Continua dall’alto… danni. Le ghiandole esocrine del sistema tegumentario producono sudore, olio e cera per raffreddare, proteggere e idratare la superficie della pelle.
Anatomia del sistema tegumentario
Epidermide
L’epidermide è lo strato più superficiale della pelle che copre quasi tutta la superficie del corpo. L’epidermide poggia e protegge lo strato più profondo e spesso del derma della pelle. Strutturalmente, l’epidermide è spessa solo un decimo di millimetro, ma è composta da 40-50 file di cellule epiteliali squamose sovrapposte. L’epidermide è una regione avascolare del corpo, il che significa che non contiene sangue o vasi sanguigni. Le cellule dell’epidermide ricevono tutte le loro sostanze nutritive attraverso la diffusione di fluidi dal derma.
L’epidermide è fatta di diversi tipi di cellule specializzate. Quasi il 90% dell’epidermide è costituito da cellule note come cheratinociti. I cheratinociti si sviluppano dalle cellule staminali alla base dell’epidermide e iniziano a produrre e immagazzinare la proteina cheratina. La cheratina rende i cheratinociti molto duri, squamosi e resistenti all’acqua. Con circa l’8% delle cellule epidermiche, i melanociti costituiscono il secondo tipo di cellula più numeroso dell’epidermide. I melanociti producono il pigmento melanina per proteggere la pelle dalle radiazioni ultraviolette e dalle scottature. Le cellule di Langerhans sono le terze cellule più comuni nell’epidermide e costituiscono poco più dell’1% di tutte le cellule epidermiche. Il ruolo delle cellule di Langerhans è quello di rilevare e combattere gli agenti patogeni che tentano di entrare nel corpo attraverso la pelle. Infine, le cellule di Merkel costituiscono meno dell’1% di tutte le cellule epidermiche, ma hanno l’importante funzione di percepire il tatto. Le cellule di Merkel formano un disco lungo il bordo più profondo dell’epidermide dove si collegano alle terminazioni nervose nel derma per percepire il tocco leggero.
Nella maggior parte del corpo, l’epidermide è organizzata in 4 strati distinti. Nella superficie palmare delle mani e nella superficie plantare dei piedi, la pelle è più spessa che nel resto del corpo e c’è un quinto strato di epidermide. La regione più profonda dell’epidermide è lo strato basale, che contiene le cellule staminali che si riproducono per formare tutte le altre cellule dell’epidermide. Le cellule dello strato basale includono cheratinociti cuboidali, melanociti e cellule di Merkel. Superficiale allo strato basale è lo strato spinoso dove si trovano le cellule di Langerhans e molte file di cheratinociti spinosi. Le spine che si trovano qui sono proiezioni cellulari chiamate desmosomi che si formano tra i cheratinociti per tenerli insieme e resistere alla frizione. Appena superficiale allo strato spinoso è lo strato granuloso, dove i cheratinociti iniziano a produrre granuli lamellari cerosi per impermeabilizzare la pelle. I cheratinociti nello strato granuloso sono così lontani dal derma che cominciano a morire per mancanza di nutrienti. Nella pelle spessa delle mani e dei piedi, c’è uno strato di pelle superficiale allo strato granuloso conosciuto come strato lucido. Lo strato lucido è composto da diverse file di cheratinociti chiari e morti che proteggono gli strati sottostanti. Lo strato più esterno della pelle è lo strato corneo. Lo strato corneo è fatto di molte file di cheratinociti morti appiattiti che proteggono gli strati sottostanti. I cheratinociti morti vengono costantemente eliminati dalla superficie dello strato corneo e sostituiti da cellule che arrivano dagli strati più profondi.
Dermis
Il derma è lo strato profondo della pelle che si trova sotto l’epidermide. Il derma è fatto principalmente di tessuto connettivo irregolare denso insieme a tessuto nervoso, sangue e vasi sanguigni. Il derma è molto più spesso dell’epidermide e dà alla pelle la sua forza ed elasticità. All’interno del derma ci sono due regioni distinte: lo strato papillare e lo strato reticolare.
Lo strato papillare è lo strato superficiale del derma che confina con l’epidermide. Lo strato papillare contiene molte estensioni simili a dita chiamate papille dermiche che sporgono superficialmente verso l’epidermide. Le papille dermiche aumentano la superficie del derma e contengono molti nervi e vasi sanguigni che sono proiettati verso la superficie della pelle. Il sangue che scorre attraverso le papille dermiche fornisce nutrimento e ossigeno alle cellule dell’epidermide. I nervi delle papille dermiche sono usati per sentire il tatto, il dolore e la temperatura attraverso le cellule dell’epidermide.
Lo strato più profondo del derma, lo strato reticolare, è la parte più spessa e dura del derma. Lo strato reticolare è fatto di tessuto connettivo irregolare denso che contiene molte fibre di collagene duro e di elastina elastica che corrono in tutte le direzioni per fornire forza ed elasticità alla pelle. Lo strato reticolare contiene anche vasi sanguigni per sostenere le cellule della pelle e il tessuto nervoso per sentire la pressione e il dolore nella pelle.
Hypodermis
Sotto il derma c’è uno strato di tessuto connettivo sciolto conosciuto come ipoderma, sottocute o tessuto sottocutaneo. L’ipoderma serve come collegamento flessibile tra la pelle e i muscoli e le ossa sottostanti, nonché come area di stoccaggio del grasso. Il tessuto connettivo areolare nell’ipoderma contiene fibre di elastina e collagene disposte in modo lasco per permettere alla pelle di allungarsi e muoversi indipendentemente dalle sue strutture sottostanti. Il tessuto adiposo grasso nell’ipoderma immagazzina energia sotto forma di trigliceridi. L’adipe aiuta anche a isolare il corpo intrappolando il calore corporeo prodotto dai muscoli sottostanti.
Capelli
I capelli sono un organo accessorio della pelle costituito da colonne di cheratinociti morti strettamente imballati che si trovano nella maggior parte delle regioni del corpo. Le poche parti del corpo senza peli sono la superficie palmare delle mani, la superficie plantare dei piedi, le labbra, le piccole labbra e il glande del pene. I peli aiutano a proteggere il corpo dai raggi UV impedendo alla luce del sole di colpire la pelle. I capelli isolano anche il corpo intrappolando l’aria calda intorno alla pelle.
La struttura dei capelli può essere suddivisa in 3 parti principali: il follicolo, la radice e il fusto. Il follicolo pilifero è una depressione di cellule epidermiche in profondità nel derma. Le cellule staminali nel follicolo si riproducono per formare i cheratinociti che alla fine formano i capelli, mentre i melanociti producono il pigmento che dà ai capelli il loro colore. All’interno del follicolo si trova la radice del pelo, la porzione di pelo sotto la superficie della pelle. Mentre il follicolo produce nuovi capelli, le cellule della radice spingono verso la superficie fino a uscire dalla pelle. Il fusto del pelo consiste nella parte del pelo che si trova al di fuori della pelle.
Il fusto del pelo e la radice sono fatti di 3 strati distinti di cellule: la cuticola, la corteccia e il midollo. La cuticola è lo strato più esterno fatto di cheratinociti. I cheratinociti della cuticola sono impilati l’uno sull’altro come tegole in modo che la punta esterna di ogni cellula punti lontano dal corpo. Sotto la cuticola ci sono le cellule della corteccia che formano la maggior parte della larghezza del capello. Le cellule della corteccia, a forma di fuso e strettamente imballate, contengono i pigmenti che danno al capello il suo colore. Lo strato più interno del capello, il midollo, non è presente in tutti i capelli. Quando è presente, il midollo contiene di solito cellule altamente pigmentate e piene di cheratina. Quando il midollo è assente, la corteccia continua attraverso il centro del capello.
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Le unghie
Le unghie sono organi accessori della pelle fatti di fogli di cheratinociti induriti e si trovano sulle estremità distali delle dita delle mani e dei piedi. Le unghie delle mani e dei piedi rinforzano e proteggono l’estremità delle dita e sono usate per raschiare e manipolare piccoli oggetti. Ci sono 3 parti principali di un’unghia: la radice, il corpo e il bordo libero. La radice dell’unghia è la parte dell’unghia che si trova sotto la superficie della pelle. Il corpo dell’unghia è la parte esterna visibile dell’unghia. Il margine libero è la porzione distale dell’unghia che è cresciuta oltre la fine del dito o dell’alluce.
Le unghie crescono da un profondo strato di tessuto epidermico noto come matrice ungueale, che circonda la radice dell’unghia. Le cellule staminali della matrice ungueale si riproducono per formare cheratinociti, che a loro volta producono proteine cheratiniche e si impacchettano in fogli duri di cellule indurite. I fogli di cheratinociti formano la dura radice dell’unghia che lentamente cresce fuori dalla pelle e forma il corpo dell’unghia quando raggiunge la superficie della pelle. Le cellule della radice ungueale e del corpo ungueale sono spinte verso l’estremità distale del dito o dell’alluce da nuove cellule che si formano nella matrice ungueale. Sotto il corpo ungueale c’è uno strato di epidermide e derma noto come letto ungueale. Il letto ungueale è di colore rosa a causa della presenza di capillari che sostengono le cellule del corpo ungueale. L’estremità prossimale dell’unghia vicino alla radice forma una mezzaluna biancastra nota come lunula dove una piccola quantità di matrice ungueale è visibile attraverso il corpo ungueale. Intorno ai bordi prossimali e laterali dell’unghia si trova l’eponichio, uno strato di epitelio che si sovrappone e copre il bordo del corpo ungueale. L’eponichio aiuta a sigillare i bordi dell’unghia per prevenire l’infezione dei tessuti sottostanti.
Ghiandole sudoripare
Le ghiandole sudoripare sono ghiandole esocrine che si trovano nel derma della pelle e comunemente note come ghiandole sudoripare. Ci sono 2 tipi principali di ghiandole sudoripare: le ghiandole sudoripare eccrine e quelle apocrine. Le ghiandole sudoripare eccrine si trovano in quasi tutte le regioni della pelle e producono una secrezione di acqua e cloruro di sodio. Il sudore eccrino viene trasportato attraverso un condotto alla superficie della pelle e viene utilizzato per abbassare la temperatura del corpo attraverso il raffreddamento per evaporazione.
Le ghiandole sudoripare apocrine si trovano principalmente nelle regioni ascellari e pubiche del corpo. I dotti delle ghiandole sudoripare apocrine si estendono nei follicoli dei peli in modo che il sudore prodotto da queste ghiandole esca dal corpo lungo la superficie del fusto del pelo. Le ghiandole sudoripare apocrine sono inattive fino alla pubertà, a quel punto producono un liquido denso e oleoso che viene consumato dai batteri che vivono sulla pelle. La digestione del sudore apocrino da parte dei batteri produce l’odore del corpo.
Ghiandole sebacee
Le ghiandole sebacee sono ghiandole esocrine trovate nel derma della pelle che producono una secrezione oleosa conosciuta come sebo. Le ghiandole sebacee si trovano in ogni parte della pelle ad eccezione della pelle spessa dei palmi delle mani e delle piante dei piedi. Il sebo è prodotto nelle ghiandole sebacee e trasportato attraverso i dotti alla superficie della pelle o ai follicoli dei capelli. Il sebo agisce per impermeabilizzare e aumentare l’elasticità della pelle. Il sebo inoltre lubrifica e protegge le cuticole dei capelli quando passano attraverso i follicoli all’esterno del corpo.
Ghiandole ceruminose
Le ghiandole ceruminose sono speciali ghiandole esocrine che si trovano solo nel derma dei canali auricolari. Le ghiandole ceruminose producono una secrezione cerosa conosciuta come cerume per proteggere i canali auricolari e lubrificare il timpano. Il cerume protegge le orecchie intrappolando il materiale estraneo come la polvere e gli agenti patogeni trasportati dall’aria che entrano nel canale uditivo. Il cerume è fatto continuamente e lentamente spinge il cerume più vecchio verso l’esterno del canale auricolare dove cade fuori dall’orecchio o viene rimosso manualmente.
Fisiologia del Sistema Integrativo
Ceratinizzazione
La cheratinizzazione, conosciuta anche come cornificazione, è il processo di accumulo della cheratina nei cheratinociti. I cheratinociti iniziano la loro vita come prole delle cellule staminali dello strato basale. I giovani cheratinociti hanno una forma cuboidale e non contengono quasi nessuna proteina di cheratina. Man mano che le cellule staminali si moltiplicano, spingono i cheratinociti più vecchi verso la superficie della pelle e negli strati superficiali dell’epidermide. Quando i cheratinociti raggiungono lo strato spinoso, hanno iniziato ad accumulare una quantità significativa di cheratina e sono diventati più duri, più piatti e più resistenti all’acqua. Quando i cheratinociti raggiungono lo strato granuloso, sono diventati molto più piatti e sono quasi completamente pieni di cheratina. A questo punto le cellule sono così lontane dai nutrienti che si diffondono dai vasi sanguigni nel derma che le cellule passano attraverso il processo di apoptosi. L’apoptosi è una morte cellulare programmata in cui la cellula digerisce il proprio nucleo e gli organelli, lasciando solo un duro guscio pieno di cheratina. I cheratinociti morti che si spostano nello strato lucido e nello strato corneo sono molto piatti, duri e strettamente imballati in modo da formare una barriera di cheratina per proteggere i tessuti sottostanti.
Omeostasi della temperatura
Essendo l’organo più esterno del corpo, la pelle è in grado di regolare la temperatura del corpo controllando come il corpo interagisce con il suo ambiente. Nel caso in cui il corpo entri in uno stato di ipertermia, la pelle è in grado di ridurre la temperatura corporea attraverso la sudorazione e la vasodilatazione. Il sudore prodotto dalle ghiandole sudoripare porta l’acqua alla superficie del corpo dove comincia ad evaporare. L’evaporazione del sudore assorbe il calore e raffredda la superficie del corpo. La vasodilatazione è il processo attraverso il quale il muscolo liscio che riveste i vasi sanguigni nel derma si rilassa e permette a più sangue di entrare nella pelle. Il sangue trasporta il calore attraverso il corpo, allontanando il calore dal nucleo del corpo e depositandolo nella pelle dove può irradiarsi fuori dal corpo e nell’ambiente esterno.
Nel caso in cui il corpo entra in uno stato di ipotermia, la pelle è in grado di aumentare la temperatura corporea attraverso la contrazione dei muscoli arrector pili e attraverso la vasocostrizione. I follicoli dei peli hanno piccoli fasci di muscoli lisci attaccati alla loro base chiamati muscoli arrector pili. Gli arrector pili formano la pelle d’oca contraendosi per muovere il follicolo pilifero e sollevando il fusto del pelo dalla superficie della pelle. Questo movimento fa sì che più aria venga intrappolata sotto i peli per isolare la superficie del corpo. La vasocostrizione è il processo di contrazione dei muscoli lisci nelle pareti dei vasi sanguigni nel derma per ridurre l’afflusso di sangue alla pelle. La vasocostrizione permette alla pelle di raffreddarsi mentre il sangue rimane nel nucleo del corpo per mantenere il calore e la circolazione negli organi vitali.
Sintesi della vitamina D
La vitamina D, una vitamina essenziale necessaria per l’assorbimento del calcio dal cibo, è prodotta dalla luce ultravioletta (UV) che colpisce la pelle. Gli strati basale e spinoso dell’epidermide contengono una molecola di sterolo nota come 7-deidrocolesterolo. Quando la luce UV presente nella luce del sole o nelle luci dei lettini abbronzanti colpisce la pelle, penetra attraverso gli strati esterni dell’epidermide e colpisce alcune delle molecole di 7-deidrocolesterolo, convertendole in vitamina D3. La vitamina D3 viene convertita nei reni in calcitriolo, la forma attiva della vitamina D. Quando la nostra pelle non è esposta a una quantità sufficiente di luce solare, possiamo sviluppare una carenza di vitamina D, che può portare a gravi problemi di salute. La possibilità di ordinare un test della vitamina D a domicilio e controllare i nostri livelli rende fortunatamente più semplice identificare la carenza.
Protezione
La pelle fornisce protezione ai suoi tessuti sottostanti da agenti patogeni, danni meccanici e luce UV. Gli agenti patogeni, come virus e batteri, non sono in grado di entrare nel corpo attraverso la pelle intatta a causa degli strati più esterni dell’epidermide che contengono una riserva infinita di cheratinociti duri e morti. Questa protezione spiega la necessità di pulire e coprire tagli e graffi con bende per prevenire l’infezione. I danni meccanici minori causati da oggetti ruvidi o affilati sono per lo più assorbiti dalla pelle prima che possano danneggiare i tessuti sottostanti. Le cellule epidermiche si riproducono costantemente per riparare rapidamente qualsiasi danno alla pelle. I melanociti nell’epidermide producono il pigmento melanina, che assorbe la luce UV prima che possa passare attraverso la pelle. La luce UV può causare cellule cancerose se non viene bloccata dall’ingresso nel corpo.
Colore della pelle
Il colore della pelle umana è controllato dall’interazione di 3 pigmenti: melanina, carotene ed emoglobina. La melanina è un pigmento marrone o nero prodotto dai melanociti per proteggere la pelle dai raggi UV. La melanina dà alla pelle la sua colorazione abbronzata o marrone e fornisce il colore dei capelli marroni o neri. La produzione di melanina aumenta quando la pelle è esposta a livelli più alti di luce UV con conseguente abbronzatura della pelle. Il carotene è un altro pigmento presente nella pelle che produce un colore giallo o arancione per la pelle ed è più evidente nelle persone con bassi livelli di melanina. L’emoglobina è un altro pigmento più evidente nelle persone con poca melanina. L’emoglobina è il pigmento rosso che si trova nei globuli rossi, ma può essere visto attraverso gli strati della pelle come un colore rosso chiaro o rosa. L’emoglobina è più evidente nella colorazione della pelle durante i periodi di vasodilatazione, quando i capillari del derma sono aperti per portare più sangue alla superficie della pelle.
Sensazione cutanea
La pelle permette al corpo di sentire il suo ambiente esterno raccogliendo i segnali di tatto, pressione, vibrazione, temperatura e dolore. I dischi di Merkel nell’epidermide si collegano alle cellule nervose nel derma per rilevare le forme e la consistenza degli oggetti che toccano la pelle. I corpuscoli di tatto sono strutture che si trovano nelle papille dermiche del derma che rilevano anche il tatto degli oggetti a contatto con la pelle. I corpuscoli lamellari che si trovano in profondità nel derma percepiscono la pressione e la vibrazione della pelle. In tutto il derma ci sono molte terminazioni nervose libere che sono semplicemente neuroni con i loro dendriti sparsi nel derma. Le terminazioni nervose libere possono essere sensibili al dolore, al calore o al freddo. La densità di questi recettori sensoriali nella pelle varia in tutto il corpo, con il risultato che alcune regioni del corpo sono più sensibili al tatto, alla temperatura o al dolore di altre regioni.
Escrezione
Oltre a secernere sudore per raffreddare il corpo, le ghiandole sudoripare eccrine della pelle espellono anche prodotti di scarto dal corpo. Il sudore prodotto dalle ghiandole sudoripare eccrine normalmente contiene principalmente acqua con molti elettroliti e alcune altre tracce chimiche. Gli elettroliti più comuni che si trovano nel sudore sono sodio e cloruro, ma anche ioni di potassio, calcio e magnesio possono essere espulsi. Quando questi elettroliti raggiungono livelli elevati nel sangue, anche la loro presenza nel sudore aumenta, aiutando a ridurre la loro presenza nel corpo. Oltre agli elettroliti, il sudore contiene e aiuta ad espellere piccole quantità di prodotti di scarto del metabolismo come acido lattico, urea, acido urico e ammoniaca. Infine, le ghiandole sudoripare eccrine possono aiutare ad espellere l’alcol dal corpo di qualcuno che ha bevuto bevande alcoliche. L’alcol provoca vasodilatazione nel derma, portando ad un aumento della sudorazione perché più sangue raggiunge le ghiandole sudoripare. L’alcol nel sangue viene assorbito dalle cellule delle ghiandole sudoripare, facendolo espellere insieme agli altri componenti del sudore.