Fizjologia skóry

Skóra zajmuje od 1,5 do 2 m² a jej masa z tkanką podskórną wynosi od 18 do 20 kg. Grubość skóry nie jest jednakowa.

Najbardziej zmienia się grubość naskórka, najgrubszy jest na dłoniach i stopach a najcieńszy na brzuchu. Skóra dzięki odnowie potrafi chronić organizm przed ciepłem i zimnem, urazami mechanicznymi i fizycznymi, drobnoustrojami chorobotwórczymi.

Skóra stanowi doskonałą barierę chroniąca organizm przed patogennymi mikroorganizmami i wirusami. Tu system jest bardzo złożony i składa się z wielu linii obronnych.

Główną jest nieprzenikliwość skóry dla tak dużych form biologicznych jak bakterie grzyby i wirusy. Jednocześnie w skórze funkcjonują doskonale zorganizowane układy immunologiczne niszczące mikroorganizmy przenikające przez mikrouszkodzenia naskórka i docierające do obszarów żywej tkanki.

Na powierzchni naskórka egzystują liczne mikroorganizmy o charakterze saprofitycznym, doskonale zaadaptowane do panujących tam warunków. Ich obecność utrudnia rozwój obcych, patogennych bakterii i grzybów. Dlatego każde uszkodzenie naturalnej flory skórnej, np. przy długotrwałej kuracji antybiotykowej lub częstym myciu rąk środkami dezynfekującymi stwarza zagrożenie zakażeń powierzchniowych.

Płaszcz lipidowy (tłuszczowy) to lipidy na powierzchni naskórka produkowane przez gruczoły łojowe.

Jest on mieszaniną łoju wydzielanego przez gruczoły łojowe (dziennie około 2 gramy) i lipidów pochodzących z komórek naskórka. W efekcie zawiera on: woski, tłuszcze, kwasy tłuszczowe i węglowodory.

Grubość płaszcza lipidowego jest zmienna w różnych okresach życia, co w dużej mierze zależy od wydzielania gruczołów łojowych.

Płaszcz lipidowy reguluje procesy wchłaniania i przenikania do skóry składników rozpuszczalnych w wodzie i tłuszczach, ma duże znaczenie dla utrzymania odpowiedniego nawodnienia warstwy rogowej.

Niszcząco na płaszcz działają mydło detergenty. Okres całkowitego odtłuszczenia trwa od 10 do 20 minut. Odnowa płaszcza lipidowego trwa około godziny. Kwaśny odczyn powierzchni skóry pH 4,2 - 5,6 zabezpiecza przed uszkadzającymi czynnikami chemicznymi, grzybami i bakteriami.

Czynniki nadające kwaśny odczyn to kwas mlekowy zawarty w pocie, wolne nienasycone kwasy zawarte w łoju, tlen z otaczającego nas powietrza, naturalna flora bakteryjna składająca się z różnych drobnoustrojów, którymi są na powierzchni naskórka gronkowce i beztlenowce, które zgodnie współpracujące ze sobą.

Lipidy w warstwie rogowej składają się z:

• ceremidów 40%
• cholesterol 25%
• siarczan cholesterolu 10%
• wolne kwasy tłuszczowe 25%
  

Ceramidy należą do sfingolipidów w warstwie rogowej wykryto 6 typów ceramidów. Powstają one we wnętrzu rogowaciejących komórek warstwy kolczastej i ziarnistej (w pierwszej kolejności powstaje glikoceramid + cukier), w trakcie dojrzewania zostaje odłączona cząsteczka cukru. Dojrzałe ceramidy wydostają się do przestrzeni między komórkowej i tworzą lipido-blaszki cementu międzykomórkowego, zapewniają nieprzepuszczalność dla wody zatrzymują ją wewnątrz organizmu dziennie 74% to NNKT (niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe).

Poza korneocytami, lipidy naskórka to centralny element bariery, jaką tworzy skóra. Stanowią one "zaprawę", czy też cement dla komórek warstwy rogowej, który spaja "cegły" - Korneocyty.

Naturalne lipidy skóry są syntetyzowane w komórkach naskórka z pośrednich produktów przemiany materii lub z niezbędnych, czyli dostarczanych z zewnątrz, kwasów tłuszczowych. Poza mono-, di- i trójglicerydami, są to również cholesterol, ceramidy oraz fosfolipidy.

Fosfolipidy to istotny składnik błony komórkowej. Ponieważ fosfor w postaci fosforanów to substancja podstawowa dla organizmu, fosfolipidy ulegają degradacji w trakcie różnicowania komórek (rogowacenia).

Dzięki obecności słabych kwasów, wodna część płaszcza hydrolipidowego tworzy ochronny płaszcz kwasowy, który realizuje trzy istotne funkcje skóry:

 Ochronny płaszcz kwasowy zawiera

•  Kwas mlekowy i różne aminokwasy z potu.
•  Wolne kwasy tłuszczowe z łoju.
•  Aminokwasy i pirolidynowy kwas karboksylowy z procesu rogowacenia.

Drobnoustroje chorobotwórcze nie rozprzestrzeniają się. Kwaśne pH warstwy rogowej odgrywa kluczową rolę w tworzeniu i budowie lipidów naskórka a wraz z nimi - bariery przepuszczalności.

Kwaśne środowisko jest ważne dla:

•  Aktywacji enzymów odpowiedzialnych za syntezę ważnych lipidów naskórka
•  Tworzenia dwuwarstwowej błony lipidowej
•  Odbudowy warstwy rogowej po uszkodzeniu mechanicznym lub chemicznym

Warunkiem prawidłowego formowania i utrzymania struktury warstwy rogowej jest zachowanie odpowiedniego, lekko kwaśnego odczynu, odpowiadającego wartościom pH zawierającym się w przybliżeniu w granicach 5.0 do 6,0. Kwaśny odczyn powierzchni skóry ma również znaczenie jako dodatkowy czynnik ograniczający rozwój mikroorganizmów zwłaszcza drożdżaków.

Zachowanie niskiego pH w warstwie rogowej wymaga zachowania skokowego gradientu kwasowości pomiędzy tym obszarem a żywymi warstwami naskórka (fizjologiczna wartość pH w granicach 7,2 do 7,4).

Mechanizm utrzymywania kwaśnego odczynu na powierzchni skóry nie jest do końca poznany, niewątpliwie pewną rolę odgrywają tu niskocząsteczkowe kwasy wydzielane wraz z potem i obecność wolnych kwasów tłuszczowych w wodno – lipidowym płaszczu skóry.

Czynników tych nie można jednak uznać za wystarczające, prawdopodobnym wytłumaczeniem jest funkcjonowanie w stratum corneum swoistych pomp protonowych. Wiadomo, że zakłócenia w utrzymywaniu niskiego pH powierzchni skóry są często przyczyną rozmaitych dysfunkcji, między innymi nadmiernej suchości i podrażnień związanych z niewłaściwym ukształtowaniem barier naskórkowych.

 Pod koniec lat dwudziestych Sulzberger wykazał doświadczalnie, że pozajelitowe podanie antygenu nie prowadzi do powstania skórnej nadwrażliwości oraz że nadwrażliwość na określony antygen spowodowana przez jego podanie na skórę nie wywołuje reakcji alergicznych w innych niż skóra narządach.

Prace Sulzbergera zostały w pełni potwierdzone, a niemal pół wieku później nowe odkrycia w dziedzinie immunologii naskórka znacznie wzbogaciły te hipotezę i doprowadziły do lepszego zrozumienia patogenezy wielu chorób skóry o podłożu alergicznym, wirusowym czy też o charakterze nowotworowym.

W latach 80 wprowadzono pojęcie SALT (skin-associated lymphoid tissue) oraz MALT (mucosa-associated lymphoid tissue) w odniesieniu do wyspecjalizowanych komórek układu odpornościowego w skórze i w błoniach śluzowych, które odpowiedizalne są za miejscowe reakcje immunologiczne.

Do najważniejszych komórek SALT i MALT zalicza się: komórki dendrytyczne, keratynocyty, limfocyty T, komórki śródbłonka naczyniowego i inne (makrofagi, granulacyty, komórki tuczne, melanocyty).

Własna obrona organizmu przed drobnoustrojami rozpoczyna się bezpośrednio na powierzchni skóry. Specjalne kwasy tłuszczowe z gruczołów łojowych oraz wydzieliny określonych bakterii stanowiących fizjologiczną florę skóry powstrzymują rozwój grzybów i bakterii.

Określone enzymy obecne w pocie (lizozymy) mogą zniszczyć ściany komórkowe atakujących bakterii. Jeżeli obce ciało przekroczy tę pierwszą linię obrony - na przykład wskutek uszkodzenia skóry - następuje reakcja ze strony systemu odpornościowego skóry.

 Skóra posiada różne mechanizmy regeneracji i naprawy.

Są one wykorzystywane do eliminowania wszelkich uszkodzeń powstałych w wyniku działania czynników zewnętrznych oraz do przywracania utraconych funkcji.

Działanie zewnętrznych czynników drażniących (mechanicznych, fizycznych lub chemicznych) powoduje grubienie warstwy rogowej.

 UV powoduje podstawowe uszkodzenia materiału genetycznego. Uszkodzeniom ubocznym przez wolne rodniki wyzwolone przez promieniowanie UV ulegają białka i błony komórkowe. Skóra jest wyposażona w wiele mechanizmów naprawy uszkodzonego DNA. U ludzi, najistotniejszym jest naprawa przez wycinanie oraz mechanizmy naprawy poreplikacyjnej. Mechanizm naprawy przez wycinanie opiera się na rozpoznaniu, usunięciu i zastąpieniu uszkodzonego segmentu DNA. W ten sposób zapobiega się mutacjom, pod warunkiem,

że mechanizm naprawy nie jest przeciążony lub wadliwy. Mechanizm naprawy poreplikacyjnej działa wokół uszkodzonego segmentu DNA, co oznacza, że jest on ignorowany przy odczytywaniu kodu genetycznego. Naprawa jest dokonywana później. Mechanizm ten jest jednak na tyle niedoskonały, że niejednokrotnie naprawa powoduje więcej mutacji niż pierwotne uszkodzenie spowodowane promieniowaniem.

 Warstwa komórek macierzystych naskórka - warstwa podstawna - zapewnia ciągłe odnawianie naskórka w drodze nieustannych podziałów komórkowych (namnażania). Jeżeli uraz ogranicza się swoim zasięgiem do najbardziej zewnętrznej warstwy skóry, uszkodzenie takie, zwane otarciem, może zagoić się nie pozostawiając blizn. Jeżeli uraz dosięgnie skóry właściwej (np. wrzód), czyli dotknie błony postawnej, gojeniu towarzyszy zwykle zabliźnianie. Zniszczone komórki skóry są wówczas zastępowane tkanką łączną.

Gojenie ran przebiega w kilku etapach: w pierwszym, ulegająca koagulacji krew tworzy błonę o twardej powierzchni, która przyczepia się do rany (strup). W kolejnej fazie oczyszczania skóry następuje autoliza i fagocytoza uszkodzonych i obumierających komórek. Jednocześnie włókna tkanki łącznej są rozpuszczane przez enzymy. Ruchliwe komórki odpornościowe i fagocyty uaktywniają się i płyny limfatyczne spływają do rany.

W fazie proliferacji czy też budowy, podstawa rany pokrywa się nabłonkiem, tworzą się zawiązki naczyń włosowatych, nowa tkanka łączna i włókna kolagenu. Podziały komórkowe fazy proliferacji można stymulować i wspomagać przez miejscowe stosowanie na przykład D-pantenolu, który przyspiesza i łagodzi gojenie.

Nasza skóra chroni nas przed:

• zimnem i ciepłem
• promieniowaniem
•  ciśnieniem i uderzeniami
• otarciami
•  substancjami chemicznymi
•  inwazją drobnoustrojów
  
•  utratą ciepłoty i wody

Inne funkcje skóry

•  Absorpcja określonych substancji.
• Perspiracja (chłodzenie).
• Regulacja krążenia i temperatury poprzez zmiany łożyska naczyniowego skóry.
• Narząd czucia w zakresie ciśnienia, wibracji, dotyku, bólu i temperatury.

Podobnie jak inne tkanki, komórki skóry potrzebują energii do realizacji swoich kluczowych funkcji, zdolności regeneracji i naprawy, a także wzrostu.

Źródłem tej energii są wewnątrzkomórkowe procesy metaboliczne.

Układ krwionośny skóry dostarcza komórkom podstawnym składniki odżywcze, takie jak tłuszcze, węglowodany, białka i tlen.

Wolne kwasy tłuszczowe odgrywają największą rolę w wytwarzaniu energii, pod warunkiem, że są dostarczane w wystarczających ilościach.

Wydaje się, iż komórki, na przykład te w stratum granulosum, do których przenika mało glukozy, do produkcji energii wykorzystują kwasy tłuszczowe uwolnione podczas rozpuszczania błon komórkowych.