Da là cơ quan lớn nhất của cơ thể con người, là bộ phận bao phủ tất cả các cơ quan và bảo vệ cơ thể khỏi các yếu tố có hại từ môi trường bên ngoài. Da có nhiều chức năng quan trọng như điều chỉnh nhiệt độ, giám sát miễn dịch, nhận thức cảm giác. Hiểu biết về cấu trúc của da rất quan trọng vì có thể giúp chúng ta có những cách chăm sóc da phù hợp. Bài viết sẽ cung cấp thông tin rõ hơn về cấu trúc da, cách thức hoạt động và vai trò của da.
Giải phẫu cấu trúc da
Da được cấu tạo bởi 3 lớp thượng bì (biểu bì), trung bì và hạ bì. Ngoài ra có các thành phần phụ khác là đơn vị nang lông, tuyến bã nhờn, tuyến mồ hôi.
Thượng bì (epidermis)
Được cấu tạo bởi 4 loại tế bào đó là tế bào sừng (keratinocyte), tế bào sắc tố (melanocyte), tế bào langerhan (đảm nhiệm chức năng như tế bào miễn dịch) và tế bào merkel (đảm nhiệm chức năng về cảm giác và thần kinh của da). Trong đó, tế bào sừng và tế bào sắc tố là hai loại tế bào quan trọng hơn cả, chịu tác động trực tiếp của các loại thuốc bôi lên bề mặt da.
- Tế bào sừng (keratinocyte)
Thượng bì có 4 lớp tế bào sừng gồm lớp đáy, lớp gai, lớp hạt và lớp sừng. Lớp đáy là lớp nằm dưới cùng của thượng bì, sản sinh ra các lớp còn lại. Tế bào sừng được phân chia ở lớp đáy, các tế bào sừng mới từ từ di chuyển lên bề mặt biểu bì, đến các lớp gai, hạt và cuối cùng là lớp sừng. Khi các tế bào sừng chạm tới bề mặt da, chúng sẽ dần bong ra và được thay thế bằng các tế bào mới hơn được đẩy lên từ bên dưới. Thời gian tế bào đi từ lớp đáy lên lớp sừng và bong ra khoảng 40-56 ngày, gọi là chu kỳ tế bào sừng.
Để thay mới toàn bộ tế bào thượng bì cần khoảng 6 tuần (chu kỳ tế bào sừng) và đây là thời gian cần thiết để hầu hết các loại thuốc bôi phát huy tác dụng. Khi muốn giải quyết những vấn đề da ở lớp sừng, phải tăng tốc độ thay thế các lớp tế bào cũ bị tổn thương bằng các tế bào mới khỏe mạnh.
Ngoài ra, tế bào sừng cũng điều chỉnh sự hấp thu canxi bằng cách kích hoạt các tiền chất cholesterol dưới ánh sáng UVB để tạo thành vitamin D.
- Những yếu tố ảnh hưởng đến chu kỳ tế bào sừng
Hormone: vai trò cụ thể của nội tiết tố androgen đối với chức năng tế bào sừng vẫn còn gây tranh cãi và đang được nghiên cứu, tuy nhiên một nghiên cứu đã chứng minh rằng testosterone kích thích tăng sinh tế bào sừng trong quá trình lành vết thương và hình thành hàng rào biểu bì.
Vitamin A và dẫn xuất: tretinoin, retinol, adapalene là những thành phần có tác động lên sự biệt hóa tế bào sừng và đẩy nhanh chu kỳ da.
EGF: yếu tố tăng trưởng thượng bì - tham gia vào quá trình tăng trưởng và sửa chữa nhiều loại mô trên khắp cơ thể. Trong quá trình chữa lành vết thương ở da, EGF là một thành phần quan trọng được tiểu cầu giải phóng tại vị trí vết thương, kích thích sự phát triển của tế bào biểu bì.
Dưỡng ẩm: có tác dụng hữu ích trong việc giảm tình trạng bệnh và cải thiện kết cấu da. Ngược lại, các sản phẩm cuối cùng của quá trình biệt hóa tế bào sừng, chẳng hạn như filaggrin, cung cấp các đặc tính giữ ẩm tự nhiên, từ đó cho phép duy trì làn da khỏe mạnh.
- Tế bào sắc tố (melanocyte)
Tế bào sắc tố phân bố ở màng đáy và có hình tua gai. Cứ 10 tế bào sừng sẽ có 1 tế bào sắc tố ở màng đáy. Mỗi tế bào sắc tố sẽ kết nối với khoảng 30-40 tế bào sừng bằng các tua gai của mình.
Tế bào sắc tố (melanocyte) có nhiệm vụ tổng hợp melanin và bọc melanin trong các túi melanosome. Melanin được tạo ra trong quá trình chuyển đổi tyrosine thành DOPA nhờ enzyme tyrosinase. Melanosome sau đó sẽ theo các nhánh tế bào vận chuyển qua tế bào sừng (keratinocyte) tạo nên màu da và giúp bảo vệ da trước tia UV.
Lưu ý: màu sắc da không phụ thuộc vào tế bào sắc tố (melanocyte). Màu da được quy định dựa trên sự khác nhau ở số lượng, kích thước và sự phân bố của melanosome trong các tế bào sừng, đồng thời bao gồm chất lượng và loại melanin (người châu Á và châu Phi có lượng túi melanosome nhiều hơn, to hơn và phân bố nhiều hơn trong tế bào sừng).
- Melanin được chia thành hai loại
Eumelanin: màu tối, ổn định, chuyển màu đậm hơn khi tiếp xúc ánh sáng mặt trời, tương đương SPF 4-8. Chiếm tỉ lệ lớn ở người châu Phi và châu Á.
Pheomelanin: màu sáng hơn, không ổn định trước ánh sáng. Có nhiều ở người da trắng.
Sự đa dạng về sắc tố da giữa các nhóm dân tộc khác nhau được bảo tồn và phụ thuộc vào hàm lượng eumelanin. Tỷ lệ eumelanin trên tổng số melanin sẽ quyết định màu da. Pheomelanin không tương quan với sắc tố da, lượng sắc tố này tương tự được quan sát thấy ở da tối và da sáng. Eumelanin so với pheomelanin có đặc tính bảo vệ ánh sáng tốt hơn - khả năng chống thoái hóa cao hơn. Eumelanin được coi là có hiệu quả hơn về mặt bảo vệ ánh sáng so với pheomelanin. Kết quả là nguy cơ ung thư da ở người da sáng hơn cao gấp 30-40 lần so với người da sẫm màu.
- Yếu tố kích thích tổng hợp melanin
Quá trình tổng hợp và phân phối melanin được gọi là melanogenesis, các sắc tố melanin, eumelanin và pheomelanin, là sản phẩm cuối cùng của các phản ứng sinh hóa phức tạp bắt đầu từ acid amin L-tyrosine. Melanin có vai trò bảo vệ da khỏi ánh sáng và tác hại của bức xạ cực tím. Quá trình tạo melanin là một quá trình được kiểm soát bởi các yếu tố bên trong (di truyền và nội tiết tố) cũng như các yếu tố bên ngoài (bức xạ tia cực tím). Sự hình thành melanin được kích thích bởi hormone melanocytic, hormone adrenocorticotropin, estrogen và progesterone.
Ánh sáng mặt trời: có bức xạ tia cực tím kích thích sự tổng hợp melanin. Việc tiếp xúc ánh nắng mặt trời gây ra hai loại phản ứng gồm phản ứng sớm, sắc tố ngay lập tức xuất hiện sau vài phút sau khi tiếp xúc với ánh nắng mặt trời và biến mất sau 6-8 giờ, là kết quả của quá trình oxy hóa melanin có sẵn hoặc tiền chất của nó. Phản ứng muộn, xuất hiện sau 48-72 giờ sau khi tiếp xúc với ánh nắng mặt trời và tồn tại dai dẳng, là kết quả của việc sản xuất một lượng melanin mới.
Hormone: là quá trình tổng hợp melanin được kích thích bởi sự thay đổi nội tiết tố adrenocorticotropin (ACTH), estrogen, progesterone và β-endorphin trong huyết tương. Sự thay đổi các loại hormone trên theo các vấn đề sinh lý khác nhau như có thai, stress, tuổi tác sẽ làm ảnh hưởng đến việc sản xuất melanin.
Trung bì (dermis)
Trung bì có 3 lớp bao gồm bì nhú chiếm tỉ lệ cao nhất, bì lưới trên và bì lưới dưới.
Trong đó, lớp bì nhú quan trọng nhất vì đây là lớp chứa nhiều fibroblast (nguyên bào sợi) nhất, có nhiệm vụ tổng hợp collagen, elastin, và glycosaminoglycan, là ba chất nền quan trọng nhất của lớp trung bì. Các thủ thuật tác động lên da (như tăng sinh collagen và elastin) muốn có hiệu quả phải tác dụng được tới lớp bì nhú. Lớp trung bì còn là nơi chứa nhiều mạch máu nhất, có nhiều tế bào miễn dịch, là hàng rào quan trọng của da, nơi đáp ứng miễn dịch mạnh nhất. Ngoài ra, đây còn là nơi chứa nhiều đầu dây thần kinh, nơi nhận được cảm giác đau nhiều nhất.
- Các thành phần cấu tạo của trung bì
Trung bì cấu tạo gồm 2 thành phần chính là chất nền và các loại tế bào. Trong đó, chất nền bao gồm collagen (90%), elastin (10%), glycosaminoglycan (GAG) (gồm 2 loại là proteoglycan và hyaluronic acid), các loại tế bào chính là nguyên bào sợi (fibroblast) và dưỡng bào (mast cell).
Collagen và độ đàn hồi, độ dày của da: collagen đóng vai trò quyết định với độ săn chắc và độ dày của da, bao gồm 1/3 tổng lượng protein và chiếm 70% trọng lượng khô ở da và xếp đan chéo nhau thành hình mạng lưới, càng lớn tuổi số lượng collagen càng giảm khiến da trở nên mỏng hơn.
Elastin và độ đàn hồi da: chiếm khoảng 2-4% trọng lượng khô của da, đảm bảo độ đàn hồi và săn chắc cho da. Theo độ tuổi, sợi elastin sụt giảm sẽ dẫn đến chảy xệ, hình thành nếp nhăn. Các sợi được định hướng vuông góc và song song với bề mặt da, từ đó tạo ra một mạng lưới phức tạp.
Glycosaminoglycan (GAGs): thành phần thuộc nhóm GAGs bao gồm proteoglycan và hyaluronic acid. Nhóm này dù chỉ chiếm khoảng 0.1%-0.3% tổng trọng lượng da nhưng GAGs có khả năng giữ nước gấp 1000 lần trọng lượng phân tử của nó, vì vậy có tác dụng giữ nước cho da. Khi càng lớn tuổi, GAGs càng giảm dẫn đến da bị khô, nhăn nheo, lão hóa.
Nguyên bào sợi (fibroblast): có chức năng tổng hợp tất cả các thành phần của lớp bì gồm collagen, elastin và GAGs. Thành phần này tập trung nhiều và có kích thước lớn ở bì nhú, theo độ tuổi fibroblast nhỏ dần và kém hoạt động, phì đại dưới tác dụng của tia UV.
Tế bào mast (dưỡng bào): đây là thành phần phân bố ở mạch máu, được xem là thành phần phụ của da, bì lưới, gây ra phản ứng dị ứng và đáp ứng viêm ở da. Tế bào mast tiết ra các chất trung gian hoạt mạch và tiền viêm quan trọng trong các phản ứng viêm, tái tạo collagen và chữa lành vết thương.
Lớp trung bì chứa một mạng lưới các sợi thần kinh và các mạch máu rất nhỏ gọi là mao mạch. Chất dinh dưỡng và oxy trong máu đi từ mao mạch vào tế bào. Chức năng chính khác của mao mạch là giúp cơ thể hạ nhiệt nếu trời quá nóng. Lớp trung bì cũng là lớp da chứa nhiều tế bào cảm giác và tuyến mồ hôi nhất.
Hạ bì (subcutaneous)
Hạ bì là lớp cuối cùng trong cấu trúc da, nằm dưới trung bì và giúp trung bì liên kết với cấu trúc bên dưới. Lớp hạ bì chứa các nang lông, mạch máu, các đầu dây thần kinh, tuyến dầu, tuyến mồ hôi và các phân tử chất béo. Chất béo hoạt động như một chất giảm xóc, bảo vệ xương và khớp khỏi những cú đánh hoặc va đập. Nó cũng có vai trò như lớp cách nhiệt của da. Hơn nữa, nhiều hormone được sản xuất trong các tế bào mỡ của lớp dưới da, một ví dụ là vitamin D, một loại vitamin thiết yếu và được tạo ra khi da tiếp xúc với ánh sáng mặt trời.
Các thành phần phụ
Trong các thành phần phụ, quan trọng nhất là tuyến bã nhờn. Tuyến bã nhờn phân bố ở vùng có nhiều lông, có ở khắp mọi nơi trên da ngoại trừ lòng bàn tay, lòng bàn chân và mu bàn chân, vùng chữ T ở mặt. Nói chung, tuyến bã nhờn liên kết với các nang lông và đổ qua một ống ngắn vào ống nang lông. Tuyến bã nhờn gồm các tuyến nội tiết tạo ra bã nhờn, các tế bào tuyến có chứa glyceride, acid béo tự do, este sáp, squalene, cholesterol.
Quá trình sản xuất bã nhờn phụ thuộc vào androgen và bắt đầu khi bước vào tuổi dậy thì. Thể tích tuyến bã nhờn, kích thước tế bào bã nhờn và khả năng bài tiết đều phụ thuộc trực tiếp vào androgen. Sự tắc nghẽn của tuyến bã nhờn có liên quan đến mụn trứng cá ở người. Hoạt động bất thường của tuyến bã nhờn gây ra nhiều loại bệnh lý như mụn, viêm da tiết bã, viêm nang lông và nấm.
Lưu ý: quan điểm da dầu thường lão hóa chậm là quan điểm chưa đúng. Da lão hóa nhanh hay chậm tùy thuộc vào độ dày hay mỏng của làn da, da có nhiều collagen hay không, càng nhiều collagen da lão hóa càng chậm.
Vai trò của da
Da có nhiều chức năng quan trọng, trong đó có những vai trò tiêu biểu như:
Bảo vệ cơ thể khỏi các tác nhân có hại từ môi trường: bao gồm các chấn thương vật lý, tác hại của bức xạ tia UV.
Nhiễm trùng: lớp trên cùng của da được bao phủ bởi một lớp màng ẩm mỏng, nhờn giúp ngăn chặn hầu hết các chất hoặc sinh vật lạ (như vi khuẩn, virus và nấm) xâm nhập vào da.
Điều hòa nhiệt độ cơ thể: da đổ mồ hôi giúp làm mát cơ thể và thu nhỏ các hệ thống mạch máu ở hạ bì để giữ nhiệt, và bảo vệ cơ thể khỏi tác động nhiệt độ quá nóng hay lạnh. Da đồng thời là cơ quan cảm giác giúp cơ thể cảm nhận được sự ấm, lạnh, ngứa, đau… thông qua các đầu dây thần kinh ở da. Lớp hạ bì còn đóng vai trò như một hàng rào cách nhiệt, giúp cơ thể không bị mất nhiệt và giảm tác động của nhiệt độ lạnh.
Cơ quan lưu trữ lớn: da cũng có chức năng như một kho chứa lớn cho cơ thể, lớp hạ bì có thể lưu trữ nước, chất béo và các sản phẩm trao đổi chất, tạo ra các hormone quan trọng cho toàn bộ cơ thể.
Da cảnh báo tình trạng sức khỏe: chỉ cần nhìn vào làn da của ai đó cũng có thể cho chúng ta biết nhiều thông tin, chẳng hạn như tuổi tác và sức khỏe của họ. Những thay đổi về màu sắc hoặc cấu trúc da có thể là dấu hiệu của tình trạng bệnh lý. Ví dụ, những người có quá ít tế bào hồng cầu trong máu có thể trông nhợt nhạt.
Da là một cơ quan lớn, phức tạp với nhiều vai trò quan trọng như bảo vệ con người khỏi tác nhân gây bệnh cũng như duy trì nhiệt độ cơ thể phù hợp khi cơ thể tương tác với môi trường xung quanh. Da có 3 lớp cấu trúc chính và mỗi lớp đảm nhiệm một vai trò, chức năng riêng biệt. Hiểu về cấu tạo và chức năng của da sẽ giúp ta lựa chọn được những phương pháp chăm sóc phù hợp nhất cho làn da của mình.
Tài liệu tham khảo
- Kim JH, Choi DK, Lee SS, Choi SJ, Kim CD, Yoon TJ, Lee JH. “Enhancement of keratinocyte differentiation by rose absolute oil“. Ann Dermatol. 2010 Aug;22(3):255-61. doi: 10.5021/ad.2010.22.3.255. Epub 2010 Aug 5. PMID: 20711260; PMCID: PMC2917677
- Cichorek M, Wachulska M, Stasiewicz A, Tymińska A. “Skin melanocytes: biology and development. Postepy Dermatol Alergol“. 2013 Feb;30(1):30-41. doi: 10.5114/pdia.2013.33376. Epub 2013 Feb 20. PMID: 24278043; PMCID: PMC3834696
- Hani Yousef; Mandy Alhajj; Sandeep Sharma. “Anatomy, Skin (Integument), Epidermis“. NIH
Linh lan
