Кератоцити рогівки — спеціалізовані фібробласти, що містяться в стромі рогівки. Строма є найтовщим середнім шаром рогівки і становить приблизно 85-90% її товщини. Крім фібробластів тут містяться високоорганізовані колагенові пластинки і компоненти міжклітинного матриксу. Кератоцити відіграють значну роль в підтриманні прозорості рогівки, відновленні її при пошкодженні, синтезі її компонетів. В непошкодженій рогівці кератоцити знаходяться в неактивному стані і активуються при пошкодженні чи запаленні різного генезу. Після пошкодження рогівки деякі кератоцити, що розташовані під місцем пошкодження, відразу піддаються апоптозу.[1] Будь-який збій в високоорганізованому процесі загоєння може призвести до помутніння рогівки. Надмірний апоптоз кератоцитів може бути частиною патологічного процесу, який лежить в основі таких дегенеративних процесів як кератоконус, тому ці клітини є об'єктом дослідження науковців.
Кератоцити походять з краніальної популяції клітин нервового гребеня, звідки вони мігрують в мезенхіму. В деяких видів міграція проходить двома хвилями: під час першої хвилі міграції утворюється рогівковий епітелій, який синтезує основу строми, що не містить на цьому етапі клітин; під час другої хвилі популяція кератоцитів мігрує в підготовлену строму. В інших видів міграція проходить в один етап. Одразу після попадання в строму, кератоцити починають синтезувати молекули колагену типів I, V, VI та молекули кератансульфату. На момент відкривання очей після народження більшість кератоцитів уже проліферували і знаходяться в неактивному стані.[3]
На момент закінчення розвитку ока сітка кератоцитів строми рогівки уже сформована, дендрити сусідніх кератоцитів контактують один з одним.[4] Неактивні кератоцити синтезують, так звані, кристаліни (містяться також в кришталику). Рогівкові кристаліни, аналогічно до кришталикових, допомагають підтримувати прозорість рогівки і забезпечувати оптимальну рефракцію.[5] Вони також є частиною антиоксидантного захисту рогівки.[6] У людини кристаліни представлені ALDH1A1, ALDH3A1[7] , ALDH2 та TKT. Для інших видів характерні інші набори кристалінів.[8] Вважають, що кератансульфат, який синтезується кератоцитами, допомагає підтримувати оптимальну гідратацію рогівки,[9] генетичні порушення синтезу кератансульфату призводять до розвитку плямистої дистрофії рогівки.[10]
Згідно з даними одного дослідження середня кількість кератоцитів в стромі рогівки людини становить приблизно 20500 клітин на мм³ або 9600 в стовпчику 1 мм² в перерізі. Найбільша щільність кератоцитів спостерігається у верхніх 10% строми рогівки. Кількість кератоцитів з віком зменшується приблизно на 0,45% за рік.[11]
Після пошкодження рогівки деякі кератоцити піддаються апоптозу, який викликається дією сигнальних молекул синтезованих верхніми шарами рогівки. Відомі такі сигнальні молекули: інтерлекін 1-альфа (ІЛ-1-альфа) та фактор некрозу пухлини альфа (ФНП-альфа). Інші сусідні кератоцити під дією тих же сигнальних молекул активуються, проліферують і починають синтезувати матриксні металопротеїнази, останні сприяють ремоделюванню тканини. При важких травмах чи вираженому запаленні деяка частина кератоцитів перетворюється в міофібробласти і починає активно синтезувати компоненти екстрацелюлярного матриксу. Вважають, що ця трансформація спричиняється ФНП-бета. Як тільки базальна мембранаепітелію рогівки відновлюється, ФНП-бета перестає надходити до строми рогівки і міофібробласти зникають. Залишкові активні фібробласти ще деякий час продовжують самостійно виділяти ІЛ-1-альфа для підтримання свого, так званого, «ремонтного фенотипу» (англ.repair phenotype).[12]
Процес апоптозу кератоцитів в активному і неактивному стані привертає до себе значну увагу. В непошкодженій рогівці запрограмована смерть клітин є дуже рідким явищем, але відразу після пошкодження верхній шар кератоцитів під місцем пошкодження підлягає апоптозу.[13] Одна з гіпотез пояснює таке швидке реагування необхідністю швидко зупинити через можливе поширення інфекції, тому що потрапляння імунних клітин в рогівку ока може зайняти кілька годин (див. імунна система ока).[14] При нормальному подальшому перебізі брак кератоцитів невдовзі компенсується мітозом сусідніх кератоцитів.[3] Апоптоз може спостерігатися при оперативних втручаннях на оці, включно при кератотомії та лазерній корекції,[15] і може відігравати роль у розвитку післяопераційних ускладнень.
Клінічне значення
Кератоцити можуть відігравати роль в різних захворюваннях рогівки. Згідно з даними наукового дослідження, функції кератоцитів значно змінюються при кератоконусі, найчастішій форми дистрофії рогівки.[16] При цьому апоптоз кератоцитів виникає в ділянках віддалених від місця пошкодження епітелію. Це служить основою гіпотези, що основною причиною кератоконусу є надмірний апоптоз кератоцитів. По даним одного дослідження визначається знижений рівень однієї з форм алкогольдегідрогенази, ADH1B[2], кератоцити синтезують значно менше супероксиддисмутази 3 порівняно з кератоцитами здорової рогівки.[17]
