Hiusbiologian perusteet: Hiuksen kasvu ja hiuslähtö

Sisällysluettelo

• Johdanto: Hiuksen merkitys
• Hiusterminologia
• Hiusrakon rakenne ja toiminta
• Hiusrakon kehitys
• Hiuskasvusykli: anageeni, kataageeni ja telogeeni
• Hormonaalinen ja hermostollinen säätely
• Hiuskasvuhäiriöiden ymmärtäminen
• Nykyiset hoitomuodot ja tulevaisuuden näkymät
• Lähdeinformaatio

Johdanto: Hiuksen merkitys

Hiuksella on useita biologisia tehtäviä, kuten suojaus ympäristötekijöiltä ja hien erityksen sääteleminen. Fysikaalisten tehtävien lisäksi hiuksella on merkittävä psykososiaalinen arvo. Potilaat, jotka kokevat hiuslähtöä (alopeciaa) tai liiallista hiuskasvua, kärsivät usein voimakkaasti emotionaalisesti.

Tehokkaiden hiuskasvulääkkeiden kysyntä on luonut monimiljardialan, mutta todella tehokkaita lääkkeitä on saatavilla vähän. Viimeaikaiset edistysaskeleet hiusrakon biologian ja patologian ymmärtämisessä luovat pohjaa tehokkaammille tuleville hoidoille hiuskasvuhäiriöihin.

Hiusterminologia

Seuraavien lääketieteellisten termien tuntemus on välttämätöntä hiusoireiden käsittelyssä:

• Alopecia: Poikkeava hiuslähtö
• Androgeeninen alopecia: Kuvioitu kaljuuntuminen, jonka aiheuttaa geneettisesti alttiiden rakkujen pienentyminen
• Alopecia areata: Laikkuinen hiuslähtö, jonka uskotaan johtuvan autoimmuunireaktiosta
• Pysyvä alopecia: Hiuslähtö, jonka aiheuttaa hiusrakkojen tuhoutuminen
• Anageeni: Hiuskasvusyklin aktiivinen kasvuvaihe
• Anageeniefluvium: Äkillinen hiuslähtö aktiivisen kasvun keskeytymisestä (esim. kemoterapia)
• Bulbus: Alin osa, joka sisältää nopeasti jakautuvia matriisisoluja
• Bulge: Alue, joka sisältää epiteelisiä kantasoluja rakkujen uudistumista varten
• Kataageeni: Regressio- ja surkastumisvaihe
• Klubihius: Täysin keratinoitunut, kuollut hius, joka on telogeenivaiheen tuote
• Hirsutismi: Liiallinen hiuskasvu androgeeniriippuvaisilla alueilla naisilla
• Hypertrichoosi: Liiallinen yleinen hiuskasvu normaaleista kuvioista poikkeavasti
• Miniatyrisoituminen: Ensisijainen prosessi androgeenisessa alopeciassa, joka muuttaa suuret terminaalihiukset pieniksi vellushiuksiksi
• Telogeeni: Hiuskasvusyklin lepovaihe
• Telogeeniefluvium: Liiallinen hiuslähtö lisääntyneestä telogeeniin siirtyvien rakkujen määrästä
• Terminaalihius: Suuret, pigmentoidut hiukset päänahassa ja kehossa
• Vellushius: Lyhyet, pigmentoimattomat hiukset kasvoilla ja kaljulla päänahalla

Hiusrakon rakenne ja toiminta

Hiusrakot vaihtelevat koossa ja muodossaan sijainnista riippuen, mutta niillä on sama perusrakenne. Nopeasti jakautuvat matriisisolut hiusrakon bulbuksessa tuottavat hiusvartalon, jonka pääosan – korteksin – muodostavat hiukselle ominaiset välikuidut ja niihin liittyvät proteiinit.

Matriisisolujen seassa olevat melanosyytit tuottavat pigmenttiä hiusvartaloon. Matriisisolujen erilaistuessa ja liikkuessa ylöspäin ne puristuvat lopulliseen muotoonsa jäykän sisemmän juurituen ansiosta, jonka mitat määräävät suurelta osin hiuksen muodon.

Dermaaliset papilat, jotka koostuvat erikoistuneista fibroblasteista rakon pohjalla, säätelevät matriisisolujen määrää ja siten hiuksen kokoa. Normaali kehitys ja sykli riippuvat vuorovaikutuksesta rakon epiteelin ja mesenkyymisen dermaalin papilan välillä.

Bulge-alue sisältää epiteelisiä kantasoluja – hitaimmin jakautuvia ja pisimpään eläviä epiteelisoluja hiusrakoissa. Nämä solut voivat toimia myös epidermiksen ja talirauhassolujen varastona, muuttaen epidermistä vammojen jälkeen.

Hiusrakot sisältävät useita solutyyppejä, kuten melanosyyttejä, Langerhansin soluja (dendriittisiä antigeenejä esitteleviä soluja) ja Merkelin soluja (erikoistuneita neurosekretorisia soluja). Rakko toimii aistinelimenä ja immunologisena vartijana, havaitsemalla mekaanisia ärsykkeitä ja pintapatogeeneja.

Hiusrakon kehitys

Sikiökehityksen aikana epiteeli ja alla oleva mesenkyymi vuorovaikuttavat muodostaen hiusrakot. Tarkka noin 5 miljoonan hiusrakon jakautuminen ihmiskeholle vahvistuu kohdussa, määrittäen tulevat hiusfenotyypit.

Uusia rakkoja ei muodostu syntymän jälkeen, vaikka rakon koko voi muuttua hormonaalisten vaikutusten alaisena. Sijoittelu ja jakautuminen vahvistuvat morfogeneesin alussa ilmentyvien geenejen avulla, kuten lymfoiditehokasaine 1, luun morfogeneettinen proteiini 4 ja transformoiva kasvutekijä β tyyppi II -reseptori.

Myöhemmin kehityksessä solut, jotka sisältävät homeobox-geenituotteita, ilmestyvät tarkalleen sinne, minne rakot muodostuvat. Morfogeinit kuten sonic hedgehog ja wnt, solunsisäisten signalointimolekyylien kuten β-kateniinin ja lymfoiditehokasaine 1:n kanssa, vaikuttavat uusien hiusrakkojen kypsymiseen.

Hiuskasvusykli: anageeni, kataageeni ja telogeeni

Jokainen hiusrakko kiertää jatkuvasti kolmen vaiheen läpi: kasvu (anageeni), surkastuminen (kataageeni) ja lepo (telogeeni). Näiden siirtymien ohjaavien signaalien ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää hiushoitojen kehittämiselle.

Anageenivaihe (kasvu)

Anageenin alku toistaa hiusrakon kehitystä, alkaen bulgen toissijaisten itusolujen jakautumisella. Dermaalin papilan ja päällä olevan epiteelin välinen vuorovaikutus on kriittinen. Dermaalin papilan tuottamat insuliinin kaltainen kasvutekijä 1 ja fibroblastien kasvutekijä 7 ovat tärkeitä rakon kasvun ylläpitämisessä.

Hiuksen pituus on verrannollinen anageenin kestoon. Päänahan rakot pysyvät anageenissa 2–8 vuotta tuottaen pitkiä hiuksia, kun taas kulmakarvarakot kestävät vain 2–3 kuukautta tuottaen lyhyitä hiuksia. Anageenin päättymistä säätelee fibroblastien kasvutekijä 5, ja epidermaalisen kasvutekijän reseptorit vaikuttavat myös tähän siirtymään.

Kataageenivaihe (surkastuminen)

Kataageenin aikana rakot käyvät läpi ohjelmoidun solukuoleman (apoptoosin) heijastaman hallitun surkastumisen. Rakon melanogeneesi lakkaa, ja jotkut melanosyytit käyvät läpi apoptoosin. Dermaalinen papila tiivistyy ja liikkuu ylöspäin lepäämään bulgen alle.

Jos dermaalinen papila ei saavuta bulgea, rakon sykli pysähtyy pysyvästi, kuten hairless-geenin mutaatioissa. Jotkut rakot tuhoutuvat tulehduksellisten solujen tunkeutumisessa "ohjelmoidussa elinten poistossa", mikä voi selittää joitakin pysyviä alopecioita.

Telogeenivaihe (lepo)

Telogeenin aikana hiusvartalo kypsyy klubihiuksesi, joka lopulta irtoaa kampauksen tai pesun yhteydessä. Useimmat ihmiset menettävät 50–150 päänahkahiusta päivittäin. Telogeeni kestää tyypillisesti 2–3 kuukautta ennen kuin rakot palaavat anageeniin.

Telogeenissä olevien rakkojen prosenttiosuus vaihtelee kehon alueittain: 5–15 % päänahan rakoista verrattuna 40–50 % runkojen rakoista. Lisääntynyt telogeeniprosentti johtaa liialliseen hiuslähtöön, mikä tekee tämän prosentin ylläpitävistä tai vähentävistä lääkkeistä arvokkaita hiuslähtön hoidossa.

Hormonaalinen ja hermostollinen säätely

Useat hormonit säätelevät hiuskasvua, mukaan lukien estrogeenit, kilpirauhashormonit, glukokortikoidit, retinoidit, prolaktiini ja kasvuhormoni. Androgeeneilla on dramaattisimmat vaikutukset dermaalin papilan androgeenireseptoreiden kautta.

Testosteroni ja dihydrotestosteroni lisäävät rakon kokoa androgeeniriippuvaisilla alueilla, kuten parrassa murrosiässä, mutta aiheuttavat myöhemmin pienentymistä päänahan rakoissa (androgeeninen alopecia). Kaljuuntuvassa iässä olevat rakot eroavat androgeenien aineenvaihdunnassa, androgeenireseptorien määrässä ja eritysvasteissa.

Ihosolut sisältävät molemmat 5α-reduktaasin isentsyymit (tyypit I ja II), jotka muuttavat testosteronin tehokkaammaksi dihydrotestosteroniksi. Tyyppi II löytyy hiusrakoista, ja sen estäminen finasteridillä hidastaa androgeenisen alopecian etenemistä.

Hiusrakot ovat runsaasti hermostuneita, ja hermojen uudelleenmuodostus jatkuu koko hiuskasvusyklin ajan. Bulge-alue on erityisen rikas hermopäissä ja Merkelin soluissa, jotka saattavat säädellä rakon jakautumista neurotrofiinien ja neuropeptidien kautta.

Hiuskasvuhäiriöiden ymmärtäminen

Harvoja synnynnäisiä vikoja ja arpeutuvia alopecioita lukuun ottamatta useimmat hiuslähtötapaukset ja haluttomat hiuskasvut heijastavat hiusrakon syklinnän poikkeamia ja ovat teoriassa palautuvia.

Telogeeniefluvium – ohimenevä hiuslähtö, joka liittyy lääkkeisiin, kuumeeseen, endokriinisihin poikkeamiin, synnytykseen, anemiaan ja aliravitsemukseen – tapahtuu, kun lisääntyneet rakot siirtyvät ennenaikaisesti telogeeniin. Tämä tyypillisesti alkaa 2–4 kuukautta laukaisevan tapahtuman jälkeen ja kestää useita kuukausia, ja uudelleenkasvu yleensä seuraa.

Androgeeninen alopecia sisältää peräkkäisten anageenisyklien progressiivista lyhenemistä samanaikaisesti geneettisesti alttiiden rakkujen vähittäisen pienentymisen androgeenien läsnä ollessa. Suuret terminaalihiukset korvautuvat tuskin näkyvillä olevilla vellushiuksilla, vaikka rakot jatkavat sykliä, mikä tekee tästä tilasta mahdollisesti palautuvan.

Nykyiset hoitomuodot ja tulevaisuuden näkymät

Kaksi FDA:n hyväksymää lääkettä hoitavat androgeenistä alopeciata: paikallinen minoksidiililiuos ja suun kautta nautittava finasteridi. Minoksidiili pidentää anageenia, saa lepäävät rakot kasvamaan ja suurentaa rakkoja, vaikka sen tarkka mekanismi on edelleen tuntematon ja vaikutukset vaihtelevat merkittävästi potilaiden välillä.

Finasteridi estää 5α-reduktaasia tyyppi II, alentaen sekä seerumin että ihon dihydrotestosteronipitoisuuksia estääkseen androgeeniriippuvaista pienentymistä. Androgeenien poistaminen ei kuitenkaan tyypillisesti kuitenkaan kumoa pienentymistä, mikä tekee nykyisistä hoidoista usein tehoton edenneissä tapauksissa.

Koska dermaalin papilan tilavuus määrää hiusvarren halkaisijan ja mahdollisesti anageenin keston, poikkeamat täällä voivat olla androgeenisen alopecian taustalla. Tulevaisuuden hoidot, jotka kohdistuvat näihin perusmekanismeihin, antavat lupaavampia mahdollisuuksia tehokkaampaan hiuspalautukseen.

Lähdeinformaatio

Alkuperäisen artikkelin otsikko: The Biology of Hair Follicles.
Kirjoittajat: Ralf Paus, M.D., and George Cotsarelis, M.D.
Julkaisu: The New England Journal of Medicine, Volume 341 Number 7, August 12, 2004
Huomio: Tämä potilasyhteisölle soveltuva artikkeli perustuu vertaisarvioituun tutkimukseen Department of Dermatology, University Hospital Eppendorf, University of Hamburg, Germany and the Department of Dermatology, University of Pennsylvania Medical Center, Philadelphia.