Bằng cách nào đó chúng ta thay thế hoàn toàn lớp ngoài cùng của da theo chu kì hai đến bốn tuần một lần nhưng nó lại không làm da bị thủng hay rò rỉ. Và hiện tại các nhà khoa học cho biết họ đã khám phá ra nguyên nhân. Da được hình thành từ sự sắp xếp độc đáo của các hình có tên gọi tetrakaidecahedrons, các tetrakaidecahedrons không bao giờ để lại khoảng trống ngay cả khi các tế bào riêng lẻ bị tróc đi.

Reiko Tanaka, thành viên nghiên cứu đến từ trường đại học hoàng gia Luân Đôn cho biết: "Nghiên cứu cũng giúp chúng ta xem xét liệu các tế bào cấu tạo nên làn da có thể chuyển đến một cơ chế nhằm thực hiện vai trò của loại keo gắn các tế bào với nhau, đảm bảo rằng da chúng ta duy trì được trạng thái toàn vẹn của nó".

Tanaka và nhóm nghiên cứu của bà quyết định nghiên cứu các lớp khác nhau tạo nên các lớp biểu bì ở động vật có vú – màng ngăn của da. Các nghiên cứu trước đó đã cho thấy rằng các lớp biểu bì ở động vật có vú có hai màng ngăn vật lý chính trong hai lớp trên cùng của biểu bì.

Gần ngoài bề mặt là một màng ngăn của không khí lỏng được tạo thành bởi lớp ngoài cùng của da, gọi là lớp sừng và bên dưới là một giao diện chất lỏng – lỏng hình thành bởi các mối nối rất chặt. Các nhà khoa học từ lâu đã nghiên cứu các lớp ngoài cùng của biểu bì nơi liên tục thải ra các tế bào da chết và thay thế chúng bằng các tế bào mới hơn, khỏe mạnh hơn.

Da đào thải hàng triệu tế bào mỗi ngày nhưng lại không để rò rỉ máu hay mồ hôi. (Ảnh: slminneman/Flickr).

Tầng granulosum là rất quan trọng nhằm đảm bảo rằng da chúng ta không bị rò rỉ, bởi vì nó là lớp nơi mà các mối nối chặt chẽ được tạo thành và lớp ngoài cùng của da không thể hình thành mà không có nó. Các tầng granulosum cũng đóng vai trò rất lớn trong quá trình đào thải da chết.

Đối với động vật có vú, để đào thải lớp ngoài cùng của da, các tế bào da mới phải liên tục được sản sinh tại các lớp thấp nhất của biểu bì trước khi chúng di chuyển vào tầng granulosum. Tại đây, chúng thay thế các tế bào da cũ, sau đó đẩy vào lớp ngoài cùng của biểu bì đào thải.

Cho đến nay, không ai có thể tìm ra cách chính xác các tế bào granulosum có thể được thay thế mà không phá vỡ các mối nối nhằm đảm bảo chúng không làm rò rỉ chất dịch cơ thể ra khắp mọi nơi.

Tanaka và nhóm nghiên cứu sử dụng một công nghệ hình ảnh mang tên kính hiển vi tiêu điểm để kiểm tra các tế bào tầng granulosum bên trong tai của chuột và thấy rằng hình dạng của các tế bào này là rất quan trọng đối với loại màng ngăn mà chúng hình thành.

Trong khi các thí nghiệm được thực hiện trên loài chuột, các lớp biểu bì ở động vật có vú là tương tự nhau, đặc biệt là các lớp sâu hơn.

Các nhà nghiên cứu nói rằng corneocytes – một loại tế bào da ở lớp ngoài cùng của biểu bì ở người đa dạng hơn ở chuột. Mô hình tetrakaidecahedron vẫn được áp dụng và có thể tạo nên sự khác biệt lớn trong nghiên cứu tình trạng da ở người.

Nhóm nghiên cứu cho biết việc hiểu biết sâu hơn về cách thức các biểu bì ở động vật có vú duy trì các liên kết chặt chẽ có thể giải thích những nguyên nhân gốc rễ của các bệnh mãn tính về da như eczema và bệnh vảy nến, các căn bệnh phổ biến nhưng lại khó khăn trong điều trị.

Các nhà nghiên cứu giải thích: "Việc trục trặc trong sản sinh các mối nối có thể là một yếu tố góp phần giải thích tại sao một số người mắc bệnh như eczema, nơi màng ngăn da bị suy yếu dẫn tới sự xâm nhập của vi khuẩn, trầy xước và nhiễm trùng sâu. Trong trường hợp khác, việc thất bại trong màng ngăn lồng vào nhau giữa các tế bào - các mối liên kết chặt chẽ - có thể phần nào giải thích tại sao trong bệnh vảy nến có một sự dư thừa các tế bào biểu bì, gây ra các bản vá lỗi dày trên bề mặt da".

Nhóm nghiên cứu hiện đang lên kế hoạch nhằm xác định độ dày của da trong các lớp biểu bì và cách thức cân bằng giữa việc tăng trưởng và đào thải của tế bào để nhận biết nguồn gốc các lỗi hoặc trục trặc xảy ra.