LỚP SỪNG: ĐẶC ĐIỂM CHUNG, MÔ HỌC, CHỨC NĂNG - GIẢI PHẨU HỌC VÀ SINH LÝ HỌC - 2026

Lớp sừng , hay lớp vảy, là lớp ngoài cùng của biểu bì của động vật có xương sống trên cạn, trong đó các tế bào gọi là tế bào giác mạc chứa đầy keratin. Lớp này là một sự đổi mới tiến hóa của các loài động vật bốn chân giúp chúng tồn tại trong môi trường cạn và mài mòn trên cạn.

Lớp biểu bì, trên bề mặt và lớp hạ bì, bên dưới nó, tạo thành da hoặc lớp da, là một trong những cơ quan dài nhất trong cơ thể. Biểu bì có thể được biệt hóa thành lông, lông, vảy sừng, sừng, vuốt và móng, mỏ và hệ thống lọc của miệng cá voi.

Nguồn: Rjaries

Đặc điểm chung

Tế bào giác mạc của lớp sừng là tế bào chết, tức là chúng thiếu nhân và các bào quan tế bào. Các tế bào biểu bì này được hình thành do quá trình nguyên phân ở lớp đáy sâu. Chúng đẩy các tế bào tồn tại từ trước lên bề mặt, nơi chúng chết một cách có trật tự. Chúng được tẩy tế bào chết và liên tục được thay thế bởi các tế bào từ các lớp bên dưới.

Trong quá trình tế bào chết, chất sừng protein sẽ tích tụ bên trong tế bào. Quá trình này được gọi là quá trình sừng hóa hoặc quá trình cornification, và các tế bào sản xuất keratin được gọi là tế bào sừng. Keratin dần dần thay thế tế bào chất có hoạt tính trao đổi chất, và các tế bào này biến đổi thành các tế bào được ăn hóa, được gọi là tế bào giác mạc.

Tế bào giác mạc có một lớp bao không tan thay thế cho màng sinh chất. Lớp vỏ này bao gồm các axit béo, sterol và ceramide. Các lipid này được tạo ra bởi các thể phiến, bào quan có trong tế bào sừng chưa bắt đầu ăn mòn.

Vỏ lipid tạo thành giá đỡ cho tổ chức phân tử của lipid ngoại bào, tạo thành các tấm kép ở khoảng trống giữa các tế bào giác mạc. Các lớp lipid này có khả năng chống lại sự hấp thụ của các hóa chất và các chất hòa tan trong nước khác. Chúng tránh mất nước do bay hơi.

Mô học

Da của bò sát, chim và động vật có vú được cấu tạo bởi biểu mô vảy phân tầng. Biểu bì của những động vật có xương sống này khác nhau về số lớp hoặc vùng tạo nên nó.

Ở bò sát, lớp biểu bì có ba vùng: lớp đáy, lớp hạt và lớp sừng. Cá sấu và rùa lột rất ít da, trong khi rắn trải qua việc loại bỏ các vùng lớn trên bề mặt biểu bì.

Ở chim, lớp biểu bì có hai vùng: lớp đáy và lớp sừng. Giữa hai lớp là một lớp tế bào tạm thời trải qua quá trình sừng hóa.

Ở động vật có vú, biểu bì có 4 vùng: tầng sinh sản (stratum spinosum), tầng hạt (stratum granulosa), tầng lớp sừng (stratum lucidum) và lớp sừng. Quá trình sừng hóa diễn ra nhiều nhất ở những vùng có nhiều ma sát, chẳng hạn như lòng bàn tay và lòng bàn chân.

Ở động vật có xương sống, lớp sừng bao gồm 20–30 hàng tế bào giác mạc dẹt (30–40 µm). Sử dụng kính hiển vi, người ta quan sát thấy nó là một lớp sợi trông giống như một bức tường gạch, dày từ 0,75 đến 1,5 mm. Tế bào giác mạc là "bóng ma" của các tế bào với các bó keratin bên trong.

Chức năng chung

Lớp sừng được tổ chức thành hai hệ thống ngăn khác nhau về hình thái và chức năng: tế bào giác mạc và chất nền ngoại bào (được tạo thành từ các lipid trung tính).

Tế bào giác mạc cung cấp khả năng chống lại sự cắt hoặc tác động cơ học, chúng là hàng rào chống lại tia cực tím, là nơi bắt đầu viêm (kích hoạt cytokine) và ức chế quang ức chế.

Chất nền ngoại bào chịu trách nhiệm về tính toàn vẹn của lớp sừng, sự kết dính và bong vảy. Nó hoạt động như một hàng rào chống vi khuẩn (miễn dịch bẩm sinh) và cung cấp sự hấp thu có chọn lọc. Tế bào giác mạc và chất nền lipid hoạt động như những rào cản cản trở sự thẩm thấu và hydrat hóa.

Chức năng của lớp sừng phụ thuộc vào thành phần sinh hóa của nó và cấu trúc của mô. Trước khi chết, các tế bào sừng của lớp sừng có nhiệm vụ sản xuất ra các chất đảm nhiệm các chức năng do lớp sừng thực hiện.

Keratocytes, ngoài việc sản xuất lipid, còn tạo ra: các enzym xử lý các lipid này, enzym phân giải protein, glycoprotein, chất ức chế enzym và peptit kháng khuẩn.

Bảo tồn nước và bảo vệ chống lại sự xâm nhập của mầm bệnh

Khả năng ngăn ngừa mất nước và sự xâm nhập của mầm bệnh của da phụ thuộc vào 4 đặc điểm của chất nền ngoại bào của lớp sừng: 1) lượng lipid tuyệt đối; 2) phân phối lipid; 3) tính chất kỵ nước; và 4) tổ chức siêu phân tử của lipid. Người ta ước tính rằng ở người hàng rào này ngăn cản sự mất đi 300-500 ml / ngày.

Lượng lipid trong lớp sừng là: ceramides, 50%; axit béo, 25% (chúng có thể thiết yếu và không cần thiết; chúng góp phần axit hóa lớp); cholesterol, 25%. Những lipid này tạo thành một cấu trúc hình phiến đóng các khoảng gian bào trong tầng, tạo thành một hàng rào không thấm nước.

Trong chất nền ngoại bào còn có các thành phần khác, ngoài cấu trúc phiến, góp phần hình thành hàng rào này: vỏ tế bào giác mạc; ω-hydroxyceramide đơn lớp bao quanh các tế bào giác mạc; các enzym; peptide kháng khuẩn; và các protein cấu trúc do các thể phiến của tế bào sừng tiết ra.

Các peptit kháng khuẩn bao gồm beta-defensin, có hoạt tính kháng khuẩn mạnh đối với vi khuẩn gram dương, nấm men và vi rút, và cathelicidin, có hoạt tính chống lại nhiều loại vi khuẩn (bao gồm cả Staphyloccous aureus) và vi rút.

Hydrat hóa, lọc tia cực tím và ức chế miễn dịch

Trong tế bào giác mạc có nhiều chất hút ẩm, cùng với đường đơn và chất điện giải, được gọi là các yếu tố làm ướt tự nhiên (NHF). Chúng đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì hydrat hóa của lớp sừng.

Sự phân hủy của filaggrin tạo ra NHF, được tạo thành từ: 1) các axit amin tự do như histidine, glutamine và arginine (sản phẩm của quá trình phân giải protein); và 2) axit cacboxylic của pyrrolidine, axit urocanic, citrulline, ornithine và axit aspartic (sản phẩm của phản ứng của các enzym với các axit amin tự do).

Thông qua enzyme histidine ammonolyase, histidine tạo ra axit trans-urocanic (tUCA), được quang hóa bởi UV-A thành axit cis-urucanic (cUCA). Phân tử cuối cùng này hoạt động như một chất chống nắng và cũng là một chất ức chế miễn dịch mạnh mẽ tham gia vào quá trình sinh bệnh của ung thư da do tia cực tím (UV) gây ra.

Bóc

Một trong những đặc điểm của lớp sừng là sự bong vảy, bao gồm sự phân hủy protein của các tế bào giác mạc, có bản chất là protein và do đó có nhiệm vụ giữ các tế bào giác mạc lại với nhau.

Điều này có thể được chứng minh về mặt hình thái bằng việc mất đi các giác mạc và sự biến mất của các protein khác, chẳng hạn như desmocholine 1.

Có ít nhất mười loại serine protease được tìm thấy trong lớp sừng và tham gia vào quá trình bong vảy. Ví dụ, chymotrypsin và enzym tryptic của lớp sừng. Sự hoạt hóa của các enzym này phụ thuộc vào sự có mặt của các chất ức chế nội sinh và trạng thái sinh lý của lớp sừng (pH thấp; Ca ⁺² ngậm nước kém).

Người giới thiệu

1. Burns, T., Breathnach, S., Cox, N., Griffiths, C. 2010. Sách giáo khoa về da liễu của Rook. Wiley, Oxford.
2. Del Rosso, JQ, Levin, J. 2011. Sự liên quan về mặt lâm sàng của việc duy trì tính toàn vẹn chức năng của lớp sừng ở cả da khỏe mạnh và da bị bệnh. Tạp chí Da liễu và Thẩm mỹ Lâm sàng, 4, 22–44.
3. Elias, PM 2005. Chức năng phòng thủ của lớp sừng: một chế độ xem tích hợp. Tạp chí Da liễu Điều tra, 125, 183–200.
4. Elias, PM 2012. Cấu trúc và chức năng của chất nền ngoại bào lớp sừng. Tạp chí Da liễu Điều tra, 132, 2131–2133.
5. Elias, PM, Choi, EH 2005. Tương tác giữa các chức năng phòng thủ của lớp sừng. Da liễu thực nghiệm, 14, 719–726.
6. Hall, JE 2016. Guyton và sách giáo khoa về sinh lý y học. Elsevier, Philadelphia.
7. Kardong, KV 2012. Động vật có xương sống: giải phẫu so sánh, chức năng, sự tiến hóa. McGraw-Hill, New York.
8. Menon, GK 2015. Lipid và sức khỏe của da. Springer, New York.
9. Schurer, N., Elias, PM 1991. Hóa sinh và chức năng của lớp lipid lớp sừng. Những tiến bộ trong nghiên cứu về lipid, 24, 27–56.
10. Vasudeva, N., Mishra, S. 2014. Sách giáo khoa về mô học người của Inderbir Singh, với tập bản đồ màu và hướng dẫn thực hành. Jaypee, Cửa hàng thức ăn ngon mới.