ogólność
Prawdziwa bariera obronna przed odwodnieniem znajduje się w warstwie rogowej, czyli w najbardziej powierzchownej części naskórka. Ta bariera służy nie tylko do regulacji utraty wody z organizmu, ale także do modulowania przezskórnej absorpcji różnych substancji stosowanych na skórę.
Funkcja barierowa wywierana przez warstwę rogową naskórka wynika głównie z jej typowej struktury „cementowanej ściany”, w której cegły tworzą korneocyty i ich pokrycie, natomiast cement składa się z substancji lipidowych.
Ta struktura zostanie szczegółowo przeanalizowana poniżej.
Warstwa rogowa
Warstwę rogową tworzą dwa przedziały: jeden komórkowy (korneocyty, potem cegły) i jeden zewnątrzkomórkowy (cement), bogaty w lipidy, które wypełniają przestrzenie istniejące między jedną komórką a drugą.
Korneocyty są niezwykle spłaszczonymi komórkami, bez jądra i dużej powierzchni (średnio jeden milimetr kwadratowy). Ich wydłużenie znacznie wzrasta wraz z wiekiem. Dzieje się tak, ponieważ - wraz z upływem czasu - złuszczanie i następująca po nim wymiana naskórka zachodzą wolniej, dzięki czemu korneocyty pozostają w powierzchniowych warstwach przez długi czas.
Korneocyty stanowią ostatni etap złożonego procesu różnicowania keratynocytów pochodzących z głębszych warstw naskórka.
Jak wspomniano, komórki wynikające z tego różnicowania są komórkami bezjądrzastymi (to znaczy pozbawionymi jądra), których cytoplazma nie zawiera organelli, ale składa się w większości (ponad 80%) z włókien keratynowych zagregowanych w makrofibryle, które w z kolei są one połączone ze sobą dzięki obecności matrycy białkowej składającej się z filagryny.
Napalona powłoka
Korneocyty są otoczone wyściółką rogową: skorupą białkową, której zadaniem jest nadanie określonej odporności na urazy mechaniczne i obrażenia chemiczne.
Wyściółka rogówki jest wyspecjalizowaną strukturą, która zastępuje błonę komórkową. Podczas procesu różnicowania keratynocytów, ten ostatni jest stopniowo zastępowany przez kolejne przyłożenie szeregu białek: ewolucyniny, lorikryny, keratolininy (lub cystatyny) i SPRR ( małe białka bogate w prolinę, rodzina obejmująca co najmniej 15 różnych rodzaje białek).
Szczegółowo, loricrina utrwala makrofibryle keratynowe obecne w korneocytach zewnętrzną powłoką rogową, dając w ten sposób pewną odporność powierzchni skóry.
Biorąc pod uwagę charakter i właściwości napalonej powłoki, jest ona również znana jako „otoczka białkowa”.
Cement intercorneocytowy
Cement intercorneocytowy (lub cement lipidowy) to materiał, który utrzymuje cegły razem (korneocyty), które tworzą typową strukturę ściany warstwy rogowej.
Zadaniem cementu intercorneocytowego jest zatem utrzymywanie twardości korneocytów, uszczelniając przestrzenie między komórkami, a tym samym gwarantując nieprzepuszczalność struktury.
Jak wspomniano wcześniej, cement ten składa się z substancji lipidowych (lipidów międzykomórkowych), a jego synteza zachodzi podczas procesów różnicowania keratynocytów.
W rzeczywistości lipidy międzykomórkowe pochodzą z ciałek blaszkowatych Odland (lub keratynosomów), organelli obecnych w warstwie ziarnistej naskórka. Są to pęcherzyki zaopatrzone w membranę, która zawiera liczne warstwy lamelarne lipidów (stąd nazwa ciałek blaszkowatych), ułożone jeden nad drugim, trochę jak stos płytek.
Zawartość tych pęcherzyków jest bogata i zróżnicowana i obejmuje:
- Substancje tłuszczowe, takie jak fosfolipidy, glukozyloceramidy, cholesterol i sfingomielina, które tworzą wspomniane wcześniej blaszkowate lipidy;
- Białka nieenzymatyczne;
- enzymy;
- Cząsteczki o działaniu przeciwbakteryjnym.
Jednakże podczas różnicowania keratynocytów błona ciałek blaszkowatych Odlanda łączy się z błoną najwyższych komórek warstwy ziarnistej, a lipidy są emitowane na zewnątrz przez egzocytozę. Tłuszcze te są następnie umieszczane pomiędzy jednym korneocytem a drugim, tworząc długie blaszki: każda z nich jest zorganizowana w dwuwarstwowej warstwie, trochę jak fosfolipidowa podwójna warstwa, która charakteryzuje błonę komórkową. Warstwy te są stratyfikowane, dając początek tak zwanemu „tłuszczowi wielowarstwowemu”.
Substancje tłuszczowe zawarte w ciałach Odlanda - mimo że są lipofilne - nie są całkowicie niepolarne. Ta właściwość jest tracona, gdy są one wytłaczane z pęcherzyka: glukozyloceramidy stają się ceramidami, cholesterol jest w znacznym stopniu zestryfikowany, a fosfolipidy są hydrolizowane przez enzym fosfolipazę A2, co powoduje uwalnianie wolnych kwasów tłuszczowych.
Ostatecznym rezultatem jest całkowicie hydrofobowy kompleks lipidowy, który jest nieprzepuszczalny dla wody.
Ponadto dobrze jest pamiętać, że wolne kwasy tłuszczowe pochodzące z wyżej wspomnianej reakcji hydrolizy, są niezbędne nie tylko do wykonywania funkcji bariery, ale także do utrzymania kwasowego pH na poziomie warstwy rogowej.
Z drugiej strony ceramidy są umieszczone na granicy między samym lipidowym cementem a zrogowaciałą powłoką, która zastępuje błonę komórkową w korneocytach.
corneodesmosomes
Integralność warstwy rogowej naskórka jest również zagwarantowana przez obecność licznych korneodesmosomów, które działają jako punkty połączenia między różnymi korneocytami, zarówno między tymi z tego samego rzędu, jak i między warstwami górnej i dolnej warstwy.
Jednak w bardziej powierzchownych częściach integralność warstwy rogowej jest mniejsza ze względu na procesy złuszczania, które są regulowane na poziomie fizjologicznym.
Aby nastąpiło złuszczanie korneocytów, białka tworzące korneodesmosomy muszą być hydrolizowane przez specyficzne proteazy. Warstwa rogowa jest zatem miejscem dyskretnej aktywności enzymatycznej.
Zawartość wody w Horny Layer
Aby bariera skórna reprezentowana przez warstwę rogową była skuteczna, konieczne jest, aby zawartość wody w tym obszarze pozostawała stała.
Korneocyty są ubogie w wodę; aby dokonać porównania w warstwie rogowej, woda stanowi jedynie 15% masy komórkowej, podczas gdy w leżącym poniżej naskórku odsetek ten osiąga 70%.
Jak wspomniano kilka linii temu, zawartość wody w korneocytach, chociaż niska, musi bezwzględnie pozostać stała. Ten aspekt ma zasadnicze znaczenie zarówno dla utrzymania elastyczności komórkowej, jak i dla utrzymania aktywności enzymatycznej (takich jak wspomniane wcześniej proteazy, które muszą rozkładać korneodesmosomy, aby umożliwić złuszczanie skóry).
Na zawartość wody w korneocytach ma wpływ temperatura otoczenia i stopień wilgotności. Jeśli środowisko zewnętrzne jest bardzo suche, komórki te mają tendencję do odwadniania, przeciwnie, jeśli zanurzone w wodzie, pochłaniają je do 5-6 razy więcej niż ich masa. To, wraz z brakiem sebum, wyjaśnia, dlaczego po długotrwałym moczeniu skóra opuszek palców ma tendencję do marszczenia się. W takich przypadkach komórki warstwy rogowej absorbują wodę i mają tendencję do zwiększania objętości. Biorąc pod uwagę zmniejszoną wielkość skóry w tych obszarach, korneocyty pęcznieją, ale nie rozszerzają się, tworząc w ten sposób charakterystyczne zmarszczki.
W każdym przypadku woda nie może przenikać w dużych ilościach poniżej warstwy rogowej naskórka, ze względu na obecność międzykomórkowych lipidów, które tworzą cement intercorneocytowy.
Natural Hydration Factor
Naturalny czynnik hydratacji - zwany także NMF (z angielskiego Natural Moisturizing Factor ) - jest mieszaniną różnych rozpuszczalnych w wodzie i wysoce higroskopijnych substancji (zdolnych do wchłaniania dużej ilości wody) obecnych zarówno w korneocytach, jak iw przestrzeniach intercorneocitari. Ważne jest, aby utrzymać nawodnienie warstwy rogowej jako całości.
Szczegółowo NMF składa się z:
- Wolne aminokwasy;
- Kwasy organiczne i ich sole;
- Związki azotu (takie jak na przykład mocznik);
- Kwasy nieorganiczne i ich sole;
- Sacharydów.
Aminokwasy są głównymi substancjami, które tworzą naturalny czynnik hydratacji. Wiele z nich jest dostarczanych przez filagrynę, białko, które wspiera włókna keratynowe wewnątrz korneocytów, a następnie ulega degradacji.
Jak wspomniano, naturalny czynnik nawilżający jest obficie obecny w korneocytach, gdzie pełni funkcje humektanta (to znaczy zapewnia nawodnienie warstwy rogowej, zachowując 15% wody, którą uważaliśmy za bardzo ważną dla zdrowia skóra).
