Lo strato spinoso è uno strato dell'epidermide il cui nome è dovuto al fatto che possiede un gran numero di tonofilamenti che si irradiano dal citoplasma ai desmosomi, che sono proteine che collegano le cellule adiacenti.
Lo strato spinoso ha origine dalla divisione cellulare dello strato basale, che è lo strato più profondo dell'epidermide. Le cellule dello strato spinoso hanno la funzione di differenziare e formare gli strati granulari e corneali. La presenza di cellule di Langerhans e melanociti nello strato spinoso fornisce, rispettivamente, protezione contro agenti patogeni e luce solare.
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Caratteristiche generali
L'epidermide è costituita da cellule chiamate cheratinociti, chiamate per la loro capacità di biosintesi della cheratina. Lo strato spinoso, oltre ad avere cheratinociti, ha granuli di melanina sparsi e cellule di Lanhergans.
Quando i cheratinociti dello strato spinoso migrano verso la parte più esterna dell'epidermide, iniziano a produrre granuli di cheratoialina e corpi lamellari.
I granuli di cheratoialina contengono proteine, come involucrina, loricrina e profilaggrina. Quest'ultimo viene tagliato e trasformato in filaggrina.
I corpi lamellari, noti anche come granuli ricoperti di membrana, i corpi di Odland, o cheratinosomi, derivano dall'apparato di Golgi. Hanno una dimensione di 0,2-0,3 µm. Sono i principali attori nella formazione dei componenti intercellulari. Contengono enzimi idrolitici, polisaccaridi e lipidi.
Il contenuto dei corpi lamellari viene scaricato negli spazi intercellulari dello strato granulare tramite esocitosi. In questo strato, i lipidi diventano precursori di altri lipidi che fanno parte dello spazio intercellulare dello strato corneo.
La composizione dei corpi lamellari cambia quando le cellule migrano verso gli strati più superficiali dell'epidermide. Ad esempio, i fosfolipidi sono abbondanti nello strato basale, ma sono diminuiti nello strato spinoso.
Istologia
La pelle è composta da due strati principali: derma ed epidermide. Quest'ultimo è un epitelio squamoso stratificato composto da cheratinociti, che sono cellule con la capacità di sintetizzare la cheratina.
Dal più profondo al più superficiale, gli strati che compongono l'epidermide sono: strato basale o germinale, strato spinoso, strato granulare, strato lucido e strato corneale. I cheratinociti si dividono per mitosi e risalgono l'epidermide per formare lo strato spinoso.
Lo strato spinoso è costituito da quattro a sei livelli di cellule. I preparati istologici generalmente provocano il restringimento delle cellule. Di conseguenza, negli spazi intercellulari, sembrano formarsi numerose estensioni del citoplasma, o spine, che sporgono dalla sua superficie.
Le spine sono desmosomi ancorati ai tonofilamenti, che sono fasci di filamenti di cheratina intermedi chiamati tonofibrille che collegano le cellule vicine. I desmosomi sono chiamati nodi di Bizzorero.
Man mano che i cheratinociti maturano e si spostano in superficie, aumentano di dimensioni, si appiattiscono e sono orientati parallelamente alla superficie. Nel frattempo, i nuclei di queste cellule subiscono un allungamento ei cheratinociti iniziano a produrre granuli di cheratoialina e corpi lamellari.
Caratteristiche
Nello strato spinoso, i corpi lamellari partecipano alla formazione della barriera idrica intercellulare dell'epidermide. Questa barriera viene stabilita durante la differenziazione dei cheratinociti.
Gli elementi della barriera d'acqua dell'epidermide sono l'involucro cellulare (EC) e l'involucro lipidico. L'involucro cellulare è formato dalla deposizione di proteine insolubili sulla superficie interna della membrana plasmatica. L'involucro lipidico è formato dal legame dei lipidi alla superficie esterna della membrana plasmatica.
Lo spessore dell'involucro nucleare aumenta nell'epitelio. Questo rende la pelle più resistente allo stress meccanico. Un esempio di questo sono le labbra, i palmi delle mani e le piante dei piedi. Le proteine presenti in CD sono cistatina, desmoplakin, elafin, filaggrina, involucrina, loricrina e vari tipi di cheratine.
L'involucro lipidico si forma legando la superficie cellulare ai lipidi tramite legami estere. I principali componenti lipidici di questo involucro sono gli sfingolipidi, il colesterolo e gli acidi grassi liberi.
Le ceramidi partecipano alla segnalazione. Sono in parte responsabili dell'induzione della differenziazione cellulare, dell'apoptosi e della riduzione della proliferazione cellulare.
Cellule di Langerhans
Le cellule di Langerhans, presenti nello strato spinoso, derivano dalle cellule staminali CD34 nel midollo osseo. Queste cellule sono responsabili della ricerca e della presentazione di antigeni che entrano attraverso la pelle.
Le cellule di Langerhans, simili ai macrofagi, esprimono i principali complessi di istocompatibilità I e II, nonché i recettori delle immunoglobuline G (IgG) e i recettori del complemento C3b.
L'analisi della biopsia cutanea di pazienti affetti da HIV rivela che le cellule di Langerhans contengono l'HIV nel loro citoplasma. Poiché le cellule di Langerhans sono più resistenti delle cellule T, le prime fungono da serbatoio per il virus HIV.
Melanociti
I melanociti sono cellule dendritiche che si trovano nello strato basale. Estendono i tonofilamenti tra i cheratinociti dello strato spinoso. La loro funzione è la biosintesi della melanina, che protegge dall'azione dei raggi UV e dei raggi solari. Il rapporto tra melanociti e cheratinociti varia tra 1: 4 e 1:10.
Per tutta la vita, i melanociti mantengono la loro capacità di replicarsi. Tuttavia, la sua velocità di divisione è più lenta di quella dei cheratociti. In questo modo viene mantenuta l'unità epidermide-melanina.
La melanina è prodotta dall'ossidazione della tirosina a 3,4-diidro-fenilalanina (DOPA) con l'intervento di una tirosinasi e la trasformazione della DOPA in melanina. Queste trasformazioni avvengono in una struttura legata alla membrana, chiamata premelanosomi, che proviene dall'apparato di Golgi.
L'assenza di pigmentazione nella pelle, come nell'albinismo, è dovuta all'assenza di tirosinasi. D'altra parte, la pigmentazione della pelle è correlata alla quantità di melanina presente nei cheratociti.
Le differenze nel contenuto di melanina producono un ampio spettro di colori nella pelle umana, caratteristiche di razze diverse.
Nell'uomo ci sono due tipi di melanine: eumelamine, che sono di colore dal marrone al nero; feomelanine, di colore da giallo a bruno-rossastro.
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