Новите прозрения в кожните клетки биха могли да обяснят защо кожата не изтича

Dying To Have Known Bulgarian Subtitles (Юли 2019).

Anonim

Откриването на формата и способността за свързване на епидермалните клетки може да обясни колко кожата поддържа бариера, дори когато тя се пролива.

Авторите на проучването казват, че новото им разбиране за това как епидермалните клетки образуват бариера може да обясни парадокса на това как можем да ги отделим, без да компрометираме целостта на кожата. Това също може да ни помогне да разберем какво се случва, когато се формира неправилно, което може да доведе до условия като псориазис и екзема.

Хората губят 200 000 000 клетки всеки час. По време на 24-часов период човек губи почти пет хиляди милиона кожни клетки. Това е предизвикателство за учените да обяснят как може да се появи този колосално проливен процес, без да има прекъсване на кожната бариера.

Учените вече знаеха, че епидермисът се състои от гъста външна преграда от мъртви епидермални клетки, които постоянно се простират. Това, за което знаят по-малко, е второстепенна бариера, по-дълбоко от повърхността на епидермиса, която се състои само от един слой клетки, което представлява много по-тънка, макар и не по-малко важна, защитна бариера.

Екип от университета Кейо в Япония, работещ с изследовател в Imperial College London, откри, че формата на епидермалните клетки, съчетана с способността им да се слепват временно заедно, може да обясни как те формират тази силна бариера.

Изследователите предполагат, че формата на епидермалната клетка всъщност е сплескана версия на тетракидадекадрон - 14-странно триизмерно твърдо вещество, направено от шест правоъгълни и осем шестоъгълни страни. Авторите стигат до извода, след като изучават клетките на кожата в миши модели, използвайки конфокални и двуфонови микроскопи и разработвайки математически модели.

Формата на тетракаидната катедра е предложена за първи път през 1887 г. от Уилям Томсън (лорд Келвин), шотландско-ирландски математически физик и инженер. Той твърди, че тетракидният кадър е най-добрата форма за опаковане на равни предмети заедно, за да запълни пространството с минимална повърхностна площ.

Екипът в днешното проучване твърди, че уникалната геометрия на тетракаидекахедрона на епидермалните клетки означава, че тя винаги може да образува много здрава, сплотена връзка с епидермичните клетки, които я заобикалят. Това е така, защото комбинацията от правоъгълни и шестоъгълни страни позволява на клетката винаги да бъде плътно свързана с клетките около нея.

Екипът също така откри, че тези клетки произвеждат протеини, които действат като временно лепило, което свързва клетките заедно в т.нар. "Плътни кръстовища". Комбинацията от геометрията на клетките и образуването на стегнати връзки означава, че кожната бариера може да запази целостта си, въпреки че е много тънка.

Когато нови клетки отдолу образуват новите стегнати кръстовища, това изтласква старите клетки нагоре към повърхността на кожата и по-старите клетки губят здравите си кръстовища. По този начин винаги се поддържа здравата бариера в клетъчния лист.

Екипът предполага, че "неизправностите" при производството на стегнатите кръстовища могат да бъдат фактор, който обяснява защо някои хора имат такива състояния като екзема, където отслабването на кожната бариера води до бактериална инфилтрация, възпаление, надраскване и по-нататъшна инфекция. В други случаи, провалът в бариерата между клетките - здравите връзки - може да обясни защо при псориазис има свръхпроизводство на епидермални клетки, причинявайки дебели повърхности на кожата.

Д-р Рейко Танака, един от изследователите от катедрата по биоинженерство в Империал Колидж Лондон, заяви: "Удивително е да мислим, че абстрактна концепция за форма, измислена от математика Лорд Келвин преди повече от век, може да бъде важна фигура в природата, като помага на кожата ни да запази своята ефективност като бариера.

"Нашето изследване също ни помага да видим как клетките, които изграждат нашата кожа, могат да превключат на механизъм, за да направят един вид лепило, което обвързва клетките заедно, като гарантира, че кожата ни запазва целостта си.

"Нашата кожа е най-големият орган в тялото ни и е жизненоважно да разберем напълно как работи, така че, когато не работи както трябва, като при екзема или псориазис, можем да разберем механизмите, които биха могли да причинят проблеми ".

Проучването е публикувано днес в списание eLife .

Следващите стъпки ще покажат на екипа, който анализира как се определя дебелината на кожата и как се поддържа балансът между растежа на клетките и отпадането на клетките. Грешките в този процес могат да доведат до удебеляване на кожата, водещо до условия като псориазис. Екипът също така ще определи защо кожата се разклаща, докато остаряваме, като предоставяме нови прозрения за стареенето или когато се размива, защото се прилагат специални лечения като стероиди за лечение на екзема.