STRATUM CORNEUM: VŠEOBECNÉ CHARAKTERISTIKY, HISTOLÓGIA, FUNKCIE - ANATÓMIA A FYZIOLÓGIA - 2026

Stratum corneum alebo spinocelulárny vrstva, je vonkajšia vrstva epidermis suchozemských stavovcov, v ktorom sú bunky zvané korneocyty naplnených keratín. Táto vrstva je evolučnou inováciou tetrapodov, ktorá im pomáha prežiť v suchom a drsnom suchozemskom prostredí.

Epiderma na povrchu a derma pod ňou tvoria kožu alebo celok, ktorý je jedným z najdlhších orgánov v tele. Epiderma sa dá rozlíšiť na vlasy, perie, nadržané šupiny, rohy, pazúry a nechty, zobáky a filtračný systém úst veľryby.

Zdroj: Rjelf

Všeobecné charakteristiky

Korneocyty stratum corneum sú mŕtve bunky, to znamená, že im chýba jadro a bunkové organely. Tieto epidermálne bunky sú tvorené mitózou v hlbokej bazálnej vrstve. Vytlačia už existujúce bunky na povrch, kde zomierajú usporiadaným spôsobom. Sú exfoliované a neustále nahradené bunkami zo spodných vrstiev.

Počas bunkovej smrti sa proteín keratín hromadí vo vnútri bunky. Tento proces sa nazýva keratinizácia alebo keratifikácia a bunky produkujúce keratín sa nazývajú keratocyty. Keratín postupne nahrádza metabolicky aktívnu cytoplazmu a bunky sa transformujú na keratifikované bunky, ktoré sa nazývajú korneocyty.

Korneocyty majú nerozpustný obal, ktorý nahrádza plazmovú membránu. Tento obal je zložený z mastných kyselín, sterolov a ceramidov. Tieto lipidy sú produkované lamelárnymi telieskami, organelami prítomnými v keratocytoch, ktoré nezačali kukurifikovať.

Lipidový obal predstavuje skafold pre molekulárne usporiadanie extracelulárnych lipidov, ktoré tvoria dvojvrstvové listy v priestoroch medzi korneocytmi. Tieto vrstvy lipidov poskytujú odolnosť proti absorpcii chemikálií a iných vo vode rozpustných látok. Zabraňujú strate vody odparovaním.

histológia

Koža plazov, vtákov a cicavcov sa skladá z vrstveného skvamózneho epitelu. Epiderma týchto stavovcov sa líši v počte vrstiev alebo oblastí, ktoré ju tvoria.

U plazov má epiderma tri oblasti: stratum basalis, stratum granulosa a stratum corneum. Krokodíly a korytnačky vylievajú veľmi málo kože, zatiaľ čo hadi zažívajú odstránenie veľkých oblastí povrchu epidermy.

V prípade vtákov má epiderma dva oblasti: stratum basalis a stratum corneum. Medzi týmito dvoma vrstvami je prechodná vrstva buniek, ktoré sa podrobujú keratinizácii.

U cicavcov má epiderma štyri oblasti: stratum spinosum, stratum granulosa, stratum lucidum a stratum corneum. Keratinizácia je najväčšia v oblastiach, kde je väčšie trenie, ako sú napríklad dlane a chodidlá.

U stavovcov sa rohová vrstva skladá z 20–30 radov sploštených korneocytov (30–40 µm). Pomocou mikroskopu sa pozoruje ako vrstva vlákien, ktorá vyzerá ako tehlová stena s hrúbkou 0,75 až 1,5 mm. Korneocyty sú „duchovia“ buniek so zväzkami keratínu vo vnútri.

Všeobecné funkcie

Stratum corneum je usporiadaná do dvoch morfologicky a funkčne odlišných systémov kompartmentov: korneocytov a extracelulárnej matrice (tvorenej neutrálnymi lipidmi).

Korneocyty poskytujú mechanickú odolnosť proti rezaniu alebo nárazom, sú bariérou proti ultrafialovému svetlu a sú miestom, kde začína zápal (aktivácia cytokínov) a fotoimunosupresiou.

Extracelulárna matrica je zodpovedná za integritu stratum corneum, súdržnosť a deskvamáciu. Pôsobí ako antimikrobiálna bariéra (vrodená imunita) a poskytuje selektívnu absorpciu. Korneocyty a lipidová matrica pôsobia ako bariéry, ktoré bránia priepustnosti a hydratácii.

Funkcia stratum corneum závisí od jej biochemického zloženia a štruktúry tkaniva. Pred smrťou sú keratocyty stratum granulosa zodpovedné za výrobu látok, ktoré sú zodpovedné za funkcie vykonávané stratum corneum.

Keratocyty okrem produkcie lipidov vytvárajú: enzýmy, ktoré tieto lipidy spracúvajú, proteolytické enzýmy, glykoproteíny, inhibítory enzýmov a antimikrobiálne peptidy.

Ochrana vody a ochrana pred vstupom patogénov

Schopnosť kože zabrániť strate vody a prenikaniu patogénov závisí od štyroch charakteristík extracelulárnej matrice stratum corneum: 1) absolútneho množstva lipidov; 2) distribúcia lipidov; 3) hydrofóbne vlastnosti; a 4) supramolekulárna organizácia lipidov. Odhaduje sa, že táto bariéra u ľudí bráni strate 300 - 500 ml / deň.

Množstvá lipidov v stratum corneum sú: ceramidy, 50%; mastné kyseliny, 25% (môžu byť esenciálne a neesenciálne; prispievajú k okysleniu vrstvy); cholesterol, 25%. Tieto lipidy tvoria lamelárnu štruktúru, ktorá uzatvára medzibunkové priestory vo vrstve a vytvára nepriepustnú bariéru.

V extracelulárnej matrici existujú ďalšie komponenty, okrem lamelárnej štruktúry, ktoré prispievajú k vytvoreniu tejto bariéry: obal korneocytov; monovrstvy co-hydroxyceramidu obklopujúce korneocyty; enzýmy; antimikrobiálne peptidy; a štruktúrne proteíny vylučované lamelárnymi telieskami keratocytov.

Antimikrobiálne peptidy zahŕňajú beta-defenzín, ktorý má silnú antimikrobiálnu aktivitu proti grampozitívnym baktériám, kvasinkám a vírusom, a katelicidín, ktorý má aktivitu proti širokému spektru baktérií (vrátane Staphyloccous aureus) a vírusov.

Hydratácia, UV filtrovanie a imunosupresia

V korneocytoch je veľa hygroskopických látok, ktoré sa spolu s jednoduchými cukrami a elektrolytmi nazývajú prírodné zmáčacie faktory (NHF). Zohrávajú dôležitú úlohu pri udržiavaní hydratácie stratum corneum.

Degradácia filaggrínu produkuje NHF, pozostávajúca z: 1) voľných aminokyselín, ako je histidín, glutamín a arginín (produkt proteolýzy); a 2) karboxylová kyselina pyrolidínu, kyseliny urokanovej, citrulínu, ornitínu a kyseliny asparágovej (produkt pôsobenia enzýmov na voľné aminokyseliny).

Prostredníctvom enzýmu histidín amonolázy vytvára histidín kyselinu trans-urokanovú (tUCA), ktorá je fotoizomerizovaná UV-A na kyselinu cis-urukánovú (cUCA). Táto posledná molekula pôsobí ako opaľovací krém a je tiež silným imunosupresívom, ktoré sa podieľa na patogenéze rakoviny kože spôsobenej ultrafialovým (UV) svetlom.

peeling

Jednou z charakteristík stratum corneum je deskvamácia, ktorá spočíva v proteolytickej degradácii corneodesmosomes, ktorej povaha je protean, a preto sú zodpovedné za udržiavanie korneocytov pohromade.

Môže to byť morfologicky dokázané stratou korneodmozómov a zmiznutím iných proteínov, ako je desmocholín 1.

Existuje najmenej desať typov serínových proteáz, ktoré sa nachádzajú v stratum corneum a podieľajú sa na deskvamácii. Napríklad chymotrypsín a tryptický enzým stratum corneum. Aktivácia týchto enzýmov závisí od prítomnosti endogénnych inhibítorov a fyziologického stavu stratum corneum (nízke pH; slabo hydratovaný Ca ⁺² ).

Referencie

1. Burns, T., Breathnach, S., Cox, N., Griffiths, C. 2010. Rookova učebnica dermatológie. Wiley, Oxford.
2. Del Rosso, JQ, Levin, J. 2011. Klinický význam udržiavania funkčnej integrity stratum corneum na zdravej koži aj na koži postihnutej chorobou. Journal Clinical Estetical and Dermatology, 4, 22–44.
3. Elias, PM 2005. Obranné funkcie Stratum corneum: integrovaný pohľad. Journal of Investigative Dermatology, 125, 183 - 200.
4. Elias, PM 2012. Štruktúra a funkcia extracelulárnej matrice stratum corneum. Journal of Investigative Dermatology, 132, 2131 - 2313.
5. Elias, PM, Choi, EH 2005. Interakcie medzi obrannými funkciami stratum corneum. Experimental Dermatology, 14, 719 - 726.
6. Hall, JE 2016. Guyton a Hall učebnica lekárskej fyziológie. Elsevier, Philadelphia.
7. Kardong, KV 2012. Stavovce: porovnávacia anatómia, funkcia, vývoj. McGraw-Hill, New York.
8. Menon, GK 2015. Lipidy a zdravie pokožky. Springer, New York.
9. Schurer, N., Elias, PM 1991. Biochémia a funkcia lipidov stratum corneum. Pokroky v Lipid Research, 24, 27–56.
10. Vasudeva, N., Mishra, S. 2014. Učebnica ľudskej histológie Inderbira Singha, s farebným atlasom a praktickým sprievodcom. Jaypee, New Deli.