STRATUM CORNEUM: ALGEMENE KENMERKEN, HISTOLOGIE, FUNCTIES - ANATOMIE EN FYSIOLOGIE - 2025

Het stratum corneum , of squameuze laag, is de buitenste laag van de epidermis van terrestrische gewervelde dieren, waarin cellen die corneocyten worden genoemd, gevuld zijn met keratine. Deze laag is een evolutionaire innovatie van tetrapoden die hen helpt te overleven in droge en schurende terrestrische omgevingen.

De epidermis, aan de oppervlakte, en de dermis daaronder, vormen de huid of omhulsel, dat een van de langste organen in het lichaam is. De epidermis kan worden onderscheiden in haren, veren, hoornschubben, hoorns, klauwen en nagels, snavels en het filtersysteem van de walvismond.

Bron: Rjelves

Algemene karakteristieken

De corneocyten van het stratum corneum zijn dode cellen, dat wil zeggen dat ze geen kern en cellulaire organellen missen. Deze epidermale cellen worden gevormd door mitose in de diepe basale laag. Ze duwen reeds bestaande cellen naar de oppervlakte, waar ze op een geordende manier afsterven. Ze worden geëxfolieerd en continu vervangen door cellen uit onderliggende lagen.

Tijdens celdood hoopt het eiwit keratine zich op in de cel. Dit proces wordt keratinisatie of verhoorning genoemd en de cellen die keratine produceren, worden keratocyten genoemd. Keratine vervangt geleidelijk het metabolisch actieve cytoplasma en de cellen transformeren in verhoornde cellen, corneocyten genaamd.

Corneocyten hebben een onoplosbare envelop die het plasmamembraan vervangt. Deze envelop is samengesteld uit vetzuren, sterolen en ceramiden. Deze lipiden worden geproduceerd door lamellaire lichamen, organellen die aanwezig zijn in keratocyten die nog niet zijn begonnen met verhoorning.

De lipidenomhulling vormt de basis voor de moleculaire organisatie van extracellulaire lipiden die dubbellaagse vellen vormen in de ruimtes tussen corneocyten. Deze lipidenlagen bieden weerstand tegen de opname van chemicaliën en andere in water oplosbare stoffen. Ze voorkomen het verlies van water door verdamping.

Histologie

De huiden van reptielen, vogels en zoogdieren zijn samengesteld uit gestratificeerd plaveiselepitheel. De epidermis van deze gewervelde dieren verschilt in het aantal lagen of regio's waaruit het bestaat.

Bij reptielen heeft de epidermis drie regio's: stratum basalis, stratum granulosa en stratum corneum. Krokodillen en schildpadden werpen weinig huid af, terwijl slangen de verwijdering van grote delen van het epidermisoppervlak ervaren.

Bij vogels heeft de epidermis twee regio's: stratum basalis en stratum corneum. Tussen de twee lagen bevindt zich een tijdelijke laag cellen die keratinisatie ondergaan.

Bij zoogdieren heeft de epidermis vier regio's: stratum spinosum, stratum granulosa, stratum lucidum en stratum corneum. Keratinisatie is het grootst in gebieden met meer wrijving, zoals de handpalmen en de voetzolen.

Bij gewervelde dieren bestaat de hoornlaag uit 20–30 rijen afgeplatte corneocyten (30–40 µm). Met behulp van een microscoop wordt het waargenomen als een laag vezels die eruitziet als een bakstenen muur, 0,75 tot 1,5 mm dik. Corneocyten zijn "spoken" van cellen met daarin bundels keratine.

Algemene functies

Het stratum corneum is georganiseerd in twee morfologisch en functioneel verschillende systemen van compartimenten: corneocyten en de extracellulaire matrix (bestaande uit neutrale lipiden).

Corneocyten bieden mechanische weerstand tegen snijden of stoten, ze vormen een barrière tegen ultraviolet licht, omdat ze de plaats zijn waar de ontsteking begint (activering van cytokines) en foto-immuunonderdrukking.

De extracellulaire matrix is ​​verantwoordelijk voor de integriteit van het stratum corneum, cohesie en afschilfering. Het werkt als een antimicrobiële barrière (aangeboren immuniteit) en zorgt voor selectieve absorptie. De corneocyten en de lipidematrix fungeren als barrières die doorlaatbaarheid en hydratatie belemmeren.

De functie van het stratum corneum hangt af van de biochemische samenstelling en de structuur van het weefsel. Voordat ze sterven, zijn de keratocyten van de stratum granulosa verantwoordelijk voor het produceren van de stoffen die verantwoordelijk zijn voor de functies die door het stratum corneum worden uitgevoerd.

Keratocyten produceren niet alleen lipiden, maar genereren ook: enzymen die deze lipiden verwerken, proteolytische enzymen, glycoproteïnen, enzymremmers en antimicrobiële peptiden.

Waterbehoud en bescherming tegen het binnendringen van ziekteverwekkers

Het vermogen van de huid om waterverlies en het binnendringen van pathogenen te voorkomen, hangt af van de vier kenmerken van de extracellulaire matrix van het stratum corneum: 1) absolute hoeveelheid lipiden; 2) lipideverdeling; 3) hydrofobe eigenschappen; en 4) supramoleculaire organisatie van lipiden. Geschat wordt dat deze barrière bij mensen het verlies van 300-500 ml / dag voorkomt.

De hoeveelheden lipiden in het stratum corneum zijn: ceramiden, 50%; vetzuren, 25% (ze kunnen essentieel en niet-essentieel zijn; ze dragen bij tot verzuring van de laag); cholesterol, 25%. Deze lipiden vormen een lamellaire structuur die de intercellulaire ruimtes binnen de laag afsluit en een ondoordringbare barrière vormt.

In de extracellulaire matrix zijn er, naast de lamellaire structuur, nog andere componenten die bijdragen aan het vormen van deze barrière: de corneocytenomhulling; co-hydroxyceramide monolagen die corneocyten omringen; enzymen; antimicrobiële peptiden; en structurele eiwitten die worden uitgescheiden door de lamellaire lichamen van keratocyten.

Antimicrobiële peptiden omvatten bèta-defensine, dat een krachtige antimicrobiële werking heeft tegen grampositieve bacteriën, gisten en virussen, en cathelicidine, dat werkzaam is tegen een grote verscheidenheid aan bacteriën (waaronder Staphyloccous aureus) en virussen.

Hydratatie, UV-filtering en immunosuppressie

Binnen de corneocyten bevinden zich veel hygroscopische stoffen, die samen met enkelvoudige suikers en elektrolyten natuurlijke bevochtigingsfactoren (NHF) worden genoemd. Ze spelen een belangrijke rol bij het in stand houden van de hydratatie van het stratum corneum.

De afbraak van filaggrine levert NHF's op, bestaande uit: 1) vrije aminozuren zoals histidine, glutamine en arginine (product van proteolyse); en 2) carbonzuur van pyrrolidine, urocaanzuur, citrulline, ornithine en asparaginezuur (product van de werking van enzymen op vrije aminozuren).

Door het enzym histidineammonolyase produceert histidine trans-urocaanzuur (tUCA), dat door UV-A wordt gefoto-isomeriseerd tot cis-urucaanzuur (cUCA). Dit laatste molecuul werkt als een zonnebrandcrème en is ook een krachtig immunosuppressivum dat deelneemt aan de pathogenese van huidkanker veroorzaakt door ultraviolet (UV) licht.

Pellen

Een van de kenmerken van het stratum corneum is afschilfering, die bestaat uit de proteolytische afbraak van corneodesmosomen, waarvan de aard eiwit is en daarom verantwoordelijk is voor het bij elkaar houden van de corneocyten.

Dit kan morfologisch worden aangetoond door het verlies van corneodesmosomen en het verdwijnen van andere eiwitten, zoals desmocholine 1.

Er zijn ten minste tien soorten serineproteasen die worden aangetroffen in het stratum corneum en die betrokken zijn bij afschilfering. Bijvoorbeeld chymotrypsine en het tryptische enzym van het stratum corneum. De activering van deze enzymen hangt af van de aanwezigheid van endogene remmers en de fysiologische toestand van het stratum corneum (lage pH; Ca ⁺² slecht gehydrateerd).

Referenties

1. Burns, T., Breathnach, S., Cox, N., Griffiths, C. 2010. Rook's leerboek over dermatologie. Wiley, Oxford.
2. Del Rosso, JQ, Levin, J. 2011. De klinische relevantie van het handhaven van de functionele integriteit van het stratum corneum in zowel gezonde als door ziekte aangetaste huid. Journal Clinical Aesthetic and Dermatology, 4, 22–44.
3. Elias, PM 2005. Afweerfuncties van het stratum corneum: een geïntegreerd beeld. Journal of Investigative Dermatology, 125, 183-200.
4. Elias, PM 2012. Structuur en functie van de extracellulaire matrix van het stratum corneum. Journal of Investigative Dermatology, 132, 2131-2133.
5. Elias, PM, Choi, EH 2005. Interacties tussen verdedigingsfuncties van het stratum corneum. Experimentele dermatologie, 14, 719-726.
6. Hall, JE 2016. Guyton and Hall leerboek van medische fysiologie. Elsevier, Philadelphia.
7. Kardong, KV 2012. Gewervelde dieren: vergelijkende anatomie, functie, evolutie. McGraw-Hill, New York.
8. Menon, GK 2015. Lipiden en huidgezondheid. Springer, New York.
9. Schurer, N., Elias, PM 1991. De biochemie en functie van stratum corneum lipiden. Vooruitgang in Lipid Research, 24, 27–56.
10. Vasudeva, N., Mishra, S. 2014. Inderbir Singh's leerboek over menselijke histologie, met kleurenatlas en praktische gids. Jaypee, New Deli.