Skóra jest największym narządem naszego organizmu, który pełni funkcję powłoki zewnętrznej. Składa się z kilku morfologicznie odrębnych warstw, a ich najważniejszym zadaniem jest tworzenie skutecznej bariery między wnętrzem organizmu a czynnikami zewnętrznymi. Funkcję ochronną zapewnia przede wszystkim warstwa rogowa naskórka, nazywana barierą skórną.¹ W zdrowym stanie chroni ona głębsze warstwy skóry przed czynnikami zewnętrznymi, takimi jak promieniowanie UV, wnikanie drobnoustrojów (bakterie, wirusy), ale także przed transepidermalną utratą wody.^{1 2}

Budowa bariery ochronnej skóry

Bariera ochronna skóry tworzy się w dwóch górnych warstwach naskórka – warstwie rogowej i górnej części warstwy ziarnistej. Tworzą ją korneocyty (cegiełki), otoczone wysoce zorganizowanymi międzykomórkowymi blaszkami lipidowymi (zaprawą) i przyczepionymi korneodesmosomami (nitami).⁴

Aby zapewnić odpowiednią i skuteczną funkcję ochronną, bariera skórna musi mieć odpowiedni skład lipidowy, a także ogólną grubość warstwy.⁵ Po zmianie składu lipidowego i ścieńczeniu ulega ona degradacji, a skóra staje się wrażliwa i narażona na czynniki zewnętrzne.⁶

Komórki bariery skórnej powstają w warstwie podstawnej (najgłębszej warstwie naskórka) jako keratynocyty. Z czasem migrują przez inne warstwy naskórka, tj. warstwę kolczystą i ziarnistą, aż do warstwy górnej, czyli rogowej. Podczas migracji przechodzą liczne zmiany w swojej strukturze i składzie, co nazywamy różnicowaniem.

Najgłębsze zmiany zachodzą w warstwie ziarnistej, gdzie keratynocyty uwalniają lipidy i ulegają transformacji w korneocyty – płaskie, bezjądrowe komórki wypełnione białkiem. Uwolnione lipidy tworzą macierz, która pomaga wiązać korneocyty ze sobą, przyczyniając się do tworzenia bariery skórnej.⁷ Dzięki temu naskórek zachowuje się jak dynamiczna i stale samoodnawiająca się tkanka.⁸

Szybkość tego procesu i jakość lipidów decydują o ostatecznej grubości i jakości bariery skórnej. Zaburzenia w jego przebiegu prowadzą zaś do odwodnienia skóry, upośledzonego metabolizmu lipidów i czynników zapalnych, które znacząco przyspieszają proces starzenia. ⁹

Ostatnie badania wskazują na kluczowe znaczenie różnych stężeń wapnia w poszczególnych warstwach naskórka, określanych jako gradient wapnia, który tworzy odpowiednie środowisko do wyżej opisanych procesów, w tym w odbudowie bariery skórnej.¹⁰

Dlaczego bariera ochronna skóry ma znaczenie?

Bariera naskórkowa pełni funkcję obronną, chroniąc skórę przed wnikaniem zanieczyszczeń biologicznych, chemicznych i fizycznych, takich jak drobnoustroje (w tym patogeny i wirusy), promieniowanie UV, a także niska lub wysoka temperatura czy suche powietrze (np. klimatyzacja, nawiew).

Należy zaznaczyć, że bariera skórna nie tylko chroni przed wnikaniem czynników środowiskowych, które mogą ją uszkadzać, ale również zabezpiecza naskórek przed transepidermalną utratą wody (TEWL – transepidermal water loss), co jest istotne dla utrzymania odpowiedniego mikrobiomu i, w konsekwencji, zdrowia skóry.

Warto podkreślić, że TEWL to naturalny proces zachodzący w naszej skórze. Jest to nic innego jak dyfuzja wody z wnętrza naskórka na zewnątrz. W zdrowej skórze proces ten jest ograniczany przez zwartą warstwę lipidową, która spaja komórki rogowe (korneocyty). Prawidłowe wartości TEWL dla osób dorosłych mieszczą się w granicach 85–170 ml/dzień¹².

Gdy proces ten zachodzi zbyt intensywnie i woda dyfunduje w większych ilościach, najprawdopodobniej mamy do czynienia z uszkodzoną barierą hydrolipidową. Objawia się to szorstkością skóry, przesuszeniem, możliwością występowania świądu, a nawet delikatnym pękaniem skóry¹².

Dlatego utrzymanie zdrowej bariery ochronnej jest kluczowe dla zdrowia i wyglądu skóry, a także dla opóźniania procesów starzenia.

Rola gradientu wapnia w naskórku

Tak jak wcześniej wspomniano, ostatnie badania wskazują na kluczowe znaczenie różnych stężeń wapnia w poszczególnych warstwach naskórka, określanych jako gradient wapnia. Dlaczego jest tak kluczowy?

Ponieważ, tworzy on środowisko dla:

• Napływu niezbędnych składników odżywczych do poszczególnych warstw naskórka (kluczowych dla właściwej kompozycji bariery)
• Regulacji szybkości odnowy komórek naskórka oraz odpowiedniej grubości bariery hydrolipidowej.

Czyli de facto jest głównym czynnikiem, dzięki któremu nasza warstwa ochronna skóry może pełnić swoje funkcje obronne. Niskie poziomy jonów Ca2+ w warstwie podstawnej oraz kolczystej, a także szczytowy wzrost w zewnętrznej warstwie ziarnistej charakteryzują epidermalny gradient wapnia w

zdrowej, młodej skórze.^{13 14} Tworzy on homeostazę naskórka (równowagę), w której wszystkie procesy w nim zachodzące mogą swobodnie przebiegać w prawidłowy sposób.

Podczas procesu starzenia ogólna ilość jonów w naskórku pozostaje taka sama, ale zmienia się jego rozmieszczenie, a gradient wapnia ulega załamaniu.

Struktura lipidów staje się wówczas zdezorganizowana i ma nieodpowiedni skład. Cykl komórkowy naskórka zwalnia, prowadząc do jego ścieńczenia, podczas gdy pH skóry wzrasta.^{4 15} Sumarycznie, czynniki te prowadzą do znacznej degradacji bariery hydrolipidowej, która nie może już pełnić swojej funkcji ochronnej. ^{4 15}

Podsumowując, jony wapnia Ca2+ są kluczowym elektrolitem naszej bariery ochronnej skóry, których rozmieszczenie w odpowiedniej warstwie naskórka jest niezwykle ważne w procesie odbudowy bariery skórnej, ograniczaniu nadmiernej transepidermalnej utracie wody i tym samym spowolnienia procesu starzenia się. Bo sercem zdrowej i młodej skóry jest utrzymanie równowagi, zwłaszcza w najbardziej zewnętrznej, delikatnej warstwie – naskórku.

Bibliografia:

1. Fluhr JW, Moore DJ, Lane ME, Lachmann N, Rawlings AV. Epidermal barrier function in dry, flaky and sensitive skin: A narrative review. J Eur Acad Dermatol Venereol. 2023;38:812-820. doi:10.1111/jdv.19745
2. Lefèvre-Utile A, Braun C, Haftek M, Aubin F. Five Functional Aspects of the Epidermal Barrier. Int J Mol Sci. 2021;22(21):11676. doi:10.3390/ijms222111676
3. Kanwar AJ. Skin barrier function. Indian J Med Res. 2018;147(1):117. doi:10.4103/0971-5916.232013
4. Choi EH. Aging of the skin barrier. Clin Dermatol. 2019;37(4):336-345. doi:10.1016/j.clindermatol.2019.04.009
5. Smeden J van, Bouwstra J. Stratum Corneum Lipids: Their Role for the Skin Barrier Function in Healthy Subjects and Atopic Dermatitis Patients. Curr Probl Dermatol. 2016;49:8-26. doi:10.1159/000441540
6. Baker P, Huang C, Radi R, Moll SB, Jules E, Arbiser JL. Skin Barrier Function: The Interplay of Physical, Chemical, and Immunologic Properties. Cells. 2023;12(23):2745. doi:10.3390/cells12232745
7. Flora P, Ezhkova E. Regulatory mechanisms governing epidermal stem cell function during development and homeostasis. Dev Camb Engl. 2020;147(22):dev194100. doi:10.1242/dev.194100
8. Rousselle P, Laigle C, Rousselet G. The basement membrane in epidermal polarity, stemness and regeneration. Am J Physiol Cell Physiol. Published online 2022. doi:10.1152/ ajpcell.00069.2022
9. Choi EH. Aging of the skin barrier. Clin Dermatol. 2019;37(4):336-345. doi:10.1016/j.clindermatol.2019.04.009
10. Rinnerthaler M, Streubel MK, Bischof J, Richter K. Skin aging, gene expression and calcium. Exp Gerontol. 2015;68:59-65. doi:10.1016/j.exger.2014.09.015
11. Vierkötter A, Krutmann J. Environmental influences on skin aging and ethnic-specific manifestations. Dermatoendocrinol. 2012;4(3):227-231. doi:10.4161
12. Komorowska M. Bariera naskórkowa – czynniki wpłwające na zaburzenia równowagi oraz prawidłowe funkcjonowanie skóry. Aesth Cosmetol Med. 2025;14(2):43-49. https://doi.org/10.52336/acm.2
13. Celli A, Crumrine D, Meyer JM, Mauro TM. Endoplasmic Reticulum Calcium Regulates Epidermal Barrier Response and Desmosomal Structure. J Invest Dermatol. 2016;136(9):1840-1847. doi:10.1016/j.jid.2016.05.100
14. Lee SE, Lee SH. Skin Barrier and Calcium. Ann Dermatol. 2018;30(3):265-275. doi:10.5021/ad.2018.30.3.265
15. Streubel MK, Neuhofer C, Bischof J, et al. From Mice to Men: An Evolutionary Conserved Breakdown of the Epidermal Calcium Gradient and Its Impact on the Cornified Envelope. Cosmetics. Published online 2018. doi:10.3390/ COSMETICS5020035