Agnieszka Michalska
Leszek Zakrzewski

Anatomia i fizjologia skóry

Skrypt dla studentów kosmetologii

© Agnieszka Michalska, 2020

© Leszek Zakrzewski, 2020

Anatomia i fizjologia skóry. Skrypt dla studentów kosmetologii, trychologii i innych kierunków z zakresu nauk medycznych i nauk o zdrowiu. Książka przeznaczona jest również dla słuchaczy szkół policealnych i techników na kierunkach technik usług kosmetycznych, fryzjer i innych pokrewnych.

ISBN 978-83-8245-013-2

Książka powstała w inteligentnym systemie wydawniczym Ridero

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:

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.

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 skóry

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.

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.

Koniec darmowego fragmentu książki.

Zachęcamy do zakupu pełnej wersji.