Кератоцити рожњаче

Кератоцити рожњаче специјализовани су фибробласти садржани у строми рожњаче, који чини 85-90% њене дебљине. Строма је најдебљи средњи слој рожњаче која поред фибробласта садржи и високо организоване колагене плоче и компоненте интерцелуларног матрикса. Кератоцити играју значајну улогу у одржавању транспарентности рожњаче, њеном обнављању у случају оштећења и синтези њених компоненти. У неоштећеној рожњачи кератоцити су у неактивном стању, а активирају се у случају оштећења или запаљења различите генезе. Након оштећења рожњаче, део кератоцити који се налазе испод места оштећења одмах пролазе кроз процес апоптозе.^[1] Сваки неуспех у високо организованом процесу зарастања рожњаче може довести до њеног замућења.

Прекомерна апоптоза кератоцита део је патолошког процеса који лежи у основи дегенеративних промена као што је кератоконус, па су ове ћелије предмет бројних истраживања научника.

Порекло и функције

Кератоцити који потичу из кранијалних ћелија нервног гребена, одатле мигрирају у мезенхим

Кератоцити потичу из популације кранијалних ћелија нервног гребена, одакле мигрирају у мезенхим. Код неких врста миграција се одвија у два таласа:

током првог таласа - формира се епител рожњаче, који синтетише базу строме која у овој фази не садржи ћелије;
током другог таласа - популација кератоцита мигрира у припремљену строму.

Док се код осталих врста, миграција одвија у једној фази.

Одмах по уласку у строму, кератоцити почињу да синтетишу молекуле колагена типа I, V, VI и молекуле кератан сулфата. У време када се након рођења очи отворе, већина кератоцита је већ пролиферисала и у неактивном је стању.^[3]

На крају развоја ока, мрежа кератоцита строме рожњаче је већ формирана, дендрити суседних кератоцита су у контакту једни са другима,^[4] док неактивни кератоцити синтетишу такозване кристалине (који се такође налазе у сочиву ). Кристалини рожњаче, слични кристалима, помажу у одржавању транспарентности рожњаче и обезбеђују оптималну рефракцију ока,^[5] а такође су и део антиоксидативне одбране рожњаче.^[6] Код људи, кристалини су представљени са АЛДХ1А1, АЛДХ3А1,^[7] АЛДХ2 и ТКТ.^[8]

Верује се да кератан сулфат, који синтетишу кератоцити, помаже у одржавању оптималне хидратације рожњаче,^[9] генетски поремећаји синтезе кератан сулфата доводе до развоја макуларне дистрофије рожњаче.

Према једној студији, просечан број кератоцита у строми људске рожњаче је приближно 20.500 ћелија по мм³ или 9.600 на простору од 1 мм² у попречном пресеку. Највећа густина кератоцита се примећује у горњих 10% строме рожњаче. Број кератоцита се смањује са годинама за приближно 0,45% годишње.^[10]

Након оштећења рожњаче, неки кератоцити пролазе кроз апоптозу, која је узрокована дејством сигналних молекула синтетизованих у горњим слојевима рожњаче, међу којима су препознати следећи сигнални молекули:

интерлеукин 1-алфа (ИЛ-1-алфа) и
фактор некрозе тумора алфа (ТНФ-алфа).

Други суседни кератоцити под утицајем наведених сигналних молекула активирају се, пролиферују и почињу да синтетишу матриксне металопротеиназе, које доприносе ремоделирању ткива.

Након тешких повреда или тешких упала, део кератоцита се претвара у миофибробласте и почиње да активно синтетише компоненте екстрацелуларног матрикса. Верује се да ову трансформацију изазива ТНФ-бета, па се базална мембрана епител рожњаче обнавља. Када ТНФ-бета престаје да стиже до строме рожњаче и миофибробласти нестају. Преостали активни фибробласти настављају да независно ослобађају ИЛ-1-алфа неко време да би задржали свој такозвани фенотип поправке.^[11]

Процес апоптозе кератоцита у активном и неактивном стању привлачи значајну пажњу. Код интактне рожњаче, програмирана ћелијска смрт је веома ретка појава, али одмах након оштећења горњи слој кератоцита испод оштећеног подручја пролази кроз апоптозу.^[12] Једна хипотеза објашњава ову брзу реакцију потребом да се што пре заустави процес због могућег ширења инфекције, јер може проћи и до неколико сати док имуне ћелије уђу у рожњачу ока.^[13] Са нормалном даљом прогресијом, недостатак кератоцита се убрзо надокнађује митозом суседних кератоцита.^[3]

Апоптоза се може уочити и током хируршких интервенција на оку, укључујући кератотомију и ласерска корекција,^[14] и може играти важну улогу у развоју постоперативних компликација.

Клинички значај

Кератоцити могу играти улогу у различитим обољењима рожњаче. Према научним истраживањима, функције кератоцита су значајно измењене код кератоконуса, најчешћег облика дистрофије рожњаче.^[15]

Како се апоптоза кератоцита јавља у областима удаљеним од места оштећења епитела, њен узрок прекомерна апоптоза кератоцита у кератоконусу. Према подацима једне студије, у којој је утврђен смањен ниво једног од облика алкохол дехидрогеназе, АДХ1Б^[16] сматра се да у овим поренмечајима кератоцити синтетишу знатно мање супероксид дисмутазе 3 у поређењу са кератоцитима здраве рожњаче.^[17]

Референце

^ Wilson, S. E.; Chaurasia, S. S.; Medeiros, F. W. (2007). „Apoptosis in the initiation, modulation and termination of the corneal wound healing response”. Exp. Eye Res. 85 (3): 305—11. PMC 2039895 . PMID 17655845. doi:10.1016/j.exer.2007.06.009.
^ Mootha VV, Kanoff JM, Shankardas J, Dimitrijevich S (2009). „Marked reduction of alcohol dehydrogenase in keratoconus corneal fibroblasts”. Mol. Vis. 15: 706—12. .
^ ^а ^б West-Mays, J. A.; Dwivedi, D. J. (2006). „The keratocyte: Corneal stromal cell with variable repair phenotypes”. Int. J. Biochem. Cell Biol. 38 (10): 1625—31. PMC 2505273 . PMID 16675284. doi:10.1016/j.biocel.2006.03.010.
^ Müller, L. J.; Pels, L.; Vrensen, G. F. (1995). „Novel aspects of the ultrastructural organization of human corneal keratocytes”. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 36 (13): 2557—67. PMID 7499078.
^ Jester, J. V. (2008). „Corneal crystallins and the development of cellular transparency”. Semin. Cell Dev. Biol. 19 (2): 82—93. PMC 2275913 . PMID 17997336. doi:10.1016/j.semcdb.2007.09.015.
^ Lassen, N.; Black, W. J.; Estey, T.; Vasiliou, V. (2008). „The role of corneal crystallins in the cellular defense mechanisms against oxidative stress”. Semin. Cell Dev. Biol. 19 (2): 100—12. PMID 18077195. doi:10.1016/j.semcdb.2007.10.004.
^ Lassen, N.; Pappa, A.; Black, W. J.; Jester, J. V.; Day, B. J.; Min, E.; Vasiliou, V. (2006). „Antioxidant function of corneal ALDH3A1 in cultured stromal fibroblasts”. Free Radic. Biol. Med. 41 (9): 1459—69. PMID 17023273. doi:10.1016/j.freeradbiomed.2006.08.009.
^ Jester, James V. (2008). „Corneal crystallins and the development of cellular transparency”. Seminars in Cell & Developmental Biology. 19 (2): 82—93. PMC 2275913 . PMID 17997336. doi:10.1016/j.semcdb.2007.09.015.
^ Funderburgh, J. L. (2000). „Keratan sulfate: Structure, biosynthesis, and function”. Glycobiology. 10 (10): 951—8. PMID 11030741. doi:10.1093/glycob/10.10.951.
^ Patel, S.; McLaren, J.; Hodge, D.; Bourne, W. (2001). „Normal human keratocyte density and corneal thickness measurement by using confocal microscopy in vivo”. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 42 (2): 333—9. PMID 11157863.
^ West-Mays, Judith A.; Dwivedi, Dhruva J. (2006). „The keratocyte: Corneal stromal cell with variable repair phenotypes”. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. 38 (10): 1625—1631. doi:10.1016/j.biocel.2006.03.010.
^ Wilson, S. E.; He, Y. G.; Weng, J.; Li, Q.; McDowall, A. W.; Vital, M.; Chwang, E. L. (1996). „Epithelial injury induces keratocyte apoptosis: Hypothesized role for the interleukin-1 system in the modulation of corneal tissue organization and wound healing”. Exp. Eye Res. 62 (4): 325—7. PMID 8795451. doi:10.1006/exer.1996.0038.
^ Wilson, S. E.; Pedroza, L.; Beuerman, R.; Hill, J. M. (1997). „Herpes simplex virus type-1 infection of corneal epithelial cells induces apoptosis of the underlying keratocytes”. Exp. Eye Res. 64 (5): 775—9. PMID 9245908. doi:10.1006/exer.1996.0266.
^ Erie JC, McLaren JW, Hodge DO, Bourne WM (2005). „Long-term corneal keratoctye deficits after photorefractive keratectomy and laser in situ keratomileusis”. Trans Am Ophthalmol Soc. 103: 56—66. ; discussion 67–8.
^ Kim, W. J.; Rabinowitz, Y. S.; Meisler, D. M.; Wilson, S. E. (1999). „Keratocyte apoptosis associated with keratoconus”. Exp. Eye Res. 69 (5): 475—81. PMID 10548467. doi:10.1006/exer.1999.0719.
^ Mootha VV, Kanoff JM, Shankardas J, Dimitrijevich S (2009). „Marked reduction of alcohol dehydrogenase in keratoconus corneal fibroblasts”. Mol. Vis. 15: 706—12. .
^ „Interleukin-1α downregulates extracellular-superoxide dismutase in human corneal keratoconus stromal cells”. 2012-02-16. Архивирано из оригинала 16. 02. 2012. г. Приступљено 2022-10-18.