Anatomi Fisiologi Kulit (Integumen)

Kulit adalah lapisan luar yang lembut dari vertebrata yang melindungi otot, tulang, ligamen, dan organ internal di bawahnya.

Peran utama kulit adalah membantu melindungi jaringan dan organ tubuh lainnya dari kerusakan fisik seperti lecet, kerusakan kimiawi seperti deterjen, dan kerusakan biologis akibat mikroorganisme. Kulit menahan sehinga  tidak dapat masuk ke tubuh jika ada kulit yang sehat dan utuh.

 Image By Tomáš Kebert & umimeto.org on Wikimedia.org

Lapisan Kulit

Kulit kita terbuat dari tiga lapisan umum. Dalam urutan dari yang paling dangkal hingga yang paling dalam adalah epidermis, dermis, dan jaringan subkutan.

1. Epidermis

Epidermis adalah lapisan terluar dari kulit kita, yang kita lihat dengan mata. Lapisan ini tidak mengandung suplai darah sendiri, itulah sebabnya iritasi pada lapisan ini tidak menyebabkan pendarahan meskipun kehilangan banyak sel dalam prosesnya, contohnya saat bercukur. Dengan asumsi,  iritasi tidak sampai mengenai lapisan dibawahnya yaitu lapisan dermis, dimana sudah ada pembuluh darah.

Epidermis sendiri terbagi menjadi setidaknya empat bagian terpisah. Sedangkan lapisan kelima (stratum lucideum) hanya terdapat di beberapa bagian tubuh saja. Dalam urutan dari lapisan epidermis yang paling dalam sampai yang paling dangkal, lapisan-lapisan ini (stratum) adalah:

a. Stratum Basale

Di sinilah sel terpenting kulit, yang disebut keratinosit, terbentuk sebelum naik ke permukaan epidermis dan dibuang ke lingkungan sebagai sel kulit mati.

Lapisan ini juga mengandung melanosit, sel yang sebagian besar bertanggung jawab untuk menentukan warna kulit kita dan melindungi kulit kita dari efek berbahaya radiasi UV. Efek berbahaya ini termasuk luka bakar dalam jangka pendek dan kanker dalam jangka panjang.

Stratum basale, juga disebut stratum germinativum, adalah lapisan basal (dasar) epidermis. Ini adalah lapisan yang paling dekat dengan suplai darah yang terletak di bawah epidermis.

Lapisan ini paling penting karena ia mengandung satu-satunya sel epidermis yang dapat membelah melalui proses mitosis, yang berarti sel kulit berkecambah di sini, maka kata germinativum.

Pada lapisan ini, sel epidermis yang paling banyak, yang disebut keratinosit, muncul berkat mitosis. Keratinosit menghasilkan protein terpenting dari epidermis.

Protein ini tepat disebut keratin. Keratin membuat kulit kita kuat dan memberi kita perlindungan yang sangat dibutuhkan dari mikroorganisme, kerusakan fisik, dan iritasi kimiawi.

Jutaan sel baru ini muncul di stratum basale setiap hari. Sel-sel yang baru diproduksi mendorong sel-sel yang lebih tua ke lapisan atas epidermis seiring waktu. Saat sel-sel yang lebih tua ini bergerak ke permukaan, mereka mengubah bentuk, inti, dan komposisi kimianya. Perubahan ini, sebagian, memberikan karakteristik unik pada stratum.

b. Stratum Spinosum dan Granulosum

Dari stratum basale, keratinosit berpindah ke stratum spinosum, disebut lapisan karena sel-selnya berbentuk sel berduri. Stratum spinosum sebagian bertanggung jawab atas kekuatan dan kelenturan kulit.

Dari situ keratinosit berpindah ke lapisan berikutnya, yang disebut stratum granulosum. Lapisan ini mendapatkan namanya dari fakta bahwa sel yang terletak di sini mengandung banyak butiran.

Keratinosit menghasilkan banyak keratin di lapisan ini. Proses ini dikenal sebagai keratinisasi. Keratinosit menjadi lebih datar, lebih rapuh, dan juga kehilangan nukleusnya. Lapisan ini memberi kekuatan sekaligus fleksibilitas kulit.

c. Stratum Lucideum

Setelah keratinosit meninggalkan stratum granulosum, mereka mati dan membantu membentuk stratum lucidum. Kematian ini terjadi sebagian besar sebagai akibat dari jarak keratinosit dari suplai darah yang kaya, sel-sel stratum basale terletak di atas. Tanpa nutrisi dan oksigen, keratinosit mati saat didorong ke permukaan kulit kita.

Stratum lucidum adalah lapisan yang namanya berasal dari penampakan jernih, bening  dan transparan jika di lihat pada mikroskop. Lapisan ini hanya mudah ditemukan di bagian tubuh kita yang tidak berbulu, yaitu telapak tangan dan telapak kaki kita. Artinya, tempat-tempat di mana kulit kita biasanya paling tebal.

d. Stratum korneum

Dari stratum lucidum, keratinosit memasuki lapisan berikutnya, yang disebut stratum korneum (lapisan tanduk yang diisi dengan sel kornifikasi). Ini satu-satunya lapisan kulit yang kita lihat dengan mata kita.

Keratinosit di lapisan ini disebut corneocytes, hampir tidak memiliki kandungan air dan sama sekali tidak memiliki inti sel. Mereka adalah sel kulit mati yang diisi dengan keratin protein keras. 

Korneosit berfungsi sebagai lapisan pelindung yang keras terhadap trauma lingkungan, seperti lecet, cahaya, panas, bahan kimia, dan mikroorganisme. Sel-sel stratum korneum juga dikelilingi oleh lipid (lemak) yang juga membantu mengusir air. Corneocytes ini akhirnya terlepas ke lingkungan dan menjadi bagian dari ketombe di rambut kita atau debu di sekitar kita.

Lapisan ini terdiri dari banyak sel kulit mati yang  mudah terkelupas dan terbuang lingkungan  sekitar. Sel-sel ini ditemukan dalam debu di seluruh rumah. Sifat lapisan ini adalah hidrofobik  yaitu  cenderung  tidak berikatan dengan air.

Keseluruhan siklus ini, dari keratinosit baru di straum basale hingga sel mati yang terkelupas di udara, membutuhkan waktu antara 25–45 hari.

2. Dermis

Di bawah epidermis terletak dermis. Dermis mengandung:

• Pembuluh darah yang menutrisi kulit dengan oksigen dan nutrisi. Pembuluh darah juga memungkinkan sel sistem kekebalan datang ke kulit untuk melawan infeksi. Pembuluh darah ini  juga membantu membawa produk limbah.

• Saraf yang membantu kita menyampaikan sinyal yang datang dari kulit. Sinyal tersebut meliputi sentuhan, suhu, tekanan, nyeri, dan gatal.

• Berbagai kelenjar.

• Folikel rambut.

• Kolagen, protein yang bertugas memberi kekuatan pada kulit dan sedikit elastisitas.

Lapisan papiler menyediakan lapisan di atasnya, epidermis, nutrisi untuk menghasilkan sel kulit yang disebut keratinosit. Ini juga membantu mengatur suhu kulit kita dan tubuh secara keseluruhan.

Pasokan nutrisi dan pengaturan suhu terjadi berkat jaringan pembuluh darah yang luas di lapisan ini. Pembuluh darah ini juga membantu menghilangkan produk limbah seluler yang sebaliknya akan membunuh sel kulit jika dibiarkan menumpuk.

Warna merah muda pada kulit individu berkulit terang disebabkan oleh pembuluh darah yang ditemukan di sini. Faktanya, saat Anda tersipu, pelebaran pembuluh darah inilah yang menyebabkan Anda memerah. Proyeksi tidak rata yang ditemukan di lapisan ini, yang disebut papila dermal, juga membentuk sidik jari.

Lapisan retikuler berfungsi untuk memperkuat kulit dan juga memberikan elastisitas pada kulit kita. Elastisitas mengacu pada bagaimana kulit kita dapat kembali ke bentuk semula jika berubah bentuk karena terjepit. 

Kelenjar keringat bisa berupa apokrin, seperti yang ditemukan di ketiak dan selangkangan, atau kelenjar ekskrin, yang ditemukan di seluruh tubuh. Yang pertama membantu berkontribusi pada bau badan (bersama dengan bakteri di kulit kita), dan yang terakhir membantu mengatur suhu tubuh kita melalui proses penguapan.

Kelenjar sebasea yang ditemukan di dermis mengeluarkan zat yang disebut sebum yang membantu melumasi dan melindungi kulit kita dari kekeringan.

Dermis juga mengandung:

• Ujung saraf yang mengirimkan berbagai rangsangan seperti nyeri, gatal, tekanan, dan suhu.

• Pembuluh limfatik yang mengangkut sel sistem kekebalan, sel yang membantu menghancurkan organisme menular yang mungkin masuk ke tubuh kita melalui goresan pada kulit.

• Kolagen, protein yang membantu memperkuat kulit kita, dan elastin, protein yang membantu menjaga kulit kita tetap fleksibel.

3. Jaringan Subkutan

Lapisan kulit yang paling dalam disebut lapisan subkutan, subkutis, atau hipodermis. Seperti dermis, lapisan tersebut mengandung pembuluh darah dan saraf karena alasan yang hampir sama.

Yang penting, subkutis mengandung lapisan lemak. Lapisan lemak ini bekerja di sepanjang pembuluh darah untuk menjaga suhu tubuh yang sesuai. Lapisan lemak di sini berfungsi sebagai bantalan terhadap trauma fisik pada organ dalam, otot, dan tulang.

Selain itu, tubuh akan beralih ke lemak ini pada saat kelaparan untuk memberikan kekuatan pada berbagai prosesnya, terutama fungsi otak.

Warna Kulit

Warna kulit sangat ditentukan oleh pigmen yang disebut melanin tetapi ada hal lain yang terlibat. Kulit Anda terdiri dari tiga lapisan utama, dan yang paling dangkal disebut epidermis. Epidermis sendiri terdiri dari beberapa lapisan berbeda.

Lapisan epidermis terdalam disebut stratum basale atau stratum germinativum. Di lapisan ini terdapat sel-sel penting yang disebut melanosit. Nama mereka berasal dari dua bagian: "melano" yang artinya hitam atau gelap, dan "cyte", yang artinya sel.

Melanosit adalah sel berbentuk tidak teratur yang menghasilkan dan menyimpan pigmen yang disebut melanin. Jenis melanin yang paling melimpah disebut eumelanin. Pigmen ini disimpan dalam organel yang disebut melanosom.

Eumelanin bertanggung jawab atas pigmentasi coklat dan hitam pada kulit manusia atau kekurangannya jika sedikit diproduksi. Produksi melanin disebut melanogenesis . Genesis berarti pembentukan atau perkembangan.

Bagaimana Warna Kulit Ditentukan

Terlepas dari latar belakang etnis, setiap orang sebagian besar memiliki jumlah melanosit yang sama, tetapi genetika setiap orang yang menentukan seberapa banyak melanin diproduksi dan bagaimana didistribusikan ke seluruh kulit. Misalnya, individu berkulit terang mungkin memiliki tempat yang lebih gelap pada area tubuh tertentu. Sebaliknya, individu berkulit gelap memiliki warna yang lebih terang di telapak tangan mereka.

Faktor penting lainnya, paparan sinar matahari, juga memicu produksi melanin. Inilah yang membuat kita menjadi cokelat. Melanin yang diproduksi sebagai respons terhadap sinar matahari melindungi kulit kita dan bagian tubuh lainnya dari efek berbahaya dari luka bakar matahari dan U.V yang memicu kanker dan radiasi.

Peran Keratinosit

Orang dengan kulit lebih gelap memiliki melanosit lebih aktif dibandingkan orang dengan kulit lebih terang. Namun, pigmen kulit kita juga melibatkan sel epidermis yang paling melimpah, keratinosit.

Sementara melanosit memproduksi, menyimpan, dan melepaskan melanin, keratinosit adalah penerima pigmen terbesar. Transfer melanin dari melanosit ke keratinosit terjadi berkat tentakel panjang, setiap melanosit meluas hingga 40 keratinosit.

Jika seseorang tidak dapat memproduksi melanin, mereka memiliki kondisi yang disebut albinisme.

Penentu Warna Kulit Lainnya

Selain melanin, faktor lain berperan secara umum atau warna kulit lokal. Ini termasuk:

• Jumlah karoten yang ditemukan di stratum korneum epidermis dan lapisan kulit terdalam, hipodermis. Karoten adalah pigmen kuning-oranye yang ditemukan pada wortel. Warna kulit Anda mungkin berubah jika Anda makan banyak makanan kaya karoten. Kulit bisa menguning karena faktor lain, yang disebut ikterus atau penyakit kuning, yang terjadi dengan penyakit hati yang serius. Dalam hal ini, pigmen empedu disimpan di dalam kulit dan memberikan warna kuning padanya.

• Jumlah hemoglobin jenuh oksigen yang ditemukan di pembuluh darah lapisan tengah kulit kita, dermis. Hemoglobin adalah pigmen protein yang mengandung zat besi dalam sel darah kita. Kurangnya saturasi oksigen membuat kulit menjadi lebih pucat, lebih abu-abu, atau lebih biru. Kulit juga bisa menjadi pucat akibat anemia (penurunan jumlah hemoglobin dan / atau sel darah merah), tekanan darah rendah, atau sirkulasi darah yang buruk.

• Sebaliknya, individu yang berkulit terang (dibandingkan dengan yang berkulit gelap) mungkin memiliki efek kemerahan pada kulit mereka berkat hemoglobin yang relatif lebih kaya oksigen yang mengalir melalui pembuluh darah dermis mereka. Kulit berwarna merah juga dapat terjadi akibat pembuluh darah di dalam atau di dekat kulit membesar atau melebar karena rasa malu, demam, alergi, atau pembengkakan.

• Kulit juga mungkin mengalami memar merah, hitam, biru, ungu, dan hijau. Hal ini akibat keluarnya darah ke jaringan sekitarnya. Saat darah (yaitu, hemoglobin) hancur dan diproses serta dikeluarkan oleh berbagai sel, memar tersebut berubah warna seiring waktu.

Fungsi Kulit

Struktur kulit dan aksesori yang terkait dengannya memiliki berbagai fungsi yang sangat penting bagi tubuh. Fungsi-fungsi ini mencakup melindungi tubuh dari invasi mikroorganisme, bahan kimia berbahaya, serta faktor-faktor lingkungan lainnya. 

Selain itu, kulit juga berperan dalam mencegah terjadinya dehidrasi, berfungsi sebagai organ indera, mengatur suhu tubuh, menjaga keseimbangan elektrolit, dan terlibat dalam proses sintesis vitamin D.

Dibawah lapisan kulit terdapat lapisan hipodermis yang memiliki peran penting dalam menyimpan lemak, membentuk "bantalan" di atas struktur-struktur di bawahnya, dan berfungsi sebagai isolator terhadap suhu dingin.

Perlindungan

Kulit berfungsi sebagai perisai pelindung bagi seluruh tubuh terhadap elemen-elemen luar yang bersumber dari lingkungan alam seperti angin, air, dan paparan sinar UV dari matahari. Kulit juga bertindak sebagai penghalang penting untuk mencegah kehilangan air dari tubuh  melalui adanya lapisan keratin dan glikolipid di stratum korneum. 

Selain itu, kulit juga berperan sebagai barisan pertama dalam melindungi tubuh dari potensi kerusakan akibat gesekan dengan benda kasar seperti pasir, mikroba yang berpotensi berbahaya, atau paparan bahan kimia yang beracun. 

Kelenjar keringat dalam kulit juga memiliki peran penting dalam mencegah pertumbuhan mikroba yang berlebihan di permukaan kulit, karena menghasilkan zat bernama dermicidin yang memiliki sifat antibiotik.

Fungsi Sensorik

Kemampuan untuk merasakan seekor semut merayapi kulit yang memungkinkan kita untuk menghindarinya sebelum tergigit merupakan salah satu kemampuan kulit. Pleksus akar rambut yang mengelilingi dasar folikel dapat mendeteksi gangguan, lalu informasi ini dikirimkan ke sistem saraf pusat. Sistem saraf pusat kemudian dapat merespons dengan mengaktifkan otot rangka di mata agar dapat melihat semut dan otot rangka tubuh lainnya untuk bertindak terhadap semut tersebut.

Kulit berfungsi sebagai organ indera karena lapisan-lapisan seperti epidermis, dermis, dan hipodermis mengandung struktur saraf sensorik khusus yang dapat mendeteksi sentuhan, suhu permukaan, dan rasa nyeri. 

Reseptor-reseptor ini lebih banyak terdapat pada ujung-ujung jari, yang sangat sensitif terhadap sentuhan. Beberapa contohnya adalah sel Meissner yang merespons sentuhan ringan dan sel Pacinian yang merespons getaran. Selain itu, sel-sel Merkel, yang tersebar di lapisan basal kulit, juga berfungsi sebagai reseptor sentuhan. 

Selain reseptor-reseptor khusus ini, terdapat juga saraf sensorik yang terhubung dengan setiap folikel rambut, serta reseptor nyeri dan suhu yang tersebar di seluruh kulit. Selain itu, terdapat juga saraf motorik yang mengendalikan otot-otot dan kelenjar arrector pili. Saraf-saraf ini membantu kita untuk merasakan lingkungan sekitar kita dan meresponsnya secara tepat.

Termoregulasi

Sistem integumen berperan penting dalam pengaturan suhu tubuh melalui keterhubungannya dengan sistem saraf simpatik, bagian dari sistem saraf yang berperan dalam respons "fight-or-flight" kita. Sistem saraf simpatik secara terus-menerus memantau suhu tubuh dan mengatur respons motorik yang sesuai.

Harap diingat bahwa kelenjar keringat, yang merupakan struktur tambahan pada kulit, berfungsi dengan cara mengeluarkan air, garam, dan zat lainnya untuk membantu mendinginkan tubuh saat suhu tubuh meningkat. 

Bahkan ketika tubuh tidak tampak berkeringat banyak, sekitar 500 ml keringat yang tidak terlihat akan dikeluarkan setiap hari. Namun, jika tubuh mengalami peningkatan suhu akibat kondisi panas, aktivitas fisik yang berat atau gabungan keduanya, sistem saraf simpatik akan merangsang kelenjar keringat untuk menghasilkan keringat dalam jumlah yang lebih besar, mencapai sekitar 0,7 hingga 1,5 liter per jam pada orang yang sedang aktif. Ketika keringat menguap dari permukaan kulit, tubuh akan menjadi lebih dingin seiring dengan hilangnya panas tubuh.

Selain proses berkeringat, arteri di lapisan dermis juga melebar sehingga kelebihan panas yang dibawa oleh darah dapat disalurkan melalui kulit dan dikeluarkan ke lingkungan sekitar. Hal ini sering mengakibatkan kemerahan pada kulit yang dialami oleh banyak orang saat mereka berolahraga.

Sebaliknya ketika suhu tubuh menurun, arteriol di kulit menyempit untuk mengurangi kehilangan panas, terutama pada ujung-ujung jari dan hidung. Penurunan sirkulasi ini bisa menyebabkan kulit menjadi pucat.

Walaupun suhu kulit menurun, mekanisme ini membantu mencegah kehilangan panas pasif sehingga organ dan struktur internal tubuh tetap tetap dalam kondisi hangat. Namun, jika suhu kulit turun secara drastis, seperti pada kondisi suhu lingkungan yang di bawah titik beku, upaya untuk menjaga panas inti tubuh ini bisa menyebabkan kondisi radang dingin.

Sintesis Vitamin D

Lapisan epidermis dalam kulit manusia memiliki kemampuan untuk mensintesis vitamin D ketika terpapar radiasi ultraviolet (UV). Saat sinar matahari mengenai kulit, suatu bentuk vitamin D yang dikenal sebagai kolekalsiferol (D3) disintesis dari turunan kolesterol steroid yang ada dalam kulit. 

Setelah itu, hati mengubah kolekalsiferol menjadi kalsidiol yang selanjutnya diubah menjadi kalsitriol (bentuk aktif kimia dari vitamin D) di ginjal. Vitamin D sangat penting untuk penyerapan kalsium dan fosfor dalam tubuh, yang merupakan faktor penting bagi kesehatan tulang.

Kurangnya paparan sinar matahari dapat menyebabkan kekurangan vitamin D dalam tubuh, yang pada gilirannya dapat menyebabkan kondisi yang dikenal sebagai rakhitis, yaitu kondisi yang menyakitkan di mana tulang anak-anak tidak dapat berkembang dengan baik karena kurangnya kalsium, yang dapat menyebabkan perubahan bentuk pada tulang seperti kaki bengkok. 

Orang dewasa yang kekurangan vitamin D juga dapat mengalami osteomalasia, di mana tulang mengalami pelunakan. Oleh karena itu, dalam masyarakat saat ini, vitamin D sering ditambahkan sebagai suplemen dalam berbagai makanan, termasuk susu dan jus jeruk untuk memenuhi kebutuhan akan vitamin D, terutama pada individu yang memiliki keterbatasan paparan sinar matahari.

Referensi :

• Joan M. Robinson, RN., MSN. 2009. Anatomy & Physiology – Made Incredibly Easy. 3rd Ed. Wolters Kluwer. Lippincott Williams & Wilkins.
• J. Gordon Betts, et. al. 2017. Anatomy & Physiology. Houston, Texas: Rice University. OpenStax.
• Sherwood L. 2007. Human Physiology: From Cells to Systems. 6th ed. Jakarta: EGC.
• Peate I & Nair M. Anatomy and Physiology For Nursing and Healthcare Students. Oxford: Wiley Blackwell