Физиология кожи: Физиология и функции кожи KOKO Dermaviduals

Физиология и функции кожи KOKO Dermaviduals

Флоранс Барретт-Хилл

   Эта статья позволит вам получить более глубокие знания в области физиологии сухой кожи и лучше понять принцип действия используемых вами кремов.

    Кожа — это физический барьер между организмом и окружающей средой. Нарушения в защитных системах кожного покрова и его фактические повреждения могут вызывать сухость и дерматит под воздействием воды, мыла, химикатов и суровых климатических условий.
    Устранение повреждений при помощи кремов возможно благодаря физическому и химическому взаимодействию между ингредиентами и защитными системами кожи. Это сложные для понимания механизмы, а поэтому необходимо иметь обширные знания о структуре и функциях кожи, чтобы понять, сможет ли крем улучшить ее состояние.

Физиология кожи: основы строения и функционирования

Два основных структурных слоя кожи – это дерма и эпидермис (рисунок 1).

    Эпидермис является внешним слоем, который служит физическим и химическим барьером между внутренней средой организма и окружающей средой.

    Дерма – это глубокий слой, обеспечивающий структурную поддержку кожи.

Эпидермис и роговой слой: строение и регенерация клеток кожи
    Эпидермис состоит из нескольких слоев постоянно обновляющихся клеток.
Клетки соединяются при помощи белковых мостиков – десмосом.
Нижний слой, прилегающий к дерме, состоит из способных к регенерации базальных клеток. При помощи полудесмосом они связаны с дермической эпидермальной мембраной.
    Кератиноциты — основной тип клеток эпидермиса, образующихся в базальном слое, чуть выше дермы. Это метаболически активные клетки с нормальными составляющими, такими как ядро и цитоплазма. Кератиноциты выполняют множество важных функций, включая производство кератина структурных белков. По мере того, как кератиноциты продвигаются вверх через эпидермис, они превращаются в нежизнеспособные корнеоциты в зернистом слое. Корнеоциты не имеют ядра и клеточной структуры. Форма корнеоцитов и их кератиновая структура позволяют сделать роговой слой более прочным. Всего насчитывается 10-30 прилегающих друг к другу слоев корнеоцитов.

    Толстая кожа ладоней и подошв имеет наибольшее число слоев связанных между собой корнеоцитов. Связь между ними обеспечивается с помощью белковых мостиков, называемых десмосомами.
    Двойной слой липидов окружает клетки в экстрацеллюлярном пространстве. Образованная в результате структура представляет собой естественный физический барьер, способный удерживать влагу.

Филагрин: распад клеток эпидермиса
    В процессе созревания живые клетки, перемещающиеся по направлению к роговому слою, начинают группировать белковые гранулы.
    Эти гранулы можно обнаружить в зернистом слое кожи, а состоят они из белка под названием филагрин. В клетках зернистого слоя начинается синтез филагрина и кератина: полученное в результате соединение устойчиво к протеолитическому распаду. По мере того, как дегенерирующие клетки перемещаются к внешнему слою кожи, энзимы расщепляют кератин-филагиновое соединение. Филагрин оказывается вне корнеоцита, а гидрофильный кератин остается внутри клеток рогового слоя. Когда кожа становится менее влажной, особые протеолитические ферменты начинают дальнейшее расщепление филагрина на свободные аминокислоты.

Естественный увлажняющий фактор: природная способность кожи удерживать влагу
     Свободные аминокислоты, наряду с такими биохимическими веществами, как молочная кислота, соли и мочевина, присутствуют в роговом слое эпидермиса. В совокупности эти вещества представляют «естественный увлажняющий фактор» (NMF) и являются гидроскопическими, то есть отвечают за поддержание влажности и упругости кожи посредством привлечения и удержания жидкости. В норме содержание воды в роговом слое составляет около 30%.
    Расщепление филагрина на аминокислоты происходит лишь в сухой коже, что служит для регуляции осмотического давления и количества удерживаемой жидкости. Потребность расщепления филагрина при влажных погодных условиях ниже, чем при сухих.

Формирование естественного увлажняющего фактора кожи:

1. Созревание и дифференцировка эпидермальных клеток в среднем слое кожи
2. Белок филагрин группируется в гранулы в зернистом слое кожи
3. Филагрин соединяется с кератином, образуя устойчивое к протеолитическому распаду соединение
4. Клетки теряют свою привычную структуру и становятся корнеоцитами, насыщенными белками кератина/филагрина
5. Корнеоциты перемещаются во внешний слой кожи
6. Ферменты расщепляют соединение кератин/филагрин на исходные элементы
Низкое содержание воды в роговом слое активирует протеолитические ферменты
7. Филагрин расщепляется на свободные аминокислоты
8. Наряду с другими веществами аминокислоты относятся к естественным факторам увлажнения
9. Они удерживают жидкость, чтобы восстановить нормальный уровень влажности

Десквамация (шелушение кожи)
    Десквамация также играет важную роль в сохранения мягкости кожи.  Десквамация – это ферментативный процесс разрушения десмосом, белковых соединений между корнеоцитами, и их дальнейшее отшелушивание.
    Протеолитические ферменты не только участвуют в образовании аминокислот в ходе расщепления филагрина, но и отвечают за шелушение в хорошо увлажненном роговом слое. Эти ферменты находятся внутри клеток. При недостатке воды процесс отслаивания клеток не происходит должным образом, в результате чего кожа становится толстой, сухой, грубой и шершавой.
     Между образованием корнеоцитов и их отшелушиванием существует естественный баланс. Увеличение числа производимых клеток (при таком расстройстве, как псопиаз) или недостаточное шелушение (например, при ихтиозе) ведут к скоплению клеток на поверхности кожи, из-за чего она становится грубой и сухой.

Десквамация клеток
1. Здоровые корнеоциты в увлажненном роговом слое
2. Протеолитические ферменты расщепляют белковые соединения между клетками
3. Корнеоциты отшелушиваются
4. Кожа остается в нормальном состоянии, не образуя сухих чешуек
Межклеточные липиды
     Чтобы понять, какие процессы задействованы для сохранения влажной и эластичной кожи, необходимо учитывать последний фактор, а именно функционирование межклеточных липидов.
    Липиды образуют многослойную структуру – прилегающие друг к другу липидные бислои, окружающие корнеоциты и удерживающие жидкость внутри этой конструкции. Липиды производятся в процессе деградации клеток в зернистом слое кожи (аналогично белковым гранулам). Особые липоидные соединения, называемые пластинчатыми гранулами, выделяются деградирующими клетками во внеклеточное пространство. Высвобождение липидов также происходит из бывших клеточных мембран. В состав выделяемых липидов входят холестерин, жирные кислоты и сфинголипиды.

      Церамид, тип сфинголипида, получаемый из пластинчатых гранул, является одним из важнейших компонентов, отвечающих за образование многослойных липидных структур.
Липиды удерживают молекулы воды в своей гидрофильной (поглощающей воду) прослойке.
     Сформированный вокруг корнеоцитов липидный пласт служит непроницаемым барьером для выхода воды из рогового слоя, а также предотвращает вымывание естественных факторов увлажнения из поверхностных слоев кожи.
      После 40 лет наблюдается резкое сокращение количества межклеточных липидов, что делает кожу более восприимчивой к недостатку влаги.
 

Формирование слоя межклеточных липидов
Формирование слоя межклеточных липидов
1. Липиды образуют гранулы в зернистом слое кожи
2. Липиды попадают в межклеточное пространство в процессе дегенерации клеток в зернистом слое
3. Липидные гранулы и липиды, освобожденные в ходе дегенерации клеток, соединяются вместе, чтобы образовать межклеточную липидную структуру.

4. Липидный слой, окружающий корнеоциты, представляет непроницаемый барьер и удерживает влагу.

 

      Благодаря совместной работе межклеточных липидов и корнеоцитов, содержащих белки и естественные увлажняющие факторы, формируется эффективный барьер, способный задерживать влагу и предотвращать ее утечку, а ткани при этом сохраняют свою эластичность. Защитные силы ограждают кожу от пересыхания и негативного воздействия окружающей среды.

Раздражители и повреждение кожного барьера
     Основной фактор, ответственный за сухость, шершавость кожи и дерматит, может быть связан с утечкой жидкости из рогового слоя. Этот процесс называется трансэпидермальной потерей влаги (ТЭПВ) (дегидратацией кожи).
     Клетки рогового слоя получают воду из дермы и окружающей среды. Вода смягчает кожу, делает ее гладкой и эластичной. Причиной дегидратации кожи может стать большое количество внешних факторов.

     Уровень содержания воды в роговом слое колеблется в зависимости от уровня влажности окружающей среды. Кожа особенно склонна к потере воды под воздействием холода, ветра и сухих погодных условий. Другие внешние факторы способны повреждать барьер рогового слоя посредством денатурации кератина, устранения естественных увлажняющих факторов и нарушения липидных бислоев. К этим факторам относится использование растворителей, моющих средств и других веществ, раздражающих кожу, а также злоупотребление мылом и водой.
      Серьезность повреждения зависит от типа и силы воздействия раздражающих факторов. Раздражителем является любой агент, способный нанести ущерб при достаточной концентрации и продолжительности контакта. Иногда необходимо повторное или более длительное воздействие, чтобы повреждение стало заметным.
        Люди, подверженные постоянному контакту с чистящими средствами и водой, – медицинские работники, парикмахеры, сотрудники общепита, бармены и мойщики посуды – могут наблюдать значительные изменения в состоянии своей кожи. Вода при этом является слабым раздражителем.
Парадоксальным образом частый контакт с водой приводит к ТЭПВ, вызывая утрату растворимых увлажняющих факторов и некоторых защитных липидов.

В результате постоянной гидратации под воздействием воды:
• в кожу проникают посторонние субстанций;
• увеличивается риск аллергических реакций и контактного дерматита;
• происходят изменения в естественной кожной среде, которая может стать благотворной почвой для размножения болезнетворных организмов.

     Эти факторы являются полезными поверхностно-активными средствами, которые удаляют наружные загрязнения, бактерии, кожные масла, пот и отмершие клетки кожи. Частый и длительный контакт с подобного рода очищающими средствами вызывает денатурацию кожных белков, разрушение липидных бислоев, устранение естественных увлажняющих факторов и ухудшение сцепления клеток. Теплая вода может усилить раздражающее действие очищающих средств для кожи, увеличивая их впитываемость при более высоких температурах. В этом случае также усиливается неблагоприятное влияние на защитные липиды.

     Конечным результатом продолжительного контакта с водой и очищающими средствами является изменения влагоудерживающей способности эпидермиса и усугубление ТЭПВ. Сухая и шершавая кожа менее пластична и в большей степени подвержена физическим повреждениям.
Также существуют и эндогенные факторы, делающие кожу человека более восприимчивой к внешнему воздействию. К этим факторам относятся действующие кожные заболевания вроде псориаза и экземы, врожденные расстройства (ихтиоз), подверженность кожным заболеваниям в прошлом (атопический дерматит),  чувствительность кожи и/или старение.
Эндогенные факторы могут усугублять ситуацию и увеличивать риск развития дерматита.
     В заключение, контакт с раздражителями, вызывающий трансэпидермальную потерю влаги, нарушает защитную функцию рогового слоя и понижает его способность предохранять кожу от воздействия внешней среды. Чем интенсивнее действует очищающее средство или растворитель, и чем продолжительнее контакт с ним, тем быстрее кожа теряет влагу, защитные липиды, белки и естественные увлажняющие факторы. При пониженной влажности энзимы не могут нормально функционировать, обеспечивая отшелушивание корнеоцитов.
      Если содержание воды в коже составляет менее 10%, ее внутренние процессы нарушаются, что вызывает появление трещин, делает кожу сухой, грубой и менее эластичной.

По материалам http://beautymagonline.com

Об авторе:
Флоранс Баретт-Хилл является ведущим австралийским специалистом в области косметологии и практикующим педагогом с более чем 30-летним стажем работы.
Она также занимается научными исследования и публикует научные статьи в международных изданиях. Темы ее работ охватывает все аспекты профессиональной косметологии и медицинского ухода за кожей.
Ее самая знаменитая книга Advanced Skin Analysis (ISBN 0-476-00665-1) используется в качестве образовательного инструмента специалистами в 18 странах по всему миру. С 2013 года Флоранс Барретт Хилл является председателем исполнительного совета Международной Ассоциации Прикладной Корнеотерапии. http://corneotherapy.org

Физиология кожи

Как мы уже упоминали, кожа осуществляет в организме следующие физиологические функции: барьерную, защитную, абсорбционную, выделительную, пигментообразующую. Также она принимает участие в сосудистых реакциях, терморегуляции, обменных процессах, нервно-рефлекторных реакциях организма. Рассмотрим подробнее каждую из данных функций. 

Защитная функция кожи.
Защитная функция кожи весьма разнообразна. Механическая защита от внешних раздражителей (механическая барьерная функция) обеспечивается плотным роговым слоем, особенно на ладонях и подошвах, эластичностью и механической резистентностью волокнистых структур соединительной ткани, буферными свойствами подкожной клетчатки. Благодаря этим свойствам кожа способна оказывать сопротивление механическим воздействиям – давлению, ушибам, разрывам и пр. Сопротивление кожи на растяжение особенно выражено по линиям Лангера (воображаемым линиям, отражающим направление кожного натяжения), идущим вдоль конечностей, параллельно ребрам и т. д. (разрезы кожи, сделанные по линиям Лангера, дают наименьшее расхождение краев раны). 

Кожа в значительной мере защищает организм от радиационных воздействий. Инфракрасные лучи почти целиком задерживаются роговым слоем, ультрафиолетовые – частично. Проникая в кожу, УФ-лучи стимулируют выработку защитного пигмента – меланина, поглощающего эти лучи. Поэтому у людей, живущих в жарких странах кожа темнее, чем у людей, живущих в странах с умеренным климатом. 

В защите от химических раздражителей большую роль играет кератин рогового слоя. Основным барьером для проникновения в кожу электролитов, неэлектролитов. а также воды служит прозрачный слой и самая глубокая часть рогового слоя, богатые холестерином. Кожа нейтрализует слабые растворы кислот, щелочей. 

Защита от микроорганизмов обеспечивается бактерицидными свойствами кожи. Количество различных микроорганизмов на поверхности здоровой кожи человека варьирует, по подсчетам различных авторов, в широких пределах – от 115 тыс. до 32 млн. на 1 см2. Неповрежденная кожа непроницаема для микроорганизмов. С чешуйками, секретом сальных и потовых желез удаляются по только различные вредные химические вещества, попадающие извне, но и микроорганизмы. 

Продукты типа лизоцима, низшие жирные кислоты (напр., олеиновая), кислая реакция кератина, секрета сальных и потовых желез создают так называемую кислую мантию кожи, неблагоприятную для размножения микробов и оказывающую бактерицидное действие. Благодаря таким механизмам самостерилизации кишечная палочка, напр., нанесенная на кожу, погибает через 15—30 мин. Бактерицидные свойства кожи снижаются под влиянием переохлаждения, загрязнения, а также при переутомлении, недостаточной активности гормонов половых желез и др. и повышаются от воздействия на кожу тепла, субэритемных доз УФ-лучей, массажа и т. д. Если микробы все же проникают в кожу, то в ответ на это возникает защитная воспалительная реакция выражающаяся в покраснениях, высыпаниях и т.д.

Кожа принимает участие в процессах иммунитета. Различают неспецифпческий иммунитет, не зависящий от предшествовавших инфекции или вакцинации, образующийся под воздействием Уф-лучей на кожу и специфический, развивающийся под влиянием проникновения в кожу инфекционного субстрата, к которому она особенно чувствительна, напр. возбудителя сибирской язвы и др. 

Кожа обладает малой электропроводностью, а ее электрорезистентность, особенно рогового слоя, велика. Электрорезистентность снижается на влажных ее участках, особенно при повышенном потоотделении, а также у лиц с преобладанием тонуса парасимпатической нервной системы. Электрическое сопротивление зависит от физических свойств самой кожи, функционального состояния сальных и потовых желез, сосудов кожи, а также от функционального состояния всего организма, особенно нервной и эндокринной систем. У спящего человека электрическое сопротивление кожи в 3 раза выше, чем у бодрствующего человека. В состоянии нервного возбуждения кожа менее электроустойчива. 

Сопротивление кожи к токам высокой частоты выражено слабо, и наоборот – велико сопротивление кожи к токам низкой частоты и постоянному току. Кожа женщин лучше проводит переменный электроток, чем кожа мужчин. 

Абсорбционная (всасывательная) функция кожи.
Данная функция кожи довольно сложна и недостаточно изучена. Всасывание через кожу воды и растворенных солей у млекопитающих практически не происходит из-за наличия пропитанных липидами блестящего и рогового слоев, выполняющих барьерные функции. Жирорастворимые вещества всасываются непосредственно через эпидермис, а водорастворимые – через сально-волосяные фолликулы и по выводным протокам потовых желез в период торможения потоотделения. 

Газообразные вещества (кислород, углекислота и др.) всасываются легко, равно как и некоторые вещества, растворяющие липиды и растворяющиеся в них (хлороформ, эфир, иод и др.). Большинство токсических газов, кроме кожно-нарывных типа иприта, люизита, через кожу не проникает. Легко всасываются морфин, моноэтиловый эфир этилснгликоля, глицерин, диметилсульфоксид и другие лекарственные вещества, в незначительном количестве – антибиотики. 

Количество проникающего через кожу вещества зависит от его концентрации, способа нанесения на кожу, степени его растворимости, проникающей способности, характера растворителя, индивидуальной и топографической особенностей кожи, влажности и температуры окружающей среды. Всасывательная способность кожи усиливается после мацерации рогового слоя согревающими компрессами и теплыми ваннами, т.к. липиды кожи вместе с плотной структурой кератина играют роль ингибиторов диффузии. Присутствие в воде углекислоты (во время ванн) облегчает резорбцию радона. При смазывании поверхности кожи жирами, улучшающими контакт с апидермальными липидами, всасывание различных веществ усиливается. 

Выделительная функция кожи.
Выделительная функция осуществляется секрецией потовых и сальных желез. Количество выделяемых через кожу веществ зависит от пола, возраста, топографических особенностей кожи, характера питания, факторов окружающей среды. При недостаточности функции почек или печени выделение через кожу таких веществ, которые обычно удаляются с мочой (ацетон, желчные пигменты и пр.), увеличивается. 

Кожа играет роль фильтра, препятствующего избыточному выделению воды из глубины на поверхность. 

Потоотделение осуществляется потовыми железами и происходит под контролем нервной системы. В состав пота входят вода, органические вещества (0,6%), хлористый натрий (0,5%), примеси мочевины, холена и летучих жирных кислот. В среднем за сутки потовые железы выделяют 700 – 1300 мл. пота. Интенсивность потоотделения зависит от температуры окружающей среды, общего состояния организма. Потоотделение увеличивается при повышении температуры воздуха, при физической нагрузке. Во время сна и отдыха потоотделение уменьшается. 

Кожное сало выделяется сальными железами кожи. Кожное сало (не путать с подкожно-жировой клетчаткой!) на 2/3 состоит из воды, а на 1/3 – из аналогов казеина, холестерола (органических веществ) и некоторых солей. С кожным салом выделяются жирные и неомыляемые органические кислоты и продукты обмена половых гормонов. Максимальная активность сальных желез кожи начинается с периода полового созревания до 25-летнего возраста; затем активность сальных желез несколько уменьшается. 

Пигментообразующая функция кожи.
Пигментообразующая функция заключается в выработке пигмента меланина. Кроме меланина, в коже может откладываться железосодержащий кровяной пигмент гемосидерин, а также трихосидерин – в рыжих волосах, каротин. 

Функциональные особенности кровеносных сосудов кожи.
На тонус (ширину просвета кровеносных сосудов, скорость кровотока) кровеносной сети кожи влияет кора головного мозга. Различные эмоции могут резко менять ширину просвета и скорость кровотока в коже. Некоторые эмоции могут вызывать резкое расширение кровеносных сосудов кожи и усиливать кровоток (например, “краска гнева”, эмотивная эритема). Другие эмоции (страх) – вызывают спазм кожных кровеносных сосудов, при этом наступает побледнение кожи. 

Нервные волокна, иннервирующие кровеносные сосуды кожи, делятся на адронергические и холинергические. На кровеносные сосуды постоянно оказывают регулирующее влияние нейрогуморальные факторы. Адреналин, норадреналнн и гормон задней доли гипофиза действуют сосудосужающе, а гистамин, ацетилхолин, эстрогены н андрогены – сосудорасширяюще. Артериальное и капиллярное кровообращение зависит от функционирования артерио-венозных анастомозов, обильно снабженных сетью безмякотных нервных волокон. Кожные кровеносные сосуды быстро реагируют на различные раздражители – механические, болевые, химические и др. – сужением или расширением их просвета с последующим изменением кровотока. Интенсивность сосудо-двигательных реакций в коже зависит от возраста человека, особенностей его нервной системы и других факторов. 

В обычных условиях большинство кровеносных сосудов кожи находятся в полусокращенном состоянии; скорость кровотока в кожных кровеносных капиллярах незначительна. В случае расширения все кровеносные сосуды собственно кожи – дермы могут вместить до 1 л. крови. Быстрое расширение кровеносных сосудов кожи может вызвать серьёзное расстройство кровообращения в организме (например, при тепловом ударе). 

Терморегуляторная функция кожи.
В процессе жизнедеятельности организма вырабатывается тепловая энергия. При этом организм поддерживает постоянную температуру тела, необходимую для нормального функционирования внутренних органов, независимо от колебаний внешней температуры. Процесс поддержания постоянной температуры тела называется терморегуляцией. На 80% теплоотдача осуществляется через кожу путем испускания лучистой тепловой энергии, теплопроведения и испарения пота.
Слой подкожной жировой клетчатки, жировая смазка кожи являются плохим проводником тепла, поэтому препятствуют избыточному поступлению тепла или холода извне, а также излишней потере тепла. 

Термоизолирующая функция кожи снижается при её увлажнении, что приводит к нарушению терморегуляции. При повышении температуры окружающей среды происходит расширение кровеносных сосудов кожных покровов – кровоток кожи усиливается. При этом повышается потоотделение с последующим испарением пота и усиливается теплоотдача кожи в окружающую среду. При понижении температуры окружающей среды происходит рефлекторное сужение кровеносных сосудов кожи; деятельность потовых желез угнетается, теплоотдача кожи заметно уменьшается. 

Терморегуляция кожи – сложный рефлекторный акт, в котором участвует кора головного мозга, центры терморегуляции и симпатическая в. н. с.; на нее оказывают также влияние центры сосудодвигательные, потоотделения и дыхания, гормоны надпочечников, гипофиза, щитовидной и половых желез. 

Температура кожи зависит от времени суток, качества питания, физического состояния организма, возраста человека, других факторов. За сутки, в среднем, человек выделяет 2600 каллорий тепла. Температура кожи человека на разных её участках неодинакова и колеблется от 31,1 до 36 градусов Цельсия. В глубоких кожных складках (подмышечная впадина) она достигает 37 градусов Цельсия (в норме). 

Функции кожи в обменных процессах организма.
Роль кожи в обменных процессах весьма велика. За сутки кожа человека (исключая кожу головы) при температуре окружающей среды + 30 градусов Цельсия выделяет 7 – 9 г. углекислоты и поглощает 3 – 4 г. кислорода, что составляет около 2% всего газообмена организма. Кожное дыхание усиливается при повышении температуры окружающей среды, во время физических нагрузок, при пищеварении, увеличении атмосферного давления, при воспалительных процессах в коже. Кожное дыхание тесно связано с работой потовых желез, богатых кровеносными сосудами и нервными окончаниями. 

Кроме газообмена, осуществляемого при кожном дыхании, в коже происходит промежуточный углеводный, белковый, жировой, солевой и витаминный обмен. По интенсивности водного, минерального и углекислого обмена кожа лишь незначительно уступает печени и мышцам. Кожа значительно быстрее и легче, чем другие органы, накапливает и отдает большое количество воды. Через кожу выделяется воды вдвое больше, чем через легкие. Процессы метаболизма и кислотно-щелочного равновесия зависят от многих факторов, в т. ч. от питания человека (напр. при злоупотреблении кислой пищей в коже уменьшается содержание натрия). 

Кожа, особенно подкожная жировая клетчатка, является мощным складом питательных материалов, которые расходуются организмом в период голодания. 

Нервно-рефлекторная функция кожи.
Кожа является огромным рецепторным полем, посредством которого осуществляется связь организма с окружающей средой. Кожа участвует в различных рефлекторных реакциях – на холод, боль, высокую температуру и т. д., а также в подошвенном, пиломоторном и других рефлексах. Экстероцепторы кожи воспринимают различные внешние раздражения, которые в виде нервного импульса передаются в центральную нервную систему. Существуют различные виды кожной чувствительности. Болевая чувствительность вызывается механическими, термическими раздражителями и электричеством, температурная – холодовыми и тепловыми раздражителями. 

Тактильная чувствительность кожи наиболее выражена на подушечках концевых фаланг пальцев рук, в коже наружных половых органов, в области сосков, где имеется наибольшее количество высокодифференцированных нервных окончаний. Ее вариантом, очевидно, является волосковая чувствительность кожи, возникающая при дотрагивании до волос и зависящая от раздражения сложного корытчатого нервного сплетения волосяного фолликула. Сложными видами чувствительности являются чувство места (локализации), стереогностическое двухмерно-пространственное и чувство раздельности (дискриминационная чувствительность). 

Большинство кожных рецепторов по своей функции поливалентно. Под влиянием различных факторов окружающей среды количество функционирующих чувствительных рецепторов может изменяться. 

Импульсы, поступающие от кожных рецепторов, поддерживают нормальный тонус мышц. Кожно-мышечные рефлексы имеют большое значение в трудовой деятельности человека, особенно в автоматизации движений, точность которых вырабатывается в результате дифференцирования кожных и зрительных ощущений, сочетающихся с проприоцептивными, поступающими из мышц и сухожилий. Болевые раздражения кожи сопровождаются изменением секреции гипофиза, повышенным выделением адреналина, торможением деятельности всего пищеварительного тракта, изменением биотоков мозга. Существуют также кожно-респираторные, кожно-сосудистые и другие кожно-висцеральные рефлексы.

В данной статье использованы материалы с ресурсов:
www.oko.ru — Физиология кожи и ее придатков
http://club-03.narod.ru/sek_derm/context.htm — Справочник дерматолога
Большая медицинская энциклопедия. Гл. ред. Б.В. Петровский.
Кожные и венерические болезни — Москва, 2001, Ю.К. Скрипкин

Строение кожи человека, физиология кожи

Строение кожи человека

Как и на курсах массажа, где проходят обучение массажисты, мы рассмотрим анатомию и физиологию кожных покровов, но сделаем это кратко. В коже различаются два ключевых слоя: верхний, неглубокий слой — эпидермис (epidermis) и глубокий слой — непосредственно кожа, или дерма (derma, corium, cutis). Два этих слоя кожи имеют анатомическую и физиологическую неразрывную связь и сложную структуру. Под кожей залегает рыхлая соединительнотканная прослойка, именуемая по-другому подкожножировым слоем или подкожной жировой клетчаткой. На разных участках тела толщина кожных слоев также различна и существенно различается у разных лиц. Поверхностный слой эпидермиса, именуемый роговым слоем (stratum corneum), сформирован ороговевшими клетками, тесно связанными между собой, в которых отсутствуют сосуды и ядра, и которые насыщены кератином (белковым веществом). Поверхностные клетки рогового слоя под воздействием внешней среды постепенно отторгаются, физиологически слущиваются, сменяясь на новые, выходящие из самого нижнего слоя эпидермиса, именуемого базальным слоем (stratum basale). Роговой слой кожи отличается прочностью, низкой водопроницаемостью, но высокой проницаемостью всевозможных газов и летучих жидкостей, малой теплопроводностью и большой устойчивостью к химическому, механическому, атмосферному и физическому воздействиям, а также к иным факторам внешней среды. Нарушение целостности кожи приводит к проникновению инфекции. Присутствие пигмента — меланина, способного впитывать ультрафиолетовые лучи, в протоплазме клеток базального слоя эпидермиса, обеспечивает защиту организма от сильного воздействия прямых солнечных лучей. На различных участках тела толщина рогового слоя также различается. В нижних слоях эпидермиса находятся межклеточные образования — диски Меркеля — Ранвье, передающие тактильные ощущения. Питание эпидермиса происходит за счет тканевой жидкости (лимфы и плазмы крови), поступаемой из дермы.

Дерма, являющаяся соединительнотканной основой собственно кожи, имеет в своем составе клетки (фибробласты) и волокна: эластичные, коллагеновые и в небольшом объеме ретикулярные. Коллагеновые волокна составляют основной объем кожи, они способны отзываться на перемены в физико-химическом составе окружающей среды. К примеру, если идет воспалительный процесс и другие патологические состояния, то происходит набухание коллагеновых волокон, которые таким образом удерживают тканевую жидкость.

Эластические волокна отвечают за тургор кожи. С годами упругость и эластичность этих волокон слабеет, кожа становится морщинистой, дряблой. При чрезмерном растяжении эластических волокон они разрываются и дегенерируют. Соединительнотканная строма собственно кожи состоит из потовых, сальных желез, волосяных фолликул, кровеносных и лимфатических сосудов, цереброспинальных или вегетативных нервных волокон, нервноконцевых органов — тельцов Мейснера, воспринимающих осязательные раздражения, тельцов Фатера-Пачини, воспринимающих ощущения давления, тельцов Руффини, реагирующих на тепловые раздражители, колбы Краузе, воспринимающих раздражения холода. У всех этих кожных нервных окончаний существует связь с центральной нервной системой. Потовые железы, занимающие всю поверхность тела, кроме каймы губ и полуслизистого слоя половых органов, размещенные в толще кожи, за сутки выделяют 600-900 миллилитров пота. Эндокринная и вегетативная нервная система отвечает за регулирование функциональной деятельности этих желез, принимающих участие в терморегуляции организма, выделяющих продукты азотистого обмена и предохраняющих роговой слов кожи от усыхания и растрескивания.

Ладони и подошвы располагают наибольшим числом потовых желез. Сальные железы, располагающиеся в коже, скоординированы с волосяным покровом. Благодаря секрету сальных желез волосы отличаются гибкостью, эластичностью, избавлены от ломкости, а кожа приобретает мягкость, эластичность, ограждена от высыхания и защищена от мацерации. Наибольшую выраженность салоотделение имеет на коже лица, в особенности на подбородке, крыльях носа и прилегающих к нему частях щек. Ладони и подошвы не имеют сальных желез. Гладкие мышцы кожи, прикрепляясь к волосяной сумке, участвуют в экскреторной деятельности сальных желез, сокращаясь, они выдавливают секрет сальной железы. Также эти мышцы участвуют и в распрямлении волос, при сокращении мышц кожа между волосами делается шероховатой (эффект гусиной кожи). Кожа лица располагает также волокнами поперечнополосатых мышц, задействованных в мимике лица. К данной группе мышц также относится и подкожная мышца шеи. Соединительная рыхлая ткань подкожножировой клетчатки, пронизанная сетью лимфатических и кровеносных сосудов, нервных сплетений, сформирована в основном из толстых и грубых соединительных волокон, пролегающих от апоневроза к собственно коже, где начинается их переход в коллагеновые волокна. Среди соединительных пучков подкожножировой клетчатки располагаются сосредоточения жировых клеток, формирующих жировые дольки.

Функции кожи человека

Кожа, непосредственно контактирующая с внутренней и внешней средой, осуществляет важнейшие функции. Благодаря присутствию во всех ее слоях массы дифференцированных рецепторов, человек легче ориентируется во внешней среде. Кожа связана и взаимосвязана со всеми органами, тканями и системами, что дает возможность воздействовать на их деятельность, при этом раздражения передаются на рефлексивном уровне с участием центральной нервной системы. Благодаря особенностям строения кожи, плотности ее эпителиального покрова, эластичности волокнистых материй, кожа выполняет защитную функцию, предохраняя тело от вредоносных воздействий внешней среды. Большую роль выполняет кожа по иммунобиологической защите. Она принимает участие в создании особенных защитных веществ (антител), препятствует размножению микробов. Повышая или сокращая, увеличивая или уменьшая активность потовых желез, кожа вносит огромный вклад в теплорегуляцию организма, предохраняя его от перегревания или переохлаждения.

Насколько огромно значение кожи в процессе теплорегуляции организма, показывает тот факт, что 80% тепла, вырабатываемого организмом, уходит через кожные покровы. Кожа также является одним из хранилищ крови, поскольку полагается, что одна третья часть крови находится именно там. Кожа, благодаря необыкновенной сосудистой мобильности, то есть модифицированию просвета сосудов при сокращении и ослаблении кожных под воздействием нервного импульса, принимает участие в регулирование кровообращения, при этом происходит уменьшение или усиление притока крови к внутренним органам.

Кожа также принимает участие в обмене веществ, водный, солевой, белковый, углеводный, жировой и витаминный обмен не возможен без ее участия. Чтобы понять долю участия кожи в водном обмене, достаточно вспомнить тот факт, что ею в два раза больше выделяется водяных паров, чем легкими. По мощности углеводного обмена кожа совсем чуть-чуть сдает свои позиции перед печенью и мышцами. Кроме того, кожа — это еще и орган дыхания, выделения и всасывания, а также хранилище для энергетических запасов (жиров, хлоридов).

Все о коже — Информация для пациентов

Анатомия и физиология кожи

Кожа – наш самый большой орган, составляющий 15% от общей массы тела. Она выполняет множество функций, прежде всего защищает организм от воздействия внешних факторов физической, химической и биологической природы, от потери воды, участвует в терморегуляции. Последние научные данные подтверждают, что кожа не только обладает собственной иммунной системой, но и сама является периферическим иммунном органом.

Структура кожи

Кожа состоит из 3 слоев: эпидермиса, дермы и подкожной жировой клетчатки (ПЖК) (рис. 1). Эпидермис – самый тонкий из них, представляет собой многослойный ороговевающий эпителий. Дерма – средний слой кожи. Главным образом состоит из фибрилл структурного белка коллагена. ПЖК содержит жировые клетки – адипоциты. Толщина этих слоев может значительно варьировать в зависимости от анатомического места расположения.

Рис.1. Структура кожи

Эпидермис

Рис. 2. Эпидермис

Эпидермис – постоянно слущивающийся эпителиальный слой кожи, в котором представлены в основном из 2 типа клеток – кератиноциты и дендритные клетки. В небольшом количестве в эпидермисе присутствуют меланоциты, клетки Лангерганса, клетки Меркеля, внутриэпидермальные Т-лимфоциты. Структурно эпидермис разделяется на 5 слоев: базальный, шиповатый, зернистый, блестящий и роговой, различающиеся положением и степенью дифференцировки кератиноцитов, основной клеточной популяции эпидермиса (рис. 2).

Кератинизация. По мере дифференцировки кератиноцитов и продвижения от базального слоя до рогового происходит их кератинизация (ороговевание) – процесс, начинающийся с фазы синтеза кератина кератиноцитами и заканчивающийся их клеточной деградацией. Кератин служит строительным блоком для промежуточных филаментов. Пучки из этих филаментов, достигая цитоплазматический мембраны, формируют десмосомы, необходимые для образования прочных контактов между соседними клетками. Далее, по мере процесса эпителиальной дифференцировки, клетки эпидермиса вступают в фазу деградации. Ядра и цитоплазматические органеллы разрушаются и исчезают, обмен веществ прекращается, и наступаетапоптозклетки, когда она полностью кератинизируется (превращается в роговую чешуйку).

Базальный слой эпидермиса состоит из одного ряда митотически активных кератиноцитов, которые делятся в среднем каждые 24 часа и дают начало новым клеткам новым клеткам вышележащих эпидермальных слоев. Они активируются только в особых случаях, например при возникновении раны. Далее новая клетка, кератиноцит, выталкивается в шиповатый слой, в котором она проводит до 2 недель, постепенно приближаясь к гранулярному слою. Движение клетки до рогового слоя занимает еще 14 дней. Таким образом, время жизни кератиноцита составляет около 28 дней.

Надо заметить, что не все клетки базального слоя делятся с такой скоростью, как кератиноциты. Эпидермальные стволовые клетки в нормальных условиях образуют долгоживущую популяцию с медленным циклом пролиферации.

Шиповатый слой эпидермиса состоит из 5-10 слоев кератиноцитов, различающихся формой, структурой и внутриклеточным содержимым, что определяется положением клетки. Так, ближе к базальному слою, клетки имеют полиэдрическую форму и круглое ядро, но по мере приближения клеток к гранулярному слою они становятся крупнее, приобретают более плоскую форму, в них появляются ламеллярные гранулы, в избытке содержащие различные гидролитические ферменты. Клетки интенсивно синтезируют кератиновые нити, которые, собираясь в промежуточные филаменты, остаются не связанными со стороны ядра, но участвуют в образовании множественных десмосом со стороны мембраны, формируя связи с соседними клетками. Присутствие большого количества десмосом придает этому слою колючий вид, за что он и получил название «шиповатый».

Зернистый слой эпидермиса составляют еще живые кератиноциты, отличающиеся своей уплощенной формой и большим количеством кератогиалиновых гранул. Последние отвечают за синтез и модификацию белков, участвующих в кератинизации. Гранулярный слой является самым кератогенным слоем эпидермиса. Кроме кератогиалиновых гранул кератиноциты этого слоя содержат в большом количестве лизосомальные гранулы. Их ферменты расщепляют клеточные органеллы в процессе перехода кератиноцита в фазу терминальной дифференцировки и последующего апоптоза. Толщина гранулярного слоя может варьировать, ее величина, пропорциональная толщине вышележащего рогового слоя, максимальна в коже ладоней и подошв стоп.

Блестящий слой эпидермиса (назван так за особый блеск при просмотре препаратов кожи на световом микроскопе) тонкий, состоит из плоских кератиноцитов, в которых полностью разрушены ядра и органеллы. Клетки наполнены элейдином – промежуточной формой кератина. Хорошо развит лишь на некоторых участках тела – на ладонях и подошвах.

Роговой слой эпидермиса представлен корнеоцитами (мертвыми, терминально-дифференцированными кератиноцитами) с высоким содержанием белка. Клетки окружены водонепроницаемым липидным матриксом, компоненты которого содержат соединения, необходимые для отшелушивания рогового слоя (рис. 3). Физические и биохимические свойства клеток в роговом слое различаются в зависимости от положения клетки внутри слоя, направляя процесс отшелушивания наружу. Например, клетки в средних слоях рогового слоя обладают более сильными водосвязывающими свойствами за счет высокой концентрации свободных аминокислот в их цитоплазме.

Рис. 3. Схематичное изображение рогового слоя с нижележащим зернистым слоем эпидермиса.

Регуляция пролиферации и дифференцировки кератиноцитов эпидермиса. Являясь непрерывно обновляющейся тканью, эпидермис содержит относительно постоянное число клеток и регулирует все взаимодействия и контакты между ними: адгезию между кератиноцитами, взаимодействие между кератиноцитами и мигрирующими клетками, адгезию с базальной мембраной и подлежащей дермой, процесс терминальной дифференцировки в корнеоциты. Основной механизм регуляции гомеостаза в эпидермисе поддерживается рядом сигнальных молекул – гормонами, факторами роста и цитокинами. Кроме этого, эпидермальный морфогенез и дифференцировка частично регулируются подлежащей дермой, которая играет критическую роль в поддержании постнатальной структуры и функции кожи.

Дерма

Дерма представляет собой сложноорганизованную рыхлую соединительную ткань, состоящую из отдельных волокон, клеток, сети сосудов и нервных окончаний, а также эпидермальных выростов, окружающих волосяные фолликулы и сальные железы. Клеточные элементы дермы представлены фибробластами, макрофагами и тучными клетками. Лимфоциты, лейкоциты и другие клетки способны мигрировать в дерму в ответ на различные стимулы.

Дерма, составляя основной объем кожи, выполняет преимущественно трофическую и опорную функции, обеспечивая коже такие механические свойства, как пластичность, эластичность и прочность, необходимые ей для защиты внутренних органов тела от механических повреждений. Также дерма удерживает воду, участвует в терморегуляции и содержит механорецепторы. И, наконец, ее взаимодействие с эпидермисом поддерживает нормальное функционирование этих слоев кожи.

В дерме нет такого направленного и структурированного процесса клеточной дифференцировки, как в эпидермисе, тем не менее в ней также прослеживается четкая структурная организация элементов в зависимости от глубины их залегания. И клетки, и внеклеточный матрикс дермы также подвергаются постоянному обновлению и ремоделированию.

Внеклеточный матрикс (ВКМ) дермы, или межклеточное вещество, в состав которого входят различные белки (главным образом коллаген, эластин), гликозаминогликаны, самым известным из которых является гиалуроновая кислота, и протеогликаны (фибронектин, ламинин, декорин, версикан, фибриллин). Все эти вещества секретируются фибробластами дермы. ВКМ представляет собой не беспорядочное скопление всех компонентов, а сложноорганизованную сеть, состав и архитектоника которой определяют такие биомеханические свойства кожи, как жесткость, растяжимость и упругость. К белкам ВКМ прикрепляются кератиноциты эпидермиса, которые тесно состыкованы друг с другом. Именно они и формируют плотный защитный слой кожи. Структура ВКМ также способна оказывать регулирующее влияние на погруженные в него клетки. Регуляция может быть как прямой, так и косвенной. В первом случае белки и гликозаминогликаны ВКМ непосредственно взаимодействуют с рецепторами клеток и инициируют в них специфические пути передачи сигнала. Косвенная регуляция осуществляется посредством действия цитокинов и ростовых факторов, удерживаемых в ячейках сети ВКМ и высвобождаемых в определенный момент для взаимодействия с рецепторами клеток. Структурная сеть ВКМ подвергается ремоделированию ферментами из семейства матриксных металлопротеиназ (ММР). В частности, ММР-1 и ММР-13 инициируют деградацию коллагенов I и III типов. Плотность сети ВКМ дермы неравномерна – в папиллярном слое она более рыхлая, в ретикулярном — значительно плотнее как за счет более близкого расположения волокон структурных белков, так и за счет увеличения диаметра этих волокон.

Коллаген – один из главных компонентов ВКМ дермы. Синтезируется фибробластами. Процесс его биосинтеза сложный и многоступенчатый, в результате которого фибробласт секретирует в экстрацеллюлярное пространство проколлаген, состоящий из трех полипептидных α-цепей, свернутых в одну тройную спираль. Затем мономеры проколлагена ферментивным путем собираются в протяженные фибриллярные структуры различного типа. Всего в коже не менее 15 типов коллагена, в дерме больше всего I, III и V типов этого белка: 88, 10 и 2% соответственно. Коллаген IV типа локализуется в зоне базальной мембраны, а коллаген VII типа, секретируемый кератиноцитами, играет роль адаптерного белка для закрепления фибрилл ВКМ на базальной мембране (рис. 4). Волокна структурных коллагенов I, III и V типов служат каркасом, к которому присоединяются другие белки ВКМ, в частности коллагены XII и XIV типов. Считается, что эти минорные коллагены, а также небольшие протеогликаны (декорин, фибромодулин и люмикан) регулируют формирование структурных коллагеновых волокон, их диаметр и плотность образуемой сети. Взаимодействие олигомерных и полимерных комплексов коллагена с другими белками, полисахаридами ВКМ, разнообразными факторами роста и цитокинами приводит к образованию особой сети, обладающей определенной биологической активностью, стабильностью и биофизическими характеристиками, важными для нормального функционирования кожи. В папиллярном слое дермы волокна коллагена располагаются рыхло и более свободно, тогда как ее ретикулярный слой содержит более крупные тяжи коллагеновых волокон.

Рис. 4. Схематичное представление слоев кожи и распределения коллагенов разных типов.

Коллаген постоянно обновляется, деградируя под действием протеолитических ферментов коллагеназ и замещаясь вновь синтезированными волокнами. Этот белок составляет 70% сухого веса кожи. Именно коллагеновые волокна «держат удар» при механическом воздействии на нее.

Эластин формирует еще одну сеть волокон в дерме, наделяя кожу такими качествами, как упругость и эластичность. По сравнению с коллагеном эластиновые волокна менее жесткие, они скручиваются вокруг коллагеновых волокон. Именно с эластиновыми волокнами связываются такие белки, как фибулины и фибриллины, с которыми, в свою очередь, связывается латентный TGF-β-связывающий белок (LTBP). Диссоциация этого комплекса приводит к высвобождению и к активации TGF-β, самого мощного из всех факторов роста. Он контролирует экспрессию, отложение и распределение коллагенов и других матриксных белков кожи. Таким образом, интактная сеть из волокон эластина служит депо для TGF-β.

Гиалуроновая кислота (ГК) представляет собой линейный полисахарид, состоящий из повторяющихся димеров D-глюкуроновой кислоты и N-ацетилглюкозамина. Количество димеров в полимере варьирует, что приводит к образованию молекул ГК разного молекулярного веса и длины — 1х10⁵-10⁷ Да (2-25 мкм), оказывающих, соответственно, различный биологический эффект.

ГК — высокогидрофильное вещество, влияющее на движение и распределение воды в матриксе дермы. Благодаря этому ее свойству наша кожа в норме и в молодости обладает высоким тургором и сопротивляемостью механическому давлению.

ГК с легкостью образует вторичные водородные связи и внутри одной молекулы, и между соседними молекулами. В первом случае они обеспечивают формирование относительно жестких спиральных структур. Во втором – происходит ассоциация с другими молекулами ГК и неспецифическое взаимодействие с клеточными мембранами, что приводит к образованию сети из полимеров полисахаридов с включенными в нее фибробластами. На длинную молекулу ГК, как на нить, «усаживаются» более короткие молекулы протеогликанов (версикана, люмикана, декорина и др.), формируя агрегаты огромных размеров. Протяженные во всех направлениях, они создают каркас, внося вклад в стабилизацию белковой сети ВКМ и фиксируя фибробласты в определенном окружении матрикса. В совокупности все эти свойства ГК наделяют матрикс определенными химическими характеристиками – вязкостью, плотностью «ячеек» и стабильностью. Однако сеть ВКМ является динамической структурой, зависящей от состояния организма. Например, в условиях воспаления агрегаты ГК с протеогликанами диссоциируют, а образование новых агрегатов между вновь синтезированными молекулами ГК (обновляющимися каждые 3 дня) и протеогликанами блокируется. Это приводит к изменению пространственной структуры матрикса: увеличивается размер его ячеек, меняется распределение всех волокон, структура становится более рыхлой, клетки меняют свою форму и функциональную активность. Все это сказывается на состоянии кожи, приводя к снижению ее тонуса.

Помимо регуляции водного баланса и стабилизации ВКМ, ГК выполняет важную регуляторную роль в поддержании эпидермального и дермального гомеостаза. ГК активно регулирует динамические процессы в эпидермисе, включая пролиферацию и дифференцировку кератиноцитов, окислительный стресс и воспалительный ответ, поддержание эпидермального барьера и заживление раны. В дерме ГК также регулирует активность фибробластов и синтез коллагена. Ремоделируя матрикс, ГК управляет функционированием клеток в матриксе, влияя на их доступность для различных факторов роста и изменяя их функциональную активности. От действия ГК зависит миграция клеток и иммунный ответ в ткани. Таким образом, изменения в распределении, организации, молекулярном весе и метаболизме ГК имеют значимые физиологические последствия.

Фибробласты представляют собой основной тип клеточных элементов дермы. Именно эти клетки отвечают за продукцию ГК, коллагена, эластина, фибронектина и многих других белков межклеточного матрикса, необходимых для формирования соединительной ткани. Фибробласты в различных слоях дермы различаются и морфологически, и функционально. От глубины их залегания в дерме зависит не только количество синтезируемого ими коллагена, но и соотношение типов этого коллагена, например I и III типов, а также синтез коллагеназы: фибробласты более глубоких слоев дермы производят меньшее ее количество. Вообще, фибробласты – очень пластичные клетки, способные менять свои функции и физиологический ответ и даже дифференцироваться в другой тип клеток в зависимости от полученного стимула. В роли последнего могут выступать и сигнальные молекулы, синтезированные соседними клетками, и перестройка окружающего ВКМ.

Подкожно-жировая клетчатка

Подкожно-жировая клетчатка, или гиподерма, — самый нижний слой кожи, располагается под дермой. Состоит из жировых долек, разделенных между собой соединительнотканными септами, содержащими коллаген и пронизанными крупными сосудами. Главными клетками жировых долек являются адипоциты, количество которых варьирует в различных областях тела. В настоящее время ПЖК рассматривают не только как энергетическое депо, но и как эндокринный орган, адипоциты которого участвуют в выработке ряда гормонов (лептина, адипонектина, резистина), цитокинов и медиаторов, оказывающих влияние на метаболизм, чувствительность к инсулину, функциональную активность репродуктивной и иммунной систем.

ФИЗИОЛОГИЯ ВОЛОС И КОЖИ ВОЛОСИСТОЙ ЧАСТИ ГОЛОВЫ

ВОЛОСИСТАЯ ЧАСТЬ ГОЛОВЫ: ФИЗИЧЕСКИЙ БАРЬЕР И ТЕПЛОИЗОЛЯТОР

Волосистая часть головы состоит из мягких тканей, которые покрывают череп, и представляет собой сплошной, мягкий, прочный внешний слой. Этот слой можно разделить еще на несколько слоев. Слой, который расположен ближе всего к поверхности головы, содержит волосяные луковицы. Фактически структура кожи волосяной части головы не отличается от структуры кожи на других участках тела. Она выполняет различные функции: обеспечивает физическую, барьерную, иммунную защиту, теплоизоляцию… Как правило, процесс обновления клеток волосистой части головы занимает 2 недели. Однако при наличии воспаления этот процесс может ускоряться. Процесс обновления клеток кожи других участков тела занимает больше времени – 3 недели вместо 2-х. Мертвые клетки кожи волосистой части голосы осыпаются в виде крошечных чешуек. В случае воспаления и чрезмерного шелушения мертвые клетки слипаются и становятся заметными. Эти объединения мертвых клеток называются перхотью.

ВОЛОС: ВЫСОКАЯ ПРОЧНОСТЬ

Основная функция волос – защита головы. Видимая часть волоса, выступающая над поверхностью кожи, называется «волосяным стержнем». Часть волоса, расположенная под кожей, называется «корнем». Стержень волоса растет из корня, который находится в волосяном фолликуле. Волосяной фолликул – это «производственная единица» волоса. Ежедневно наши волосяные фолликулы вырабатывают миллионы новых кератиноцитов. Эти клетки синтезируют кератин, волокнистный структурный белок, который является основным компонентом волоса и делает его чрезвычайно прочным. В нижней части волосяного фолликула расположен волосяной сосочек, в котором находятся несколько небольших кровеносных сосудов, поставляющих питательные вещества и кислород, необходимые для роста волоса. Выше этого сосочка располагается сальная железа, вырабатывающая кожное сало. Таким образом, волос постоянно смазывается. Стержень волоса состоит из трех частей: мозгового вещества, окруженного корковым слоем, который покрыт кутикулой. Цвет волос зависит от индивидуальных особенностей человека. В среднем на голове взрослого человека растет от 100 000 до 150 000 волос.

Мультимедийный Атлас ССиНМП им. А.С. Пучкова

I. Эпидермис

Эпидермис (надкожица) – наружный многослойный отдел кожи, в котором в зависимости от стадии дифференцировки клеток различают 5 слоев, различающихся количеством и формой клеток, а также функциональной характеристикой. Основой эпидермиса является базальный, или зародышевый, слой (stratum germinativum), за ним идет слой шиповатых клеток (stratum spinosum), слой зернистых клеток (stratum granulosum), блестящий (str. lucidum) и роговой (str. corneum) слои.

Непосредственно на границе с дермой находится однорядный базальный (зародышевый) слой призматических цилиндрических клеток, который располагается на базальной мембране. Базальная мембрана образуется за счет корнеподобных отростков нижней поверхности этих клеток. Она осуществляет прочную связь эпидермиса с дермой.

Кератиноциты базального слоя функционально находятся в состоянии митотического процесса, поэтому в цитоплазме их клеток много ДНК- и РНК-содержащих структур, рибосом и митохондрий. Митотическая активность кератиноцитов базального слоя обеспечивает формирование вышележащих структур эпидермиса. Среди клеток базального слоя располагаются меланоциты, образующие пигмент меланин, белые отростчатые эпидермоциты (клетки Лангерганса) и осязательные клетки (клетки Меркеля). Клетки Лангерганса имеют на поверхности НLA-Dr-молекулы, принимающие участие в начальных фазах иммунного ответа. В их цитоплазме выявляются ферменты адено-зинтрифосфатаза, щелочная и кислая фосфатаза, холинэстераза. В цитоплазме, кроме митохондрий, есть комплекс Гольджи, рибосомы, вакуоли.

Над базальным слоем располагается слой шиповатых эпидермоцитов, состоящий из 3-8 рядов клеток с множеством цитоплазматических выростов. Наиболее плотными межклеточными контактами являются десмосомы (desmos – соединение, soma – тело), в которых две клетки соединены плотной связью и скреплены пучками поперечно идущих волокон, глубоко проникающих в их цитоплазму. Эти волокна носят название тонофиламентов (греч. tonos – натяжение). Тонофиламенты складываются в пучки (тонофибриллы) и заканчиваются в зоне десмосом. Цитоплазматические выросты обеспечивают соединение клеток с образованием между ними сети каналов, по которым циркулирует межклеточная жидкость.

Десмосомы и тонофибриллы образуют внутренний опорный каркас клеток, защищающий их от механических повреждений. В шиповатом слое, как и в базальном, располагаются белые отростчатые эпидермо-циты, осуществляющие вместе с кератиноцитами эпидермиса защитную иммунную функцию.

Клетки шиповатого слоя содержат в цитоплазме кератиносомы или тельца Одланда, в которых выявлена активность ферментов: кислой фосфатазы, нуклеозидфосфатазы, эстеразы, что приближает их к лизосомам.

Следующий за шиповатым зернистый слой состоит из 1-3 рядов клеток, а на подошвах и ладонях этот слой представлен 3-4 рядами клеток. При этом клетки, находящиеся ближе к поверхности кожи, приобретают ромбовидную уплощенную форму, а клетки, прилегающие к шиповатому слою, имеют цилиндрическую и кубическую конфигурацию. В ядрах кератиноцитов резко уменьшается количество ДНК- и РНК-содержащих структур, а в цитоплазме образуются включения – зерна кератогиалина, представляющие собой тонофибриллярно-кератогиалиновые комплексы, формирующиеся за счет продуктов дезинтеграции ядра, митохондрий, рибосом и других органоидов клетки. Из-за присутствия в клетках зернистого слоя образований тонофибриллярно-кератогиали-новых структур этот слой часто называется кератогиалиновым.

Продукция кератогиалина в протоплазме клеток зернистого слоя снижает секрецию эпидермального фактора роста, ведет к накоплению полипептидов, кейлонов, тормозящих митотическое деление. У детей до 5 лет клетки зернистого слоя более сочные, менее уплощенные, а их ядра не утрачивают способность к митотической активности. Митотическое деление в клетках базального, шиповатого и зернистого слоев часто позволяет их объединять в один ростковый слой эпидермиса (мальпигиев слой).

Элеидиновый блестящий слой хорошо контурируется в местах с наиболее развитым эпидермисом (ладони и подошвы). На остальных участках кожного покрова этот слой едва заметен в виде 1-2 рядов гомогенных блестящих плоских клеток с плохо различимыми границами. Образование кератина из элеидина завершается созреванием кератиноцитов и их превращением в роговой слой эпидермиса. Роговой слой наиболее мощный, он состоит из множества черепицеобразных безъядерных пластинок, плотно прилегающих друг к другу из-за взаимопроникающих выростов клеточных оболочек и ороговевших десмосом. Поверхностные клетки рогового слоя постоянно отторгаются в результате десква-мации рогового покрова (физиологическое шелушение).

Толщина рогового слоя неравномерна. На ладонях и подошвах он выражен хорошо (физиологический гиперкератоз), а в области век, на коже лица, половых органов, особенно у детей, едва определяется. Поверхностный слой роговых клеток постоянно слущивается и пополняется в результате непрерывного митотического деления клеток росткового слоя эпидермиса, а также синтеза в эпидермисе кератина за счет переаминирования белковой субстанции кератиноцитов с потерей воды и замещением атомов азота атомами серы. Внешний роговой слой неоднороден вследствие постоянно отторгающихся ороговевших клеток. Переход клеток из базального до зернистого слоя в норме занимает от 26 до 42 дней, через роговой – 14 дней, а полный цикл смены всего эпидермиса составляет 59-65 дней.

Кроме синтеза белка, эпидермис выполняет пигментообразовательную, защитную и иммунологическую функции. Пигментосинтезирующая активность эпидермиса обусловлена меланоцитами, происходящими из нервного валика и залегающими среди кератиноцитов базального слоя.

Меланоциты, составляющие 10-25% всех клеток базального слоя, имеют светлую окраску и темные ядра. Они синтезируют пигмент меланин, образуют новую популяцию меланосом и по строению подразделяются на активно функционирующие и «истощенные». Меланин накапливается в базальных кератиноцитах над апикальной частью ядра и образует защитный экран от ультрафиолетовых лучей. У лиц с темной кожей меланин проникает в клетки не только базального, но и шиповатого слоя вплоть до зернистого.

Помимо меланоцитов, в эпидермисе располагаются осязательные клетки (рецепторные структуры), происхождение которых точно не установлено, белые отростчатые эпидермоциты. Клетки Лангерганса (популяция дендритных клеток в эпидермисе, проникающая из костного мозга) ответственны за развитие иммунного ответа на локально нанесенный антиген, так как они способны индуцировать антигенспецифическую активацию Т-клеток. Данные о роли эпидермиса как иммунного органа подтверждаются анатомическим, молекулярным и функциональным сходством эпителиальных клеток вилочковой железы и кератиноцитов эпидермиса. Кератиноцитам свойственна секреция медиаторов клеточного иммунитета (лимфокинов), интерлейкинов, активирующих В-лимфоциты в реакции антиген-антитело. По предложению J.B. Sterlein и соавт. (1985) все сосредоточенные в эпидермисе компоненты иммунной системы обозначаются skin associated lymphoid tissue. Авторы доказали, что определенные типы Т-лимфоцитов опосредуются в эпидермисе, который одновременно способен активировать гуморальные и клеточные факторы Т-системы иммунитета.

Эпидермис отграничивается от дермы базальной мембраной, имеющей сложное строение. Она включает клеточные оболочки базальных клеток, собственно базальную мембрану из филаментов и полудесмосом, а также субэпителиальное сплетение аргирофильных (ретикулярных) волокон, являющихся частью дермы.

Базальная мембрана имеет толщину 40-50 нм, неровные контуры, повторяющие рельеф эпидермальных тяжей, внедряющихся в дерму. Физиологическая функция базальной мембраны в основном барьерная, ограничивающая проникновение и диффузию циркулирующих иммунных комплексов, антигенов, аутоантител и других биологически активных медиаторов. Вместе с тем базальная мембрана принимает активное участие в обменных процессах между эпидермисом и дермой.

II. Дерма

Дерма, или собственно кожа (cutis propria), состоит из клеточных элементов, волокнистых субстанций и межуточного вещества. Толщина дермы варьирует от 0,49 до 4,75 мм. Соединительнотканная часть кожи (corium) подразделяется на два нерезко отграниченных слоя: подэпите-лиальный – сосочковый (str. papillare) и сетчатый (str. reticulare). Верхний слой дермы образует сосочки, залегающие между эпителиальными гребнями шиповатых клеток. Он состоит из аморфного, бесструктурного вещества и нежноволокнистой соединительной ткани, включающей коллагеновые и эластические волокна. Между ними расположены многочисленные клеточные элементы, сосуды, нервные окончания. Клеточные элементы дермы представлены фибробластами, фиброцитами, гистиоцитами, тучными, блуждающими клетками и особыми пигментными клетками – меланофагами. На поверхности фибробластов находятся рецепторные белки и гликолипиды, в нуклеоплазме – интерхроматиновые гранулы, содержащие РНК. В сосочках дермы располагаются сосуды, питающие эпидермис, дерму и нервные окончания.

Сетчатый слой дермы, более компактный грубоволокнистый, составляет основную часть дермы. Строма дермы образуется пучками коллаге-новых волокон, между которыми залегают такие же клеточные элементы, как и в сосочковом слое, но в меньшем количестве. Прочность кожи зависит в основном от структуры именно сетчатого слоя, различного по мощности на разных участках кожного покрова.

Гиподерма, или подкожная жировая клетчатка, состоит из переплетающихся пучков соединительной ткани, в петлях которой располагается разное количество шарообразных жировых клеток. В подкожной жировой клетчатке находятся кровеносные сосуды, нервные стволы, нервные окончания, потовые железы, волосяные фолликулы. Подкожный жировой слой заканчивается фасцией, нередко сливающейся с периостом или апоневрозом мышц.

Мышцы кожи представлены пучками гладких мышечных волокон, расположенных в виде сплетений вокруг сосудов, волосяных фолликулов и ряда клеточных элементов. Гладкомышечные скопления вокруг волосяных фолликулов обусловливают движение волоса и называются мышцами, поднимающими волосы (mm. crrectores pilorum). Элементы гладких мышц располагаются и автономно, особенно часто в коже волосистой части головы, щек, лба, тыльной поверхности кистей и стоп. Поперечнополосатая мускулатура располагается в коже лица (мимические мышцы).

Кровеносная и лимфатическая системы кожи. Артерии, питающие кожу, образуют под гиподермой широкопетлистую сеть, которую называют фасциальной. От этой сети отходят мелкие ветви, делящиеся и анастомозирующие между собой, образующие субдермальную артериальную сеть. Из субдермальной артериальной сети ветвящиеся и анасто-мозирующие сосуды идут вверх в прямом и косом направлениях, и на границе между сосочками и сетчатым слоем дермы из них образуется поверхностное сосудистое сплетение. От этого сплетения берут начало артериолы, образующие в кожном сосочке терминальные артериоляр-ные аркады петлистого строения. Плотность папиллярных капилляров в коже соответствует плотности сосочков и в разных областях тела различна и составляет от 16 до 66 капилляров на 1 мм² кожи. Волосяные фолликулы, потовые и сальные железы снабжены сосудами, отходящими горизонтально от глубокого сосудистого сплетения. Венозная система начинается посткапиллярными венулами, которая образует в сосочко-вом слое и подкожной жировой клетчатке четыре венозных сплетения, повторяющими ход артериальных сосудов. Однотипные и разнотипные внутрикожные сосуды широко анастомозируют между собой. В коже часто встречаются гломусы, или артериовенозные клубочковые анастомозы, – короткие соединения артериол и венул без капилляров. Они участвуют в регуляции температуры тела, поддерживают интерстици-альное напряжение, что необходимо для функционирования капилляров, мышц и нервных окончаний.

Лимфатические сосуды кожи представлены капиллярами, образующими две сети, расположенные над поверхностным и глубоким сосудистыми сплетениями. Лимфатические сети анастомозируют между собой, имеют клапанную систему и, пройдя через подкожную жировую клетчатку, на границе с апоневрозом и фасцией мышц образуют широкопетлистое сплетение – plexus lymphaticus cutaneus.

Иннервация кожи. Особое значение имеет рецепторная функция кожи. Кожа служит барьером между окружающей и внутренней средой и воспринимает все виды раздражений. Кожа иннервируется центральной и вегетативной нервной системой и представляет собой чувствительное рецепторное поле. Помимо обычных нервных окончаний в виде древовидных разветвлений, клубочков, иннервирующих сальные и потовые железы, волосяные фолликулы и сосуды, в коже имеются своеобразные нервные аппараты в форме так называемых инкапсулированных телец и нервных окончаний. Основное нервное сплетение кожи заложено в глубоких отделах подкожной жировой клетчатки. Поднимаясь от него к поверхности, нервные веточки подходят к придаткам кожи и в нижнем отделе сосочкового слоя образуют поверхностное нервное сплетение. От него отходят веточки в сосочки и эпидермис в виде осевых цилиндров. В эпидермисе они проникают до зернистого слоя, теряют миелиновую оболочку и заканчиваются простым заострением или утолщением.

Помимо свободных нервных окончаний, в коже расположены и особые нервные образования, воспринимающие различные раздражения. Инкапсулированные осязательные тельца (тельца Мейсснера) участвуют в осуществлении функций осязания. Чувство холода воспринимается с помощью колб Краузе, ощущение тепла – при участии телец Руффини, положение тела в пространстве, ощущение давления и вибрации воспринимают пластинчатые тельца (тельца Фатера-Пачини). Ощущения боли, зуда и жжения воспринимаются свободными нервными окончаниями (ноци-рецепторами), располагающимися в эпидермисе.

Осязательные тельца расположены в сосочках и состоят из тонкой соединительнотканной капсулы, содержащей рецепторные особые клетки. К ним подходит через нижний полюс капсулы безмякотное нервное волокно в виде безмиелинового осевого цилиндра, заканчивающегося утолщением в виде мениска и прилегающего к рецепторным клеткам. Концевые колбы Краузе находятся под сосочками. Их удлиненная овальная форма направлена верхним полюсом к сосочкам. В верхнем полюсе соединительнотканной капсулы находится безмиелиновый

нервный цилиндр, заканчивающийся клубочком. Тельца Руффини располагаются в глубоких отделах дермы и верхней части подкожной жировой клетчатки. Они представляют собой соединительнотканную капсулу, в которой окончание нервного осевого цилиндра делится на многочисленные веточки. Пластинчатые тельца находятся в подкожной жировой клетчатке, имеют капсулярное строение. В коже также много вегетативных нервных волокон, расположенных по поверхности всех сосудов, включая капилляры. Они регулируют функциональную активность сосудистых сплетений и тем самым влияют на физиологические процессы в эпидермисе, дерме и подкожной жировой клетчатке.

Придатки кожи (волосы, ногти, потовые и сальные железы). Формирование волос начинается в конце 2-го – начале 3-го месяца эмбрионального развития. В области эпидермиса возникают базально-клеточные выросты, превращающиеся затем в волосяные фолликулы. На 4-м и 5-м месяце начальные зачаточные волосы в виде пушковых волос (lanugo) распространяются по всему кожному покрову, за исключением ладоней, подошв, красной каймы губ, сосков молочных желез, малых половых губ, головки полового члена и внутреннего листка крайней плоти. Часть волоса, выступающая над поверхностью кожи, называется стержнем, а внутридермальный отдел – корнем. В области выхода стержня на поверхность кожи имеется углубление – воронка. Корень волоса окружен волосяным фолликулом, к которому под острым углом подходит и прикрепляется мышца, поднимающая волос. Стержень и корень волоса состоят из трех слоев: центрального – мозгового, коркового и кутикулы. Мозговое вещество располагается в основном в коже и едва достигает воронки волосяного фолликула. Основную массу стержня волоса составляют кератинизированные клетки, тесно прилежащие друг к другу. Дистальная часть корня волоса называется луковицей. Она обеспечивает рост волоса, так как в ее центральную часть из гиподермы внедряется волосяной сосочек с кровеносными сосудами и нервами.

Имеющееся в верхней части фолликула углубление, или воронка волосяного фолликула, выстлано 1-3 рядами эпидермальных клеток, которые содержат гликоген, значительное количество вакуолей, тонофибриллы, кератогиалин и кератиносомы. В воронку волосяного фолликула открывается выводной проток сальной железы. Цвет волос обусловлен пигментом в мозговом веществе волоса в составе ДОФА-положительных меланоцитов.

Волосы подразделяются на пушковые, щетинистые (брови, ресницы, борода, усы и волосы в области гениталий) и длинные (волосистая часть головы). Волосы растут медленно. В течение суток длина волоса увеличивается на 0,3-0,5 мм. Весной и летом волосы растут быстрее. У детей луковица волоса и волосяные сосочки расположены более поверхностно – в основном в дерме, а не в подкожной жировой клетчатке. Детские волосы более гидрофильны, эластичны и содержат значительное количество мягкого кератина. Вследствие биохимических и физиологических свойств волосы у детей чаще поражаются дерматофитами.

Зачатки ногтей появляются у эмбриона в начале 3-го месяца развития. Сначала закладывается ногтевое ложе, в области которого эпителий несколько утолщается и слегка погружается в соединительную ткань. Затем из эпителиальной части ногтевого ложа – матрицы – формируется плотное, компактное образование – корень ногтя. Последующее формирование ногтевой пластинки тесно связано с процессом керати-низации, которому подвергаются как сама пластинка, так и ногтевое ложе. Ногтевая пластинка, или ноготь, построена из плотно прилегающих роговых пластинок с блестящей наружной оболочкой (lamina externa), расположенных на ногтевом ложе. Ногтевое ложе с боков и у основания ограничено кожными складками – ногтевыми валиками. Задний валик ногтя, дугообразно покрывая проксимальную часть тела ногтя, образует тонкую роговую пластинку эпидермиса – надногтевую кожицу (eponichium). Небольшая часть корня ногтя, выступающая из-под заднего валика в виде беловатого участка, называется ногтевой луночкой. Рост ногтя происходит за счет клеток матрикса, имеющего строение эпидермиса без зернистого и рогового слоев.

Из эктодермального зародышевого листка, образующего эпидермис, помимо волос и ногтей, формируются сальные и потовые железы. Зачатки потовых желез определяются в коже плода на 2-м месяце внутриутробного развития. К моменту рождения ребенка потовые железы хорошо сформированы, но функционально не активны. На протяжении первых 2 лет происходит постепенное усиление потоотделительной функции. Переход от детского к взрослому типу потоотделения совершается в период полового созревания. При детском типе потоотделения преобладает незаметное потоотделение (perspiratio insensibilis), особенно в 1-й год жизни.

Потовые железы представлены двумя видами. Выделяют простые потовые железы, или мерокринные (эккринные), и апокринные железы.

Простые потовые железы (glandulae sudoripare) имеют трубчатое строение и мерокринный (прежнее название эккринный) тип секреции. Они образуют секрет вследствие секреторной деятельности клеток и при

участии процессов осмоса и диффузии. Гистохимически в потовых железах выявляются РНК, активность кислой фосфатазы, карбоксилазы, эстераз, ферментов энергетического обмена.

Дистальная часть потовой железы в виде клубочка (закрученная концевая часть) располагается обычно на границе дермы и подкожной жировой клетчатки. Длинный выводной проток направляется вертикально к поверхности кожи и заканчивается штопорообразной извитой щелью. Особенно много потовых желез на ладонях, подошвах и лице. Потовые железы отсутствуют на головке полового члена, наружной поверхности малых половых губ и внутреннем листке крайней плоти. На остальных участках кожного покрова потовые железы располагаются диссемини-рованно. На 1 см² поверхности кожи находится от 200 до 800 потовых желез. Деятельность потовых желез регулируется потовым центром, расположенным в клетках III желудочка межуточного мозга, и периферическими нервными окончаниями, находящимися в капсуле специальных клубочков. По этой причине парасимпатомиметические вещества (ацетилхолин, пилокарпин и др.) усиливают выделение пота, а атропин, блокируя этот механизм, тормозит потовыделение.

Апокринные потовые железы (glandulae apocrinicae) в отличие от мерокринных образуют секрет с участием вещества клетки, поэтому часть клеток находится в стадии отторжения. Апокринные железы также имеют трубчатое строение, но более крупные размеры, глубокое залегание и своеобразную локализацию. Они располагаются около волосяных фолликулов в коже гениталий, ануса, у ареол грудных сосков и в подмышечных впадинах. Выводные протоки этих желез впадают в сально-волосяные фолликулы. Полное развитие апокринных желез происходит в 1-й год жизни ребенка, но функциональная активность проявляется только в период полового созревания. Деятельность апокринных желез обычно цикличная, совпадающая с фазами секреции половых желез. На этом основании апокринные железы относят к вторичным половым признакам.

Сальные железы (glandulae sebacea) являются сложными альвеолярными образованиями, имеющими голокриновый тип секреции с жировой метаплазией секреторных клеток. Дифференцировка клеток начинается с центра и характеризуется прогрессивным накоплением сальных везикул. Это приводит к дезинтеграции клетки, ее ядра, разрыву клеточной оболочки и выделению секрета в сальный канал. Стенка общего протока сальной железы по строению не отличается от эпидермиса, а в разветвлениях протока отсутствуют роговой и зернистый слои. Сальные железы

окружают волосяные фолликулы. Как правило, вокруг каждого фолликула имеется 6-8 сальных желез, поэтому все участки волосяного покрова кожи в норме покрыты сальной смазкой. Однако некоторые сальные железы расположены изолированно и открываются на поверхность кожи самостоятельным выводным протоком. Богато снабжены сальными железами, не связанными с волосяными фолликулами, участки кожи на лице, головке полового члена, в области крайней плоти и малых половых губ. Полностью отсутствуют сальные железы на ладонях и подошвах. Зачатки сальных желез выявляются у 2-3-недельного плода, гораздо раньше, чем зачатки потовых желез. Сальные железы интенсивно функционируют еще до рождения ребенка, поэтому кожа новорожденных покрыта сыровидной смазкой (vernix caseosa). Сальные железы у детей имеют более крупные размеры, обильно расположены на коже лица, спины, волосистой части головы и в аногенитальной области. Секрет потовых и сальных желез имеет существенное значение для физиологических, иммунных и биохимических функций кожи.

Строение слизистой оболочки рта и губ значительно отличается от строения кожи, несмотря на одинаковые структурные компоненты. Так, слизистая оболочка рта, как и кожа, состоит из трех отделов – эпителия, собственного слоя слизистой оболочки (lamina propria mucosae) и под-слизистой основы, соответствующих эпидермису, дерме и подкожной жировой клетчатке кожного покрова.

Слизистую оболочку полости рта покрывает многослойный эпителий, но в отличие от эпителия кожи он имеет только два слоя – базаль-ный и шиповатый. Клетки базального слоя (str. germinativum) имеют цилиндрическую форму, расположены на базальной мембране палисадообразно. Возникающие при митозе клетки направляются вверх, в них накапливается гликоген, который не образуется в клетках базального слоя кожи.

Митотическая активность клеток слизистой оболочки полости рта высокая, поэтому время ее обновления составляет от 6 до 7 дней, процесс обновления в коже занимает 21-22 дня.

Соединительнотканная часть слизистой оболочки рта состоит из собственного слоя и подслизистой основы (tela submucosa). Базальные клетки эпителия граничат с lamina propria mucosae, которая содержит эластические, коллагеновые, преколлагеновые волокна, составляющие основу собственного слоя слизистой оболочки и подслизистой. В соединительнотканном слое слизистой оболочки рта сосредоточены кровеносные и лимфатические сосуды, нервные окончания и многочисленные

мелкие слюнные железы, секрет которых поддерживает поверхность слизистой оболочки во влажном состоянии и обеспечивает их участие в переваривании пищевого субстрата в полости рта.

Эпителиальные клетки твердого нёба, языка, частично десен подвергаются ороговению у здоровых людей, что не свойственно остальным участкам слизистой оболочки рта.

В подслизистой основе, образованной петлистой сетью коллагено-вых и эластических волокон, располагаются глубокая сосудистая сеть, клеточные элементы (лимфоциты, плазматические клетки, образующие иммуноглобулины), множественные клубочки глубоко залегающих мелких слюнных желез. Подслизистый слой хорошо выражен в тех участках, где слизистая оболочка неплотно прикреплена к подлежащим тканям, например, в дне полости рта. Вместе с тем подслизистая основа полностью отсутствует на деснах и в области твердого нёба.

Губы состоят из мощного слоя круговых мышц, покрытых снаружи кожей, плотно соединенной с мышечным слоем. В губе различают три части: кожную, промежуточную, или красную кайму, и слизистую. Красная кайма имеет переходное строение от кожи к слизистой оболочке, сальные железы в ней сохраняются только в углах рта. На красной кайме губ не происходит полного ороговения, поверхностный слой эпителия пропитан элеидином, что придает ему прозрачность. Типичный роговой слой, а также блестящий и зернистый на красной кайме губы отсутствуют.

На красной кайме губ различают наружную и внутреннюю зоны. Эпителий наружной зоны сохраняет видоизмененный роговой слой, а внутренняя зона, переходящая в слизистую оболочку губы (зона Клейна), имеет ядра в наружном слое эпителия и очень удлиненные дермальные сосочки. Нервный рецепторный аппарат слизистой оболочки рта, губ, десен и языка обеспечивается тройничным, лицевым, языкоглоточным и подъязычным нервами.

Кровеносная и лимфатическая системы обильно представлены капиллярами, венулами и лимфатической сетью на всем протяжении слизистых оболочек рта, языка, красной каймы губ. Лимфатическая сеть особенно густо расположена в миндалинах и корне языка, где образуются лимфоэпителиальные возвышения высотой до 5 мм, называемые криптами. Из лимфоидной ткани на поверхность слизистой оболочки могут выходить лимфоциты, входящие в состав слюны.

Слюнные железы. В полости рта имеется множество слюнных желез, которые подразделяют на большие и малые. К большим слюнным железам относятся околоушные, поднижнечелюстные и подъязычные, расположенные вне полости рта и имеющие длинные выводные протоки. Малые слюнные железы гетерогенные, подразделяются на губные, щечные, нёбные и язычные.

III. Подкожная клетчатка

Анатомия и физиология кожи. Общий покров

Кожа (cutis) образует общий покров тела, в котором заложены чувствительные нервные окончания, потовые и сальные железы, мышцы, волосы и ногти.

Кожа выполняет ряд функций: защитную функцию, участвует в тепло-регуляции и обмене веществ, является органом выделения и обширной поверхностью рецепции.

Кожа состоит из двух слоев:
1) надкожницы, эпидермиса;
2) собственно кожи с подкожной основой.

Эпидермис — происходит из наружного зародышевого листка, образуя самый наружный слой кожи. Толщина его варьирует от 0,07 до 0,4 мм; наибольшей толщины эпидермис достигает в области подошвы. Он состоит из многослойного эпителия, который характеризуется тем, что в наружных его слоях постоянно происходит ороговение. Самый глубокий слой эпидермиса, состоящий из 2-15 рядов клеток, носит название росткового, или зародышевого слоя. Ряд клеток этого слоя, прилегающий непосредственно к самой коже, выделяется как базальный слой; в нем на пути деления клеток появляются новые слои эпидермиса, постепенно замещающие клетки самого поверхностного, ороговевшего слоя эпидермиса.

В ростковом слое имеется пигмент, количество которого обусловливает разный цвет кожи. Над ростковым слоем залегает шиповатый слой, за которым следует зернистый слой, состоящий из нескольких рядов клеток, содержащих в своей протоплазме кератогеалин. Над зернистым слоем располагается стекловидный слой, образованный 3-4 рядами клеток, заполненный особым блестящим веществом элеидином.

Самый поверхностный слой эпидермиса — роговой слой, состоит из плоских ороговевших клеток. Последние превращаются в чешуйки, которые на поверхности эпидермиса постепенно слущиваются, заменяясь новыми клетками.

Между эпидермисом и собственно кожей залегает основная мембрана.

Собственно кожу образуют два слоя: 1) сосочковый слой и 2) сетчатый слой.

Сосочковый слой состоит из рыхлой соединительной ткани, несет на своей поверхности сосочки, вдающиеся в эпидермис. Между сосочками располагаются межсосочковые бороздки. В сосочках залегают нервные окончания, кровеносные капилляры и слепые выросты лимфатических капилляров поверхностной сети кожи.

Кожа богата эластическими и коллопеновыми волокнами, которые направляются от фасций в подкожную клетчатку и собственно кожу. Эластические волокна образуют под сосочками сплетение, которое посылает к последним тонкие сети и отдельные волоконца, обусловливая эластичность кожи.

В собственно коже находится также гладкомышечная ткань, клетки которой направляются к волосяным сумкам и сальным железам в качестве мышц, поднимающих волосы. Сокращение мышечных волокон обусловливает появление «гусиной кожи» и выделение секрета кожных желёз. Волосы ресниц, бровей, носовых отверстий мышц не имеют. В коже мошонки и в коже вокруг грудного соска имеются гладкие мышечные клетки, которые не связаны с волосяными сумками, а образуют мышечный слой.

Наличие рыхлой соединительной ткани в подкожной основе и степень соединения ее с подлежащими тканями обусловливает подвижность кожи и возможность образования складок. В некоторых участках кожи жир постоянно отсутствует: в области век, ушных раковин, сосков молочных желез, кожи мошонки и полового члена.

Поверхность кожи неровная, т.к. имеет большое количество складок, возвышений и отверстий. Складки кожи подразделяются на постоянные и непостоянные складки.

К числу постоянных крупных складок кожи относятся веки, ушные раковины, крайняя плоть, большие и малые половые губы и др. Складки имеются и в области суставов, например, локтевая складка, паховая складка.

Физиология нормальной кожи — Руководство ВОЗ по гигиене рук в здравоохранении

Кожа состоит из трех слоев: эпидермиса (50–100 мкм), дермы (1-2 мм) и гиподермы (1-2 мм) () . Барьер для чрескожного всасывания находится в пределах рогового слоя , самого поверхностного слоя эпидермиса. Функция stratum corneum заключается в уменьшении потери воды, обеспечении защиты от абразивного воздействия и микроорганизмов и, как правило, в качестве барьера проницаемости для окружающей среды.

Роговой слой представляет собой многослойный слой толщиной 10–20 мкм, состоящий из плоских, многогранных, безъядерных клеток толщиной от 2 до 3 мкм, называемых корнеоцитами . Корнеоциты состоят в основном из нерастворимых связанных кератинов, окруженных клеточной оболочкой, стабилизированной сшитыми белками и ковалентно связанными липидами. Корнеодесмосомы представляют собой мембранные соединения, соединяющие корнеоцитов и способствующие сцеплению рогового слоя . Межклеточное пространство между корнеоцитами состоит из липидов, в основном образующихся в результате экзоцитоза ламеллярных тел во время терминальной дифференцировки кератиноцитов.Эти липиды необходимы для нормальной функции кожного барьера.

Эпидермис состоит из 10–20 слоев клеток. Этот плюристратифицированный эпителий также содержит меланоциты, участвующие в пигментации кожи, и клетки Лангерганса, участвующие в презентации антигена и иммунных ответах. Эпидермис, как и любой эпителий, получает питательные вещества из сосудистой сети дермы.

Эпидермис представляет собой динамическую структуру, и обновление рогового слоя контролируется сложными регуляторными системами клеточной дифференцировки.Современные знания о функции рогового слоя получены из исследований эпидермальных реакций на нарушение кожного барьера, таких как: (i) экстракция кожных липидов аполярными растворителями; (ii) физическое удаление рогового слоя с помощью липкой ленты; и (iii) химически вызванное раздражение. Все такие экспериментальные манипуляции приводят к временному снижению эффективности кожного барьера, что определяется трансэпидермальной потерей воды. Эти изменения рогового слоя вызывают увеличение пролиферации и дифференцировки кератиноцитов в ответ на эту «агрессию», чтобы восстановить кожный барьер.Это увеличение скорости пролиферации кератиноцитов может напрямую влиять на целостность кожного барьера, нарушая: (i) поглощение питательных веществ, таких как незаменимые жирные кислоты; (ii) синтез белков и липидов; или (iii) обработка молекул-предшественников, необходимых для функции кожного барьера.

5.1 Слои кожи — анатомия и физиология

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Определить компоненты покровной системы
• Опишите слои кожи и функции каждого слоя
• Идентифицировать и описать гиподерму и глубокую фасцию
• Опишите роль кератиноцитов и их жизненный цикл
• Опишите роль меланоцитов в пигментации кожи

Хотя вы обычно не думаете о коже как об органе, на самом деле она состоит из тканей, которые работают вместе как единая структура, выполняя уникальные и важные функции.Кожа и ее вспомогательные структуры составляют покровную систему, которая обеспечивает общую защиту тела. Кожа состоит из нескольких слоев клеток и тканей, которые соединительной тканью удерживаются в нижележащих структурах (рис. 5.2). Более глубокий слой кожи хорошо васкуляризован (имеет множество кровеносных сосудов). Он также имеет множество сенсорных, вегетативных и симпатических нервных волокон, обеспечивающих связь с мозгом и от него.

Рис. 5.2 Слои кожи Кожа состоит из двух основных слоев: эпидермиса, состоящего из плотно упакованных эпителиальных клеток, и дермы, состоящей из плотной соединительной ткани неправильной формы, в которой находятся кровеносные сосуды, волосяные фолликулы, потовые железы и другие структуры. .Под дермой находится гиподерма, которая состоит в основном из рыхлой соединительной и жировой ткани.

Интерактивная ссылка

Кожа состоит из двух основных слоев и тесно связанного слоя. Просмотрите эту анимацию, чтобы узнать больше о слоях кожи. Каковы основные функции каждого из этих слоев?

Эпидермис

Эпидермис состоит из ороговевшего многослойного плоского эпителия. Он состоит из четырех или пяти слоев эпителиальных клеток, в зависимости от его расположения в организме.Внутри него нет кровеносных сосудов (т. Е. Он бессосудистый). Кожа, состоящая из четырех слоев клеток, называется «тонкой кожей». Эти слои — от глубокого до поверхностного — представляют собой базальный слой, шиповидный слой, гранулированный слой и роговой слой. Большую часть кожи можно отнести к тонкой. «Толстая кожа» встречается только на ладонях рук и подошвах ног. Он имеет пятый слой, называемый stratum lucidum, расположенный между роговым слоем и зернистым слоем (Рисунок 5.3).

Рис. 5.3. Тонкая кожа и толстая кожа На этих слайдах показаны поперечные сечения эпидермиса и дермы (а) тонкой и (б) толстой кожи. Обратите внимание на существенную разницу в толщине эпителиального слоя толстой кожи. Сверху, LM × 40, LM × 40. (Микрофотографии предоставлены Медицинской школой Риджентс Мичиганского университета © 2012)

Клетки во всех слоях, кроме базального слоя, называются кератиноцитами. Кератиноцит — это клетка, которая производит и хранит белковый кератин.Кератин — это внутриклеточный волокнистый белок, который придает волосам, ногтям и коже твердость и водонепроницаемость. Кератиноциты в роговом слое мертвые и регулярно отшелушиваются, заменяясь клетками из более глубоких слоев (рис. 5.4).

Рисунок 5.4 Эпидермис Эпидермис представляет собой эпителий, состоящий из множества слоев клеток. Базальный слой состоит из кубовидных клеток, тогда как внешние слои представляют собой плоские ороговевшие клетки, поэтому весь эпителий часто описывается как ороговевший многослойный плоский эпителий.LM × 40. (Микрофотография предоставлена ​​Медицинской школой Риджентс Мичиганского университета © 2012)

Интерактивная ссылка

Просмотрите WebScope Мичиганского университета, чтобы изучить образец ткани более подробно. Если вы увеличите масштаб ячеек самого внешнего слоя этого участка кожи, что вы заметите в этих ячейках?

Stratum Basale

Базальный слой (также называемый герминативным слоем) является самым глубоким эпидермальным слоем и прикрепляет эпидермис к базальной пластинке, под которой лежат слои дермы.Клетки базального слоя связываются с дермой посредством переплетения коллагеновых волокон, называемых базальной мембраной. Пальцевидный выступ или складка, известная как дермальный сосочек (множественное число = дермальные сосочки), находится в поверхностной части дермы. Кожные сосочки увеличивают прочность связи эпидермиса и дермы; чем больше изгиб, тем прочнее выполняется соединение (Рисунок 5.5).

Рис. 5.5. Слои эпидермиса Эпидермис толстой кожи состоит из пяти слоев: базального слоя, шиповидного слоя, зернистого слоя, прозрачного слоя и рогового слоя.

Базальный слой представляет собой одинарный слой клеток, в основном состоящий из базальных клеток. Базальная клетка — это стволовая клетка кубовидной формы, которая является предшественником кератиноцитов эпидермиса. Все кератиноциты производятся из этого единственного слоя клеток, которые постоянно проходят митоз, чтобы произвести новые клетки. По мере образования новых клеток существующие клетки поверхностно отталкиваются от базального слоя. Два других типа клеток обнаруживаются рассредоточенными среди базальных клеток в базальном слое.Первая — это клетка Меркеля, которая функционирует как рецептор и отвечает за стимуляцию сенсорных нервов, которые мозг воспринимает как прикосновение. Эти клетки особенно многочисленны на поверхности рук и ног. Второй — меланоцит, клетка, вырабатывающая пигмент меланин. Меланин придает цвет волосам и коже, а также помогает защитить живые клетки эпидермиса от повреждений ультрафиолетовым (УФ) излучением.

У растущего плода отпечатки пальцев образуются там, где клетки базального слоя встречаются с сосочками нижележащего дермального слоя (сосочкового слоя), в результате чего на ваших пальцах образуются гребни, которые вы распознаете как отпечатки пальцев.Отпечатки пальцев уникальны для каждого человека и используются для судебно-медицинской экспертизы, поскольку закономерности не меняются с процессами роста и старения.

Stratum Spinosum

Как следует из названия, stratum spinosum имеет колючий вид из-за выступающих клеточных отростков, которые соединяются с клетками через структуру, называемую десмосомой. Десмосомы сцепляются друг с другом и укрепляют связь между клетками. Интересно отметить, что «колючий» характер этого слоя — артефакт процесса окрашивания.Неокрашенные образцы эпидермиса не имеют такого характерного вида. Шиповидный слой состоит из восьми-десяти слоев кератиноцитов, образованных в результате деления клеток в базальном слое (рис. 5.6). Среди кератиноцитов этого слоя вкраплен тип дендритной клетки, называемой клеткой Лангерганса, которая функционирует как макрофаг, поглощая бактерии, инородные частицы и поврежденные клетки, которые встречаются в этом слое.

Рис. 5.6 Клетки эпидермиса Клетки в разных слоях эпидермиса происходят из базальных клеток, расположенных в базальном слое, но клетки каждого слоя заметно отличаются.EM × 2700. (Микрофотография предоставлена ​​Медицинской школой Риджентс Мичиганского университета © 2012)

Интерактивная ссылка

Просмотрите WebScope Мичиганского университета, чтобы изучить образец ткани более подробно. Если вы увеличите масштаб ячеек самого внешнего слоя этого участка кожи, что вы заметите в этих ячейках?

Кератиноциты в шиповидном слое начинают синтез кератина и выделяют водоотталкивающий гликолипид, который помогает предотвратить потерю воды из организма, делая кожу относительно водонепроницаемой.По мере того как новые кератиноциты образуются поверх базального слоя, кератиноциты шиповатого слоя проталкиваются в гранулированный слой.

Гранулированный слой

Зернистый слой имеет зернистый вид из-за дальнейших изменений кератиноцитов по мере их выталкивания из шиповидного слоя. Клетки (глубиной от трех до пяти слоев) становятся более плоскими, их клеточные мембраны утолщаются, и они вырабатывают большое количество белков кератина, который является волокнистым, и кератогиалина, который накапливается в виде пластинчатых гранул внутри клеток (см. Рисунок 5.5). Эти два белка составляют основную массу кератиноцитов в зернистом слое и придают этому слою зернистый вид. Ядра и другие клеточные органеллы распадаются по мере того, как клетки умирают, оставляя после себя кератин, кератогиалин и клеточные мембраны, которые образуют прозрачный слой, роговой слой и вспомогательные структуры волос и ногтей.

Stratum Lucidum

Просветленный слой представляет собой гладкий, на вид полупрозрачный слой эпидермиса, расположенный чуть выше зернистого слоя и ниже рогового слоя.Этот тонкий слой клеток находится только в толстой коже ладоней, подошв и пальцев. Кератиноциты, составляющие прозрачный слой, мертвы и уплощены (см. Рис. 5.5). Эти клетки плотно упакованы элеидином, прозрачным белком, полученным из кератогиалина, который придает этим клеткам их прозрачный (т.е.светлый) вид.

Роговой слой

Роговой слой — это самый поверхностный слой эпидермиса, который подвергается воздействию внешней среды (см. Рисунок 5.5). Повышенное ороговение (также называемое ороговением) клеток в этом слое дало ему свое название. В роговом слое обычно имеется от 15 до 30 слоев клеток. Этот сухой мертвый слой помогает предотвратить проникновение микробов и обезвоживание нижележащих тканей, а также обеспечивает механическую защиту от истирания более нежных нижележащих слоев. Клетки в этом слое периодически отслаиваются и заменяются клетками, выталкиваемыми из зернистого слоя (или прозрачного слоя в случае ладоней и подошв ног).Замена всего слоя занимает около 4 недель. Косметические процедуры, такие как микродермабразия, помогают удалить часть сухого верхнего слоя и сохраняют кожу «свежей» и здоровой.

Dermis

Дерму можно рассматривать как «ядро» покровной системы (derma- = «кожа»), в отличие от эпидермиса (epi- = «на» или «над») и гиподермы (hypo- = «внизу»). . Он содержит кровеносные и лимфатические сосуды, нервы и другие структуры, такие как волосяные фолликулы и потовые железы.Дерма состоит из двух слоев соединительной ткани, которые составляют взаимосвязанную сетку эластиновых и коллагеновых волокон, производимых фибробластами (рис. 5.7).

Рис. 5.7 Слои дермы На этом окрашенном слайде показаны два компонента дермы — сосочковый слой и ретикулярный слой. Оба сделаны из соединительной ткани с волокнами коллагена, простирающимися от одного к другому, что делает границу между ними несколько нечеткой. Дермальные сосочки, простирающиеся в эпидермис, принадлежат сосочковому слою, тогда как расположенные ниже плотные пучки коллагеновых волокон принадлежат ретикулярному слою.LM × 10. (кредит: модификация работы kilbad / Wikimedia Commons)

Папиллярный слой

Сосочковый слой состоит из рыхлой ареолярной соединительной ткани, что означает, что волокна коллагена и эластина этого слоя образуют рыхлую сетку. Этот поверхностный слой дермы выступает в базальный слой эпидермиса, образуя пальцевидные дермальные сосочки (см. Рис. 5.7). Внутри сосочкового слоя находятся фибробласты, небольшое количество жировых клеток (адипоцитов) и множество мелких кровеносных сосудов.Кроме того, сосочковый слой содержит фагоциты, защитные клетки, которые помогают бороться с бактериями или другими инфекциями, проникшими через кожу. Этот слой также содержит лимфатические капилляры, нервные волокна и рецепторы прикосновения, называемые тельцами Мейснера.

Ретикулярный слой

Под папиллярным слоем лежит гораздо более толстый ретикулярный слой, состоящий из плотной соединительной ткани неправильной формы. Этот слой хорошо васкуляризован и имеет богатое кровоснабжение сенсорных и симпатических нервов.Сетчатый слой выглядит сетчатым (сетчатым) из-за плотной сети волокон. Волокна эластина придают коже некоторую эластичность, позволяя двигаться. Волокна коллагена обеспечивают структуру и прочность на разрыв, при этом нити коллагена проникают как в сосочковый слой, так и в гиподерму. Кроме того, коллаген связывает воду, чтобы кожа оставалась увлажненной. Инъекции коллагена и кремы с ретин-А помогают восстановить тургор кожи, либо вводя коллаген извне, либо стимулируя кровоток и восстановление дермы соответственно.

Гиподерма

Гиподерма (также называемая подкожным слоем или поверхностной фасцией) представляет собой слой непосредственно под дермой и служит для соединения кожи с подлежащей фасцией (фиброзной тканью) костей и мышц. Строго говоря, это не часть кожи, хотя границу между гиподермой и дермой бывает трудно различить. Гиподерма состоит из хорошо васкуляризованной, рыхлой, ареолярной соединительной ткани и жировой ткани, которая функционирует как способ хранения жира и обеспечивает изоляцию и амортизацию покровов.

Ежедневное подключение

Хранение липидов

В гиподерме содержится большая часть жира, который беспокоит людей, когда они пытаются контролировать свой вес. Жировая ткань, присутствующая в подкожной клетчатке, состоит из накапливающих жир клеток, называемых адипоцитами. Этот накопленный жир может служить запасом энергии, изолировать тело, предотвращая потерю тепла, и действовать как подушка для защиты нижележащих структур от травм.

То, где жир откладывается и накапливается в подкожной клетчатке, зависит от гормонов (тестостерон, эстроген, инсулин, глюкагон, лептин и др.), А также генетических факторов.Распределение жира меняется по мере взросления и старения нашего тела. Мужчины склонны накапливать жир в разных областях (шея, руки, поясница и живот), чем женщины (грудь, бедра, бедра и ягодицы). Индекс массы тела (ИМТ) часто используется как мера жира, хотя на самом деле эта мера выводится из математической формулы, которая сравнивает вес (массу) тела с ростом. Следовательно, его точность как индикатора здоровья может быть поставлена ​​под сомнение у людей, которые находятся в чрезвычайно хорошей физической форме.

У многих животных избыточные калории откладываются в виде жира, который используется в периоды, когда еда недоступна.В большинстве развитых стран недостаточная физическая нагрузка в сочетании с доступностью и потреблением высококалорийной пищи приводит к нежелательному накоплению жировой ткани у многих людей. Хотя периодическое накопление лишнего жира могло дать эволюционное преимущество нашим предкам, которые переживали непредсказуемые приступы голода, в настоящее время оно становится хроническим и считается серьезной угрозой для здоровья. Недавние исследования показывают, что удручающий процент нашего населения имеет избыточный вес и / или клинически страдает ожирением.Это не только проблема для пострадавших, но и серьезное влияние на нашу систему здравоохранения. Изменения в образе жизни, особенно в диете и упражнениях, — лучший способ контролировать накопление жира в организме, особенно когда он достигает уровней, повышающих риск сердечных заболеваний и диабета.

Пигментация

На цвет кожи влияет ряд пигментов, включая меланин, каротин и гемоглобин. Напомним, что меланин вырабатывается клетками, называемыми меланоцитами, которые разбросаны по всему базальному слою эпидермиса.Меланин переносится в кератиноциты через клеточную везикулу, называемую меланосомой (рис. 5.8).

Рисунок 5.8 Пигментация кожи Относительная окраска кожи зависит от количества меланина, вырабатываемого меланоцитами базального слоя и поглощаемого кератиноцитами.

Меланин существует в двух основных формах. Эумеланин бывает черным и коричневым, тогда как феомеланин имеет красный цвет. Темнокожие люди производят больше меланина, чем люди с бледной кожей.Воздействие ультрафиолетовых лучей солнца или в солярии вызывает производство меланина и его накопление в кератиноцитах, поскольку воздействие солнца стимулирует кератиноциты выделять химические вещества, которые стимулируют меланоциты. Накопление меланина в кератиноцитах приводит к потемнению кожи или загару. Это повышенное накопление меланина защищает ДНК клеток эпидермиса от повреждения ультрафиолетовыми лучами и распада фолиевой кислоты, питательного вещества, необходимого для нашего здоровья и благополучия. Напротив, слишком много меланина может препятствовать выработке витамина D, важного питательного вещества, участвующего в усвоении кальция.Таким образом, количество меланина, присутствующего в нашей коже, зависит от баланса между доступным солнечным светом и разрушением фолиевой кислоты, а также от защиты от УФ-излучения и производства витамина D.

Для достижения пика синтеза меланина требуется около 10 дней после первого пребывания на солнце, поэтому люди с бледной кожей вначале обычно страдают солнечными ожогами эпидермиса. Темнокожие люди также могут получить солнечные ожоги, но они более защищены, чем люди с бледной кожей. Меланосомы — это временные структуры, которые в конечном итоге разрушаются путем слияния с лизосомами; Этот факт, наряду с отслаиванием заполненных меланином кератиноцитов в роговом слое, делает загар непостоянным.

Чрезмерное пребывание на солнце может в конечном итоге привести к появлению морщин из-за разрушения клеточной структуры кожи, а в тяжелых случаях может вызвать повреждение ДНК, которое может привести к раку кожи. При нерегулярном скоплении меланоцитов на коже появляются веснушки. Родинки представляют собой более крупные скопления меланоцитов, и, хотя большинство из них доброкачественные, их следует отслеживать на предмет изменений, которые могут указывать на наличие рака (рис. 5.9).

Рисунок 5.9 Родинки Родинки варьируются от доброкачественных скоплений меланоцитов до меланом.Эти структуры населяют ландшафт нашей кожи. (кредит: Национальный институт рака)

Заболевания …

Покровная система

Первое, что видит врач, — это кожа, поэтому осмотр кожи должен быть частью любого тщательного физического обследования. Большинство кожных заболеваний относительно доброкачественные, но некоторые из них, включая меланомы, при отсутствии лечения могут привести к летальному исходу. Пара более заметных нарушений, альбинизм и витилиго, влияют на внешний вид кожи и ее дополнительных органов.Хотя ни один из них не смертельный, было бы трудно утверждать, что они доброкачественные, по крайней мере, для людей, страдающих от этого заболевания.

Альбинизм — это генетическое заболевание, которое влияет (полностью или частично) на окраску кожи, волос и глаз. Дефект в первую очередь связан с неспособностью меланоцитов вырабатывать меланин. Люди с альбинизмом обычно выглядят белыми или очень бледными из-за нехватки меланина в их коже и волосах. Напомним, меланин помогает защитить кожу от вредного воздействия УФ-излучения.Люди с альбинизмом, как правило, нуждаются в большей защите от УФ-излучения, поскольку они более склонны к солнечным ожогам и раку кожи. Они также более чувствительны к свету и имеют проблемы со зрением из-за отсутствия пигментации на стенке сетчатки. Лечение этого расстройства обычно включает устранение симптомов, например ограничение воздействия ультрафиолетового света на кожу и глаза. При витилиго меланоциты в определенных областях теряют способность производить меланин, возможно, из-за аутоиммунной реакции. Это приводит к потере цвета участков (рисунок 5.10). Ни альбинизм, ни витилиго напрямую не влияют на продолжительность жизни человека.

Рисунок 5.10 Витилиго У людей с витилиго наблюдается депигментация, в результате которой участки кожи становятся более светлыми. Состояние особенно заметно на более темной коже. (кредит: (а) Клаус Д. Питер (б) Owl Bridge Media / Wikimedia.)

Другие изменения окраски кожи могут указывать на заболевания, связанные с другими системами организма. Заболевание печени или рак печени могут вызывать накопление желчи и желтого пигмента билирубина, в результате чего кожа становится желтой или желтушной ( jaune — французское слово, означающее «желтый»).Опухоли гипофиза могут вызывать секрецию большого количества меланоцит-стимулирующего гормона (МСГ), что приводит к потемнению кожи. Точно так же болезнь Аддисона может стимулировать выброс избыточного количества адренокортикотропного гормона (АКТГ), который может придавать коже глубокий бронзовый цвет. Внезапное снижение оксигенации может повлиять на цвет кожи, в результате чего кожа сначала станет пепельной (белой). При длительном снижении уровня кислорода темно-красный дезоксигемоглобин становится доминирующим в крови, из-за чего кожа становится синей. Это состояние называется цианозом ( кианос — греческое слово, означающее «синий»).Это происходит, когда подача кислорода ограничена, например, когда кто-то испытывает затруднение дыхания из-за астмы или сердечного приступа. Однако в этих случаях влияние на цвет кожи не имеет ничего общего с ее пигментацией.

Интерактивная ссылка

В этом видеоролике ABC рассказывается история пары афроамериканских близнецов, один из которых альбинос. Посмотрите это видео, чтобы узнать о проблемах, с которыми сталкиваются эти дети и их семьи. Как вы думаете, какие этнические группы не подвержены альбинизму?

Базовая физиология кожи — Раны Канада

По материалам Orsted HL, Keast D, Lalande FL, Kuhnke J, O’Sullivan-Drombolis D, Jin S, Haley J, Evans R.Кожа: анатомия, физиология и заживление ран. Уход за ранами Канада . 2016.

Что такое кожа?

Кожа — самый большой орган в теле. Он состоит из двух основных слоев: эпидермиса и дермы. Эти слои поддерживаются несколькими другими нижележащими структурами. Самая важная задача кожи — создать барьер между окружающей средой и вашими внутренними органами. Кожа также регулирует и контролирует различные другие функции. Любое повреждение кожи считается раной.

Из чего сделана кожа?

1. Эпидермис: самый внешний слой кожи.
   Эпидермис создает водостойкий барьер, удерживающий влагу и удерживающий влагу. Толщина эпидермиса варьируется в зависимости от того, где он расположен на теле. Например, он тоньше на барабанной перепонке барабанной перепонки и толще на подошве стопы.
2. Дерма: внутренний слой кожи, лежащий непосредственно под эпидермисом.
   Дерма обеспечивает структуру кожи и необходима для закрытия ран. Дерма содержит потовые железы, которые помогают регулировать температуру тела, и кожный жир, который предотвращает высыхание кожи.
3. Кровь: биологическая жидкость, которая снабжает ткани тела питательными веществами и собирает отходы.
   Кровь в основном состоит из воды (около 90%), но также содержит белки, глюкозу, минеральные ионы, гормоны, углекислый газ, тромбоциты и клетки крови. Кровь распределяет питательные вещества и собирает отходы, необходимые для заживления тканей.
4. Лимфа: прозрачная жидкость, состоящая из воды, липидов, продуктов жизнедеятельности, лейкоцитов и некоторых других материалов.
   Лимфа выполняет несколько функций, в том числе: возвращает белки в кровоток, собирает бактерии и транспортирует их к поврежденным лимфатическим узлам, а также транспортирует жиры из пищеварительной системы.

Какие еще структуры лежат в основе кожи?

1. Подкожная ткань (гиподерма): заполненных жиром клеток под дермой.
   Гиподерма регулирует температуру кожи и тела, изолирует тело и поглощает травмы. Размер этого слоя варьируется по всему телу и от человека к человеку.
2. Фасция: паутина из прочной соединительной ткани между кожей и мышцами.
   Fascia поддерживает структурную целостность кожи, обеспечивает поддержку и защиту, а также поглощает удары.Фасция — это первая линия защиты от инфекций.
3. Мышца: специализированная ткань, способная сокращаться и проводить электрические импульсы.
4. Сухожилия : полосы соединительной ткани, соединяющие мышцы с костью.
5. Связки: короткие полосы соединительной ткани, которые соединяют кости с другими костями, образуя сустав.
6. Кости: твердая белая соединительная ткань, обеспечивающая защиту, жесткую прочность и поддержку.
7. Суставы: места, в которых две или более кости соприкасаются.
   Суставы позволяют движение и обеспечивают механическую поддержку.
8. Синовиальная оболочка: тонкий слой ткани, выстилающей суставы и сухожилия.
   Синовий действует как смазка, уменьшая трение в суставе во время движения.
9. Хрящ: плотная соединительная ткань, которая находится между костями и сухожилиями.

Что делает скин?

1. Кожа — это защитный барьер.
   Кожа защищает от травм, вызванных водой, химическими веществами, микроорганизмами, механическим воздействием и облучением.
2. Кожа регулирует температуру.
   Кожа регулирует температуру, взаимодействуя со структурой мозга, называемой гипоталамусом. В гипоталамусе есть датчики температуры, которые вызывают потоотделение при перегреве тела и увеличивают выработку тепла, когда температура тела падает слишком низко.
3. Кожа соединяет разум, тело и внешний мир.
4. Кожа производит гормоны и нейромедиаторы.
   Кожа вырабатывает и использует гормоны, такие как витамин D, стероиды и гормоны щитовидной железы. Кожа также вырабатывает нейротрансмиттеры и гормоны, используемые в мозге.
5. Кожа поддерживает иммунную систему.
   Когда присутствует инородный материал, особые клетки кожи (называемые тучными клетками) запускают иммунную реакцию, которая сигнализирует другим компонентам иммунной системы, чтобы они стали активными.
6. Кожа — это орган чувств. Кожа помогает нам определять температуру, прикосновение и вибрацию.
7. Кожа помогает нам общаться.
   Кожа служит сигналом для социального и сексуального общения.
8. Кожа самоподдерживающаяся.
   Миллионы клеток кожи теряются каждый день, и новые клетки кожи регенерируются, чтобы занять их место. Через 35-45 дней у человека остается совершенно новый эпидермис!

Как кожа меняется с возрастом?

1. Замедляется процесс отрастания кожи.
   Истончение внешнего слоя эпидермиса может уменьшить количество белка, называемого коллагеном, который придает коже способность растягиваться, а затем возвращаться к форме.Это означает, что у более старой кожи чаще появляются морщины.
2. pH кожи становится более нейтральным, что делает ее более восприимчивой к инфекциям.
   С возрастом наша кожа становится менее кислой. Снижение кислотности приводит к тому, что кожа убивает меньше бактерий, чем раньше.
3. Кожа становится менее упругой и менее эластичной.
   С возрастом клетки кожи заменяются медленнее. Процесс старения вызывает биохимические изменения в белке коллагене, который придает коже ее структуру и упругость, а также в эластине соединительной ткани, который придает коже эластичность.Скорость этого изменения варьируется от человека к человеку, в зависимости от генетики, общего состояния здоровья, воздействия солнца и ухода за кожей.

Как заживает кожа?

Когда кожа повреждена, она лечит себя, чтобы и дальше защищать тело. Этот процесс регенерации происходит естественным образом у здоровых людей.

Есть четыре фазы заживления ран:

1. Гемостаз: начинается сразу после повреждения кожи.
   Специальные клетки крови, называемые тромбоцитами, блокируют поврежденные кровеносные сосуды.Тромбоциты также выделяют белки, называемые факторами роста, которые помогают инициировать более поздние этапы заживления.
2. Воспаление: отек и тепло, связанные с болью от травмы.
   Воспаление обычно продолжается до 4 дней после травмы. Воспаление заставляет кровеносные сосуды пропускать плазму и микроорганизмы в окружающие ткани, что помогает предотвратить инфекцию. На этом этапе факторы роста помогают клеткам делиться и производить больше клеток. Специализированные клетки, называемые макрофагами, могут потреблять бактерии, обеспечивая еще одну линию защиты от инфекции.Эти клетки также помогают разрешить воспаление в конце этой стадии, вызывая переход в стадию 3.
3. Пролиферация (также известная как грануляция и сокращение): включает замену кожной ткани (и подкожной ткани в более глубоких ранах).
   Стадия пролиферации начинается примерно через 4 дня после повреждения кожи и обычно продолжается до 21 дня. Специальные клетки, называемые фибробластами, выделяют коллаген, который способствует регенерации кожной ткани. Эта стадия заживления также характеризуется сокращением, во время которого края раны стягиваются.
4. Ремоделирование (также известное как созревание): перестройка коллагена.
   Ремоделирование может занять до 2 лет после повреждения кожи. После ремоделирования способность кожи растягиваться и возвращаться к форме будет только на 70-80% от той, которая была до травмы. Рубцовая ткань образуется и со временем становится толще.

В чем разница между острой раной и хронической раной?

Острая рана заживает нормально после четырех этапов, описанных выше. Это происходит, когда причина раны устранена и окружающая среда идеальна для заживления.Острые раны различаются по времени, которое требуется для заживления, в зависимости от размера раны.

Хронические раны — это острые раны, которые обычно не проходят через четыре стадии заживления. Несоблюдение этих этапов в правильном порядке и в установленные сроки вызвано неразрешенными факторами, которые мешают заживлению.
Некоторые хронические раны со временем прогрессируют через эти стадии, но правильная анатомия и функция не восстанавливаются. Это происходит, когда причины раны не устранены или среда для заживления не идеальна.
Некоторые хронические раны не проходят через эти стадии. Это происходит, когда причина раны или другие факторы, влияющие на рану, не могут быть устранены.

Кожа | Безграничная анатомия и физиология

Что такое кожа?

Кожа — это мягкий внешний покров позвоночных, который защищает основные мышцы, кости, связки и внутренние органы.

Цель обучения

Определить слои кожи

Основные выводы

Ключевые моменты

• Внешний слой кожи, эпидермис, обеспечивает гидроизоляцию и служит барьером для инфекции.
• Средний слой кожи, дерма, содержит кровеносные сосуды, нервы и железы, которые важны для функционирования нашей кожи. Внутренний слой кожи, подкожный слой, содержит жир, который защищает нас от травм.

Ключевые термины

• эпидермис : самый внешний слой кожи.
• subcutis : Внутренний слой кожи, также называемый гиподермой или подкожным слоем.
• дерма : средний слой кожи.
• кожная мембрана : официальное название кожи.

Кожная мембрана

Кожная мембрана — это технический термин, обозначающий нашу кожу. Основная роль кожи — помочь защитить остальные ткани и органы тела от физических повреждений, таких как ссадины, химические повреждения, такие как моющие средства, и биологические повреждения, вызванные микроорганизмами. Например, хотя на коже обитает множество постоянных и временных бактерий, эти бактерии не могут проникнуть в организм при наличии здоровой неповрежденной кожи.

Наша кожа состоит из трех основных слоев. В порядке от самого поверхностного до самого глубокого — это эпидермис, дерма и подкожная ткань.

Эпидермис

Эпидермис — это тонкий слой кожи. Это самый поверхностный слой кожи, слой, который вы видите глазами, когда смотрите на кожу в любом месте своего тела. Функции эпидермиса включают ощущение прикосновения и защиту от микроорганизмов.

Этот скин делится на пять отдельных слоев.В порядке от самого поверхностного к самому глубокому, они следующие:

• Роговой слой
• Stratum Lucidum
• Гранулированный слой
• Spinosum слой
• Stratum Basale

Роговой слой

Этот слой состоит из множества омертвевших клеток кожи, которые вы выбрасываете в окружающую среду — в результате эти клетки находятся в пыли по всему дому. Этот слой помогает отталкивать воду.

Stratum Lucidum

Этот слой встречается только на ладонях рук, кончиках пальцев и подошвах ног.

Stratum Granulosum

Это слой, в котором происходит часть производства кератина. Кератин — это белок, который является основным компонентом кожи.

Spinosum слой

Этот слой придает коже прочность и гибкость.

Stratum Basale

Здесь формируются наиболее важные клетки кожи, называемые кератиноцитами, прежде чем они поднимутся на поверхность эпидермиса и выбрасываются в окружающую среду в виде мертвых клеток кожи.

Этот слой также содержит меланоциты, клетки, которые в значительной степени отвечают за определение цвета нашей кожи и защиту нашей кожи от вредного воздействия УФ-излучения.Эти вредные эффекты включают ожоги в краткосрочной перспективе и рак в долгосрочной перспективе.

Дерма

Под эпидермисом находится дерма. В дерме содержится:

• Кровеносные сосуды, питающие кожу кислородом и питательными веществами. Кровеносные сосуды также позволяют клеткам иммунной системы подходить к коже для борьбы с инфекцией. Эти суда также помогают уносить отходы.
• Нервы, которые помогают нам передавать сигналы, исходящие от кожи. Эти сигналы включают прикосновение, температуру, давление, боль и зуд.
• Разные сальники.
• Волосяные фолликулы.
• Коллаген, белок, отвечающий за придание коже силы и эластичности.

Подкожная ткань

Самый глубокий слой кожи называется подкожный слой, подкожный слой или гиподерма. Как и дерма, слой содержит кровеносные сосуды и нервы по тем же причинам.

Важно отметить, что подкожный слой содержит слой жира. Этот слой жира работает вместе с кровеносными сосудами, чтобы поддерживать соответствующую температуру тела.Слой жира здесь действует как подушка от физических травм внутренних органов, мышц и костей.

Кроме того, во время голода организм превращается в этот жир, чтобы обеспечить энергию для своих различных процессов, особенно для работы мозга.

Слои кожных оболочек (кожа): На этом изображении подробно показаны особенности эпидермального и дермального слоев кожи.

Структура кожи: эпидермис

Эпидермис включает пять основных слоев: роговой слой, просветный слой, гранулированный слой, шиповатый слой и зародышевый слой.

Цель обучения

Описать слои эпидермиса

Основные выводы

Ключевые моменты

• Эпидермис обеспечивает защитный водонепроницаемый барьер, который также удерживает болезнетворные микроорганизмы и регулирует температуру тела.
• Основными слоями эпидермиса являются: роговой слой, просветный слой, гранулированный слой, шиповатый слой, зародышевый слой (также называемый базальным слоем).
• Кератиноциты в базальном слое пролиферируют во время митоза, а дочерние клетки перемещаются вверх по слою, изменяя форму и состав, поскольку они проходят несколько стадий клеточной дифференцировки.

Ключевые термины

• кератиноцит : преобладающий тип клеток в эпидермисе, внешнем слое кожи, составляющий 95% клеток, обнаруженных там. Те кератиноциты, которые находятся в базальном слое (stratum germinativum) кожи, иногда называют базальными клетками или базальными кератиноцитами.
• stratum germinativum : Базальный слой, иногда называемый stratum basale, является самым глубоким из пяти слоев эпидермиса.
• роговой слой : Самый поверхностный слой эпидермиса, от которого отходит омертвевшая кожа.
• эпидермис : самый внешний слой кожи.
• stratum lucidum : слой нашей кожи, который находится на ладонях наших рук и подошвах наших ног.

Слои эпидермиса

Эпидермис — это самый внешний слой нашей кожи. Это слой, который мы видим глазами. Он не содержит собственного кровоснабжения, поэтому вы можете брить кожу и не вызывать кровотечение, несмотря на то, что при этом теряется много клеток.Если предположить, что вы не порезаете кожу слишком глубоко, там, где на самом деле находится кровоснабжение.

Эпидермис делится как минимум на четыре отдельные части. Пятая часть присутствует в некоторых областях нашего тела. В порядке от самого глубокого слоя эпидермиса к самому поверхностному, эти слои (слои) являются:

• Базовый слой
• Шиповидный слой
• Зернистый слой
• Люцидный слой
• Роговой слой

Обзор кожи : слои кожи, как волосистой, так и голой кожи.

Stratum Basale

Кожа человека: На этом изображении показаны части покровной системы.

Базальный слой, также называемый герминативным слоем, представляет собой базальный слой эпидермиса. Это ближайший к кровоснабжению слой под эпидермисом.

Этот слой — один из самых важных слоев нашей кожи. Это потому, что он содержит единственные клетки эпидермиса, которые могут делиться в процессе митоза, что означает, что здесь прорастают клетки кожи, отсюда и слово germinativum.

В этом слое самые многочисленные клетки эпидермиса, называемые кератиноцитами, возникают благодаря митозу. Кератиноциты производят самый важный белок эпидермиса.

Этот белок правильно называют кератином. Кератин делает нашу кожу упругой и обеспечивает столь необходимую защиту от микроорганизмов, физического вреда и химического раздражения.

Миллионы этих новых клеток возникают в базальном слое ежедневно. Вновь образованные клетки со временем выталкивают старые клетки в верхние слои эпидермиса.По мере продвижения этих старых клеток к поверхности они меняют свою форму, ядерный и химический состав. Эти изменения отчасти и придают пластам их уникальные характеристики.

Spinosum and Granulosum слой

Слои эпидермиса : Эпидермис на 95% состоит из кератиноцитов, но также содержит меланоциты, клетки Лангерганса, клетки Меркеля и воспалительные клетки. Базальный слой в основном состоит из базальных клеток кератиноцитов, которые можно рассматривать как стволовые клетки эпидермиса.Они делятся, образуя кератиноциты шиповатого слоя, которые перемещаются поверхностно.

Из базального слоя кератиноциты перемещаются в шиповидный слой, слой, названный так потому, что его клетки имеют шиповидную форму. Шиповатый слой частично отвечает за прочность и гибкость кожи.

Оттуда кератиноциты переходят в следующий слой, называемый гранулированным слоем. Этот слой получил свое название от того, что расположенные здесь клетки содержат множество гранул.

Кератиноциты производят много кератина в этом слое — они заполняются кератином. Этот процесс известен как ороговение. Кератиноциты становятся более плоскими, хрупкими и также теряют свои ядра в гранулированном слое.

Stratum Lucidum

Как только кератиноциты покидают гранулированный слой, они умирают и помогают формировать прозрачный слой. Эта смерть происходит в основном в результате расстояния, на котором кератиноциты находятся от богатого кровоснабжения, на котором находятся клетки базального слоя.Кератиноциты, лишенные питательных веществ и кислорода, умирают, когда они выталкиваются к поверхности нашей кожи.

Stratum lucidum — это слой, получивший свое название от прозрачного (прозрачного) внешнего вида, который он дает под микроскопом. Этот слой легко найти только в некоторых безволосых частях нашего тела, а именно на ладонях наших рук и подошвах наших ног. То есть места, где наша кожа обычно самая толстая.

Роговой слой

Из прозрачного слоя кератиноциты попадают в следующий слой, называемый роговым слоем (роговой слой, заполненный ороговевшими клетками).Это единственный слой кожи, который мы видим глазами.

Кератиноциты в этом слое называются корнеоцитами. В них почти нет воды, и на этом этапе они полностью лишены ядра. Это мертвые клетки кожи, наполненные прочным протеиновым кератином. По сути, они представляют собой скорее белковую массу, чем клетку.

Корнеоциты служат твердым защитным слоем от экологических травм, таких как ссадины, свет, тепло, химические вещества и микроорганизмы.Клетки рогового слоя также окружены липидами (жирами), которые также помогают отталкивать воду. Эти корнеоциты в конечном итоге попадают в окружающую среду и становятся частью перхоти в наших волосах или пыли вокруг нас, которую легко поедают пылевые клещи.

Весь этот цикл, от нового кератиноцита в базальной оболочке до мертвой клетки, отслаивающейся в воздухе, занимает 25–45 дней.

Структура кожи: дерма

Дерма состоит из сосочкового и ретикулярного слоев, которые служат для защиты и амортизации тела от стресса и напряжения.

Цель обучения

Различать участки дермы и гиподермы

Основные выводы

Ключевые моменты

• Дерма делится на сосочковую и ретикулярную области.
• Основная функция дермы — защищать тело от стресса и напряжения, а также обеспечивать эластичность кожи, ощущение прикосновения и тепло.
• Дерма содержит корни волос, сальные железы, потовые железы, нервы и кровеносные сосуды.
• Гиподерма лежит ниже дермы и содержит защитный слой жира.

Ключевые термины

• ретикулярный слой : самый глубокий слой дермы.
• гиподерма : подкожный слой рыхлой соединительной ткани, содержащей жировые клетки, лежащий под дермой.
• дерма : слой кожи под эпидермисом.
• сосочковый слой : самый поверхностный слой дермы.

Дерма

Под эпидермисом — самым поверхностным слоем нашей кожи — находится дерма (иногда называемая кориумом). Дерма — это плотный слой кожи. Это слой кожи, которого вы касаетесь при покупке любых кожаных изделий.

Дерма состоит из двух слоев. Это сосочковый слой (верхний слой) и ретикулярный слой (нижний слой).

Папиллярный слой

Кожа человека: На этом изображении показаны части покровной системы.

Сосочковый слой обеспечивает слой над ним, эпидермис, питательными веществами для производства клеток кожи, называемых кератиноцитами. Он также помогает регулировать температуру нашей кожи и, следовательно, тела в целом.

Подача питательных веществ и регулирование температуры происходят благодаря разветвленной сети кровеносных сосудов в этом слое. Эти кровеносные сосуды также помогают удалять продукты жизнедеятельности клеток, которые в противном случае убили бы клетки кожи, если бы им позволили накапливаться.

Розовый оттенок кожи у людей со светлой кожей обусловлен найденными здесь кровеносными сосудами.На самом деле, когда вы краснеете, краснеть вызывает расширение этих кровеносных сосудов. Неровные выступы, обнаруженные в этом слое, называемые дермальными сосочками, также образуют отпечатки пальцев людей и дают этому слою свое название.

Ретикулярный слой

Сетчатый слой укрепляет кожу и придает ей эластичность. Под эластичностью понимается то, как наша кожа может вернуться в форму, если ее деформировать чем-то вроде защемления. Ретикулярный слой также содержит волосяные фолликулы, потовые и сальные железы.

Потовые железы могут быть апокринными, например, в подмышечных впадинах и в паху, или эккринными железами, которые находятся по всему телу. Первые способствуют возникновению запаха тела (наряду с бактериями на нашей коже), а вторые помогают регулировать температуру нашего тела посредством процесса испарения.

Сальные железы, находящиеся в дерме, выделяют вещество, называемое кожным салом, которое помогает смазывать и защищать нашу кожу от высыхания.

В дерме также содержится:

• Нервные окончания, передающие различные раздражители, такие как боль, зуд, давление и температура.
• Лимфатические сосуды, которые транспортируют клетки иммунной системы, клетки, которые помогают уничтожать инфекционные организмы, которые могли проникнуть в наш организм через царапину на коже.
• Коллаген, белок, который помогает укрепить нашу кожу, и эластин, белок, который помогает сохранять эластичность нашей кожи.

Гиподерма

Под дермой находится самый глубокий слой нашей кожи. Его также называют подкожной клетчаткой, подкожной клетчаткой или подкожной клетчаткой. Он содержит много коллагеновых клеток, а также жир.

Жир, в частности, помогает изолировать наше тело от холода и действует как подушка для наших внутренних структур (таких как мышцы и органы), когда что-то ударяет нас. Жир также может использоваться организмом в периоды крайней нужды в качестве источника энергии.

Учитывая альтернативные названия этого слоя, неудивительно, что это слой, в который подкожные инъекции вводятся через иглу для подкожных инъекций.

Кожные сенсорные рецепторы: Ближайшие к поверхности кожи рецепторы включают рецепторы, которые обнаруживают легкое давление, температуру и вибрации, а также обнаженные нервные окончания (дендриты), которые обнаруживают боль.Глубже в дерме находятся обнаженные дендриты, которые обвиваются вокруг оснований волосяных фолликулов и обнаруживают движения волос, а также рецепторы, такие как тельца Пачини, которые реагируют на сильное давление и вибрации.

Цвет кожи

Цвет кожи во многом определяется количеством пигмента меланина, вырабатываемого меланоцитами в коже.

Цель обучения

Объясните, как образуются разные степени пигментации

Основные выводы

Ключевые моменты

• Цвет кожи в основном определяется пигментом под названием меланин.
• Меланин вырабатывается меланоцитами в процессе, называемом меланогенезом.
• Разница в цвете кожи у людей со светлой и темной пигментацией обусловлена ​​уровнем активности меланоцитов; это не связано с количеством меланоцитов в их коже.

Ключевые термины

• меланин : Любой из группы встречающихся в природе темных пигментов, отвечающих за цвет кожи.
• меланоцит : клетка в коже, вырабатывающая пигмент меланин.
• кератиноциты : клетки, которые поглощают и хранят меланин.
• эумеланин : Тип меланина, в основном отвечающий за коричневую и черную кожу.
• stratum basale : Эпидермальный слой, в котором находятся меланоциты.

Меланин

Цвет кожи в значительной степени определяется пигментом под названием меланин, но здесь также присутствуют и другие факторы. Ваша кожа состоит из трех основных слоев, самый поверхностный из которых называется эпидермисом.Сам эпидермис состоит из нескольких слоев.

Меланоциты: Поперечный разрез кожи с меланином в меланоцитах

Самый глубокий из эпидермальных слоев называется базальным слоем или зародышевым слоем. В этом слое лежат важные клетки, называемые меланоцитами. Их название образовано от двух частей: мелано-, что означает черный или темный цвет, и -цит, что означает клетка.

Меланоциты — это клетки неправильной формы, которые производят и хранят пигмент, называемый меланином.Самый распространенный тип меланина — эумеланин. Этот пигмент хранится в органеллах, называемых меланосомами.

Эумеланин отвечает за коричневую и черную пигментацию кожи человека или за ее отсутствие, если вырабатывается мало. Производство меланина называется меланогенезом — генез означает образование или развитие.

Как определяется цвет кожи

Независимо от происхождения, у каждого человека в основном одинаковое количество меланоцитов, но генетика каждого человека определяет, сколько меланина вырабатывается и как он распределяется по коже.Например, у людей со светлой кожей могут быть более темные места, такие как соски и родинки. И наоборот, у темнокожих людей ладони имеют более светлый оттенок.

Другой важный фактор, воздействие солнечного света, также запускает производство меланина. Это то, что дает нам загар. Меланин, вырабатываемый в ответ на солнечные лучи, защищает нашу кожу и остальное тело от вредного воздействия солнечных ожогов и вызывающего рак ультрафиолетового излучения. радиация.

Роль кератиноцитов

У людей с более темной кожей меланоциты активнее, чем у людей со светлой кожей.Однако пигмент нашей кожи также включает самые многочисленные клетки нашего эпидермиса — кератиноциты.

В то время как меланоциты производят, хранят и выделяют меланин, кератиноциты являются крупнейшими реципиентами этого пигмента. Перенос меланина от меланоцитов к кератиноцитам происходит благодаря длинным щупальцам, каждый меланоцит простирается до 40 кератиноцитов.

Если человек не может производить меланин, он страдает альбинизмом.

Другие детерминанты цвета кожи

Загорелая кожа: Воздействие УФ-излучения в результате загара вызывает изменения пигментации кожи за счет увеличения выработки меланина.

Помимо меланина, на общий или местный цвет кожи играют роль и другие факторы. К ним относятся:

1. Количество каротина, обнаруженного в роговом слое эпидермиса и в самом глубоком слое кожи, в гиподерме. Каротин — это желто-оранжевый пигмент, содержащийся в моркови. Ваша кожа может стать этого цвета, если вы едите много продуктов, богатых каротином. Кожа может пожелтеть из-за другого фактора, называемого желтухой или желтухой, который возникает при серьезном заболевании печени.В этом случае желчные пигменты откладываются в коже и придают ей желтый цвет.
2. Количество насыщенного кислородом гемоглобина, обнаруженного в кровеносных сосудах среднего слоя нашей кожи, дермы. Гемоглобин — это железосодержащий белковый пигмент наших клеток крови. Недостаток насыщения кислородом придает коже более бледный, серый или синий цвет. Кожа также может стать бледнее в результате анемии (пониженного количества гемоглобина и / или эритроцитов), низкого кровяного давления или плохого кровообращения.
3. И наоборот, у людей со светлой кожей (по сравнению с темнокожими) кожа может быть розовой благодаря относительно более богатому кислородом гемоглобину, протекающему по кровеносным сосудам их дермы. Кожа красного цвета также может появиться в результате расширения (расширения) кровеносных сосудов в коже или рядом с ней из-за смущения, лихорадки, аллергии или воспаления.
4. Наконец, на коже могут быть красные, черные, синие, пурпурные и зеленые синяки — все в результате утечки крови в окружающие ткани.По мере того как кровь (а именно гемоглобин) распадается, обрабатывается и удаляется различными клетками, она и синяк со временем меняют цвет.

5.1 Слои кожи — анатомия и физиология

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Опишите слои кожи и функции каждого слоя

• Определить компоненты покровной системы
• Опишите слои кожи и функции каждого слоя
• Описать слои эпидермиса и дермы
• Определите и опишите гиподерму и фасцию
• Опишите роль кератиноцитов и их жизненный цикл
• Опишите роль меланоцитов в пигментации кожи

Хотя вы обычно не думаете о коже как об органе, на самом деле она состоит из тканей, которые работают вместе как единая структура, выполняя уникальные и важные функции.Кожа и ее вспомогательные структуры составляют покровную систему , которая обеспечивает общую защиту тела. Кожа состоит из нескольких слоев клеток и тканей, которые соединительной тканью удерживаются в нижележащих структурах (рис. 5.1.1). Самый поверхностный слой кожи — это эпидермис, который прикреплен к более глубоким слоям дермы. Дополнительные структуры, волосы, железы и ногти, связаны с кожей. Более глубокий слой кожи хорошо васкуляризован (имеет множество кровеносных сосудов) и расположен поверхностно по отношению к подкожным слоям.Он также имеет множество сенсорных, вегетативных и симпатических нервных волокон, обеспечивающих связь с мозгом и от него.

Рисунок 5.1.1 — Слои кожи: Кожа состоит из двух основных слоев: эпидермиса, состоящего из плотно упакованных эпителиальных клеток, и дермы, состоящей из плотной соединительной ткани неправильной формы, в которой находятся кровеносные сосуды и волосяные фолликулы. , потовые железы и другие структуры. Под дермой находится гиподерма, которая состоит в основном из рыхлой соединительной и жировой ткани.

Внешний веб-сайт

Просмотрите эту анимацию, чтобы узнать больше о слоях кожи.

Кожа состоит из двух основных слоев и тесно связанного слоя. Просмотрите эту анимацию, чтобы узнать больше о слоях кожи. Каковы основные функции каждого из этих слоев?

Эпидермис состоит из ороговевшего многослойного плоского эпителия. Он состоит из четырех или пяти слоев эпителиальных клеток, в зависимости от его расположения в организме.Внутри него нет кровеносных сосудов (т. Е. Он бессосудистый). Кожа, состоящая из четырех слоев клеток, называется «тонкой кожей». Эти слои — от глубокого до поверхностного — представляют собой базальный слой, шиповидный слой, гранулированный слой и роговой слой. Большую часть кожи можно отнести к тонкой. «Толстая кожа» встречается только на ладонях рук и подошвах ног. Он имеет пятый слой, называемый stratum lucidum, расположенный между роговым слоем и зернистым слоем (Рисунок 5.1.2).

Рисунок 5.1.2 — Тонкая кожа в сравнении с толстой кожей: На этих слайдах показаны поперечные сечения эпидермиса и дермы (а) тонкой и (б) толстой кожи. Обратите внимание на существенную разницу в толщине эпителиального слоя толстой кожи. Сверху, LM × 40, LM × 40. (Микрофотографии предоставлены Медицинской школой Риджентс Мичиганского университета © 2012)

Клетки во всех слоях, кроме базального слоя, называются кератиноцитами, которые составляют около 95% всех слоев. клетки эпидермиса.Кератиноцит — это клетка, которая производит и хранит протеин кератин. Кератин — это внутриклеточный волокнистый белок, придающий волосам, ногтям и коже их твердость, прочность и водостойкость. Кератиноциты в роговом слое мертвые и регулярно отшелушиваются, заменяясь клетками из более глубоких слоев (рис. 5.1.3).

Рисунок 5.1.3 — Эпидермис: Эпидермис представляет собой эпителий, состоящий из множества слоев клеток.Базальный слой состоит из кубовидных клеток, тогда как внешние слои представляют собой плоские ороговевшие клетки, поэтому весь эпителий часто описывается как ороговевший многослойный плоский эпителий. LM × 40. (Микрофотография предоставлена ​​Медицинской школой Риджентс Мичиганского университета © 2012)

Stratum Basale

stratum basale (также называемый stratum germinativum) является самым глубоким эпидермальным слоем и прикрепляет эпидермис к базальной пластинке, под которой лежат слои дермы.Клетки базального слоя связываются с дермой посредством переплетения коллагеновых волокон, называемых базальной мембраной. Пальцевидный выступ или складка, известная как дермальный сосочек (множественное число = дермальные сосочки), находится в поверхностной части дермы. Кожные сосочки увеличивают прочность связи эпидермиса и дермы; чем больше изгиб, тем прочнее выполняются соединения (рисунок 5.1.4).

Рисунок 5.1.4 — Слои эпидермиса: Эпидермис толстой кожи состоит из пяти слоев: базального слоя, шиповидного слоя, зернистого слоя, прозрачного слоя и рогового слоя.

Базальный слой — это один слой клеток, состоящий в основном из базальных клеток. Базальная клетка представляет собой стволовую клетку кубовидной формы, которая является предшественником кератиноцитов эпидермиса. Все кератиноциты производятся из этого единственного слоя клеток, которые постоянно проходят митоз, чтобы произвести новые клетки. По мере образования новых клеток существующие клетки поверхностно отталкиваются от базального слоя. Два других типа клеток обнаруживаются рассредоточенными среди базальных клеток в базальном слое.Первая — это ячейка Меркеля , которая функционирует как рецептор и отвечает за стимуляцию сенсорных нервов, которые мозг воспринимает как прикосновение. Эти клетки особенно многочисленны на поверхности рук и ног. Второй — это меланоцит , клетка, вырабатывающая пигмент меланин. Меланин придает цвет волосам и коже, а также помогает защитить ДНК в ядрах живых клеток эпидермиса от повреждения ультрафиолетовым (УФ) излучением.

Spinosum слой

Как следует из названия, шиповидный слой имеет колючий вид из-за выступающих клеточных отростков, которые соединяются с клетками через структуру, называемую десмосомой .Десмосомы сцепляются друг с другом и укрепляют связь между клетками. Интересно отметить, что «колючий» характер этого слоя — артефакт процесса окрашивания. Неокрашенные образцы эпидермиса не имеют такого характерного вида. Шиповидный слой состоит из восьми-десяти слоев кератиноцитов, образованных в результате деления клеток в базальном слое (рис. 5.1.5). Среди кератиноцитов этого слоя вкраплен тип дендритной клетки, называемой клеткой Лангерганса , которая функционирует как макрофаг, поглощая бактерии, инородные частицы и поврежденные клетки, которые встречаются в этом слое.

Рисунок 5.1.5. Клетки эпидермиса: Клетки в разных слоях эпидермиса происходят из базальных клеток, расположенных в базальном слое, но клетки каждого слоя заметно отличаются. EM × 2700. (Микрофотография предоставлена ​​Медицинской школой Риджентс Мичиганского университета © 2012)

Кератиноциты в шиповидном слое начинают синтез кератина и выделяют водоотталкивающий гликолипид, который помогает предотвратить потерю воды из организма, делая кожу относительно водонепроницаемой.По мере того как новые кератиноциты образуются поверх базального слоя, кератиноциты шиповатого слоя проталкиваются в гранулированный слой.

Stratum Granulosum

stratum granulosum имеет зернистый вид из-за дальнейших изменений кератиноцитов, когда они выталкиваются из остистого слоя. Клетки (толщиной от трех до пяти слоев) становятся более плоскими, их клеточные мембраны утолщаются, и они вырабатывают большое количество белков , кератина, , который является волокнистым, и кератогиалина , который накапливается в виде пластинчатых гранул внутри клеток (см. Рис. 5). .1.4). Эти два белка составляют основную массу кератиноцитов в зернистом слое и придают этому слою зернистый вид. Ядра и другие клеточные органеллы распадаются по мере того, как клетки умирают, оставляя после себя кератин, кератогиалин и клеточные мембраны, которые образуют прозрачный слой и роговой слой. Аналогичный процесс производства клеток, упакованных кератином, происходит во вспомогательных структурах волос и ногтей.

Stratum Lucidum

stratum lucidum — это гладкий, кажущийся полупрозрачным слой эпидермиса, расположенный чуть выше зернистого слоя и ниже рогового слоя.Этот тонкий слой клеток находится только в толстой коже ладоней, подошв и пальцев. Кератиноциты, составляющие прозрачный слой, мертвы и уплощены (см. Рисунок 5.1.4). Эти клетки плотно упакованы eleiden , прозрачным белком, богатым липидами, полученным из кератогиалина, который придает этим клеткам их прозрачный (т.е.светлый) вид и создает барьер для воды.

Роговой слой

роговой слой — это самый поверхностный слой эпидермиса, который подвергается воздействию внешней среды (см.рисунок 5.1.4). Повышенное ороговение (также называемое ороговением) клеток в этом слое дало ему свое название. В роговом слое обычно имеется от 15 до 30 слоев клеток. Этот сухой мертвый слой помогает предотвратить проникновение микробов и обезвоживание нижележащих тканей, а также обеспечивает механическую защиту от истирания более нежных нижележащих слоев. Клетки в этом слое периодически отслаиваются и заменяются клетками, выталкиваемыми из зернистого слоя (или прозрачного слоя в случае ладоней и подошв ног).Клетки в этом слое все еще могут быть прикреплены друг к другу десмосомами, поэтому шелушение, которое происходит при солнечном ожоге, отшелушивает поврежденные слои эпидермиса на одном листе. Замена всего слоя занимает около 4 недель. Косметические процедуры, такие как микродермабразия, помогают удалить часть сухого верхнего слоя и сохраняют кожу «свежей» и здоровой.

Дерма может считаться «ядром» покровной системы (дерма- = «кожа»), в отличие от эпидермиса (эпи- = «на» или «над») и гиподермы (гипо- = «ниже» »).Он содержит кровеносные и лимфатические сосуды, нервы и другие структуры, такие как волосяные фолликулы и потовые железы. Эпидермис не имеет сосудов, и клетки этого слоя должны получать кислород и питательные вещества из капилляров дермы. Дерма состоит из двух слоев соединительной ткани, которые составляют взаимосвязанную сетку эластиновых и коллагеновых волокон, производимых фибробластами (рис. 5.1.6). Более поверхностный сосочковый слой служит опорной точкой для вышележащего эпидермиса и тесно связан с более глубоким ретикулярным слоем.

Рисунок 5.1.6 — Слои дермы: На этом окрашенном слайде показаны два компонента дермы — сосочковый слой и ретикулярный слой. Оба сделаны из соединительной ткани с волокнами коллагена, простирающимися от одного к другому, что делает границу между ними несколько нечеткой. Дермальные сосочки, простирающиеся в эпидермис, принадлежат сосочковому слою, тогда как расположенные ниже плотные пучки коллагеновых волокон принадлежат ретикулярному слою. LM × 10. (кредит: модификация работы kilbad / Wikimedia Commons)

Папиллярный слой

Сосочковый слой состоит из рыхлой ареолярной соединительной ткани, что означает, что волокна коллагена и эластина этого слоя образуют рыхлую сетку с большим количеством основного вещества, поддерживающего гидратацию кожи.Этот поверхностный слой дермы выступает в базальный слой эпидермиса, образуя пальцевидные дермальные сосочки (см. Рисунок 5.1.6). Внутри сосочкового слоя находятся фибробласты, небольшое количество жировых клеток (адипоцитов) и множество мелких кровеносных сосудов. Кроме того, сосочковый слой содержит фагоциты, защитные клетки, которые помогают бороться с бактериями или другими инфекциями, проникшими через кожу. Этот слой также содержит лимфатические капилляры, нервные волокна и рецепторы прикосновения, называемые тельцами Мейснера.

У растущего плода отпечатки пальцев образуются там, где клетки базального слоя эпидермиса встречаются с сосочками нижележащего дермального слоя (сосочкового слоя), в результате чего на ваших пальцах образуются гребни, которые вы распознаете как отпечатки пальцев. Сосочки дермы надавливают на эпидермис, создавая уникальный рисунок эпидермальных гребней. Отпечатки пальцев уникальны для каждого человека и используются для судебно-медицинской экспертизы, поскольку закономерности не меняются с процессами роста и старения.

Ретикулярный слой

Под сосочковым слоем лежит гораздо более толстый ретикулярный слой , состоящий из плотной соединительной ткани неправильной формы, которая сопротивляется силам во многих направлениях, обусловленных гибкостью кожи. Этот слой составляет около 80% дермы, хорошо васкуляризован и имеет богатое снабжение сенсорных и симпатических нервов. Сетчатый слой выглядит сетчатым (сетчатым) из-за плотной сети волокон. Волокна эластина придают коже некоторую эластичность, позволяя двигаться.Волокна коллагена обеспечивают структуру и прочность на разрыв, при этом нити коллагена проникают как в сосочковый слой, так и в гиподерму. Кроме того, коллаген связывает воду, чтобы кожа оставалась увлажненной. Инъекции коллагена и кремы с ретин-А помогают восстановить тургор кожи, либо вводя коллаген извне, либо стимулируя кровоток и восстановление дермы соответственно.

Гиподерма (также называемая подкожным слоем или поверхностной фасцией) представляет собой слой непосредственно под дермой и служит для соединения кожи с подлежащей фасцией (фиброзной тканью), окружающей мышцы.Строго говоря, это не часть кожи, хотя границу между гиподермой и дермой бывает трудно различить. Гиподерма состоит из хорошо васкуляризованной, рыхлой, ареолярной соединительной ткани и обильной жировой ткани, которая функционирует как способ хранения жира и обеспечивает изоляцию и амортизацию покровов. Фасция — это толстая соединительная ткань, которая окружает скелетные мышцы, прикрепляя их к окружающим тканям и объединяя группы мышц.

Everyday Connection —

Хранение липидов

В гиподерме находится большая часть жира, который беспокоит людей, когда они пытаются держать свой вес под контролем.Жировая ткань, присутствующая в подкожной клетчатке, состоит из накапливающих жир клеток, называемых адипоцитами. Этот накопленный жир может служить запасом энергии, изолировать тело, предотвращая потерю тепла, и действовать как подушка для защиты нижележащих структур от травм.

То, где жир откладывается и накапливается в подкожной клетчатке, зависит от гормонов (тестостерон, эстроген, инсулин, глюкагон, лептин и др.), А также генетических факторов. Распределение жира меняется по мере взросления и старения нашего тела. Мужчины склонны накапливать жир в разных областях (шея, руки, поясница и живот), чем женщины (грудь, бедра, бедра и ягодицы).Индекс массы тела (ИМТ) часто используется как мера жира, хотя на самом деле эта мера выводится из математической формулы, которая сравнивает вес (массу) тела с ростом. Следовательно, его точность как индикатора здоровья может быть поставлена ​​под сомнение у людей, которые находятся в чрезвычайно хорошей физической форме.

У многих животных избыточные калории откладываются в виде жира, который используется в периоды, когда еда недоступна. В большинстве развитых стран недостаточная физическая нагрузка в сочетании с доступностью и потреблением высококалорийной пищи приводит к нежелательному накоплению жировой ткани у многих людей.Хотя периодическое накопление лишнего жира могло дать эволюционное преимущество нашим предкам, которые переживали непредсказуемые приступы голода, в настоящее время оно становится хроническим и считается серьезной угрозой для здоровья. Недавние исследования показывают, что удручающий процент нашего населения имеет избыточный вес и / или клинически страдает ожирением. Это не только проблема для пострадавших, но и серьезное влияние на нашу систему здравоохранения. Изменения в образе жизни, особенно в диете и упражнениях, — лучший способ контролировать накопление жира в организме, особенно когда он достигает уровней, повышающих риск сердечных заболеваний и диабета.

На цвет кожи влияет ряд пигментов, включая меланин, каротин и гемоглобин. Напомним, что меланин вырабатывается клетками, называемыми меланоцитами, которые разбросаны по всему базальному слою эпидермиса. Меланин переносится в кератиноциты через клеточную везикулу, называемую меланосомой (рис. 5.1.7).

Рисунок 5.1.7 — Пигментация кожи: Относительная окраска кожи зависит от количества меланина, вырабатываемого меланоцитами в базальном слое и поглощаемого кератиноцитами.

Меланин существует в двух основных формах. Эумеланин бывает черным и коричневым, тогда как феомеланин имеет красный цвет. Темнокожие люди производят больше меланина, чем люди с бледной кожей. Воздействие ультрафиолетовых лучей солнца или в солярии вызывает производство меланина и его накопление в кератиноцитах, поскольку воздействие солнца стимулирует кератиноциты выделять химические вещества, которые стимулируют меланоциты. Накопление меланина в кератиноцитах приводит к потемнению кожи или загару. Это повышенное накопление меланина защищает ДНК клеток эпидермиса от повреждения ультрафиолетовыми лучами и распада фолиевой кислоты, питательного вещества, необходимого для нашего здоровья и благополучия.Напротив, слишком много меланина может препятствовать выработке витамина D, важного питательного вещества, участвующего в усвоении кальция. Существует динамическое взаимодействие между степенью защиты от УФ-излучения, которую обеспечивает меланин, и количеством продуцируемого витамина D. Количество продуцируемого меланина и, следовательно, защита от ультрафиолета напрямую коррелирует с количеством солнечного света. Чем больше солнечного света, тем больше защиты от ультрафиолета, но компромисс заключается в том, что с повышением уровня меланина вырабатывается меньше витамина D.

Для достижения пика синтеза меланина требуется около 10 дней после первого пребывания на солнце, поэтому люди с бледной кожей вначале обычно страдают солнечными ожогами эпидермиса. Темнокожие люди также могут получить солнечные ожоги, но они более защищены, чем люди с бледной кожей. Меланосомы — это временные структуры, которые в конечном итоге разрушаются путем слияния с лизосомами; Этот факт, наряду с отслаиванием заполненных меланином кератиноцитов в роговом слое, делает загар непостоянным.

Чрезмерное пребывание на солнце может в конечном итоге привести к появлению морщин из-за разрушения клеточной структуры кожи, а в тяжелых случаях может вызвать повреждение ДНК, которое может привести к раку кожи. При нерегулярном скоплении меланоцитов на коже появляются веснушки. Родинки представляют собой более крупные скопления меланоцитов, и, хотя большинство из них доброкачественные, их следует отслеживать на предмет изменений, которые могут указывать на наличие рака (рис. 5.1.8). Полное отсутствие меланина вызвано генетическим заболеванием, называемым альбинизмом (см. «Заболевания… покровной системы» ниже)

Рисунок 5.18 — Родинки: Родинки варьируются от доброкачественных скоплений меланоцитов до меланом. Эти структуры населяют ландшафт нашей кожи. (Источник: Национальный институт рака)

Заболевания… покровной системы

Первое, что видит врач, — это кожа, поэтому осмотр кожи должен быть частью любого тщательного физического обследования. Большинство кожных заболеваний относительно доброкачественные, но некоторые из них, включая меланомы, при отсутствии лечения могут привести к летальному исходу. Пара более заметных нарушений, альбинизм и витилиго, влияют на внешний вид кожи и ее дополнительных органов.Хотя ни один из них не смертельный, было бы трудно утверждать, что они доброкачественные, по крайней мере, для людей, страдающих от этого заболевания.

Альбинизм — это генетическое заболевание, которое влияет (полностью или частично) на окраску кожи, волос и глаз. Дефект в первую очередь связан с неспособностью меланоцитов вырабатывать меланин. Люди с альбинизмом обычно выглядят белыми или очень бледными из-за нехватки меланина в их коже и волосах. Напомним, меланин помогает защитить кожу от вредного воздействия УФ-излучения.Люди с альбинизмом, как правило, нуждаются в большей защите от УФ-излучения, поскольку они более склонны к солнечным ожогам и раку кожи. Они также более чувствительны к свету и имеют проблемы со зрением из-за отсутствия пигментации на стенке сетчатки. Лечение этого расстройства обычно включает устранение симптомов, например ограничение воздействия ультрафиолетового света на кожу и глаза. В витилиго меланоциты в определенных областях теряют способность производить меланин, возможно, из-за аутоиммунной реакции.Это приводит к потере цвета участков (рисунок 5.1.9). Ни альбинизм, ни витилиго напрямую не влияют на продолжительность жизни человека.

Рисунок 5.1.9 — Витилиго: У людей с витилиго наблюдается депигментация, в результате которой участки кожи становятся более светлыми. Состояние особенно заметно на более темной коже. (кредит: Klaus D. Peter)

Другие изменения окраски кожи могут указывать на заболевания, связанные с другими системами организма. Заболевание или рак печени могут вызывать накопление желчи и желтого пигмента билирубина, в результате чего кожа становится желтой или желтухой ( jaune — французское слово, означающее «желтый»).Опухоли гипофиза могут вызывать секрецию большого количества меланоцит-стимулирующего гормона (МСГ), что приводит к потемнению кожи. Точно так же болезнь Аддисона может стимулировать выброс избыточного количества адренокортикотропного гормона (АКТГ), который может придавать коже глубокий бронзовый цвет. Внезапное снижение оксигенации может повлиять на цвет кожи, в результате чего кожа сначала станет пепельной (белой). При длительном снижении уровня кислорода темно-красный дезоксигемоглобин становится доминирующим в крови, из-за чего кожа становится синей, состояние, называемое цианозом ( кианос — греческое слово, означающее «синий»).Это происходит, когда подача кислорода ограничена, например, когда кто-то испытывает затруднение дыхания из-за астмы или сердечного приступа. Однако в этих случаях влияние на цвет кожи не имеет ничего общего с ее пигментацией.

Внешний веб-сайт

В этом видеоролике ABC рассказывается история пары афроамериканских близнецов, один из которых альбинос. Посмотрите это видео, чтобы узнать о проблемах, с которыми сталкиваются эти дети и их семьи. Как вы думаете, какие этнические группы не подвержены альбинизму?

Обзор главы

Кожа состоит из двух основных слоев: поверхностного эпидермиса и более глубокого дермы.Эпидермис состоит из нескольких слоев, начиная с самого внутреннего (самого глубокого) базального слоя (герминатум), за которым следуют шиповатый слой, гранулированный слой, просветный слой (при его наличии) и заканчивая самым внешним слоем, роговым слоем. Самый верхний слой, роговой слой, состоит из мертвых клеток, которые периодически отслаиваются и постепенно заменяются клетками, образованными из базального слоя. Базальный слой также содержит меланоциты, клетки, вырабатывающие меланин, пигмент, который в первую очередь отвечает за цвет кожи.Меланин переносится в кератиноциты в шиповидном слое, чтобы защитить клетки от УФ-лучей.

Дерма соединяет эпидермис с гиподермой и обеспечивает прочность и эластичность благодаря наличию волокон коллагена и эластина. Он состоит всего из двух слоев: сосочкового слоя с сосочками, доходящими до эпидермиса, и нижнего ретикулярного слоя, состоящего из рыхлой соединительной ткани. Гиподерма, глубоко в дерме кожи, представляет собой соединительную ткань, которая соединяет дерму с нижележащими структурами; он также содержит жировую ткань для хранения и защиты жира.

Вопросы по интерактивной ссылке

Кожа состоит из двух слоев и тесно связанного слоя. Просмотрите эту анимацию, чтобы узнать больше о слоях кожи. Каковы основные функции каждого из этих слоев?

Эпидермис обеспечивает защиту, дерма обеспечивает поддержку и гибкость, а гиподерма (жировой слой) обеспечивает изоляцию и подкладку.

[ссылка] Если вы увеличите масштаб ячеек самого внешнего слоя этого участка кожи, что вы заметите в этих ячейках?

[ссылка] Эти клетки не имеют ядер, поэтому вы можете сделать вывод, что они мертвы.Кажется, они отшелушиваются.

[ссылка] Если вы увеличите масштаб клеток спинного слоя, что в них отличительного?

[ссылка] Эти клетки имеют десмосомы, которые придают клеткам колючий вид.

В этом видеоролике ABC рассказывается история пары афроамериканских близнецов, один из которых альбинос. Посмотрите это видео, чтобы узнать о проблемах, с которыми сталкиваются эти дети и их семьи. Как вы думаете, какие этнические группы не подвержены альбинизму?

Вопросы для обзора

Вопросы о критическом мышлении

1.От чего зависит цвет кожи, и каков процесс, при котором кожа темнеет под воздействием ультрафиолета?

2. Клетки эпидермиса происходят из стволовых клеток базального слоя. Опишите, как клетки меняются по мере того, как они интегрируются в разные слои эпидермиса.

Глоссарий

альбинизм

генетическое заболевание кожи, при котором отсутствует выработка меланина

базальная клетка

тип стволовых клеток, обнаруженных в базальном слое и в матриксе волос, которые постоянно подвергаются клеточному делению, производя кератиноциты эпидермиса

дермальный сосочек

(множественное число = дермальные сосочки) расширение сосочкового слоя дермы, которое увеличивает поверхностный контакт между эпидермисом и дермой

дерма

слой кожи между эпидермисом и гиподермой, состоящий в основном из соединительной ткани и содержащий кровеносные сосуды, волосяные фолликулы, потовые железы и другие структуры

десмосома

Структура, образующая непроницаемое соединение между ячейками

эластиновые волокна

волокна из протеина эластина, повышающие эластичность дермы

Элейден

прозрачный связанный с белком липид, обнаруженный в прозрачном слое, который является производным кератогиалина и помогает предотвратить потерю воды

эпидермис

Наружный тканевой слой кожи

гиподерма

Соединительная ткань, соединяющая покров с подлежащей костью и мышцей

покровная система

кожа и ее вспомогательные структуры

кератин

Тип структурного белка, который придает коже, волосам и ногтям твердые и водостойкие свойства

кератиноцитов

Клетка, вырабатывающая кератин и являющаяся наиболее преобладающим типом клеток эпидермиса

кератогиалин

гранулированный белок, обнаруженный в гранулированном слое

Ячейка Лангерганса

специализированная дендритная клетка, обнаруженная в остистом слое, которая функционирует как макрофаг

меланин

пигмент, определяющий цвет волос и кожи

меланоцит

Клетка, обнаруженная в базальном слое эпидермиса, вырабатывающая пигмент меланин

меланосома

межклеточный пузырек, переносящий меланин из меланоцитов в кератиноциты эпидермиса

Ячейка Меркель

Рецепторная клетка базального слоя эпидермиса, отвечающая на осязание

сосочковый слой

Поверхностный слой дермы, состоящий из рыхлой ареолярной соединительной ткани

сетчатый слой

более глубокий слой дермы; он имеет сетчатый вид из-за наличия большого количества волокон коллагена и эластина

базальный слой

Самый глубокий слой эпидермиса, сделанный из эпидермальных стволовых клеток

роговой слой

Самый поверхностный слой эпидермиса

зернистый слой

Поверхностный слой эпидермиса по отношению к остистому слою

stratum lucidum

Слой эпидермиса между зернистым слоем и роговым слоем, обнаруживается только в толстой коже, покрывающей ладони, подошвы стоп и пальцы

шиповидный слой

слой эпидермиса, поверхностный по отношению к базальному слою, характеризующийся наличием десмосом

витилиго

Состояние кожи, при котором меланоциты в определенных областях теряют способность производить меланин, возможно, из-за аутоиммунной реакции, которая приводит к потере цвета участков

Решения

Ответы на вопросы о критическом мышлении

1. Пигмент меланин, вырабатываемый меланоцитами, в первую очередь отвечает за цвет кожи.Меланин бывает разных оттенков коричневого и черного. Люди с более темной кожей имеют более темный и более обильный меланин, тогда как люди со светлой кожей имеют более светлый оттенок кожи и меньше меланина. Воздействие УФ-излучения стимулирует меланоциты производить и секретировать больше меланина.
2. По мере того, как клетки перемещаются в остистый слой, они начинают синтез кератина и расширяют клеточные процессы, десмосомы, которые связывают клетки. По мере того как базальный слой продолжает производить новые клетки, кератиноциты шиповидного слоя проталкиваются в гранулированный слой.Клетки становятся более плоскими, их клеточные мембраны утолщаются, и они вырабатывают большое количество белков кератина и кератогиалина. Ядра и другие клеточные органеллы распадаются по мере того, как клетки умирают, оставляя после себя кератин, кератогиалин и клеточные мембраны, которые образуют прозрачный слой и роговой слой. Кератиноциты в этих слоях в основном мертвые и уплощенные. Клетки рогового слоя периодически теряются.

Эзоп

Выберите место доставки

Океания Америка Европа Азия Средний Восток Андорра Австралия Австрия Бельгия Болгария Канада АНГЛИЙСКИЙ ФРАНЦУЗКИЙ ЯЗЫК Китай Хорватия Кипр Чехия Дания Эстония Финляндия Франция ФРАНЦУЗКИЙ ЯЗЫК АНГЛИЙСКИЙ Германия НЕМЕЦКИЙ АНГЛИЙСКИЙ Греция Гонконг S.A.R АНГЛИЙСКИЙ ТРАДИЦИОННЫЙ КИТАЙСКИЙ УПРОЩЕННЫЙ КИТАЙСКИЙ Венгрия Исландия Ирландия Италия Япония Корея, Республика Латвия Литва Люксембург Мальта Монако Нидерланды Новая Зеландия Норвегия Польша Португалия Румыния Сан-Марино Сингапур Словацкая Республика Словения Испания Швеция Швейцария НЕМЕЦКИЙ ФРАНЦУЗКИЙ ЯЗЫК АНГЛИЙСКИЙ Тайваньский регион Таиланд Объединенные Арабские Эмираты Объединенное Королевство Соединенные Штаты английский французкий язык французкий язык английский Немецкий английский английский Традиционный китайский Упрощенный китайский Немецкий французкий язык английский Закрывать

Возраст человека и физиология кожи, разнообразие форм и обилие архей на коже

Основываясь на наших результатах, представленных выше, мы можем утверждать, что основной археом таумархей является частью микробного сообщества кожи человека на протяжении всей жизни.До сих пор присутствие архей на коже человека в основном не учитывалось в исследованиях человеческого микробиома. Oh и др. ,25, например, сообщили о (почти) отсутствии архей на коже у здоровых добровольцев в возрасте от 23 до 39 лет, когда был проведен метагеномный анализ ²⁵ .

О наличии специфических для Crenarchaeota биосигнатур в образцах человека сообщалось редко, и только для образцов фекалий ²⁶ . Было обнаружено, что некоторые из последовательностей, извлеченных в ходе этого исследования, относятся к роду Sulfolobus ; другие полученные последовательности, относящиеся к Thaumarchaeota (I.1б) (бывшая Crenarchaeota). В нашем исследовании последовательности Crenarchaeota появлялись редко, и их связь с микробиомом человека остается неясной. Среди обнаруженных Euryarchaeota Methanobacterium до сих пор не были обнаружены для микробиома человека, тогда как другие метаногенные роды были обнаружены ранее в кишечнике (все), пещере рта ( Methanosarcina ) и коже (также Methanosarcina ) ²⁷ . Все описанные метаногены были охарактеризованы как строгие анаэробы (т.е. рост отсутствует, когда присутствует кислород), и поэтому их присутствие на коже человека кажется временным. Однако для определения физиологического статуса метаногенов на коже человека необходимо применять продольные исследования и, вероятно, также методы культивирования или дискриминации живых мертвецов. Другие часто встречающиеся сигнатуры архей из образцов кожи человека были связаны с галоархеями. Halococcus сигнатуры уже сообщалось о наличии в образцах кишечника человека ^{28, 29} и Halalkalicoccus был помещен в контекст микробиома кожи человека из-за частого появления в чистых помещениях, населенных кожными микроорганизмами ¹⁷ .Сигнатуры галофильных архей, ассоциированных с людьми, были впервые описаны в образцах фекалий и слизистых оболочек человека ^{26, 28, 30, 31} . В частности, исследование образцов стула здоровых корейцев выявило последовательности, относящиеся к Halorubrum и Halococcus . ³⁰ . Эти последовательности были также обнаружены в соленых морепродуктах, которые считались источником этих архей или их ДНК в образцах стула человека ³⁰ .Аналогичные выводы были сделаны в исследовании, которое обнаружило, что галоархеи можно обнаружить в образцах слизистой оболочки пациентов, страдающих воспалительным заболеванием кишечника ²⁸ . Обсуждались возможные источники, такие как поваренная соль или растворы для предэндоскопического лаважа; однако последовательности гена 16S рРНК из слизистой оболочки и растворов лаважа не перекрывались. Оксли и др. . ²⁸ удалось даже обогатить Halosimplex sp. из образца слизистой оболочки, что доказывает, что эти организмы существуют или даже процветают в кишечнике человека.В недавнем исследовании Khelaifia и Raoult сообщили об успешном выделении Haloferax massiliensis из образца стула пациентки с ожирением. Несмотря на краткое сообщение об изолировании этого археона, в настоящее время нет никакой дополнительной информации ²⁹ . На сегодняшний день роль галофильных архей в образцах человека остается неясной. Кожа, однако, время от времени характеризуется повышенными концентрациями соли (до нескольких процентов; ссылка 32), что может поддерживать существование таких архей в этой среде, вероятно, через микробиологические среды обитания.

Гиперспектральная визуализация FTIR-FPA была применена здесь в качестве третьего независимого метода после анализа на основе ДНК и флуоресценции in situ гибридизации ¹⁵ , который подтвердил наличие сигнатур архей в образцах кожи человека. Этот неинвазивный метод, благодаря быстрому времени сбора и анализа и возможности мультиплексирования для предоставления химической информации, оказался идеальным инструментом для скрининга. Здесь этот метод указал на возможную тенденцию к тому, что большее количество биосигнатур архей связано с сушкой кожи (более низкое содержание липидов; дополнительный рис.S2), ситуация, которая часто ассоциируется с возрастом.

Литературные сообщения о возрастном распределении архей, ассоциированных с человеком, встречаются редко. Михайловский и др. сообщили, что появление Methanomassilicoccales значительно увеличилось у пожилых добровольцев ³³ . В вышеупомянутом исследовании авторы сравнили новорожденных (от 3 недель до 10 месяцев), взрослых (25–45 лет) и пожилых людей (70–90 лет) в отношении обнаруживаемости гена mcrA в образцах стула.Только 1 из 23 новорожденных показал положительный сигнал, тогда как 60% взрослых и 80% пожилых людей были положительными по генам mcrA . Этот результат согласуется с более ранними сообщениями об увеличении количества культивируемых метаногенов из образцов кишечника крыс в возрасте ³⁴ или об увеличении выброса метана в дыхательные пути у пожилых людей ³⁵ .

Однако анализ 1200 клонов в предыдущем исследовании показал, что ассоциированные с человеком представители Methanobacteriales ( M . smithii и M . stadtmanae ) присутствовали без значительных различий у взрослых и пожилых людей. Тем не менее, представители Methanomassiliicoccales чаще встречались у пожилых людей (40%, p = 0,065), но причины этого увеличения оставались невыясненными.

Несколько возможных объяснений могут объяснить трехфазное распределение архей на коже человека с высокими уровнями распространенности и разнообразия в детстве, низкими уровнями в подростковом и среднем возрасте и высокими уровнями в пожилом возрасте, что полностью дополняет разнообразие распределения бактерий. ² .Сообщалось о вариациях pH поверхности кожи, содержания кожного сала и гидратации рогового слоя с возрастом, что, скорее всего, связано с эндогенными стероидными гормонами ^36,37,38 . Таким образом, в одном исследовании европейского населения, в котором участвовали только женщины, выработка кожного сала была самой высокой в ​​возрасте от 40 до 49 лет, оставалась высокой до возраста 60-70 лет и после этого значительно снизилась ³⁷ . PH поверхности кожи оставался неизменным от 20 до 50 лет, но значительно увеличился в более позднем возрасте ³⁷ .В целом, аналогичные возрастные различия в содержании кожного сала, pH поверхности и гидратации рогового слоя кожи были обнаружены в исследовании большого китайского населения, сравнивающем женщин и мужчин ³⁸ . Основываясь на наших результатах гиперспектральной визуализации FTIR-FPA и количественной ПЦР, можно предположить, что низкое содержание кожного сала и, возможно, также более высокий поверхностный pH кожи могут способствовать присутствию архей. Гипотеза о вовлечении физиологических условий кожи в дифференциальное распределение архей согласуется с наблюдениями у 26-летней женщины, участвовавшей в нашем исследовании, как исключение с высоким присутствием архейных генов (рис.1), у которой ретроспективный анамнез показал, что она страдала атопическим дерматитом, состоянием, характеризующимся сухостью с пониженным содержанием кожного сала и повышенным поверхностным pH кожи ³⁹ .

Бактериом кожи человека очень индивидуален и в основном зависит от конкретных факторов хозяина (гормональный статус, иммунный статус, патофизиология и т. Д.), А также от участка тела, возраста, пола и места жительства ^{2, 40} . Хотя у самок и самцов физиология кожи в целом разная ⁴¹ , и ранее сообщалось о признаках полозависимых различий в бактериоме кожи ⁴ , пол, по-видимому, не оказал значительного влияния на разнообразие архей и состав сообщества в наше исследование.Однако, независимо от пола, в период полового созревания уровень кожного сала увеличивается, что обычно сопровождается увеличением липофильных микроорганизмов на коже, таких как Propionibacterium или Malassezia . ⁴⁰ . В частности, сообщалось, что Propionibacterium может гидролизовать триглицериды в кожном сале человека и использовать их в качестве источника питательных веществ ^{42, 43} . Поскольку археи появляются вне фазы кожного сала / Propionibacterium , можно предположить противоположное или антагонистическое поведение, указывающее на нелипофильный образ жизни архей.

На данный момент все культивируемые Thaumarchaeota группы I.1b обладают способностью к окислению аммиака. В частности, они выполняют нитрификацию, что означает, что они окисляют аммиак в аэробных условиях, производя нитрит. В общем, они являются автотрофами, но сообщалось о зависимости от синтрофного взаимодействия и / или потребности в небольших количествах органических веществ ^{20, 44,45,46} . Обычно считается, что таумархеи процветают в естественной среде, такой как почва и водная среда.Их роль на коже человека еще предстоит определить и ожидает дальнейших исследований. Однако из-за их типичного метаболизма на коже также может наблюдаться окисление аммиака. Это предположение подтверждается обнаружением сигнатур гена amoA в нашем предыдущем исследовании ¹⁵ . Здесь следует отметить, что активность нитрификации, предлагаемая также для кожи Thaumarchaeota, фактически сопровождается снижением pH и, таким образом, может иметь положительный эффект на кожный барьер.Компоненты пота, такие как мочевина, считаются возможными соединениями азота для нитрификации ^{20, 47} . Можно было бы предусмотреть применение кожно-таумархейных штаммов в качестве кожных архебиотиков, чтобы потенциально уменьшить запах тела и снизить pH ⁴⁸ , что эквивалентно потенциальному применению Methanomassiliicoccales для удаления триметиламина (ТМА) в кишечнике ⁴⁹ .

Высокий pH, низкая гидратация рогового слоя и пониженное содержание липидов на поверхности кожи коррелируют друг с другом ³⁷ и могут иметь решающее значение для индукции антимикробных пептидов врожденного иммунного ответа ³⁹ .Кроме того, более ранние исследования показали, что клетки Лангерганса в коже ⁵⁰ и приобретенный иммунный ответ, измеренный по контактной гиперчувствительности, могут снижаться с возрастом ⁵¹ , что также может играть роль в росте микробиома кожи. Другие возможные объяснения трехфазного распределения архей на коже человека включают экзогенные факторы, такие как использование моющих средств, косметики и мыла, влияющие на поверхностный микробиом в целом.

Наше исследование предоставляет доказательства того, что определенные таксоны эври- и в основном таумархей связаны с кожей человека, представленной основным археомом кожи человека.В частности, количество генов 16S рРНК архей было значительно выше у людей старше 60 лет и моложе 12 лет по сравнению с людьми среднего возраста. Эти результаты, вместе с результатами, полученными при визуализации спектроскопии, позволили нам связать более низкие уровни кожного сала и, таким образом, снижение влажности кожи с увеличением признаков архей. В нашем исследовании подчеркивается, что текущие исследования микробиома кожи в значительной степени смещены в сторону бактерий из-за методических ограничений, а также из-за отбора здоровых людей среднего возраста для таких анализов.Основываясь на имеющихся на данный момент знаниях о Thaumarchaeota, кажется, что эта группа микроорганизмов может оказывать влияние на кожу, понижая pH и удаляя определенные соединения азота. Тем не менее, клиническое значение Thaumarchaeota остается неясным и ожидает дальнейших исследований в отношении патогенного или салютогенного потенциала архей, обнаруженных на коже человека.