L’apparato tegumentario è un sistema di organi costituito da pelle, capelli, unghie e ghiandole esocrine. La pelle è di gran lunga l’organo più grande del corpo, nonostante uno spessore di pochi millimetri. In media, pesa 10 Kg e ha una superficie di circa 6 metri quadrati.
Forma il rivestimento esterno del corpo e crea una barriera per proteggerlo da sostanze chimiche, malattie, raggi UV e danni fisici.
Capelli e unghie si estendono dalla pelle per rinforzare la pelle e proteggerla dai danni dell’ambiente.
Le ghiandole esocrine dell’apparato tegumentario producono sudore, siero, muco etc. per raffreddare, proteggere e idratare la superficie della pelle.
Anatomia dell’apparato tegumentario
Epidermide
L’epidermide è lo strato più superficiale della pelle che copre quasi tutta la superficie del corpo.
L’epidermide poggia su e protegge lo strato del derma più profondo e più spesso della pelle.
Strutturalmente, l’epidermide ha uno spessore di circa un decimo di millimetro ma è composta da 40 a 50 file di cellule epiteliali squamose impilate.
L’epidermide è una regione avascolare del corpo, il che significa che non contiene sangue o vasi sanguigni. Le cellule dell’epidermide ricevono tutti i loro nutrienti attraverso la diffusione di liquidi dal derma .
Le cellule dell’epidermide
L’epidermide è composta da diversi tipi specializzati di cellule. Quasi il 90% dell’epidermide è costituito da cellule note come cheratinociti.
Cheratinociti
I cheratinociti si sviluppano dalle cellule staminali alla base dell’epidermide e iniziano a produrre e conservare la proteina cheratina. La cheratina rende i cheratinociti molto resistenti, squamosi e resistenti all’acqua.
Melanociti
Costituendo circa l’8% delle cellule epidermiche, i melanociti formano il secondo tipo di cellula più numeroso nell’epidermide. I melanociti producono il pigmento melanina per proteggere la pelle dalle radiazioni ultraviolette e dalle scottature solari.
Cellule di Langerhans
Le cellule di Langerhans sono le terze cellule più comuni nell’epidermide e costituiscono poco più dell’1% di tutte le cellule epidermiche.
Il loro ruolo è quello di rilevare e combattere i patogeni che tentano di entrare nel corpo attraverso la pelle.
Cellule di Merkel
Infine, le cellule di Merkel costituiscono meno dell’1% di tutte le cellule epidermiche, ma hanno l’importante funzione di percepire il tatto.
Nella maggior parte del corpo, l’epidermide è disposta 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.
Strato basale
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 comprendono cheratinociti, melanociti e cellule di Merkel.
Strato spinoso
Superficialmente allo strato basale vi è lo strato di strato spinoso in cui si trovano le cellule di Langerhans insieme a molte file di cheratinociti spinosi. Le spine trovate qui sono proiezioni cellulari chiamate desmosomi che si formano tra i cheratinociti per tenerli insieme e resistere all’attrito.
Strato granuloso
Lo strato granuloso non è altro che uno strato superficiale allo spinoso, dove i cheratinociti iniziano a produrre granuli lamellari cerosi per impermeabilizzare la pelle. I cheratinociti nello strato granuloso sono così lontani dal derma che iniziano a morire per la mancanza di sostanze nutritive.
Strato lucido
Nella pelle spessa delle mani e dei piedi, c’è uno strato di pelle superficiale allo strato granuloso noto come strato lucido.
Il lucido è costituito da diverse file di cheratinociti chiari e morti che proteggono gli strati sottostanti.
Strato corneo
Lo strato più esterno della pelle è lo strato corneo. Lo strato corneo è costituito da molte file di cheratinociti appiattiti e morti che proteggono gli strati sottostanti. I cheratinociti morti vengono costantemente liberati dalla superficie dello strato corneo e vengono rimpiazzati dalle cellule provenienti dagli strati più profondi. I cheratinociti nello strato granuloso sono così lontani dal derma che iniziano a morire per la mancanza di sostanze nutritive.
Derma
Il derma è lo strato profondo della pelle che si trova sotto l’epidermide.
È composto da tessuto connettivo irregolare denso insieme a tessuto nervoso, sangue e vasi sanguigni.
Il derma è molto più spesso dell’epidermide e dona alla pelle la sua forza ed elasticità.
Al suo interno, ci sono due regioni distinte: lo strato papillare e lo strato reticolare.
Lo strato papillare è lo strato superficiale del derma che rasenta l’epidermide.
Esso contiene molte estensioni simili alle 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 vengono proiettati verso la superficie della pelle. Il sangue che scorre attraverso le papille dermiche fornisce nutrienti 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.
È costituito da tessuto connettivo denso e irregolare che contiene molte fibre di elastina e di collagene duro che corrono in tutte le direzioni per fornire resistenza ed elasticità alla pelle.
Contiene anche vasi sanguigni per sostenere le cellule della pelle e il tessuto nervoso per rilevare la pressione e il dolore nella pelle.
Ipoderma
Nel profondo del derma c’è uno strato di tessuti connettivi, noto come ipoderma, sottocute o tessuto sottocutaneo.
L’ipoderma funge da connessione flessibile tra la pelle, i muscoli e le ossa sottostanti, nonché un’area di accumulo di grasso. Il tessuto connettivo areolare nell’ipoderma contiene elastina e fibre di collagene disposte liberamente per consentire alla pelle di allungarsi e muoversi indipendentemente dalle strutture sottostanti.
Il tessuto adiposo grasso nell’ipoderma immagazzina energia sotto forma di trigliceridi. L’adiposo aiuta anche a isolare il corpo intrappolando il calore corporeo prodotto dai muscoli sottostanti.
Peli
I peli sono un organo accessorio della pelle costituito da colonne di cheratinociti morti stipati in molte regioni del corpo.
Le poche parti del corpo prive di peli includono 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 dalle radiazioni UV impedendo alla luce solare di colpire la pelle; isolano anche il corpo intrappolando l’aria calda intorno alla pelle.
La loro struttura può essere scomposta in 3 parti principali: il follicolo, la radice e l’albero.
Il follicolo pilifero è una depressione delle cellule epidermiche in profondità nel derma. Le cellule staminali del follicolo si riproducono per formare i cheratinociti che alla fine formano i peli mentre i melanociti producono il pigmento che conferisce loro il colore.
All’interno del follicolo c’è la radice, la porzione sotto la superficie della pelle. Mentre il follicolo produce nuovi peli, le cellule nella radice si spingono in superficie fino a quando non escono dalla pelle.
L’albero costituisce la parte esterna alla pelle.
L’albero e la radice sono costituiti da 3 strati distinti di cellule:
- la cuticola
- la corteccia
- il midollo.
La cuticola è lo strato più esterno fatto di cheratinociti. I cheratinociti della cuticola sono impilati uno sopra l’altro 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 pelo e contengono i pigmenti che gli conferiscono il colore.
Lo strato più interno, il midollo, non è sempre presente. Quando presente, il midollo contiene solitamente cellule altamente pigmentate piene di cheratina. Quando il midollo è assente, la corteccia continua attraverso il centro del pelo.
Unghie
Le unghie sono organi accessori della pelle fatti di fogli di cheratinociti induriti che si trovano sulle estremità distali delle dita delle mani e dei piedi.
Unghie e unghie dei piedi rinforzano e proteggono la fine delle dita e sono usate per raschiare e manipolare piccoli oggetti.
L’unghia è composta da tre parti principali:
- la radice
- il corpo
- il bordo libero.
La radice dell’unghia è la parte dell’unghia sotto la superficie della pelle.
Il corpo dell’unghia è la porzione esterna visibile dell’unghia.
Il bordo libero è l’estremità che cresce oltre la punta del dito o della punta.
Matrice dell’unghia
Le unghie crescono da uno strato profondo di tessuto epidermico noto come matrice dell’unghia, che circonda la radice dell’unghia.
Le cellule staminali della matrice dell’unghia si riproducono per formare cheratinociti, che a loro volta producono la proteina cheratina e si impacchettano in robuste lastre di cellule indurite.
I fogli di cheratinociti formano la radice dell’unghia dura che lentamente cresce dalla pelle e forma il corpo dell’unghia quando raggiunge la superficie della pelle.
Le cellule della radice dell’unghia e del corpo dell’unghia vengono spinte verso l’estremità distale del dito o delle dita dalle nuove cellule formate nella matrice dell’unghia.
Letto ungueale
Sotto il corpo dell’unghia 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 supportano le cellule del corpo dell’unghia.
L’estremità prossimale dell’unghia vicina alla radice forma una specie di mezzaluna biancastra conosciuta come lunula in cui una piccola quantità di matrice ungueale è visibile attraverso il corpo dell’unghia.
Eponichio
Intorno ai bordi prossimale e laterale dell’unghia vi è l’eponichio , uno strato di epitelio che si sovrappone e copre il bordo del corpo dell’unghia.
Esso aiuta a sigillare i bordi dell’unghia per prevenire l’infezione dei tessuti sottostanti.
Ghiandole sudorifere
Le ghiandole sudorifere sono ghiandole esocrine che si trovano nel derma della pelle e comunemente conosciute come ghiandole sudoripare.
Esistono 2 principali tipi di ghiandole sudorifere: ghiandole sudoripare eccrine e ghiandole sudoripare apocrine.
Ghiandole sudoripare eccrine si trovano in quasi tutte le regioni della pelle e producono una secrezione di acqua e cloruro di sodio.
Il sudore eccentrico viene erogato attraverso un condotto alla superficie della pelle e viene utilizzato per abbassare la temperatura corporea attraverso il raffreddamento per evaporazione.
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 odore corporeo.
Ghiandole sebacee
Le ghiandole sebacee sono ghiandole esocrine presenti nel derma della pelle che producono una secrezione oleosa nota come sebo.
Ghiandole sebacee si trovano in ogni parte della pelle tranne la spessa pelle dei palmi delle mani e la pianta dei piedi.
Il sebo viene prodotto nelle ghiandole sebacee e trasportato attraverso i dotti alla superficie della pelle o ai follicoli piliferi.
Agisce per impermeabilizzare e aumentare l’elasticità della pelle.
Inoltre, il sebo lubrifica e protegge le cuticole dei peli quando passano attraverso i follicoli verso l’esterno del corpo.
Ghiandole ceruminose
Sono ghiandole esocrine speciali che si trovano solo nel derma dei canali uditivi.
Le ghiandole ceruminose producono una secrezione cerosa nota come cerume per proteggere i canali uditivi e lubrificare il timpano .
Il cerume protegge le orecchie intrappolando materiale estraneo come polvere e agenti patogeni nell’aria che entrano nel condotto uditivo .
Il cerume viene prodotto continuamente e lentamente spinge il cerume più vecchio verso l’esterno del condotto uditivo dove cade fuori dall’orecchio o viene rimosso manualmente.
Fisiologia dell’apparato tegumentario
Cheratinizzazione
La cheratinizzazione, nota anche come corneificazione, è il processo di cheratina che si accumula all’interno dei cheratinociti.
I cheratinociti iniziano la loro vita come progenie delle cellule staminali dello strato basale.
I giovani cheratinociti hanno una forma cuboidale e non contengono quasi nessuna proteina cheratinica. 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 quasi completamente pieni di cheratina. A questo punto le cellule sono talmente lontane dai nutrienti che si diffondono dai vasi sanguigni del derma che le cellule attraversano il processo di apoptosi.
Apoptosi
L’apoptosi è la morte cellulare programmata in cui la cellula digerisce il proprio nucleo e gli organelli, lasciando dietro di sé soltanto un involucro duro e pieno di cheratina.
I cheratinociti morti che si spostano nello strato lucidum e nello strato corneo sono molto piatti, duri e ben impacchettati in modo da formare una barriera cheratinica per proteggere i tessuti sottostanti.
Omeostasi della temperatura
Essendo l’organo più esterno del corpo, la pelle è in grado di regolare la temperatura corporea controllando il modo in cui 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.
Sudorazione
Il sudore prodotto dalle ghiandole sudorifere fornisce acqua alla superficie del corpo dove inizia ad evaporare. L’evaporazione del sudore assorbe il calore e raffredda la superficie del corpo.
Vasodilatazione
La vasodilatazione è il processo attraverso il quale i muscoli lisci che rivestono i vasi sanguigni del derma si rilassano e permettono a più sangue di entrare nella pelle.
Il sangue trasporta il calore attraverso il corpo, estraendo il calore dal nucleo del corpo e depositandolo nella pelle dove può irradiarsi dal corpo e nell’ambiente esterno.
I follicoli dei peli hanno piccoli fasci di muscoli lisci attaccati alla loro base chiamati muscoli piloerettori che formano la pelle d’oca contraendosi per muovere il follicolo pilifero e sollevando il fusto del pelo dalla superficie della pelle.
Questo movimento si traduce in più aria intrappolata sotto i peli per isolare la superficie del corpo.
Vasocostrizione
Le pareti dei vasi sanguigni nel derma che si contraggono per ridurre il flusso di sangue alla pelle. La vasocostrizione consente 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, necessaria per l’assorbimento del calcio, è prodotta dalla luce ultravioletta (UV).
Gli strati basale e spinoso dell’epidermide contengono una molecola di sterolo nota come 7-deidrocolesterolo.
Quando le radiazioni UV raggiungono la pelle, penetra attraverso gli strati esterni dell’epidermide e colpisce alcune delle molecole del 7-deidrocolesterolo, convertendolo in vitamina D3.
La vitamina D3 viene convertita nei reni in calcitriolo, la forma attiva di vitamina D.
Quando la nostra pelle non è esposta a una quantità sufficiente di luce solare, possiamo sviluppare una carenza di vitamina D, che potenzialmente può causare seri problemi di salute.
Protezione
La pelle protegge i suoi tessuti sottostanti da agenti patogeni, danni meccanici e raggi ultravioletti.
Gli agenti patogeni, come virus e batteri, non sono in grado di entrare nel corpo attraverso la pelle a causa degli strati più esterni dell’epidermide che contengono una quantità infinita di cheratinociti duri e morti. Questa protezione spiega la necessità di pulire e coprire i tagli e i graffi con bende per prevenire l’infezione.
Minori danni meccanici causati da oggetti ruvidi o taglienti sono per lo più assorbiti dalla pelle prima che possa 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 i raggi UV prima che possano passare attraverso la pelle.
Colore della pelle
L’interazione di 3 pigmenti controlla il colore della pelle umana:
- melanina
- carotene
- emoglobina.
La melanina è un pigmento marrone o nero prodotto dai melanociti per proteggere la pelle dalle radiazioni UV.
Dona alla pelle la sua colorazione marrone chiaro o marrone e fornisce il colore dei capelli castani o neri.
La produzione di melanina aumenta poiché la pelle è esposta a livelli più elevati di raggi UV.
Il carotene è un altro pigmento presente nella pelle che produce un colore giallo o arancione sulla 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.
Sensazione cutanea
La pelle permette al corpo di percepire il suo ambiente esterno raccogliendo segnali per il tatto, la pressione, la vibrazione, la temperatura e il dolore.
I dischi di Merkel nell’epidermide, collegandosi alle cellule nervose del derma, rilevano le forme degli oggetti a contatto con la pelle.
I corpuscoli del tatto sono strutture trovate nelle papille dermiche del derma che rilevano anche il tatto da parte di oggetti che contattano la pelle.
I corpuscoli lamellari trovati 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 per tutto il 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 etc. di altre.
Escrezione
Oltre a secernere il sudore per raffreddare il corpo, le ghiandole sudorifere eccrine della pelle espellono anche le scorie dal corpo.
Il sudore prodotto dalle ghiandole sudorifere eccrine normalmente contiene principalmente acqua con molti elettroliti e poche altre sostanze chimiche.
Gli elettroliti più comuni presenti nel sudore sono sodio e cloruro, ma anche gli ioni di potassio, calcio e magnesio possono essere escreti.
Quando questi elettroliti raggiungono livelli elevati nel sangue, aumenta anche la loro presenza nel sudore, contribuendo a ridurre la loro presenza all’interno del corpo.
Inoltre, il sudore contiene ed aiuta ad espellere piccole quantità di prodotti metabolici di scarto come acido lattico, urea, acido urico e ammoniaca.
Infine, le ghiandole sudorifere eccrine possono aiutare a eliminare l’alcol dal corpo di qualcuno che ha bevuto bevande alcoliche.
L’alcol provoca la vasodilatazione nel derma, portando ad un aumento della sudorazione in quanto più sangue raggiunge le ghiandole sudoripare. L’alcol nel sangue viene assorbito dalle cellule delle ghiandole sudoripare, causandone l’espulsione insieme agli altri componenti del sudore.
