Fisiologi kulit

Histologi kulit

Kulit merupakan organ tubuh paling luar dan membatasi bagian dalam tubuh dari lingkungan luar. Luas kulit pada orang dewasa sekitar 1.5 m² dan beratnya sekitar 15% dari berat badan secara keseluruhan.

Kulit terdiri atas tiga bagian utama, yaitu epidermis, dermis, dan hipodermis. Epidermis terdiri dari stratum korneum yang kaya akan keratin, stratum lucidum, stratum granulosum yang kaya akan keratohialin, stratum spinosum dan stratum basal yang mitotik. Dermis terdiri dari serabut-serabut penunjang antara lain kolagen dan elastin. Sedangkan hipodermis terdiri dari sel-sel lemak, ujung saraf tepi, pembuluh darah dan pembuluh getah bening.

untuk lebih lanjut silakan baca Histologi Kulit

Fungsi kulit

Kulit memiliki banyak fungsi, yang berguna dalam menjaga homeostasis tubuh. Fungsi-fungsi tersebut dapat dibedakan menjadi fungsi proteksi, absorpsi, ekskresi, persepsi, pengaturan suhu tubuh (termoregulasi), dan  pembentukan vitamin D.

1. Fungsi proteksi

Kulit menyediakan proteksi terhadap tubuh dalam berbagai cara sebagai yaitu berikut:

-          Keratin melindungi kulit dari mikroba, abrasi (gesekan), panas, dan zat kimia. Keratin merupakan struktur yang keras, kaku, dan tersusun rapi dan erat seperti batu bata di permukaan kulit.

-          Lipid yang dilepaskan mencegah evaporasi air dari permukaan kulit dan dehidrasi; selain itu juga mencegah masuknya air dari lingkungan luar tubuh melalui kulit.

-          Sebum yang berminyak dari kelenjar sebasea mencegah kulit dan rambut dari kekeringan serta mengandung zat bakterisid yang berfungsi membunuh bakteri di permukaan kulit. Adanya sebum ini, bersamaan dengan ekskresi keringat, akan menghasilkan mantel asam dengan kadar pH 5-6.5 yang mampu menghambat pertumbuhan mikroba.

-          Pigmen melanin melindungi dari efek dari sinar UV yang berbahaya. Pada stratum basal, sel-sel melanosit melepaskan pigmen melanin ke sel-sel di sekitarnya. Pigmen ini bertugas melindungi materi genetik dari sinar matahari, sehingga materi genetik dapat tersimpan dengan baik. Apabila terjadi gangguan pada proteksi oleh melanin, maka dapat timbul keganasan.

-          Selain itu ada sel-sel yang berperan sebagai sel imun yang protektif. Yang pertama adalah sel Langerhans, yang merepresentasikan antigen terhadap mikroba. Kemudian ada sel fagosit yang bertugas memfagositosis mikroba yang masuk melewati keratin dan sel Langerhans.

2. Fungsi absorpsi

Kulit tidak bisa menyerap air, tapi bisa menyerap material larut-lipid seperti vitamin A, D, E, dan K, obat-obatan tertentu, oksigen dan karbon dioksida. Permeabilitas kulit terhadap oksigen, karbondioksida dan uap air memungkinkan kulit ikut mengambil bagian pada fungsi respirasi. Selain itu beberapa material toksik dapat diserap seperti aseton, CCl₄, dan merkuri. Beberapa obat  juga dirancang untuk larut lemak, seperti kortison, sehingga mampu berpenetrasi ke kulit dan melepaskan antihistamin di tempat peradangan.

Kemampuan absorpsi kulit dipengaruhi oleh tebal tipisnya kulit, hidrasi, kelembaban, metabolisme dan jenis vehikulum. Penyerapan dapat berlangsung melalui celah antarsel atau melalui muara saluran kelenjar; tetapi lebih banyak yang melalui sel-sel epidermis daripada yang melalui muara kelenjar.

3. Fungsi ekskresi

Kulit juga berfungsi dalam ekskresi dengan perantaraan dua kelenjar eksokrinnya, yaitu kelenjar sebasea dan kelenjar keringat:

- Kelenjar sebasea

Kelenjar sebasea merupakan kelenjar yang melekat pada folikel rambut dan melepaskan lipid yang dikenal sebagai sebum menuju lumen. Sebum dikeluarkan ketika muskulus arektor pili berkontraksi menekan kelenjar sebasea sehingga sebum dikeluarkan ke folikel rambut lalu ke permukaan kulit. Sebum tersebut merupakan campuran dari trigliserida, kolesterol, protein, dan elektrolig. Sebum berfungsi menghambat pertumbuhan bakteri, melumasi dan memproteksi keratin.

- Kelenjar keringat

Walaupun stratum korneum kedap air, namun sekitar 400 mL air dapat keluar dengan cara menguap melalui kelenjar keringat tiap hari. Seorang yang bekerja dalam ruangan mengekskresikan 200 mL keringat tambahan, dan bagi orang yang aktif jumlahnya lebih banyak lagi. Selain mengeluarkan air dan panas, keringat juga merupakan sarana untuk mengekskresikan garam, karbondioksida, dan dua molekul organik hasil pemecahan protein yaitu amoniak dan urea.

Terdapat dua jenis kelenjar keringat, yaitu kelenjar keringat apokrin dan kelenjar keringat merokrin.

-       Kelenjar keringat apokrin terdapat di daerah aksila, payudara dan pubis, serta aktif pada usia pubertas dan menghasilkan sekret yang kental dan bau yang khas. Kelenjar keringat apokrin bekerja ketika ada sinyal dari sistem saraf dan hormon sehingga sel-sel mioepitel yang ada di sekeliling kelenjar berkontraksi dan menekan kelenjar keringat apokrin. Akibatnya kelenjar keringat apokrin melepaskan sekretnya ke folikel rambut lalu ke permukaan luar.

-       Kelenjar keringat merokrin (ekrin) terdapat di daerah telapak tangan dan kaki. Sekretnya mengandung  air, elektrolit, nutrien organik, dan sampah metabolisme. Kadar pH-nya berkisar 4.0 – 6.8. Fungsi dari kelenjar keringat merokrin adalah mengatur temperatur permukaan, mengekskresikan air dan elektrolit serta melindungi dari agen asing dengan cara mempersulit perlekatan agen asing dan menghasilkan dermicidin, sebuah peptida kecil dengan sifat antibiotik.

4. Fungsi persepsi

Kulit mengandung ujung-ujung saraf sensorik di dermis dan subkutis. Terhadap rangsangan panas diperankan oleh badan-badan Ruffini di dermis dan subkutis. Terhadap dingin diperankan oleh badan-badan Krause yang terletak di dermis, badan taktil Meissner terletak di papila dermis berperan terhadap rabaan, demikian pula badan Merkel Ranvier yang terletak di epidermis. Sedangkan terhadap tekanan diperankan oleh badan Paccini di epidermis. Saraf-saraf sensorik tersebut lebih banyak jumlahnya di daerah yang erotik.

5. Fungsi pengaturan suhu tubuh (termoregulasi)

Kulit berkontribusi terhadap pengaturan suhu tubuh (termoregulasi) melalui dua cara: pengeluaran keringat dan menyesuaikan aliran darah di pembuluh kapiler. Pada saat suhu tinggi, tubuh akan mengeluarkan keringat dalam jumlah banyak serta memperlebar pembuluh darah (vasodilatasi) sehingga panas akan terbawa keluar dari tubuh. Sebaliknya, pada saat suhu rendah, tubuh akan mengeluarkan lebih sedikit keringat dan mempersempit pembuluh darah (vasokonstriksi) sehingga mengurangi pengeluaran panas oleh tubuh.

6. Fungsi pembentukan vitamin D

Sintesis vitamin D dilakukan dengan mengaktivasi prekursor 7 dihidroksi kolesterol dengan bantuan sinar ultraviolet. Enzim di hati dan ginjal lalu memodifikasi prekursor dan menghasilkan calcitriol, bentuk vitamin D yang aktif. Calcitriol adalah hormon yang berperan dalam mengabsorpsi kalsium makanan dari traktus gastrointestinal ke dalam pembuluh darah.

Walaupun tubuh mampu memproduksi vitamin D sendiri, namun belum memenuhi kebutuhan tubuh secara keseluruhan sehingga pemberian vitamin D sistemik masih tetap diperlukan.

Pada manusia kulit dapat pula mengekspresikan emosi karena adanya pembuluh darah, kelenjar keringat, dan otot-otot di bawah kulit.

Keratinisasi kulit

Keratinisasi merupakan suatu proses pembentukan lapisan keratin dari sel-sel yang membelah. Keratinosit dimulai dari sel basal mengadakan pembelahan, lalu sel basal akan berpindah ke atas dan berubah bentuknya menjadi sel spinosum, makin ke atas sel menjadi makin gepeng dan bergranula menjadi sel granulosum. Makin lama inti menghilang, mengalami apoptosis dan menjadi sel tanduk yang amorf. Sel-sel yang sudah mengalami keratinisasi akan meluruh dan digantikan dengan sel di bawahnya yang baru saja mengalami keratinisasi untuk kemudian meluruh kembali, begitu seterusnya. Proses ini memakan waktu sekitar empat minggu untuk epidermis dengan ketebalan 0.1 mm. Apabila kulit di lapisan terluar tergerus, seperti pada abrasi atau terbakar, maka sel-sel basal akan membelah lebih cepat. Mekanisme pertumbuhan ini terutama dipengaruhi oleh hormon epidermal growth factor (EPF).

Pembentukan warna pada kulit

Warna pada kulit dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu pigmentasi epidermis dan sirkulasi kapiler yang ada di lapisan dermis.

Pigmentasi epidermis dipengaruhi oleh dua pigmen, yaitu karoten dan melanin

-          Karoten merupakan pigmen merah-jingga yang berakumulasi di epidermis. Paling banyak terdapat di stratum korneum pada orang berkulit terang, juga di jaringan lemak pada lapisan dermis dan subkutis. Perubahan warna yang diakibatkan oleh karoten paling terlihat pada orang berkulit pucat, sedangkan pada orang berkulit gelap sulit terlihat. Karoten dapat dikonversi menjadi vitamin A yang diperlukan untuk pemeliharaan epitel dan sintesis fotoreseptor di mata.

-          Melanin merupakan pigmen kuning-coklat, atau hitam yang diproduksi oleh melanosit. Melanosit sendiri berada di antara sel-sel basal dan memiliki juluran ke sel-sel di atasnya. Perbandingan jumlah melanosit dan sel basal bervariasi, mulai dari 1:20 sampai 1:4. Badan Golgi melanosit membentuk melanin dari tyrosin dengan bantuan Cu dan oksigen, lalu mengemasnya menjadi vesikel-vesikel melanosom. Melanosom ini akan dihantarkan melalui juluran melanosit dan mewarnai sel-sel keratin di atasnya sampai didegradasi oleh lisosom.

Jumlah melanosit baik pada orang kulit hitam maupun kulit putih adalah sama, yang berbeda adalah aktivitas dan produksi pigmennya (melanosit). Pada orang kulit pucat transfer melanosom hanya sebatas stratum spinosum, sedangkan pada orang berkulit gelap melanosom dapat dihantarkan hingga ke stratum granulosum.

Sirkulasi darah yang ada di dalam pembuluh kapiler pada dermis juga berperan dalam menentukan warna kulit. Hemoglobin yang fungsinya untuk mengangkut oksigen adalah bersifat pigmen. Ketika berikatan dengan oksigen, hemoglobin akan berwarna merah terang sehingga memberikan pewarnaan merah pada pembuluh kapiler. Ketika pembuluh-pembuluh tersebut mengalami dilatasi, maka warna merah pada kulit akan semakin jelas. Contohnya jika saat suhu tubuh sedang tinggi, maka pembuluh darah akan melebar untuk melepaskan panas dan pada saat yang sama akan menimbulkan citra merah pada kulit tersebut. Sebaliknya ketika suplai darah berkurang (misalnya pada gagal jantung) maka kulit akan berubah relatif pucat akibat penyempitan pembuluh kapiler.

Efek penuaan pada kulit

Usia yang menginjak 40 tahun akan memberi gambaran penuaan berupa perubahan-perubahan tertentu pada kulit. Kebanyakan perubahan tersebut terjadi di lapisan dermis.

-       Fibroblas, yang memproduksi serat kolagen dan elastin, akan mengalami penurunan jumlah dalam proses penuaan. Serat kolagen menjadi berkurang, mengeras, dan terurai ke dalam bentuk yang tidak beraturan. Sedangkan serat elastin menjadi kehilangan elastisitasnya, menebal dan robek. Sehingga kulit pada penuaan akan menghasilkan gambaran celah yang disebut sebagai kerut.

-       Sel-sel Langerhans akan berkurang jumlahnya dan makrofag menjadi kurang aktif sehingga menurunkan aktifitas imun pada kulit.

-       Produksi keringat berkurang dan kelenjar sebasea akan mengecil sehingga produksi sebum akan berkurang menyebabkan kulit menjadi kering dan lebih rentan terhadap infeksi (karena mantel asam tidak efektif).

-       Melanosit fungsional akan berkurang sehingga menyebabkan rambut berwarna putih (uban) dan pigmentasi yang atipikal. Sedangkan beberapa melanosit lain akan mengalami pembesaran dan menghasilkan ruam-ruam pigmen.

-       Dinding pembuluh darah dermis menjadi lebih tebal dan kurang permeabel.

-       Jaringan lemak adiposa menjadi longgar.

-       Proses migrasi sel basal menjadi sel permukaan berjalan lebih lambat, sehingga penyembuhan apabila ada cedera juga menjadi lama.

Proses perbaikan pada kulit yang cedera

Kerusakan (cedera) pada kulit akan memicu suatu sekuens yang akan memperbaiki jaringan yang rusak. Terdapat dua jenis penyembuhan: (1) penyembuhan epidermis untuk cedera yang tidak terlalu dalam dan (2) penyembuhan mendalam, yaitu apabila cedera tidak hanya merusak jaringan epidermis saja, tapi juga ikut merusak jaringan dermis dan subkutan.

1. Penyembuhan epidermis

Penyembuhan epidermis terjadi apabila cedera terdapat hanya sebatas epidermis. Sel-sel basal yang dipisahkan oleh daerah cedera akan menyatu, dan berkembang mengisi daerah yang mengalami cedera. Mekanisme pengisian daerah cedera ini diperantarai oleh EGF (epidermal growth factor) yang akan menyebabkan sel basal berproliferasi dan menyebabkan penebalan epidermis yang rusak.

2. Penyembuhan mendalam

Penyembuhan mendalam terjadi apabila cedera meliputi hingga ke daerah dermis dan subkutis. Karena cederanya lebih luas dibandingkan dengan cedera epidermis saja, maka proses penyembuhannya lebih kompleks dibanding penyembuhan epidermis. Selain itu, terbentuknya jaringan parut dapat membuat daerah penyembuhan kehilangan fungsi fisiologisnya. Penyembuhan mendalam ini meliputi empat fase:

-          Fase inflamatorik

Pada fase inflamatorik, terjadi peristiwa inflamasi (respons selular dan vaskular) yang meliputi antara lain vasodilatasi, peningkatan permeabilitas pembuluh darah, serta rekrutmen sel-sel fagosit untuk mengeliminasi agen penyebab cedera/jejas. Selain itu pada fase inflamatorik juga terjadi penggumpalan darah untuk menyatukan daerah yang terpisah akibat cedera.

-          Fase migratorik

Pada fase migratorik, terjadi perpindahan fibroblas untuk membentuk jaringan parut. Juga akan terbentuk keropeng di daerah cedera.

-          Fase proliferatif

Pada fase proliferatif, terjadi pertumbuhan sel-sel epitel di bawah keropeng, deposisi fibroblas yang semakin banyak dan pembentukan kapiler-kapiler baru.

-          Fase maturasi

Pada fase maturasi, keropeng yang terbentuk akan meluruh dan digantikan dengan jaringan sehat dan kulit kembali ke ketebalannya semula. Kolagen menjadi lebih tersusun, fibroblas berkurang, dan kapiler darah telah normal kembali.

Hubungan fisiologi kulit dengan organ-organ lain

Sistem kulit membentuk permukaan eksternal tubuh dan melindungi dari dehidrasi, kimia lingkungan, dan pajanan terhadap agen asing. Sistem kulit dipisahkan dari sistem tubuh yang lain oleh jaringan subkutan namun tetap terhubung dengan sistem tubuh yang lain dengan sistem sirkulasi, limfatik serta sistem saraf. Hasilnya, aktifitas fisiologis kulit selalu terintegrasi dengan sistem-sistem tubuh yang lain.

1. Sistem skeletal

-          Kulit mengaktifkan vitamin D₃ (calcitriol) yang akan membantu penyerapan kalsium dan fosfor di saluran cerna. Kalsium dan fosfor berfungsi unuk membangun dan memelihara tulang.

-          Sistem skeletal menyediakan dukungan struktural untuk kulit.

2. Sistem muskular

-          Kulit, melalui produksi vitamin D (calcitriol) membantu menyediakan ion kalsium yang berguna untuk kontraksi otot.

-          Kontraksi otot di daerah kulit muka menghasilkan ekspresi wajah.

3. Sistem saraf

-          Ujung saraf pada kulit akan menghantarkan sinyal terkait sentuhan, tekanan, suhu, dan nyeri.

-          Sistem saraf pusat mengatur aliran darah dan pengeluaran keringat untuk termoregulasi.

-          Sistem saraf menstimulasi kontraksi muskulus arektor pili untuk menegakkan rambut.

4. Sistem endokrin

-          Keratinosit pada kulit membantu mengaktivasi vitamin D menjadi calcitriol, sebuah hormon yang mempermudah penyerapan kalsium dan fosfor di saluran cerna.

-          Hormon seks menstimulasi aktivitas kelenjar sebasea, mempengaruhi pertumbuhan, distribusi lemak subkutan, dan aktifitas kelenjar keringat.

-          Hormon adrenal mengatur aliran darah di dermis dan membantu memobilisasi lemak di adiposit.

5. Sistem kardiovaskular

-          Perubahan kimia setempat di kulit (dermis) akan menyebabkan perubahan vaskular (melebar atau menyempit) yang mempengaruhi aliran darah setempat.

-          Sistem kardiovaskular menyediakan oksigen dan nutrien, menghantarkan hormon dan sel-sel imun.

-          Pembuluh darah menghantarkan karbondioksida, sampah metabolisme, dan toksin.

-          Sistem kardiovaskular menyediakan panas untuk mengatur suhu kulit.

6. Sistem limfatik dan imunologi

-          Kulit adalah pertahanan pertama dalam imunitas, menyediakan sawar mekanik dan sekret kimia untuk menghalau penetrasi mikroba.

-          Sel-sel Langerhans pada epidermis berperan dalam imunologi dengan cara pengenalan antigen terhadap agen asing.

-          Makrofag memfagosit mikroba yang berhasil mempenetrasi permukaan kulit.

-          Sistem limfatik melindungi integumen dengan menyediakan makrofag tambahan dan memobilisasi limfosit.

7. Sistem pernapasan

-          Rambut hidung berfungsi menyaring partikel debu dari udara yang dihirup.

-          Stimulasi pada ujung saraf nyeri dapat mengubah laju pernapasan.

-          Sistem pernapasan menyediakan oksigen untuk jaringan dan mengeliminasi karbondioksida.

8. Sistem pencernaan

-          Kulit mengaktifkan vitamin D₃ (calcitriol) yang akan membantu penyerapan kalsium dan fosfor di saluran cerna.

-          Sistem pencernaan menyediakan nutrien untuk sel dan simpanan lipid di adiposit.

9. Sistem saluran kemih

-          Ginjal menerima sebagian hormon vitamin D dari kulit dan mengubahnya menjadi calcitriol

-          Ekskresi sampah metabolisme melalui kelenjar keringat turut berperan dalam menentukan jumlah ekskresi melalui tubulus ginjal.

10.  Sistem reproduksi

-          Ujung saraf di kulit dan subkutan berespon terhadap stimulus erotik dan berkontribusi terhadap kepuasan seksual.

-          Gerakan menghisap bayi pada puting susu ibu menstimulasi ujung saraf di kulit dan menyebabkan keluarnya ASI.

-          Kelenjar susu (modifikasi dari kelenjar keringat) memproduksi ASI.

-          Kulit mengalami pelebaran (hiperplasia) selama kehamilan terkait pertumbuhan fetus.

-          Hormon-hormon seks mempengaruhi distribusi rambut, sel adiposa dan perkembangan kelenjar payudara.

Referensi

1. Djuanda A. Ilmu Penyakit Kulit dan Kelamin. 5^th ed. Jakarta: Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia; 2007. p. 7-8.
2. Martini F. Fundamentals of Anatomy and Physiology. 7^th ed. USA: Pearson Education Inc; 2006. p. 153-78.
3. Tortora G, Derrickson B. Principles of Anatomy and Physiology. 11^th ed. USA: John Wiley & Sons Inc; 2006. p. 145-70.