Anatomia i fizjologia skóry - ebook

_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.

All right reserved including the rights of reproduction whole or in part in any form.
Projekt okładki — autorzy

_E-mail:_

[email protected]_

[email protected]_

WYDAWNICTWO JLDA

Biała Podlaska, ul. Zamkowa 14 lok. 5

tel.: +48 83 411 00 20

E-MAIL: [email protected]

www.jlda.euSkóra 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.

Rysunek 1. Przekrój skóry człowieka
Budowa skóry

Rysunek 2. Warstwy skóry człowieka
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).

Rysunek 3. Funkcje skóryNaskórek

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.

Rysunek 4. Warstwy naskórka
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).

Rysunek 5. Połączenia keratynocytów w naskórku
T.J. — POŁĄCZENIE ŚCISŁE
A.B. — STREFA PRZYLEGANIA
D.S. — DESMOSOM
G.J. — POŁĄCZENIE SZCZELINOWE
H.D. — HEMIDESMOSOM (PÓŁDESMOSOM)
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.

Rysunek 6. Warstwy naskórka — preparat mikroskopowy

Rysunek 7. Warstwy naskórka — schemat
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).

Rysunek 8. Warstwy naskórka — powiększenie
Warstwy: b — podstawna, s — kolczysta, g ziarnista, l — jasna, c — rogowa

Rysunek 9. Keratynizacja naskórka
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.

Rysunek 10. Naskórek — Warstwy
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.

Rysunek 11. Warstwa kolczysta
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

Rysunek 12. Warstwy naskórka — pow. 40x
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.

Rysunek 13. Melanocyt
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.