Skóra - budowa i fizjologia
Skóra jest jednym z najważniejszych i największym ludzkim narządem. U dorosłego człowieka jej powierzchnia wynosi ok. 1,5–2,0 m2, natomiast masa wraz z tkanką podskórną wynosi zwykle 18–20 kg (w tym naskórek – ok. 0,5 kg, skóra właściwa – ok. 3,5 kg).
Grubość skóry waha się od 0,5 do 4 mm, jest różna w poszczególnych okolicach ciała i zależna od narażenia na działanie czynników środowiska zewnętrznego, m.in. promieniowanie UV, jonizujące, cieplne, czynniki chemiczne oraz urazy fizyczne.
Skóra pełni rolę biernego izolatora chroniącego organizm przed czynnikami środowiska zewnetrzenego, mi.n. chroni przed czynnikami termicznymi (ciepłem, zimnem), przed czynnikami mechanicznymi (tarcie, ucisk, uderzenie) oraz szkodliwym działaniem substancji chemicznych.
Czynne funkcje skóry
W zakresie czynnych funkcji skóry wyróżnić należy:
1/ rolę ochronno-obronną przed wniknięciem patogenów (tworzenie płaszcza lipidowego, kwasne pH skóry, wytwarzanie defensyn antybakteryjnych);
2/ zdolność do wchłaniania określonych substancji czynnych biologicznie (lipidy, witaminy
3/ udział w procesie termoregulacji (funkcja gruczołów potowych i łojowych, krążenie skórne);
4/ funkcje czuciowe (obecność skórnych receptorów bólu, ucisku, temperatury)
5/ synteza substancji czynnych biologicznie (cholekalcyferol – witamnia D3, histamina)
Budowa skóry
Skóra zbudowana jest z trzech warstw: tkanki podskórnej, skóry właściwej oraz naskórka.
Ryc. 1. Anatomiczna budowa skóry
(https://commons.wikimedia.org/wiki/User:M.Komorniczak#/media/File:Skin_layers_pl.svg)
Tkanka podskórna
Tkanka podskórna To najbardziej wewnętrzna warstwa skóry, zbudowana głównie z komórek tłuszczowych (adipocytów) zgrupowanych w tzw. zraziki tłuszczowe oraz tkanki łącznej. W warstwie tej znajduja się także naczynia krwionośne i chłonne oraz włókna nerwowe.
Adipocyty powstaja z fibroblastów (komórki tkanki łacznej właściwej) w okresie życia płodowego (głównie 3 trymest ciąży), w pierwszy roku życia oraz w okresie pokwitania. Tkanka podskórna pełni rolę podporową i chroni przed urazami mechanicznymi, stanowi magazyn energetyczny organizmu oraz pełni funkcję termoizolacyjną. Tkanka podskórna ma różną grubość w poszczególnych okolicach ciała, (jest cienka m.in. na czole, stosunkowo gruba na pośladkach, a na powiekach w ogóle nie występuje). Fizjologicznie może stanowić od 15 do 30% masy ciała (około 8 do 20 kg).
Połączenia pomiędzy adipocytami wraz z wiekiem stają się mniej ścisłe, powodując opadanie tkanki, konsekwencją czego jest m.in. utrata gęstości skóry.
Z czego składa się skóra właściwa?
Skóra właściwa tworzy, graniczacą z naskórkiem luźną warstwę brodawkową oraz zwartą warstwę siateczkową. Zbudowana jest z fibrocytów (wytwarzają włókna białkowe: kolagen i elastynę oraz glikozaminoglikany) lub fibroblastów, komórek układu odpornościowego (histiocytów, komórek tucznych, makrofagów, limfocytów, granulocytów) oraz miedzykomórkowej substancji podstawnej, tzw. matrix skóry (zbudowana m.in. z białek, glikoprotein, kwasu hialuronowego, kwasu chondroitynosiarkowego). W sieci elastycznych włókien kolagenowych znajduja się liczne naczynia włosowate oraz gruczoły potowe i łojowe.
Wszystkie składowe skóry właściwej ułozone sa luźno w miedzykomórkowej substancji podstawnej, której zrab strukturalny tworzą liczne włókna kolagenowe, retikulinowe, elastylowe.
Włókna kolagenowe
Włókna kolagenowe są głównym składnikiem budulcowym skóry właściwej (stanowią ponad 70 % jej suchej masy). Są one rozciągliwe i odporne na urazy mechaniczne. Od ich jakości i kondycji zależy wygląd zewnętrzny skóry. Wraz z wiekiem oraz w wyniku działania niekorzystnych czynników środowiska (np. promieniowanie UV, higiena życia, odżywianie) liczba fibroblastów zmniejsza się. Stają się one mniej produktywne, co skutkuje mniejszą liczbą makrocząsteczek, m.in. włokien kolagenowych i elastynowych w substancji międzykomórkowej. Ponad to włokna białkowe staja się bardziej kruche. Tkanka podtrzymująca staje się mniej gęsta i ma tendencję do opadania.
Grubość skóry właściwej zwiększa się w okresie dojrzewania, osiąga szczyt w okresie pełnej dojrzałości biologicznej, a następnie zmniejsza się po 50 roku życia. Warstwa skóry właściwej odżywiana jest dzięki dostępności substancji biologicznych dostarczanych poprzez naczynia włosowate i nie może być odżywiana z zewnątrz. Skóra właściwa zapewnia utrzymanie właściwości mechanicznych skóry oraz służy jako rezerwuar wody (proteoglikan miedzykomórkowej substancji podstawnej).
Ryc. 2. Starzejąca się skóra (Obraz mikroskopowy)
fot. Prof. Paweł Surowiak, Instytut DermaMed
Co to jest naskórek?
Naskórek to najbardziej zewnętrzna warstwa skory. Komórki tworzące naskórek łącza się ze skóra właściwą poprzez brodawki skorne. Naskórek zbudowany jest z tzw. keratynocytów, tj. dojrzewających komórek nabłonkowych, które sciśle do siebie przylegają i układaja się w 5 warstw zachodzących na siebie:
Ryc. 3. Układ warstw naskórka
(Martini M-C. Kosmetologia i farmakologia skóry. Wydawnictwo lekarskie PZWL, 2014)
Rodzaje warstw naskórka
- warstwa podstawna (stratum basale) – najgłębiej położona część naskórka.
- warstwa kolczysta (stratum spinosum);
- warstwa ziarnista (stratum granulosum);
- warstwa jasna, inaczej świetlana (stratum intermediale, lucidum) (tylko w grubych naskórkach, np. podeszwy stopy);
- warstwa zrogowaciała (stratum corneum), ochrania skórę przed czynnikami chorobotwórczymi. Ponadto nie przepuszcza wody, jej część podlega złuszczaniu (stratum disjunktum).
Ryc. 4. Warstwy naskórka, budowa histologiczna, widok z mikroskopu świetnego.
(https://commons.wikimedia.org/wiki/User:M.Komorniczak#/media/File:Epidermal_layers_pl.svg)
Co to są keratynocyty?
Keratynocyty stanowia 90 % wszystkich komorek nabłonka. Stanowią one pierwszą barierę ochronna przed wniknięciem patogenów i w tym zakresie współpracują z ukladem immunologicznym. Pomiędzy keratynocytami warstwy podstawnej znajduja się również komórki Langerhansa (komórki układu immunologicznego, posiadające właściwości żerne), melanocyty (zawieraja melaninę, chronia przed szkodliwym działaniem promieniowania UV) oraz wolne zakończenia nerwowe (tzw. ciałka czuciowe, funkcje receptorowe). Naskórek jest pozbawiony naczyń krwionośnych, zamiast tego komórki są odżywiane na zasadzie dyfuzji z udziałem skóry właściwej.
Warstwy żywe skóry
Warstwa podstawna i warstwa kolczysta to warstwy żywe, które stanowią łącznie warstwą rozrodczą (stratum germinativum). Komórki tej warstwy naskórka są czynne podziałowo, stale się namnażają, a w kolejnych pokoleniach keratynocytow dokonuje się ich migracja w kierunku zewnętrznych warstw skóry. Podczas tego procesu, w keratynocytach zachodza istotne zmiany. Ich aktyktownośc metaboliczna stopniowo obniza się, komórki ulegaja odwodnieniu i rogowaceniu. Keratynocyty w miarę migracji w kierunku powierzchni skóry, produkują lipidy, naturalny czynnik nawilażjacy (ang. NMF - Natural Moisturizing Factor) i keratynę (białko nierozpuszczalne w wodzie i odporne na działanie czynników chemicznych).
Podczas procesu migracji keratynocyty stają się stopniowo coraz bardziej płaskie, tracą jądra i umierają. Są one określane jako korneocyty. Martwe i bezjadrzaste komorki tworzą tzw. warstwę rogową naskórka złuszczaja się w tzw. procesie keratynizacji.
Co to jest warstwa rogowa?
Warstwa rogowa stanowi ostateczną i bezpośrednią barierę organizmu w stosunku do środowiska zewnętrznego, zapewniając homeostazę w procesie nawilżenia skóry. Skeratynizowane komórki warstwy rogowej naskórka tworzą barierę hydrofobową uniemożliwiającą przedostanie się wody przez skórę do wnętrza organizmu. Natomiast w odniesieniu do środowiska wewnętrznego, utrzymują nawilżenie głębszych warstw skóry dzięki mieszaninie substancji występujących w warstwie rogowej skóry, które silnie wiażą wodę na jej powierzchni skóry oraz powstrzymują wodę w skórze przed parowaniem (tzw. naturalny czynnik nawilżajacy (ang. NMF - Natural Moisturizing Factor). Właściwe nawodnienie warstwy rogowej zapewnia utrzymanie własciwej elastyczności skóry, chroniąc ją przed uszkodzeniami, zapewniając skorze utrzymanie homeostazy w zakresie funkcji ochronno-obronnych. NMF stanowi 10% masy korneocytów i 20 – 30% suchej masy warstwy rogowej skóry. NMF składa się głównie z wolnych aminokwasów i ich pochodnych (prolina, glicyna, glutamina, seryna), PCA (kwas piroglutaminowy), kwas urokainowy, sole nieorganiczne, węglowodany, kwas mlekowy, kwas cytrynowy, kwas mrówkowy, amoniak, glukozamina, kreatyna i mocznik oraz jony nieorganiczne (m.in. chlorki, fosforany oraz jony sodu, potasu, wapnia i magnezu).
Literatura:
1/ Jaworska M., Sikora E., Ogonowski J., Factors influencing the percutaneous penetration of active ingredients, Wiadomości Chemiczne, 65, 3-4, 2011;
2/ Martini M-C. Kosmetologia i farmakologia skóry, PZWL, Warszawa, 2014;
3/ Arct J., Pytkowska K., Budowa i fizjologia skory, Wiad Pol Tow Kosmetol, 5: 3–10, 2002;
4/ Noszczyk M., Kosmetologia pielęgnacyjna i lekarska, PZWL, Warszawa 2010;
5/ Gojniczek K., Jurzak M., Boryka M., Gancarczyk A., Rogowacenie naskorka jako efekt proliferacji, rożnicowania i apoptozy keratynocytow, Pol J Cosmetol, 3: 146–155, 2007;
6/ Olek-Hrab K., Hawrylak A., Czarnecka-Operacz M., Selected problems of skin aging, Post Dermatol Alergol 5: 226–234, 2008.
Ewa Skotnicka, PhD
Department of Physiology
Faculty of Biology
University of Szczecin
Felczka St 3C,
71-412 Szczecin, Poland
Tel: +48 91 4441597
e-mail: ewaskot@univ.szczecin.pl