Zeszyty Dydaktyczne Wyższej Szkoły Zawodowej Kosmetyki i Pielęgnacji Zdrowia Katarzyna Pytkowska Budowa i fizjologia skóry

Transkrypt

1 Zeszyty Dydaktyczne Wyższej Szkoły Zawodowej Kosmetyki i Pielęgnacji Zdrowia Katarzyna Pytkowska Budowa i fizjologia skóry Zeszyt 3/2010 ISBN: WSZKiPZ Wszelkie Prawa Zastrzeżone

2 Budowa i fizjologia skóry

3

4

5 Skóra największy organ naszego organizmu podstawowa bariera chroniąca przed wpływem środowiska złożone funkcje ochronne, wydzielnicze i regulacyjne

6

7 Skóra jako bariera działa w dwie strony: w miarę swych możliwości nie wpuszcza substancji obcych wypuszcza bardzo niewiele, głównie wodę ponieważ nie wszystko przepuszcza, mówimy, że ma charakter bariery półprzepuszczalnej

8 Skóra składa się z trzech warstw: tkanki podskórnej miękka, głównie tkanka tłuszczowa skóry właściwej mocna, elastyczna i sprężysta, głównie włókna naskórka, jedynej części, która naprawdę nie przepuszcza wody

9 naskórek skóra właściwa tkanka podskórna

10 Warstwy skóry naskórek własna warstwa zarodkowa szybka odnowa (ok. 30 dni) funkcje izolacyjne szereg warstw wytwarzanie warstwy rogowej (stratum corneum) uszkodzenie komórek naskórka wyzwala stany zapalne

11 Naskórek

12 Naskórek Budowa warstwowa Warstwa podstawna (stratum basale) Warstwa kolczysta (stratum spinosum) Warstwa ziarnista (stratum granulosum) Warstwa rogowa (stratum corneum) Stratum compactum Stratum disjunctum

13

14

15

16

17 Warstwa rogowa tworzenie keratynizacja komórek usuwanie złuszczanie (eksfoliacja) te dwa procesy decydują o: kolorycie skóry gładkości powierzchni zatrzymywaniu wody wyglądzie cery przebieg keratynizacji i złuszczania jest sterowany równowagami fizjologicznymi

18

19 Stratum corneum czyli warstwa rogowa naskórka jest dla naszego organizmu podstawową barierą ochronną

20 Bariera Ochrona organizmu przed utratą wody jedyna zapora... Ochrona przed działaniem czynników zewnętrznych bakterie, grzyby, wirusy... woda... inne... wiele związków chemicznych, zarówno szkodliwych jak i nieszkodliwych nie potrafi przedostać się przez barierę naskórka

21 Jak działa bariera naskórkowa? Bariera jest dla wielu z nas synonimem całkowicie nieprzepuszczalnej, szczelnej, jednorodnej zapory Przez wiele lat uważano że skóra jest taką zaporą, która może jedynie przez pory przepuszczać różne lotne substancje Teraz wiemy, że jest inaczej

22 Budowa warstwy rogowej Skład stratum corneum woda 10% proteiny 70% lipidy 20% Pierwsza teoria dotycząca szczegółów budowy warstwy rogowej pojawiła się pod koniec lat 70-tych

23 Jak działa bariera naskórkowa? Teoria cegieł i zaprawy stratum corneum jest zbudowane z korneocytów (cegły) i spajającej je lipidowej zaprawy cegły to obszary hydrofilowe zaprawa jest hydrofobowa

24 Warstwa rogowa cegły i cement korneocyty cement międzykomórkowy

25 Budowa Niejednorodność cegły i zaprawa ani korneocyty ani cement nie są strukturami jednorodnymi w stratum corneum można wydzielić dwie warstwy stratum compactum stratum disjunctum

26

27 Korneocyty W stratum basale wstępne różnicowanie keratynocytów keratynocyty wędrujące zaczynają produkować keratyny (1 i 10) Powstaje stratum spinosum i stratum granulosum ziarnistości keratohialinowe ciała blaszkowate otoczka korneocytu korneodesmosomy Stopniowo spłaszczenie (ponad 30x) Powstają dojrzałe korneocyty

28

29 Korneocyty Podstawowym budulcem korneocytów jest keratyna, fibrylarna i bezpostaciowa 80% s.m. komórki Płaskie: średnica ok. 30µm, grubość ok. 0,3µm Korneocyty są bardzo odporne na działanie proteaz na denaturację (termiczną i chemiczną) w strukturze korneocytów można wyróżnić rdzeń i ścianę (kopertę, zrogowaciałą otoczkę)

30 Korneocyty Korneocyty w stratum compactum są połączone korneodesmosomami Przy przejściu do stratum disjunctum korneodesmosomy ulegają degradacji pod działaniem enzymów proteolitycznych zanik połączeń korneocytami zapoczątkowuje eksfoliację Czynnikiem zapewniającym spójność korneocytów jest także koperta korneocytu, kowalencyjnie łącząca się z lipidami cementu Prawidłowa degradacja korneodesmosomów jest czynnikiem warunkującym równomierne złuszczanie naskórka

31 Rdzeń korneocytu Proteiny keratyna (alfa-heliks), włókna ( średnica ok. 0,8nm) bezładnie, układ horyzontalny (płaski) niewielka ilość filagryny pęcznienie horyzontalnie < 5%, wertykalnie ok. 25% Woda, stanowiąca m.in. czynnik plastyfikujący Niskocząsteczkowe substancje hydrofilowe i higroskopijne (naturalny czynnik nawilżający, NMF)

32 Koperta korneocytu Stanowi 5-7% s.m. korneocytu 90% proteiny (w tym wysoko usieciowana, szczególnie odporna keratyna) 10% lipidy Wiązania kowalencyjne: proteiny-lipidy Jest chemicznym łącznikiem pomiędzy hydrofilową keratyną a lipofilowymi lipidami cementu Zapewnia spójność całej struktury

33

34 Budowa cementu Układ ciekłokrystaliczny lipidowe micele warstwowe, stabilizowane oddziaływaniami niepolarnymi pomiędzy nimi obszary wodne, zawierające składniki NMF układ samoorganizujący się, niezwykle stabilny termodynamicznie z lipoproteinami koperty korneocytu połączony wiązaniami van der Vaalsa prawdopodobnie w cemencie występują, bardziej złożone poziomy zorganizowania

35 Cement międzykomórkowy skład lipidów ceramidy 40% sterole i pochodne 25% kwasy tłuszczowe 18% węglowodory 11% inne 6%

36 Skwalen i cholesterol

37

38

39

40 Ceramidy Za właściwą budowę cementu odpowiada ceramid, zawierający kwas linolowy (C 18:2, n-6) - - CERAMID 1 O O HN OH O OH

41 Ceramid 1 kwas linolowy jest wbudowywany głównie w ceramid 1 ceramid 1 zawierający kwas linolowy warunkuje unikalną strukturę warstw lipidowych sc ceramid ten jest niezastępowalny przez inne lipidy ceramid 1 jest przekształcany w ester sfingozyny wiążący się ze ścianą korneocytu jego obecność warunkuje spoistość całej struktury

42

43 Jak powstaje cement międzykomórkowy W różnicujących keratynocytach pojawiają się ciała blaszkowate (Odlanda) wypełnione substancjami lipidowymi, w miarę dojrzewania przemiany i synteza lipidów fosfolipidy ceramidy i wolne kwasy tłuszczowe równolegle procesy fizykochemiczne samoorganizacja struktur ciekłokrystalicznych

44 Zmiany w składzie lipidów

45 Powstawanie ciekłokrystalicznych struktur cementu

46 Powstawanie ciekłokrystalicznych struktur cementu Etapy kluczowe hydroliza fosfolipidów (fosfolipaza) hydroliza glikozyloceramidów Czynniki sterujące zmiana stężenia wody zmiana wartości ph

47 Własności cementu międzykomórkowego zależą od: temperatury w niskich temperaturach dochodzi do krystalizacji czyli stwardnienia struktury temperatura krystalizacji jest nazywana temperaturą przejścia krystalizacja zmienia własności spoiwa i własności całej warstwy rogowej składu lipidów czym więcej lipidów nasyconych tym wyższa temperatura przejścia zmiana temperatury przejścia nie jest jedyną przyczyną zakłóceń

48 Skład lipidów a bariera Skóra normalna Skóra sucha LA OA POA LA - kw. linolowy, OA - kw. oleinowy, POA - kw. palmitooleinowy

49 Niedobór NNKT niedobór kwasu linolowego nieprawidłowości budowy ceramidu 1 niedobór GLA zaburzenia syntezy eikozanoidów zaburzenia keratynizacji... zaburzenia syntezy NMF, lipidów cementu...

50 Zaburzenia składu lipidów cementu ogólnoustrojowy niedobór NNKT ogólnoustrojowe zaburzenia metabolizmu zaburzenia keratynizacji usuwanie składników cementu wymywanie wodą wymywanie lipidami

51 Cement międzykomórkowy nieprzenikalny dla większości substancji polarnych nieprzenikalny dla substancji o dużych cząsteczkach przepuszcza związki rozpuszczalne w tłuszczach zawiera enzymy zatrzymuje wodę

52 NMF

53 Jak powstaje NMF Ziarnistości keratohialinowe nieregularne amorficzne ziarna zawierają proteiny profilagryna lorikryna, cytostatyna keratyny 1 i 10 (bogate w cystynę) profilagryna jest uwalniana na zewnątrz profilagryna filagryna NMF

54

55 Tworzenie NMF Profilagryna wewnątrz ziarnistości keratogialinowych, nierozpuszczalna Fosforylacja i częściowa proteoliza profilagryny powstaje rozpuszczalna filagryna filagryna jest uwalniana na zewnątrz wiąże się z keratyną jest odporna na proteolizę Rozerwanie wiązania filagryny z keratyną proteoliza prowadząca do mieszaniny aminokwasów kwas glutaminowy kwas piroglutaminowy (PCA) inne procesy: powstaje mleczan sodu, mocznik i inne

56 NMF Wolne aminokwasy 40,0 PCA 12,0 Mleczan 12,0 Cukry, inne kwasy org., peptydy 8,5 Mocznik 7,0 Chlorki 6,0 Na+, K+ 9,0 NH3, glukozoamina, kwas moczowy, kreatyna 1,5 Ca++, Mg ++ 3,0 PO43-0,5 Cytrynian, mrówczan itp. 0,5

57 Funkcje NMF Obecny zarówno w korneocytach jak i w obszarach wodnych cementu Związki hydrofilowe silnie wiążące wodę Mleczan i sole PCA silnie higroskopijne Układ wolnych kwasów, aminokwasów i ich soli jest systemem buforowym stabilizującym ph

58 Etapy kluczowe syntezy NMF Defosforylacja i proteoliza profilagryny w ziarnistościach keratohialinowych Hydroliza połączeń pomiędzy filagryną i keratyną Czynnik sterujący spadek stężenia wody

59 Płaszcz hydrolipidowy naskórka

60 Płaszcz hydrolipidowy naskórka Naskórek jest stale natłuszczany przez gruczoły łojowe Lipidy sebum mieszają się na powierzchni z lipidami cementu, resztkami NMF i wydzieliną gruczołów potowych powstająca mieszanina zawiera sterole emulgujące wodę Na powierzchni naskórka powstaje emulsja typu W/O zawierająca ok. 10% wody Emulsja tego typu zmniejsza gradient stężenia wody i hamuje wysychanie wierzchnich warstw s.c. płaszcz hydrolipidowy jest w dużym stopniu usuwany przy każdym myciu

61 Lipidy s.c i sebum s.c. sebum ceramidy 40% glicerydy 43% sterole i pochodne 25% sterole i pochodne 5% wolne kwasy tłuszczowe 18% wolne kwasy 11% tłuszczowe węglowodory 11% węglowodory 12% inne 6% woski 26% inne 3%

62 Odczyn powierzchni skóry ph stratum corneum: 5,2 5,6 niezbędne dla homeostazy bariery czynnik ochronny przed mikroorganizmami ph żywych warstw naskórka fizjologiczne: 7,2 7,4 Gradient około 2 jednostek ph na odcinku ok. 10µm trudny do wytłumaczenia teoria pomp protonowych

63 Pigmentacja skóry

64 Pigmentacja skóry komórki pigmentacyjne melanocyty znajdują się w naskórku produkują ochronny pigment melaninę chronią przed promieniowaniem UV i wolnymi rodnikami tworzenie i aktywność melanocytów są sterowane równowagami fizjologicznymi

65

66 Skóra właściwa

67 Skóra właściwa naczynia krwionośne zakończenia nerwowe mieszki włosowe gruczoły łojowe gruczoły potowe

68 Skóra właściwa 1 2 mm grubości, do 20% masy skóry Fibroblasty, naczynia krwionośne, włókna nerwowe, przydatki białka włókniste kolagen i elastyna wymagają obecności ponad 50% wody właściwą zawartość wody zapewniają substancje zwane GAG, głównie kwas hialuronowy białka fibrylarne i GAG powstają w specjalnych komórkach fibroblastach aktywność fibroblastów jest sterowana równowagami fizjologicznymi

69 Proteiny fibrylarne Kolagen do 75% masy s.w. trzyniciowe struktury helikalne prolina, lizyna, hydroksyprolina Elastyna do 4% masy s.w. własności sprężyste połączenie z kolagenem proteiny łącznikowe, mostki desmozynowe odnowa z wiekiem ulega spowolnieniu

70

71

72

73 Woda strukturalna w s.w. Rola wody w strukturach białkowych Odwracalne i nieodwracalne skutki odwodnienia Zbiornik wody mukopolisacharydy Glikozoaminoglikany (GAG) proteoglikany: siarczan chondroityny, siarczan dermatanu kwas hialuronowy Regulacja zawartości wody strukturalnej w s.w. Skutki odwodnienia s.w.

74 Gruczoły potowe

75 Gruczoły potowe Gruczoły potowe ekrynowe Rozmieszczone na całym ciele Funkcja: termoregulacja Wydzielają wodę z niewielką domieszką soli mineralnych Gruczoły potowe apokrynowe Rozmieszczone pod pachami, w pachwinach, w uszach... Wydzielają wodę, tłuszcze, sterole, cukry... Funkcja: komunikacja?

76

77 Gruczoły łojowe

78 Gruczoły łojowe Rozmieszczone na całej powierzchni ciała Wielkość gruczołów może być różna na różnych obszarach Rejony łojotokowe (kark, strefa T) Duży gruczoł łojowy, mały mieszek włosowy Owłosiona skora głowy Duży gruczoł łojowy, duży mieszek włosowy Rejony niełojotokowe Mały gruczoł łojowy, mały mieszek włosowy

79 Sebum Skwalen 12% Woski 25% Estry steroli 2% Wolne kwasy tłuszczowe 16% Sterole 2% Glicerydy 43% T.t: o C

80 Tkanka podskórna

81 Tkanka podskórna komórki tłuszczowe adipocyty system naczyń włosowatych wymiana materii, odprowadzanie produktów metabolizmu zakłócenia przepływu prowadzą m.in. do celulitu

82 Woda w skórze

83 Woda w skórze jest niezbędna dla prawidłowego złuszczania zmiękczania warstwy rogowej odnowy naskórka prawidłowej struktury białek włóknistych utrzymania równowag fizjologicznych

84 Niedobór wody = sucha skóra szorstkość naskórka nadmierne złuszczanie zahamowanie odnowy nieszczelność barier dalsze wysychanie zmarszczki

85 Suchość skóry uszkodzenia barier naskórkowych promieniowanie UV, wolne rodniki wiek czynniki chemiczne suche powietrze zakłócenia chorobowe

86 Biologia skóry Regulacja procesów biochemicznych

87 Przekazywanie informacji pomiędzy komórkami Przekaźniki wydzielane miejscowo (autakoidy) Metabolity kwasu arachidonowego Cytokiny i czynniki wzrostu Tlenek azotu, peptydy (endoteliny, bradykinina), aminy (histamina, serotonina), PAF

88 Eikozanoidy eikozanoidy hormony tkankowe przekaźniki informacji do eikozanoidów zaliczamy prostaglandyny (PG) prostacykliny (PGI) tromboksany (TX) leukotrieny (LT)

89 Rozwój stanów zapalnych Przekazywanie informacji Kaskada kwasu arachidonowego cytokiny

90

91

92

93

94

95

96