Oberhaut (Epidermis)

Die Epidermis, als epithelialer Anteil der Haut, ist ektodermalen Ursprungs. Sie be-steht aus einem mehrschichtigen, oberflächlich verhornten Plattenepithel (Epithelium

stratificatum squamosum cornificatum), welches sich ständig erneuert (KALININ et al., 2001; HABERMEHL,2005; LIEBICH et al., 2010).

Den größten Teil der epidermalen Zellpopulation, insgesamt ca. 90%, machen Kera-tinozyten mit unterschiedlichem Differenzierungsgrad aus (LIEBICH et al., 2010). Die restlichen 10% der epidermalen Zellpopulation bestehen aus Melanozyten, Langer-hans- und Merkel-Zellen.

In mehreren Differenzierungsschritten entstehen aus den einzelnen Keratinozyten die oberflächliche Hornschicht der Epidermis, die für den Schutz des Organismus vor Wasserverlust sowie vor diversen exogenen Noxen essentiell ist (siehe Kapitel 3.2.2).

Histologisch ist die Epidermis anhand der Differenzierungsstadien der Keratinozyten von innen nach außen in die vier folgenden Schichten (Strata) untergliedert: Stratum basale (Basalzellschicht), Stratum spinosum (Stachelzellschicht), Stratum granulo-sum (Körnerschicht) und das oberflächlich gelegene Stratum corneum (Hornschicht) (HABERMEHL, 2005; LIEBICH et al., 2010; MÜLLER et al., 2014) (siehe Abbildung 1).

Jede Schicht hat essentielle Aufgaben beim Prozess der ständigen Neubildung, Ke-ratinisierung, Verhornung und finalen Desquamation (LIEBICH et al., 2010). Die Aus-prägung der einzelnen Schichten variiert mit der Epidermisdicke. Die Epidermis des Hundes weist 3 bis 5 Schichten auf. In Bereichen behaarter Haut variiert die Epider-misdicke beim Hund von 30 bis 40 µm (LOVELL und GETTY, 1957; JASMIN, 2006).

Beim Hund gehören epidermale Papillen zur normalen Anatomie der Haut (LOVELL

und GETTY,1957).

Die Stabilität der Epidermis wird durch bestimmte intrazelluläre Keratine bedingt, die Tonofilamente bilden und sich schließlich in einem Geflecht aus Tonofibrillen organi-sieren (THELEN, 2012). Im Epithelverband sind die Zellen der Epidermis, die Kera-tinozyten, durch Desmosomen miteinander verbunden. Desmosomen (Maculae ad-herentes) sind scheibenförmige Kontaktstellen zwischen den einzelnen Keratinozy-ten und dienen der mechanischen Stabilität des Zellverbandes (L^IEBICH et al., 2010;

M^ÜLLER et al., 2014) (siehe Abbildung 1). Sie stehen mit intrazellulären Intermediär-filamenten (Keratine) in Verbindung und sind die einzigen verbindenden Strukturen zwischen den Zellen im mehrschichtigen Hautepithel (L^IEBICH et al., 2010). Die Aus-bildung dieser Verbindungsstellen ist an die Expression verschiedener Proteine

ge-bunden, welche sich in den Intermediärfilamenten verankern und auf diese Weise ein Zytoskelett bilden (LIEBICH et al., 2010).

Abbildung 1: Schematischer Aufbau der Epidermis, modifiziert nach MÜLLER et al.

(2014).

SC: Stratum corneum; SG: Stratum granulosum; SS: Stratum spinosum; SB: Stratum basale

Die Basalzellschicht, das Stratum basale, ist einschichtig aufgebaut. Sie besteht aus wenig differenzierten, proliferativen Keratoblasten (Basalzellen), die vertikal ange-ordnet sind (THELEN,2012). Im Zytoplasma der Basalzellen werden Keratine synthe-tisiert (THELEN, 2012). Die iso- bis hochprismatischen Basalzellen sind über Hemi-desmosomen in der Basalmembran verankert (HABERMEHL, 2005) (Abbildung 1).

Hemidesmosomen sind spezielle Verbindungen zwischen epithelialen Zellen und der extrazellulären Matrix. Sie sind aus Strukturproteinen, wie z.B. Involucrin aufgebaut

und stehen intrazellulär mit intermediären Filamenten (Keratine) in Verbindung und bilden eine stabile Verankerung mit dem umliegenden Bindegewebe (LIEBICH et al., 2010). In den meisten Zellen des Stratum basale, den Keratoblasten, finden ständige Zellteilungen statt. Durch diese progressiven Teilungs- und Differenzierungsvorgänge entstehen Tochterzellen, die eigentlichen Keratinozyten, die in die suprabasal gele-genen Epidermisschichten gelangen (P^IERARD et al., 2000; H^ABERMEHL, 2005). Ne-ben den Keratoblasten befinden sich auch pigmentbildende Melanoblasten bzw. die pigmententhaltigen Melanozyten in der Basalzellschicht, welche primär der Absorpti-on vAbsorpti-on ultravioletter Strahlung dienen (L^IEBICH et al., 2010). Darüber hinaus verfügt das Stratum basale über eine geringe Zahl an sogenannten Merkelzellen, die diffus verteilt sind und mit Standardfärbungen histologisch kaum sichtbar gemacht werden können. Merkelzellen fungieren als Mechanorezeptoren, die mit anderen Zellen in-teragieren können (HABERMEHL,2005).

Suprabasal grenzt das Stratum spinosum (Stachelzellschicht) an das Stratum basa-le an (Abbildung 1). Im Stratum spinosum findet die Differenzierung der basabasa-len Ke-ratinozyten zu Akanthozyten, sogenannte Stachelzellen, statt, die über stachelartige Fortsätze auf der Zelloberfläche desmosomal miteinander in Kontakt stehen (SUTER

et al., 1990; PIERARD et al., 2000). Die zytoplasmatischen Keratinfilamente der Akanthozyten vernetzen sich ebenfalls, was in einer deutlichen Abflachung der Zel-len resultiert (siehe Abbildung 1). Die Tonofilamente stehen ebenfalls mit den Sta-chelzellen in Verbindung und sorgen auf diese Weise für eine stabile Matrix (THELEN, 2012).

Das Stratum basale und das Stratum spinosum werden als Keimschicht (Stratum germinativum) bezeichnet (LIEBICH et al., 2010). In den Zellen der beiden Schichten sind Granula enthalten, die Lipide in den Interzellularraum ausschleusen und auf die-se Weidie-se eine lipidhaltige Barriere zwischen den Keratinozyten bilden (T^HELEN, 2012). Des Weiteren befinden sich in beiden Strata die Langerhans-Zellen. Langer-hans-Zellen sind dendritische Zellen, die zum mononukleären Phagozytensystem gehören und in der Lage sind, lokale Antigene zu phagozytieren und diese T-Lymphozyten zu präsentieren (L^IEBICH et al., 2010).

Es schließt sich das Stratum granulosum (Körnerzellschicht) an (Abbildung 1). Na-mensgebend für diese Schicht sind Keratinozyten mit intrazellulär gelegenen, stark basophilen Keratohyalinkörnchen (Keratohyalingranula), die durch die Granulierung

ein körnerähnliches Aussehen haben (LIEBICH et al., 2010) (Abbildung 1). Das in der Körnerzellschicht gebildete und aggregierte Keratohyalin ist in den unlöslichen Keratohyalingranula gespeichert. Es handelt sich um ein histidinreiches Protein, das im weiteren Verlauf der Differenzierung u. a. in Keratin umgewandelt wird, welches wiederum für die weitere Keratinisierung notwendig ist (LIEBICH et al., 2010) (siehe Kapitel 3.2.2). Die Körnerzellen sind zudem durch verdichtete Tonofilamente und ei-ne beginei-nende Degeei-neration der Zellkerei-ne und Orgaei-nellen gekennzeichei-net (L^IEBICH et al., 2010). Im Übergangsbereich vom Stratum granulosum zum sich anschließen-den Stratum corneum sind Lipidlamellen angeordnet. Diese bilanschließen-den die Barriere gegen den endogenen Wasserverlust.

Bei der Haut von Nasenspiegel und Fußballen des Hundes kommt noch eine weitere, schmale Zellschicht, das Stratum lucidum (Glanzzellschicht) vor. In dieser Schicht sind die Zellkerne kaum anfärbbar und das eosinophile Zytoplasma dominiert das histologische Bild (LIEBICH et al., 2010). Dadurch ist die Schicht stark lichtbrechend (LIEBICH et al., 2010). Das Stratum lucidum dient der Abdichtung tieferer Strukturen vor exogenen Noxen und Flüssigkeitsverlust (LIEBICH et al., 2010).

Die Differenzierung der Keratinozyten führt final zum programmierten Zelltod mit Apoptose (CANDI et al., 2005) (siehe Kapitel 3.2.2). Dieser Prozess wird auch als Kornifikation bzw. synonym als Keratinisierung bezeichnet (CANDI et al., 2005).

Das Stratum corneum (Hornschicht) besteht aus mehreren Lagen abgeflachter, kernloser Keratinozyten, den sogenannten Korneozyten, die ziegelsteinartig überei-nander angeordnet sind (ELIAS und FRIEND, 1975; NISHIFUJI und YOON, 2013) (Abbildung 1). Bei den Korneozyten handelt sich um tote Zellen, die keine Zellorga-nellen aufweisen (T^HELEN, 2012). Das sogenannte Ziegelstein-Mörtel-Modell veran-schaulicht den strukturellen Aufbau des Stratum corneum (E^LIAS und F^RIEND, 1975;

N^EUBERT und W^EPF, 2008; K^HNYKIN et al., 2011; N^ISHIFUJI und Y^OON, 2013) (Abbildung 2). Dabei stellen die Keratinozyten die Ziegelsteine dar, die durch interzel-luläre Lipidlamellen, welche den Mörtel repräsentieren, stabil miteinander verbunden sind. Die Lipide bestehen aus drei Hauptlipiden, nämlich zu etwa 50% aus Cerami-den, zu 15% aus freien Fettsäuren, sowie zu 25% aus Cholesterol bzw. Cholesterol-derivaten und zu 10% aus nicht näher bezeichneten Derivaten (NEUBERT und WEPF, 2008; KHNYKIN et al., 2011). Sie bilden Bilayer bzw. eine Barriereschicht, durch wel-che jedoch lipophile Moleküle diffundieren können. Dadurch schützt die

Barriere-schicht zum einen vor dem Eindringen von wasserlöslichen Substanzen und zum anderen sorgt sie für eine Wasserbindung, was den Organismus vor einem übermä-ßigen Wasserverlust schützt (ELIAS und FRIEND,1975; NEUBERT und WEPF,2008).

Abbildung 2: Ziegelstein-Mörtel-Modell des Stratum corneum, modifiziert nach N EU-BERT und WEPF (2008).

Im oberflächlich gelegenen Stratum corneum disjunctum findet eine kontinuierliche Abschilferung (Desquamation) der Korneozyten statt (HABERMEHL, 2005) (Abbildung 1).

Das Stratum basale, das Stratum spinosum sowie das Stratum granulosum werden in der Gesamtheit als Stratum profundum bezeichnet (LIEBICH et al., 2010). Das Stra-tum superficiale besteht aus dem StraStra-tum lucidum (nur an Nasenspiegel und Ballen des Hundes) und dem Stratum corneum (LIEBICH et al., 2010).

Die Dicke der Epidermis ist spezies-, rasse- und geschlechtsspezifisch sowie geo-graphisch (Klima, Umwelteinflüsse) unterschiedlich ausgeprägt. Bei Karnivoren kann sie eine Dicke von 10-45 µm aufweisen (HABERMEHL,2005). Die quantitative Ausbil-dung der Hautdicke korreliert zudem mit dem Grad der mechanischen Beanspru-chung (z.B. der Bodenbeschaffenheit) und wird von kontinuierlichen Umwelteinflüs-sen (z.B. Klima, Chemikalien, Strahlen) beeinflusst (H^ABERMEHL,2005).