manuale di scienze e tecnologie - aracne editrice - · la realizzazione di un “manuale di scienze...

Manuale diScienze e Tecnologie

Cosmetologiche

a cura di Maurizio Giuliani

Presentazione di Ferdinando di Orio

ARACNE

Copyright © MMVARACNE editrice S.r.l.

[email protected]

via Raffaele Garofalo, 133 A/B00173 Roma

(06) 93781065

ISBN 88–548–0131–3

I diritti di traduzione, di memorizzazione elettronica,di riproduzione e di adattamento anche parziale,

con qualsiasi mezzo, sono riservati per tutti i Paesi.

Non sono assolutamente consentite le fotocopiesenza il permesso scritto dell’Editore.

I edizione: giugno 2005I ristampa aggiornata: settembre 2006

A coloro che, ieri ed oggi, con professionalità, impegno e sacrificio,

hanno speso i migliori anni della loro vita per il bene e lo sviluppo della Facoltà Medica aquilana

INDICE DEGLI ARGOMENTI

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Presentazione Ferdinando di Orio ................................................................................................... 11

Struttura e funzione della cute G. Torlone, D. Altamura ........................................................................................... 13

Struttura e Funzione dell’Epidermide C. Luzi, A. Bozzi ......................................................................................................... 21

Le proteine della pelle Oratore, A.M. D’Alessandro ..................................................................................... 37

Lesioni elementari cutanee ed esame clinico M.C. Fargnoli, K. Peris ............................................................................................. 51

Dermatiti da agenti fisici e chimici T. Micantonio, A. Ferrari, K. Peris ........................................................................... 56

Micosi cutanee F. Formicone, M.C. Fargnoli, K. Peris ..................................................................... 70

Parassitosi cutanee G. Lozzi, T. Surrenti, K. Peris ................................................................................... 77

Piodermiti Ferrari, M.C. Fargnoli, K. Peris .............................................................................. 85

Virosi cutanee Ferrari, D. Piccolo, K. Peris ...................................................................................... 93

Acne ed eruzioni acneiformi Cotellessa, T. Manunta, K. Peris .............................................................................. 101

Rosacea P. Valeri, M.C. Fargnoli ............................................................................................ 107

Dermatiti da contatto D. Piccolo, T. Micantonio, K. Peris ........................................................................... 111

Dermatite atopica Pacifico, A. Di Cesare, K. Peris ................................................................................. 118

Dermatite seborroica Carboni, S. Chimenti ................................................................................................. 125

Orticaria T. Surrenti, M.C. Fargnoli, K. Peris ........................................................................ 129

Patologia cutanea da farmaci Costanzo, S. Chimenti ............................................................................................... 135

Psoriasi K. Peris, R. Cavallaro, M.C. Fargnoli ...................................................................... 141

Lichen G. Torlone, A. Biamonte ........................................................................................... 146

Malattie autoimmuni del tessuto connettivo M.C. Fargnoli, A. Di Cesare, K. Peris ....................................................................... 150

Dermatosi bollose M.C. Fargnoli, T. Spica, K. Peris ............................................................................. 160

Tumori epiteliali L. Bianchi, S. Chimenti ............................................................................................. 170

Nevi D. Piccolo, M.C. Fargnoli, K. Peris ........................................................................... 177

8 Indice

Melanoma cutanea K. Peris, D. Piccolo, MC Fargnoli ............................................................................. 185

Alterazioni della pigmentazione cutanea C. Cotellessa, E. Giannetti ........................................................................................ 191

Alopecia L. De Angelis, C. Cotellessa, K. Peris ........................................................................ 196

Patologie ungulari G. Torlone, C. Cotellessa ........................................................................................... 203

La Cellulite P.A. Bacci, D. Mazzaracchio ..................................................................................... 207

I disordini dell’unità pilosebacea S. Sorgentone, S. Francavilla ................................................................................... 232

L’invecchiamento cutaneo B. Cinque, C. De Simone, G. Cifone ......................................................................... 251

Menopausa e Invecchiamento G. Mascaretti ............................................................................................................ 265

Biochimica e Cosmesi G. Amicosante, A. Del Borrello, D. Altamura, M. Giuliani .................................. 276

Farmacologia dei prodotti cosmetici D. Fanini ................................................................................................................... 302

Veicoli Cosmetici F. Alhaique ................................................................................................................ 345

La Chirurgia Estetica M. Giuliani ................................................................................................................ 385

Chirurgia estetica del volto M. Giuliani, D. Mazzaracchio ................................................................................. 389

Chirurgia estetica del tronco e degli arti M. Giuliani, E. Angelone, D. Mazzaracchio ............................................................ 398

Anestesia e Chirurgia Estetica N. Lo martire, D. Mazzaracchio .............................................................................. 413

Laserchirurgia cutanea A. Nibid, D. Altamura, M. Giuliani .......................................................................... 435

Alimenti e principi dietetici P. Fracassi, D. Mazzaracchio ................................................................................... 449

Bellezza, benessere e psiche M. Casacchia, R. Roncone ........................................................................................ 473

Norme legislative S. Giuliani .................................................................................................................. 495

Sistemi qualità G. Toro ...................................................................................................................... 548

Glossary S. Marottoli ............................................................................................................... 578

ELENCO DEGLI AUTORI E AFFILIAZIONI Alhaique F., Università degli Studi Roma - “La Sapienza”. Altamura D., Università degli Studi - L’Aquila. Amicosante G., Università degli Studi - L’Aquila. Angelone E., Università degli Studi – L’Aquila. Bacci P.A., Università degli Studi – Siena. Biamonte A., Università degli Studi – L’Aquila. Bianchi C., Università degli Studi Roma “Tor Vergata”. Carafa M., Università degli Studi “G. D’Annunzio” – Chieti. Carboni I., Università degli Studi Roma “Tor Vergata”. Casacchia M., Università degli Studi - L’Aquila. Cimenti S., Università degli Studi Roma “Tor Vergata”. Cifone M.G., Università degli Studi - L’Aquila. Cinque B., Università degli Studi - L’Aquila. Costanzo A., Università degli Studi Roma “Tor Vergata”. Cotellessa C., Università degli Studi - L’Aquila. D’Alessandro A.M. Università degli Studi - L’Aquila. De Angelis C., Università degli Studi - L’Aquila. Del Borrello A., Tecnico Cosmetologo. De Simone C., Università degli Studi - L’Aquila. Di Cesare A., Università degli Studi - L’Aquila. Di Marzio C., Università degli Studi “G.D’Annunzio”– Chieti. Domicole F., Università degli Studi - L’Aquila. Fanini D., Università degli Studi - L’Aquila. Fargnoli M.C., Università degli Studi - L’Aquila. Ferrari A., Università degli Studi - L’Aquila. Formicone F., Università degli Studi - L’Aquila. Fracassi P., Tecnico Cosmetologo. Francavilla S., Università degli Studi - L’Aquila. Giannetti E., Università degli Studi - L’Aquila. Giuliani M., Università degli Studi - L’Aquila. Giuliani S., Università degli Studi – L’Aquila. Lomartire N., Specialista in Anestesia e Rianimazione. Lozzi G., Università degli Studi - L’Aquila. Manunta T., Università degli Studi - L’Aquila. Marianecci C., Università degli Studi Roma-“La Sapienza”. Marottoli S., Università degli Studi - L’Aquila. Mascaretti G., Università degli Studi - L’Aquila. Mazzaracchio D., Università degli Studi - L’Aquila. Memoli A., Università degli Studi Roma - “La Sapienza”. Micantoni T., Università degli Studi - L’Aquila. Nibid A., Specialista in Dermatologia.

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Oratore A. Università degli Studi – L’Aquila. Pacifico A. Università degli Studi – L’Aquila. Pennino P., Tecnico Cosmetologo. Peris K., Università degli Studi - L’Aquila. Petralito E., Università degli Studi Roma - “La Sapienza”. Piccolo D., Università degli Studi - L’Aquila. Roncone R., Università degli Studi - L’Aquila. Santucci E., Università degli Studi Roma - “La Sapienza”. Sorgentone S., Università degli Studi - L’Aquila. Spica T., Università degli Studi - L’Aquila. Surrenti T., Università degli Studi - L’Aquila. Toro G., Specialista in Ostetricia e Ginecologia

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PRESENTAZIONE

La Cosmetologia è un settore scientifico e di ricerca in continuo sviluppo per la crescente richiesta di Operatori del settore qualificati e di prodotti industriali specifici che in termini di qualità e di efficacia rispondano al meglio alle richieste di una utenza sempre più esigente. Nell’ottica di una offerta formativa in continuo divenire ed attenta alle esigenze ed agli orientamenti che scaturiscono dal mondo del lavoro, l’Università degli Studi di L’Aquila ha attivato recentemente e con successo il Corso di Laurea in Scienze e Tecnologie Cosmetologiche gratificato annualmente da un elevato numero di iscritti provenienti da tutto il territorio nazionale. Pertanto la realizzazione di un “Manuale di Scienze e Tecnologie Cosmetologiche” è dunque un’opera meritoria poiché arricchisce il settore editoriale specifico con un testo di riferimento originale, esaustivo ed utile al corso degli studi. Senza soffermarmi sugli aspetti specifici dei singoli argomenti trattati, mi preme sottolineare l’inquadramento semplice ma metodologicamente rigoroso in cui è stato strutturato l’ampio corpo dottrinale del volume che dopo una breve parte generale dedicata all’anatomia ed alla fisiologia della cute raggruppa ed ordina le più comuni malattie cutanee su base semeiotico-morfologica permettendo di risalire dalla singola lesione elementare alla patologia ed alla clinica di ciascun quadro morboso. Nella seconda parte trovano spazio temi più specialistici quali l’invecchiamento cutaneo, la biochimica applicata alla cosmesi, la farmacologia dei prodotti cosmetici, i veicoli cosmetici, la chirurgia estetica, le norme legislative. Il capitolo sui sistemi qualità ed un glossary dei termini tecnici concludono la trattazione con una nota di originale attualità. Grande attenzione infine è stata rivolta alla parte iconografica, ricca di schemi, tabelle riassuntive e foto che agevolano la lettura e la comprensione dei contenuti nel generale convincimento che spesso più delle parole sono le immagini che rimangono impresse per anni nella memoria. E’ doveroso dunque da parte mia ringraziare Maurizio Giuliani che, oltre ai contributi scientifici personali, ha ideato il testo e ne ha curato la realizzazione con entusiasmo e dedizione. Un plauso a tutti i Colleghi che ancora una volta hanno dimostrato grande affetto nei confronti dell’ Ateneo aquilano offrendo con spirito di servizio il loro prezioso contributo di conoscenza e professionalità. Personale e collegiale gratitudine,

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infine, all’Editore che ha tradotto in essere il volume riservando grande cura alla veste tipografica.

Ferdinando di Orio Magnifico Rettore Università degli Studi

L’Aquila

12 Presentazione

STRUTTURA E FUNZIONI DELLA CUTE

Giancarlo Torlone, Davide Altamura

La cute è un organo molto grande del corpo umano, dotato di un’ampia gamma di funzioni che esulano dal semplice e banale rivestimento e protezione meccanica. La sua estensione media varia da 1, 3 a 2 m , il suo peso può arrivare anche ad una decina di Kg, il suo spessore è compreso tra 0, 4 mm nelle regioni palpebrali e 3-6 mm in quelle palmo-plantari. Il colore della cute è dipendente da fattori individuali (razza, costituzione, età, regione corporea) ed è determinato dalla presenza di pigmenti (melanina, carotenoidi) e dalla quantità di sangue contenuta nei vasi. La superficie cutanea non appare levigata. Vi si osservano pieghe permanenti (pieghe genitali) e transitorie (da contrazione muscolare o articolare), orifizi dei follicoli piliferi e delle ghiandole eccrine (pori sudoripari), creste e solchi riscontrabili a livello palmo-plantare. Le creste appaiono come leggere rilevatezze a disposizione parallela separate da piccole depressioni dette solchi. Peculiari caratteristiche meccaniche della cute sono la distensibilità e l’elasticità.

CARATTERI MICROSCOPICI

La cute è divisa in due strati separati da una membrana

(membrana basale o giunzione dermo-epidermica). Lo strato superficiale di natura epiteliale e di derivazione ectodermica è detto

epidermide, mentre lo strato profondo, di origine mesodermica e struttura connettivale, è costituito dal derma e dal tessuto adiposo

sottocutaneo. La presenza nel derma di vasi, nervi ed annessi cutanei (follicoli pilosebacei, ghiandole apocrine, ghiandole eccrine) completa il quadro microscopico della cute.

EPIDERMIDE L’epidermide è un epitelio pluristratificato in cui l’elemento

cellulare predominante è il cheratinocita, cellula di origine epiteliale in continuo rinnovamento e soggetta al fenomeno della cheratinizzazione. I cheratinociti si dispongono a formare quattro diversi strati: basale, spinoso, granuloso e corneo; nelle regioni

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Giancarlo Torlone – Davide Altamura

palmo-plantari tra gli strati granuloso e corneo è presente un quinto strato denominato lucido. Ognuno di questi possiede delle caratteristiche morfologiche proprie e rappresenta la fase evolutiva del sottostante strato. Il cheratinocita, infatti, si riproduce e migra progressivamente dalla sede basale verso la superficie cutanea subendo il processo della cheratinizzazione. Il tempo necessario affinché una cellula dello strato basale raggiunga lo strato corneo dipende dall’età, dalla stagione, dal sesso, da influenze ormonali, ed è di circa 28 giorni. Interposte ai cheratinociti si osservano poi le “cellule ospiti” dell’epidermide, tra cui vengono annoverate i melanociti, di derivazione neuroectodermica, le cellule dendritiche di Langerhans, che sono di origine midollare, le cellule di Merkel, di probabile derivazione epidermica ed i linfociti T epidermotropi. Nel complesso la superficie epidermica presenta un aspetto orizzontale rettilineo, mentre il limite inferiore confinante con la membrana basale ha un aspetto ondulato con estroflessioni dermiche (papille dermiche) alternate a proiezioni epidermiche (creste epidermiche). Lo strato basale è costituito da 1-2 file di cheratinociti colonnari a maggior asse orientato perpendicolarmente rispetto alla linea di confine con il derma. Queste cellule hanno un grande nucleo di forma ovalare e citoplasma basofilo ricco di ribosomi e tonofilamenti (filamenti intermedi di cheratina distribuiti con ordine nel citoplasma). La membrana plasmatica del polo basale fa parte della giunzione dermo-epidermica e vi si osservano gli emidesmosomi, strutture di ancoraggio per mezzo delle quali gli elementi cellulari aderiscono alle porzioni più interne della membrana basale. Nella regione apicale questa cellula è invece dotata di veri desmosomi tramite cui avviene l’unione e la comunicazione intercellulare. Nel complesso lo strato basale svolge le funzioni proliferativa e di ancoraggio dermo-epidermico. Lo strato spinoso o malpighiano è costituito da 4-8 filiere di cellule poligonali, con nucleo rotondo e citoplasma ben rappresentato ricco di filamenti di cheratina. La caratteristica principale è la presenza di numerosissimi desmosomi che conferiscono un aspetto “spinoso” a questi elementi cellulari. Nel citoplasma delle cellule localizzate nelle assisi superiori dello strato spinoso si osservano anche i granuli lamellari o corpi di Odland. Lo strato granuloso è formato da 2-3 strati di cellule appiattite in cui si osservano grossi granuli citoplasmatici di “cheratoialina” contenenti proteine, enzimi e fosfolipidi. Questo strato cellulare è assente nelle

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Struttura e funzioni della cute

mucose e può apparire ridotto o più evidente a seconda che il processo della cheratinizzazione sia molto attivo o rallentato. Lo stadio maturativo successivo comporta la perdita del nucleo e l’appiattimento della cellula. Lo strato corneo è infatti costituito da numerose assisi (15-20) di cellule piatte (corneociti), prive sia di nucleo che di organuli citoplasmatici e in cui si evidenzia un citoplasma eosinofilo costituito completamente da filamenti di cheratina aggregati in macrofibrille. Questi corneociti vengono continuamente rilasciati nell’ambiente esterno sotto forma di squame. Nelle regioni palmo-plantari tra gli strati granuloso e corneo è poi presente un quinto strato, denominato lucido, costituito da 2-3 assisi di cellule contenenti “eleidina” una sostanza omogenea e rifrangente. L’epidermide ospita anche diversi tipi di cellule: i melanociti, le cellule di Merkel, le cellule dendritiche di Langerhans e i linfociti T epidermotropi. I melanociti originano dalle creste neurali e raggiungono l’epidermide intorno alla settima settimana di gestazione. Si localizzano a livello dello strato basale ma possono essere presenti anche nel derma medio, nel bulbo del pelo e in regioni extracutanee quali le mucose del cavo orale e del naso, l’uvea, la retina e le leptomeningi. Il rapporto melanocita/cheratinocita varia considerevolmente in relazione alla regione corporea: è di 1 a 4 al volto e di 1 a 10 agli arti superiori. I melanociti presentano un aspetto dendritico con grandi prolungamenti citoplasmatici, sono privi di desmosomi e la loro funzione principale è la melanogenesi. Nel loro citoplasma sono presenti caratteristici organuli, i melanosomi, all’interno dei quali è contenuto l’enzima tirosinasi capace di convertire l’aminoacido tirosina in melanina. I melanosomi vengono trasportati lungo i prolungamenti dendritici e quindi trasferiti nei cheratinociti determinando la pigmentazione dell’epidermide. L’insieme del melanocita e delle cellule basali che vengono raggiunte dai suoi prolungamenti (circa 36) costituisce l’unità melanica epidermica. Le cellule di Langerhans sono cellule dendritiche di origine midollare con un fenotipo simile alle cellule della serie monocito-macrofagica. Esprimono infatti gli antigeni del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) di classe II, i recettori per il frammento Fc-Ig, la proteina S-100 e l’antigene Ia. Sono situate negli strati soprabasali dell’epidermide ed i loro processi dendritici si estendono in alto fino allo strato granuloso ed in basso fino alla giunzione dermo-epidermica. La loro funzione principale è quella di processare

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gli antigeni e presentarli ai linfociti T in associazione con le molecole MHC di classe II, consentendo, in tal modo, la risposta immunitaria. Le cellule di Merkel, di probabile derivazione epidermica, si localizzano preferenzialmente in distretti cutanei sprovvisti di peli e dotati di un’elevata sensibilità tattile. Sono situate nello strato basale, intercalate tra i cheratinociti, ai quali sono adese tramite una fitta rete di desmosomi. Presentano un nucleo lobulato, un citoplasma chiaro contenente granuli specifici di forma sferica e si associano a terminazioni nervose amieliniche tanto da essere considerati dei veri meccanorecettori.

Infine nell’epidermide è possibile trovare i linfociti T, che non risiedono ma transitano attraverso la cute e che possono aumentare in maniera esponenziale in condizioni patologiche di natura infiammatoria.

GIUNZIONE DERMO-EPIDERMICA

La giunzione dermo-epidermica è la struttura che separa l’epidermide dal derma. E’ costituita dalla sovrapposizione di due diversi strati che sono, dall’esterno verso l’interno, la membrana plasmatica del polo basale dei cheratinociti e la lamina basale propriamente detta, a sua volta costituita da tre strati sovrapposti: la lamina lucida, la lamina densa e la lamina fibroreticolare. Nell’insieme la giunzione dermo-epidermica appare come una linea omogenea, positiva alla colorazione PAS, interposta tra l’epidermide ed il derma.

DERMA

Il derma è un tessuto di supporto per l’epidermide costituito da

sostanza fondamentale in cui sono immerse sia una componente cellulare (fibroblasti, cellule di origine ematica) che una componente di natura fibrosa (fibre collagene ed elastiche). Il derma contribuisce in maniera rilevante a determinare alcune caratteristiche della cute quali lo spessore, la distensibilità, l’elasticità, la forza di tensione. Nel derma sono contenuti vasi sanguigni e linfatici, nervi e recettori sensoriali, che svolgono un ruolo nella termoregolazione, nell’omeostasi dei liquidi, nella percezione sensoriale e nel sostegno e nutrizione dell’epidermide. In base all’organizzazione strutturale si distinguono due diversi compartimenti dermici: il derma papillare e il

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derma reticolare. Il derma papillare è compreso tra la giunzione dermo-epidermica ed il plesso vascolare superficiale. E’ costituito da piccoli fasci di fibre collagene e da fibre elastiche immerse nella sostanza fondamentale e con una disposizione perpendicolare alla superficie cutanea. Il derma reticolare è invece compreso tra il plesso vascolare superficiale ed il tessuto sottocutaneo. I fasci di fibre collagene ed elastiche presentano spessore maggiore e decorso parallelo rispetto al piano cutaneo, mentre le componenti cellulare e vascolare sono modeste, come anche la quantità di sostanza fondamentale che appare inferiore rispetto al derma papillare.

TESSUTO SOTTOCUTANEO

Il tessuto sottocutaneo è rappresentato quasi esclusivamente da

adipe organizzato in lobi e lobuli separati da setti di natura connettivale. Il grasso sottocutaneo svolge le funzioni di riserva energetica e di isolamento dermico.

VASI E NERVI

La circolazione sanguigna della cute è organizzata secondo uno

schema che prevede lo sviluppo di due plessi vascolari localizzati rispettivamente al confine tra il derma papillare e reticolare (plesso

superficiale) e tra il derma reticolare ed il tessuto sottocutaneo (plesso

profondo). Esistono vasi sanguigni che mettono in comunicazione i due plessi, mentre dal plesso superficiale si distaccano vasi capillari che si dirigono nelle papille dermiche. La circolazione prevede che il sangue arterioso raggiunga il plesso superficiale tramite i vasi comunicanti e quindi si diriga verso l’epidermide percorrendo i capillari all’interno delle papille. Il sangue refluo percorre invece vasi venosi che hanno un orientamento parallelo a quelli arteriosi. La componente nervosa della cute è costituita da una ricca rete di fibre afferenti sensitive e fibre simpatiche efferenti. I recettori della componente sensitiva possono essere rappresentati da fibre nervose libere o associati in strutture quali i corpuscoli del Pacini, di Golgi e di Meissner. Le fibre simpatiche regolano la pervietà ed il diametro dei vasi e la secrezione ghiandolare.

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ANNESSI CUTANEI

Gli annessi cutanei sono costituiti dalle ghiandole sebacee, dalle

ghiandole sudoripare apocrine ed eccrine, dalle unghie e dai follicoli

piliferi. -Ghiandole Sebacee: hanno una struttura acinoso-ramificata, una secrezione olocrina ed una distribuzione preferenziale al volto, cuoio capelluto, regione sternale e perineo. I lobi della ghiandola sono connessi con il follicolo del pelo e la secrezione, regolata dagli ormoni androgeni, drena in un comune dotto escretore detto sebaceo.

La sostanza secreta (sebo), costituita da una miscela di lipidi frammisti a detriti cellulari, contribuisce alla formazione del “film idrolipidico” cutaneo. -Ghiandole Sudoripare: sono ghiandole tubulari semplici e si dividono in apocrine ed eccrine. Le ghiandole apocrine fanno parte del complesso follicolo-sebaceo localizzandosi soprattutto nelle regioni ascellari ed anogenitali. Prendono origine dall’epitelio follicolare e sono formate da una componente secretoria, situata nel derma profondo, e da un lungo dotto che le collega con il follicolo pilifero. Le ghiandole eccrine sono più numerose, non associate ai follicoli piliferi e maggiormente distribuite nelle regioni ascellari, palmo-plantari e al volto. Anch’esse sono costituite da un dotto escretore e da una porzione glomerulare secernente una sostanza a base di NaCl, urea, acidi grassi, aminoacidi e proteine. Le ghiandole sudoripare svolgono importanti funzioni quali la termoregolazione e la formazione del film idrolipidico. -Follicoli piliferi: sono costituiti dal pelo e dalle guaine ad esso associate e si trovano distribuiti su tutta la superficie corporea ad eccezione di alcune aree quali palmo delle mani e pianta dei piedi, glande, prepuzio, piccole labbra e falangi ungueali. Il follicolo pilifero può essere considerato un’introflessione dell’epidermide la cui struttura, particolarmente complessa, è divisa in senso prossimo-distale in tre differenti tratti: infundibolo, istmo e tratto inferiore. La porzione compresa tra il punto in cui l’epidermide si invagina e lo sbocco del dotto sebaceo è denominata infundibolo; l’istmo rappresenta la parte centrale che dallo sbocco sebaceo giunge fino al

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punto di inserzione del muscolo erettore del pelo; la porzione più distale e profonda, o tratto inferiore, è la regione del follicolo in cui è presente il bulbo pilifero dalle cui cellule (cellule della matrice pilifera) originano il fusto del pelo e la guaina interna. Il fusto del pelo a sua volta è costituito da tre strati concentrici quali cuticola e

corticale, i più esterni e con funzione di sostegno, e una porzione centrale chiamata midollare. Nel complesso il pelo è contornato da tre diverse guaine che dall’esterno verso l’interno sono la guaina perifollicolare, la guaina esterna e la guaina interna. - Muscolo erettore del pelo: è un piccolo muscolo liscio annesso al follicolo pilifero la cui contrazione favorisce lo svuotamento della ghiandola sebacea e l’erezione del pelo. - Unghie: sono costituite da una lamina dura di cheratina (lamina

ungueale) e da alcuni tessuti strutturalmente e funzionalmente ad essa connessi (matrice ungueale, letto ungueale, perinichio, iponichio).

La lamina ungueale è una formazione cornea in continuo rinnovamento. Ha un aspetto ovoidale, una superficie liscia o lievemente convessa e si localizza in regione dorsale delle falangi distali. E’ adagiata sul letto ungueale, strutturalmente costituito da epitelio squamoso cheratinizzato ed è circondata prossimo-lateralmente da una piega cutanea denominata perinichio. La lamina ungueale origina dalla matrice ungueale il cui epitelio germinativo è localizzato al di sotto della porzione prossimale del perinichio, mentre all’estremità delle dita è separata dalla cute del polpastrello tramite un solco denominato iponichio.

FUNZIONI DELLA CUTE

La cute può essere considerata un vero e proprio organo che

svolge numerose e complesse funzioni:

Rivestimento e protezione: ricoprendo completamente la superficie corporea e grazie ad alcune caratteristiche quali l’elasticità e la resistenza, la cute svolge funzione di protezione verso insulti di natura meccanica (traumi), chimica (acidi, alcali) e fisica (raggi ultravioletti, corrente elettrica). Rappresenta anche la prima barriera nei confronti degli agenti patogeni, svolgendo sia un ruolo di passiva opposizione fisica che un’attiva sorveglianza immunitaria.

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Termoregolazione: la cute agisce sia da regolatore termico che da isolante. Un’importante quota di calore viene rimossa dall’organismo per mezzo dell’evaporazione del sudore, mentre l’alternarsi di vasocostrizione e vasodilatazione determina un rapido cambiamento della portata ematica capillare in relazione alla temperatura dell’ambiente esterno. Grazie poi alla bassa capacità termica del pannicolo adiposo la cute avvolge ed isola l’intero organismo consentendo di mantenere costante la temperatura corporea interna.

Funzione sensoriale: la cute è dotata di un’innervazione sensoriale per mezzo della quale è in grado di percepire stimoli di natura meccanica, termica e dolorifica. E’ in comunicazione con il sistema nervoso centrale e consente all’individuo di adattarsi alle condizioni ambientali esterne.

Funzione secretiva: la cute è in grado di eliminare cataboliti prodotti dall’organismo. Tramite le ghiandole sudoripare e sebacee vengono di fatto secreti acqua, anidride carbonica, sebo e piccole quantità di ioni minerali (calcio, cloro, potassio, magnesio e sodio). Tale processo aumenta con l’aumentare dell’attività metabolica.

Funzione di assorbimento: funzione selettiva, sempre più sfruttata per la somministrazione transdermica dei farmaci.

Funzione semeiotica: importante organo spia di patologie interne in grado di comunicare con le sue variazioni molti segnali quali pallore, cianosi, secchezza, pastosità ed edema.

BIBLIOGRAFIA

1. Braun-Falco O.: Dermatologia. Edizioni Springer – Verlag,2002 2. Ribuffo A.: Manuale di Dermatologia e Venereologia. Lomardo Editore,1987. 3. Saurat J.H.: Manuale di Dermatologia e Venereologia Edizioni Masson,1992.

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STRUTTURA E FUNZIONE DELL’EPIDERMIDE Carla Luzi, Argante Bozzi

1.1 Anatomia dell’Epidermide

La conoscenza dettagliata della struttura dell’epidermide dei

mammiferi ebbe inizio con lo studio di sezioni istologiche preparate opportunamente per l’analisi microscopica. La maggior parte delle informazioni sulla organizzazione generale dell’epidermide furono ottenute mediante indagini microscopiche altresì utilizzate per: a) le osservazioni delle divisioni cellulari nello strato più profondo, lo strato basale; b) la conformazione “spinosa” di parecchi strati di cellule sopra lo strato basale; c) la conformazione “granulosa” di numerosi altri strati di cellule sopra lo strato spinoso; d) l’osservazione di molti strati di cellule appiattite, apparentemente non unite tra di loro, nello strato corneo più esterno. Maggiori dettagli sono stati evidenziati da studi successivi dell’epidermide mediante microscopia elettronica, quali ad esempio la presenza di granuli lamellari nelle cellule spinose ed in quelle granulari, l’abbondanza di filamenti citoplasmatici all’interno di tutte le cellule vitali, l’organizzazione dei desmosomi e la presenza di lamelle lipidiche tra le cellule dello strato corneo. Di particolare importanza per le teorie che identificano nell’epidermide una funzione di barriera, è stata l’osservazione al microscopio elettronico che le cellule dello strato corneo sono strettamente aderenti tra loro, anziché avere delle separazioni o “gap” come invece sembrava dalle immagini al microscopio ottico. Alcune delle caratteristiche anatomiche essenziali dell’epidermide sono mostrate in Figura 1.

1.2 Cellule basali Lo strato più profondo, basale, è quello responsabile della

generazione di nuovo tessuto mediante proliferazione cellulare. Nello strato basale, ciascuna cellula è unita alle vicine dai desmosomi e poggia sulla membrana basale, adiacente al derma, mediante gli emidesmosomi. Sul lato del derma della membrana basale, si affacciano delle fibrille che rinforzano l’aderenza delle cellule basali al derma.

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Carla Luzi, Argante Bozzi

Figura 1. Alcuni dei cambiamenti che avvengono durante la differenziazione

dell’epidermide e che sono rilevanti per lo sviluppo delle strutture lipidiche coinvolte

nella permeabilità della barriera.

1.3 Cellule spinose

Le cellule generate dalla continua proliferazione dello strato basale migrano verso l’esterno e diventano cellule spinose. Lo strato spinoso risulta formato da 2-3 ordini di cellule ed il suo spessore varia a seconda della localizzazione. L’aspetto spinoso è dovuto alle tensioni esistenti tra i desmosomi che uniscono le cellule tra loro. Fasci di fibre di cheratina attraversano ciascuna cellula per formare una struttura di rinforzo e di unione tra i desmosomi e i nuclei. Durante la maturazione le cellule spinose accumulano degli organelli specializzati chiamati corpi di Odland, granuli rivestenti la

membrana, corpi lamellari, corpi granulari e granuli lamellari. In Figura 2 è mostrata l’organizzazione di tali organelli. I granuli sono delimitati da una membrana e il loro contenuto è costituito da un pacchetto di lamelle lipidiche parallele tra loro, probabilmente generate dalla sovrapposizione di numerose vescicole (liposomi) appiattite.

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Struttura e funzione dell’epidermide

Figura 2.- Il granulo lamellare ha una forma ovoidale e il suo diametro è di 100 nm.

E’ costituito da una membrana lipidica che delimita uno o più fasci di dischi

lamellari. Ogni disco è formato dallo schiacciamento di un liposoma, come indicato

in Figura 4.

1.4 Cellule granulari

Le cellule dello strato spinoso migrando verso la superficie dell’epitelio, diventano sempre più appiattite e allungate e raggiungono lo strato granuloso. Questo strato è costituito da 2-6 strati di cellule di cui i nuclei cominciano a mostrare evidenti segni di alterazione. Inoltre, il citoplasma di queste cellule contiene granuli di forma e di dimensioni irregolari, che contengono una sostanza chiamata cheratoialina. Il numero di tali granuli aumenta con l’avvicinarsi della cellula verso la superficie e tendono ad accumularsi nella porzione citoplasmatica apicale di ogni cellula.

1.5 Cellule di transizione

Le cellule più esterne dello strato granuloso si trasformano in cellule morte e appiattite dello strato corneo. Tuttavia, durante questo processo di transizione le cellule perdono gradualmente i loro organelli subcellulari, compresi il nucleo e la membrana citoplasmatica. Nel corso del processo, i granuli di cheratoialina iniziano a fondersi con i fasci di filamenti di cheratina, con conseguente perdita dell’aspetto granulare della cellula. Inoltre, il

GRANULO LAMELLARE

Dischi lamellari

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contenuto dei granuli lamellari è riversato nello spazio intercellulare soprastante attraverso la fusione della membrana limitante di ogni corpo lamellare con la membrana cellulare, seguita dall’estrusione del contenuto del granulo dei dischi lamellari.

1.6 Cellule cornee

In seguito allo svuotamento dei granuli lamellari nello spazio intercellulare, le cellule di transizione completano la loro trasformazione in elementi lamellari estremamente appiattiti, completamente cheratinizzati e contenenti una bassissima percentuale di acqua. Le lamelle non contengono né nucleo né organelli cellulari, ma solo filamenti impacchettati di cheratina, orientati parallelamente alla dimensione più lunga della cellula. Le fibre di cheratina sono incluse in una matrice derivata dalla cheratoialina. Le proteine di tale matrice appaiono degradate in materiale a basso peso molecolare, inclusi singoli aminoacidi. La resistenza chimica e meccanica delle cellule cornee è rafforzata da un ispessimento delle pareti cellulari, conferendo un tipico aspetto ai corneociti. La cosiddetta parete cellulare è notevolmente resistente ed è formata da un gruppo di 8 proteine (involucrina, cheratoialina, vinculina, ecc.). Tali proteine sono sintetizzate sia nelle cellule spinose che in quelle granulose e si depositano sulla faccia interna delle membrane cellulari, ove vengono successivamente intrecciate con formazione di legami g lutamil)-lisinici fra catene polipeptidiche adiacentiIl responsabile di tale intreccio è l’enzima transglutaminasi. La parete va così a sostituire la membrana fosfolipidica a doppio strato tipica delle cellule normali. Struttura dei lipidi nell’epidermide

I lipidi sono coinvolti in diverse strutture anatomiche delle cellule epiteliali e rivestono un ruolo fondamentale nella struttura e nella funzione del tessuto epiteliale. La membrana plasmatica delle cellule epiteliali è composta da lipidi, così come tutte le membrane degli organelli subcellulari, inclusi il reticolo endoplasmatico, l’apparato del Golgi e le membrane dei granuli lamellari. La composizione lipidica in queste strutture è stata analizzata e risolta mediante l’isolamento di sezioni dai rispettivi strati cellulari e, a volte, dall’isolamento di organelli individuali, seguita dall’estrazione e dall’analisi dei relativi costituenti lipidici.

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2.1 Lipidi delle cellule viventi

Numerosi studi hanno stabilito la composizione lipidica delle cellule epidermiche. Alcuni di questi sono stati eseguiti su epidermide di maiali ed i lipidi estratti consistevano principalmente di fosfolipidi, colesterolo, e glucosilceramidi con tracce di acidi grassi liberi, trigliceridi e ceramidi7. Da tali studi si può dedurre che la composizione lipidica delle cellule epidermiche viventi è molto simile a quella di cellule di tessuti di mammifero. In queste ultime le membrane sono composte in maniera predominante da fosfolipidi e colesterolo.

2.2 Lipidi delle cellule cornee: Lipidi estraibili

Dopo digestione con tripsina di cellule vitali di epidermide, lo strato corneo appare come una pellicola sottile che può essere dissolta mediante estrazione con cloroformio/metanolo ottenendo lipidi liberi dello strato corneo. Le immagini ottenute mediante microscopia elettronica mostrano che questi lipidi sono localizzati principalmente negli spazi intercellulari tra le cellule cornee e sono praticamente assenti all’interno delle cellule. I lipidi estratti dallo strato corneo dell’epidermide di maiale sono composti principalmente da ceramide (45%), colesterolo (25%), acidi grassi liberi (15%), e trigliceridi, colesterolo solfato, sfingosina e fosfolipidi (complessivamente 2-3%)9. I lipidi liberi estraibili dallo strato corneo dell’epidermide umana sono costituiti da una miscela di ceramidi simile a quella presente nell’epidermide di maiale ma contengono anche ceramidi peculiari nei quali il composto base sfingoide è la 6-idrossisfingosina. Le strutture dei ceramidi presenti nell’epidermide umana sono mostrate in Figura 3.

Proteine legate ai lipidi

In seguito ad estrazione ripetuta dei lipidi liberi dallo strato corneo isolato dall’epidermide di maiale, l’idrolisi alcalina del residuo non estratto, libera altri lipidi rappresentati prevalentemente da ceramidi formati da catene molto lunghe (C30-C34) di -idrossiacidi legati con sfingosina. La microscopia elettronica mostra che questi lipidi legati dello strato corneo formano un involucro lipidico esternamente all’involucro proteico.

Nello strato corneo umano, i lipidi legati a proteine comprendono una seconda idrossiceramide nella quale il composto di base è di

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nuovo la 6-idrossisfingosina. Le strutture di due idrossiceramidi legate a proteine dello strato corneo umano sono mostrate nella Figura 3.

Figura 3. Struttura chimica dei ceramidi dello strato corneo.

2.3 Lipidi estranei

L’analisi della composizione dei lipidi epidermici, specialmente quelli degli strati superficiali, non esclude la possibilità di contaminazione da parte di lipidi derivanti dall’ambiente, oppure da lipidi prodotti dalle ghiandole sebacee della pelle. In molte specie animali, incluso l’uomo, notevoli quantità di lipidi di origine sebacea ricoprono la superficie della pelle, anche in quelle aree che non presentano ghiandole sebacee, come i palmi delle mani e le piante dei piedi. Questi ultimi contengono una quantità di lipidi molto bassa rispetto ad altre aree della pelle ed hanno una scarsa funzione barriera. Per ottenere una analisi di lipidi epidermici umani non contaminati dal sebo, è stato necessario ricorrere all’estrazione di lipidi da cisti

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epidermiche asportate. I contenuti delle cisti non presentano cere o squalene (markers del sebo umano) e pertanto possono essere considerati non contaminati da lipidi sebacei. I lipidi estranei nell’epidermide umana che sono stati seguiti durante lo sviluppo includono idrocarburi saturi che sono ubiquitari sull’epidermide umana. L’analisi mediante gas cromatografia di tali idrocarburi mostra che sono simili in composizione a quelli ottenuti dalla distillazione del petrolio. Biosintesi dei lipidi dell’epidermide

Durante le due o tre settimane che intercorrono tra la divisione cellulare nello strato basale e la perdita delle cellule figlie dalla superficie della pelle, la composizione generale dei lipidi del tessuto epidermico resta costante. Tuttavia, all’interno di ogni cellula avvengono continuamente biosintesi, trasformazione e traslocazione dei lipidi epidermici.

3.1 Biosintesi dei lipidi nelle cellule vitali

La microscopia elettronica indica che le cellule basali contengono pochi lipidi all’infuori di quelli che sono contenuti nelle membrane plasmatiche. I lipidi estraibili da cellule vitali di epidermide di maiale sono costituiti principalmente da fosfolipidi e colesterolo, presumibilmemte derivati dalle membrane cellulari. I fosfolipidi contengono un’alta percentuale di acido linoleico, un acido grasso essenziale che non può essere sintetizzato ma deve essere introdotto con la dieta. Questo fatto indica che probabilmente le membrane sono costruite a partire da lipidi preformati che provengono dal sangue. Risulta tuttavia evidente che le cellule che sono migrate dallo strato basale verso la superficie dell’epidermide non sono capaci di assorbire i lipidi dalla circolazione e devono sintetizzare de novo alcuni lipidi utilizzando precursori a basso peso molecolare. Da tempo è noto che il precursore idrosolubile per i lipidi della pelle è il glucosio, ma esistono delle evidenze contrarie, quali ad esempio la biosintesi dello squalene che continua anche durante periodi di digiuno prolungato. Durante il differenziamento cellulare notevoli quantità di lipidi devono essere sintetizzate per costruire i granuli lamellari presenti nelle cellule granulari e spinose. I ceramidi e gli acidi grassi liberi che costituiscono tali strutture consistono quasi esclusivamente di acidi grassi saturi e monoinsaturi, e contengono pochissimo acido linoleico tranne quello esterificato degli i drossiacidi ceramidi. Queste

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osservazioni rafforzano l’idea che le cellule che si stanno differenziando sono capaci di compiere la biosintesi de novo di molti dei lipidi che esse accumulano e sono altamente specializzate per questa funzione. Esperimenti eseguiti utilizzando precursori radioattivi mostrano che i lipidi sintetizzati sono inizialmente fosfolipidi e che questi sono trasformati prima in glucosilceramidi e poi in ceramidi e acidi grassi liberi dopo circa una settimana.

3.2 Trasformazioni biochimiche e traslocazione dei lipidi durante la

differenziazione dell’epidermide

La microscopia elettronica mostra che i granuli lamellari sono esocitati dalle cellule granulari immediatamente prima che queste si trasformino in cellule cornee. Analisi chimiche di lipidi estratti da cellule granulari mostrano che le cellule vitali contengono solo glucosilceramidi, mentre lo strato corneo contiene solo ceramidi. Da questo si deduce che dopo la loro estrusione dalle cellule granulari, i glucosilceramidi diventano deglicosilati per trasformarsi in ceramidi. Come conseguenza del processo di esocitosi, le membrane dei granuli lamellari diventano parte della membrana plasmatica. Tale processo risulta in una distribuzione delle catene lunghe di -idrossiceramidi nell’involucro immediatamente prima della formazione dei legami crociati con proteine dell’involucro proteico.

3.3 Lamelle intercellulari

In seguito all’esocitosi del contenuto dei dischi lamellari da parte delle cellule granulari, le pile di dischi si disperdono lentamente negli spazi intercellulari, e si fondono formando una lamella intercellulare continua. A causa della modalità di formazione dei dischi lamellari, derivanti dall’appiattimento delle vescicole lipidiche, i dischi lamellari risultanti (e, conseguentemente, i fogli lamellari intercellulari) sono doppi bilayer lipidici. Il processo di formazione di tale doppio bilayer è mostrato in Figura 4. L’efficacia di un doppio strato lipidico dipende dallo stato fisico dei lipidi ed anche dalla coerenza dei gruppi polari. I lipidi in fase gel o fase cristallina sono meno permeabili all’acqua rispetto a quelli in fase liquida. Inoltre, la resistenza alla permeabilità all’acqua aumenta se esistono legami idrogeno tra i gruppi polari adiacenti che stabilizzano la loro associazione. Entrambi questi fattori favoriscono la funzione barriera delle lamelle dello strato corneo contro acqua e altre molecole polari. L’esistenza di lamelle lipidiche multiple in ogni spazio

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intercellulare aumenta indubbiamente la funzione barriera dell’epidermide soprattutto perché la maggior parte delle lamelle sono strettamente legate tra loro e non esistono spazi attraverso i quali le molecole di acqua potrebbero infiltrarsi.

Figura 4.- Schema ipotetico per la formazione del doppio bilayer lipidico osservato

nei dischi lamellari.

3.4 Trasformazioni dei lipidi nello strato corneo

Generalmente si ritiene, sbagliando, che le cellule dello strato corneo siano metabolicamente inattive e incapaci di trasformazioni enzimatiche. La prima trasformazione operata da queste cellule è la sostituzione del colesterolo solfato con colesterolo libero sulla superficie dello strato corneo. Recentemente è stato dimostrato inoltre che questo tessuto è in grado di idrolizzare ceramidi per produrre sfingosina libera. Tali trasformazioni possono avere rilevante significato strutturale e fisiologico.

3.5 Idrolisi del colesterolo solfato

Un’elevata concentrazione di colesterolo solfato sulla superficie dell’epidermide è correlata con una grave malattia della pelle, l’ictiosi

lamellare. In questa patologia i livelli di colesterolo solfato appaiono notevolmente aumentati e lo strato corneo diventa ispessito e con

LIPOSOMA

DISCO LAMELLARE

FUSIONE DEI DISCHI

FOGLIO LAMELLARE

29


aspetto squamoso. E’ stato dimostrato che la desquamazione è correlata con la trasformazione del colesterolo solfato in colesterolo libero ma non è stato ancora chiarito perché l’incapacità di idrolizzare il colesterolo solfato dia origine a questa grave malattia.

3.6 Idrolisi dei ceramidi

I lipidi dello strato corneo contengono dal 2 al 3% di sfingosina libera, ed è stato dimostrato che lo strato corneo può produrre questo composto attraverso l’idrolisi enzimatica dei ceramidi. La sfingosina viene ritenute essere un agente dotato di una potente attività biologica, specialmente come un inibitore della protein chinasi C. Particolarmente sorprendente è stata l’osservazione che la concentrazione di sfingosina libera nello strato corneo è circa mille volte più alta di quella richiesta per i suoi effetti biologici in altri tessuti. Tuttavia, resta da chiarire il motivo per cui l’epidermide può tollerare una così alta concentrazione di sfingosina libera.

3.7 Funzione protettiva dei lipidi epidermici

I lipidi che si trovano nello strato corneo sono peculiarmente idonei per la formazione di una barriera impermeabile a causa del loro alto punto di fusione e della loro polarità, che risulta efficace nella formazione di un doppio strato lipidico idrofobico. Tuttavia, altri fattori nelle lamelle intercellulari oltre all’involucro lipidico dei corneociti, servono ad incrementare l’efficacia della barriera lipidica.

3.8 L’involucro lipidico corneo

I lipidi dell’involucro corneo, come i lipidi delle lamelle intercellulari, sono in gran parte composti da acidi grassi saturi e con alto punto di fusione. La funzione barriera delle cellule cornee è abbastanza diversa da quella della membrana plasmatica delle cellule viventi, nella quale i lipidi sono liquidi e altamente permeabili all’acqua. La funzione barriera dell’involucro lipidico corneo spiega come le cellule dello strato corneo possono trattenere aminoacidi a basso peso molecolare che sembrano contribuire alle proprietà caratteristiche dell’epidermide. L’involucro lipidico dello strato corneo contribuisce inoltre alla formazione e al mantenimento dei lipidi lamellari intercellulari agendo come substrato su cui i lipidi non legati possono aderire assumendo la loro organizzazione lamellare. Questo effetto è stato dimostrato in esperimenti in cui corneociti isolati venivano incubati in presenza di

30


sospensioni di soluzioni liposomi costituidi da lipidi provenienti dallo strato corneo. L’effetto osservato era l’aderenza e l’accumulo dei lipidi lamellari ai corneociti.

3.9 Mantenimento della barriera epidermica Numerosi processi biologici e biochimici sono richiesti per la

generazione, modificazione e traslocazione dei lipidi epidermici responsabili della formazione delle proprietà della barriera. Tuttavia, leggi puramente fisiche governano l’associazione dei lipidi e l’assunzione di specifiche conformazioni macroscopiche. E’ stato dimostrato che i lipidi lamellari nello strato corneo possiedono la capacità, in vivo e in vitro, di ricostituire la loro conformazione tipica di barriera in seguito a modificazioni fisiche quali calore, abrasione o esposizione a solventi. Tale capacità è molto importante e supporta l’idea che l’applicazione di miscele lipidiche sintetiche possa essere di notevole aiuto nel trattamento di carenze nella funzione barriera dell’epidermide. La pelle come barriera

Questo capitolo si occupa dello strato corneo inteso come barriera e in particolare sulla correlazione tra struttura e funzione. Pertanto, è necessario descrivere alcuni aspetti fisiologici dell’epidermide che riguardano la sua funzione protettiva. E’ ormai universalmente accettato che la pelle è adibita a prevenire l’ingresso di materiali estranei nell’organismo, ma una teoria più approfondita identifica la pelle come una barriera che ha il compito di impedire la perdita di acqua dall’organismo. L’omeostasi dell’acqua è assolutamente necessaria per la normale fisiologia degli esseri umani e il ruolo dei reni è quello di mantenere questo equilibrio. Attraverso la pelle, anche in assenza di sudorazione, si verifica costantemente perdita di calore, detta «perspiratio insensibilis», che contribuisce ai meccanismi di termoregolazione disperdendo parte del calore prodotto dal corpo mediante l’evaporazione di modeste (10 ml/h) quantità di acqua. L’acqua agisce come modulatore della cheratina dei corneociti e conferisce alle cellule le necessarie proprietà elastiche. Una pelle asciutta tende più facilmente a rompersi in seguito a stimoli meccanici. L’umidità relativa dell’ambiente varia significativamente ma i corneociti si idratano utilizzando una sorgente permanente di acqua, il corpo. Il fatto che la ‘perspiratio insensibilis’ sia costante

31


rivela che questa perdita di acqua non è un difetto della barriera ma un fattore indispensabile per la funzione richiesta.

4.1 I corneociti costituiscono un’impalcatura per la barriera lipidica

L’intero strato corneo può essere visto come una barriera esterna della pelle, esso è continuamente esposto al contatto con l’ambiente e subisce gli effetti di agenti chimici e fisici che possono causare una continua perdita di materiale. Si ritiene che la perdita di materiale sull’intera superficie corporea (~1, 8 m2) corrisponde ad una pellicola equivalente allo spessore di un corneocita. Considerando che la superficie di un corneocita è circa 1000 µm2, l’area complessiva di questo film corrisponde circa a 1,8 x 109 cellule e poiché lo spessore di un corneocita è ~ 0, 3 µm e pesa ~ 0, 75 kg m-3, è stata calcolata una perdita quotidiana approssimativamente di 40 mg di cellule cornee. Dunque, la quantità totale di materiale biologico perso in questo ricambio incessante non è irrilevante. Questo continuo rinnovamento di cellule è un prerequisito fondamentale per conservare lo strato corneo costante e la barriera funzionale in tutti i suoi aspetti. Mediante analisi autoradiografiche è stato dimostrato che un corneocita protegge sotto la sua area da 1 a 20 cellule basali. Questo spazio viene chiamato unità proliferativa ed è mostrata in Figura 5. Le cellule della lamina basale comunicano tra loro attraverso le ‘gap

junctions’, e attraverso queste è possibile una regolazione di divisioni cellulari all’interno di ogni unità proliferativa. Quest’ultima controlla la migrazione delle cellule figlie dallo strato basale a quello corneo assicurando così il regolare mantenimento della superficie cutanea. Un ulteriore meccanismo di controllo è rappresentato dalla variazione del rapporto ioni Na+/ioni K+ che avviene dentro la cellula durante la migrazione nello strato spinoso. Elevate concentrazioni di Na+ e basse concentrazioni di K+, rispetto ai valori normali, dentro le cellule dello strato superiore, bloccano il ciclo di divisione cellulare rallentando così l’intero meccanismo.

32


Figura 5.- Unità proliferativa come descritta da Potten

9.

4.2 Struttura del corneocita

Un corneocita può essere descritto come una cellula molto appiattita, con un diametro di circa 30 µm e uno spessore di 0, 3 m , contenente elevate quantità di cheratina. Questa proteina è organizza in fibrille, è altamente idrofilica e può idratarsi notevolmente. Le fibrille hanno un diametro di 8 nm e attraversando il corneocita costituiscono un rinforzo interno che assicura la forma appiattita della cellula anche dopo prolungate esposizioni all’acqua. Questa proprietà è dovuta da un orientamento delle fibrille lungo il piano della cellula come mostrato in Figura 6a.

Figura 6.- (a) Il corneocita è una struttura appiattita ed esagonale con una superficie

di circa 1000 µm2

ed uno spessore di 0.3 µm. All’interno di ogni corneocita ci sono

X

ZX,Z

Y

CORNEOCITI

CORNEO-DESMOSOMI

Z

Y

X

EPIDERMIDE

CORNEOCITA

diametro ~ 30 µm

Strato

corneo

Strato

granuloso

Strato

spinoso

Strato basale

110-220 µm

b

a

33


fibrille di cheratina orientate casualmente sul piano della cellula . (b) I corneociti

sono ancorati tra loro attraverso i corneo-desmosomi.

Nella dimensione verticale non ci sono fibrille di rinforzo e quindi le cellule hanno un certo grado di libertà di movimento in questa direzione, che permette loro di assumere una conformazione meno appiattita e più ellissoide. I corneociti sono legati tra loro da desmosomi che impediscono alle cellule di muoversi nelle altre direzioni del piano della pelle (Figura

6b). Questa struttura riduce il danno che le forze meccaniche di taglio avrebbero sul doppio strato lipidico dello spazio extracellulare (Figura 7).

Figura 7.- I bilayers (doppi strati) lipidici sono inseriti tra i corneociti che ne

proteggono l’integrità.

4.3 Lo stato fisico dei lipidi determina le proprietà della membrana.

I lipidi (fosfolipidi) che costituiscono le membrane biologiche sono formati da una porzione idrofilica (testa) e da una porzione idrofobica (coda). Per questa ragione i fosfolipidi tendono ad organizzarsi in micelle o doppi strati lipidici quando si trovano in soluzioni acquose, formando un compartimento idrofobico costituito dalle catene carboniose che allontanano l’acqua e da un compartimento idrofilico che si affaccia all’esterno creando un confine tra il doppio strato idrofobico e l’acqua. La stabilità di tali aggregati è determinata da numerosi fattori quali temperatura, lunghezza delle catene carboniose, grado di saturazione (presenza o meno di doppi legami), presenza di ioni bivalenti, ecc.

BILAYERS

LIPIDICI

CORNEOCITA

CORNEOCITA

34


In genere il fattore più importante è la temperatura. E’ stato dimostrato che le membrane lipidiche esistono in due differenti stati fisici: uno estremamente chiuso ed impacchettato, lo stato cristallino, e l’altro più fluido, lo stato liquido-cristallino. In questo ultimo stato, la struttura è più permeabile e le singole molecole di fosfolipidi sono libere di diffondere, seppure lentamente, nel piano della membrana. Inoltre, in questo stato liquido-cristallino l’acqua entra ed esce attraverso la membrana con una certa facilità. La transizione tra questi due stati è determinata da variazioni di temperatura (Figura 8).

Figura 8.- Effetto della temperatura sullo stato fisico dei doppi strati lipidici.

4.4 Regolazione della permeabilità e omeostasi della barriera

epidemica

La permeabilità cutanea è necessaria per una normale e fisiologica sopravvivenza. Alcuni disturbi come psoriasi e dermatiti atopiche distruggono tale barriera. Inoltre, un aumento della proliferazione dei cheratinociti, che determinano iperplasia epidermica, sono associati alla distruzione della barriera. Il mantenimento della permeabilità compete allo strato corneo dell’epidermide. La composizione lipidica dello strato corneo differisce notevolmente da quella di altri strati dell’epidermide e di altri tessuti. Lo strato corneo è composto principalmente da tre classi di lipidi: steroli, acidi grassi liberi e ceramidi. I lipidi dello spazio intercellulare dello strato corneo derivano principalmente dall’esocitosi dei corpi lamellari. Numerosi studi hanno dimostrato che la distruzione della barriera epidermica stimola la rigenerazione e la secrezione dei corpi lamellari. La distruzione della cute causa degli effetti sulla sintesi dei lipidi, che avviene in modo molto attivo nei vari strati dell’epidermide. Subito dopo la distruzione della barriera, si evidenzia un aumento della

H2O

H2O

H2O

temperatura

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sintesi di colesterolo associata ad un incremento dell’attività dell’enzima HMG-CoA reduttasi. Quest’ultimo è uno degli enzimi chiave della sintesi di colesterolo. Anche la sintesi degli acidi grassi aumenta subito dopo la distruzione della barriera. Questo effetto è dovuto all’incremento delle attività di due enzimi: l’acetil-CoA

carbossilasi e la acido grasso sintasi, entrambi coinvolti nel processo di sintesi. La distruzione della barriera causa anche l’aumento della sintesi di sfingolipidi ma tale processo è ritardato di circa 6, 7 ore. La stimolazione della sintesi di sfingolipidi è dovuta all’incremento dell’attività della serina palmitoil tranferasi (SPT), l’enzima che catalizza la reazione iniziale del processo. Tutte queste modificazioni di attività enzimatiche mirano alla ricostruzione della barriera epidermica in seguito a disturbi di varia natura e ne garantiscono l’omeostasi fisiologica. BIBLIOGRAFIA

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manuale di scienze e tecnologie - aracne editrice - · la realizzazione di un “manuale di scienze...

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