Для клеток зернистого слоя характерно большое количество пластинчатых телец и кератогиалиновых гранул, ассоциированных с пучками промежуточных филаментов

Гранулы кератогиалина не окружены мембраной и состоят преимущественно из белка 400 кД профилагрина. Кроме короткого N–концевого домена, молекула профилагрина содержит 10–12 повторов из 324 аминокислотных остатков филагрина (ген FLG). В ходе дифференцировки клеток зернистого слоя количество гранул кератогиалина увеличивается, их содержимое высвобождается в цитоплазму; профилагрин подвергается дефосфорилированию и протеолитическому расщеплению на пептиды филагрина (37 кД) и N–конец, содержащийS100-подобный Ca²⁺-связывающий домен. Филагрин способствует формированию дисульфидных связей между промежуточными филаментами. Цитокератиновые нити быстро агрегируют в пучки (тонофибриллы) (кератинизация), что приводит к коллапсу зернистой клетки и её преобразованию в уплощённую безъядерную чешуйку (скваму). Уплотняющиеся пучки цитокератиновых нитей объединяются поперечными связями с участиемCa²⁺-зависимой трансглутаминазы. Филагрин — ключевой белок, способствующий дифференцировке роговых чешуек и поддержанию барьерной функции эпидермиса.

Филагрин используется в клинике в качестве маркёра вступления кератиноцита в конечную стадию дифференцировки. Дефекты гена FLG — причина ихтиоза обычного (ichthyosis vulgaris, ichthyosis simplex). Гистологически наблюдается умеренный гиперкератоз, в кератиноцитах гранулы кератогиалина редуцированы или отсутствуют. Болезнь может ассоциироваться с приступами астмы, экземой, сенной лихорадкой.

В состав гранул кератогиалина также входит лорикрин.. Лорикрин первоначально появляется в клетках зернистого слоя и формирует совместно с профилагрином гранулы кератогиалина, но в терминально дифференцированных кератиноцитах рогового слоя локализуется в составе клеточной оболочки.

Пластинчатые тельца довольно многочисленны, секретируют гликолипид ацилгликозилцерамид, участвующий в формировании барьера проницаемости.

Под плазмолеммой располагается электроноплотный слой толщиной 10–12 нм.

При рестриктивной дермопатии в кератиноцитах имеются аномальные гранулы кератогиалина и отсутствуют кератиновые филаменты.

Блестящий слой

Этот переходный слой, хорошо преломляющий свет, присутствует только в толстой коже подошв и ладоней.

Роговой слой

Роговой слой представлен плотно упакованными роговыми чешуйками (корнеоциты, или сквамы), имеющими форму 14-гранной призмы. Они постоянно слущиваются с поверхности эпидермиса. В слущивании участвует накапливаемая чешуйками кислая фосфатаза. Данные о химическом составе межклеточных пространств в эпидермисе имеют важное значение для понимания механизмов проницаемости кожи и особенно проницаемости лекарственных препаратов при их наружном применении. Из всех слоёв эпидермиса наименее проницаем роговой слой. Наличие межклеточного липидного матрикса в роговом слое определяет проницаемость кожи для липофильных веществ.

БАРЬЕР ПРОНИЦАЕМОСТИ

В структуре барьера проницаемости эпидермиса для воды, аллергенов, инфекционных агентов и т.п. выделяют две основные части (слоя) — клеточная оболочка и липидная оболочка роговых чешуек рогового слоя (рис. 16-3).

Клеточная оболочка роговой чешуйки — слой нерастворимых белков толщиной 15 нм на внутренней поверхности плазмолеммы. Оболочка образована поперечно связанными малыми белками, богатыми пролином (SPR–белки) (Small Proline Rich), и крупными структурными белками — инволюкрином, лорикрином, перифиллином, периплакином, десмоплакином, энвоплакином, эпиплакином, элафином, цистатином (всего по крайней мере 20 разных белков).

· Инволюкрин (IVL) изначально присутствует в цитоплазме кератиноцита. При формировании клеточной оболочки связывается с другими молекулами инволюкрина, а также с кератином, лорикрином, десмоплакином, периплакином, энвоплакином, w-гидроксицерамидом. В образовании связей участвует трансглутаминаза.

· Лорикрин (LOR) — главный белковый компонент (мол. массой 26 кД) клеточной оболочки терминально дифференцированных эпидермальных клеток, составляет до 80% общей массы белков клеточной оболочки, характеризуется высоким содержанием глицина, серина и цистеина. Лорикрин и инволюкрин ковалентно связаны с плазмолеммой. Лорикрин образует поперечные связи другими молекулами лорикрина и SPR–белками. Образование всех связей опосредовано трансглутаминазой.

à Хромосомная локализация гена LOR — 1q21. В этой области расположены гены, кодирующие белки трёх семейств, участвующих в формировании клеточной оболочки. В первое семейство входят лорикрин, инволюкрин и SPR–белки. Вторая группа генов кодирует несколько членов семейства S100 малых Ca²⁺-связывающих белков — кальциклин и лёгкую цепь кальпацина I. В состав третьей группы генов входят гены профилагрина (FLG) и трихогиалина (TCHH).

à Мутации гена LOR — причина прогрессирующей симметричной эритрокератодермии, а также синдрома Фогвинкеля (Vohwinkel), ассоциированного с ихтиозом. Дефектный лорикрин накапливается в клеточной оболочке в ходе терминальной дифференцировки кератиноцитов. Для синдрома характерны диффузные утолщения эпидермиса ладоней и подошв (ладонно-подошвенный гиперкератоз) с небольшими ячеистыми вдавлениями и прогрессирующим образованием перетяжек на пальцах рук и ног и псевдоаньюмом (спонтанной ампутации пальцев). Классический тип синдрома Фогвинкеля (Vohwinkel), ассоциированный с глухотой, развивается при мутации гена GJB2, кодирующего коннексин 26.

Аньюм (ainhum; синонимы: «айнгум», дактилолиз спонтанный) — редкая тропическая болезнь неизвестной этиологии, характеризующаяся дегенеративными изменениями V пальца одной или обеих стоп, реже — других пальцев стоп и кистей, приводящими к спонтанной ампутации пальца.

· Периплакин (PPL) (синонимы — 190 кД паранеопластический пемфигоидный антиген, KIAA0568) — белок в составе клеточной оболочки роговой чешуйки. Взаимодействует с белком перифиллином.

· Перифиллин (PPHLN) участвует в дифференцировке кератиноцитов и формировании барьера проницаемости. В недифференцированных кератиноцитах экспрессируется в составе кариолеммы и ядерных гранул. В дифференцированных кератиноцитах колокализован с периплакином в клеточной оболочке и в областях межклеточных соединений.

· Трихогиалин (ген TCHH) — белок семейства S100 малых Ca²⁺-связывающих белков, молекула содержит два EF-рука Ca²⁺-связывающих домена; субстрат трансглутаминазы. Экспрессируется на заключительных стадиях дифференцировки кератиноцитов. Трихогиалин ассоциирован с промежуточными филаментами, соединяется в правильном порядке с кератином промежуточных филаментов клеток внутреннего корневого влагалища волосяного фолликула и клеток зернистого слоя эпидермиса. Служит в качестве опорного белка в организации клеточной оболочки (вместе с инволюкрином), а также заякоривает клеточную оболочку в сеть промежуточных нитей. В ходе терминальной дифференцировки может быть вовлечён в собственное Ca²⁺-зависимое постсинтетическое процессирование. В основном присутствует в сильно кератинизированных тканях, таких, как внутреннее корневое влагалище волосяного фолликула и мозговое вещество волоса.

· Эпидермальная Ca²⁺-зависимая трансглутаминаза обусловливает образование поперечных связей между глутамином и лизином разных белковых молекул клеточной оболочки в ходе терминальной дифференцировки кератиноцитов. Эпидермальная трансглутаминаза 1 (TGM1) катализирует образование связей между лорикрином и инволюкрином. Мутации TGM1 приводят к развитию несиндромной формы ихтиоза — ламеллярного ихтиоза типа 1 (эритродермии ихтиозоформной врождённой небуллёзной, е. congenita ichthyosiformis non bullosa). Без соответствующего лечения дети умирают в течение первых месяцев жизни от сепсиса, потери белков и электролитов. При рождении тело ребенка покрыто коллоидоподобной мембраной, затем на коже образуются большие коричневые чешуйки, покрывающие все тело. Больные могут иметь ладонный и подошвенный гиперкератоз и значительное натяжение кожи лица, которое может быть ассоциировано с эктропионом (выворачиванием век) и выворачиванием губ.

Липидная оболочка роговой чешуйки (толщиной 5 нм) представлена липидами, соединёнными с клеточной поверхностью эфирными связями. В роговой слой липиды поступают в составе пластинчатых телец и мембранных пузырьков из подлежащих слоёв, преимущественно из зернистого слоя. В этих же органеллах присутствуют гидролитические ферменты, расщепляющие липиды. Липидная оболочка, содержащая церамиды, холестерин и его эфиры, свободные жирные кислоты, заполняет предельно узкие пространства между роговыми чешуйками. Наиболее важный компонент липидной оболочки — ацилгликозилцерамид.

Рис. 16-3. Структура эпидермального барьера проницаемости. Пластинки пластинчатых телец, содержащие смесь из гликосфинголипидов, фосфолипидов, церамидов, секретируются клетками в межклеточные пространства, заполняя их и формируя липидную оболочку роговой чешуйки (наружный слой барьера). Клеточная оболочка роговой чешуйки (внутренний слой барьера) состоит преимущественно из лорикрина (светлые кружки), молекулы которого соединены элафином и SPR–белками (чёрные эллипсы). Слой, прилежащий к цитоплазматической поверхности плазмалеммы, состоит из плотно упакованных молекул инволюкрина и цитостатина a. Кератиновые нити (тонофиламенты), связанные филагрином, заякорены в клеточной оболочке. [90]