Das Stratum spinosum ist eine Schicht der Epidermis, deren Name auf der Tatsache beruht, dass es eine große Anzahl von Tonofilamenten aufweist, die vom Zytoplasma zu den Desmosomen ausstrahlen, die Proteine sind, die benachbarte Zellen verbinden.
Die Stachelschicht stammt aus der Zellteilung der Grundschicht, der tiefsten Schicht der Epidermis. Die Zellen des Stratum spinosum haben die Funktion, die Granulat- und Hornhautschichten zu differenzieren und zu bilden. Das Vorhandensein von Langerhans-Zellen und Melanozyten in der Dornschicht schützt jeweils vor Krankheitserregern und Sonnenlicht.
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Allgemeine Charakteristiken
Die Epidermis besteht aus Zellen, die als Keratinozyten bezeichnet werden und nach ihrer Keratin-Biosynthesekapazität benannt sind. Die Dornschicht hat nicht nur Keratinozyten, sondern auch Melaninkörnchen und Lanhergans-Zellen.
Wenn die Keratinozyten des Stratum spinosum in den äußersten Teil der Epidermis wandern, beginnen sie, Keratohyalin-Granulate und Lamellenkörper zu produzieren.
Keratohyalin-Granulate enthalten Proteine wie Involvucrin, Loricrin und Profilaggrin. Letzteres wird geschnitten und in Filaggrin verwandelt.
Lamellenkörper, auch als membranbedeckte Körnchen, Odlands Körper oder Keratinosomen bekannt, stammen aus dem Golgi-Apparat. Sie sind 0,2–0,3 µm groß. Sie sind Hauptakteure bei der Bildung interzellulärer Komponenten. Sie enthalten hydrolytische Enzyme, Polysaccharide und Lipide.
Der Inhalt der Lamellenkörper wird durch Exozytose in die Interzellularräume der Granulatschicht abgegeben. In dieser Schicht werden Lipide zu Vorläufern anderer Lipide, die einen Teil des Interzellularraums des Stratum Corneum bilden.
Die Zusammensetzung der Lamellenkörper ändert sich, wenn die Zellen in die oberflächlicheren Schichten der Epidermis wandern. Beispielsweise sind Phospholipide in der Grundschicht reichlich vorhanden, in der Stachelschicht jedoch verringert.
Histologie
Die Haut besteht aus zwei Hauptschichten: Dermis und Epidermis. Letzteres ist ein geschichtetes Plattenepithel, das aus Keratinozyten besteht, bei denen es sich um Zellen handelt, die Keratin synthetisieren können.
Von der tiefsten bis zur oberflächlichsten Schicht bilden die Epidermis folgende Schichten: Grund- oder Keimschicht, Dornschicht, Granulatschicht, Klarschicht und Hornhautschicht. Keratinozyten teilen sich durch Mitose und bewegen sich die Epidermis hinauf, um das Stratum spinosum zu bilden.
Das Stratum spinosum besteht aus vier bis sechs Ebenen von Zellen. Histologische Präparate führen im Allgemeinen zu einem Schrumpfen der Zellen. Folglich scheinen sich in den Interzellularräumen zahlreiche Verlängerungen des Zytoplasmas oder der Stacheln zu bilden, die von seiner Oberfläche vorstehen.
Stacheln sind Desmosomen, die an Tonofilamenten verankert sind. Dabei handelt es sich um Bündel von Keratin-Zwischenfilamenten, die als Tonofibrillen bezeichnet werden und benachbarte Zellen verbinden. Desmosomen werden Bizzorero-Knoten genannt.
Wenn Keratinozyten reifen und sich an die Oberfläche bewegen, nehmen sie an Größe zu, werden abgeflacht und sind parallel zur Oberfläche ausgerichtet. Währenddessen verlängern sich die Kerne dieser Zellen und die Keratinozyten beginnen, Keratohyalin-Granulate und Lamellenkörper zu produzieren.
Eigenschaften
Im Stratum spinosum sind die Lamellenkörper an der Bildung der interzellulären Wasserbarriere der Epidermis beteiligt. Diese Barriere wird während der Differenzierung von Keratinozyten hergestellt.
Die Elemente der Wasserbarriere der Epidermis sind die Zellhülle (EC) und die Lipidhülle. Die Zellhülle wird durch Ablagerung unlöslicher Proteine auf der Innenfläche der Plasmamembran gebildet. Die Lipidhülle wird durch die Bindung von Lipiden an die äußere Oberfläche der Plasmamembran gebildet.
Die Dicke der Kernhülle nimmt im Epithel zu. Dies macht die Haut widerstandsfähiger gegen mechanische Beanspruchung. Ein Beispiel dafür sind die Lippen, die Handflächen und die Fußsohlen. Die in CD vorhandenen Proteine sind Cystatin, Desmoplakin, Elafin, Filaggrin, Involvucrin, Loricrin und verschiedene Arten von Keratinen.
Die Lipidhülle wird durch Bindung der Zelloberfläche an Lipide über Esterbindungen gebildet. Die Hauptlipidkomponenten dieser Hülle sind Sphingolipide, Cholesterin und freie Fettsäuren.
Ceramide sind an der Signalübertragung beteiligt. Sie sind teilweise für die Induktion der Zelldifferenzierung, Apoptose und Verringerung der Zellproliferation verantwortlich.
Langerhans-Zellen
Langerhans-Zellen, die im Stratum spinosum vorhanden sind, stammen von CD34-Stammzellen im Knochenmark. Diese Zellen sind dafür verantwortlich, Antigene zu finden und zu präsentieren, die durch die Haut gelangen.
Langerhans-Zellen exprimieren ähnlich wie Makrophagen die Haupthistokompatibilitätskomplexe I und II sowie Immunglobulin G (IgG) -Rezeptoren und C3b-Komplementrezeptoren.
Die Analyse der Hautbiopsie von HIV-Patienten zeigt, dass Langerhans-Zellen HIV in ihrem Zytoplasma enthalten. Da Langerhans-Zellen resistenter sind als T-Zellen, dienen erstere als Reservoir für das HIV-Virus.
Melanozyten
Melanozyten sind dendritische Zellen in der Grundschicht. Sie verlängern die Tonofilamente zwischen den Keratinozyten des Stratum spinosum. Ihre Funktion ist die Biosynthese von Melanin, die vor den Einwirkungen von UV-Licht und Sonnenlicht schützt. Das Verhältnis von Melanozyten zu Keratinozyten variiert zwischen 1: 4 und 1:10.
Während ihres gesamten Lebens behalten Melanozyten ihre Replikationsfähigkeit bei. Die Teilungsrate ist jedoch langsamer als die von Keratozyten. Auf diese Weise bleibt die Epidermis-Melanin-Einheit erhalten.
Melanin wird durch Oxidation von Tyrosin zu 3,4-Dihydrophenylalanin (DOPA) unter Intervention einer Tyrosinase und Umwandlung von DOPA in Melanin hergestellt. Diese Transformationen finden in einer membrangebundenen Struktur statt, die als Premelanosomen bezeichnet wird und aus dem Golgi-Apparat stammt.
Das Fehlen einer Pigmentierung in der Haut, wie beispielsweise bei Albinismus, ist auf das Fehlen von Tyrosinase zurückzuführen. Andererseits hängt die Hautpigmentierung mit der Menge an Melanin zusammen, die in Keratozyten vorhanden ist.
Unterschiede im Melaningehalt erzeugen ein breites Farbspektrum in der menschlichen Haut, Eigenschaften verschiedener Rassen.
Beim Menschen gibt es zwei Arten von Melaninen: Eumelamine mit brauner bis schwarzer Farbe; Phäomelanine, gelb bis rotbraun gefärbt.
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