algemeenheid
De echte defensieve barrière tegen uitdroging bevindt zich in het stratum corneum, dwz in het meest oppervlakkige deel van de epidermis. Deze barrière dient niet alleen om het verlies van water uit het lichaam te regelen, maar ook om de percutane absorptie van de verschillende op de huid aangebrachte stoffen te moduleren.
De barrièrefunctie die door het stratum corneum wordt uitgeoefend, is voornamelijk te danken aan de typische "gecementeerde muur" -structuur, waarin de stenen worden gevormd door de corneocyten en hun bedekking, terwijl het cement uit lipide-stoffen bestaat.
Deze structuur zal hieronder in detail worden geanalyseerd.
Geile laag
Het stratum corneum wordt gevormd door twee compartimenten: één cellulair (de corneocyten, dan de stenen) en één extracellulair (het cement), rijk aan lipiden die de ruimtes vullen die bestaan tussen de ene cel en de andere.
De corneocyten zijn extreem afgeplatte cellen, zonder kern en een groot oppervlak (gemiddeld één vierkante millimeter). Hun extensie neigt aanzienlijk toe te nemen met de leeftijd. Dit gebeurt omdat - met de voortgang van de tijd - de desquamatie en de daaropvolgende vervanging van de epidermis langzamer gebeurt, waardoor de corneocyten lang in de oppervlakkige lagen kunnen blijven.
De corneocyten vormen de laatste fase van het complexe proces van differentiatie van keratinocyten die afkomstig zijn van de diepere lagen van de epidermis.
Zoals vermeld, zijn de cellen die resulteren uit deze differentiatie anucleate cellen (dat wil zeggen, verstoken van een kern), waarvan het cytoplasma geen organellen bevat, maar voor het grootste deel (meer dan 80%) bestaat uit keratinefilamenten geaggregeerd in macrofibrillen die, bij op hun beurt worden ze samengevoegd dankzij de aanwezigheid van een eiwitmatrix die bestaat uit filaggrine.
Geile coating
De corneocyten zijn omgeven door een hoornachtige voering: een eiwitschaal die tot doel heeft een bepaalde weerstand tegen mechanische trauma's en chemische beledigingen te verlenen.
De hoornachtige voering is een gespecialiseerde structuur die het celmembraan vervangt. Tijdens het proces van keratinocytdifferentiatie wordt dit laatste in feite geleidelijk vervangen door de daaropvolgende appositie van een reeks eiwitten: involucrin, loricrine, keratolinine (of cystatine) en SPRR's ( Small Proline-Rich Proteins, een familie die minstens 15 verschillende soorten eiwitten).
In detail fixeert loricrina de keratinemicrofibrillen die aanwezig zijn in de corneocyten met de externe hoornachtige coating, waardoor ze een zekere weerstand tegen het huidoppervlak geven.
Gezien de aard en kenmerken van de hoornachtige coating, is het ook bekend als de "eiwitschil".
Intercorneocytencement
Intercorneocytcement (of lipidecement) is het materiaal dat de stenen bij elkaar houdt (corneocyten) die de typische wandstructuur van het stratum corneum vormen.
De taak van het intercorneocytcement is daarom om de corneocyten stevig tegen elkaar te houden, de ruimtes tussen de cellen te verzegelen en zo de ondoordringbaarheid van de structuur te garanderen.
Zoals eerder vermeld, bestaat dit cement uit lipiden (intercellulaire lipiden) en vindt de synthese plaats tijdens de processen van keratinocytdifferentiatie.
De intercellulaire lipiden komen in feite van de lamellaire lichaampjes van Odland (of keratinosomes), organellen die aanwezig zijn in de korrelige laag van de epidermis. Het zijn blaasjes met een membraan dat talrijke lamellaire lagen lipiden bevat (vandaar de naam lamellaire lichamen), boven elkaar opgesteld, een beetje als een stapel platen.
De inhoud van deze blaasjes is rijk en gevarieerd en omvat:
- Vetstoffen zoals fosfolipiden, glucosyl-ceramiden, cholesterol en sfingomyeline die de hiervoor genoemde lamellaire lipiden vormen;
- Niet-enzymatische eiwitten;
- enzymen;
- Moleculen met antimicrobiële activiteit.
Tijdens de keratinocytdifferentiatie versmelt het membraan van de lamellaire lichamen van Odland met het membraan van de hoogste cellen van de granulaire laag en worden de lipiden naar buiten geëmitteerd door exocytose. Deze vetten worden vervolgens tussen de ene en de andere corneocyt geplaatst en vormen lange laminae: elk van hen is georganiseerd in een dubbellaags laag, een beetje zoals de fosfolipide dubbellaag die het celmembraan kenmerkt. Deze lagen zijn gestratificeerd, wat aanleiding geeft tot wat gewoonlijk wordt aangeduid als "multilamellair vet".
De vettige stoffen in de lichamen van Odland - ondanks dat ze lipofiel zijn - zijn niet helemaal apolair. Dit kenmerk gaat verloren wanneer ze uit het blaasje worden geëxtrudeerd: de glucosyl-ceramiden worden ceramiden, het cholesterol wordt grotendeels veresterd en de fosfolipiden worden gehydrolyseerd door het enzym fosfolipase A2, met de daaruit volgende afgifte van vrije vetzuren.
Het eindresultaat is een volledig hydrofoob lipidecomplex dat ondoordringbaar is voor water.
Bovendien is het goed om te onthouden dat de vrije vetzuren afgeleid van de hiervoor genoemde hydrolysereactie niet alleen essentieel zijn voor het uitvoeren van de barrièrefunctie, maar ook voor het handhaven van de zure pH op het niveau van het stratum corneum.
De ceramiden daarentegen worden geplaatst op het grensvlak tussen het lipidische cement zelf en de hoornachtige coating die het celmembraan in de corneocyten vervangt.
corneodesmosomes
De integriteit van het stratum corneum wordt ook gegarandeerd door de aanwezigheid van talrijke corneodesmosomen die fungeren als bevestigingspunten tussen de verschillende corneocyten, zowel tussen die van dezelfde rij als tussen die van de bovenste en onderste lagen.
In de meer oppervlakkige delen is de integriteit van het stratum corneum echter kleiner vanwege de desquamatieprocessen die op het fysiologische niveau worden gereguleerd.
Voor het verwijderen van de corneocyten moeten de eiwitten die de corneodesmosomen vormen worden gehydrolyseerd door specifieke proteasen. Het stratum corneum is daarom de plaats van een discrete enzymatische activiteit.
Waterinhoud van de geile laag
Om ervoor te zorgen dat de huidbarrière die wordt voorgesteld door het stratum corneum efficiënt is, is het noodzakelijk dat het watergehalte van dit gebied constant blijft.
De corneocyten hebben weinig water; om een vergelijking te maken in het stratum corneum vertegenwoordigt het water slechts 15% van het cellulaire gewicht, terwijl in de onderliggende epidermis dit percentage 70% bereikt.
Zoals een paar regels geleden vermeld, moet het watergehalte van de corneocyten, hoewel laag, absoluut constant blijven. Dit aspect is van fundamenteel belang zowel voor het handhaven van cellulaire flexibiliteit als voor het handhaven van enzymatische activiteit (zoals de bovengenoemde proteasen die corneodesmosomen moeten degraderen om desquamatie van de huid mogelijk te maken).
Het watergehalte van de corneocyten wordt beïnvloed door de omgevingstemperatuur en de vochtigheidsgraad. Als de externe omgeving erg droog is, hebben deze cellen de neiging uitdrogen, integendeel, als ze worden ondergedompeld in water, absorberen ze het tot 5-6 keer hun gewicht. Dit, samen met de afwezigheid van talg, verklaart waarom, na langdurig weken, de huid van de vingertoppen de neiging heeft om te kreuken. In deze gevallen absorberen de cellen van het stratum corneum water en hebben de neiging om toe te nemen in volume. Gezien de verminderde omvang van de huid in deze gebieden zwellen de corneocyten maar falen ze uit en vormen zo de karakteristieke rimpels.
In elk geval kan het water niet in grote hoeveelheden onder het stratum corneum doordringen, vanwege de aanwezigheid van de intercellulaire lipiden die het intercorneocytcement vormen.
Natuurlijke hydratatiefactor
De natuurlijke hydratatiefactor - ook wel NMF genoemd (van de English Natural Moisturizing Factor ) - is een mengsel van verschillende in water oplosbare en sterk hygroscopische substanties (in staat om veel water te absorberen) die zowel in de corneocyten als in de ruimtes aanwezig zijn intercorneocitari. Het is belangrijk om het stratum corneum in zijn geheel te hydrateren.
In detail bestaat het NMF uit:
- Vrije aminozuren;
- Organische zuren en hun zouten;
- Stikstofverbindingen (zoals bijvoorbeeld ureum);
- Anorganische zuren en hun zouten;
- Sacchariden.
Aminozuren zijn de belangrijkste stoffen die de natuurlijke hydratatiefactor vormen. Velen van hen worden geleverd door filaggrine, het eiwit dat keratinefilamenten in de corneocyten ondersteunt en vervolgens wordt afgebroken.
Zoals vermeld, is de natuurlijke vochtinbrengende factor overvloedig aanwezig in de corneocyten, waar het bevochtigende functies uitoefent (dat wil zeggen, het garandeert de hydratatie van het stratum corneum dat 15% water behoudt dat wij hebben gezien als zeer belangrijk voor de gezondheid van de huid).
