Keratinozyten

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 5. März 2024

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Keratinozyten sind hornbildende Zellen, die mit über 90 Prozent das Gros aller Zellen der Epidermis (Oberhaut) ausmachen.

Sie werden an der Basalschicht der Oberhaut proliferiert und wandern im Laufe ihres etwa 28 tägigen Lebens unter laufender Produktion von Keratin von der Basalschicht an die Oberfläche der Haut. Sie verleihen der Haut durch ihre Verzahnung untereinander Festigkeit und bilden einen Schutzschild vor äußeren Einflüssen.

Was sind Keratinozyten?

Der Name der Keratinozyten leitet sich von ihrer Eigenschaft ab, Keratin oder Hornsubstanz zu produzieren. Sie bilden sich laufend aus basalen Stammzellen, die sich in der untersten Schicht der Oberhaut, des Stratum basale, befinden.

Während sie von nachfolgenden Zellen im Laufe ihres ca. einmonatigen Lebens langsam in Richtung Hautoberfläche geschoben werden, produzieren sie weiter Keratin, auch Hornsubstanz genannt, und durchlaufen durch Auflösung ihres Kerns einen programmierten Zelltod. Noch vor Erreichen der Hautoberfläche bilden sie Zellfortsätze, sogenannte Desmosomen, mit denen sie sich untereinander verhaken und damit einen Schutzschild bilden, der der Haut ihre Festigkeit verleiht und sie vor dem Eindringen von Wasser, Chemikalien, pathologischen Keimen und UV-Strahlen schützt.

Bis zum Erreichen der Hautoberfläche erleben die Keratinozyten laufende Veränderungen in Form und Zellinhalt. Kurz vor dem normalen Abschilferungsprozess, der laufend vor sich geht, verliert die Zelle vollkommen ihre Struktur und ihre Zellmembran. Sie hat sich vom Keratinozyten zum Kornezyten, zur Hornzelle, entwickelt. Keratinozyten spielen allerdings nicht nur eine passive Rolle als Schutzbarriere, sondern sind auch an Entzündungsprozessen, aktiver Abwehr von Keimen und am Wundheilungsprozess beteiligt und damit Teil des aktiven Immunsystems.

Anatomie & Aufbau

Keratinozyten durchleben im Verlauf ihres relativ kurzen Daseins ständige Veränderungen bezüglich Form und Zellinhalt. Unmittelbar nach ihrer Entstehung aus mitotischen Zellteilungen der epidermalen Stammzellen in der Basalschicht der Oberhaut beginnt ihre Ausdifferenzierung zum Keratinozyten.

Sie sind vollkommen mit Zellkern, Cytoplasma, eingeschlossenen Zellorganellen und Vesikeln ausgestattet und weisen eine zylindrische Form auf. In der unmittelbar über der Basal- und der Stachelzellschicht liegende Körnerschicht (Stratum granulosum) schreitet der Verhornungsprozess und die Auflösung des Zellkerns fort. Vesikel, die bestimmte Proteasen enthalten, entleeren ihren Inhalt in das Cytoplasma, so dass der Zellkern und andere Zellinhalte aufgelöst und verstoffwechselt werden. Es handelt sich de facto um einen vorprogrammierten Selbstmord der Zelle.

Die Zellen platten sich mehr und mehr ab und das Zellinnere wird allmählich von Keratinkügelchen, dem Keratingranula, ausgefüllt. Bevor die Keratinozyten die äußerste Schicht, das Stratum corneum und das Stratum disjunctim erreichen, durchwandern sie die je nach Körperregion stark oder nur gering ausgeprägte Glanzschicht, das Stratum lucidum. Es handelt sich um dünne Grenzschicht, die mit dem speziellen Protein Keratohyalingranula angereichert ist, das eine halbflüssige Konsistenz aufweist und die Haut vor Eindringlingen und vor Austrocknung schützt.

Funktion & Aufgaben

Die Aufgaben und Funktionen der Keratinozyten lassen sich in mechanisch-physikalische Funktionen und in biologisch-immunologische Aufgaben einteilen. In der obersten Hautschicht, der Hornschicht, tragen Keratinozyten ihren Namen zu Recht. Sie können nicht mehr auf Botenstoffe reagieren, weil sie ihres Zellkerns und auch der Vielzahl ihrer Organellen, auf ihrem Weg von der verlustig gegangen sind.

Vor ihrer Abschilferung und „Entlassung“ in die Umwelt besteht die Hauptaufgabe der Keratinozyten in der Herstellung der mechanischen Reißfestigkeit der Haut, was durch die gegenseitige Verzahnung der Zellen gut gelingt. Darüber hinaus verhindern die Keratinozyten das Eindringen von Wasser oder anderen Flüssigkeiten oder das Eindringen von festen Substanzen in Form von Staub oder pathogenen Keimen. Andererseits verhindern sie auch das Austreten von Gewebsflüssigkeit oder ein ungebremstes Austrocknen des Körpers durch die unterschiedlichen Dampfdrücke zwischen Körper und der umgebenden Luft. In ihren frühen Stadien, in denen Keratinozyten noch über ein intaktes Cytoplasma verfügen, sind sie Teil der aktiven Immunantwort.

Sie sind in der Lage, Zytokine wie Interleukine und Chemokine zu produzieren. Insbesondere über die Freisetzung von TNF-alpha (Tumornekrosefaktor) und IL-1 greifen die Keratinozyten aktiv in die Immunantwort und in Entzündungsprozesse ein. Sie unterstützen damit hauptsächlich die Arbeit anderer Zellen des Immunsystems. Die im Bedarfsfall ausgeschütteten Zytokine können auch systemische Körperreaktionen wie Fieber und andere Immunreaktionen auslösen. Die Keratinozyten bieten sogar einen gewissen Schutz vor schädlicher UV-Strahlung, weil sie melaninhaltige Vesikel von Melanozyten aufnehmen können und mit dem enthaltenen Melanin ihren Zellkern schützen können.

Krankheiten

Neben lokalen Entzündungsprozessen der Haut durch Infektionen bei Verletzungen und lokalen Hautveränderungen werden vor allem verschiedene Hautkrebsarten und systemische Hautveränderungen wie Psoriasis zu den wichtigsten und häufigsten Hauterkrankungen gerechnet.

Basalzellen, die durch mitotische Teilungen die Keratinozyten ständig nachliefern, können ein sogenanntes Basaliom entwickeln, ein semimaligner Hauttumor, der zwar kaum metastasiert, aber umliegendes Gewebe wie Knochen und Knorpel angreifen kann. Das Basaliom ist der häufigste vorkommende Hautkrebstyp. Die aktinische Keratose entsteht durch eine lokale unkontrollierte Vermehrung der Keratinozyten, was sich meist in rötlichen und rauen Hautstellen äußert. Die Krankheit stellt eine Frühform des Spinalioms dar, dem sogenannten Stachelzellkrebs, der sich als maligner Tumor in der Stachelzellschicht (Stratum spinosum) entwickelt. Meist tritt der Krebs im Gesicht auf bei über 70-jährigen Menschen auf.

Für Menschen, die von einer Psoriasis betroffen sind, ist die Krankheit zwar nicht unmittelbar bedrohlich, kann aber aufgrund der sichtbaren Hautveränderungen sehr unangenehm sein. Mehrere parallel verlaufende Vorgänge führen zu einer Proliferationsgeschwindigkeit der Keratinozyten um das Vier- bis Siebenfache. Die Zellen können in der Kürze der Zeit nicht mehr ausdifferenzieren. Zusätzlich kommen höchstwahrscheinlich Störungen des Immunsystems hinzu.

Typische & häufige Hauterkrankungen

Quellen

Grillparzer, M.: Körperwissen. Gräfe und Unzer, München 2007
Hahn, J.-M.: Checkliste Innere Medizin. Thieme, Stuttgart 2013
Moll, I.: Dermatologie. Thieme, Stuttgart 2010

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