Keratin: Det strukturelle protein i hud, hår og negle

Keratin er en familie af fibrøse strukturelle proteiner, kendt som skleroproteiner, der danner det vigtigste strukturelle materiale i epidermis, hår, negle og analoge strukturer som horn, fjeder og klør. Dets hårdhed og uopløselighed gør det ideelt til beskyttelsesfunktioner.

Typer af keratin

• Alpha-keratin (α-keratin): Findes hos pattedyr. Dens struktur bygger på coiled-coil dimerer, der samles til intermediære filamente (IFs). Egenskaberne varierer fra bløde (hud) til hårde (hår, negle), i stor grad bestemt af graden af cystein-krydsbinding via disulfidbindinger.
• Beta-keratin (β-keratin): Findes hos fugle og krybdyr. Den har en β-skuffe-struktur, hvilket gør den hårdere og mere rigig, egnet til fjeder, skjold, næb og klør.

Vesentlige egenskaber

• Høj mekanisk styrke og modstandsevne.
• Uopløselig i vand og de fleste oplosningsmidler.
• Vandafvisende, især i stratum corneum hvor en lipiddig matrix forbedrer barrierfunktionen.
• Elastisitet varierer; hårdt keratin har lav elastisitet pga. omfattende krydsbinding.
• Biologisk kompatibel og nedbrydelig.

Biologiske roller

• Epidermis (stratum corneum): Keratinocytter gennemgår terminal differentiering for at danne det fornetede hylster – et komposit af keratin intermediære filamente, krydsblevne proteiner og lipider. Dette skaber den primære barrier mod vandtab, patogener, UV-stråling og kemikalier.
• Hårsaksen: Korteksten består af justerede keratinfilamenter indlejret i en høj-cystein matrix, der giver styrke og tekstur. Kutikulaen består af overlappende skæl, der beskytter korteksten.
• Neglepladen: Lavet af hårdt α-keratin med lavt svovlindhold, der danner et rigigt beskyttelsesskjold for de distale fingre.

Klinisk relevans

• Genetiske hudlidelser: Mutationer i keratingener (f.eks. KRT1, KRT10, KRT14, KRT5) forårsager ichtyose og epidermolysis bullosa.
• Hårlidelser: Monilethrix (KRT81, KRT83, KRT86) og trichorrhexis nodosa.
• Negledystrofier: Pachyonychia congenita (KRT6a, KRT6b, KRT16, KRT17).
• Diagnostisk markør: Keratinekspression bruges immunohistokemisk til at identificere epitelial oprindelse i tumorer (carcinomer).