Corneociti - Corpi di Odland e Fattore Naturale di Idratazione

Generalità

La vera e propria barriera difensiva contro la disidratazione è localizzata nello strato corneo, cioè nella porzione più superficiale dell'epidermide. Questa barriera serve, non solo a regolare la perdita di acqua dal corpo, ma anche per modulare l'assorbimento percutaneo delle varie sostanze applicate sulla pelle.
La funzione barriera esercitata dallo strato corneo è dovuta principalmente alla sua tipica struttura "a muro cementato", nella quale i mattoni sono costituiti dai corneociti e dal loro rivestimento, mentre il cemento è costituito da sostanze lipidiche.
Di seguito, tale struttura verrà analizzata nel dettaglio.

Strato corneo

Lo strato corneo è formato da due compartimenti: uno cellulare (i corneociti, quindi i mattoni) ed uno extracellulare (il cemento), ricco di lipidi che riempiono gli spazi esistenti tra una cellula e l'altra.
I corneociti sono cellule estremamente appiattite, prive di nucleo e con una grande superficie (in media un millimetro quadrato). La loro estensione tende ad aumentare considerevolmente con l'avanzare dell'età. Ciò avviene perché - con l'avanzare del tempo - la desquamazione ed il conseguente ricambio dell'epidermide avvengono più lentamente, consentendo ai corneociti di rimanere a lungo negli strati superficiali.
I corneociti costituiscono lo stadio finale del complesso processo di differenziazione dei cheratinociti che originano dagli strati più profondi dell'epidermide.
Come accennato, le cellule risultanti da questa differenziazione sono cellule anucleate (cioè, prive di nucleo) il cui citoplasma non contiene organelli, ma è costituito per la maggior parte (più dell'80%) da filamenti di cheratina aggregati in macrofibrille che, a loro volta, sono unite le une alle altre grazie alla presenza di una matrice proteica costituita da filaggrina.


epidermide

Rivestimento Corneo

I corneociti sono circondati da un rivestimento corneo: un involucro proteico il cui compito è quello di conferire una certa resistenza ai traumi di tipo meccanico e agli insulti chimici.
Il rivestimento corneo è una struttura specializzata che sostituisce la membrana cellulare. Durante il processo di differenziazione dei cheratinociti, infatti, quest'ultima viene gradualmente sostituita dall'apposizione successiva di una serie di proteine: involucrina, loricrina, cheratolinina (o cistatina) e SPRRs (Small Proline-Rich Proteins, una famiglia comprendente almeno 15 diversi tipi di proteine).
Nel dettaglio, la loricrina fissa le macrofibrille di cheratina presenti all'interno dei corneociti con il rivestimento corneo esterno, conferendo in questo modo una certa resistenza alla superficie cutanea.
Viste la natura e le caratteristiche del rivestimento corneo, esso è anche noto con il nome di "envelope proteico".

Cemento Intercorneocitario

Il cemento intercorneocitario (o cemento lipidico) rappresenta il materiale che tiene uniti i mattoni (corneociti) che costituiscono la struttura a muro tipica dello strato corneo.
Il compito del cemento intercorneocitario, quindi, è quello di mantenere saldi i corneociti gli uni agli altri, sigillando gli spazi interposti fra le cellule e garantendo in questo modo l'impermeabilità della struttura.
Come precedentemente accennato, tale cemento è costituito da sostanze lipidiche (lipidi intercellulari) e la sua sintesi avviene durante i processi di differenziazione dei cheratinociti.
I lipidi intercellulari, infatti, provengono dai corpi lamellari di Odland (o cheratinosomi), organuli presenti nello strato granuloso dell'epidermide. Essi sono delle vescicole provviste di membrana che contengono numerosi strati lamellari di lipidi (da cui il nome corpi lamellari), disposti uno sopra l'altro, un po' come una pila di piatti.
Il contenuto di queste vescicole è ricco e variegato e comprende:

  • Sostanze grasse quali fosfolipidi, glucosil-ceramidi, colesterolo e sfingomielina che formano i sopra citati lipidi lamellari;
  • Proteine non enzimatiche;
  • Enzimi;
  • Molecole dotate di attività antimicrobica.

Ad ogni modo, durante la differenziazione dei cheratinociti, la membrana dei corpi lamellari di Odland va a fondersi con la membrana delle cellule più alte dello strato granuloso ed i lipidi vengono emessi all'esterno per esocitosi. Tali grassi vanno poi a disporsi tra un corneocita e l'altro, formando delle lunghe lamine: ognuna di esse è organizzata in uno strato bilayer, un po' come il doppio strato fosfolipidico che caratterizza la membrana cellulare. Queste lamine si stratificano, dando origine a quello che viene comunemente definito come "grasso multilamellare".
Le sostanze grasse contenute nei corpi di Odland - pur essendo lipofile - non sono del tutto apolari. Questa caratteristica viene persa quando vengono estruse dalla vescicola: le glucosil-ceramidi diventano ceramidi, il colesterolo viene in gran parte esterificato e i fosfolipidi vengono idrolizzati ad opera dell'enzima fosfolipasi A2, con conseguente liberazione di acidi grassi liberi.
Il risultato finale è un complesso lipidico completamente idrofobo, cioè impermeabile all'acqua.
Inoltre, è bene ricordare che gli acidi grassi liberi derivanti dalla suddetta reazione d'idrolisi, sono essenziali non solo per l'espletamento della funzione barriera, ma anche per il mantenimento del pH acido a livello dello strato corneo.
Le ceramidi, invece, sono disposte all'interfaccia fra lo stesso cemento lipidico e il rivestimento corneo che sostituisce la membrana cellulare nei corneociti.


corneociti

Corneodesmosomi

L'integrità dello strato corneo è garantita anche dalla presenza di numerosi corneodesmosomi che fungono da punti di attacco tra i vari corneociti, sia tra quelli della stessa fila che tra quelli di strati superiori ed inferiori.
Tuttavia, nelle porzioni più superficiali, l'integrità dello strato corneo risulta minore a causa dei processi di desquamazione che vengono regolati a livello fisiologico.
Affinché la desquamazione dei corneociti possa verificarsi, le proteine che costituiscono i corneodesmosomi devono essere idrolizzate da proteasi specifiche. Lo strato corneo è quindi sede di una discreta attività enzimatica.

Contenuto Idrico dello Strato Corneo

Affinché la barriera cutanea rappresentata dallo strato corneo sia efficiente, è necessario che il contenuto idrico di questa regione rimanga costante.
I corneociti sono poveri di acqua; per fare un paragone nello strato corneo l'acqua rappresenta soltanto il 15% del peso cellulare, mentre nell'epidermide sottostante tale percentuale raggiunge il 70%.
Come anticipato qualche riga fa, il contenuto idrico dei corneociti, pur essendo basso, deve assolutamente rimanere costante. Tale aspetto è fondamentale sia per mantenere la flessibilità cellulare, sia per il mantenimento dell'attività enzimatica (come ad es. le proteasi sopraccitate che devono degradare i corneodesmosomi per consentire la desquamazione cutanea).
Il contenuto di acqua dei corneociti è influenzato dalla temperatura ambientale e dal grado di umidità. Se l'ambiente esterno è molto secco tali cellule tendono a disidratarsi, al contrario, se immerse in acqua, la assorbono fino a 5-6 volte il proprio peso. Ciò, insieme all'assenza del sebo, spiega come mai, dopo un ammollo prolungato, la pelle dei polpastrelli tende a raggrinzirsi. In questi casi le cellule dello strato corneo assorbono acqua e tendono ad aumentare di volume. Data la ridotta estensione della cute in queste zone, i corneociti s'ingrossano ma non riescono ad espandersi e formano così le caratteristiche grinze.
In ogni caso, l'acqua non riesce a penetrare in quantità elevata al di sotto dello strato corneo, per la presenza dei lipidi intercellulari che costituiscono il cemento intercorneocitario.

Fattore Naturale di Idratazione

Il fattore naturale di idratazione - anche chiamato NMF (dall'inglese Natural Moisturizing Factor) - è una miscela di varie sostanze idrosolubili e fortemente igroscopiche (in grado, cioè, di assorbire molta acqua) presente sia all'interno dei corneociti, sia negli spazi intercorneocitari. Esso è importante per mantenere l'idratazione dello strato corneo nel suo complesso.
Nel dettaglio, l'NMF è composto da:                                                           

  • Amminoacidi liberi;
  • Acidi organici e loro sali;
  • Composti azotati (come, ad esempio, l'urea);
  • Acidi inorganici e loro sali;
  • Saccaridi.

Gli amminoacidi costituiscono le principali sostanze che compongono il fattore naturale di idratazione. Molti di essi sono forniti dalla filaggrina, la proteina che fa da supporto ai filamenti di cheratina all'interno dei corneociti e che viene successivamente degradata.
Come accennato, il fattore naturale d'idratazione è abbondantemente presente all'interno dei corneociti, dove svolge delle funzioni umettanti (garantisce, cioè, l'idratazione dello strato corneo trattenendo quel 15% di acqua che abbiamo visto essere molto importante per la salute della cute).