background image

SKIN 

Prof. Dr. Huda Al-khateeb 

 Lec.

1

Skin is the heaviest organ in the body. It makes 15-20% of the body 
weight 

It is also the largest organ in the body. It = 1.5-2 m

2

It is composed of 

(1) the epidermis, an epithelial layer of ectodermal origin 

(2) the dermis, a layer of mesodermal connective tissue origin 

Dermo-epidermal Junction 

The boundries between dermis and epidermis is wavy and clear. 

* projections of the dermis called dermal papillae

* inter-digitate with evaginations of the epidermis known as
epidermal ridges 

Hypodermis 

superficial fascia (of gross anatomy) 

subcutaneous tissue or hypodermis (Gr. hypo, under, + derma, skin), 
a loose connective tissue that may contain pads of adipocytes.  

Hypodermis binds skin loosely to the underlying tissues 


background image

Skin of 2 types 

1. Thick skin – palm of the hand and sole of the foot
2. Thin skin – other parts of the body

Functions of  skin 

I..Protective. 

(1)physical barrier against thermal and mechanical insults such as 
frictional forces and against most potential pathogens. 

 (2)Microorganisms that do penetrate skin alert resident lymphocytes 
and antigen-presenting cells of skin  and an immune response is 
mounted. 

(3)The dark pigment melanin in epidermis protects cells against 
ultraviolet radiation. 

(4)permeability barrier against excessive loss or uptake of water. 

 Skin's selective permeability allows some lipophilic drugs such as 
certain steroid hormones and medications to be administered via skin 
patches 

II..Sensory. 

 Many types of sensory receptors allow skin to constantly monitor the 
environment and various mechanoreceptors with specific locations in 
skin are important for the body's interactions with physical objects 

III..Thermoregulatory. 

 A constant body temperature is normally more easily maintained 
thanks to the skin's insulating components (eg, the fatty layer and 
hair on the head) and its mechanisms for accelerating heat loss 
(sweat production and a dense superficial microvasculature). 


background image

IV..Metabolic. 

 Cells of skin synthesize vitamin D

3

, needed in calcium metabolism 

and proper bone formation, through the local action of UV light on 
the vitamin's precursor. Excess electrolytes can be removed in sweat 
and the subcutaneous layer stores a significant amount of energy in 
the form of fat. 

Epidermis 

stratified squamous keratinized epithelium 

 keratinocytes Major cells : 

Other cells are  Non-keratinocytes : 

(1)pigment-producing melanocytes, 

 (2)antigen-presenting Langerhans cells, 

(3) tactile epithelial cells  Merkel cells 

Thick skin epidermis 

Composed of 5 layers (Keratinocytes): 

Stratum basale 

Stratum spinosum 

Stratum granulosum 

Stratum lucidum 

Stratum corneum 


background image

Stratum basale 

(1) single layer of basophilic columnar cells on the basement 
membrane at the dermo-epidermal junction. 

 (2)Hemidesmosomes in the basal plasma lemma bind these cells to 
the basal lamina  

 (3)Desmosomes bind  the cells together from their lateral wall . 

(4)This layer is characterized by intense mitotic activity and is 
responsible for constant production of epidermal cells. 

 (5)The human epidermis is renewed about every 15–30 days, 
depending on age, the region of the body, and other factors. 

 (6)All keratinocytes in the stratum basale contain intermediate 
filaments  composed of keratins 

stratum spinosum 

(1)the thickest epidermal layer, consists of polyhedral cells having 
central nuclei.  

(2)Stratum basale + lower layers of stratum spinosum are called the 
stratum germinativum.  

(3)The keratin filaments form bundles called tonofibrils which 
terminate at desmosomes.  

(4)Cytoplasm has short cellular extensions around the tonofibrils, 
leading to the appearance of many short spines or prickles at the cell 
surfaces.  

(5)It is thicker in areas subjected to continuous friction and pressure 
(such as the soles of the feet)   


background image

MEDICAL APPLICATION 

In adults, one third of all cancers are of the skin. Most of these derive 
from cells of the basal or spinous layers, producing, respectively, 
basal cell carcinomas and squamous cell carcinomas.  

 Skin cancer shows an increased incidence in fair-skinned individuals 
residing in regions with high amounts of solar radiation 

stratum granulosum 

1) consists of 3–5 layers of flattened polygonal cells.

 (2)Their cytoplasm is filled with intensely basophilic keratohyaline 
granules. These structures are not membrane-bound and consist of 
dense masses.  

(3)Other characteristic features are the membrane-coated lamellar 
granules,  (seen by TEM)composed of various lipids. Lamellar 
granules undergo exocytosis, discharging their contents into the 
intercellular spaces of the stratum granulosum. this lipid-rich 
material produces sheets that envelop the cells (epidermal barrier 
against the loss of water from skin and barrier to penetration by 
most foreign materials).    

Stratum lucidum 

1)is only seen in thick skin

(2) it consists of a thin, translucent layer of extremely flattened 
eosinophilic cells. 

 (3)The nuclei and organelles have been lost 

(4) the cytoplasm consists almost only of densely packed keratin 
filaments embedded in an electron-dense matrix. 

(5) Desmosomes are still evident between adjacent cell 


background image

Stratum corneum 

(1)consists of 15–20 layers 

(2) flattened, nonnucleated keratinized cells whose cytoplasm is filled 
with filamentous keratins. 

 (3) thickened plasma membranes 

*These cells are called squames or horny, cornified cells

* These cells are continuously shed at the surface of the stratum
corneum. 

Thin skin epidermis 

1)No stratum lucidum (4 layers only)

(2) Stratum spinosum, granulosum and corneum are thinner 

MEDICAL APPLICATION 

Psoriasis

, a common skin disease, there is an increase in the

number of proliferating cells in the stratum basale and the stratum 
spinosum as well as a decrease in the cycle time of these cells. This 
results in  

(1)greater epidermal thickness 

(2) more rapid renewal of epidermis(7 days) 

(3)abnormal keratinization with a defective skin barrier 


background image

Melanocytes 

1)specialized cells of the epidermis found among the cells of
stratum basale and in the hair follicles. 

 (2)From tyrosine, they  synthesize  melanin (brownish black pigment) 
and store it in vesicles called melanosomes  

(3)They are neural crest derivatives which migrate into the 
developing epidermis' stratum basale 

(4)They have rounded cell bodies  and long irregular dendritic 
extensions from each melanocyte branch into the epidermis, running 
between the cells of the basal and spinous layers.  

(5)They form hemidesmosomes with the basal lamina, but no 
desmosomes with adjacent keratinocytes.   

(6)Ultrastructurally, a melanocyte is a pale-staining cell with 
numerous small mitochondria, short cisternae of rough endoplasmic 
reticulum (RER), and a well-developed Golgi apparatus. 

Melanin 

Tyrosinase  converts tyrosine into melanin within melanocytes. 

Melanin accumulates in  vesicles until they form mature granules 
called melanosomes. 

Once formed, melanin granules are transported to tips of the 
melanocyte's dendrites.  

The associated keratinocytes in both the basal and spinous layers 
phagocytose the tips of these dendrites.  

Within each keratinocyte they accumulate as a supranuclear cap 
which absorbs and scatters sunlight, protecting nuclear DNA from 
the deleterious effects of UV radiation 


background image

Color of the skin 

the result of several factors, 

(1)the most important of which are the keratinocytes' content of 
melanin  

(2) carotene 

(3) the number of blood vessels in the dermis 

MEDICAL APPLICATION 

Malignant melanoma

 is an invasive tumor of

melanocytes. Dividing rapidly, malignantly transformed melanocytes 
penetrate the basal lamina, enter the dermis, and invade the blood 
and lymphatic vessels to gain wide distribution throughout the body. 

Albinism

, a hereditary inability of the melanocytes to synthesize

melanin, is caused by the absence of tyrosinase activity or the 
inability of cells to take up tyrosine. As a result, the skin is not 
protected from solar radiation by melanin, and there is a greater 
incidence of (skin cancers). 

The degeneration and disappearance of entire melanocytes causes a 

patchy loss of pigment in the skin disorder called 

vitiligo.

Langerhans Dendritic Cells 

(1)usually most clearly seen in the spinous layer. 

(2) Cytoplasmic processes extend from these dendritic cells between 
keratinocytes of all the layers, forming a fairly dense network in the 
epidermis .  


background image

(3)They are bone marrow–derived. 

(4)capable of binding, processing, and presenting antigens to T 
lymphocytes, thus providing an immunological component to the 
skin's overall protective function 

Tactile (Merkel) Cells 

1) mechanoreceptors (sense of touch)

(2)Small neurosecretory granules (related to diffuse neuroendocrine 
system) 

 (3)Derived from neural crest cells 

(4) located in the basal epidermal layer and at the bases of hair 
follicles.  

(5)The basolateral surfaces of the cells contact expanded terminal 
discs of unmyelinated sensory fibers that penetrate the basal lamina. 

Dermis 

1)The dermis is the connective tissue , that supports the epidermis
and binds it to the subcutaneous tissue (hypodermis). 

 (2)The thickness of the dermis varies according to the region of the 
body, and reaches its maximum of 4 mm on the back.  

(3)A basement membrane is always found between the stratum 
basale and the dermis. 

 (4)The basement membrane consists of the basal lamina and the 
reticular lamina and can usually be seen with the light microscope. 
(5)Nutrients for keratinocytes must diffuse into the avascular 
epidermis from the dermis vasculature through this basement 
membrane 

The dermis contains two layers with rather indistinct boundaries: 


background image

 (1)The thin papillary layer, which constitutes the major part of the 
dermal papillae, is composed of loose connective tissue, with 
fibroblasts and other connective tissue cells, such as mast cells and 
macrophages. Extravasated leukocytes are also seen. From this layer, 
anchoring fibrils of type VII collagen insert into the basal lamina and 
bind the dermis to the epidermis.  

(2)The reticular layer is thicker, composed of irregular dense 
connective tissue (mainly bundles of type I collagen), and has more 
fibers and fewer cells than the papillary layer. A network of elastic 
fibers is also present, providing elasticity to the skin. Spaces between 
the collagen and elastic fibers are filled with proteoglycans rich in 
dermatan sulfate 

Medical application 

1)With age, collagen fibers thicken and collagen synthesis decreases.
Elastic fibers steadily increase in number and thickness, so the elastin 
content of human skin increases approximately fivefold from fetal to 
adult life.  

In 

old age

, extensive cross-linking of collagen fibers, the loss of

elastic fibers, and degeneration of these fibers due to excessive 
exposure to the sun (solar elastosis) cause the skin to become more 
fragile, lose its suppleness, and develop wrinkles. 

(2)In  

Ehlers-Danlos syndromes

, there is a

considerable increase in skin and ligament extensibility caused by 
defective collagen-fibril processing. 

Vessels 

The connective tissue of the skin contains a rich network of blood 
and lymphatic vessels. 

 Blood vessels that nourish the cells of skin form two major plexuses : 


background image

(1) deep at the interface between hypodermis and dermis 

 (2)superficially between the papillary and reticular dermal layers 
(subpapillary plexus) sends branches into the dermal papillae and 
supplies a rich, nutritive capillary network just below the epidermis. 

In addition to the nutritive function, dermal vasculature has a 
thermoregulatory function which involves numerous arteriovenous 
anastomoses  located between the two major plexuses.   

Lymphatic vessels begin as closed sacs in the dermal papillae and 
converge to form two plexuses located with the blood vessels 

Sensory receptors 

sensory receptors are present in skin, including 

The 

unencapsulated

 receptors include the following:

(1)  Tactile discs associated with the epidermal tactile cells, which 
function as receptors for light touch. 

 (2) Free nerve endings in the papillary dermis and extending into 
lower epidermal layers, which respond primarily to high and low 
temperatures, pain, and itching, but also function as tactile receptors. 

(3)Root hair plexuses, a web of sensory fibers surrounding the bases 
of hair follicles in the reticular dermis that detects movements of the 
hairs. 

The following 

encapsulated

 receptors are tactile

mechanoreceptors: 

(1)  Tactile corpuscles (Meissner corpuscles) are elliptical structures, 
in the fingertips, palms and soles. They detect light touch.  


background image

(2)Lamellated (Pacinian) corpuscles are large oval structures, found 
deep in the reticular dermis or hypodermis, with an outer capsule 
and 15 to 50 thin, concentric lamellae of flat Schwann-type cells and 
collagen surrounding a highly branched, unmyelinated axon. They 
are specialized for sensing coarse touch, pressure (sustained touch), 
and vibrations.  

(3)Krause corpuscles and Ruffini corpuscles are other encapsulated, 
pressure-sensing mechanoreceptors in dermis, but are more poorly 
characterized structurally 

Layers of epidermis of thin skin 


background image

melanocyte (EM) 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 12 عضواً و 125 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل