz katmanına geçerken keseciklerin içeriğini hücreler arasındaki boşluğa boşaltır. Boşaltılan yağlar hücrelerin arasında üst üste dizilen düzenli tabakalar oluşturur.

Zarf ve ölüm

Hücre boynuz katmanına geçerken zarının iç yüzünde bir dizi protein birbirine çapraz bağlanır. Bu bağları kuran enzim transglutaminazdır; ortaya çıkan boynuzlaşmış zarf hücreyi sert bir kılıf gibi sarar. Aynı sırada hücre çekirdeğini ve öteki yapılarını yıkar. Geriye keratinle dolu, zarfla çevrili, yassı ve cansız bir yapı taşı kalır.

Peter Elias 1983'te boynuz katmanını bir tuğla duvara benzetti. Keratinle dolu yassı hücreler tuğlalar, aralarındaki yağ tabakaları harçtır. Tuğlalar dayanıklılığı sağlar; harç, suyun hücrelerin arasından sızmasını önler. Su ancak bu yağ tabakalarının arasından dolambaçlı bir yol izleyerek geçebilir; bu yüzden bir yağ bileşeni eksildiğinde su kaybı artar.

Yolun süresi

Bir keratinositin bazal katmandan çıkıp boynuz katmanını geçerek dökülmesi haftalar sürer. Weinstein ve Van Scott 1965'te yaptıkları ölçümlerde bu sürenin sağlıklı epidermiste yaklaşık dört hafta olduğunu bildirdiler. Süre bölgeye ve yaşa göre değişir; yaşla birlikte uzar. Yol boyunca yapılan her değişikliğin tamamlanması için zaman gerekir.

Yolun sonu olan dökülme de düzenli bir süreçtir. Boynuz katmanının hücreleri birbirine, yapısı değişmiş desmozomlarla bağlıdır. Yüzeye yaklaştıkça hücreler arasındaki enzimler bu bağlantıları yıkar ve en dıştaki hücreler tek tek, gözle görülmeyecek kadar küçük parçalar hâlinde dökülür. Bu enzimlerin çalışması boynuz katmanının nemine bağlıdır. Kuru havada ve kışın bağlantılar yeterince yıkılamaz; hücreler kümeler hâlinde ayrılır ve gözle görülen pullar oluşur. Kuru derinin pul pul görünmesinin nedenlerinden biri budur.

Klinik bağ: yol bozulduğunda

Açılıştaki selofan zarlı bebeklerin bir bölümünde transglutaminazı kodlayan gen bozuktur. Boynuzlaşmış zarf düzgün kurulamaz, boynuz katmanı ne dökülür ne de engel olarak iyi çalışır; lamelli iktiyoz adıyla anılan tablo ortaya çıkar. Daha sık görülen iktiyoz vulgariste ise filagrin geninde işlev kaybı vardır. Palmer ve arkadaşları 2006'da aynı gen değişikliklerinin atopik egzama riskini de belirgin biçimde artırdığını gösterdiler; filagrin eksikliği boynuz katmanının nemini ve engel işlevini zayıflatır.

Sedef hastalığında ise yol kısalır. Weinstein ve Van Scott'un ölçümlerinde sedef plaklarında yenilenme süresi birkaç güne iniyordu. Hücreler yüzeye olgunlaşmalarını tamamlamadan ulaşır; boynuz katmanında çekirdeklerini hâlâ taşıyan hücreler görülür ve düzgün bir tuğla duvar kurulamaz. Sonuç, kalın, gümüşi ve kolay dökülen pullardır. Plaklarda dermal papillalar uzamış ve epidermis bunların tepesinde incelmiştir; pullar kazındığında papillaların ucundaki kılcal damarlardan küçük kanama noktaları belirir. Auspitz belirtisi adıyla bilinen bu bulgu, hastalığın epidermis ile dermis arasındaki sınırı da değiştirdiğini gösterir. Hastalıkta bağışıklık sisteminin etkinliği önemli rol oynar; ama derideki görünümün kendisi, hızlanan bir olgunlaşma yolunun ürünüdür.

Kendin dene

Toparlayalım

• Keratinositler katmana göre farklı keratin çiftleri üretir; bu genlerin bozuklukları katmana özgü hastalıklara yol açar.
• Stratum granulosum'daki keratohiyalin taneciklerinden çıkan filagrin keratin liflerini demetler; yıkım ürünleri boynuz katmanının nemini korur.
• Lamelli kesecikler seramid, kolesterol ve yağ asitlerini hücreler arasına boşaltır.
• Transglutaminaz boynuzlaşmış zarfı kurar; hücre çekirdeğini yıkarak cansız bir yapı taşına dönüşür.
• Elias'ın tuğla ve harç modelinde hücreler dayanıklılığı, aralarındaki yağlar su geçirmezliği sağlar.
• Sağlıklı epidermiste yenilenme yaklaşık dört hafta sürer; lamelli iktiyozda zarf, iktiyoz vulgariste filagrin bozuktur ve filagrin eksikliği egzama riskini artırır.
• Sedef hastalığında yol birkaç güne kısalır; hücreler olgunlaşmadan yüzeye ulaşır.

Bu derste epidermisin ana hücresi olan keratinositin yolculuğunu izledik. Epidermiste bu hücrenin yanında başka hücreler de vardır. Bir sonraki derste pigment üreten melanositleri, dışarıdan geleni tanıyan Langerhans hücrelerini ve dokunmayla ilişkili Merkel hücrelerini göreceğiz; ten rengi farklarının melanosit sayısından mı yoksa başka bir şeyden mi kaynaklandığını soracağız. Melanosit, Langerhans ve Merkel Hücreleri.