Stručné repetitorium o vlasovém cyklu a vlasovém folikulu

Souhrn

Souhrn

Článek se věnuje vlasovému folikulu i vlasovému cyklu a rozvádí jeho teorie a koncepty. Dosud existuje mnoho nezodpovězených otázek v biologii vlasového folikulu. Vlasový folikul prodělává kontinuálně tři definovatelná cyklická stadia vývoje a tvorby vlasu. Vlasový cyklus je aktivně dynamický a kontinuální proces neogeneze vlasu, kterým prochází každý vlasový folikul několikrát během života. S rozvojem lékařské vědy a biologických vědních disciplín postupně vznikaly různé teze o vlasovém cyklu.

Klíčová slova:

vlasový cyklus – vlasový folikul – růst vlasů – ochlupení

ÚVOD

Vlasový cyklus je aktivně dynamický a kontinuální proces neogeneze vlasu, kterým prochází každý vlasový folikul několikrát během života. Růst vlasů a ochlupení je geneticky determinován. Vývoji „nahé opice“ se dokonce připisuje významný podíl ve formování některých vlastností člověka, které mu dodaly schopnost lépe přežívat (1).

Cyklus růstu vlasů není izolovaný projev omezený pouze na folikul. Za cyklické výměny vlasů probíhá řada funkčních procesů, které vedou k morfologickým změnám vaskularizace, inervace, pigmentogeneze a také ke změnám okolní tkáně (2).

VLASOVÝ FOLIKUL

Vlasový folikul prodělává kontinuálně tři definovatelná cyklická stadia vývoje a tvorby vlasu. Aktivní růstovou fázi prezentuje anagen (fáze I–VI), regresní fázi katagen a klidovou fázi telogen. Charakteristické rozdíly mezi jednotlivými stadii vlasového cyklu uvádí přehledně tabulka 1. Tato cyklická transformace je kontrolována změnami v prostředí lokální signalizace, která vychází z exprese cytokinů, hormonů, neurotransmiterů a jejich receptorů, transkripčních faktorů a enzymů, které působí přes endokrinní, parakrinní a autokrinní dráhy. Během jednoho vlasového cyklu dochází ke kompletní remodelaci a regeneraci dynamické části vlasového folikulu. Není to právě epitel vlasového folikulu, ale mezenchym, extracelulární matrix, cévní zásobení, inervace a buněčná populace vlasového folikulu, která prodělává dramatické změny (3).

K základním funkcím vlasového folikulu patří syntéza a ukotvení vlasového stvolu do subcutis; syntéza a exkrece séba, které chrání epidermis kštice proti noxám a promašťuje rostoucí vlasový stvol. Vlasový folikul je významným rezer-voárem Langerhansových buněk a melanocytů pro pigmentaci vlasového stvolu a epidermální repigmentaci. Vlasový folikul svým senzorickým aparátem detekuje pohyb vlasového stvolu a je také epiteliálním i dermálním rezervoárem pro fyziologické reparační reakce.

Vlasový folikul rozdělujeme horizontálně na dvě části: horní – permanentní a dolní – dynamickou. Vlasová cibulka obklopuje dermální papilu a obsahuje vlasovou matrix, která tvoří vlasový stvol s jeho obaly. Vlasový stvol reprezentuje ekvivalent stratum corneum epidermis a folikulární keratinocyty určují jeho charakteristiku (5). Denzita vlasových folikulů kožního integumenta klesá s věkem. Při narození připadá na 1 cm² asi 1135 vlasových folikulů a v dospělosti je to jen 615/cm². Průměrná rychlost růstu terminálního vlasu je 2,5 mm za týden, tj. 1 cm za měsíc (5).

VLASOVÝ STVOL

K významným funkcím vlasového stvolu na prvním místě patří sociální komunikace, dekorace jedince i kamufláž pleši. Vlasový stvol chrání kštici před působením elektromagnetické radiace, traumatizací nebo útokem hmyzu. Vytváří tzv. senzorickou „anténu“ pro kontakt s okolním prostředím a je zároveň izolační vrstvou proti přehřátí nebo prochladnutí. Vlasový stvol se podílí na mechanismu očisty kožního povrchu (např. odstranění odloučených epitelií, nečistot, prachu, parazitů), na vnějším transportu séba a feromonů (9).

Produkce a syntéza vlasového stvolu v anagenu je výsledkem prostorové choreografie genové exprese, která je vysoce citlivá na stimulační nebo inhibiční signály. Mezi faktory, které modulují aktivní růstovou fázi vlasového folikulu, patří např. cytokiny, prostaglandiny, neuropeptidy, růstové faktory, hormony nebo signální cesty. Nesmíme opomenout důležitou roli IGF-1 (insulin-like growth factor) udržujícího anagen, zatímco FGF-5 (fibroblast growht factor) je silným induktorem katagenu a regulátorem délky vlasového stvolu.

Vzájemné vztahy jednotlivých faktorů ovlivňujících růst vlasového stvolu a vlasový cyklus schematicky uvádí obrázek 1. Bernard B. v práci „Advances in Understanding Hair Growth“ nahlíží na tyto faktory zcela inovativně jako na „koncept Jing a Jang“. Vyzdvihněme např. negativní efekt androgenů, estrogenů a kanabinoidů ve srovnání s pozitivním efektem vitaminu D3, T3 frakce hormonů štítné žlázy a také cyklosporinu A.

VÝMĚNA VLASŮ A VLASOVÝ CYKLUS

Výměna vlasů závisí na ročním období. Každý vlasový folikul si uchovává vlastní růstový rytmus. Největší výpad vlasů nastává na přelomu srpna a září. V této době může být průměrná ztráta vlasů za den kolem 60. Podíl anagenních vlasových folikulů ve kštici dosahuje maxima v březnu a klesá až do září. Rychlost růstu vlasů ve kštici sezonně nekulminuje. Růst vousů je ale variabilní. Nejnižší růstové aktivity dosahuje v lednu a únoru. Od března se postupně zvyšuje s maximem v červnu (4).

Rozlišujeme dva typy mechanismů výměny vlasů. V čem se oba liší a co je spojuje? U lidí prodělává každý vlasový folikul nezávislý vlasový cyklus na sousedních vlasových folikulech. Znamená to tedy, že každý vlasový folikul prochází individuálním cyklem. Jeden vlas je v anagenu, jiný v katagenu a telogen je připravený k výpadu. Souhrnně lze říci, že růst a výpad vlasů je u člověka mozaikovitý, asynchronní. Synchronní růst a výpad vlasů nacházíme pouze krátce postnatálně mezi 4. až 6. měsícem věku dítěte. Dále bylo prokázáno, že u gravidních žen dochází k jisté synchronizaci růstu vlasů a v údobí laktace k synchronnímu vypadávání vlasů (2).

Trvání fází vlasového cyklu závisí na typu a lokalizaci vlasového folikulu. Každý folikul projde během života asi 10–20krát vlasovým cyklem (4). Trichogram je metoda, kterou zjišťujeme aktuální poměry růstu vlasů (6). Za fyziologických podmínek je 80–85 % vlasů kštice v anagenu, 10–15 % v telogenu a 0,5–5 % v katagenu. Trvání anagenní fáze podmiňuje maximální délku vlasů a je ovlivněno věkem a tělesnou oblastí. Anagenní fáze vlasového folikulu terminálního vlasu v nealopetické kštici trvá průměrně 2–6 let. U vellusového vlasu je to 40–80 dní. Aktivní růstová fáze řas trvá průměrně 100–150 dní a u obočí je to 70 dní. Katagenní fáze v nealopetické kštici trvá 3–4 týdny a telogenní fáze kolem 3 měsíců (2, 4–7).

NOVÉ POZNATKY V TRICHOLOGII

S rozvojem lékařské vědy a biologických vědních disciplín postupně vznikaly různé teze o vlasovém cyklu. Badatelé vycházeli z několika základních otázek. Mezi tyto otázky patří například: Proč existuje vlasový cyklus? Jaký je počáteční stimulus vlasového cyklu? Jak a proč vlasy vypadávají? Jaké jsou cílové buňky vlasového folikulu? Je vázaný vlasový cyklus na roční období? Jaká je charakteristika vlasového cyklu? V čem je vlasový cyklus lidí a savců rozdílný? Vlasový cyklus a význam jeho autonomie, periodicity nebo perzistence? Čím je vlasový cyklus ovlivnitelný (hormony, růstové faktory, dietní opatření)? Jaký je vztah vlasového cyklu k tumorogenezi vlasového folikulu? Jaké rysy mají buňky iniciující anagenní fázi? apod.

Dosud existuje mnoho nezodpovězených otázek v biologii vlasového folikulu. Současná literatura uvádí sedm základních „teorií vlasového cyklu“. Tyto teorie stručně a přehledně shrnuje tabulka 2. Souhrnně lze říci, že všechny uvedené teorie se navzájem doplňují a jejich vzájemnou kombinací vzniká ucelený pohled na možnou podstatu vlasového cyklu. Potenciálně významné změny v normálním vlasovém cyklu mohou být součástí rozvoje alopecie (7).

Regenerace vlasového folikulu závisí na cyklické aktivitě kmenových buněk. V recentně publikovaných srovnávacích studiích se uvádí, že existují vzájemné vztahy mezi morfologickými a imunohistochemickými ukazateli, které charakterizují rozdílná stadia vlasového cyklu a intenzivní tkáňovou remodelaci. Na lidský vlasový folikul se již nahlíží jako na jednotku se stochastickým chováním místo dříve uváděného konceptu „jednotky s vnitřním robotem pro syntézu vlasového vlákna/stvolu“. Trvání každé fáze vlasového cyklu je svým způsobem podobné logaritmicko-normální rovnici. Vlasový cyklus je kontrolován dialogem mezi mezenchymálním a epiteliálním kompartmentem. Ty spolu vzájemně interagují a kontrolují stochastické autonomní změny mezi aktivním a latentním stadiem vlasového cyklu.

Za relevantní zvířecí model pro studium vlasového folikulu a vlasového cyklu je u člověka považován makak rhesus (Macaca mulatta). Obě pohlaví dobře demonstrují modelovou alopecii kštice. Makak se ve výzkumu rutinně nevyužívá pro svoji vzácnost (pozn. několik druhů makaků žije v jižní a východní Asii), vysokou cenu a etický dopad (8, 9). Laboratorní myši jsou oblíbeným subjektem pro studium vlasů a vlasového cyklu. Myší vlasový cyklus je synchronizovaný, a proto může být aktivní růst vlasů indukován např. minoxidilem nebo cyklosporinem A. Existuje určitá podobnost myších a lidských modelů, které se využívá pro vývoj a výzkum nových léčebných preparátů. Myší modely jsou atraktivní pro jejich genetickou databázi s variantami mutací. Rozsáhle prostudovanou je např. C57BL/6 a C3H (9). Systémy ex vivo kombinují přístupy in vitro a in vivo. Velmi významným je tzv. „Litchi systém“. Novorozenecký folikulární epitel a buňky folikulární papily (např. smíšené nebo klony buněk) jsou první, které rostou v buněčné kultuře. Tyto buňky se transplantují do imunodeficientní myši. Systém Litchi může být použit jak pro studium folikulogeneze a kožní regenerace, ale také ke studiu „rodokmenu“ folikulárních buněk a efektu specifické buněčné a genetické manipulace folikulárního růstu (9).

Vlasový cyklus není stále zcela využitým systém pro studium buněčné proliferace, diferenciace a buněčné smrti. Laboratorní a klinický výzkum vlasového folikulu a vlasového cyklu bude i nadále důležitým mezníkem nejen pro objasnění vzniku kožních nádorů, ale i autoimunitních kožních chorob. Existuje mnoho signálních molekul, které se účastní jak vlasového cyklu, tak tumorogeneze. Mezi tyto molekuly patří např. TGF-α, TGF-β (transforming growth factor), shh (sonic hedgehock), p53, HGF (hepatocyte growht factor) nebo STAT3 (signal transducer and aktivátor of transcription). Tumory, které vycházejí z vlasového folikulu, jsou benigní, lokálně expanzivní a nezakládají metastázy. Mezi ně patří např. tumor folikulárního infundibula, trichodiskom, trichofolikulom, trichoepiteliom, tricholemmom nebo pilomatrixom. Schematické znázornění lokalizace tumorů vycházejících z vlasového folikulu prezentuje obrázek 2.

ZÁVĚR

Článek se věnuje vlasovému folikulu i vlasovému cyklu a stručně rozvádí jeho teorie a koncepty. Autorka v článku prezentuje nové a zajímavé poznatky o vlasovém cyklu a jeho využití pro studium buněčné proliferace nejen pro dermatology, ale i pro lékaře v praxi se zájmem o trichologii.

Konflikt zájmů: žádný.

ADRESA PRO KORESPONDENCI:

prim. MUDr. Jana Kafková

DL Centrum s.r.o.

Privátní ambulantní zdravotnické zařízení

Dermatovenerologie a lymfologie

Kratochvílova 143/13, 750 02 Přerov I 

e-mail: kafkova@dlcentrum.cz