Меланоцит
Эта статья о биологии может быть чрезмерно ориентирована на человека . |
Меланоцит | |
---|---|
Подробности | |
Произношение | / m ə ˈ l æ n ə ˌ s aɪ t , - n oʊ -/ или / ˈ m ɛ l ə n n ˌ s aɪ t , - / oʊ - [1] [2] |
Предшественник | Нервный гребень |
Расположение | Кожа |
Функция | меланина Производство |
Идентификаторы | |
латинский | меланоцит |
МеШ | D008544 |
ТД | Х2.00.03.0.01016 |
ФМА | 70545 |
Анатомические термины микроанатомии |
Меланоциты происходят меланин. , продуцируя нервного гребня из [3] клетки, расположенные в нижнем слое ( базальном слое кожи ) эпидермиса , среднем слое глаза ( увеа ) , [4] внутреннее ухо , [5] вагинальный эпителий , [6] мозговые оболочки , [7] кости , [8] и сердце встречается у многих млекопитающих и птиц . [9] Меланин — темный пигмент, в первую очередь отвечающий за цвет кожи . После синтеза меланин содержится в специальных органеллах, называемых меланосомами , которые могут транспортироваться к близлежащим кератиноцитам , вызывая пигментацию. Таким образом, в более темных тонах кожи присутствует больше меланосом, чем в более светлых тонах кожи. Функционально меланин служит защитой от УФ-излучения . Меланоциты также играют роль в иммунной системе .
Функция
[ редактировать ]В ходе процесса, называемого меланогенезом, меланоциты производят меланин — пигмент, содержащийся в коже , глазах , волосах , полости носа и внутреннем ухе . Этот меланогенез приводит к длительной пигментации, которая отличается от пигментации, возникающей в результате окисления уже существующего меланина.
Различают базальный и активированный уровни меланогенеза; в целом, люди со светлой кожей имеют низкий базальный уровень меланогенеза. Воздействие УФ-В-излучения вызывает усиление меланогенеза. Целью меланогенеза является защита гиподермы (слоя под кожей) от повреждения УФ-излучением. Цвет меланина черный, что позволяет ему поглощать большую часть ультрафиолетового света и блокировать его прохождение через эпидермис. [10]
Поскольку спектр действия солнечных ожогов и меланогенеза практически идентичен, предполагается, что они индуцируются одним и тем же механизмом. [11] Согласование спектра действия со спектром поглощения ДНК указывает на образование циклобутан-пиримидиновых димеров (ЦПД) — прямого повреждения ДНК .
Обычно на квадратный миллиметр кожи приходится от 1000 до 2000 меланоцитов или примерно от 5% до 10% клеток базального слоя эпидермиса. Хотя их размер может варьироваться, меланоциты обычно имеют длину 7 мкм.
Как светло-, так и темнопигментированная кожа содержит одинаковое количество меланоцитов. [12] с разницей в цвете кожи из-за различий в упаковке эумеланина в меланосомы кератиноцитов круглые : клетки темной кожи «упакованы в околоядерно распределенные эллипсоидные» меланосомы, тогда как клетки светлой кожи «собраны в сгруппированные небольшие меланосомы». [13] Существуют также различия в количестве и относительном количестве эумеланина и феомеланина . [13] Пигментация, включая загар, находится под гормональным контролем, включая пептиды MSH и АКТГ, которые производятся из предшественника проопиомеланокортина.
Витилиго — это кожное заболевание, при котором у людей не хватает меланина в определенных участках кожи.
Люди с глазо-кожным альбинизмом обычно имеют очень низкий уровень выработки меланина. Альбинизм часто, но не всегда, связан с геном TYR , кодирующим фермент тирозиназу . Тирозиназа необходима меланоцитам для производства меланина из аминокислоты тирозина . [14] Альбинизм может быть вызван и рядом других генов, таких как OCA2 , [15] СЛК45А2 , [16] ТИРП1 , [17] и ГЭС1 [18] назвать некоторые. Всего выявлено уже 17 типов глазо-кожного альбинизма. [19] Каждый ген связан с различным белком, играющим роль в производстве пигментов.
У людей с синдромом Чедиака-Хигаси наблюдается накопление гранул меланина из-за аномальной функции микротрубочек .
Роль в иммунной системе
[ редактировать ]Помимо своей роли поглотителей УФ-радикалов, меланоциты также являются частью иммунной системы и считаются иммунными клетками. [20] Хотя полная роль меланоцитов в иммунном ответе до конца не изучена, меланоциты имеют много общих характеристик с дендритными клетками : разветвленная морфология; фагоцитарные возможности; презентация антигенов клеткам Т- ; и производство и высвобождение цитокинов . [20] [21] [22] Хотя меланоциты имеют дендритную форму и имеют много общих характеристик с дендритными клетками, они происходят из разных клеточных линий. Дендритные клетки происходят из гемопоэтических стволовых клеток костного мозга . С другой стороны, меланоциты происходят из клеток нервного гребня . Таким образом, меланоциты и дендритные клетки, хотя морфологически и функционально схожи, не одинаковы.
Меланоциты способны экспрессировать MHC класса II . [21] тип MHC, экспрессируемый только определенными антигенпредставляющими клетками иммунной системы, когда они стимулируются взаимодействием с антигеном или цитокинами. Все клетки любого позвоночного экспрессируют MHC, но большинство клеток экспрессируют только MHC класса I. Другой класс MHC, класс II , обнаруживается только на «профессиональных» антигенпредставляющих клетках, таких как дендритные клетки, макрофаги , В-клетки и меланоциты. Важно отметить, что меланоциты, стимулированные цитокинами, экспрессируют поверхностные белки, такие как CD40 и ICAM1, в дополнение к MHC класса II, что позволяет совместно стимулировать Т-клетки. [20]
Помимо презентации антигена, одной из ролей меланоцитов в иммунном ответе является выработка цитокинов. [23] Меланоциты экспрессируют множество провоспалительных цитокинов, включая IL-1 , IL-3 , IL-6 , IL-8 , TNF-α и TGF-β . [20] [21] Как и другие иммунные клетки, меланоциты секретируют эти цитокины в ответ на активацию рецепторов распознавания образов (PRR), таких как Toll Like Receptor 4 (TLR4), которые распознают MAMP . MAMP, также известные как PAMP, представляют собой молекулярные структуры, связанные с микробами, небольшие молекулярные элементы, такие как белки, углеводы и липиды, присутствующие на данном патогене или в нем. Кроме того, выработка цитокинов меланоцитами может быть инициирована цитокинами, секретируемыми другими близлежащими иммунными клетками. [20]
Меланоциты идеально расположены в эпидермисе и служат стражами против вредных патогенов. Они располагаются в базальном слое , [23] самый нижний слой эпидермиса , но они используют свои дендриты для взаимодействия с клетками других слоев, [24] и улавливать патогены, попадающие в эпидермис. [21] Вероятно, они работают совместно как с кератиноцитами , так и с клетками Лангерганса . [20] [21] оба из которых также являются активными фагоцитами , [23] способствовать иммунному ответу.
Меланогенез
[ редактировать ]Тирозин – это незаменимая аминокислота, предшественник меланина. Тирозин превращается в дигидроксифенилаланин (ДОФА) с помощью фермента тирозиназы. Затем ДОФА полимеризуется в меланин. Ферментативно-катализируемое окислительное превращение производного катехола дофа в светопоглощающее допахинон в индол-5,6-хинон отчетливо виден после полимеризации в меланин, цвет пигмента варьируется от красного до темно-коричневого.
Стимуляция
[ редактировать ]Многочисленные стимулы способны изменить меланогенез или выработку меланина культивируемыми меланоцитами, хотя метод, с помощью которого это работает, до конца не изучен. Повышенное производство меланина наблюдается при состояниях, когда адренокортикотропного гормона повышен уровень (АКТГ), таких как болезни Аддисона и Кушинга . В основном это является следствием секреции альфа-МСГ вместе с гормоном, связанным с репродуктивными тенденциями у приматов. Альфа-МСГ представляет собой продукт расщепления АКТГ, который имеет такое же сродство к рецептору MC1 на меланоцитах, как и АКТГ. [25]
Меланосомы — это пузырьки , которые упаковывают химическое вещество внутри плазматической мембраны . Меланосомы организованы в виде колпачка , защищающего ядро кератиноцита . Когда ультрафиолетовые лучи проникают через кожу и повреждают ДНК, ДНК фрагменты тимидиндинуклеотида (pTpT) из поврежденной запускают меланогенез. [26] и заставляют меланоцит производить меланосомы, которые затем передаются дендритами в верхний слой кератиноцитов.
Стволовые клетки
[ редактировать ]Предшественником является меланоцита меланобласт . У взрослых стволовые клетки содержатся в области выпуклости внешней корневой оболочки волосяных фолликулов . Когда волос выпадает и волосяной фолликул восстанавливается, стволовые клетки активируются. так и в меланобласты – и эти меланобласты снабжают волосы и кожу (перемещаясь в базальный слой эпидермиса Эти стволовые клетки развиваются как в предшественников кератиноцитов , ). Имеются дополнительные доказательства того, что стволовые клетки меланоцитов присутствуют в кожных нервах, а нервные сигналы заставляют эти клетки дифференцироваться в меланоциты кожи. [27]
Клиническое значение
[ редактировать ]- Меланома – рак, поражающий меланоциты.
- Меланоцитарные опухоли
- Меланоцитарные опухоли неопределенного злокачественного потенциала
- Витилиго . Уменьшение количества меланоцитов из-за аутоиммунного разрушения, вызывающего снижение количества меланина.
- Альбинизм – нормальное количество меланоцитов, но сниженное производство меланина из-за снижения активности тирозиназы или нарушения транспорта тирозина.
- Мелазма (Хлоазма) — очаговая гиперпигментация кожи. Нормальное количество меланоцитов с повышенным производством меланина, вызывающим гиперпигментацию. Связано с беременностью или приемом пероральных контрацептивов.
- болезнь Аддисона
- Депигментозный невус
См. также
[ редактировать ]- Хроматофор (тип пигментных клеток, встречающийся у пойкилотермных животных)
- Цвет глаз
- Родинка (отметина на коже)
- Активатор загара
- Список различных типов клеток в организме взрослого человека
- Список типов клеток человека, полученных из зародышевых листков
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Меланоциты» . Lexico Британский словарь английского языка . Издательство Оксфордского университета . Архивировано из оригинала 22 марта 2020 г.
- ^ «Меланоциты» . Словарь Merriam-Webster.com .
- ^ Крамер С.Ф. (февраль 1991 г.). «Происхождение эпидермальных меланоцитов. Значение для гистогенеза невусов и меланом». Архивы патологии и лабораторной медицины . 115 (2): 115–9. ПМИД 1992974 .
- ^ Барден Х., Левин С. (июнь 1983 г.). «Гистохимические наблюдения за меланином мозга грызунов». Бюллетень исследований мозга . 10 (6): 847–51. дои : 10.1016/0361-9230(83)90218-6 . ПМИД 6616275 . S2CID 4783099 .
- ^ Маркерт CL, Сильверс WK (май 1956 г.). «Влияние генотипа и клеточной среды на дифференцировку меланобластов у домовой мыши» . Генетика . 41 (3): 429–50. дои : 10.1093/генетика/41.3.429 . ПМК 1209793 . ПМИД 17247639 .
- ^ Мэйо Э.Дж., Кокс Дж.Т. и др. (Американское общество кольпоскопии и патологии шейки матки) (28 декабря 2011 г.). Учебник и атлас «Современная кольпоскопия» . Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. ISBN 9781451153835 .
- ^ Минц Б (1971). «Клональные основы дифференциации млекопитающих». Симпозиумы Общества экспериментальной биологии . 25 : 345–70. ПМИД 4940552 .
- ^ Николс С.Е., Реамс В.М. (март 1960 г.). «Возникновение и морфогенез меланоцитов в соединительных тканях линии мышей PET/MCV». Журнал эмбриологии и экспериментальной морфологии . 8 : 24–32. ПМИД 14426921 .
- ^ Терио Л.Л., Херли Л.С. (октябрь 1970 г.). «Ультраструктура развивающихся меланосом у черных и бледных мышей C57». Биология развития . 23 (2): 261–75. дои : 10.1016/0012-1606(70)90098-9 . ПМИД 5476812 .
- ^ Агар Н., Янг А.Р. (апрель 2005 г.). «Меланогенез: фотозащитная реакция на повреждение ДНК?». Мутационные исследования . 571 (1–2): 121–32. дои : 10.1016/j.mrfmmm.2004.11.016 . ПМИД 15748643 .
- ^ Пэрриш Дж. А., Янике К. Ф., Андерсон Р. Р. (август 1982 г.). «Спектры действия эритемы и меланогенеза нормальной кожи человека». Фотохимия и фотобиология . 36 (2): 187–91. дои : 10.1111/j.1751-1097.1982.tb04362.x . ПМИД 7122713 . S2CID 38940583 .
- ^ Тадокоро, Такэцугу; Ямагучи, Юджи; Батцер, Ян; Коэльо, Серджио Г.; Змудька, Барбара З.; Миллер, Шэрон А.; Вольбер, Райнер; Бир, Януш З.; Слушание, Винсент Дж. (2005). «Механизмы загара кожи у разных расовых/этнических групп в ответ на ультрафиолетовое излучение» . Журнал исследовательской дерматологии . 124 (6). Эльзевир Б.В.: 1326–1332. дои : 10.1111/j.0022-202x.2005.23760.x . ISSN 0022-202X . ПМИД 15955111 .
- ^ Jump up to: а б Гривз, Мел (22 апреля 2014 г.). «Был ли рак кожи избирательной силой для черной пигментации на ранней стадии эволюции человекообразных?» . Труды Королевского общества B: Биологические науки . 281 (1781): 20132955. doi : 10.1098/rspb.2013.2955 . ISSN 0962-8452 . ПМЦ 3953838 . ПМИД 24573849 .
- ^ «ТИР» . Национальные институты здравоохранения . Проверено 23 июня 2013 г.
- ^ «ОСА2» . Национальные институты здравоохранения . Проверено 25 марта 2016 г.
- ^ «SLC45A2» . Национальные институты здравоохранения . Проверено 25 марта 2016 г.
- ^ «ТИРП1» . Национальные институты здравоохранения . Проверено 25 марта 2016 г.
- ^ «ГПС1» . Национальные институты здравоохранения . Проверено 25 марта 2016 г.
- ^ Монтолиу Л., Гронсков К., Вэй А.Х., Мартинес-Гарсия М., Фернандес А., Арвейлер Б., Морис-Пикар Ф., Риазуддин С., Сузуки Т., Ахмед З.М., Розенберг Т., Ли В. (январь 2014 г.). «Повышение сложности: новые гены и новые типы альбинизма» . Исследование пигментных клеток и меланомы . 27 (1): 11–8. дои : 10.1111/pcmr.12167 . ПМИД 24066960 . S2CID 7305884 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Гаск П., Джаффар-Банджи MC (октябрь 2015 г.). «Иммунология и воспалительные реакции меланоцитов человека при инфекционных заболеваниях». Журнал инфекции . 71 (4): 413–21. дои : 10.1016/j.jinf.2015.06.006 . ПМИД 26092350 .
- ^ Jump up to: а б с д и Плонка П.М., Пассерон Т., Бреннер М., Тобин Д.Дж., Шибахара С., Томас А., Сломински А., Кадекаро А.Л., Хершковиц Д., Петерс Е., Нордлунд Дж.Дж., Абдель-Малек З., Такеда К., Паус Р., Ортонн Дж.П., Слушание В.Дж., Шальройтер КУ (сентябрь 2009 г.). «Что на самом деле делают меланоциты в течение всего дня?» . Экспериментальная дерматология . 18 (9): 799–819. дои : 10.1111/j.1600-0625.2009.00912.x . ПМЦ 2792575 . ПМИД 19659579 .
- ^ Макинтош Дж. А. (июль 2001 г.). «Антимикробные свойства меланоцитов, меланосом и меланина и эволюция черной кожи». Журнал теоретической биологии . 211 (2): 101–13. Бибкод : 2001JThBi.211..101M . дои : 10.1006/jtbi.2001.2331 . ПМИД 11419954 .
- ^ Jump up to: а б с Абдалла Ф., Мижуэн Л., Пишон С. (2017). «Иммунитет кожи: внутри и снаружи организма» . Медиаторы воспаления . 2017 : 5095293. doi : 10.1155/2017/5095293 . ПМЦ 5664322 . ПМИД 29180836 .
- ^ Тапиа К.В., Фальконер М., Темпио Ф., Фалькон Ф., Лопес М., Фуэнтес М., Альбуркенке К., Амаро Х., Букари С.А., Ди Нардо А. (июль 2014 г.). «Меланоциты и меланин представляют собой первую линию врожденного иммунитета против Candida albicans» . Медицинская микология . 52 (5): 445–54. дои : 10.1093/mmy/myu026 . ПМИД 24934806 .
- ^ Абдель-Малек З., Скотт М.К., Сузуки И., Тада А., Им С., Ламоре Л., Ито С., Барш Г., Hearing VJ (1 января 2000 г.). «Рецептор меланокортина-1 является ключевым регулятором пигментации кожи человека» . Исследование пигментных клеток . 13 (Приложение 8): 156–62. дои : 10.1034/j.1600-0749.13.s8.28.x . ПМИД 11041375 .
- ^ Эллер М.С., Маеда Т., Магнони С., Атвал Д., Гилкрест Б.А. (ноябрь 1997 г.). «Усиление репарации ДНК в клетках кожи человека с помощью тимидиндинуклеотидов: доказательства p53-опосредованного SOS-ответа млекопитающих» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 94 (23): 12627–32. Бибкод : 1997PNAS...9412627E . дои : 10.1073/pnas.94.23.12627 . ПМК 25061 . ПМИД 9356500 .
- ^ Цихорек М., Вахульска М., Стасевич А., Тыминьска А. (февраль 2013 г.). «Меланоциты кожи: биология и развитие» . Постепи Дерматология и Аллергология . 30 (1): 30–41. дои : 10.5114/pdia.2013.33376 . ПМЦ 3834696 . ПМИД 24278043 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Ито С. (июнь 2003 г.). «Президентская лекция IFPCS: взгляд химика на меланогенез». Исследование пигментных клеток . 16 (3): 230–6. дои : 10.1034/j.1600-0749.2003.00037.x . ПМИД 12753395 .
- Миллингтон GW (май 2006 г.). «Проопиомеланокортин (POMC): кожная роль его продуктов и рецепторов меланокортина». Клиническая и экспериментальная дерматология . 31 (3): 407–12. дои : 10.1111/j.1365-2230.2006.02128.x . ПМИД 16681590 . S2CID 25213876 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Гистологическое изображение: 07903loa - Система обучения гистологии в Бостонском университете - «Глаз: ямка, RPE»
- Гистологическое изображение: 08103loa - Система обучения гистологии Бостонского университета - «Покровы: пигментированная кожа».