STRATUM CORNEUM: ALLGEMEINE MERKMALE, HISTOLOGIE, FUNKTIONEN - ANATOMIE UND PHYSIOLOGIE - 2025

Das Stratum Corneum oder die Plattenepithelschicht ist die äußerste Schicht der Epidermis von Landwirbeltieren, in der Zellen, die als Corneozyten bezeichnet werden, mit Keratin gefüllt sind. Diese Schicht ist eine evolutionäre Innovation von Tetrapoden, die ihnen hilft, in trockenen und abrasiven terrestrischen Umgebungen zu überleben.

Die Epidermis an der Oberfläche und die Dermis darunter bilden die Haut oder das Integument, das eines der längsten Organe im Körper ist. Die Epidermis kann in Haare, Federn, Hornschuppen, Hörner, Krallen und Nägel, Schnäbel und das Filtersystem des Walmauls unterschieden werden.

Quelle: Rjelves

Allgemeine Charakteristiken

Die Korneozyten des Stratum Corneum sind tote Zellen, dh ihnen fehlen ein Kern und zelluläre Organellen. Diese Epidermiszellen werden durch Mitose in der tiefen Grundschicht gebildet. Sie drücken bereits vorhandene Zellen an die Oberfläche, wo sie in geordneter Weise sterben. Sie werden abgezogen und kontinuierlich durch Zellen aus darunter liegenden Schichten ersetzt.

Während des Zelltods reichert sich das Protein Keratin in der Zelle an. Dieser Prozess wird als Keratinisierung oder Verhornung bezeichnet, und die Zellen, die Keratin produzieren, werden als Keratozyten bezeichnet. Keratin ersetzt allmählich das metabolisch aktive Zytoplasma und die Zellen verwandeln sich in verhornte Zellen, sogenannte Corneozyten.

Korneozyten haben eine unlösliche Hülle, die die Plasmamembran ersetzt. Diese Hülle besteht aus Fettsäuren, Sterolen und Ceramiden. Diese Lipide werden von Lamellenkörpern produziert, Organellen, die in Keratozyten vorhanden sind, die noch nicht mit der Verhornung begonnen haben.

Die Lipidhülle bildet das Gerüst für die molekulare Organisation extrazellulärer Lipide, die in den Zwischenräumen zwischen Korneozyten Doppelschichtblätter bilden. Diese Lipidschichten bieten Beständigkeit gegen die Absorption von Chemikalien und anderen wasserlöslichen Substanzen. Sie vermeiden den Wasserverlust durch Verdunstung.

Histologie

Die Häute von Reptilien, Vögeln und Säugetieren bestehen aus geschichtetem Plattenepithel. Die Epidermis dieser Wirbeltiere unterscheidet sich in der Anzahl der Schichten oder Regionen, aus denen sie bestehen.

Bei Reptilien hat die Epidermis drei Regionen: Stratum basalis, Stratum granulosa und Stratum corneum. Krokodile und Schildkröten verlieren sehr wenig Haut, während Schlangen die Entfernung großer Bereiche der Epidermisoberfläche erfahren.

Bei Vögeln hat die Epidermis zwei Regionen: Stratum basalis und Stratum corneum. Zwischen den beiden Schichten befindet sich eine vorübergehende Schicht von Zellen, die einer Keratinisierung unterzogen werden.

Bei Säugetieren hat die Epidermis vier Regionen: Stratum spinosum, Stratum granulosa, Stratum lucidum und Stratum corneum. Die Keratinisierung ist in Regionen mit größerer Reibung am größten, z. B. an den Handflächen und Fußsohlen.

Bei Wirbeltieren besteht die Hornschicht aus 20–30 Reihen abgeflachter Korneozyten (30–40 µm). Unter Verwendung eines Mikroskops wird es als eine Faserschicht beobachtet, die wie eine 0,75 bis 1,5 mm dicke Mauer aussieht. Korneozyten sind "Geister" von Zellen mit Keratinbündeln im Inneren.

Allgemeine Funktionen

Das Stratum Corneum ist in zwei morphologisch und funktionell unterschiedliche Kompartmentsysteme unterteilt: Corneozyten und die extrazelluläre Matrix (bestehend aus neutralen Lipiden).

Korneozyten bieten mechanische Beständigkeit gegen Schneiden oder Stöße. Sie sind eine Barriere gegen ultraviolettes Licht und der Ort, an dem die Entzündung beginnt (Aktivierung von Zytokinen) und die Photoimmunosuppression.

Die extrazelluläre Matrix ist für die Integrität des Stratum Corneum, den Zusammenhalt und die Abschuppung verantwortlich. Es wirkt als antimikrobielle Barriere (angeborene Immunität) und sorgt für selektive Absorption. Die Korneozyten und die Lipidmatrix wirken als Barrieren, die die Permeabilität und Hydratation behindern.

Die Funktion des Stratum Corneum hängt von seiner biochemischen Zusammensetzung und der Struktur des Gewebes ab. Vor dem Absterben sind die Keratozyten der Stratum granulosa für die Produktion der Substanzen verantwortlich, die für die Funktionen des Stratum Corneum verantwortlich sind.

Keratozyten produzieren nicht nur Lipide, sondern auch: Enzyme, die diese Lipide verarbeiten, proteolytische Enzyme, Glykoproteine, Enzyminhibitoren und antimikrobielle Peptide.

Wasserschutz und Schutz gegen das Eindringen von Krankheitserregern

Die Fähigkeit der Haut, den Verlust von Wasser und das Eindringen von Krankheitserregern zu verhindern, hängt von den vier Merkmalen der extrazellulären Matrix des Stratum Corneum ab: 1) absolute Menge an Lipiden; 2) Lipidverteilung; 3) hydrophobe Eigenschaften; und 4) supramolekulare Organisation von Lipiden. Es wird geschätzt, dass diese Barriere beim Menschen den Verlust von 300–500 ml / Tag verhindert.

Die Mengen an Lipiden im Stratum Corneum sind: Ceramide, 50%; Fettsäuren, 25% (sie können essentiell und nicht essentiell sein; sie tragen zur Ansäuerung der Schicht bei); Cholesterin, 25%. Diese Lipide bilden eine Lamellenstruktur, die die Interzellularräume innerhalb der Schicht verschließt und eine undurchlässige Barriere bildet.

In der extrazellulären Matrix gibt es neben der Lamellenstruktur noch andere Komponenten, die zur Bildung dieser Barriere beitragen: die Corneozytenhülle; ω-Hydroxyceramid-Monoschichten, die Korneozyten umgeben; Enzyme; antimikrobielle Peptide; und Strukturproteine, die von den Lamellenkörpern von Keratozyten sekretiert werden.

Antimikrobielle Peptide umfassen Beta-Defensin, das eine starke antimikrobielle Aktivität gegen grampositive Bakterien, Hefen und Viren aufweist, und Cathelicidin, das eine Aktivität gegen eine Vielzahl von Bakterien (einschließlich Staphyloccous aureus) und Viren aufweist.

Hydratation, UV-Filterung und Immunsuppression

Innerhalb der Korneozyten gibt es viele hygroskopische Substanzen, die zusammen mit einfachen Zuckern und Elektrolyten als natürliche Benetzungsfaktoren (NHF) bezeichnet werden. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Hydratation des Stratum Corneum.

Der Abbau von Filaggrin erzeugt NHFs, bestehend aus: 1) freien Aminosäuren wie Histidin, Glutamin und Arginin (Produkt der Proteolyse); und 2) Carbonsäure von Pyrrolidin, Urocansäure, Citrullin, Ornithin und Asparaginsäure (Produkt der Wirkung von Enzymen auf freie Aminosäuren).

Durch das Enzym Histidin-Ammonolyase produziert Histidin trans-Urocansäure (tUCA), die durch UV-A zu cis-Urucansäure (cUCA) photoisomerisiert wird. Dieses letzte Molekül wirkt als Sonnenschutzmittel und ist auch ein starkes Immunsuppressivum, das an der Pathogenese von Hautkrebs durch ultraviolettes (UV) Licht beteiligt ist.

Peeling

Eine der Eigenschaften des Stratum Corneum ist die Desquamation, die aus dem proteolytischen Abbau von Corneodesmosomen besteht, deren Natur Protein ist und die daher für das Zusammenhalten der Corneozyten verantwortlich sind.

Dies kann morphologisch durch den Verlust von Corneodesmosomen und das Verschwinden anderer Proteine ​​wie Desmocholin 1 nachgewiesen werden.

Es gibt mindestens zehn Arten von Serinproteasen, die im Stratum Corneum gefunden werden und an der Abschuppung beteiligt sind. Zum Beispiel Chymotrypsin und das tryptische Enzym Stratum Corneum. Die Aktivierung dieser Enzyme hängt von der Anwesenheit endogener Inhibitoren und dem physiologischen Zustand des Stratum Corneum ab (niedriger pH-Wert; Ca ^{+ 2} schlecht hydratisiert).

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