EPIDERMIS: BILDUNG, EIGENSCHAFTEN, SCHICHTEN, FUNKTIONEN - ANATOMIE UND PHYSIOLOGIE - 2025

Die Epidermis ist die oberflächlichste Schicht der Haut und hat hauptsächlich Funktionen zum Schutz vor mechanischen, chemischen Mitteln oder ultraviolettem Licht. Die Dicke dieser Schicht beim Menschen hängt von der untersuchten Fläche ab und reicht von 0,1 mm in den empfindlichsten Bereichen bis 1,5 mm in dicken Regionen.

Strukturell besteht es aus vier Schichten oder Schichten: Hornhaut, Granulat, Stachel und Basal. In dieser letzten Region finden wir Zellen in ständiger Teilung, die Keratinozyten bilden - Zellen, die die Zusammensetzung der Epidermis dominieren -, die Teil der übrigen Schichten sein werden.

Quelle: Mikael Häggström, basierend auf Arbeiten von Wbensmith

In Bezug auf ihren embryologischen Ursprung stammt die Epidermis aus dem oberflächlichen Ektoderm, und bereits im vierten Schwangerschaftsmonat können die vier Schichten der Struktur unterschieden werden.

Eigenschaften

Die Haut ist das Organ, das die größte Oberfläche einnimmt - mit einer Fläche von mehr als 2 m ² und einem ungefähren Gewicht von 4 kg - und somit eine Vielzahl von Funktionen erfüllt, vor allem den Schutz.

Dieses Organ hat eine Struktur, die aus zwei Hauptschichten besteht: der Dermis und der Epidermis.

Es ist durch das Vorhandensein von Keratin gekennzeichnet. Dieses Protein wird von einer signifikanten Anzahl von Epidermiszellen synthetisiert, die als Keratinozyten bezeichnet werden und mit Thermoregulation und anderen Formen des Schutzes verbunden sind. Sie sind die am häufigsten vorkommenden Zellen in der Epidermis.

Andere Zellen, die Teil der Epidermis sind, jedoch in geringerer Menge als Keratinozyten, sind Melanozyten. Diese sind für die Produktion von Melanin verantwortlich, dem Molekül, das der Haut Farbe verleiht und sie schützt.

Blut oder Lymphgefäße werden in der Epidermis nicht beobachtet, da die Ernährung in der nächsten Schicht, der Dermis, erfolgt, die von diesen Komponenten gespült wird.

Schichten

In der Epidermis können wir vier Hauptschichten oder Schichten erkennen. Dies sind die Hornschicht, die Granulatschicht, die Stachelschicht und die Grundschicht. Im Folgenden werden die relevantesten Merkmale jeder Zellschicht beschrieben:

Geile Schicht

Die äußerste Schicht der Epidermis ist die Hornhaut. Es besteht aus mehreren Schichten toter Zellen, die als Keratinozyten bezeichnet werden. Diese Zellen produzieren ein faseriges Protein namens Keratin.

Die Zellen, aus denen sie bestehen, zeichnen sich durch eine große, flache und polyedrische Form aus. Sie sind in vertikalen Schichten mit einer Dicke von fast 25 Schichten gestapelt, obwohl sich mehr als 100 Schichten auf den Handflächen und Füßen befinden.

Eine Lipidverbindung ist dafür verantwortlich, die Zellen der Hornschicht auf stark komprimierte Weise zu vereinen, so wie Ziegel in einer Konstruktion mit Zement verbunden werden.

Die Austauschrate dieser Strukturen ist ziemlich hoch, da sie ständig verloren gehen und ersetzt werden.

Die unmittelbare Funktion dieser Schicht ist der Schutz vor Reibung und anderen physikalischen Störungen. Dank seiner wasserdichten Eigenschaften wird ein Wasserverlust vermieden.

Wenn die Schicht ständigen Störungen ausgesetzt ist - wie zum Beispiel Reiben - neigt sie dazu, sich zu verdicken und "Kallus" zu bilden.

Körnige Schicht

Unmittelbar nach der Hornhautschicht finden wir die Granulosa, die aus Keratinozytenschichten besteht, die allmählich degenerieren, bis sie absterben und durch andere Zellen ersetzt werden, die unter ständiger Abschuppung leiden.

Es wird "Granulosa" genannt, da ein Satz dunkler Körnchen aus Keratohyalin unter dem Mikroskop leicht zu sehen ist.

Diese Verbindung des Granulats besteht aus zwei Proteinen:

- Profilaggrin, der Vorläufer von Filaggrin, einem Protein, das an der Verhornung der Haut beteiligt ist

- Involucrin im Zusammenhang mit Keratinisierung.

Es gibt auch Lamellengranulate, die im Gegensatz zu den vorherigen Granulaten nur elektronenmikroskopisch sichtbar gemacht werden können.

In diesem Granulat finden wir eine große Menge an Polysacchariden, Glykoproteinen und Lipiden, die dazu beitragen, die Zellen des Stratum Corneum zu vereinen. Das heißt, sie werden als eine Art molekularer Zement dienen.

In diesen Körnchen finden wir auch Enzyme mit Abbaufunktionen, die für die eventuelle Zerstörung des Zellkerns und der Organellen verantwortlich sind.

Dorniger Umhang

Die dritte Schicht der Epidermis besteht ebenfalls aus Keratinozyten. Die Form dieser Zellen ist jedoch nicht mehr flach, sondern nimmt unregelmäßige Formen mit zahlreichen Seiten an, die an unterschiedliche geometrische Formen erinnern.

In dieser Schicht befinden sich Melanozyten und andere mit der Immunantwort verwandte Zellen, sogenannte Langerhans-Zellen.

Melanozyten sind dendritische und pigmentproduzierende Zellen. Dendriten erstrecken sich in die Zellen dieser Schicht und dienen als Pigmentleiter.

Langerhans-Zellen sind auch dendritische Zellen. Sie stammen aus dem Knochenmark und machen etwa 5% der Zellen der Epidermis aus. Diese Zellen sind identisch mit Makrophagen, die in anderen Geweben gesehen werden. Daher fungieren diese Zellen als typische Immunbarrieren der Haut.

Die Struktur des Stratum spinosum bestimmt maßgeblich die mechanischen Eigenschaften der Haut, da sie gegen mechanische Schäden beständig und gleichzeitig recht flexibel ist.

Basale Schicht

Die letzte Schicht besteht aus einer dünnen Schicht von Keratinozyten, deren Formen einem Würfel oder einem Zylinder ähneln. Es ist sowohl aus metabolischer Sicht als auch aus Sicht der Zellteilung ziemlich aktiv. An diesem Punkt werden die Grenzen zwischen der Epidermis und der Dermis festgelegt.

Die Zellen der Grundschicht sind meist undifferenziert und befinden sich in einem kontinuierlichen Proliferationsprozess.

In dieser Schicht werden die Zellen erzeugt, die diejenigen ersetzen, die in den oberflächlichsten Regionen sterben. Das heißt, sie werden in dieser Schicht produziert und können dann dorthin migrieren, wo sie benötigt werden. Die durchschnittliche Migrationszeit von der Grundschicht beträgt etwa zwei Wochen. Wenn die Haut verletzt ist, erhöht dieser Prozess ihre Geschwindigkeit.

Aus diesem Grund hängt die Regenerationsfähigkeit der Haut in hohem Maße vom Zustand der Grundschicht ab. Wenn die Schicht betroffen ist, sind Hauttransplantationen erforderlich.

Einige Körperregionen haben eine zusätzliche Epidermisschicht. Die Handflächen und Füße sind normalerweise etwas dicker, da eine weitere oberflächliche Schicht vorhanden ist, die als klare Schicht bezeichnet wird.

Ausbildung

Von den drei embryonalen Schichten hat die Haut eine doppelte Formation. Während sich die Dermis aus dem Mesenchym entwickelt, entwickelt sich die Epidermis aus dem oberflächlichen Ektoderm.

In den frühen Entwicklungsstadien ist der Embryo von einer einzigen Schicht ektodermaler Zellen bedeckt. In der sechsten Schwangerschaftswoche teilt sich das Epithel und es erscheint eine Zellschicht namens Periderm.

Die Zellentwicklung wird fortgesetzt, bis eine dritte Schicht in der Zwischenzone gebildet wird. In den ersten drei Monaten wird die Epidermis von Zellen im Nervenkamm befallen, die für die Synthese von Melanin verantwortlich sind.

Wenn sich der vierte Monat der Schwangerschaft nähert, wird die Epidermis bereits ihre endgültige Organisation in vier genau definierten Schichten haben.

Eigenschaften

Schutz

Die erste Funktion der ersten Hautschicht ist intuitiv: Schutz und Vorbeugung von Flüssigkeitsverlust. Dies ist verantwortlich für die Bildung einer Barriere gegen verschiedene Arten möglicher physikalischer und chemischer Störungen. Zusätzlich zum Schutz vor verschiedenen Klassen von Krankheitserregern, die in den Körper gelangen könnten.

Lichtschutz

Ein besonderer Schutzfall ist der Lichtschutz. Die Epidermis wirkt dank der Anwesenheit von Melanin, einem Pigment, das für die Absorption schädlicher Sonnenstrahlung verantwortlich ist, als Barriere gegen ultraviolette Strahlung.

Bei Tieren ist dieses Pigment ein Derivat der aromatischen Aminosäure Tyrosin und in Abstammungslinien weit verbreitet.

Die Melaninproduktion erfolgt in der Grundschicht der Epidermis. Das Molekül erreicht sein Schutzziel durch Vermittlung der Wärmeableitung in einem Prozess, der als ultraschnelle interne Umwandlung bezeichnet wird.

Diese Umwandlung von einer schädlichen Energie in eine harmlose ist entscheidend für den Schutz des genetischen Materials. Dieser Schutz trägt zur Aufrechterhaltung der Integrität der DNA bei, da eine kontinuierliche Bestrahlung das Molekül schädigen und mit der Entstehung von Krebs verbunden sein kann.

Die Farbe der menschlichen Haut ist vermutlich ein adaptives Merkmal, das mit der Menge an Sonnenlicht zusammenhängt, die sie in der Umgebung erhalten, in der sie sich entwickeln.

Dunkle Haut ist mit dem Schutz vor intensiver Sonneneinstrahlung und heller Haut in Bereichen verbunden, in denen die Erfassung des geringen Sonnenlichts, das sie erhalten, für die Synthese von Vitamin D unerlässlich ist (siehe unten).

Thermoregulierung

Die Regulierung der Temperatur ist ein sehr wichtiges und mühsames Phänomen, mit dem endotherme Organismen konfrontiert sind. Die Haut - und damit die Epidermis - ist das Organ, das an diesem Regulationsprozess beteiligt ist.

Zusammen mit der Dermis kann diese Struktur die Temperatur durch die Mechanismen des Schwitzens (bei ihrer Verdunstung verliert der Körper Wärme und senkt somit die Temperatur) und der Blutflusskontrolle steuern.

Wahrnehmung

Die Haut ist ein Organ, das reich an Rezeptoren aller Art ist, weshalb sie in das Phänomen der Wahrnehmung eingreift und die Kommunikation zwischen Körper und Umwelt vermittelt. Diese Empfindungen umfassen Berührung, Druck, Temperatur und Schmerz. Darüber hinaus können Sie auf diese Empfindungen reagieren.

Zum Beispiel sind Merkel-Zellen seltene Bestandteile, die sich in der tiefsten Schicht der Epidermis befinden und mit der taktilen Mechanorezeption verbunden sind.

Stoffaustausch

Die Haut ist an der Aufnahme und Ausscheidung verschiedener Substanzen wie Mineralsalze, Harnstoff, Harnsäure, Milchsäure und anderer Abfallstoffe beteiligt. Es ist auch für die Vermittlung des Transits von Gasen wie Sauerstoff und Kohlendioxid verantwortlich.

Die Rolle der Haut bei der Atmung hängt vom untersuchten Organismus ab. Bei kleinen Organismen wie Amphibien ist die Haut dünn und nimmt aktiv am Gasaustausch teil, so dass einigen Arten die Lunge fehlt. Bei Säugetieren gibt es spezielle Strukturen, die für den Gasaustausch verantwortlich sind.

Synthese von Vitamin D.

Vitamin D ist eine essentielle Steroidsubstanz, die aus vier Ringen von Kohlenstoffatomen besteht und strukturelle Ähnlichkeiten mit dem Cholesterinmolekül aufweist.

Die Synthese dieses Vitamins findet in der Haut statt und für die Reaktion ist das Vorhandensein von ultraviolettem Sonnenlicht erforderlich. Dann wandert es zu anderen Organen (Niere und Leber), um die Verarbeitung fortzusetzen und die aktive Form weiterzugeben.

Die Synthese von Vitamin D ist nicht auf die Hautregion beschränkt, sondern kann auch aus Nahrungsmitteln stammen, die in der Ernährung enthalten sind, wie Fischöl oder mit diesem Vitamin angereicherte Milchprodukte.

Beteiligt sich am Stoffwechselweg von Kalzium, Phosphor und am Mineralisierungsprozess der Knochen. Seine Funktion beschränkt sich nicht nur auf die Entwicklung und Aufrechterhaltung des Knochensystems, sondern ist auch am Immunsystem, am endokrinen System und am Herz-Kreislauf-System beteiligt.

Vitamin D-Mangel wurde mit Rachitis und Osteomalazie in Verbindung gebracht; Die erste Pathologie tritt häufig im frühen Alter auf, während die zweite bei Erwachsenen auftritt. Es kann unter anderem auch Osteoporose, verschiedene Krebsarten, Multiple Sklerose oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen verursachen.

Wundselbstreparatur

Die Haut ist nicht nur das größte Organ des Menschen, sondern auch das erste, das einen direkten Kontakt mit der Umwelt herstellt. Sie ist daher ständig physikalischen und chemischen Substanzen ausgesetzt, die sie verletzen und Verletzungen verursachen können.

Diese Wunden können in wenigen Tagen (abhängig von der Größe) repariert werden, da die Haut ein sehr beschleunigtes Zellteilungs- und Geweberneuerungssystem aufweist.

Nichtbiologische Funktion beim Menschen

Im medizinischen Bereich liefert die Bewertung des Hautzustands sehr wertvolle Informationen, da sie den Gesundheitszustand des Patienten widerspiegeln und bei der Identifizierung bestimmter Pathologien hilfreich sein können.

Darüber hinaus spielt die menschliche Haut eine entscheidende Rolle für die Ästhetik und für das Gefühl der Identität jedes Einzelnen.

Verweise

1. Audesirk, T., Audesirk, G. & Byers, BE (2003). Biologie: Leben auf der Erde. Pearson Ausbildung.
2. JP Callen, JL Jorizzo, JL Bolognia, W. Piette & JJ Zone (2009). Dermatologische Anzeichen einer inneren Krankheit E-Book: Expert Consult-Online und Print. Elsevier Gesundheitswissenschaften.
3. Freeman, S. (2016). Biologie. Pearson.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC & Garrison, C. (2007). Integrierte Prinzipien der Zoologie. McGraw-Hill.
5. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M. & Anderson, M. (2004). Tierphysiologie. Sinauer Associates.
6. Junqueira, LC, Carneiro, J. & Kelley, RO (2003). Grundlegende Histologie: Text & Atlas. McGraw-Hill.
7. Lesmes, JD (2007). Klinisch-funktionelle Bewertung der Bewegung des menschlichen Körpers. Panamerican Medical Ed.
8. Marks, JG & Miller, JJ (2017). Lookingbill und Marks 'Prinzipien der Dermatologie E-Book. Elsevier Gesundheitswissenschaften.
9. Randall, D., Burggren, W., French, K. & Eckert, R. (2002). Eckert Tierphysiologie. Macmillan.
10. Rastogi SC (2007). Grundlagen der Tierphysiologie. New Age International Publishers.
11. Ross, MH & Pawlina, W. (2006). Histologie. Lippincott Williams & Wilkins.