ΓΕΩΡΓΙΟΣ Ι. ΜΠΑΝΤΑΒΑΝΗΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΔΕΡΜΑΤΟΛΟΓΙΚΗ ΚΛΙΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Δ. ΤΣΑΜΠΑΟΣ ΜΟΡΦΟΓΕΝΕΣΗ ΤΗΣ ΕΠΙΔΕΡΜΙΔΑΣ: ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΙΚΗΣ ΣΥΣΤΑΣΕΩΣ ΤΩΝ ΚΥΤΤΑΡΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΩΝ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Ι. ΜΠΑΝΤΑΒΑΝΗΣ ΙΑΤΡΟΣ ΔΕΡΜΑΤΟΛΟΓΟΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΠΑΤΡΑ 2003

ii

iii ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΣΥΜΒΟΥΛΕΥΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ 1. Διονύσιος Τσαμπάος: Καθηγητής Δερματολογίας Πανεπιστημίου Πατρών (Επιβλέπων Καθηγητής) 2. Χρυσούλα Σκόπα: Αναπλ. Καθηγήτρια Παθολογικής Ανατομικής Πανεπιστημίου Πατρών 3. Σοφία Γεωργίου: Επίκ. Καθηγήτρια Δερματολογίας Πανεπιστημίου Πατρών ΕΠΤΑΜΕΛΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ 1. Διονύσιος Τσαμπάος: Καθηγητής Δερματολογίας Πανεπιστημίου Πατρών 2. Χρυσούλα Σκόπα: Αναπλ. Καθηγήτρια Παθολογικής Ανατομικής Πανεπιστημίου Πατρών 3. Σοφία Γεωργίου: Επίκ. Καθηγήτρια Δερματολογίας Πανεπιστημίου Πατρών 4. Ιωάννης Βαράκης: Καθηγητής Ανατομίας Πανεπιστημίου Πατρών 5. Γεώργιος Νικηφορίδης: Καθηγητής Ιατρικής Φυσικής Πανεπιστημίου Πατρών 6. Στέφανος Μανταγός: Καθηγητής Παιδιατρικής Πανεπιστημίου Πατρών 7. Αλεξάνδρα Μοναστιρλή: Επίκ. Καθηγήτρια Δερματολογίας Πανεπιστημίου Πατρών

iv

v Στους γονείς μου Στον Καθηγητή μου κ. Διονύσιο Τσαμπάο

vi

vii ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ Σελίδα ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ ΣΗΜΕΙΩΜΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ xi xvii Ι. ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1 1. ΕΜΒΡΥΪΚΗ ΕΠΙΔΕΡΜΙΔΑ 3 1.1 Επιδερμιδικές στιβάδες: Δομή, μορφογένεση και διαφοροποίηση 3 1.2 Ρύθμιση μιτωτικής δραστηριότητος και διαφοροποίησης 14 1.2.1. Ρύθμιση μιτωτικής δραστηριότητας 15 1.2.2. Ρύθμιση διαφοροποιήσεως 20 1.2.3. Σχέση διαφοροποίησης απόπτωσης 23 1.3 Κερατίνες εμβρυϊκής επιδερμίδος 26 1.4 Βασική μεμβράνη δερμοεπιδερμιδικό όριο 32 1.5 Δενδριτικά κύτταρα επιδερμίδος 39 1.5.1 Μελανοκύτταρα 39 1.5.2 Κύτταρα Langerhans 46 1.5.3 Κύτταρα Merkel 51 2. ΚΥΤΤΑΡΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ 56 2.1 Δομή κυτταροπλασματικών μεμβρανών 56 2.2 Λιπίδια κυτταροπλασματικών μεμβρανών 57 2.3 Πρωτεΐνες κυτταροπλασματικών μεμβρανών 61 2.3.1. Γλυκοπρωτεΐνες 62 2.3.2. Φιμπρονεκτίνες 63 2.3.3. Πρωτεογλυκάνες 64 2.3.4. Ιντεγκρίνες 66 2.3.5. Λεκτίνες 68 2.3.6. Ν-CAM 68 2.3.7. Καντερίνες 68

viii 2.4 Υδατάνθρακες κυτταροπλασματικών μεμβρανών 69 2.5 Λειτουργικός ρόλος κυτταροπλασματικών μεμβρανών 71 2.5.1 Ανταλλαγή ουσιών 71 2.5.2 Μεμβρανικοί υποδοχείς ενδοκυττάρια μηνύματα 75 2.5.3 Αλληλεπίδραση με κύτταρα και στοιχεία του εξωκυττάριου χώρου 77 2.5.4 Διακυττάρια προσκόλληση μέσω εξειδικευμένων συνδέσεων 80 2.5.4.1 Στενές συνδέσεις 80 2.5.4.2 Χασματικές συνδέσεις 81 2.5.4.2 Δεσμοσώματα 82 3. ΛΕΚΤΙΝΕΣ 85 3.1 Ορισμός 85 3.2 Ιστορική αναδρομή 85 3.3 Σύνδεση λεκτινών-υδατανθράκων 86 3.4 Ταξινόμηση λεκτινών 87 3.4.1 Διαλυτές και μεμβρανικές ενδογενείς λεκτίνες 88 3.4.2 Ταξινόμηση λεκτινών με βάση την προέλευση 89 3.4.2.1 Φυτικές λεκτίνες 89 3.4.2.2 Λεκτίνες μικροοργανισμών 91 3.4.2.3 Ζωικές λεκτίνες 91 3.4.2.3.1 Γαλεκτίνες 92 3.4.2.3.2 C-λεκτίνες 94 3.5 Λειτουργικός ρόλος λεκτινών 98 3.5.1 Βιολογική αναγνώριση 98 3.5.2 Μιτογόνος δράση 99 3.5.3 Ανοσοδυναμική δράση 100 3.5.4. Συμμετοχή στο φαινόμενο της αποπτώσεως 101 3.5.5. Ρόλος των λεκτινών στην διαγνωστική 102 3.5.6. Ρόλος των λεκτινών στην θεραπευτική 103

ix ΙΙ. ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 107 1. ΥΛΙΚΟ ΜΕΘΟΔΟΣ 109 1.1 Υλικό 109 1.2 Μέθοδος 109 1.2.1. Λεκτίνες 110 1.2.2. Χρώση με λεκτίνες 110 2. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 113 2.1. Ιστοχημική μελέτη όλων μαζί των στιβάδων της εμβρυϊκής επιδερμίδας με λεκτίνες, ξεχωριστά για κάθε εβδομάδα ηλικίας 113 2.2 Ιστοχημική μελέτη κάθε επιδερμιδικής στιβάδας ξεχωριστά με κάθε λεκτίνη, σε όλες τις ομάδες ηλικιών 151 3. ΣΥΖΗΤΗΣΗ 161 4. ΠΕΡΙΛΗΨΗ 179 5. SUMMARY 185 6. ΠΙΝΑΚΕΣ 191 7. ΣΧΗΜΑΤΑ 225 8. ΕΙΚΟΝΕΣ 264 9. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 307

x

xi ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ ΣΗΜΕΙΩΜΑ ΓΕΩΡΓΙΟΥ I. ΜΠΑΝΤΑΒΑΝΗ Γεννήθηκα στην Αθήνα την 4η Ιουνίου 1967, όπου και ολοκλήρωσα την δευτεροβάθμια εκπαίδευση το 1985. Μετά από εισαγωγικές εξετάσεις εισήλθα στο Ιατρικό Τμήμα του Πανεπιστημίου Πατρών απ όπου αποφοίτησα τον Ιούνιο του 1992 (βαθμός πτυχίου «Λίαν Καλώς»). Εξεπλήρωσα την υποχρεωτική υπηρεσία υπαίθρου στο αγροτικό ιατρείο Μηθύμνης από 11/9/92 έως 10/9/93. Ειδικεύθηκα επί ένα έτος στην Παθολογία στο Β Παθολογικό Τμήμα του Γενικού Νομαρχιακού Νοσοκομείου Μυτιλήνης από 23/11/93 έως 23/11/94. Υπηρέτησα τη στρατιωτική μου θητεία στο Στρατό Ξηράς ως οπλίτης ιατρός από 23/1/95 έως 23/7/96. Ειδικεύθηκα στην Δερματολογία-Αφροδισιολογία στην Δερματολογική Κλινική του Πανεπιστημίου Πατρών από 20/11/96 έως 6/12/99. Μετά από εξετάσεις έλαβα τον τίτλο ειδικότητος Δερματολογίας Αφροδισιολογίας την 29/2/2000.

xii ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ A. ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ ΣΕ ΔΙΕΘΝΗ ΠΕΡΙΟΔΙΚΑ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΚΡΙΣΗ 1. Tsambaos D, Badavanis G. Skin manifestations in solid organ transplant recipients. Skin Pharmacol Appl Skin Physiol 2001; 14(5):332-343 2. Monastirli A, Georgiou S, Pasmatzi E, Sakkis Th, Badavanis G, Drainas D, Sagriotis A, Tsambaos D. Calcipotriol plus short contact dithranol: A novel topical combination therapy for chronic plaque psoriasis. Skin Pharmacol Appl Skin Physiol 2002; 15(4):246-251 3. Badavanis G, Tsambaos D. Recent Advances in Embryology of the Skin: Morphogenesis of the Periderm. Dermatopathology 2002 Jul-Sept; 8(3) 4. Monastirli A, Cariolou M, Michelakaki E, Pasmatzi E, Sakkis Th, Badavanis G, Kapranos N, Georgiou S, Tsambaos D. Severe form of Anderson-Fabry disease associated with a new trinucleotide deletion and diffuse facial teleangiectases. Dermatopathology 2003 Jan 15; 9(1)

xiii B. ΚΕΦΑΛΑΙΑ ΣΕ ΔΙΕΘΝΗ ΠΟΛΥΣΥΓΓΡΑΦΙΚΑ ΒΙΒΛΙΑ 1. Degiannis D, Chaidaroglou A, Koniavitou K, Pasmatzi E, Badavanis G, Tsambaos D. Flow cytometric detection of Of IFN-γ and IL-2 produced by CD4+ and CD8+ lymphocytes: in vitro effect of calcipotriol. D.Τsambaos and H.Merk (Eds): Modern Trends in Skin Pharmacology. Parissianos, Athens 2002, pp 75-82. 2. Monastirli A, Georgiou S, Pasmatzi E, Sakkis T, Badavanis G, Sgouros G, Drainas D, Sagriotis A, Tsambaos D. Short contact anthralin plus calcipotriol for topical treatment of chronic plaque psoriasis. D.Τsambaos and H.Merk (Eds): Modern Trends in Skin Pharmacology. Parissianos, Athens 2002, pp 83-89. Γ. ΒΙΒΛΙΑ Δ.Τσαμπάος, Γ.Μπανταβάνης «Καρδιά και δέρμα: Δερματολογική προσέγγιση ασθενών με καρδιαγγειακά νοσήματα». Π.Χ. Πασχαλίδης, Αθήνα 2004 (υπό έκδοση).

xiv ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΕΙΣ Α. ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΕΙΣ ΣΕ ΔΙΕΘΝΗ ΣΥΝΕΔΡΙΑ 1. Katsarou A, Dulaveri G, Labrinopoulou K, Badavanis G, Pasmatzi E, Tsambaos D. Irritation potential of calcipotriol. Modern Trends in Skin Pharmacology. Athens, June 8-11 2000. 2. Monastirli A, Georgiou S, Pasmatzi E, Badavanis G, Zografakis Ch, Sakkis T, Sagriotis A, Drainas D, Tsambaos D. Calcipotriol plus anthralin in the topical treatment of psoriasis. Modern Trends in Skin Pharmacology. Athens, June 8-11 2000. 3. Chaidaroglou A, Degiannis D, Koniavitou K, Pasmatzi E, Badavanis G, Tsambaos D. In vitro effects of calcipotriol on Th1 cytokine production. Modern Trends in Skin Pharmacology. Athens, June 8-11 2000. 4. Μonastirli A, Cariolou M, Michelakaki H, Pasmatzi E, Sakkis Th, Badavanis G, Georgiou S, Tsambaos D. Severe form of Anderson-Fabry disease associated with a new trinucleotide deletion and diffuse facial teleangiectases. The 14 th Regional Conference of Dermatology (Asian Australasian). Kuala Lumpur, July 26-30,2000.

xv Β. ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΕΙΣ ΣΕ ΕΛΛΗΝΙΚΑ ΣΥΝΕΔΡΙΑ 1. Μπανταβάνης Γ. «Σύνδρομο Rye». Δερματολογικό Συμπόσιο Πανεπιστημίου Πατρών, 15 Φεβρουαρίου 1997, Πάτρα. 2. Μπανταβάνης Γ. «Σεξουαλικώς μεταδιδόμενα νοσήματα σε ασθενείς τρίτης ηλικίας». 5 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεροντολογίας και Γηριατρικής, 11-13 Δεκεμβρίου 1997, Αθήνα. 3. Μπανταβάνης Γ. «Δερματολογικές εκδηλώσεις σε διαβητικούς ασθενείς». Μετεκπαιδευτικό Πρόγραμμα Παθολογικής Κλινικής Πανεπιστημίου Πατρών, 8 Δεκεμβρίου 1999, Πάτρα. 4. Μπανταβάνης Γ. «Χημική καρκινογένεση του δέρματος». Στρογγυλό Τραπέζι της Ελληνικής Αντικαρκινικής Εταιρίας, 28 Ιουνίου 2000, Πάτρα. 5. Mοναστιρλή Α, Καριόλου Μ, Μιχελακάκη Ε, Πασματζή Ε, Σάκκης Θ, Μπανταβάνης Γ, Γεωργίου Σ, Τσαμπάος Δ. «Νόσος Anderson-Fabry: Νέα μετάλλαξη, βαρειά κλινική εικόνα και διάχυτες ευρυαγγείες προσώπου». 6 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Παθολογίας, 4-7 Οκτωβρίου 2000, Αθήνα

xvi 6. Μπανταβάνης Γ, Γεωργίου Σ, Μοναστιρλή Α, Πασματζή Ε, Σάκκης Θ, Γαρταγάνης Σ, Τσαμπάος Δ. «Θεραπεία του συνδρόμου Αδαμαντιάδη Behçet με ιντερφερόνη-α». 6 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Παθολογίας, 4-7 Οκτωβρίου 2000, Αθήνα 7. Χαϊδάρογλου Α, Ντεγιάννης Δ, Κονιαβίτου Α, Πασματζή Ε, Μπανταβάνης Γ, Τσαμπάος Δ. «Επίδραση του δελτανοειδούς καλσιποτριόλη στην in vitro παραγωγή Th1 κυτταροκινών από περιφερικά λεμφοκύτταρα». 6 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Παθολογίας, 4-7 Οκτωβρίου 2000, Αθήνα 8. Πασματζή Ε, Μοναστιρλή Α, Γεωργίου Σ, Ζωγραφάκης Χ, Σάκκης Θ, Μπανταβάνης Γ, Τσαμπάος Δ. «Ιντερφερόνη-α στην θεραπεία του κλασικού σαρκώματος Kaposi». 6 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Παθολογίας, 4-7 Οκτωβρίου 2000, Αθήνα 9. Μπανταβάνης Γ, Χατζηϊωάννου Α, Κατσαρού Α, Δραΐνας Δ, Παπαϊωάννου Δ, Τσαμπάος Δ, Κουτσελίνης Α. «Τοξικολογική in vitro μελέτη του νέου συνθετικού ρετινοειδούς 3D-6723». Συνεδρία της ΕΔΑΕ, 9 Δεκεμβρίου 2000, Αθήνα

xvii ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η μελέτη της μορφογενέσεως ενός ιστού είναι εξαιρετικά σημαντική διότι συντελεί στην πληρέστερη κατανόηση της δομής και της λειτουργίας του κατά την εμβρυϊκή αλλά και την ενήλικη ζωή, συμβάλλει στην κατανόηση της παθογένειας πολλών συγγενών αλλά και επίκτητων νοσημάτων και σε ορισμένες μάλιστα περιπτώσεις προσφέρει τη δυνατότητα ανάπτυξης μεθόδων προγεννητικής διαγνώσεως. Η βελτίωση της τεχνολογικής υποδομής των νεογνικών μονάδων εντατικής θεραπείας και η εισαγωγή προηγμένων μεθόδων αναπνευστικής και μεταβολικής υποστήριξης, έχει ως αποτέλεσμα την επιβίωση ενός συνεχώς αυξανόμενου αριθμού νεογνών ηλικίας μικρότερης των 30 εβδομάδων. Τα νεογνά αυτά παρουσιάζουν κατά κανόνα σοβαρά δερματολογικά προβλήματα όπως ευθραυστότητα, εύκολους τραυματισμούς, τάση για συχνές δερματικές λοιμώξεις που συχνά οδηγούν σε σηψαιμία καθώς και σημαντική διαδερμική απώλεια υγρών και ηλεκτρολυτών. Η συστηματική μελέτη του εμβρυϊκού και νεογνικού δέρματος πέραν της σημασίας της για την πρόληψη και αντιμετώπιση των προαναφερθέντων προβλημάτων μπορεί να συμβάλλει και στην ανάπτυξη μεθόδων διαδερμικής οξυγονώσεως ή χορηγήσεως θρεπτικών συστατικών και φαρμάκων. Επιπλέον, η κατανόηση τών μηχανισμών ακόμα και απλών αλλά ιδιαίτερης κλινικής σημασίας φαινομένων όπως η ιδανική και πάντοτε χωρίς ουλή επούλωση του εμβρυϊκού δέρματος μπορεί να οδηγήσει σε αντίστοιχες κλινικές εφαρμογές. Αν και τα τελευταία δεκαπέντε χρόνια έγιναν σημαντικά βήματα προόδου, οι γνώσεις μας για τη μορφογένεση του ανθρώπινου δέρματος είναι σχετικά περιορισμένες, γεγονός, το οποίο επιβεβαιώνεται και από

xviii τον ελάχιστο αριθμό σελίδων που καταλαμβάνει το αντικείμενο αυτό στα κλασσικά συγγράμματα εμβρυολογίας. Η πρόοδος των τελευταίων ετών στους τομείς της βιολογίας και της βιοχημείας κατέστησε σαφές ότι οι υδατάνθρακες των κυτταροπλασματικών μεμβρανών δεν αποτελούν απλά ενεργειακά αποθέματα αλλά μόρια πολύ μεγάλης λειτουργικής σημασίας. Η μελέτη της υδατανθρακικής συστάσεως των κυτταροπλασματικών μεμβρανών επιτρέπει την εξαγωγή πολύτιμων συμπερασμάτων για τις βιολογικές διεργασίες στις οποίες οι υδατάνθρακες συμμετέχουν, όπως η κυτταρική αναγνώριση και προσκόλληση, η λειτουργία υποδοχέα, η λήψη εξωκυττάριων και η μεταγωγή ενδοκυττάριων μηνυμάτων, ο καθορισμός της αντιγονικότητας των μεμβρανικών πρωτεϊνών, η ανοσοδυναμική δράση και η συμμετοχή στην παθογένεια πολλών νοσημάτων. Το φαινόμενο της μεταβολής των μεμβρανικών υδατανθράκων κατά τη διάρκεια φυσιολογικών ή παθολογικών διεργασιών όπως η διαφοροποίηση και η κακοήθης εξαλλαγή, αντανακλά τη μεγάλη βιολογική τους σημασία. Οι λεκτίνες είναι πρωτεϊνικά ή γλυκοπρωτεϊνικά μόρια φυτικής ή ζωικής προελεύσεως, τα οποία συμμετέχουν σε πληθώρα βιολογικών διεργασιών και χαρακτηρίζονται από την ικανότητα εκλεκτικής και αναστρέψιμης συνδέσεως με υδατανθρακικές ομάδες της κυτταρικής επιφάνειας ή του εξωκυττάριου χώρου. Η απομόνωση και η μελέτη των ιδιοτήτων τους προσέφερε τη δυνατότητα ανάπτυξης αξιόπιστων εργαστηριακών μεθόδων - με τη χρησιμοποίηση ειδικά σεσημασμένων λεκτινών π.χ. με βιοτίνη - για τη μελέτη της γλυκοζυλίωσης των γλυκοπρωτεϊνών και των γλυκολιπιδίων της κυτταρικής επιφάνειας.

xix Η υδατανθρακική σύσταση των κυτταροπλασματικών μεμβρανών της ανθρώπινης εμβρυϊκής επιδερμίδας, οι μεταβολές της αναλόγως του εξελικτικού σταδίου και οι διαφορές της σε σχέση με την επιδερμίδα του ενηλίκου, είναι ελάχιστα μελετημένες. Δεδομένου ότι οι σχετικές δημοσιεύσεις στη διεθνή βιβλιογραφία είναι ελάχιστες και αφορούν περιορισμένο αριθμό υδατανθράκων ή/και στενό ηλικιακό φάσμα, στην παρούσα εργασία εκρίθηκε σκόπιμο να διεξαχθούν τα ακόλουθα: α) Μελέτη, σε μεγάλο δείγμα και ευρύ ηλικιακό φάσμα, της υδατανθρακικής συστάσεως των κυτταροπλασματικών μεμβρανών κατά τη μορφογένεση της ανθρώπινης επιδερμίδας, με τη χρήση των βιοτινυλιωμένων λεκτινών PNA, DBA, WGA, RCA, ConA και UEA. β) Αντιπαραβολή των ευρημάτων με τα αντίστοιχα της διεθνούς βιβλιογραφίας - στις περιπτώσεις που αυτά υπάρχουν - καθώς και σύγκρισή τους με εκείνα της υγιούς επιδερμίδας του ενηλίκου. γ) Διερεύνηση του ενδεχομένου μελλοντικής αξιοποιήσεως των ευρημάτων της μελέτης στα πλαίσια διαγνωστικών ή θεραπευτικών εφαρμογών. Η παρούσα εργασία αποτελείται από δύο μέρη, ένα γενικό και ένα ειδικό. Το γενικό μέρος περιλαμβάνει τρία κεφάλαια. Στο πρώτο συνοψίζονται τα βιβλιογραφικά δεδομένα για τη δομή, τη μορφογένεση και τη διαφοροποίηση της ανθρώπινης επιδερμίδας. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφεται συνοπτικά η δομή και η λειτουργική δραστηριότητα των κυτταροπλασματικών μεμβρανών και της κυτταρικής επιφάνειας, ενώ στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στις λεκτίνες με ιδιαίτερη έμφαση στο βιολογικό τους ρόλο και στις εφαρμογές τους στην ιατρική διαγνωστική και θεραπευτική. Στο ειδικό μέρος της μελέτης, μετά την περιγραφή του υλικού και των μεθόδων που χρησιμοποιήθηκαν, γίνεται αναλυτική παρουσίαση των

xx αποτελεσμάτων και ακολουθεί εκτενής συζήτηση, ανάλυση και αντιπαραβολή τους με τα αντίστοιχα δεδομένα της διεθνούς βιβλιογραφίας. Το ειδικό μέρος ολοκληρώνεται με την παρουσίαση περιλήψεων στα Ελληνικά και στα Αγγλικά και την παράθεση των πινάκων, των σχημάτων, των εικόνων και της βιβλιογραφίας. Στον Καθηγητή μου κ. Διονύσιο Τσαμπάο εκφράζω τη βαθύτατη ευγνωμοσύνη μου για την καθοδήγησή του κατά τη διάρκεια της παρούσης μελέτης, για την ανεκτίμητη διδασκαλία του και το πάθος που μου εμφύσησε για τη Δερματολογία, αλλά και για το συνεχές ενδιαφέρον και την πολύπλευρη βοήθειά του. Στην Αναπλ. Καθηγήτρια κ. Χρυσούλα Σκόπα και στην Επικ. Καθηγήτρια κ. Σοφία Γεωργίου, μέλη της Τριμελούς Συμβουλευτικής Επιτροπής, εκφράζω τις θερμές ευχαριστίες μου για την καθοδήγηση και τη συμπαράσταση που μου προσέφεραν κατά την εκπόνηση της παρούσης μελέτης. Τα μέλη της Επταμελούς Εξεταστικής Επιτροπής, Καθηγητή κ. Ιωάννη Βαράκη, Καθηγητή κ. Γεώργιο Νικηφορίδη, Καθηγητή κ. Στέφανο Μανταγό και Επίκ. Καθηγήτρια κ. Αλεξάνδρα Μοναστιρλή ευχαριστώ θερμά για τις πολύτιμες συμβουλές και παρατηρήσεις τους. Ιδιαιτέρως θα ήθελα να ευχαριστήσω την Επικ. Καθηγήτρια Δερματολογίας κ. Σοφία Γεωργίου και την Επικ. Καθηγήτρια Δερματολογίας κ. Αλεξάνδρα Μοναστιρλή για τις άοκνες προσπάθειες τους να με μυήσουν στις εργαστηριακές τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν κατά την εκπόνηση της διατριβής, αλλά και για τη πολύτιμη βοήθειά

xxi τους από την αρχή της ειδικεύσεώς μου στην Δερματολογία μέχρι και σήμερα. Για την σημαντικότατη βοήθειά της αισθάνομαι την ανάγκη να ευχαριστήσω θερμά την Λέκτορα Δερματολογίας του Πανεπιστημίου Πατρών κ. Ευσταθία Πασματζή, η οποία με πρωτοφανή ενθουσιασμό και συγκινητικό ενδιαφέρον συνέβαλε τα μέγιστα με την τεράστια εργαστηριακή της εμπειρία στην ολοκλήρωση της παρούσης μελέτης. Τις ευχαριστίες μου εκφράζω επίσης προς τον φίλο και συνάδελφο κ. Θεόφιλο Σάκκη, Επιμελητή Β της Δερματολογικής Κλινικής Πανεπιστημίου Πατρών, για τη συμπαράστασή του κατά την εκπόνηση της μελέτης μου και για την βοήθειά του στην επεξεργασία του φωτογραφικού υλικού. Ιδιαιτέρως ευχαριστώ τον Πρόεδρο του Διοικητικού Συμβουλίου του Θεραπευτηρίου «Ιασώ» κ. Γ. Σταματίου για την βοήθειά του στην συγκέντρωση του υλικού που χρησιμοποιήθηκε για την εκπόνηση της διατριβής. Τέλος, θεωρώ υποχρέωσή μου να ευχαριστήσω την κ. Μαρία Αντωνίου για την πολύτιμη βοήθειά της στην επεξεργασία των κειμένων της παρούσης μελέτης. Γεώργιος Μπανταβάνης

xxii

1 I. ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

2

3 1. ΕΜΒΡΥΪΚΗ ΕΠΙΔΕΡΜΙΔΑ 1.1 Επιδερμιδικές στιβάδες: δομή, μορφογένεση και διαφοροποίηση Η ανθρώπινη επιδερμίδα προέρχεται από το εξώδερμα με εξαίρεση τα μελανοκύτταρα που προέρχονται από την νευρική ακρολοφία, τα κύτταρα Langerhans που προέρχονται από τον μυελό των οστών και ενδεχομένως τα κύτταρα Merkel, η προέλευση των οποίων δεν έχει ακόμη εξακριβωθεί. Αν και η μορφογένεση της επιδερμίδας είναι μία συνεχής διεργασία, είναι δυνατόν να διακριθεί στις ακόλουθες περιόδους: Α. Πρώϊμη εμβρυϊκή περίοδος (έως την 8η εβδομάδα). Β. Όψιμη εμβρυϊκή περίοδος (από την 9η εβδομάδα και μετά). Η όψιμη εμβρυϊκή περίοδος διακρίνεται περαιτέρω στα εξής στάδια: B1.Στάδιο επιδερμιδικής στιβαδοποιήσεως (9η έως 14η εβδομάδα) Β2.Στάδιο θυλακικής κερατινοποιήσεως (14η έως 24η εβδομάδα) Β3.Στάδιο μεσοθυλακικής κερατινοποιήσεως (>24η εβδομάδα) (Σχήμα 1) Το εξώδερμα αρχικά αποτελείται από μία μονή σειρά κυβοειδών κυττάρων. Από την τέταρτη εβδομάδα της εμβρυϊκής ζωής αρχίζει ο σχηματισμός μίας νέας στιβάδας που καλύπτει το εξώδερμα και ονομάζεται περιδέρμιο. Με αυτό τον τρόπο η επιδερμίδα γίνεται δίστιβη και η εσωτερική στιβάδα ονομάζεται πλέον «βασική». Το περιδέρμιο είναι μονόστιβο και τα κύτταρα που το αποτελούν είναι, αρχικά τουλάχιστον, μορφολογικά όμοια με αυτά της βασικής στιβάδας. Είναι εμπύρηνα, παρουσιάζουν μιτωτική δραστηριότητα, περιέχουν ινίδια κερατίνης (αν και διαφορετικά από εκείνα της βασικής στιβάδας) και συνδέονται μεταξύ τους με δεσμοσώματα και στενές συνδέσεις (Morita

4 et al 2002), μεταξύ των οποίων υπάρχει ένας αριθμός ευμεγεθών κυττάρων. Στην επιφάνεια του περιδερμίου παρατηρούνται πολλαπλές μικρές προσεκβολές, που του προσδίδουν χαρακτηριστική όψη και αυξάνουν σημαντικά τη συνολική επιφάνεια του δέρματος. Με την πάροδο των εβδομάδων τα κύτταρα του περιδερμίου παρουσιάζουν σειρά μορφολογικών αλλαγών. Συγκεκριμένα οι πυρήνες τους γίνονται πυκνωτικοί ή/και μη διακριτοί, παρατηρείται απώλεια των οργανιδίων των κυττάρων και συσσώρευση στο κυτταρόπλασμα ολοένα και περισσότερο χαλαρά οργανωμένων διάμεσων ινιδίων. Η εξωτερική επιφάνεια των κυττάρων βαθμιαία αποπλατύνεται και καθίσταται επίπεδη λόγω υποστροφής των προσεκβολών ενώ παράλληλα σχηματίζεται και το πρωτεϊνικό περίβλημα γνωστό ως cornified cell envelope (CCE). Τα κύτταρα του περιδερμίου που αποπίπτουν, μαζί με το σμήγμα που παράγεται από τους σμηγματογόνους αδένες του δέρματος, τις εμβρυϊκές τρίχες και κύτταρα που προέρχονται από το άμνιο, σχηματίζουν την τυροειδική μεμβράνη (vernix caseosa). Πρόκειται για μία λευκή, τυρώδους υφής ουσία, η οποία καλύπτει το εμβρυϊκό δέρμα, παραμένει έως και την γέννηση και θεωρείται ότι το προστατεύει από την διαβρωτική δράση του αμνιακού υγρού (Youssef et al 2001). Παράλληλα, η τυροειδική μεμβράνη συμβάλλει στην ανοσολογική άμυνα του εμβρύου λόγω της παρουσίας σε αυτή λυσοζύμης και του αντιβακτηριδιακού πεπτιδίου LL-37 (Marchini et al 2002). Το περιδέρμιο καλύπτει την εμβρυϊκή επιδερμίδα μέχρι την περίοδο της μεσοθυλακικής κερατινοποιήσεως. Συνήθως έχει αποπέσει πλήρως περί την 21η εβδομάδα, υπάρχουν ωστόσο και παθολογικές περιπτώσεις κατά τις οποίες παραμένει μέχρι την γέννηση (collodion baby) και αποπίπτει βαθμιαία κατά τις πρώτες εβδομάδες της ζωής. Η προέλευση των κυττάρων του περιδερμίου παραμένει ασαφής. Σύμφωνα με την κλασσική άποψη αυτά προέρχονται από την μιτωτική

5 δραστηριότητα και διαφοροποίηση των κυττάρων της βασικής στιβάδας. Από άλλους ερευνητές όμως (Lane, 1986) πιθανολογείται η προέλευση τους από αμνιακά κύτταρα που μετανάστευσαν επάνω στην πρώιμη βασική στιβάδα. Η θεωρία αυτή βασίζεται αφ ενός μεν σε μορφολογικές ομοιότητες μεταξύ των κυττάρων του περιδερμίου και του αμνίου, αφ ετέρου δε σε ομοιότητες στην αντιγονική σύσταση της επιφανείας των κυττάρων αυτών. Ο λειτουργικός ρόλος του περιδερμίου δεν είναι πλήρως αποσαφηνισμένος. Η μορφολογία των κυττάρων του κατά το πρώτο τρίμηνο και στις αρχές του δευτέρου τριμήνου συνηγορεί υπέρ ενεργού απορροφητικής ή/και εκκριτικής λειτουργίας. Τα ευμεγέθη κύτταρα του περιδερμίου παρουσιάζουν την μέγιστη πυκνότητά τους περί την 16η εβδομάδα και είναι πλούσια σε αλκαλική φωσφατάση (πιθανολογείται ρόλος της στην απορρόφηση της γλυκόζης). Την ίδια χρονική στιγμή η επιδερμίδα παρουσιάζει την μέγιστη περιεκτικότητα σε γλυκογόνο. Θεωρείται συνεπώς ότι το περιδέρμιο παίζει σημαντικό ρόλο στην απορρόφηση γλυκόζης αλλά και άλλων ουσιών απαραίτητων για την θρέψη του εμβρύου όπως νερού και νατρίου, κατά τους πρώτους πέντε μήνες της εμβρυϊκής ζωής. Χαρακτηριστικό είναι ότι μετά την αποβολή του περιδερμίου η περιεκτικότητα της επιδερμίδας σε γλυκογόνο ελαττώνεται σημαντικά. Η ύπαρξη πολλαπλών κυτταροπλασματικών κυστιδίων στα κύτταρα του περιδερμίου μεταξύ 12ης και 16ης εβδομάδος, υποδηλώνει συμμετοχή του μορφώματος αυτού στην ανταλλαγή υγρών και ουσιών. Μία άλλη πιθανολογούμενη λειτουργία του περιδερμίου είναι η ρύθμιση της ωσμωτικότητας κατά το χρονικό διάστημα, το οποίο προηγείται της ενάρξεως της λειτουργίας των εμβρυϊκών νεφρών. Από την 16η εβδομάδα και μετά, λόγω των μορφολογικών αλλαγών των κυττάρων του περιδερμίου και του σχηματισμού του CCE, η εμβρυϊκή επιδερμίδα δρα πλέον ως φραγμός

6 μεταξύ του εμβρύου και του εξωτερικού περιβάλλοντος. Το γεγονός αυτό δεν είναι τυχαίο, δεδομένου ότι στο ίδιο περίπου χρονικό σημείο αρχίζει και η συσσώρευση των προϊόντων διούρησης του εμβρύου στο αμνιακό υγρό. Με τον τρόπο αυτό το περιδέρμιο διευκολύνει την κερατινοποίηση της υποκείμενης επιδερμίδας, εμποδίζοντας την αλληλεπίδραση της με το υδατικό περιβάλλον, το οποίο αναστέλλει τον σχηματισμό ενός λειτουργικά ακέραιου επιδερμιδικού φραγμού (Hanley et al, 1997). Τα κυριότερα μορφολογικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά του περιδερμίου συνοψίζονται στον Πίνακα 1. Από την 9η εβδομάδα αρχίζει ακριβώς κάτω από το περιδέρμιο ο σχηματισμός της ενδιάμεσης στιβάδας, ο οποίος έχει ολοκληρωθεί έως την 11η εβδομάδα. Στα κύτταρα της στιβάδας αυτής, η οποία προέρχεται από τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων της βασικής, τα ινίδια κερατίνης οργανώνονται σε καλώς σχηματισμένες δεσμίδες ενώ παρατηρείται αυξημένος αριθμός δεσμοσωμάτων. Ενώ στην ώριμη επιδερμίδα του ενηλίκου η μιτωτική δραστηριότητα περιορίζεται στην βασική στιβάδα, στο εμβρυϊκό δέρμα έχει διαπιστωθεί μιτωτική δραστηριότητα εκτός της βασικής και στην ενδιάμεση στιβάδα και στο περιδέρμιο. Στο τελευταίο κατά τους πρώτους μήνες της ενδομητρίου ζωής παρατηρείται σημαντικός αριθμός μιτώσεων, οι οποίες όμως βαθμιαία ελαττώνονται έτσι ώστε κατά το τέλος του πρώτου τριμήνου ποσοστό μικρότερο του 1% των κυττάρων του περιδερμίου να παρουσιάζει μιτωτική δραστηριότητα. Σε πειράματα που έγιναν σε καλλιέργειες κερατινοκυττάρων (Bickenbach et al, 1987) διαπιστώθηκε ότι ποσοστό 4% των κερατινοκυττάρων της πρώιμης εμβρυϊκής περιόδου (εντοπιζόμενα τόσο στην βασική στιβάδα όσο και υπερβασικά) και 2% των κερατινοκυττάρων της όψιμης εμβρυϊκής περιόδου (εντοπιζόμενα στην βασική στιβάδα) προσλάμβαναν ραδιενεργό θυμιδίνη και την διατηρούσαν επί μακρόν. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει ότι, όπως και στην

7 επιδερμίδα του ενηλίκου, δεν έχουν όλα τα κερατινοκύτταρα την ικανότητα πολλαπλασιασμού αλλά μόνο οι αρχέγονες μορφές. Tα κύτταρα που εγκαταλείπουν την βασική και εισέρχονται στην ενδιάμεση (ή αργότερα στην ακανθωτή) στιβάδα είναι μεταμιτωτικά κύτταρα προερχόμενα από την διαίρεση των αρχεγόνων. Η απομάκρυνση από την βασική στιβάδα συνεπάγεται την διακοπή της επαφής τους με στοιχεία της basal lamina όπως φιμπρονεκτίνη, λαμινίνη, κολλαγόνο Ι και IV λόγω απώλειας διαφόρων ιντεγκρινών, οι οποίες είναι υπεύθυνες για την προσκόλληση των κυττάρων σε μόρια του εξωκυττάριου χώρου. Την 21η εβδομάδα ταυτόχρονα με την απόπτωση του περιδερμίου, η ενδιάμεση στιβάδα έχει αρχίσει να αντικαθίσταται από τις τρεις τελικές στιβάδες που παραμένουν και μετά την γέννηση: την ακανθωτή στιβάδα στο εσωτερικό, την κοκκώδη στιβάδα στο μέσον και την κερατίνη στιβάδα περιφερικά. Συνεπώς, ήδη από τις αρχές του πέμπτου μήνα η επιδερμίδα έχει αποκτήσει την τελική πολύστιβη μορφολογία της. Η διεργασία αυτή αρχίζει από το κεφαλικό άκρο του εμβρύου και προχωρεί με κατεύθυνση προς το ουραίο. Η ακανθωτή στιβάδα της εμβρυϊκής επιδερμίδας αποτελείται από τέσσερις έως οκτώ στίχους πολυεδρικών κερατινοκυττάρων. Τα κύτταρα που βρίσκονται ακριβώς επάνω από την βασική στιβάδα έχουν πολυεδρικό σχήμα και στρογγυλό πυρήνα. Με την απομάκρυνσή τους από την βασική στιβάδα το σχήμα τους βαθμιαία αποπλατύνεται. Η «ακανθωτή» μορφολογία τους οφείλεται στην παρουσία πολυάριθμων δεσμοσωμάτων τα οποία μέσω της συνδέσεως με τα γειτονικά κερατινοκύτταρα που εξασφαλίζουν, συμβάλλουν αποφασιστικά στην μηχανική σταθερότητα της επιδερμίδας. Στα κύτταρα των ανώτερων σειρών της ακανθωτής στιβάδας παρατηρούνται εκκριτικά οργανίδια γνωστά ως κερατινοσώματα η παρουσία των οποίων είναι περισσότερο έντονη στο όριο με την κοκκώδη στιβάδα.

8 Η τελευταία δημιουργείται από κύτταρα της ενδιάμεσης, τα οποία συνθέτουν φιλαγγρίνη και σχηματίζουν κοκκία κερατοϋαλίνης. Αποτελείται από μία έως δύο σειρές κερατινοκυττάρων ατρακτοειδούς σχήματος, τα οποία φέρουν στο κυτταρόπλασμα τους δύο χαρακτηριστικά είδη οργανιδίων, τα κοκκία κερατοϋαλίνης και τα κερατινοσώματα. Βασικά δομικά συστατικά των κοκκίων κερατοϋαλίνης είναι η προφιλαγγρίνη και τα διάμεσα ινίδια κερατίνης. Εντός των κοκκίων κερατοϋαλίνης ανευρίσκεται επίσης λορικρίνη, μία πρωτεΐνη του CCE. Η προφιλαγγρίνη είναι μία υψηλού μοριακού βάρους πρωτεϊνη πλούσια σε ιστιδίνη, η οποία αποτελείται από πολλαπλά μονομερή φιλαγγρίνης και χαρακτηρίζεται από την ικανότητα αλληλεπίδρασης με διάμεσα ινίδια. Κατά την μετάβαση των κερατινοκυττάρων από την κοκκώδη στην κερατίνη στιβάδα η προφιλαγγρίνη μετατρέπεται σταδιακά υπό την επίδραση τριών τουλάχιστον πρωτεασών σε φιλαγγρίνη, η οποία συμβάλλει στην συσσώρευση των διάμεσων ινιδίων κερατίνης και στην ανάπτυξη δισουλφιδικών δεσμών μεταξύ τους. Τα κερατινοσώματα είναι εξειδικευμένα εκκριτικά οργανίδια τα οποία αποτελούνται από εναλλασσόμενα λεπτά και παχύτερα πετάλια. Περιέχουν γλυκολιπίδια, γλυκοπρωτεϊνες, φωσφολιπίδια, ελεύθερες στερόλες και ένζυμα όπως λιπάσες, πρωτεάσες, γλυκοσιδάσες και όξινες φωσφατάσες. Αν και όπως αναφέρθηκε εντοπίζονται και στα επιπολής κερατινοκύτταρα της ακανθωτής στιβάδας, η μεγαλύτερη τους πυκνότητα απαντάται στο όριο κοκκώδους και κερατίνης στιβάδας. Εκεί συσσωρεύονται σε ομάδες, ενσωματώνονται στην κυτταρική μεμβράνη των κυττάρων της κοκκώδους στιβάδας και απελευθερώνουν το περιεχόμενο τους στον μεσοκυττάριο χώρο, όπου οργανώνονται σε πετάλια αποτελούμενα κατά κύριο λόγο από ελεύθερα λιπαρά οξέα, χοληστερόλη και κεραμίδια, τα οποία συμβάλλουν αποφασιστικά στην

9 δημιουργία του υδρόφοβου φραγμού της κερατίνης στιβάδας (Madison 2003), (Σχήμα 2). Κατά την μετάβαση των κερατινοκυττάρων από την κοκκώδη στην κερατίνη στιβάδα χάνεται ο πυρήνας τους και το σύνολο των οργανιδίων τους με εξαίρεση τα ινίδια κερατίνης και την φιλαγγρίνη. Τα κύτταρα της κερατίνης στιβάδας είναι ευμεγέθη, πολυεδρικά και αποπλατυσμένα. Οι κερατίνες τους είναι υψηλού μοριακού βάρους ενώ η δομή τους σταθεροποιείται μέσω της αναπτύξεως διαμοριακών δισουλφιδικών δεσμών. Τα κερατινοκύτταρα αυτά διατηρούν μερικώς την μεταβολική τους δραστηριότητα διότι ένζυμα της κυτταροπλασματικής τους μεμβράνης αλληλεπιδρούν με τα λιπίδια του εξωκυττάριου χώρου μεταβάλλοντας περαιτέρω τη σύστασή τους. Τα εν τω βάθει κύτταρα της κερατίνης στιβάδας είναι παχύτερα και έχουν λεπτότερο CCE σε σχέση με τα περιφερικότερα, ενώ διατηρούν ακόμη συνδέσεις (κυρίως τροποποιημένα δεσμοσώματα) με τα γειτονικά τους κύτταρα. Αντίθετα τα κερατινοκύτταρα των περιφερικών στιβάδων στερούνται δεσμοσωμάτων, γεγονός που διευκολύνει την αποκόλληση τους ενώ έχουν ιδιαίτερα ενισχυμένο CCE. Το στάδιο της θυλακικής κερατινοποιήσεως αρχίζει περί την 14η εβδομάδα (κερατινοποίηση τριχικών θυλάκων και πόρων σμηγματογόνων αδένων). Τα πρώτα μορφολογικά σημεία της είναι ορατά από την 22η εβδομάδα της εμβρυϊκής ζωής, χρονική στιγμή, η οποία συμπίπτει, όπως αναφέρθηκε, με την απόπτωση του περιδερμίου στο αμνιακό υγρό. Το στάδιο της μεσοθυλακικής κερατινοποίήσεως οκληρώνεται μετά την 24η εβδομάδα. Ταυτόχρονα με την τελική διαφοροποίηση της επιδερμίδας, ωριμάζει λειτουργικά και ο φραγμός της κερατίνης στιβάδας, ο οποίος εκτός της προστασίας από εξωγενείς μηχανικές κακώσεις συμβάλλει αποφασιστικά στην θερμορρύθμιση, στην προστασία από λοιμώξεις και

10 στην ελάττωση της διαδερμικής απώλειας νερού. Σύμφωνα με πρόσφατη εργασία (Hardman et al, 1999) στην οποία χρησιμοποιήθηκαν προηγμένες τεχνικές προσδιορισμού της διαπερατότητας του δέρματος, διαπιστώθηκε ο σχηματισμός λειτουργικού φραγμού της κερατίνης στιβάδας μεταξύ 20ης- 21ης εβδομάδας στο δέρμα της κεφαλής και 23ης-24ης εβδομάδας στο δέρμα της κοιλίας. Ο ρόλος του φραγμού της επιδερμίδας είναι σαφής στην περίπτωση των προώρων νεογνών, τα οποία παρουσιάζουν ξηροδερμία, αφυδάτωση, διαταραχές θερμορυθμίσεως, συχνές λοιμώξεις κ.α. Έχει σημασία το γεγονός ότι η δημιουργία του φραγμού συμπίπτει χρονικά με το κατώτερο όριο βιωσιμότητας των νεογνών (20η -21η εβδομάδα κυήσεως). Ένα μείζον γεγονός κατά την τελική διαφοροποίηση της επιδερμίδας είναι ο σχηματισμός του CCE, μιας πρωτεϊνικής στιβάδας πάχους 15nm που επενδύει την έσω επιφάνεια της κυτταροπλασματικής μεμβράνης και δρα ως φραγμός έναντι βλαπτικών εξωγενών παραγόντων ενώ παράλληλα έχει και δομικό ρόλο συμβάλλοντας στην σταθεροποίηση της δομής της επιδερμίδας. Σχηματίζεται από την συσσώρευση και αλληλεπίδραση πρωτεϊνών όπως ινβολουκρίνη, SPRP (small proline-rich proteins), λορικρίνη, κερατολινίνη/κυστατίνη Α, SKALP/elafin. Οι πρωτεΐνες αυτές αποτελούν υπόστρωμα για τις επιδερμιδικές τρανσγλουταμινάσες 1,2 και 3 οι οποίες προκαλούν σταυροσύνδεση των πρωτεϊνών καταλύοντας τον σχηματισμό Νε-(γglutamyl) lysine δεσμών. Στην πρώτη φάση σχηματισμού του CCE, λόγω αυξημένης συγκεντρώσεως ενδοκυττάριου ασβεστίου η επιδερμιδική τρανσγλουταμινάση συνδέει μία μεμβρανική πρωτεΐνη με μία πρόδρομη πρωτεΐνη κυτοσολίου. Ακολούθως σχηματίζεται ένας σκελετός κατά κύριο λόγο από την ινβολουκρίνη στον οποίο ενσωματώνονται βαθμιαία λορικρίνη, SPRP και τα λοιπά δομικά συστατικά του CCE (Akiyama et al 1999).

11 Στο εμβρυϊκό δέρμα ο CCE σχηματίζεται όχι μόνο στην τελικώς διαφοροποιημένη επιδερμίδα (κοκκώδης και ακανθωτή στιβάδα) αλλά και στο περιδέρμιο. Ο σχηματισμός του CCE κατά την φάση της υποστροφής του περιδερμίου και κατά την κερατινοποίηση της επιδερμίδας είναι ταυτόσημος (Akiyama et al 1999). Αυτή η άποψη ενισχύεται από την πρόσφατη διαπίστωση εκφράσεως απαμινασών της πεπτιδυλοαργινίνης (που μετατρέπουν πρωτεϊνικά υπολλείματα αργινίνης σε κιτρουλίνη) στο περιδέρμιο (Tsuji et al 2003). Oι κύριες δομικές πρωτεΐνες του CCE καθώς και οι απαραίτητες τρανσγλουταμινάσες είναι παρούσες στο εμβρυϊκό δέρμα τουλάχιστον από την αρχή του δευτέρου τριμήνου της ενδομητρίου ζωής: η ινβολουκρίνη από την 14η εβδομάδα στο περιδέρμιο και στην ενδιάμεση στιβάδα και η λορικρίνη και η SPRP-1 από την 16η εβδομάδα (Seung- Chul Lee et al 1999), ενώ υπάρχουν συγγραφείς που αναφέρουν ακόμη πρωϊμότερη έκφραση (μεταξύ 7ης και 9ης εβδομάδας, Holbrook et al 1991). Από ορισμένους ερευνητές υποστηρίζεται η συμμετοχή της φιλαγγρίνης και της τριχοϋαλίνης (απούσες από τον CCE του ενηλίκου) στον σχηματισμό του εμβρυϊκού CCE. Οι πρωτεΐνες αυτές εκφράζονται στην εμβρυϊκή επιδερμίδα μετά την 24η εβδομάδα. Επομένως, ένας ανώριμος CCE σχηματίζεται νωρίς το δεύτερο τρίμηνο, ενώ ο ώριμος CCE σχηματίζεται στο τέλος του δεύτερου τριμήνου ή στις αρχές του τρίτου τριμήνου, μετά την έκφραση της φιλαγγρίνης και της τριχοϋαλίνης (Seung-Chul Lee et al 1999). Η επιδερμίδα μέσω καταδύσεων της βασικής στιβάδας στο χόριο από την 12η ήδη εβδομάδα, δίδει γένεση στους τριχοσμηγματογόνους θυλάκους και στους εκκρινείς και αποκρινείς ιδρωτοποιούς αδένες. Κατά την 12η εβδομάδα και ενώ η επιδερμίδα βρίσκεται στο στάδιο της μεταπτώσεως από δίστιβη σε τρίστιβη, υπό την επίδραση ερεθισμάτων προερχομένων από το χόριο (1ο μεσεγχυματικό σήμα) παρουσιάζει

12 παχύνσεις που προβάλλουν προς την πλευρά του χορίου. Διακυττάρια σήματα προερχόμενα από αυτές τις επιθηλιακές παχύνσεις προκαλούν τη συσσώρευση υποκείμενων μεσεγχυματικών κυττάρων, τα οποία μέσω ενός 2ου μεσεγχυματικού σήματος επάγουν τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων των παχύνσεων και την κατάδυσή τους εντός του χορίου. Οι επιθηλιακές αυτές καταδύσεις σχηματίζουν ένα βολβώδες περιφερικό τμήμα, το οποίο περιβάλλει τα υποκείμενα μεσεγχυματικά κύτταρα που πολλαπλασιάζονται περαιτέρω και σχηματίζουν την θηλή του τριχικού θυλάκου. Στην βάση του βολβού σχηματίζεται μία βλαστική στιβάδα πολλαπλασιαζόμενων εξωδερματικών κυττάρων της μητρικής στιβάδας από την διαφοροποίηση των οποίων σχηματίζεται ο έσω επιθηλιακός κολεός και το στέλεχος της τριχός (Millar 2002). Οι διεργασίες αυτές παρουσιάζονται σχηματικά στο Σχήμα 3, όπου αναφέρονται και τα πιθανά μόρια-αγγελιοφόριοι των προαναφερθέντων διακυττάριων μηνυμάτων. Ο σμηγματογόνος θύλακος σχηματίζεται από μία πλάγια προσεκβολή του αναπτυσσομένου τριχικού θυλάκου, περίπου τέσσερις εβδομάδες μετά την εμφάνιση της καταβολής του. Οι πρώτοι τριχοσμηγματογόνοι θύλακοι εντοπίζονται στα φρύδια, στο άνω χείλος, στις βλεφαρίδες και στις παρειές. Ο σχηματισμός του συνόλου σχεδόν των τριχοσμηγματογόνων θυλάκων ολοκληρώνεται έως τον 5ο μήνα της ενδομητρίου ζωής. Οι αποκρινείς ιδρωτοποιοί αδένες αρχικά εντοπίζονται σε όλη την έκταση του δέρματος, αλλά κατά το τρίτο τρίμηνο της κυήσεως υποστρέφουν και τελικά παραμένουν σε συγκεκριμένες περιοχές όπως μασχάλες, εφηβαίο, βάλανος, όσχεο, μείζονα χείλη του αιδοίου. Η μορφογένεση των εκκρινών ιδρωτοποιών αδένων αρχίζει μεταξύ 14ης και 16ης εβδομάδος (Li et al 2002). Κατά την 20η εβδομάδα εμφανίζονται ως καταδύσεις της επιδερμίδος, οι οποίες επεκτείνονται εντός του χορίου σχηματίζοντας εσπειραμένους, μη διακλαδιζόμενους

13 αδένες. Τα κεντρικά κύτταρα των πρόδρομων αυτών σχηματισμών υποστρέφουν ώστε να σχηματισθεί ο αυλός του αδένα ενώ τα κύτταρα του περιφερικού τμήματος διαφοροποιούνται σε μία έσω στιβάδα εκκριτικών κυττάρων και σε μία έξω στιβάδα μυοεπιθηλιακών κυττάρων. Ο σχηματισμός τους παρακτικά έχει ολοκληρωθεί έως την 24η εβδομάδα (Li et al 2002). Επιπλέον, ο πολλαπλασιασμός των κυττάρων της βασικής στιβάδας έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό επιδερμιδικών καταδύσεων στο υποκείμενο χόριο (επιδερμιδικές ακρολοφίες), οι οποίες δημιουργούν στο δέρμα των παλαμών και των πελμάτων πτυχές και επάρματα που είναι γνωστά με τον όρο δερματογλυφικά. Του σχηματισμού των επιδερμιδικών ακρολοφιών, ο οποίος συντελείται μεταξύ 11ης και 17ης εβδομάδας, προηγείται η εμφάνιση των παλαμιαίων και πελματιαίων επαρμάτων. Αυτά εμφανίζονται μεταξύ 6ης και 7ης εβδομάδας στις παλάμες και μεταξύ 7ης και 8ης στα δάκτυλα των χεριών, ενώ υποστρέφουν έως την 11η εβδομάδα (στα πέλματα συμβαίνουν ανάλογες διεργασίες με καθυστέρηση μίας εβδομάδας). Πρόκειται για παροδικά επάρματα του δέρματος στις παλάμες και στα πέλματα, η μορφολογία των οποίων καθορίζει σε ένα βαθμό την μορφολογία των επιδερμιδικών ακρολοφιών και των δερματογλυφικών που θα εμφανισθούν στην αντίστοιχη θέση. Tα δερματογλυφικά είναι ορατά μακροσκοπικά από τον 5ο μήνα της εμβρυϊκής ζωής. Καθώς το πρότυπο σχηματισμού τους είναι γενετικά καθοριζόμενο έχουν χαρακτηριστική μορφολογία σε διάφορες γενετικές παθήσεις και σημαντική διαγνωστική σημασία.

14 1.2 Ρύθμιση μιτωτικής δραστηριότητας και διαφοροποιήσεως Το κατά πόσο ένα κύτταρο της βασικής στιβάδας της επιδερμίδας θα παραμείνει στην δεξαμενή των πολλαπλασιαζόμενων κυττάρων ή θα ανέλθει στην ακανθωτή στιβάδα και θα εισέλθει στην διαδικασία της τελικής διαφοροποιήσεως, καθορίζεται από ένα μεγάλο αριθμό ρυθμιστικών παραγόντων. Οι παράγοντες αυτοί δρουν κατά τέτοιο τρόπο ώστε να εξασφαλίζεται μία συνεχής ισορροπία μεταξύ μιτωτικής δραστηριότητας και διαφοροποιήσεως των επιδερμιδικών κυττάρων, απαραίτητης για τη διατήρηση της δομής και της λειτουργικότητας του δέρματος. Τυχόν διαταραχή αυτών των μηχανισμών οδηγεί σε παθολογικές καταστάσεις όπως π.χ. οι διάφορες μορφές ιχθυάσεως και η ψωρίαση. Η ρύθμιση της μιτωτικής δραστηριότητας και της διαφοροποιήσεως της επιδερμίδας είναι μία εξαιρετικά περίπλοκη διεργασία. Εκτός της αυτοκρινούς ρυθμιστικής δράσεως που ασκούν τα ίδια τα κερατινοκύτταρα στον εαυτό τους μέσω της παραγωγής διαφόρων μεσολαβητών, καθοριστικής σημασίας είναι και η πολυσύνθετη αλληλεπίδραση επιδερμίδας και χορίου αλλά και η ενδοκρινική δράση που ασκείται επί της πρώτης από απομακρυσμένα όργανα και ιστούς. Δυστυχώς, οι περίπλοκοι αυτοί ρυθμιστικοί μηχανισμοί του φυσιολογικού ανθρώπινου δέρματος είναι εν μέρει μόνο κατανοητοί. Είναι βεβαίως γνωστός σημαντικός αριθμός διεγερτών και αναστολέων τόσο της μιτωτικής δραστηριότητας όσο και της διαφοροποιήσεως, ωστόσο οι γνώσεις μας σχετικά με τη δράση των παραγόντων αυτών σε γονιδιακό και μοριακό επίπεδο είναι περιορισμένες. Ακόμη λιγότερο μελετημένες είναι οι ιδιαιτερότητες που παρουσιάζουν οι προαναφερθέντες ρυθμιστικοί μηχανισμοί στην ανθρώπινη εμβρυϊκή επιδερμίδα.

15 1.2.1 Ρύθμιση της μιτωτικής δραστηριότητας Oι κυριότεροι παράγοντες που διεγείρουν την μιτωτική δραστηριότητα των επιδερμιδικών κυττάρων είναι οι εξής (Πίνακας 2) : Οι αυξητικοί παράγοντες της οικογένειας του EGF (Epidermal Growth Factor) Η οικογένεια αυτή περιλαμβάνει τον EGF, τον TGFa (Transforming Growth Factor a) και την αμφιρεγκουλίνη. O EGF είναι μία πρωτεΐνη αποτελούμενη από 53 αμινοξέα και περιέχει τρεις χαρακτηριστικούς δισουλφιδικούς δεσμούς. Τόσο ο TGFa (50 αμινοξέα) όσο και η αμφιρεγκουλίνη παρουσιάζουν δομική ομολογία με τον EGF της τάξης του 35-40%, ενώ αξιοσημείωτο είναι πως και μόρια του εξωκυττάριου χώρου παρουσιάζουν EGF-like περιοχές οι οποίες πιστεύεται πως αποτελούν σήματα για κυτταρικό πολλαπλασιασμό. Η δράση και των τριών μορίων ασκείται κατά κύριο λόγο μέσω της σύνδεσης τους με τον ίδιο υποδοχέα, τον EGF-R (Epidermal Growth Factor Receptor, 170.000 Da), μέσω του οποίου διαμεσολαβείται και ποσοστό 90% του αυτοκρινούς πολλαπλασιασμού των κερατινοκυττάρων. H σύνδεση με τον EGF-R ενεργοποιεί την κινάση της τυροσίνης με αποτέλεσμα την φωσφορυλίωση του υποδοχέα (Schlessinger 1987) καθώς και υποστρωμάτων όπως οι φωσφολιπάσες C-II και Α 2, η πρωτεϊνική κινάση F A κ.α. Η φωσφολιπάση C-II διεγείρει την μετάδοση ενδοκυττάριων μηνυμάτων μέσω της οδού της τριφωσφορικής ινοσιτόλης και ενεργοποιεί την πρωτεϊνική κινάση C. Το τελικό αποτέλεσμα των φωσφορυλιώσεων αυτών είναι μία σειρά κυτταρικών μεταβολών όπως αυξημένη δραστηριότητα της μεμβρανικής αντλίας Να + /Η +, αύξηση του ενδοκυττάριου Ca ++, αύξηση της διαπερατότητας της μεμβράνης για αμινοξέα και γλυκόζη και τελικά αυξημένη σύνθεση DNA και κυτταρική διαίρεση. Η μιτογόνος

16 δράση προϋποθέτει παρατεταμένη δέσμευση του υποδοχέα (>8 ωρών) (Carpenter 1987). Αν και η βασική δράση του EGF είναι η διέγερση του κυτταρικού πολλαπλασιασμού των επιδερμιδικών κυττάρων, πιθανολογείται και επίδρασή του στην κυτταρική διαφοροποίηση που διαμεσολαβείται μέσω του camp (Ran et al, 1986). Η αμφιρεγκουλίνη διεγείρει επίσης τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων της επιδερμίδας μέσω της αλληλεπιδράσεώς της με γλυκοζαμινογλυκάνες καθώς και άλλους αυξητικούς παράγοντες όπως οι EGF και TGFa. O TGFa, ο οποίος παράγεται από τα κερατινοκύτταρα, παρουσιάζει παρόμοια δράση με εκείνη του EGF. Τα στοιχεία για τον ρόλο των EGF, TGFa και αμφιρεγκουλίνης κατά την εμβρυϊκή ζωή είναι περιορισμένα. Σε έμβρυα πειραματοζώων ο EGF έχει ποικιλία δράσεων όπως συμβολή στους μηχανισμούς αναπτύξεως των δοντιών, των πνευμόνων, της υπερώας, του πεπτικού συστήατος, των επινεφριδίων και του θυρεοειδούς αδένα (Fisher et al 1990). Πρόσφατες μελέτες διαπιστώνουν την έκφραση του EGF στους αναπτυσσόμενους ιδρωτοποιούς αδένες από την 14 η εβδομάδα και τον σημαντικό του ρόλο στην μορφογένεσή τους (Li et al 2002). Ο TGFa επίσης εκφράζεται νωρίς κατά την εμβρυϊκή ζωή. Η αμφιρεγκουλίνη κατά την πρώιμη εμβρυϊκή περίοδο εκφράζεται στο περιδέρμιο και τα κύτταρα της βασικής στιβάδας, ενώ όψιμη εμβρυϊκή περίοδο η έκφρασή της στο περιδέρμιο ελαττώνεται και αυξάνεται στην ακανθωτή στιβάδα. Επιπλέον, είναι θετική στα μεσεγχυματικά κύτταρα του χορίου και στους τριχικούς θυλάκους, στην ανάπτυξη των οποίων θεωρείται ότι παίζει σημαντικό ρόλο. Ο EGF-R ανιχνεύεται σταθερά στο εμβρυϊκό δέρμα από την 42 η ημέρα της ενδομητρίου ζωής (Nanney et al, 1990) σε όλες τις στιβάδες των κερατινοκυττάρων και με μικρότερη ένταση σε κύτταρα μεσεγχυματικής προελεύσεως όπως ινοβλάστες, ενδοθηλιακά και μυϊκά κύτταρα. Οι Zambruno και συν. (1990) όμως διεπίστωσαν βαθμιαία

17 ελάττωση της εκφράσεως του υποδοχέα μετά την έναρξη της κερατινοποιήσεως, κατά τα πρότυπα του ενηλίκου (Zambruno et al 1990). Σημειώνεται πως στον ενήλικα ο EGF-R εκφράζεται στην βασική στιβάδα και πολύ ασθενέστερα στην ακανθωτή. Στο ανθρώπινο εμβρυϊκό δέρμα καλύτερα μελετημένος είναι ο bfgf, ένα ισχυρό μιτογόνο και αγγειογενετικό πεπτίδιο, το mrna του οποίου ανιχνεύεται κυρίως στον μεσοκυττάριο χώρο του χορίου και σε μικρότερο βαθμό στην βασική μεμβράνη. Το mrna του FGFR 1 (ενός από τους 4 υποδοχείς των FGFs και βασικού υποδοχέα του bfgf), ανιχνεύεται κυρίως στα κύτταρα της βασικής στιβάδας, σχετιζόμενο ιδιαίτερα με τους αναπτυσσόμενους τριχικούς θυλάκους. Ανοσοϊστοχημικά τόσο ο bfgf όσο και ο FGFR 1 ανιχνεύονται επιπλέον και στις εξωτερικές στιβάδες της επιδερμίδας (Gonzalez et al, 1996). Τα παραπάνω υποδηλώνουν παρακρινική δράση του μεσεγχυματικής προελεύσεως bfgf επί του αναπτυσσόμενου επιθηλίου. Παράλληλα, ο bfgf ανιχνεύεται και στην εμβρυϊκή κυκλοφορία (πλακουντιακή ή ενδοθηλιακή προέλευση) δρώντας έτσι και με ενδοκρινικό μηχανισμό. Ο KGF (Keratinocyte Growth Factor ή FGF-7) Ο KGF είναι μέλος της FGF οικογένειας αυξητικών παραγόντων. Αποτελεί ισχυρό μιτογόνο παράγοντα για τα κερατινοκύτταρα και άλλα επιθηλιακά κύτταρα. Στο φυσιολογικό δέρμα του ενηλίκου το mrna του KGF ανιχνεύεται μόνο στο χόριο, ενώ οι αντίστοιχοι υποδοχείς στην επιδερμίδα. H Ινσουλίνη και οι Insulin-like Growth Factors I,II Οι Ιντερλευκίνη-1 και η Ιντερλευκίνη-6 Η Ιντερλευκίνη-1 είναι μιτογόνος για τα κερατινοκύτταρα και τους ινοβλάστες, προκαλεί αύξηση της παραγωγής κολλαγόνου, διέγερση της λειτουργίας των Β λεμφοκυττάρων και της παραγωγής

18 ιντερλευκίνης-2 και 6, η οποία έχει επίσης διεγερτική επίδραση στον πολλαπλα-σιασμό των κερατινοκυττάρων. Το c-gmp, το οποίο αποτελεί ενδοκυττάριο δεύτερο μήνυμα πού διεγείρει τη διαίρεση των επιδερμιδικών κυττάρων. Τα ανδρογόνα Προϊόντα του μεταβολισμού του αραχιδονικού οξέος όπως λευκοτριένια και ΗΕΤΕ (12-υδροξυ-εικοσιτετρανοϊκό οξύ). Πολυαμίνες όπως οι σπερμίνη, σπερμιδίνη, πουτρεσκεΐνη. Η ΒΜΡ-2 (Bone Morphogenetic Protein-2) Εκτός της βασικής της δράσεως, η οποία συνίσταται στην διέγερση της αναπτύξεως των οστεοβλαστών και των ινοβλαστών, η ΒΜΡ-2 προκαλεί αύξηση του κυτταρικού πολλαπλασιασμού και πάχυνση της επιδερμίδας και του χορίου. Στο εμβρυϊκό δέρμα η ΒΜΡ-2 εκφράζεται στην βασική στιβάδα και στον έξω επιθηλιακό κολεό του τριχικού θυλάκου (Piepkorn et al, 1995). Πιθανολογείται και συμμετοχή της στο φαινόμενο της χωρίς ουλή επουλώσεως του εμβρυϊκού δέρματος (Hwang et al 2001). Η βιταμίνη Α και το ρετινοϊκό οξύ (σε συγκεντρώσεις < 10-6 M in vitro) Η βιταμίνη Α και τα παράγωγα της (ρετινοειδή) είναι γνωστοί πλειότροποι ρυθμιστές του πολλαπλασιασμού και της διαφοροποιήσεως των επιδερμιδικών κυττάρων. In vitro το ρετινοϊκό οξύ σε συγκέντρωση μικρότερη του 10-6 Μ αυξάνει τον πολλαπλασιασμό των κερατινοκυττάρων σε καλλιέργειες.

19 Oι κυριότεροι παράγοντες που αναστέλλουν την μιτωτική δραστηριότητα των επιδερμιδικών κυττάρων είναι οι εξής (Πίνακας 3) : TGFb (Transforming Growth Factor-b) Τόσο ο TGFb1 όσο και ο TGFb2 καταστέλλουν την σύνθεση του DNA και τη μιτωτική δραστηριότητα των κερατινοκυττάρων και προάγουν την διαφοροποίηση, μέσω της φωσφορυλιώσεως και ενεργοποιήσεως των Smad πρωτεϊνών (Ito et al 2001). Άλλοι παράγοντες που προάγουν την διαφοροποίηση όπως οι εστέρες φορβόλης και το ασβέστιο, ενεργοποιούν τον TGFb αναστέλλοντας με αυτόν τον τρόπο τον πολλαπλασιασμό των επιδερμιδικών κυττάρων. TNF (Tumor Necrosis Factor) Ο ΤΝF έχει ανασταλτική δράση στον πολλαπλασιασμό των επιδερμιδικών κυττάρων, ενώ αντίθετα διεγείρει τον πολλαπλασιασμό των ινοβλαστών. To c-amp, το οποίο αποτελεί ενδοκυττάριο δεύτερο μήνυμα πού αναστέλλει τη διαίρεση των επιδερμιδικών κυττάρων. Τα γλυκοκορτικοειδή, τα οποία αναστέλλουν την μιτωτική δραστη-ριότητα και προάγουν τη διαφοροποίηση. Η αδρεναλίνη. Η μιτωτική δραστηριότητα των επιδερμιδικών κυττάρων ακολουθεί έναν κιρκάδιο ρυθμό σχετιζόμενη ανάστροφα με τα επίπεδα της αδρεναλίνης του αίματος. Oι προσταγλανδίνες D και Ε, οι οποίες δρουν αυξάνοντας τα επίπεδα του ενδοκυττάριου camp. Οι χαλόνες Οι χαλόνες είναι πολυπεπτίδια που δρουν επί του ιστού από τον οποίο παράγονται. Η επιδερμιδική χαλόνη παράγεται από τα κερατινοκύτταρα

20 των υπερβασικών στιβάδων και δρα επί των κυττάρων της βασι-κής στιβάδος αναστέλλοντας τον πολλαπλασιασμό τους. Η δράση της αυτή πιστεύεται πως διαμεσολαβείται από την αδρεναλίνη και το c-amp. Oι ιντερφερόνη-α και η ιντερφερόνη-γ Το ρετινοϊκό οξύ (σε συγκεντρώσεις >10-6 Μ in vitro). 1.2.2 Ρύθμιση της διαφοροποιήσεως Οι ρυθμιστικοί μηχανισμοί της διαφοροποιήσεως της εμβρυϊκής επιδερμίδας είναι εξαιρετικά περίπλοκοι και εν μέρει μόνο κατανοητοί. Καθοριστικό ρόλο στην ρύθμιση της διαφοροποιήσεως, στην διατήρηση της δομής της επιδερμίδας καθώς και στον σχηματισμό των εξαρτημάτων έχει η αλληλεπίδραση επιδερμίδας και χορίου μέσω κυτταροκινών, αυξητικών παραγόντων, νευροπεπτιδίων και άλλων μεσολαβητών που παράγουν οι ινοβλάστες και τα κερατινοκύτταρα και συνδέσεως των κυττάρων της βασικής στιβάδας με μόρια του εξωκυττάριου χώρου. Ο αποχωρισμός των επιδερμιδικών κυττάρων της βασικής στιβάδας από την βασική μεμβράνη απαραίτητη για την είσοδο σε ανώτερες στιβάδες και την διαφοροποίηση τους, χαρακτηρίζεται από την απώλεια της ικανότητας προσκολλήσεως στο κολλαγόνο τύπου Ι και ΙV, στην λαμινίνη και στην φιμπρονεκτίνη, η οποία αποδίδεται σε αλλαγές στην έκφραση μορίων προσκόλλησης και συγκεκριμένα στην απώλεια β 1 ιντεγκρινών όπως οι α 2 β 1, α 3 β 1, α 5 β 1 από την επιφάνεια των κυττάρων της βασικής στιβάδας. Οι αλλαγές αυτές και η συνακόλουθη μεταβολή στην προσκολλητικότητα των κυττάρων της βασικής στιβάδας στα στοιχεία του εξωκυττάριου χώρου θεωρούνται ως ερέθισμα για την προαγωγή της διεργασίας διαφοροποιήσεως (Hertle et al 1991, Bagutti et al 1996). Στην εμβρυϊκή επιδερμίδα οι ιντεγκρίνες εντοπίζονται κατά κύριο λόγο στην βασική

21 στιβάδα και στην περιοχή του δερμοεπιδερμιδικού ορίου. Οι α 3 και β 1 υπομονάδες παρουσιάζουν σταθερή έκφραση καθόλη την εμβρυϊκή ζωή, η α 1 εκφράζεται έντονα έως την 15 η εβδομάδα και οι α 2, α 5, α ν εκφράζονται μετά την 15 η εβδομάδα με ιδιαίτερη έμφαση στους ιδρωτοποιούς αδένες. Οι α 6 και β 4 προ της στιβαδοποιήσεως της επιδερμίδας (15 η εβδομάδα) παρουσιάζουν περικυτταρική εντόπιση ενώ μετά την 15 η εβδομάδα εντοπίζονται μόνο στην πλευρά του κυττάρου που έρχεται σε επαφή με την βασική μεμβράνη (Hertle et al 1991). Άλλοι παράγοντες που ασκούν ρυθμιστικό ρόλο στην διαφοροποίηση της επιδερμίδας είναι οι ακόλουθοι: Ο TGFb (Transforming Growth Factor b), ο οποίος προάγει την διαφοροποίηση και αναστέλλει τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό. Το ασβέστιο και οι εστέρες φορβόλης, γνωστοί προαγωγείς της διαφοροποιήσεως. Οι θυρεοειδικές ορμόνες, τα κορτικοειδή και τα οιστρογόνα. Οι παράγοντες αυτοί προάγουν την διαφοροποίηση, διεγείροντας το σχηματισμό προφιλαγγρίνης, φιλαγγρίνης και λορικρίνης (δομικών συστατικών του CCE). Η νεανική ορμόνη ΙΙΙ και η κλοφιβράτη, οι οποίες επιταχύνουν την διαφοροποίηση ενεργοποιώντας πυρηνικούς ορμονικούς υποδοχείς. Η διϋδροτεστοστερόνη, που αναστέλλει τη διαφοροποίηση επιβραδύνοντας το σχηματισμό προφιλαγγρίνης, φιλαγγρίνης και λορικρίνης. Οι Heat Shock Proteins (HSP) και κυρίως η HSP-27, η οποία αναστέλλει τον πολυμερισμό της ακτίνης και συμμετέχει στην μετάδοση ενδοκυττάριων μηνυμάτων και στην ρύθμιση της

22 κυτταρικής αναπτύξεως, διαφοροποιήσεως και καρκινογένεσης, με άγνωστους ακόμη μηχανισμούς. Στην εμβρυϊκή επιδερμίδα αρχίζει να εκφράζεται από την 14η εβδομάδα στο περιδέρμιο και στις ανώτερες επιδερμιδικές στιβάδες. Η έκφραση είναι εντονότερη όσο τα κερατινοκύτταρα απομακρύνονται από τη βασική στιβάδα στην οποία η HSP-27 είναι αρνητική ή σποραδικά θετική. Πρόσφατη μελέτη σε δέρμα ενηλίκου έδειξε συνέκφραση της HSP-27 με λορικρίνη και φιλαγγρίνη κάτω από την κερατίνη στιβάδα (Jonak et al 2002). Με βάση τα παραπάνω η HSP-27 θεωρείται δείκτης διαφοροποιήσεως της επιδερμίδας (Jantschitsch et al 1998). Η βιταμίνη Α και το ρετινοϊκό οξύ, που αποτελούν σημαντικούς ρυθμιστές της διαφοροποιήσεως και της μιτωτικής δραστηριότητας των επιθηλιακών κυττάρων. H αυξητική ορμόνη (GH). Στην επιδερμίδα και το χόριο του εμβρύου ανιχνεύονται υποδοχείς της αυξητικής ορμόνης από την 15η εβδομάδα η ενεργοποίηση των οποίων ίσως παίζει ρυθμιστικό ρόλο στην διαφο-ροποίηση και στην μιτωτική δραστηριότητα της εμβρυϊκής επιδερμί-δας (Werther et al 1993). Ένας σημαντικός αριθμός από τους προαναφερθέντες παράγοντες που διεγείρουν ή καταστέλλουν την μιτωτική δραστηριότητα και την διαφοροποίηση των επιδερμιδικών κυττάρων, δρουν τροποποιώντας την έκφραση διαφόρων ρυθμιστικών γονιδίων. Μία γονιδιακή οικογένεια που έχει μελετηθεί τα τελευταία χρόνια στο δέρμα τόσο του ενηλίκου όσο και του εμβρύου είναι τα homeobox γονίδια που θεωρείται ότι παίζουν σημαντικό ρυθμιστικό ρόλο στην μορφογένεση της επιδερμίδας, του χορίου και των εξαρτημάτων (Awgu-lewitsch 2003), καθώς παρέχουν το ερέθισμα για τον πολλαπλασιασμό των αρχέγονων κυττάρων. Oι

23 πρωτεΐνες που κωδικοποιούνται από αυτά τα γονίδια πιστεύεται ότι έχουν ρυθμιστική δράση σε διεργασίες όπως η επιμήκυνση των μελών, η οργανογένεση, ο πολλαπλασιασμός και η δια-φοροποίηση των αρχέγονων κυττάρων του μυελού των οστών κ.α. (Ko-muves et al 2000) και η χωρίς ουλή επούλωση των τραυμάτων, η οποία χαρακτηρίζει το εμβρυϊκό δέρμα (Chuong 2003, Dang et al 2003, Bullard et al 2003). Τα homeobox γονίδια διακρίνονται σε δύο οικογένειες: τα HOX και τα non-hox. Τα non-ηοχ γονίδια MSX-1 και MSX-2 στους ενηλίκους εκφράζονται μόνο στα εξαρτήματα ενώ στο εμβρυϊκό δέρμα εκφράζονται επιπλέον στην επιδερμίδα και στους ινοβλάστες. Το non- HOX γονίδιο ΜΟΧ-1 εκφράζεται αποκλειστικά στο εμβρυϊκό δέρμα (Stelnicki et al 1997). Τα γονίδια ΗΟΧ-Α4, ΗΟΧ-Α5 και ΗΟΧ-Α7 εκφράζονται στην βασική στιβάδα της εμβρυϊκής επιδερμίδας κατά την 10 η εβδομάδα και διάσπαρτα σε επιδερμίδα και χόριο κατά την 17 η εβδομάδα της ενδομητρίου ζωής. Στο εμβρυϊκό δέρμα εκφράζονται επίσης τα HOX-C4, HOX-B7 και ΗΟΧ-Β4 γονίδια. Κανένα ΗΟΧ γονίδιο δεν εκφράζεται στο χόριο του ενηλίκου (Stelnicki et al 1998). Τα ΗΟΧ- Prx-2 και HOX-B13, τα οποία συμβάλλουν στην χωρίς ουλή επούλωση των τραυμάτων του εμβρυϊκού δέρματος, υπερεκφράζονται στους εμβρυϊκούς ινοβλάστες και -σε αντίθεση με το δέρμα των ενηλίκωνεπάγονται κατά τη διεργασία της επουλώσεως (Chuong 2003). 1.2.3 Σχέση διαφοροποιήσεως και αποπτώσεως Η απόπτωση αποτελεί μείζονα εξελικτική διεργασία σχετιζόμενη με την μορφογένεση του δέρματος, αν και κάτι τέτοιο δεν έχει τονιστεί ιδιαίτερα έως σήμερα. Το φαινόμενο της αποπτώσεως και η τελική διαφοροποίηση των κερατινοκυττάρων της εμβρυϊκής επιδερμίδας έχουν