Bezpłatny fragment - Anatomia i fizjologia skóry

Kopiowanie, przedrukowywanie i rozpowszechnianie całości lub fragmentów niniejszej pracy bez zgody właścicieli praw autorskich zabronione.

Publikacja ta jest dziełem twórców. Prosimy, abyś przestrzegał praw, jakie im przysługują.

Nie publikuj jej w Internecie bez zgody autorów. Jeśli cytujesz jej fragmenty, nie zmieniaj ich treści i koniecznie zaznacz, czyje to dzieło. A kopiując jej część, rób to jedynie na użytek osobisty.

Szanujmy cudzą własność i prawo.

Projekt okładki — autorzy

E-mail:

a.michalska@jlda.eu

l.zakrzewski@jlda.eu

Wydawnictwo JLDA

Biała Podlaska, ul. Zamkowa 14 lok. 5

tel.: +48 83 411 00 20

E-MAIL: info@jlda.eu

www.jlda.eu

Skóra człowieka

Skóra (łac. cutis, gr. derma) to największy narząd, którego powierzchnia u człowieka wynosi 1,5—2 m², a grubość 0,5—5 mm.

Natomiast masa wraz z tkanką podskórną wynosi ok. 18–20 kg

(masa naskórka — ok. 0,5 kg, masa skóry właściwej — ok. 3,5 kg). Skóra to narząd unaczyniony i unerwiony.

W 1 mm3 skóry może znajdować się około 650 gruczołów potowych, 65 cebulek włosowych, 17,4 m naczyń krwionośnych, 71,3 m włókien nerwowych oraz tysiące komórek czuciowych, zakończeń nerwowych i dendrytycznych komórek odpornościowych Langerhansa.

Budowa skóry

Skóra składa się z trzech warstw:

— naskórka,

— skóry właściwej,

— tkanki podskórnej (luźnej tkanki łącznej, tkanki tłuszczowej).

Wytworami (przydatkami) skórnymi są:

— gruczoły skórne: łojowe, potowe, mleczne

— paznokcie

— włosy

Funkcje skóry

— Stanowi barierę ochronną przed czynnikami środowiskowymi:

• fizycznymi (temperatura, promieniowanie UV),

• chemicznymi,

• biologicznymi (bakterie, wirusy, grzyby chorobotwórcze),

• mechanicznymi;

— Bierze udział w eliminacji substancji powstałych w procesach metabolicznych ustroju;

— Uczestniczy w czynności wydzielniczej — wydziela hormony (np. histaminę);

— Bierze udział w percepcji wrażeń zmysłowych (posiada liczne receptory czucia dotyku, ucisku, bólu i temperatury);

— Reguluje temperaturę organizmu;

— Reguluje równowagę wodno-elektrolitową organizmu;

— Uczestniczy w metabolizmie białek, lipidów i węglowodanów oraz witamin (witamina D3);

— Uczestniczy w procesach immunologicznych ustroju;

— Wytwarza peptydy antybakteryjne (defensyny);

— Bierze udział w resorpcji (wchłanianiu) niektórych związków chemicznych (witamin rozpuszczalnych w tłuszczach: A, D, E i K oraz hormonów);

— Bierze udział w melanogenezie (wytwarzaniu barwników skórnych-melanin).

Naskórek

Naskórek (łac. epidermis) to nabłonek wielowarstwowy płaski rogowaciejący, który jest oddzielony błoną podstawną od skóry właściwej. Naskórek ulega procesom złuszczania (proces keratynizacji) oraz bierze udział w tworzeniu wytworów skóry (włosów, paznokci, gruczołów potowych i łojowych). Podstawowe komórki naskórka to keratynocyty (komórki nabłonkowe). Naskórek nie posiada naczyń krwionośnych i limfatycznych.

Keratynocyty stanowią 95% komórek naskórka. Wytwarzają one:

— białko keratynę,

— defensyny (białka antybakteryjne),

— cytokiny (białka uczestniczące w procesach immunologicznych i zapalnych):

— immunostymulujące (IL-1, IL-6, IL-8)

— immunosupresyjne (TNFα — pobudza podziały komórek, TNFβ — pobudza różnicowanie komórek)

Połączenia keratynocytów w naskórku

Keratynocyty łączą się:

— ze sobą za pomocą desmosomów,

— z błoną podstawną za pomocą hemidesmosomów
(półdesmosomów).

Połączenia międzykomórkowe dzielą się na trzy typy:

— połączenia mechaniczne,

— połączenia barierowe,

— połączenia komunikacyjne.

Połączenia mechaniczne

Desmosom pasowy (strefa przylegania)

— Jest to ciągły pas biegnący wokół komórki.

— Odległości pomiędzy błonami sąsiednich komórek wynoszą 15 — 35 nm.

— Przestrzeń pomiędzy błonami wypełniona jest delikatnym włóknistym materiałem (zawierającym kadheryny).

— Po stronie cytoplazmatycznej znajduje się skupienie elektronowo gęstego materiału (obecność winkuliny, plakoglobiny oraz wiązek mikrofilamentów).

— Desmosom pasowy występuje głównie w tkance nabłonkowej (nabłonki jednowarstwowe walcowate), a także w kardiomiocytach i komórkach mięśni gładkich.

— Strefa przylegania jest plastyczna (dynamiczna) dzięki połączonym z nią mikofilamenom.

— Strefy przylegania są zaangażowane w procesy morfogenezy (zmiany kształtu zespołów komórkowych), np. w czasie neurulacji (formowania się cewki nerwowej).

Kadheryny decydują o zwartym spięciu komórek.

— Należą do grupy białek CAM (Cell Adhesion Molecules), są wapniozależne.

— Są to transbłonowe glikoproteiny odgrywające kluczową rolę w adhezji komórkowej.

— Ich cytoplazmatyczna domena tworzy molekularny kompleks z cytoszkieletem (zwłaszcza z aktyną).

Desmosom

— Najsilniejsze mechaniczne połączenie międzykomórkowe (zatrzaski spinające sąsiednie komórki).

— Najczęściej występują w nabłonkach wielowarstwowych. Ogólnie — we wszystkich tkankach narażonych na czynniki mechaniczne (np. pomiędzy keratynocytami)

— Od strony cytoplazmatycznej znajdują się płytki desmosomalne, zbudowane z plakoglobiny, desmoplakiny I i II, desmokalminy; połączone z błoną komórkową przy pomocy desmogleiny i desmokoliny.

— W przestrzeni międzybłonowej (około 30 nm) występują włókna o średnicy 8 — 12 nm, które łączą błony sąsiednich komórek; włókna te budowane są przez kilka typów białek (głównie desmokolina I, II i III).

— Od strony cytoplazmy do płytek desmosomalnych docierają (i łączą się z nimi) filamenty pośrednie (keratynowe, desminowe itp.).

— Komórki guzków nowotworowych są pozbawione desmosomów, co jest jedną z przyczyn powstawania przerzutów.

— Łuszczyca objawia się przejściowym lub stałym upośledzeniem ekspresji (syntezy) białek desmosomalnych w komórkach.

Hemidesmosom (półdesmosom)

— Łączy komórki nabłonkowe z błoną podstawną.

— Składa się z pojedynczej płytki desmosomalnej (połączonej z filamentami pośrednimi).

Białka spinające płytkę desmosomalną z błoną podstawną nie są takie same jak w zwykłym desmosomie; są to integryny.

Integryny

— Są to transbłonowe glikoproteiny stanowiące łącznik pomiędzy macierzą zewnątrzkomórkową, a cytoplazmatyczną.

— Strukturalnie są heterodimerami (posiadają większy łańcuch α oraz mniejszy łańcuch β).

— Ich obecność jest niezbędna w prawidłowym rozwoju narządów i organizmów.

Połączenia barierowe

Połączenia ścisłe

— Błony sąsiednich komórek są połączone na całej długości (zespolenie zewnętrznych warstw — białka błonowe sąsiednich komórek są ściśle połączone ze sobą).

— Białka układają się gęsto obok siebie i oplatają komórki wokół (tworząc wiele „sznurów korali”).

— Stanowią barierę dla dyfuzji białek i lipidów w płaszczyźnie błony.

— Całkowicie uszczelniają przestrzeń międzykomórkową, wymuszają transport przez błonę i cytoplazmę komórek).

— Stanowią fizjologiczną barierę krew-mózg.

— Zapewniają szczelność nabłonka w ścianach pęcherza moczowego (mocz ma inny skład chemiczny niż krew i płyny tkankowe).

— Połączenia ścisłe pozwalają komórkom nabłonkowym na tworzenie bariery dla dyfuzji substancji rozpuszczalnych.

Połączenia przegrodowe

— Występują tylko u bezkręgowców.

— Sąsiednie błony komórkowe połączone są mostkami białkowymi, które ograniczają przegrody.

— Przegrody zapewniają uszczelnienie przestrzeni międzykomórkowej.

Połączenia komunikacyjne

— Umożliwiają przenikanie jonom i małym cząsteczkom z komórki do komórki.

— Synapsy i mostki międzykomórkowe pełnią funkcje podobną do połączenia szczelinowego.

Połączenia szczelinowe (neksus)

— Jest to najbardziej rozpowszechniony typ połączeń międzykomórkowych (występuje we wszystkich tkankach).

— Charakteryzuje się obecnością kanałów przepuszczających substancję do 1KD (np. jony, cukry, aminokwasy, nukleotydy, CAMP, hormony, witaminy); nie przenikają substancje wielkocząsteczkowe jak białka i kwasy nukleinowe.

— Obszary błon pokryte są nieregularnie lub heksagonalnie ułożonymi cząstkami białkowymi (koneksonami o średnicy 8 nm); obszary te mają zróżnicowaną wielkość.

— Konekson składa się z 6 ułożonych obwodowo podjednostek białkowych (zbudowanych z koneksyny); przez centrum biegnie kanał koneksonu o średnicy 1,5 nm.

— Połączenia szczelinowe mogą się zamykać lub otwierać (przy podwyższonym poziomie jonów Ca2+, Mg2+ i niskim pH następuje zamknięcie).

Koneksyna

— Białko o konserwatywnym charakterze (wszystkie znane typy koneksyn są podobne; w 60% takie same pod względem sekwencji aminkwasów).

— W jednej komórce możliwa jest ekspresja kilku typów koneksyn (np. w hepatocytach 2 typy, a w komórkach naskórka aż 5 typów).

Warstwy naskórka

Keratynocyty układają się w naskórku w 5 warstw.

Idąc od błony podstawnej są to:

— warstwa podstawna (łac. stratum basale) — najgłębiej położona część naskórka.

— warstwa kolczysta (łac. stratum spinosum);

— warstwa ziarnista (łac. stratum granulosum);

— warstwa jasna, inaczej świetlana (łac. stratum lucidum) (tylko w grubym naskórku, np. podeszwy);

— warstwa rogowa naskórka (łac. stratum corneum), (warstwa zbita i złuszczająca się)

Warstwa podstawna i kolczysta to warstwy żywe. Nazywa się je łącznie warstwą rozrodczą (stratum germinativum) albo strefą Malpighiego.

Warstwa rogowa to warstwa martwych, zrogowaciałych komórek, które w procesie keratynizacji wypełniły się keratyną.

Keratynizacja naskórka to proces rogowacenia zapoczątkowany w warstwie kolczystej naskórka, który charakteryzuje się zmianami biochemicznymi prowadzącymi do zmian strukturalnych komórki. Obserwowany jest w warstwie ziarnistej, jasnej a przede wszystkim rogowej.

Proces keratynizacji polega na wypełnianiu nabłonkowych komórek keratyną. Prowadzi do utraty jądra komórkowego w keratynocytach i pojawienia się zrogowaciałych, spłaszczonych, martwych komórek, tzw. korneocytów, które się złuszczają i odpadają. Na ich miejsce powstają nowe pokolenia komórek. •

— Proces keratynizacji odbywa się nieprzerwanie.

— Czas przejścia komórek z warstwy podstawnej do warstwy rogowej to około 28—30 dni. Z wiekiem proces ten wydłuża się i może trwać nawet 60 dni. W niektórych chorobach czas przejścia komórek warstwy rozrodczej do rogowej może być znacznie krótszy (może trwać zaledwie kilka dni). Taka wzmożona proliferacja naskórka występuje na przykład w łuszczycy.

— Rogowacenie komórek jest przykładem procesu apoptozy (zaprogramowanej śmierci komórki).

Warstwa podstawna

Warstwa podstawna (łac. stratum basale) warstwa rozrodcza zawierająca jeden rząd żywych, podłużnych komórek o dużych jądrach, leżących bezpośrednio na błonie podstawnej. W warstwie rozrodczej zachodzą podziały mitotyczne, dostarczające nowych komórek, stopniowo przesuwających się ku górze. Komórka podstawna dzieli się na dwie komórki potomne. Jedna z nich przechodzi do warstwy kolczystej.

W warstwie podstawnej są obecne prekursory keratyny — cytokeratyny i tonofibryle, z których w procesie keratynizacji powstaje keratyna. Komórkami charakterystycznymi dla tej warstwy są komórki Merkla będące receptorami czucia, komórki Langerhansa, stanowiące część układu immunologicznego skóry oraz melanocyty, wytwarzające melaninę.

Warstwa kolczysta

Warstwa kolczysta (łac. stratum spinosum) naskórka jest najgrubsza. Jej kształt i struktura zależą od położenia keratynocytów. Składa się z luźno połączonych ze sobą kilku do kilkunastu (do 12) rzędów komórek zawierających duże jądra, ulegające stopniowemu spłaszczeniu. Komórki warstwy kolczystej nie dzielą się u dorosłych, natomiast dzielą się u dzieci.

W warstwie kolczystej komórka potomna powoli rozpoczyna proces różnicowania w korneocyt. W warstwie tej swój początek ma synteza białek wchodzących w skład płytki rogowej. Komórki ściśle przylegają do siebie łącząc się desmosomami. Pomiędzy komórkami znajduje się substancja mukopolisacharydowo-białkowa — desmogleina. W szczelinach znajdują się wypustki melanoctytów i komórek Langerhansa

— Warstwa ta jest konstrukcją oporową nadającą skórze spoistość i jędrność.

— Naskórek kobiet zawiera mniejszą liczbę pokładów komórek w warstwie kolczystej niż naskórek mężczyzn.

Warstwa ziarnista

Warstwa ziarnista (łac. stratum granulosum) składa się z kilku rzędów wrzecionowatych komórek o spłaszczonych jądrach, wypełnionych ziarnami keratohialiny i tonofibryli. W warstwie ziarnistej następuje rozpad organelli komórkowych oraz ich zanik. Powstają ciała blaszkowate, które zostają wypchnięte do przestrzeni międzykomórkowych. Po obumarciu jądra i cytoplazmy z keratohialiny i tonofibryli tworzy się keratyna.

Charakterystyczne dla tej warstwy są ciałka Odlanda (keratynosomy) zwane ciałkami blaszkowatymi, które wytwarzają lipidy, m.in. glikofosfolipid (GFL) uwalniany w czasie obumierania powierzchniowych keratynocytów. GFL tworzy cement międzykomórkowy, który jest odpowiedzialny za spajanie łuski rogowej. W warstwie ziarnistej cytoplazma wypełniona jest ziarnistościami zawierającymi specyficzne białka. Zawarte są w niej takie białka jak: inwolukryna, lorikryna i kornifina.

Białka i glikolipidy wydostają się z keratynocytów tworząc białkowo-lipidową barierą Reina, odpowiedzialną za nieprzepuszczalność wody przez naskórek. Dzięki temu nie dochodzi do utraty wody w skórze. Warstwy naskórka pod barierą Reina są bardzo dobrze nawodnione (mają ok. 70% wody). Natomiast warstwy naskórka nad barierą Reina są ubogie w wodę (10%).

Bariera Reina

Bariera Reina jest przepuszczalna dla:

— gazów,

— substancji rozpuszczonych w tłuszczach — witamin: A, D, E, K, F,

— prowitamin,

— witaminy B5,

— enzymów,

— aminokwasów,

— substancji bioaktywnych,

— glukozy,

— promieni UV (ultrafioletowych),

— hormonów, fitohormonów,

— promieni IR (podczerwonych),

— szkodliwych substancji (ołów, nikotyna, rtęć, mocne kwasy, zasady.

Warstwa jasna

Warstwa jasna (łac. stratum lucidum) nazywana jest warstwą przejściową. Jest silnie kwasochłonna, składa się z kilku warstw komórek. Organelle i jądra komórkowe stopniowo zanikają.

— Warstwa jasna występuje tylko w grubym naskórku, na przykład w opuszkach palców.

— W warstwie tej rozpoczyna się proces przekształcenia keratohialiny iinnych składników keratynocytów w naturalny czynnik nawilżający NMF (Natural Moisturizing Factor).

— Komórki tej warstwy są już silnie spłaszczone, zawierają białko załamujące światło zwane eleidyną. Stąd też warstwa ta jest nieprzepuszczalna dla światła.

Warstwa rogowa

Warstwa rogowa (łac. stratum corneum) zbudowana jest z kilku warstw bezjądrzastych i mocno spłaszczonych komórek, tzw. korneocytów mających postać łuseczek rogowych. Komórki tej warstwy stale oddzielają się od siebie i złuszczają dzięki zanikowi połączeń międzykomórkowych.

W warstwie rogowej wyróżnia się:

— warstwę zbitą o silnie przylegających do siebie komórkach w postaci płytki rogowej,

— warstwę wierzchnią złuszczającą o luźno ułożonych komórkach, stopniowo od siebie się oddzielających.

Na powierzchni warstwy rogowej znajduje się płaszcz lipidowy (PTS), który jest mieszaniną łoju wydzielanego przez gruczoły łojowe oraz lipidów pochodzących z komórek naskórka. Kwaśny odczyn powierzchni skóry zabezpiecza przed uszkadzającymi czynnikami chemicznymi, bakteriami i grzybami.

Warstwa rogowa skóry składa się z:

— Keratyny (białko) (58%),

— NMF — naturalny czynnik nawilżający (30%),

— lipidów, które stanowią spoiwo (cement międzykomórkowy) łączące komórki warstwy rogowej (11%).

Cement międzykomórkowy powstaje w warstwie kolczystej i ziarnistej. Zabezpiecza skórę i cały organizm przed wniknięciem obcych substancji z otoczenia. Ponadto decyduje o zatrzymaniu wody w naskórku oraz zapewnia miękkość i elastyczność skóry.

Lipidy warstwy rogowej to:

— ceramidy (40%),

— cholesterol (25%),

— siarczan cholesterolu (10%),

— kwasy tłuszczowe (25%).

Ceramidy

Funkcja ceramidów:

— stanowią składowy element cementu międzykomórkowego,

— nadają elastyczność i termostabilność skórze,

— chronią przed utratą wody,

— chronią przed wpływem czynników zewnętrznych (słońce, mróz, wiatr),

Głównym składnikiem ceramidów są niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe NNKT (74%). Wśród nich występuje m.in.: kwas alfa — linolenowy, kwas gama — linolenowy, kwas linolowy, kwas arachidonowy. Źródłem tych kwasów są oleje z: kiełków zbóż, awokado, pestek winogron, orzechów laskowych i wiesiołka.

Niedobór ceramidów powoduje wrażliwość, suchość i szorstkość skóry.

Kosmetyki z ceramidami polecane są dla:

— osób starszych z oznakami niedoboru lipidów (w tym NNKT),

— osób mających wrażliwą, suchą, szorstką oraz atopową i łuszczycową skórę,

— małych dzieci przy odparzeniach i podrażnieniach,

— po intensywnej ekspozycji skóry na promienie UV, — osób, które mają zniszczone włosy.

Funkcja naskórka

Naskórek:

— Odpowiada za wygląd i stan zdrowotny skóry;

— Ochrania skórę przed utratą wilgotności (zatrzymuje wodę w skórze) i penetracją substancji chemicznych i mikroorganizmów;

— Odpowiada za syntezę lipidów;

— Chroni komórki przed działaniem wolnych rodników tlenowych, które powstają podczas działania na skórę promieniowania UV;

— Produkuje glikozaminoglikany i ceramidy;

— Tworzy linie papilarne będące cechą indywidualną każdego osobnika

Melanocyty

Melanocyty — komórki gwiaździste warstwy podstawnej naskórka wytwarzające barwnik melaninę o działaniu ochronnym:

• Melanocyty wywodzą się z neuroektodermy;

• Leżą w warstwie podstawnej naskórka i pozostają w kontakcie z błoną podstawną (1000/cm2);

• Tworzą liczne długie wypustki, wnikające pomiędzy keratynocyty;

• Cytoplazma melanocytów zawiera premelanosomy i melanosomy wytwarzające melaninę z aminokwasu tyrozyny;

• Melanina ulega polimeryzacji i połączeniu z białkiem;

• Kompleksy melanoproteinowe przesuwają się wzdłuż wypustek i są przekazywane do keratynocytów w-wy podstawnej i kolczystej (endocytoza);

• Liczba melanocytów jest stała, różnią się genetycznie uwarunkowanym stopniem aktywności i rodzajem wytwarzanej melaniny;

• Czynność melanocytów kontrolowana jest przez przysadkowy hormon — melanotropinę (MSH) oraz hormon szyszynki — melatoninę.

Melanina przechodzi z wypustek melanocytów, które wnikają pomiędzy keratynocyty do komórek warstwy kolczystej.

Melanogeneza

Melanogeneza to proces powstawania melanin, polegający na przekształceniu L-tyrozyny w wielopostaciowe i wielofunkcyjne biopolimery z udziałem enzymu tyrozynazy.

W procesie melanogenezy wyróżnia się:

— eumelanogenezę — synteza eumelaniny (melanina czarna i brązowa),

— feomelanogenezę — synteza feomelaniny (melanina żółta i czerwona),

— Mieszanina eu- i feomelaniny to melanina mieszana,

— Feomelanina dominuje u ludzi rudych.