เคราติน คืออะไร?

เคราติน (keratin)เป็นชื่อของโปรตีนที่ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างสำคัญของผิวหนัง, เล็บ, ขน, และเส้นผมของมนุษย์ (และในเขา, นอ, ขน, เกล็ด, และกรงเล็บของสัตว์ชนิดอื่น ๆ หรือแม้กระทั่งในใยแมงมุม)เคราตินมีบทบาทเกี่ยวกับการเสริมสร้างความแข็งแรงของอวัยวะและปกป้องเซลล์เยื่อบุผิวจากการถูกทำร้ายจากสภาวะแวดล้อมที่ไม่เหมาะสม

โครงสร้างของเคราติน : โปรตีนเคราตินที่พบในคนและสัตว์มีกระดูกสันหลังมีโครงสร้างเป็นเส้นใย โดยกรดอะมิโนที่พบมากที่สุดในโครงสร้างของเคราติน คือ ซิสเตอีน (cysteine)ซึ่งซิสเตอีนแต่ละโมเลกุลมีการเชื่อมต่อกันด้วยเป็นพันธะไดซัลไฟด์ (disulfide bond) ซึ่งเป็นพันธะที่แข็งแรงมาก จึงส่งผลให้โปรตีนเคราตินมีความแข็งแรงและทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมได้เป็นอย่างดี

ต้นกำเนิดของเคราติน: โปรตีนเคราตินเป็นถูกสร้างโดยเซลล์ผิวหนังคีราติโนไซต์ (keratinocyte)ซึ่งเป็นเซลล์ต้นกำเนิดของผิวหนังที่พบได้บริเวณชั้นล่างสุดของผิวหนังชั้นนอก (epidermis)

ความแตกต่างและคล้ายคลึงของเคราตินที่อวัยวะต่าง ๆ

• เคราตินบนผิวหนัง: เคราตินที่พบบริเวณผิวหนังชั้นนอก เช่น ที่ฝ่ามือ ฝ่าเท้า มีลักษณะเป็นแผ่นบาง และมีความอ่อนนุ่ม(soft keratin)มากกว่าที่พบบริเวณเส้นผมขน และเล็บ เนื่องจากโมเลกุลของโปรตีนมีพันธะไดซัลไฟด์น้อยกว่า

• เคราตินในเส้นผมและขน: ส่วนเส้นผมและขนที่ยื่นออกมาจากผิวหนัง (hair shaft) มีโปรตีนเคราตินเป็นส่วนประกอบถึง 95 เปอร์เซ็นต์ เคราตินที่พบจัดเป็นชนิดแข็ง (hard keratin) เนื่องจากมีพันธะไดซัลไฟด์จำนวนมาก โดยเคราตินที่บริเวณชั้นนอกสุดของเส้นผม (cuticle) มีการรวมตัวและยึดเกาะกันแน่นจนมีลักษณะเป็นแผ่นคล้ายกระเบื้อง ในขณะที่ชั้นกลาง (cortex) ซึ่งเป็นชั้นที่ใหญ่ที่สุด จะพบเคราตินแบบเส้นใยอัดตัวกันแน่นและพันเป็นเกลียวตามแนวยาวของเส้นผม โดยที่ชั้นนี้จะมีเม็ดสีเมลานิน (melanin) ที่ทำให้เส้นผมมีสีต่าง ๆ ตามเชื้อชาติของแต่ละคนอีกด้วย

• เคราตินในเล็บ: เป็นเคราตินชนิดแข็งเช่นเดียวกับในเส้นผมและขน แต่เส้นใยเคราตินมีการยึดเกาะกันเป็นแผ่นแบนและวางตัวขนานกันตามแนวยาวของเล็บ

คุณสมบัติของเคราติน:

• ไม่ละลายทั้งในน้ำร้อนและน้ำเย็น จึงทำให้ผิวหนังชั้นนอกมีคุณสมบัติป้องกันน้ำ (waterproofproperty)
• ไม่สามารถย่อยสลายได้ด้วยน้ำย่อย (นี่แหละคือสาเหตุที่ทำให้ก้อนขนที่เจ้าเหมียวขย้อนออกมายังมีสภาพสมบูรณ์)

ปัจจัยควบคุมการสร้างโปรตีนเคราติน:

การสร้างโปรตีนเคราตินในมนุษย์ถูกควบคุมโดยปัจจัยทั้งภายในและภายนอก ได้แก่ พันธุกรรม, ฮอร์โมน, สารอาหาร, รังสียูวี, การเกิดบาดแผล, และสารเคมีต่าง ๆ

ตัวอย่างโรคที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติของการสร้างเคราติน

ความบกพร่องของยีนที่เกี่ยวข้องกับการสร้างเคราตินอาจเป็นสาเหตุของโรคต่าง ๆ ได้ อาทิ

• โรคดักแด้ (Epidermolysis Bullosa) ซึ่งการกลายพันธุ์ของยีนมีผลให้ผิวหนังแห้ง เปราะบางอย่างรุนแรงตั้งแต่กำเนิด และผิวหนังจะมีลักษณะพุพองมากขึ้นหากเกิดการเสียดสี
• โรคผิวหนังเกล็ดปลา (Epidermolytic hyperkeratosis) ที่พบการสร้างเคราตินมาผิดปกติเนื่องจากการกลายพันธุ์ของยีน ทำให้ผิวหนังมีลักษณะแข็งคล้ายหิน

สำหรับโรคที่มีสาเหตุจากสิ่งแวดล้อมที่สามารถส่งผลต่อเซลล์คีราติโนไซต์ คือ มะเร็งผิวหนังชั้นกำพร้า (Keratinocyte carcinoma) ซึ่งมักพบได้บ่อยในกลุ่มคนผิวขาว มีสาเหตุจากการได้รับรังสียูวีที่มากเกินไปจนยีนที่เกี่ยวข้องกับการแบ่งตัวของเซลล์คีราติโนไซต์เกิดการกลายพันธุ์จนทำให้เกิดการแบ่งตัวที่ผิดปกติและกลายเป็นมะเร็ง