Эпидермис и эпидермальный барьер

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Rating 4.50 (1 Vote)
Строение кожи: Эпидермис

 

Если вести здоровый образ жизни и правильно ухаживать за кожей, наружный слой должен полностью обновляться в течение месяца. Кожа при этом имеет гладкую поверхность и здоровый вид. Но существует множество причин, затрудняющих этот процесс. Например, отделение роговых чешуек замедляется с возрастом, а также у людей с жирной кожей, придавая ей бледный, сероватый оттенок.

Эпидермис состоит из пяти слоев, плавно переходящих друг в друга, самый верхний из которых образован плоскими клетками. Жизненный цикл такой клетки начинается в самой глубине эпидермиса (зародышевом, или базальном, слое) и заканчивается в наружном слое, именуемом роговым. По мере того, как клетки продвигаются к поверхности кожи, они теряют влагу, заполняются роговым веществом – кератином, становятся плоскими. 

Эпидермис представлен многослойным плоским ороговевающим эпителием, толщина которого на самых нежных местах (веки) составляет 0,04 мм, на грубых (ладони, подошвы) - до 1,6 мм. Толщина рогового слоя увеличивается во время принятия солнечных ванн, так как это создает своеобразный защитный барьер против ультрафиолетовых лучей.

Строение эпидермисаВ эпидермисе присутствует 3 обязательных вида клеток:

•- кератиноциты (эпидермоциты)  в различных эволюционных формах;

• пигментные клетки (меланоциты);

• иммунные клетки (внутриэпидермальные макрофаги).

В эпидермисе различают 5 слоев:

• роговой (stratum corneum);

• блестящий (stratum lucidum);

• зернистый (stratum granulosum);

шиповатый (stratum spinosum);

базальный (stratum basale).

Базальный слой состоит из 1 ряда цилиндрических клеток (базальных кератиноцитов), обладающих митотической активностью. Выделяют две субпопуляции кератиноцитов: одна из них постоянно пролиферирует, вторая - находится в состоянии покоя (резервная). Основная функция кератиноцитов базального слоя - постоянная пролиферация и регенерация эпидермальных дефектов. На базальной мембране имеется пигмент меланин, от количества которого зависит цвет кожи. Появление пигментации кожи связано с состоянием именно базального слоя кожи.

Расположенный над базальным слоем шиповатый слой состоит из 3-8 рядов клеток, имеющих «шипы». Шиповатые кератиноциты содержат большое количество выростов (десмосом), проникающих в углубления соседних клеток и соединяющих их по принципу застежки «молнии». Все это придает эпидермису прочность и эластичность. Шиповидный слой уникален тем, что здесь находится обильная лимфатическая сеть. Лимфатическая система – это пограничный заслон иммунной системы. При инфицировании организма лимфатические узлы увеличиваются, потому что они начинают вырабатывать свои собственные антибиотики. У каждого человека индивидуальный, неповторимый набор антибиотиков.

Зернистый слой состоит из 1-2 рядов клеток (2-4 ряда на ладонях и подошвах) в форме вытянутого ромба - зернистых кератиноцитов. Характерная особенность клеток данного ряда - наличие в цитоплазме множества гранул кератогиалина и гранул Орланда, ламеллярных телец с липидными везикулами (кератиносом). В дальнейшем эти вещества образуют билипидные прослойки между роговыми чешуйками. К эпидермальным высоко специализированным липидам относят церамиды, холестерин, жирные кислоты, фосфолипиды и другие липидные соединения.Жизненный путь кератиноцита

Кератинизация – процесс изменения места расположения и биохимических изменений кератиноцитов при миграции от базального пролиферирующего слоя к ригидному роговому. Кератинизация является в норме постоянным процессом, обеспечивающим организму защиту от внешней среды (функционирование кожного барьера). Большинство выраженных изменений происходит с кератиноцитами при их дифференцировке и продвижении от зернистого слоя к роговому. Кератиноциты изменяются – из трехмерных клеток с активными клеточными компонентами превращаются в двухмерные плоские образования – роговые чешуйки. Конечная дифференцировка кератиноцитов в эпидермисе приводит к формированию плотно упакованного белково-липидного каркаса с поперечными связями, который формирует непроницаемый барьер.

В последнее десятилетие выявлено, что одну из ключевых позиций в процессе кератинизации занимает эпидермальный белок филагрин. Термин «филагрин» (filament-aggregating protein) был предложен в 1981 году для описания класса структурного белка, выделенного из рогового слоя. Филагрин синтезируется кератиноцитами как гигантский белок- предшественник профилагрин (> 400 кДа), который сильно фосфорилирован и нерастворим.

ФилагринПрофилагрин – главный элемент кератогиалиновых гранул, обнаруженных в зернистом слое эпидермиса, получивший название из-за наличия этих гранул, или зерен. При переходе клеток зернистого слоя в роговой слой происходит дефосфорилирование профилагрина и его протеолитическое разделение на многочисленные мономеры филагрина. Филагрин – один из основных белков, включенных в дифференцировку эпидермиса и в поддержание барьерной функции.

Продукты деградации филагрина – основные компоненты естественного увлажняющего фактора кожи (natural moisturizing factor, NMF). В роговом слое молекулы филагрина, богатые аргинином, деиминизируются, превращая положительно заряженные аргининовые остатки в нейтральный цетрулин, выходят из связи с кератином и деградируют на составляющие аминокислоты, в том числе – пирролидонкарбоксильную и урокаиновую кислоты. Эти аминокислоты формируют около 50 % NMF, который остается в роговых пластинах рогового слоя. Гигроскопичный NMF поддерживает гидратацию эпидермального барьера. Его количество снижено в сухой коже, и этот эффект более выражен в связи с возрастом и сезонными колебаниями влажности.

В тех случаях, когда количество филагрина уменьшено, качество кожного барьера ухудшается из-за неспособности лишенного NMF рогового слоя сохранять влагу. Филагрин играет уникальную и основную роль в процессе ороговения, способствуя образованию дисульфидных связей и агрегации кератиновых филаментов.

В составе зернистого слоя находится барьер Райна. Он очень тонок, но важен в организме человека. Он не позволяет излишней влаге попасть внутрь и избытку жидкости выйти наружу. Это свойство действует, например, при приеме ванны. Если бы не было барьера Райна, человек бы раздулся, как ватный тампон, и впитал бы всю воду. Или наоборот, вышел на солнце, и вся влага покинула бы его тело. Кроме того, не всякая косметика может преодолеть барьер Райна.

Блестящий (элеидиновый) слой выглядит как блестящая узкая бесструктурная полоска, отделяющая зернистый слой от рогового (наиболее выражен на ладонях и подошвах). Из его названия, блестящий, можно понять, что его задача – отражать ультрафиолет, чтобы он не проникал внутрь кожи и не способствовал бы образованию раковых клеток.

Роговой слой (stratum corneum) - конечный продукт эволюции кератиноцитов. Роговой слой состоит из множества черепицеобразных чешуек (корнеоцитов), являющихся структурной единицей верхнего кератинового слоя и представляющих собой омертвевшие, наполненные кератином остатки кератиноцитов. Корнеоциты плотно прилегают друг к другу, но на поверхности, соприкасающейся с внешней средой, теряют прочность и легко отделяются - физиологическое шелушение, незаметное для глаза. Толщина рогового слоя на разных участках кожного покрова значительно различается (наибольшая - на подошвах и ладонях, в области мозолей). 

До середины ХХ столетия роговой слой рассматривался учеными как «слой мертвых клеток», создающий непроницаемый барьер между окружающей средой и организмом человека. Гипотезу о роговом слое как о многофункциональной структуре впервые выдвинул американский дерматолог профессор A. Kligman в 70-е годы прошлого столетия, и только в 90-е годы XX века концепция о том, что роговой слой представляет собой структуру, обеспечивающую поддержание гомеостаза, была доказана и принята мировым научным сообществом как отдельное направление дерматологии — корнеобиология. Корнеобиология охватывает широкий спектр таких экспериментальных исследований, как изучение анатомии, физиологии и биологии рогового слоя человека. Корнеотерапия начала свое развитие задолго до появления корнеобиологии.

Роговой слой эпидермиса

Роговой слой эпидермиса имеет уникальное строение, которое называют «briсk and mortar» («кирпич и цемент»), где роль «кирпичей» играют роговые клетки, а «цемента» — межклеточные липиды. На поперечном срезе роговой слой представляется рыхлым, пористым, однако это только видимость. Такое впечатление создается за счет межклеточных пространств, которые составляют значительную часть рогового слоя. Однако все они заполнены особым веществом, склеивающим их в непреодолимую преграду липидами-ацилцерамидами, которые относятся к классу сфинголипидов, или церамидов. Впервые сфинголипиды были выделены из мозговой ткани, поэтому свое второе название — церамиды — они получили от латинского слова cerebrum (мозг). Позже было установлено, что церамиды участвуют в построении эпидермального барьера, формируя липидную прослойку между роговыми чешуйками. 

Корнеоциты и липидные пласты из кератиносом зернистого слоя образуют многослойные липидные структуры в роговом слое и формируют эпидермальный липидный барьер, защищающий кожу от трансэпидермальной потери воды и обеспечивающий водонепроницаемость эпидермиса. Эпидермальный липидный барьер также играет роль особого межклеточного цементирующего вещества, обеспечивающего прочность сцепления структур рогового слоя и сохраняющего целостность кожи. 

Эпидермальные межклеточные липиды (липидный барьер) состоят из холестерола, церамидов и ненасыщенных жирных кислот (омега-3, омега-6), количество которых находится в строго определенной пропорции по отношению друг к другу. Если корнеоцит содержит лишь 3% липидов, то межклеточный цемент — 80%. По биохимическим данным в межклеточном матриксе обнаруживаются: церамиды — ~40%, свободные жирные кислоты — ~20%, холестерин и его эфиры — ~10%, холестерол — ~15%, фосфолипиды — ~5%, сквален — ~10%. Холестерин предотвращает избыточную ригидность и ломкость слоя церамидов. Свободные жирные кислоты расположены вокруг церамидов в липидном слое и способствуют поддержанию водоотталкивающей функции кожи, защищают водорастворимые компоненты рогового слоя от выщелачивания вследствие образования водно-масляной эмульсии. Если эта пропорция меняется, липидная прослойка между роговыми чешуйками нарушается и, как следствие, нарушается барьерная функция, влага испаряется более интенсивно. Пытаясь предотвратить избыточную потерю влаги, кожа замедляет процесс физиологической десквамации, и клетки начинают скапливаться на поверхности. Внешне это проявляется избыточным шелушением, утолщением рогового слоя, сероватым оттенком. Ярким примером такого процесса является себорея. При себорее в кожном сале уменьшается концентрация линолевой кислоты, что также приводит к нарушению целостности кожного барьера и возникновению адаптивной реакции в виде увеличения количества роговых клеток.Эпидермальный барьер

Липиды рогового слоя – это не то же самое, что липиды кожного сала. Прежде всего, они образуются не в сальных железах, а в клетках эпидермиса (также, как и роговое вещество, наполняющее роговые чешуйки). Во-вторых, они не просто размазаны между роговыми чешуйками, а организованы в определенную структуру. Они также отличаются от липидов кожного сала по своему составу и содержат особые липиды – церамиды наряду с ненасыщенными жирными кислотами и холестерином.

Эпидермальные церамиды не только удерживают воду в коже, но и регулируют темп десквамации, влияя на дифференцировку кератиноцитов, а также оказывают выраженное антимикробное действие. Было установлено, что влаго-удерживающая способность рогового слоя определяется церамидами. Потеря церамидов ведет к выраженному снижению гидратации, что, в свою очередь, можно компенсировать добавлением  церамидов. Поэтому, используя косметику, содержащую церамиды, можно восстановить поврежденный барьер кожи.Эпидермальный барьер

Цикл развития эпидермиса (от клеток базального слоя до отторгшихся роговых пластинок) составляет в норме 28 дней.

Эпидермис отделяется от дермы базальной мембраной, которая является специализированным межклеточным матриксом. При электронной микроскопии в базальной мембране выделяют светлую и плотную пластинки, а также плазмолемму. В плазмолемме выявляют многочисленные пиноцитозные пузырьки, что свидетельствует об активном участии базальной мембраны в обменных процессах между эпидермисом и дермой. Из-за отсутствия в эпидермисе кровеносных сосудов его питание осуществляется диффузией питательных веществ через базальную мембрану из дермы.

Особенности строения эпидермиса у детей

У детей эпидермис тонкий, в нем определяются в основном базальный, шиповатый и роговой слои. Роговой слой у детей тонкий и рыхлый. До самых верхних рядов клетки содержат ядра. Процессы отшелушивания рогового слоя у маленьких детей происходят в 4-5 раз быстрее, чем у взрослых. Ввиду отсутствия в эпидермисе маленьких детей зернистого слоя в коже практически не синтезируются церамиды и возникает несостоятельность эпидермального липидного барьера. Из-за данных особенностей строения кожа у ребенка, особенно младшего возраста, легкоранима при малейших неблагоприятных воздействиях (нарушения гигиены, частые купания и использование мыла, тугое пеленание) и склонна к развитию мацераций.Эпидермис у детей

Кожа у новорожденных отличается от кожи у взрослых и рН-реакцией. У взрослых рН кожи слабокислая, у новорожденных имеет нейтральную реакцию, а в себорейных зонах и складках (за счет казеозной смазки) - щелочную. Только ко 2-4-й неделе жизни ребенка реакция кожи начинает сдвигаться в кислую среду. Данная особенность обусловливает более частое развитие у маленьких детей гнойничковой и грибковой инфекций.

Источники информации:

1.«Дерматовенерология» - В.В. Чеботарёв, О.Б. Тамразова, Н.В. Чеботарёва, А.В. Одинец.

2.«Теоретические и практические основы конструирования современных космецевтических средств, обладающих трансдермальной активностью» - В.П.Ердакова

3«Филагрин и кератины в формировании защитного эпидермального барьера» - Е.Е. Брагина, доктор биологических наук, старший научный сотрудник отдела электронной микроскопии НИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозёрского МГУ им. М.В. Ломоносова

4. «Корнеопротекторы в дерматологии» - Ю.Н. Перламутров, К.Б. Ольховская

 

 

  • Клещевина обыкновенная

    Касторовое масло

    5.0/5 оценка (1 голосов)

    Касторовое масло является прекрасным косметическим маслом. Его издавна использовали для ухода за волосами, ресницами, бровями. Но также оно подходит и для ухода за кожей лица.

IMAGE Дерма, или где образуются морщины
06.02.2015
  Дерма составляет основной слой кожи. Отделенная от эпидермиса пограничной... Подробнее...
IMAGE Жизненный цикл волос
27.01.2015
  Мы постоянно теряем волосы, потому что волосяной фолликул не всю жизнь... Подробнее...
IMAGE Как устроена наша кожа
02.02.2015
  Для конструирования современных косметических средств необходимо иметь... Подробнее...
IMAGE Корнеотерапия - инновационный подход в косметологии
19.05.2015
  Что такое корнеотерапия и дерма-мембранные структуры, почему косметика с... Подробнее...
IMAGE Обыкновенные бородавки
16.02.2015
Появившиеся на руках бородавки не только серьезный косметический дефект, но и... Подробнее...
IMAGE Подкожная жировая клетчатка и причины целлюлита
06.02.2015
  Подкожная жировая клетчатка (гиподерма) - самый глубокий слой кожи. Состоит из... Подробнее...
IMAGE Строение волос
18.01.2015
  Волосы – одно из главных украшений женщины. Каждая женщина мечтает не только... Подробнее...
IMAGE Строение кожи век
06.02.2015
  Что моментально выдает нашу усталость, настроение и напряженность? Конечно,... Подробнее...
IMAGE Сухая кожа: проблемы и уход
28.02.2015
  В последние годы проблеме сухости кожи уделяется большое внимание. Сухая... Подробнее...
Top