STRATUM CORNEUM: OPĆE KARAKTERISTIKE, HISTOLOGIJA, FUNKCIJE - ANATOMIJA I FIZIOLOGIJA

Stratum corneum, i skvamoznih sloj je vanjski sloj epiderme kopnenih kralježnjaka, u kojima stanice nazivaju se rožnatih stanica ispunjenih keratinom. Ovaj sloj je evolutivna inovacija tetrapoda koja im pomaže da opstanu u suhom i abrazivnom zemaljskom okruženju.

Epiderma na površini i dermis ispod nje tvore kožu ili integritet koji je jedan od najdužih organa u tijelu. Epidermis se može razlikovati u dlake, perje, rožnate ljuske, rogove, kandže i nokte, kljunove i filtrirni sustav usta kitova.

Izvor: Rjelves

Opće karakteristike

Korneociti stratum corneuma su mrtve stanice, odnosno nedostaju jezgra i stanične organele. Ove epidermalne stanice nastaju mitozom u dubokom bazalnom sloju. Oni guraju postojeće stanice na površinu, gdje umiru uredno. Piling se vrši i neprestano ih zamjenjuju stanice iz donjih slojeva.

Tijekom stanične smrti proteini keratin nakupljaju se u stanici. Taj se postupak naziva keratinizacija ili nagrizanje, a stanice koje proizvode keratin nazivaju se keratociti. Keratin postupno zamjenjuje metabolički aktivnu citoplazmu, a stanice se pretvaraju u kornificirane stanice, nazvane korneociti.

Korneociti imaju nerastvornu ovojnicu koja zamjenjuje plazma membranu. Ova koverta je sastavljena od masnih kiselina, sterola i ceramida. Ove lipide proizvode lamelarna tijela, organele prisutne u keratocitima koji se nisu počeli nakupljati.

Lipidna ovojnica čini skelet za molekularnu organizaciju izvanstaničnih lipida koji tvore dvoslojne listove u razmacima između korneocita. Ovi slojevi lipida nude otpornost na apsorpciju kemikalija i drugih tvari topljivih u vodi. Oni izbjegavaju gubitak vode isparavanjem.

Histologija

Koža gmazova, ptica i sisavaca sastoji se od slojevitog pločastog epitela. Epidermis ovih kralježnjaka razlikuje se u broju slojeva ili regija koje ga čine.

Kod gmazova epiderma ima tri regije: stratum basalis, stratum granulosa i stratum corneum. Krokodili i kornjače izbacuju vrlo malo kože, dok zmije doživljavaju uklanjanje velikih područja površine epiderme.

Kod ptica epidermis ima dvije regije: stratum basalis i stratum corneum. Između dva sloja nalazi se prolazni sloj stanica koji prolaze keratinizaciju.

Kod sisavaca, epiderma ima četiri regije: stratum spinosum, stratum granulosa, stratum lucidum i stratum corneum. Keratinizacija je najveća u regijama gdje ima više trenja, poput dlanova ruku i stopala.

Kod kralježnjaka rožni sloj sastoji se od 20–30 redova spljoštenih korneocita (30–40 µm). Pomoću mikroskopa promatra se kao sloj vlakana koji nalikuje zidu od opeke, debljine 0,75 do 1,5 mm. Korneociti su "duhovi" stanica sa snopovima keratina iznutra.

Opće funkcije

Stratum corneum je organiziran u dva morfološki i funkcionalno različita sustava odjeljaka: korneocite i izvanćelijski matriks (sastavljen od neutralnih lipida).

Korneociti pružaju mehaničku otpornost na rezanje ili udarce, oni su prepreka ultraljubičastoj svjetlosti, jer su mjesto na kojem započinje upala (aktivacija citokina) i fotoimunosupresija.

Izvanstanični matriks odgovoran je za cjelovitost rožnog sloja, koheziju i skrutnjavanje. Djeluje kao antimikrobna barijera (urođeni imunitet) i omogućuje selektivnu apsorpciju. Korneociti i lipidni matriks djeluju kao barijere koje sprečavaju propusnost i hidrataciju.

Funkcija stratum corneuma ovisi o njegovom biokemijskom sastavu i strukturi tkiva. Prije umiranja, keratociti stratum granuloze odgovorni su za proizvodnju tvari koje su odgovorne za funkcije koje vrši stratum corneum.

Keratociti, osim što stvaraju lipide, stvaraju: enzime koji obrađuju te lipide, proteolitičke enzime, glikoproteine, inhibitore enzima i antimikrobne peptide.

Očuvanje vode i zaštita od ulaska patogena

Sposobnost kože da spriječi gubitak vode i ulazak patogena ovisi o četiri karakteristike izvanstanične matrice stratum corneuma: 1) apsolutna količina lipida; 2) raspodjela lipida; 3) hidrofobna svojstva; i 4) supramolekularna organizacija lipida. Procjenjuje se da kod ljudi ova barijera sprječava gubitak 300–500 ml / dan.

Količine lipida u stratum corneumu su: ceramidi, 50%; masne kiseline, 25% (mogu biti esencijalne i neesencijalne; doprinose zakiseljavanju sloja); kolesterol, 25%. Ti lipidi tvore lamelarnu strukturu koja zatvara međućelijske prostore unutar stratuma, tvoreći nepropusnu barijeru.

U izvanstaničnoj matrici, pored lamelarne strukture, postoje i druge komponente koje doprinose stvaranju ove barijere: korneocitna ovojnica; mono-slojevi hidroksiceramida koji okružuju korneocite; enzimi; antimikrobni peptidi; i strukturne proteine koje izlučuju lamelarna tijela keratocita.

Antimikrobni peptidi uključuju beta-defenzin, koji ima snažno antimikrobno djelovanje protiv gram-pozitivnih bakterija, kvasca i virusa, te katelicidin, koji djeluje protiv širokog spektra bakterija (uključujući stafilokozni aureus) i virusa.

Hidratacija, UV filtriranje i imunosupresija

Unutar korneocita postoji mnogo higroskopnih tvari koje se zajedno s jednostavnim šećerima i elektrolitima nazivaju prirodnim faktorima vlaženja (NHF). Oni igraju važnu ulogu u održavanju hidratacije rožnice stratuma.

Razgradnjom filaggrina nastaje NHF, kojeg čine: 1) slobodne aminokiseline poput histidina, glutamina i arginina (produkt proteolize); i 2) karboksilna kiselina pirolidina, urokanska kiselina, citrulin, ornitin i asparaginska kiselina (produkt djelovanja enzima na slobodne aminokiseline).

Kroz enzim histidin ammonolyase, histidin stvara trans-urokansku kiselinu (tUCA), koja se fotoizomerizira UV-A u cis-urukansku kiselinu (cUCA). Ova posljednja molekula djeluje kao krema za zaštitu od sunca i moćan je imunosupresiv koji sudjeluje u patogenezi raka kože uzrokovanoj ultraljubičastom (UV) svjetlošću.

Piling

Jedna od karakteristika stratum corneuma je deskvamacija, koja se sastoji od proteolitičke razgradnje korneodesmosoma, čija je priroda protein i stoga su odgovorni za držanje korneocita zajedno.

To se morfološki može dokazati gubitkom korneodesmosoma i nestankom drugih proteina, poput desmoholina 1.

Postoji najmanje deset vrsta serinskih proteaza koje se nalaze u stratum corneumu i sudjeluju u deskvasanju. Primjerice, kimotripsin i triptički enzim stratum corneum. Aktivacija ovih enzima ovisi o prisutnosti endogenih inhibitora i fiziološkom stanju rožnice stratuma (nizak pH; Ca ⁺² slabo hidratiziran).

Reference

Burns, T., Breathnach, S., Cox, N., Griffiths, C. 2010. Rookov udžbenik dermatologije. Wiley, Oxford.
Del Rosso, JQ, Levin, J. 2011. Klinička važnost održavanja funkcionalnog integriteta stratum corneuma kod zdrave kože i kože pogođene bolestima. Časopis Clinical Eesthetic and Dermatology, 4, 22–44.
Elias, PM 2005. Stratum corneum obrambene funkcije: integrirani pogled. Časopis za istraživačku dermatologiju, 125, 183–200.
Elias, PM 2012. Struktura i funkcija vanćelijskog matriksa stratum corneuma. Časopis za istraživačku dermatologiju, 132, 2131–2133.
Elias, PM, Choi, EH 2005. Interakcije između obrambenih funkcija stratum corneuma. Eksperimentalna dermatologija, 14, 719–726.
Hall, JE 2016. Udžbenik medicinske fiziologije o Guytonu i dvorani. Elsevier, Philadelphia.
Kardong, KV 2012. kralježnjaci: komparativna anatomija, funkcija, evolucija. McGraw-Hill, New York.
Menon, GK 2015. Lipidi i zdravlje kože. Springer, New York.
Schurer, N., Elias, PM 1991. Biokemija i funkcija lipida stratum corneum. Napredak u Lipid Research, 24, 27–56.
Vasudeva, N., Mishra, S. 2014. Udžbenik ljudske histologije Inderbir Singha, s atlasom boja i praktičnim vodičem. Jaypee, New Deli.

STRATUM CORNEUM: OPĆE KARAKTERISTIKE, HISTOLOGIJA, FUNKCIJE - ANATOMIJA I FIZIOLOGIJA - 2026