Читать книгу Kosmetologia t. 1 - Группа авторов - Страница 50

Najbardziej zewnętrzną warstwą skóry jest naskórek (łac. epidermis), zbudowany z nabłonka wielowarstwowego płaskiego rogowaciejącego. Ze względu na fakt, że żywe komórki, otoczone błonami komórkowymi (ale nie ścianami), mogą przetrwać tylko w środowisku wodnym, najbardziej zewnętrzne warstwy komórek, sąsiadujące z powietrzem, muszą być martwe. Dlatego nie mogą się one odtwarzać, w miarę uszkadzania więc złuszczają się i są wciąż zastępowane przez coraz to nowsze pokłady komórek powstających przez podziały w najgłębszej warstwie. W efekcie komórki naskórka (określane jako keratynocyty) stopniowo przechodzą od warstwy najgłębszej, rozrodczej, do najbardziej zewnętrznej, zrogowaciałej, co trwa 20–30 dni w zależności od grubości naskórka i wieku badanej osoby. Grubość naskórka wynosi od 0,1 mm (np. na powiekach i narządach płciowych) do ponad 2 mm (np. na wewnętrznej powierzchni dłoni czy podeszwach stóp).

■ Budowa i funkcje poszczególnych warstw naskórka

W budowie histologicznej naskórka wyróżnia się kilka warstw różniących się budową i funkcjami (ryc. 6.4).

Warstwa podstawna (stratum basale) leży najgłębiej, bezpośrednio na błonie podstawnej. Jest to pojedyncza warstwa cylindrycznych komórek o dużych, owalnych jądrach komórkowych ułożonych prostopadle do błony podstawnej. Komórki te połączone są ze sobą desmosomami, a z błoną podstawną hemidesmosomami i przyczepami ogniskowymi. Dzielą się mitotycznie w ten sposób, że jedna z komórek potomnych pozostaje związana z błoną podstawną, a druga traci z nią kontakt, jednocześnie przechodząc do warstwy kolczystej. Niezależnie od zdolności do podziałów 10% komórek warstwy podstawnej to komórki o cechach komórek macierzystych. Już w komórkach warstwy podstawnej keratynocyty zaczynają syntezę białek keratynowych.

Warstwa kolczysta (stratum spinosum) może mieć grubość od dwóch–trzech do kilkunastu pokładów komórek. Stopniowo coraz bardziej na zewnątrz zmieniają one kształt z wieloboków o wszystkich wymiarach zbliżonych, do coraz bardziej spłaszczonych równolegle do błony podstawnej. Podobnie zmienia się kształt jąder komórkowych. Komórki łączą się między sobą desmosomami, od których pochodzi nazwa tej warstwy (tworzą charakterystyczne kolce między komórkami w obrazie mikroskopowym). W komórkach trwa zapoczątkowana w warstwie podstawnej synteza białek.

W piśmiennictwie sprzed ponad 50 lat warstwę kolczystą określano jako warstwę Malpighiego. Obecnie piśmiennictwo kosmetologiczne nazwę tę wskrzesza, ale z jakiegoś powodu zwykle w odniesieniu do łącznie warstw podstawnej i kolczystej.

Rycina 6.4.

Budowa naskórka grubego: a – warstwa podstawna; b – warstwa kolczysta; c – warstwa ziarnista; d – warstwa jasna; e – warstwa rogowa.

Warstwa ziarnista (stratum granulosum) jest najbardziej interesująca z punktu widzenia biochemii i fizjologii. W niej właśnie odbywa się najintensywniejsza synteza i ostateczny montaż elementów białkowych i lipidowych budujących barierę naskórkową. Warstwa ta złożona jest zwykle z dwóch–trzech pokładów żywych, silnie spłaszczonych komórek, w obrazie mikroskopowym w przekroju poprzecznym są one wrzecionowate. Silnie spłaszczone jest też jądro komórkowe, które w bardziej zewnętrznych pokładach zaczyna zanikać. Cytoplazma wypełniona jest ziarnistościami, od których pochodzi nazwa warstwy, będących pęcherzykami wydzielniczymi dwóch rodzajów. Są to ciała lamelarne (blaszkowate) i ziarna keratohialiny. W ciałach lamelarnych gromadzą się substancje o charakterze lipidowym, takie jak fosfolipidy, glikosfingolipidy, ceramidy, wolne kwasy tłuszczowe, cholesterol i jego pochodne. Substancje te zostają wydzielone na zewnątrz komórek i w przestrzeni międzykomórkowej tworzą blaszki lipidowe tworzące tzw. otoczkę lipidową o grubości 5 nm i budowie przypominającej podwójne błony komórkowe, między którymi leży dodatkowa warstwa lipidów. Właśnie ta otoczka lipidowa, zbudowana z substancji o charakterze hydrofobowym, jest podstawowym czynnikiem zabezpieczającym przed naskórkową utratą wody (TEWL – transepidermal water loss). Ziarna keratochialiny natomiast zawierają białka, przede wszystkim trichohialinę oraz profilagrynę. Jest to białko bogate w histydynę oraz cystynę, prekursor filagryny. Po uwolnieniu tych białek zapoczątkowują one proces keratynizacji, czyli wiązania filamentów keratynowych, syntetyzowanych już od warstwy podstawnej, w pęczki. Proces ten mediuje enzym transglutaminaza naskórkowa, wytwarzająca wiązania krzyżowe między zmodyfikowanymi cząsteczkami lizyny w różnych cząsteczkach keratyny (powszechnym błędem jest utożsamianie procesu keratynizacji z całym przechodzeniem komórek przez wszystkie warstwy). Do tak powstałych pęczków keratynowych dołączają cząsteczki innych białek, przede wszystkim lorikryna (odkładana od strony błony komórkowej, stanowi 80% obecnych tam białek), inwolukryna, elafina, cystatyna, desmoplakina, enwoplakina, białka SPR (small proline rich), aby utworzyć otoczkę komórkową (rogową) o grubości 15 nm.

Łącznie obie otoczki – komórkowa i lipidowa – zapewniają twardość i odporność mechaniczną naskórka, przy jednoczesnym zapobieganiu utracie wody. Funkcje te są realizowane wyłącznie przy nienaruszonym i w pełni rozwiniętym naskórku. Dlatego np. przez skórę płodów woda się przesącza, składając się na płyn owodniowy. Z tej samej przyczyny nie są higieniczne zbyt częste kąpiele, zwłaszcza z użyciem mydeł czy szamponów, które niszczą barierę wodną naskórka.

Bariera naskórkowa, ze względu na swoją skuteczność, stanowi problem przy próbie podawania substancji z zewnątrz w postaci maści czy kremów. Szansę na przejście bariery mają substancje rozpuszczalne w tłuszczach i zbudowane z cząsteczek mniejszych niż 5000 Daltonów (Da).

Dla porównania: kwas hialuronowy ma masę cząsteczkową powyżej 100 000 Da, kolagen – powyżej 200 000 Da, nie ma zatem możliwości, żeby jako składniki kremów mogły tę barierę pokonać (oczywiście nawet wprowadzone innymi sposobami nie zostaną usieciowane). Dlatego rozwinięto techniki farmakologiczne omijania bariery naskórkowej (od mikronizacji składników do zamykania ich w liposomach) i zabiegowe – czasowego jej uszkadzania (od dawnej mezoterapii do elektroporacji, naświetleń UV, abrazji chemicznej i mechanicznej)1.

W zasadzie bezpośrednio po zbudowaniu otoczek i apoptozie komórek warstwy ziarnistej zaczyna się proces degradacji białek otoczki komórkowej. Szczególnie filagryna ma małą trwałość, po 2–3 dobach ulega już rozpadowi do pojedynczych aminokwasów. Powstające tak cząsteczki histydyny przekształcane są do kwasu urokainowego, kwas glutaminowy do piroglutaminowego, arginina do cytruliny. Aminokwasy i ich metabolity mieszają się z mocznikiem i kwasem mlekowym, a także z potem i łojem przenikającymi z powierzchni naskórka. Wszystkie te substancje łącznie stanowią tzw. naturalny czynnik nawilżający (NMF – natural moisturizing factor). Z punktu widzenia farmakologii mieszanina ta jest humektantem – wiąże wodę, pobierając ją zarówno z atmosfery, jak i głębszych warstw naskórka.

Sfałdowanie skóry na palcach po długiej kąpieli to konsekwencja związania dużej ilości wody i wzrostu objętości naskórka, część źródeł sugeruje również kontrolę tego zjawiska ze strony układu nerwowego.

Skład NMF zmienia się wraz ze stanem fizjologicznym organizmu i czynnikami środowiska, takimi jak temperatura.

Warstwa zrogowaciała (stratum corneum) to, w odróżnieniu od poprzednich trzech, warstwa martwych komórek. Komórki zewnętrznych pokładów warstwy ziarnistej przechodzą apoptozę i już jako komórki martwe trafiają do warstwy zrogowaciałej. Są silnie spłaszczone, zachodzą na siebie w kolejnych pokładach, wypełnione są białkami otoczki komórkowej i wciąż pozostają spojone desmosomami, choć ich organelle komórkowe uległy już degradacji. Komórki te określa się jako płytki rogowe (squamulae corneae). Warstwa zrogowaciała dzieli się na warstwę zwartą i złuszczającą się, w której desmosomy ulegają już rozpadowi i przestają utrzymywać komórki.

W naskórku grubym, nieowłosionym, może być ponadto widoczna sąsiadująca z warstwą ziarnistą warstwa jasna (stratum lucidum), która w mikroskopie optycznym jest widoczna jako jednolita, przejrzysta warstwa, bez widocznych granic między komórkami.

W warstwie zrogowaciałej namnażają się bakterie i inne organizmy, stanowiące naturalną i prawidłową florę. Ich opis zamieszczono w rozdziale 7.

■ Dodatkowe funkcje komórek naskórka

Keratynocyty budujące opisane warstwy naskórka oraz jego barierę wodną nie są jedynymi komórkami naskórka. Poza nimi występują tu także komórki Langerhansa, komórki Merkla oraz melanocyty.

Komórki Langerhansa są dendrytycznymi komórkami obecnymi głównie w warstwie kolczystej (oraz czasem podstawnej), zdolnymi do prezentacji antygenu. Ich funkcja polega więc na wychwytywaniu antygenów, migracji i prezentowaniu antygenu połączonego z kompleksem głównego układu zgodności tkankowej (MHC – major histocompatibility complex) komórkom T. Charakterystyczna dla komórek Langerhansa jest obecność tzw. ziaren Birbecka – rodzaju organelli komórkowych o niewyjaśnionej dotychczas funkcji (sugeruje się ich związek z fagocytozą swoistą realizowaną przez te komórki). Nie wytwarzają one połączeń z innymi komórkami.

Komórki Merkla są położone w warstwie podstawnej i połączone z innymi komórkami poprzez desmosomy. Najistotniejszą ich funkcją jest czucie skórne: wraz z zakończeniami nerwowymi tworzą ciałka czuciowe Merkla. Ponadto syntetyzują wazoaktywny peptyd jelitowy, pankreostatyny oraz enkefaliny, które są gromadzone w pęcherzykach wydzielniczych widzialnych w tych komórkach w mikroskopie świetlnym.

Melanocyty również są zlokalizowane w warstwie podstawnej, jednak posiadają wypustki docierające nawet do warstwy ziarnistej. Jest ich, bez względu na rasę, około 2000/mm² na twarzy i przedramionach, a 1000/mm² na pozostałych częściach ciała. Nie są to komórki pochodzenia nabłonkowego, lecz nerwowego, skąd migrują do naskórka w czasie rozwoju płodowego. Produkują barwnik naskórka (obecny również m.in. we włosach i tęczówce) – melaninę. Istnieją trzy rodzaje melaniny.

Pierwotna forma to neuromelanina, syntetyzowana w ośrodkowym układzie nerwowym. Jednak w okresie ewolucji człowieka, kiedy zmienił on środowisko życia na otwarte sawanny i utracił owłosienie ciała, aby sprawniej oddawać ciepło, konieczna się stała inna niż włosy ochrona naskórka przed nadfioletem. Do tego celu wykorzystana została melanina, wystarczyło przesunięcie części komórek zdolnych do jej syntezy do naskórka.

W naskórku obecne są dwa rodzaje melaniny. Eumelanina jest czarna lub brązowa, feomelanina – pomarańczoworóżowa. Ilość i sposób dystrybucji tych barwników decyduje o zabarwieniu ciała, włosów, tęczówki. Więcej informacji o barwniku skóry i związanych z nim zagadnień zamieszczono w rozdziale 7.

Rycina 6.5.

Budowa naskórka cienkiego i skóry właściwej: a – warstwa siateczkowata skóry właściwej; b – warstwa brodawkowa skóry właściwej; c – warstwa podstawna naskórka; d – warstwa kolczysta naskórka; e – warstwa ziarnista naskórka; f – warstwa rogowa naskórka.