Opbouw van de huid

Net als ieder ander orgaan heeft de huid een specifieke complexe opbouw, waardoor zij haar veelvuldige functies kan vervullen. Het orgaan huid is opgebouwd uit lagen van verschillende weefseltypes: van buiten naar binnen onderscheiden we de opperhuid (epidermis), de lederhuid (dermis of corium) en de onderhuid (subcutis). Opperhuid en lederhuid vormen samen de cutis, dat wil zeggen: de eigenlijke huid. Bij de huid horen ook de met haar verbonden delen, zoals haren, nagels en verschillende klieren.


De epidermis

De epidermis is een verhoornd plaatepitheel dat uit vijf verschillende cellagen bestaat en dankzij de stevigheid en ondoordringbaarheid zeer goede bescherming biedt. De celdeling, die essentieel is voor groei en regeneratie, speelt zich in de twee onderste cellagen af. Van daaruit bewegen de cellen zich naar het huidoppervlak, waarbij onderweg volledige verhoorning (keratinisatie) plaatsvindt. De bovenste hoornlaag wordt in de vorm van huidschilfers voortdurend afgestoten. Onder fysiologische omstandigheden duurt dit huidvernieuwingsproces, van de celdeling tot aan de afstoting van de verhoornde cellen, ongeveer 30 dagen. In de epidermis bevinden zich geen bloedvaten en zij wordt door middel van diffusie van voedingsstoffen uit de bloedvaten van de dermis verzorgd. Als de huid bloedt, bijvoorbeeld bij een schaafwond, betekent dat dat de capillairen van de lederhuid beschadigd zijn.

De epidermis vervult de belangrijkste beschermende taken waartoe tevens het afweren van ultraviolette straling hoort. Om die reden mag een wond pas als volledig genezen worden beschouwd als een nieuw, belastbaar epitheel is gevormd dat in staat is het lichaam voldoende te beschermen tegen externe invloeden.

Het overheersende celtype in de epidermis zijn keratinocyten. Zij worden zo genoemd omdat ze het vermogen tot keratinesynthese bezitten. Keratine bestaat uit onoplosbare structuureiwitten met een hoge temperatuur- en pH-bestendigheid waarop afbraakprocessen door enzymen nauwelijks  vat hebben. Globaal worden zij onderverdeeld in harde en zachte keratine: haren en nagels bestaan uit harde keratine, zachte keratine is het voornaamste bestanddeel van de verhoornde cellen in de buitenste epidermislagen.

Naast de keratinocyten bevat de epidermis nog andere cellen die als zogenaamde migratiecellen – in het weefsel verspreide cellen zonder vaste verbinding met andere gelijksoortige cellen – voor specifieke functies van de epidermis verantwoordelijk zijn. De volgende cellen zijn belangrijk:

• Melanocyten produceren de zwartbruine huidkleurstof melanine die zij als melanosomen afgeven aan de keratinocyten. Deze slaan het pigment op, hetgeen zich manifesteert in een duidelijke verkleuring. Dit proces heeft tot doel de keratinocyten tijdens de celdeling te beschermen tegen beschadigingen door UV-licht. Hoe sterker de UV-straling is, hoe meer melanosomen worden gevormd, wat uiteindelijk leidt tot “een door de zon gebruinde huid”. De hoeveelheid melanine en de verdeling ervan is echter ook bepalend voor de verschillende haar- en huidkleuren.
• De cellen van Merkel, ook wel tastschijven van Merkel genoemd, zijn grote vlakke zenuwuiteinden. Ze functioneren als zich langzaam aanpassende drukreceptoren, wat betekent dat lange aanrakingen door deze cellen worden waargenomen. Deze cellen komen dan ook veelvuldig in de huid van de voetzolen en de handpalmen voor.
• De cellen van Langerhans zijn essentieel voor de immuunfunctievan de huid. Zij herkennen het vreemde antigeen, nemen het op en verwerken het voordat een wisselwerking met immuuncompetente T-lymfocyten optreedt.

Stratum basale – basale laag (1)

De basale laag of kiemlaag vormt de binnenste cellaag van de epidermis. Deze laag bestaat uit cilindervormige keratinocyten die het vermogen tot celdeling (mitose) bezitten en de voortdurende regeneratie van de epidermis waarborgen. De celdeling wordt aangestuurd door talloze substanties, zoals verschillende groeifactoren, hormonen en vitamines. Vooral de zogenaamde chalons lijken hierbij een belangrijke rol te spelen, omdat zij het regeneratieproces door hun remmende werking op het, naar het lijkt,onuitputtelijke mitosepotentieel constant houden. Omgekeerd komt bij een verlies van de epidermis, dat met een daling van de chalonspiegel gepaard gaat, een snelle regeneratie op grond van een ‘ongeremde’ mitotische activiteit van de basale cellen tot stand. De basale laag verloopt in een golvende lijn langs de kegelvormige uitstulpingen (papillen) van de dermis. Tussen de basale laag en de dermis ligt het bloedvatloze basaalmembraan dat beide huidlagen scheidt, maar tevens verantwoordelijk is voor de verankering van de basale cellen en het eiwittransport gedeeltelijk aanstuurt.

Stratum spinosum – stekelcellenlaag (2)

De stekelcellenlaag omvat tot wel zes lagen cellen van onregelmatige vorm, die keratinepeptiden synthetiseren en nog een geringe mitotische activiteit laten zien. Hun ‘stekelige’ uiterlijk hebben zij te danken aan de celbruggen (desmosomen) die hen onderling verbinden. Tussen de celbruggen wordt vocht opgeslagen.

Stratum granulosum – korrellaag (3)

De geleidelijke verhoorning begint in de korrellaag. Deze bestaat afhankelijk van de dikte van de hoornlaag uit maximaal drie lagen vlakke cellen met grove keratohyalinekorreltjes (granula) die o.a. een preproteïne bevatten die vermoedelijk een rol speelt bij de opbouw van keratinevezels in de intercellulaire ruimtes.

Stratum lucidum – lichbrekende laag(4)

De lichtbrekende laag bestaat uit kernloze cellen die door een hoge enzymactiviteit worden gekenmerkt. Hier wordt de keratinisatie voortgezet, een proces dat ook de omzetting van keratohyalinegranula in eleidine omvat. Eleidine is een vet- en eiwitrijke, acidofiele substantie met een sterk lichtbrekend vermogen. Zij vormt een homogene, glanzende laag die de epidermis beschermt tegen de invloeden van waterige oplossingen.

Stratum corneum – hoornlaag (5)

In deze laag is het verhoorningsproces volledig afgesloten: de keratinocyten zijn gevuld met de hoornsubstantie keratine en worden in dit stadium corneocyten genoemd. Ze liggen in een dakpanachtige structuur over elkaar heen en zijn door keratohyaline en door fijne vezels (tonofibrillen) met elkaar verbonden. Deze laag bestaat uit 15 tot 20 cellagen waarvan de bovenste laag in de vorm van huidschilfers wordt afgestoten. De hoornlaag is samen met de afscheidingen van de zweetentalgklieren mede verantwoordelijk voor de opbouw van de huidfilm (hydrolipidefilm), die ook wel zuurmantel wordt genoemd. Deze zorgt o.a. voor een fysiologisch evenwicht bij het aantal micro-organismen dat de huid bevolkt. Als de hoornlaag door verwondingen of door eczeem beschadigd is, kunnen schadelijke stoffen en ziektekiemen ongehinderd de huid binnendringen.

De dermis

Het basaalmembraan van de epidermis gaat aan de binnenkant over in de dermis. Dit is bindweefsel met veel bloedvaten en zenuwen dat in histologisch opzicht in twee lagen kan worden verdeeld: de buitenste papillenlaag (stratum papillare) en de binnenste netlaag (stratum reticulare).De lagen onderscheiden zich door de dichtheid en de structuur van de bindweefselvezels, maar zijn niet daadwerkelijk van elkaar gescheiden.

 

Stratum papillare – papillenlaag

De papillenlaag is door uitstulpende kegels van bindweefsel (de papillen) vast verbonden met de epidermis. Rondom de papillen liggen capillaire lussen, die de vaatloze epidermisvan voedingsstoffen voorzien, zenuwuiteinden, zintuigreceptoren en initiële lymfvaten. Het bindweefsel zelf bestaat uit een geraamte van fibrocyten (fibroblasten in rust), waar elastische collageenvezels doorheen lopen. De ruimte tussen de cellen is gevuld met een gelachtige substantie (extracellulaire matrix), die mobiele bloed- en weefselcellen kan bevatten.

 

Stratum reticulare – netlaag

De netlaag bestaat uit stevige bundels van collageenvezels die met elkaar vervlochten zijn en waartussen elastische vezelnetten liggen. Deze structuur maakt de huid elastisch, zodat ze in staat is zich aan te passen aan de bewegingen en het variërende volume van het organisme. De huid is bovendien in staat volgens een dynamisch proces vocht op te nemen en weer af te geven.

De collageenvezels wijzen alle kanten op, maar verlopen overwegend schuin naar boven naar de epidermis toe en parallel aan het huidoppervlak. De natuurlijke splijtlijnen van de huid, die in de richting van het geringste rekvermogen en verticaal ten opzichte van de huidspanningslijnen verlopen, worden huidsplijtlijnen van Langerhans genoemd. Bij incisies dient zo veel mogelijk rekening te worden gehouden met het verloop van de splijtlijnen. Huidincisies die parallel aan deze huidsplijtlijnen verlopen, veroorzaken geen gapende wonden en laten nagenoeg onzichtbare littekens achter, terwijl incisies die dwars op de huidsplijtlijnen worden aangebracht, aanzienlijke littekens kunnen veroorzaken.

 

Cellulaire bestanddelen van de dermis

Het bindweefsel van de huid bestaat voornamelijk uit fibrocyten die in de geactiveerde vorm fibroblasten worden genoemd. Dit celtype zorgt voor een aantal substanties die voor de opbouw van nieuw weefsel nodig zijn: fibroblasten synthetiseren een voorbereide vorm van collageen, elastine en proteoglycanen en scheiden dit af. Buiten de cellen vormen deze substanties collageen- en elastinevezels en in een niet vezelachtige vorm de gelachtige basissubstantie van de extracellulaire matrix. Daarnaast bevinden zich in de epidermis mestcellen met granula die o.a. heparine en histamine bevatten, macrofagen die uit de monocyten van het bloed voortkomen en lymfocyten. Deze cellen maken deel uit van de specifieke en onspecifieke afweermechanismen (fagocytose dan wel humorale, door cellen overgebrachte immuniteit), maar scheiden tevens substanties met een biochemische werking af, die signalerende en regulerende functies vervullen en om die reden essentieel zijn voor de instandhouding van het reparatieproces.

 

Vezelbestanddelen van de dermis

De bindweefselvezels van de dermis bestaan uit het structuureiwit collageen, een uitermate bestendig biologisch materiaal dat ongeveer 60 tot 80% van het droge gewicht van het weefsel uitmaakt. De naam “collageen” is afgeleid van het feit dat deze eiwitten opzwellen als ze worden gekookt en dan een soort lijm (Grieks: kolla) vormen. Van de vier collageentypes die in menselijk weefsel voorkomen en die in genetisch opzicht van elkaar verschillen, bevat de dermis voornamelijk collageentype I. De opbouw van collageenvezels omvat een intracellulair en een extracellulair proces en begint in de fibroblasten. In eerste instantie worden in de cel de karakteristieke aminozuren van collageen, glycine en proline/hydroxyproline en een derde deel dat uit overige aminozuren bestaat, met elkaar verbonden tot een drievoudige helix van procollageen en naar de extracellulaire ruimte verplaatst. Daar vinden nog meer enzymatische modificaties plaats die ervoor zorgendat het nog oplosbare procollageen wordt omgezet in onoplosbare collageenfibrillen die ten slotte de collageenvezels vormen.

Een ander vezeleiwit in de dermis is flexibele elastine, die eveneens door de fibroblasten wordt gesynthetiseerd en afgegeven. Elastine vormt een spiraalvormige polypeptideketen die gekenmerkt wordt door grote elasticiteit. Buiten de cellen vormt deze de basis voor een tweedimensionaalbouwsel dat lijkt op een trampolinenet. Deze structuur verleent de huid het reversibele rekvermogen en voorkomt dat zij te ver wordt uitgerekt of zelfs scheurt.

 

Niet-vezelachtige basissubstanties van de huid

De ruimtes tussen de vezels van het bindweefsel zijn gevuld met een amorfe basissubstantie, zouten en water. Een belangrijk bestanddeel van deze basissubstantie zijn de proteoglycanen, een verbinding van meervoudige suikers (polysachariden) en eiwitten met een hoog koolhydraatgehalte, die voorheen mucopolysachariden werden genoemd.

Proteoglycanen zijn zeer hydrofiel en kunnen een grote hoeveelheid vocht vasthouden, zodat een kleverige tot gelachtige substantie ontstaat. Blijkbaar zijn zij niet slechts structuureiwitten, maar kunnen ze ook de celbeweging en de celhechting evenals de differentiatie van cellen beïnvloeden.  Daarnaast bevat de basissubstantie een aantal glycoproteïnen met een laag koolhydraatgehalte, zoals trombospondine, laminine-/nidogeen-complex, K-laminine en weefselfibronectine, die een even grote verscheidenheid aan functies laten zien als proteoglycanen. Fibronectine is bijvoorbeeld een kleefeiwit dat in de dermis vooral tot doel heeft cellen aan collageen te binden en daarmee ook bij de wondgenezing een belangrijke rol speelt.

Extracellulaire matrix

In het weefsel bestaat gewoonlijk een nauwe verbinding tussen de cellen en de substanties die de cellen afscheiden. Daarvoor vormen de macromoleculen van de extracellulaire substanties complexe driedimensionale netwerken die “extracellulaire matrix” (Extra Cellular Matrix = ECM) worden  genoemd. Alle lichaamsweefsels bevatten een dergelijke matrix. De structuur en de samenstelling van die matrix verschilt

per weefseltype en is afhankelijk van de soort cel die de matrix produceert en van de functie van het weefsel. Hoewel nog lang niet alle functies van de ECM bekend zijn, gaat men er tegenwoordig van uit dat zij niet enkel als vulsubstantie tussen afzonderlijke cellen, weefsels en organen dient, maar ook verschillende taken bij het overbrengen van informatie tussen de in de matrix ingebedde cellen vervult.

De subcutis

De subcutis is de binnenste laag van het buitenste lichaamsomhulsel. Zij bestaat uit los bindweefsel en is niet duidelijk gescheiden van de dermis. Diep van binnen is zij verbonden met de spierfascie of het botvlies. Met uitzondering van slechts enkele lichaamsdelen kan overal onderhuids vetweefsel worden gevormd, dat isolerend en modellerend werkt en daarnaast opslagruimte biedt.

Sensorische receptoren in de cutis en de subcutis

De huid wordt geënerveerd door zenuwuiteinden van uiteenlopende aard en receptoren die prikkels ontvangen en functioneert zo als zintuig. Door de Merkel-cellen in de epidermis worden langere aanrakingen waargenomen. Langs de papillaire laag van de dermis liggen de lichaampjes van Meißner, die als tastreceptoren zelfs geringe drukprikkels waarnemen. In de vingertoppen zijn zij dan ook in grote aantallen aanwezig. De eindknoppen van Kraus zijn belangrijk voor het voelen van kou en de lichaampjes van Ruffini in de subcutis fungeren als warmtereceptoren. Vrije zenuwcellen dicht onder het huidoppervlak geven pijnprikkels door. De druklichaampjes van Vater-Pacini in de subcutis  reageren op mechanische deformaties en vibraties.

Andere delen van de huid

Haren en nagels maken evenals talg-, zweet- en geurklieren deel uit van de huid. Haren zijn buigzame, stevige draadachtige structuren die zijn opgebouwd uit de hoornstof keratine. Ze komen voort uit naar binnen groeiende uitstulpingen van de opperhuid, waarbij de schuin naar het huidoppervlak gerichte haarschacht tot diep in de lederhuid reikt. De haargroei verloopt in een endogene cyclus die voor elke afzonderlijke haarwortel specifiek is. Er is dus geen sprake van synchrone haargroei. Haarwortels zijn niet regenereerbaar en daarom zal littekenweefsel altijd onbehaard blijven. Van haarwortelresten, dat wil zeggen overgebleven epitheel van een beschadigde haarschacht, kan echter wel een re-epithelisatie uitgaan. Vinger- en teennagels zijn transparante hoornplaten die vanuit de nagelwortel naar de rand toe groeien. Nagels groeien ongeveer 3 millimeter per maand, waarbij de groei nauw samenhangt met allerlei orgaanfuncties. De toestand van de nagels kan daarom belangrijke diagnostische aanwijzingen geven. Talgklieren monden uit in de haartrechters van de follikels en zijn dus – afgezien van enkele uitzonderingen – altijd verbonden met een haarzakje. Talg, een mengsel van vetten, cellen en vrije zuren, voorziet de huid en het haar van vet en biedt zo bescherming tegen uitdroging. De sturing van de talgproductie is een complexe aangelegenheid die nog niet tot in detail is onderzocht.

Zweetklieren worden eveneens uit de cellen van de opperhuid gevormd en groeien vervolgens tot in de lederhuid, zodat de eigenlijke klier in de dermis ligt. De afvoergangen  monden uit in de poriën aan de huidoppervlakte. Zweet is een zuur secreet dat o.a. uit water, zouten, vluchtige vetzuren, ureum en ammoniak bestaat en een beschermende zuurmantel op de huid achterlaat. De zweetsecretie is vooral van belang voor de temperatuurregulatie. In tegenstelling tot de zweetklieren produceren de geurklieren vooral alkalische secreten. Geurklieren bevinden zich vooral in de oksels, rondom de tepels en in de genitale regio. De secreetproductie van deze klieren begint rond de puberteit.