STRATUM CORNEUM: OBECNÁ CHARAKTERISTIKA, HISTOLOGIE, FUNKCE - ANATOMIE A FYZIOLOGIE - 2025

Vrstva corneum neboli skvamózní vrstva je nejvzdálenější vrstva epidermis suchozemských obratlovců, ve které jsou buňky zvané korneocyty naplněny keratinem. Tato vrstva je evoluční inovací tetrapodů, která jim pomáhá přežít v suchém a abrazivním terestrickém prostředí.

Epiderma na povrchu a dermis pod ní tvoří kůži nebo enttegument, což je jeden z nejdelších orgánů v těle. Epiderma může být rozlišena na chloupky, peří, nadržené šupiny, rohy, drápy a nehty, zobáky a filtrační systém úst velryby.

Zdroj: Rjelf

Obecné vlastnosti

Korneocyty stratum corneum jsou mrtvé buňky, to znamená, že jim chybí jádro a buněčné organely. Tyto epidermální buňky jsou tvořeny mitózou v hluboké bazální vrstvě. Přitlačují již existující buňky na povrch, kde umírají řádným způsobem. Jsou exfoliovány a neustále nahrazovány buňkami z podkladových vrstev.

Během buněčné smrti se v buňce hromadí protein keratin. Tento proces se nazývá keratinizace nebo keratifikace a buňky produkující keratin se nazývají keratocyty. Keratin postupně nahrazuje metabolicky aktivní cytoplazmu a buňky se transformují do kukuřičných buněk, které se nazývají korneocyty.

Korneocyty mají nerozpustný obal, který nahrazuje plazmovou membránu. Tato obálka se skládá z mastných kyselin, sterolů a ceramidů. Tyto lipidy jsou produkovány lamelárními těly, organely přítomnými v keratocytech, které nezačaly krystalizovat.

Lipidový obal tvoří skafold pro molekulární uspořádání extracelulárních lipidů, které tvoří dvojvrstvé listy v mezerách mezi korneocyty. Tyto vrstvy lipidů nabízejí odolnost vůči absorpci chemikálií a dalších ve vodě rozpustných látek. Vyhýbají se ztrátě vody odpařováním.

Histologie

Kůže plazů, ptáků a savců jsou složeny ze stratifikovaného dlaždicového epitelu. Epiderma těchto obratlovců se liší v počtu vrstev nebo oblastí, které ji tvoří.

U plazů má epidermis tři oblasti: stratum basalis, stratum granulosa a stratum corneum. Krokodýli a želvy zbavují velmi malou pokožku, zatímco hadi zažívají odstraňování velkých oblastí povrchu epidermis.

U ptáků má epidermis dvě oblasti: stratum basalis a stratum corneum. Mezi oběma vrstvami je přechodná vrstva buněk, které podléhají keratinizaci.

U savců má epidermis čtyři oblasti: stratum spinosum, stratum granulosa, stratum lucidum a stratum corneum. Keratinizace je největší v oblastech, kde je větší tření, jako jsou dlaně rukou a chodidla chodidel.

U obratlovců se rohová vrstva skládá z 20–30 řad zploštělých korneocytů (30–40 µm). Pomocí mikroskopu je pozorována jako vrstva vláken, která vypadá jako cihlová zeď o tloušťce 0,75 až 1,5 mm. Korneocyty jsou „duchové“ buněk se svazky keratinu uvnitř.

Obecné funkce

Vrstva corneum je organizována do dvou morfologicky a funkčně odlišných systémů kompartmentů: korneocytů a extracelulární matrice (tvořené neutrálními lipidy).

Korneocyty poskytují mechanickou odolnost proti řezání nebo nárazům, jsou bariérou proti ultrafialovému světlu a jsou místem, kde začíná zánět (aktivace cytokinů) a fotoimunosuprese.

Extracelulární matrice je zodpovědná za integritu stratum corneum, soudržnost a deskvamaci. Funguje jako antimikrobiální bariéra (vrozená imunita) a poskytuje selektivní absorpci. Korneocyty a lipidová matrice působí jako bariéry, které brání propustnosti a hydrataci.

Funkce stratum corneum závisí na jejím biochemickém složení a struktuře tkáně. Před smrtí jsou keratocyty stratum granulosa zodpovědné za produkci látek, které jsou odpovědné za funkce vykonávané stratum corneum.

Keratocyty kromě produkce lipidů vytvářejí: enzymy, které tyto lipidy zpracovávají, proteolytické enzymy, glykoproteiny, inhibitory enzymů a antimikrobiální peptidy.

Ochrana vody a ochrana proti vstupu patogenů

Schopnost kůže zabránit ztrátě vody a vstupu patogenů závisí na čtyřech charakteristikách extracelulární matrice stratum corneum: 1) absolutní množství lipidů; 2) distribuce lipidů; 3) hydrofobní vlastnosti; a 4) supramolekulární organizace lipidů. Odhaduje se, že u lidí tato bariéra zabraňuje ztrátě 300–500 ml / den.

Množství lipidů ve stratum corneum je: ceramidy, 50%; mastné kyseliny, 25% (mohou být esenciální a neesenciální; přispívají k okyselení vrstvy); cholesterol, 25%. Tyto lipidy vytvářejí lamelární strukturu, která uzavírá mezibuněčné prostory uvnitř vrstvy a tvoří nepropustnou bariéru.

V extracelulární matrici existují další komponenty, kromě lamelární struktury, které přispívají k vytvoření této bariéry: obal korneocytů; monovrstvy co-hydroxyceramid obklopující korneocyty; enzymy; antimikrobiální peptidy; a strukturální proteiny vylučované lamelárními těly keratocytů.

Antimikrobiální peptidy zahrnují beta-defensin, který má silnou antimikrobiální aktivitu proti grampozitivním bakteriím, kvasinkám a virům, a kathelicidin, který má aktivitu proti široké škále bakterií (včetně Staphyloccous aureus) a virům.

Hydratace, UV filtrování a imunosuprese

V korneocytech je mnoho hygroskopických látek, které se spolu s jednoduchými cukry a elektrolyty nazývají přírodní smáčecí faktory (NHF). Hrají důležitou roli při udržování hydratace stratum corneum.

Degradace filaggrinu produkuje NHF tvořená: 1) volnými aminokyselinami, jako je histidin, glutamin a arginin (produkt proteolýzy); a 2) karboxylová kyselina pyrrolidinu, urokanové kyseliny, citrulinu, ornitinu a kyseliny asparagové (produkt působení enzymů na volné aminokyseliny).

Prostřednictvím enzymu histidin-amonolyáza produkuje histidin kyselinu trans-urokanovou (tUCA), která je fotoizomerizována UV-A na kyselinu cis-urucanovou (cUCA). Tato poslední molekula působí jako opalovací krém a je také silným imunosupresivem, které se podílí na patogenezi rakoviny kůže způsobené ultrafialovým (UV) světlem.

Odlupování

Jednou z charakteristik stratum corneum je deskvamace, která spočívá v proteolytické degradaci corneodesmosomes, jejichž povahou je protein, a proto jsou zodpovědné za udržování korneocytů pohromadě.

To může být morfologicky doloženo ztrátou corneodesmosomes a zmizením dalších proteinů, jako je desmocholin 1.

Existuje nejméně deset typů serinových proteáz, které se nacházejí ve stratum corneum a podílejí se na deskvamaci. Například chymotrypsin a tryptický enzym stratum corneum. Aktivace těchto enzymů závisí na přítomnosti endogenních inhibitorů a fyziologickém stavu stratum corneum (nízké pH; špatně hydratovaný Ca ⁺²).

Reference

1. Burns, T., Breathnach, S., Cox, N., Griffiths, C. 2010. Rookova učebnice dermatologie. Wiley, Oxford.
2. Del Rosso, JQ, Levin, J. 2011. Klinický význam udržování funkční integrity stratum corneum u zdravé kůže i kůže postižené nemocí. Journal Clinical Estetical and Dermatology, 4, 22–44.
3. Elias, PM 2005. Obranné funkce Stratum corneum: integrovaný pohled. Journal of Investigative Dermatology, 125, 183–200.
4. Elias, PM 2012. Struktura a funkce extracelulární matrix stratum corneum. Journal of Investigative Dermatology, 132, 2131-2133.
5. Elias, PM, Choi, EH 2005. Interakce mezi obrannými funkcemi stratum corneum. Experimental Dermatology, 14, 719–726.
6. Hall, JE 2016. Guyton a Hall učebnice lékařské fyziologie. Elsevier, Philadelphia.
7. Kardong, KV 2012. obratlovci: srovnávací anatomie, funkce, vývoj. McGraw-Hill, New York.
8. Menon, GK 2015. Lipidy a zdraví kůže. Springer, New York.
9. Schurer, N., Elias, PM 1991. Biochemie a funkce lipidů stratum corneum. Pokroky v Lipid Research, 24, 27–56.
10. Vasudeva, N., Mishra, S. 2014. Učebnice lidské histologie Inderbira Singha, s barevným atlasem a praktickým průvodcem. Jaypee, New Deli.