Structuri subcelulare fine şi evenimente subtile desfăşurate în microuniversul celular au fost descoperite în ultimii 50 de ani prin microscopie electronică, când a fost descoperită şi natura secretorie a celulelor responsabile de culoarea pielii, melanocitele. De asemenea, prin utilizarea microscopiei electronice de transmisie au fost elucidate numeroase mecanisme celulare de comunicare şi cooperare intercelulară, incluzându-le pe cele de transfer al pigmentului brun, melanina, din celulele producătoare în celulele acceptoare, keratinocitele. Astfel, de-a lungul timpului au fost descrise mai multe posibilităţi, de exemplu inocularea dendritelor încărcate cu melanozomii care conţin melanina sau fagocitoza activă a acestora, ori prin fuziunea şi apoi disoluţia membranelor plasmatice ale celor două tipuri de celule. Surprinzător, în ultimii ani studiile în acest domeniu relevă noi mecanisme de transfer, şi anume prin procese de împachetare, eliberare, preluare şi dispersie ori prin procese cuplate de exocitoză-endocitoză. În particular, în această lucrare ne-am focalizat observaţiile pe pielea “bronzată estival” sub influenţa radiaţiei UV de la ţărmul mării, fiind edificatoare intensificarea melanogenezei şi a transferului de pigment brun, fotoprotector, de la melanocite la keratinocite, în cadrul unităţii melano-epidermice.
Natura secretorie a celulelor melanocite care produc pigmentul brun (melanina) a fost stabilită cu aproape 60 de ani în urmă prin folosirea microscopiei electronice. Semnificaţia biologică a melaninei, care ne conferă culoarea pielii, este cunoscută în prezent, ea protejând straturile profunde ale pielii împotriva luminii UV şi conferind protecţie celulelor împotriva carcinogenezei şi arsurii de la soare.
Cauzele fizice ale modificărilor de culoare ale pielii sunt binecunoscute în prezent (lumina UV, radiaţia ionizantă, traumatismele), dar mecanismele de transfer ale organitelor specifice (melanozomii, ce conţin melanina) celulelor epidermice din jur sunt încă cercetate, fiind multiple. Prin urmare, transferul melaninei din melanocite la keratinocite este un proces crucial care stă la baza menţinerii pigmentaţiei pielii şi a fotoprotecţiei împotriva vătămărilor produse de ultraviolete. De-a lungul timpului au fost descrise ultrastructural mai multe căi de transfer a melanozomilor în citoplasma celulelor epidermice din jur, fie prin inocularea dendritelor, fie printr-un proces activ de fagocitoză, fie prin fuziunea şi apoi dispariţia membranelor plasmatice ale celulei epidermice şi dendritei, urmată de difuzia melanozomilor din celula producătoare la celula receptoare. Se estimează că melanocitele se găsesc în proporţie de 10% printre celulele epidermice bazale şi că un singur melanocit, prin prelungirile lui dendritiforme, poate distribui pigmentul fotoprotector la 36 de celule epidermice.
Figura 1 şi Figura 2 ilustrează prezenţa melanocitelor (ME) printre celulele epidermice din pielea a doi indivizi cu pigmentare diferită, conferită de numărul diferit de melanozomi (mz) sintetizaţi şi transferaţi. În Figura 3 este redat transferul melanozomilor din melanocit (MC) într-un keratinocit vecin (K) prin “ciupirea” vârfului dendritei melanocitare de către prelungirile viloase ale celulei epidermice (săgeţile). Întrucât razele ultraviolete intensifică melanogeneza şi măresc semnificativ rata de transfer a melanozomilor în celulele epidermice din jurul melanocitelor, devine oportună şi extrem de interesantă examinarea modificărilor celulare din piele în timpul expunerii ei la radiaţia solară în special în timpul verii, când oamenii fac plajă la ţărmul mării, unde radiaţia UV este accentuată.
Examinând prin microscopia electronică de transmisie probe bioptice ale pielii “bronzate”, se poate constata uşor creşterea densităţii melanocitelor (MC) şi a dendritelor lor (DM) încărcate cu melanozomi, care sunt distribuiţi prevalent în vârful prelungirilor citoplasmice, de unde melanozomii ajung rapid în celulele receptoare (Figura 4). Detaliul ultrastructural al mecanismului molecular de transfer însumează mai multe etape, adică mai multe procese biochimice şi citodinamice decât cele expuse succint în lucrarea de faţă, acestea fiind în esenţă următoarele: microtubuli şi fibrile fine (f) din dendrita melanocitului (DM) împing melanozomii maturi spre capătul dendritei; aici, la nivelul celor două membrane plasmatice ale celulelor învecinate care fuzionează au loc modificări biochimice ce conduc la disoluţia segmentelor implicate (săgeţile), concomitent cu emiterea unei prelungiri viloase a keratinocitului vecin (K), care produce constricţia zonei apicale a dendritei care va elibera melanozomii în citoplasma celulei epidermice, aşa cum se poate observa în imaginea respectivă. Aceste aspecte au fost surprinse în cel mai profund strat epidermic, stratul celulelor bazale, deoarece este vizibilă subiacent membrana bazală (mb), situată la joncţiunea dintre epiderm şi derm (Figura 5). Practic, melanozomii îşi vor termina călătoria după ce vor ocupa spaţiul perinuclear, finalizându-se şi misiunea lor, aceea de a proteja genomul celular de acţiunea nocivă a radiaţiei ultraviolete excedentare (Figura 6).
În ceea ce priveşte distribuţia acestor celule fotoprotectoare, melanocitele, în corpul uman, trebuie precizat că ele se găsesc aproape în fiecare ţesut, dar în special în epiderm, apoi în derm, nervi periferici, lanţul simpatic, în jurul vaselor de sânge, în leptomeninge, ochi etc. La o persoană, populaţia melanocitelor este un multiplu de 2 la 1.000.000.000 de celule. Numărul lor se reduce cu vârsta, în decadele 6-8 de viaţă, iar densitatea lor este de circa 2 ori mai mare în pielea expusă decât în cea neexpusă radiaţiei solare.
În ceea ce priveşte semnificaţia biologică a produsului lor, melanina, trebuie adăugate şi alte funcţii (pe lângă cea majoră, protecţia tisulară), melanina putând fi o trapă pentru electroni şi posibil pentru radicali liberi şi, de asemenea, participând la reacţiile de oxido-reducere, etc.
Pe de altă parte, studii recente relevă noi mecanisme de transfer al melanozomilor din melanocite la keratinocite, aşa cum am menţionat mai sus, şi anume prin procese de împachetare, eliberare, preluare şi dispersie ori prin procese cuplate de exocitoză-endocitoză.
Bibliografie selectivă
1. V. Păiş – Ultrastructura pielii umane/ în condiţii normale şi patologice. Editura Medicală, Bucureşti, 1983.
2. V. Păiş – Atlas de patologie ultrastructurală cutanată. Editura Ager, Bucureşti, 2002
3. Ando H, Niki Y, Ito M et al. Melanosomes are transferred from melanocytes to keratinocytes through the processes of packaging, release, uptake and dispersion. J Invest Dermatol. 2012 Apr;132(4):1222-9
4. Tarafder AK, Bolasco G, Correia MS et al. Rab11b mediates melanin transfer between donor melanocytes and acceptor keratinocytes via coupled exo/endocytosis. J Invest Dermatol. 2014 Apr;134(4):1056-66
