Автор выращивание эпидермиса на основе математического моделирования / Блог компании ua-hosting.company / Хабр
Организм человека можно спокойно сравнивать с очень сложным и порой запутанным механизмом, к которому не прилагалась инструкция, посему ученым приходится самим во всем разбираться. В нашем теле много систем, от нервной до иммунной, каждая из которых выполняет свои определенные функции и связывается с другими системами, что позволяет организму эффективно функционировать. В научно-исследовательском сообществе львиная доля внимания приходится на нервную систему. Всех тянет раскрыть секреты нашего мозга, который так часто сравнивают по загадочности с Вселенной. Но другие системы не менее интересны, сложны и важны. Сегодня мы с вами рассмотрим исследование, объединившее в себе математику, биохимию и много любопытства. А целью сего исследования является эпидермис, то бишь кожа человека. Как математика помогла ученым понять чего им не хватало в процессе выращивания кожи и что у них получилось в результате? На эти и другие вопросы мы попытаемся ответить с помощью доклада исследовательской группы.
Пожизненная «броня»
Кожа человека не так проста, как может показаться на первый взгляд. Кто-то может считать ее просто оболочкой, а кто-то и вовсе «мешком для костей». Но оставим в сторонке высказывания самого аморального робота в мире по имени Бендер и углубимся в структуру кожи человека.
Во-первых, кожа это самый большой орган человеческого тела (других существ не будем затрагивать, учитывая рассматриваемое исследование), состоящий из трех основных подсистем: эпидермис (внешний слой), дерма (соединительная ткань между верхним слоем кожи и органами) и подкожно-жировая клетчатка (терморегулирующий и защитный слой с функцией «хранилища» питательных веществ).
Строение кожи человека.
Поскольку в исследовании ученые «колдуют» над эпидермисом, мы рассмотрим этот слой подробнее.
Эпидермис человека, если вы одинаково любите анатомию и кулинарию, напоминает торт Наполеон, ибо состоит из пяти слоев. В каждом из слоев имеются клетки, которые являются главными «испытуемыми» в рассматриваемом нами исследовании — кератиноциты.
Функции кератиноцитов разнятся в зависимости от принадлежности к определенному слою:
- базальный — самый близкий к дерме слой, в котором такие клетки как кератиноциты именуются базальными, что вполне логично. Эти клетки в сопряжении со стволовыми занимаются важным процессом — регенерацией эпидермиса. Также в цитоплазме кератиноцитов имеются меланосомы — гранулы меланина, полученные от меланоцитов (клеток), которые защищают нас от воздействия ультрафиолетового излучения.
- шиповатый слой получил свое колючее название за счет необычной структуры клеток кератиноцитов, имеющих шипообразные отростки для соединения друг с другом. В цитоплазме местных кератиноцитов происходит синтез кератина, участвующего в формировании волос и ногтей. С биологической точки зрения, кератин уступает по физической прочности только хитину. Помимо этого тут есть и кератиносомы, которые делают нашу кожу гидрофобной.
- зернистый слой — кератиноциты также обладают кератиносомами, то есть препятствуют обезвоживанию кожи. Также кератиноциты в данном слое синтезируют некоторые белки.
- блестящий слой назван так, поскольку при микроскопии не выявляются клетки, а сам слой похож на однородную полоску розового цвета. Так оно и есть — ядра, органеллы и межклеточные соединения кератиноцитов в данном слое разрушаются. При этом имеется вещество, связывающее кератиноциты (или то, что от них осталось). Это делает кожу прочной.
- роговой — наружный слой эпидермиса, контактирующий с окружающей средой. А еще его можно назвать самым настоящим клеточным кладбищем, ибо образован он из мертвых кератиноцитов (именуемых роговыми чешуйками), которые постоянно обновляются. Это обеспечивает эффективную защиту от внешних факторов.
Клетка кератиноцита
Стоит также упомянуть и тот факт, что кератиноциты участвуют и в заживлении ран. При повреждении кожи клетки кератиноцитов начинают активно делиться и мигрировать к области травмы, где происходит эпителизация, то есть ранка начинает зарастать.
Как мы можем понять по этим слоям, кератиноцитов много и они выполняют разные функции, когда работают совместно с клетками другого типа. Универсальные солдаты среди клеток эпидермиса, никак иначе.
В чем же проблема исследования, спросите вы? А в том, что нормальный слой эпидермиса человека примерно 100 мкм в толщину, а вот искусственный (созданный посредством пассирования кератиноцитов) всего лишь 10 мкм.
Пассирование клеток* — отбор необходимого числа клеток для их дальнейшего выращивания на субстрате (например, в чашке Петри).Такой эпидермис попросту будет неэффективен, как танк из папье-маше. И вот тут может помочь математика, а именно математическая модель. О ней и поговорим далее.
Основа исследования
Ученые и раньше использовали математические модели в качестве основы процесса создания человеческого эпидермиса. В данном же исследовании была разработана новая методика эпидермального гомеостаза, в основе которой лежит именно математическая модель распределяемых в базальном слое кератиноцитов, полученных из стволовых клеток.
Стоит отметить, что в модели также учитывались динамические процессы в эпидермисе (миграция и дифференцировка клеток кожи) и внутриклеточные процессы, связанные с Ca 2+.
Данная математическая модель позволила понять, что важнейшую роль в синтезе эпидермиса необходимой толщины и структуры играет распределение стволовых клеток и структура базальных мембран, отделяющих соединительную ткань от эпителия.
Если же более конкретно говорить о таком показателе как толщина, то именно базальные мембраны играют главную роль. Для достижения необходимого результата ученые применили синусоидальную модуляцию для формы базальной мембраны, изменяя амплитуду и длину волны. В результате чего было обнаружено, что для стабильной структуры эпидермиса необходимой толщины требуется волнистые базальные мембраны с большой амплитудой и короткой длиной волны. То есть волнообразность папиллярного слоя, расположенного над дермой и под эпидермисом, является критически важной для создания модели эпидермиса, приближенной к реальным физиологическим показателям.
Помимо толщины и прочности кожа человека обладает еще и гидрофобностью, которая зависит от толщины рогового слоя. Соответственно, толщина этого слоя также должна учитываться в экспериментальной модели для более реалистичного воссоздания эпидермиса.
Объединив все желаемое и необходимое, ученые спроектировали модель для демонстрации возможности создания приближенного к реальности эпидермиса, включающего в себя роговой слой и межклеточную пластинчатую липидную структуру. Реализация всего этого осуществлялась путем посева пассированных кератиноцитов на волнистой поверхности полиэфирной основы в открытых чашках Петри.
Результаты были весьма успешны, чем подтвердили не только полноценность и корректность данного метода выращивания, но и важность использования математических моделей, как инструментов прогнозирования процессов.
Результаты исследования
Изображение №1
На изображениях выше показаны результаты моделирования и результаты выращивания эпидермиса на основе этого моделирования.
Исследователи обращают наше внимание на два очень показательных изображения (1А и 1В). В первом случае имеется плоская базальная мембрана, во втором — синусоидальная, которая и позволила увеличить толщину и прочность эпидермиса.
Но это лишь модель, хоть и с очень заманчивыми результатами, для получения которых необходимо установить какие параметры должна иметь основа для посева (полиэфир). Для этого была проанализирована структура паппилярного слоя, толщина которого у человека составляет 51 мкм, а интервал «волнистости» — 105 мкм (анализировалась кожа на брюшной полости, средний возраст участников исследования — 36.3 года).
На изображении 1С показаны снимки (цвет получен за счет гематоксилина и эозина) полученного эпидермиса при разных вариантах основы (#200, #255, #300, #350, #460 и #480). В самом верху изображения («
Самыми интересными для ученых стали варианты #200, #255 и #300, показавшие хорошую толщину в сравнении с контрольным образцом.
Живой слой эпидермиса на основе #255 был толще, чем на основе #200 и #300. Посему именно этот вариант и был выбран для дальнейшего изучения.
Коротенький вывод — волнообразная основа для посева приводит к увеличению числа живых клеток эпидермиса и к его утолщению и уплотнению, что приближает выращенный образец по показателям к реальному человеком эпидермису.
Изображение №2
Одну из ключевых ролей в эпидермисе играют структурные белки филаггрин, лорикрин, клаудин 1 и ZO-1. Дабы проверить нормально ли протекала экспрессия (синтез) этих белков, ученые провели иммуногистохимическое исследование эпидермиса, выращенного на основе #255.
Филаггрин (2А), лорикрин (2В) и ZO-1 (2С) были экспрессированы в верхнем слое эпидермиса. А экспрессия клаудина 1 прошла в клеточной мембране по всей плоскости эпидермиса (2D).
Обратите внимание на изображение 2G, на котором черной стрелкой и знаком «*» отмечен определенный слой — роговой. Это говорит о том, что данный синтезированный эпидермис имеет хорошие защитные (от внешних факторов) характеристики.
Иммуногистохимическое исследование проводилось также и с эпидермисом на основе #300, чтобы сравнить с показателями эпидермиса #255. Экспрессия клаудина 1 и ZO-1 была выявлена в обоих вариантах, но в #255 она была значительно сильнее. В подтверждение этому был проведен еще один тест — измерение трансэпидермальной потери воды контрольного и #255 образцов. График результатов данного теста (
Изображение №3
Окрашивание образца посредством анти-бромдезоксиуридиновых антител (анти-BrdU) показало, что пролиферирующие клетки присутствуют только в нижней части контрольного образца (3А), в то время как в тестовом образце #255 эти же клетки были найдены и на волокнах полиэфирной основы (3В, черные стрелки).
Исследователи также проверили белок CSPG4, который играет очень важную роль во взаимодействии клетки и субстрата.
Анализ показал наличие данных клеток на волокнах основы (3D, белые стрелки), что говорит о наличии на волокнах клеток, часть которых имеет пролиферирующие свойства.
В дополнение к этому было проведено тестирование с анти-бромдезоксиуридиновыми антителами и K14, который является маркером базального слоя эпидермиса. Образец #255 показал уникальный результат — наличие K14 и BrdU на поверхности полиэфирной основы. Это говорит о том, что пролиферирующие клетки распознают поверхность основы как базальный слой.
Следующим испытуемым стал белок YAP, который участвует в регуляции транскрипции (синтеза РНК в клетках за счет ДНК). В контрольном образце YAP был локализован исключительно на базальном слое (3Е). А вот в тестовом образце YAP присутствовал вокруг волокон (3F, красные стрелки).
Применение малых интерферирующих РНК в процессе анализа активности белка YAP привел к дестабилизации трехмерной структуры (3G и 3H).
В контрольном образце с применением малых интерферирующих РНК белок YAP был экспрессирован вокруг волокон (3I), а в тестовом образце экспрессия была незначительна (3J).
Но, несмотря на это, применение малых интерферирующих РНК никак не повлияло на пролиферацию кератиноцитов.
Для более детального ознакомления с нюансами и подробностями исследования настоятельно рекомендую заглянуть в доклад исследовательской группы и дополнительные материалы к нему.
Эпилог
Данное исследование совместило в себе биохимию и математику. Конечно, эти две науки очень часто ходят парой, если ученые намерены получить достоверные и адекватные результаты. Применение математического моделирования в данном случае помогло понять важность волнообразности основы для выращивания эпидермиса, что значительно увеличивает число живых клеток и, как следствие, толщину и прочность образца.
Сей труд по большей степени был нацелен на проверку работоспособности именно математической модели, а не самой техники выращивания эпидермиса. Те трудности, с которыми сталкивались исследователи ранее, более не будут мешать им продолжать более детальное изучение способов синтеза клеток и выращивания эпидермиса в таком виде, который будет максимально приближен к реальному.
Результаты этого труда вполне могут в дальнейшем стать достаточно важным шагом вперед как для трансплантологии, так и для исследований кожи человека в целом, а также подтолкнуть других исследователей более активно применять математическое моделирование как инструмент первоочередной важности.
Благодарю за внимание, оставайтесь любопытствующими и отличной всем рабочей недели, ребята.
Спасибо, что остаётесь с нами. Вам нравятся наши статьи? Хотите видеть больше интересных материалов? Поддержите нас оформив заказ или порекомендовав знакомым, 30% скидка для пользователей Хабра на уникальный аналог entry-level серверов, который был придуман нами для Вас: Вся правда о VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps от $20 или как правильно делить сервер? (доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40GB DDR4).
VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps до весны бесплатно при оплате на срок от полугода, заказать можно тут.
Dell R730xd в 2 раза дешевле? Только у нас 2 х Intel Dodeca-Core Xeon E5-2650v4 128GB DDR4 6x480GB SSD 1Gbps 100 ТВ от $249 в Нидерландах и США! Читайте о том Как построить инфраструктуру корп.
класса c применением серверов Dell R730xd Е5-2650 v4 стоимостью 9000 евро за копейки?
Строение кожи — статьи МИВМ
Эпидермис представлен многослойным плоским ороговевающим эпителием, в котором постоянно происходят обновление и специфическая дифференцировка клеток — кератинизация. Толщина его колеблется от 0,03 до 1,5 мм и более. Наиболее толстой является кожа ладоней и подошв. Эпидермис других участков кожи значительно тоньше.
На основании различной толщины эпидермиса, кожу подразделяют на толстую и тонкую. Толстая кожа покрывает небольшие участки тела (ладони, подошвы), тогда как тонкая выстилает остальные обширные его поверхности.
На ладонях и подошвах в эпидермисе различают 5 основных слоев клеток:
1. базальный,
2. шиповатый,
3. зернистый,
4. блестящий
5. роговой.
В остальных участках (т.
н. тонкой) кожи имеется 4 слоя клеток эпидермиса, — здесь отсутствует блестящий слой.
В эпидермисе различают 5 типов клеток:
1. кератиноциты (эпителиоциты),
2. клетки Лангерганса,
3. меланоциты,
4. клетки Меркеля.
Из названных клеток эпидермиса в каждом из его слоев основу (свыше 85%) составляют кератиноциты. Они непосредственно участвуют в ороговении, или кератинизации, эпидермиса.
Строение эпидермиса
Основа эпидермиса – его самый внутренний базальный слой, состоящий из 1 ряда мелких клеток цилиндрической формы.
Непосредственно над базальным слоем кератиноциты увеличиваются в размере и формируют шиповатый слой, состоящий из 3—6 (иногда 15) рядов шиповатых кератиноцитов, постепенно уплощающихся к поверхности кожи.
Зернистый слой состоит из 2—3 рядов клеток, имеющих вблизи шиповатого слоя цилиндрическую или кубическую форму, а ближе к поверхности кожи – ромбовидную.
В цитоплазме образуются включения – зерна кератогиалина.
Блестящий слой виден в участках наиболее развитого эпидермиса, т. е. на ладонях и подошвах, где состоит из 3—4 рядов вытянутых по форме слабо контурированных клеток, содержащих элеидин, из которого в дальнейшем образуется кератин. Ядра в верхних слоях клеток отсутствуют.
Роговой слой образован полностью ороговевшими безъядерными клетками – корнеоцитами (роговыми пластинками), которые содержат нерастворимый белок кератин.
Гистологическое строение эпидермиса
Собственно кожа или дерма, состоит из соединительной ткани. Наиболее выражена на спине, плечах, бедрах.
Дерма делится на два слоя — сосочковый и сетчатый, которые не имеют между собой четкой границы.
Сосочковый слой дермы располагается непосредственно под эпидермисом, состоит из рыхлой волокнистой соединительной ткани.
Соединительная ткань сосочкового слоя дермы состоит из тонких коллагеновых, эластических и ретикулярных волокон, а также из клеток, среди которых наиболее часто встречаются фибробласты, макрофаги и тучные клетки.
Сетчатый слой дермы обеспечивает прочность кожи. Он образован плотной неоформленной соединительной тканью с мощными пучками коллагеновых волокон и сетью эластических волокон.
Подкожная клетчатка или гиподерма, богатая жировой тканью, смягчает действие на кожу различных механических факторов. Она особенно хорошо развита в тех участках кожи, которые подвергаются сильным механическим воздействиям (подушечки пальцев, ладони, ступни).
Общая схема строения кожи
Васкуляризация кожи
Кровеносные сосуды образуют в коже несколько сплетений, от которых отходят веточки, питающие различные ее части. Сосудистые сплетения залегают в коже на разных уровнях.
Различают глубокое и поверхностное артериальные и венозные сплетения.
Придатки кожи.
Придатки кожи: потовые и сальные железы, волосы и ногти.
Потовые железы встречаются почти во всех участках кожного покрова. Их количество достигает более 2,5 млн. Наиболее богата потовыми железами кожа лба, лица, ладоней и подошв, подмышечных и паховых складок. В этих местах на 1 см2 поверхности кожи открывается свыше 300 желез, тогда как в других участках кожи — 120—200 желез. Секрет потовых желез – пот – содержит 98% воды и 2% сухого остатка, который состоит из органических и неорганических веществ. Кроме воды, вместе с потом организм выделяет продукты белкового обмена и некоторые соли, например хлорид натрия. За сутки выделяется около 500—600 мл пота.
Сальные железы достигают наибольшего развития во время полового созревания. В отличие от потовых желез сальные железы почти всегда связаны с волосами. Только там, где нет волос, они лежат самостоятельно.
Больше всего сальных желез на голове, лице, груди и верхней части спины. На ладонях и подошвах они отсутствуют.
Секрет сальных желез – кожное сало – служит жировой смазкой для волос и эпидермиса. За сутки сальные железы человека выделяют около 20 г кожного сала. Оно смягчает кожу, придает ей эластичность и облегчает трение соприкасающихся поверхностей кожи, а также препятствует развитию в ней микроорганизмов.
Волосы покрывают почти всю поверхность кожи. Наибольшая плотность их расположения на голове. Длина волос колеблется от нескольких миллиметров до 1,5—2 м (редко), толщина — от 0,005 до 0,6 мм.
Строение сально-волосянного фолликула, сальных и потовых желез
Полностью лишена волос кожа ладоней, подошв, красной каймы губ, сосков, малых половых губ, головки полового члена и внутреннего листка крайней плоти.
Различают три вида волос: длинные, щетинистые и пушковые.
К длинным волосам относятся волосы головы, бороды, усов, а также располагающиеся в подмышечных впадинах и на лобке. К щетинистым — волосы бровей, ресниц, а также растущие в наружном слуховом проходе и в преддверии носовой полости. Пушковые волосы покрывают остальные участки кожи.
Липидный барьер
Ноготь — это роговая пластинка, лежащая на ногтевом ложе. Ногтевое ложе состоит из эпителия и соединительной ткани. Ногтевое ложе с боков и у основания ограничено кожными складками — ногтевыми валиками (задним и боковыми). Между ногтевым ложем и ногтевыми валиками имеются ногтевые щели. Ногтевая (роговая) пластинка своими краями вдается в эти щели. Она образована плотно прилегающими друг к другу роговыми чешуйками, в которых содержится твердый кератин.
Трансэпидермальная потеря воды
Меланогенез
Строение кожи.
Часть 1. ЭпидермисСтроение кожи. Часть 1. Эпидермис
Для понимания того, как функционируют косметические препараты и их отдельные компоненты, нужно хорошо разбираться в основах. Основным же знанием в косметологии является строение кожи и ее клеток. В этой статье и в двух последующих мы расскажем вам о том, что на самом деле представляет собой кожный покров, какие функции на него возложены, и выясним особенности всех ее слоев.
Все это нужно для тех, кто хочет не просто так, вслепую, использовать косметику, а понимать принцип ее действия. Несмотря на то, что тема эта весьма интересная, ее можно назвать довольной сложной, и в одной статье всего не расскажешь. В связи с этим мы разделили нашу одну тему на три подтемы.
Первая часть ознакомит вас с самим понятием «кожа», вы узнаете о ее строении и главных функциях. Подробнее всего мы расскажем об эпидермисе – вернем слое кожи.
Кожа: что же это
Еще со школьных уроков биологии мы помним, как озадачивала нас информация о том, что помидор – это не совсем овощ, да и арбуз – не фрукт, а, как это ни странно, настоящая ягода.
Вот и узнать, что наша кожа является органом, как-то необычно. Но между тем это действительно так. К тому же это не просто орган, а он считается самым большим в человеческом теле.
Кожа имеет массу вкупе с такой составляющей, как клетчатка, именуемая подкожно-жировой, почти 17%, если за 100% мы берем нашу общую массу. Поскольку представить это трудно, поэтому приведем пример. Допустим, вес человека составляет 60 кг, а из них целых 10 кг приходится исключительно на кожный покров.
Еще один важный момент: кожа – второй орган в организме после печени, который способен к самовосстановлению. Больше таких органов в нашем организме нет. Обновление и возрождение кожи после всякого рода повреждений – ее главная особенность.
Какие функции есть у кожи
Функций у кожи, надо сказать, очень много. Мы расскажем вам об основных:
* Кожный покров является защитой остальных органов от всевозможных повреждений механического характера.
* Кожный покров помогает защититься от негативного воздействия ультрафиолетового излучения и высоких температур.
* Благодаря коже снижается риск проникновения вредных бактерий и микробов в организм.
* Именно через кожу выходят излишки воды, токсины и побочные продукты интенсивного обмена веществ.
* Кожный покров участвует в важном процессе регулирования температуры нашего тела, помогает нам не перегреваться и не переохлаждаться.
* Кожа – активный участник жизненно важного процесса, а именно водно-солевого обмена.
Помимо этого кожный покров имеет тесные связи со всем остальным организмом и с каждым органом в отдельности. Именно кожа подаст нам сигнал в том случае, если внутри начнутся какие-то сбои. Вот несколько примеров:
* Различные кожные воспаления, излишняя сальность могут быть симптомами возникшей дисгармонии гормонального плана.
* Шелушение и сухость, «заедки» (болезненные трещенки») в уголках губ свидетельствуют об авитаминозе.
* Ощущение зудаи желтизна недвусмысленно сигналят о проблемах с печенью.
* Лопнувшие мелкие сосудики вполне могут быть связаны с тем, что в поджелудочной железе не все хорошо.
Так что не стоит игнорировать «красноречивые» сигналы нашей кожи, а к ним обязательно надо прислушиваться.
Из чего «сделана» кожа
Кожа является многослойным органом. Их насчитывается три. Сейчас мы в подробностях опишем эпидермис – нашу главную защиту.
Эпидермис
Итак, этот слой, как мы уже поняли, является верхним для нашей кожи. В косметологии именно эпидермис является объектом внимания, потому что с ним как раз и «работает» любая косметика. Более глубоких слоев, находящихся ниже эпидермиса, могут достигнуть лишь те препараты, которые вводятся посредством уколов.
Как раз эпидермис мы называем в обычной жизни кожей. Его толщина различна на каждом из участков: если иметь в виду наши подошвы, то это порядка 2 мм, если подразумеваются веки – то в районе 0,1 мм, а среднее значение толщины эпидермиса составляет 1 мм.
Строение
Хотя эпидермис и является слоем кожи, но и он многослоен.Этих уровней ровно пять. Кроме клеток в этих слоях много нервных рецепторов, есть волосяные каналы, присутствуют протоки потовых и сальных желез.
Стоит отметить, что здесь нет в наличии кровеносных сосудов, поэтому он питается и получает воду непосредственно благодаря дерме.
5 эпидермальных слоев
Итак, перечислим и проанализируем по порядку все 5 слоев:
* Самый верхний называется роговым. В нем от 15 до 20 рядов занимают корнеоциды – это такие неживые клетки, не имеющие обмена веществ. Воды вних всего 10%, они расположены очень близко. Клетки безъядерные, но в них есть кератин. Кератин – это нерастворимый твердый белок, он и есть основной компонент, структурирующий верхний слой эпидермиса. Благодаря непрерывному контактированиюклеток с межклеточными жирами сохраняется целостность слоя. Именно, когда эти связи ослабевают а после совсем нарушаются, и происходит процесс отшелушивания. Верхний эпидермальный слой постоянно контактирует с внешней средой. Его функция – это определять степень проникновения в кожу разных веществ и защищать ее от негативных воздействий. Роговой слой утолщается при долгом контакте с солнцем, трением или высокими температурами, что позволяет говорить об усилении защиты кожи.
* Следующий слой называется блестящим. В нем 2-4 клеточных ряда, все клетки безъядерные и плоские. Надо сказать, что данный слой присутствует не на всем теле, а только в тех местах, где кожа толще, то есть в области ладоней и подошв. Он нужен для обеспечения усиленной защиты от последствий, к которым может привести регулярное трение.
* Третий слой называется зернистым. 1-4 ряда уплощенных маленьких клеток, имеющих прозрачные ядра, расположены очень близко друг от друга. В этом слое число клеточных органов (органоидов) становится меньше, но возникают предвестники кератина. Так именуют гранулы кератогеолина. Основная функция зернистого слоя – это выделять межклеточные жиры дляскрепление клеток верхнего рогового слоя эпидермиса и защищать кожный покров от проникновения ненужных посторонних веществ и обезвоживания.
* Четвертый слой называется шиповатым. Здесь уже от 4 до 7 клеточных рядов, все клетки имеют ядра. В них также содержатся клеточные органы, цитоплазма и вода (70%). Название свое слой получил из-за наличия у клеток выростов, напоминающих шипы. Именно в пределах этого слоя начинает синтезироваться кератин, упомянутый выше.
* Пятый слой называется базальным.Он является последним и самым нижним.Дерама непосредственно находится на границе с ним. Клетки здесь расположены в 1 ряди отличаются большими размерами. У всех них есть цитоплазма, и они являются ядерными и покрыты оболочкой. Имеются также клеточные органы, вещества из области неорганики и вода порядка 70-ти %.Именно на этом уровне происходит клеточное размножение. После своего зарождения клетки начинают подниматься все выше и выше, пока не достигают рогового слоя. Этопомогает нашей коже заживать. И только в слое, называемом базальный, происходит выработка меланина.
Трем из пяти слоям – от зернистого до базального – дано наименование Мальпигиева. Они содержат живые клетки с оболочкой, ядром и цитоплазмой.
Виды эпидермальных клеток
Теперь несколько слов о разновидностях клеток эпидермального слоя. К ним относятся кератиноциды, корнеоциды, меланоциды.
Кератиноциды представляют собой клетки с количеством углов более 4-х, имеющие небольшие выросты. Данный вид клеток считается самым многочисленным среди всех прочих клеток эпидермиса и самым главным.
Кератиноциды являются основой всех эпидермальных слоев, и цикл их жизни запрограммирован. Формируются кератиноциды в слое под названием базальный и поднимаются постепенно до рогового. В течение этого пути они утрачивают воду, органы, уплощаются и в конечном итоге отмирают, превращаясь в свое продолжение – в корнеоциты.
Именно из корнеоцитов состоит верхний слой эпидермиса. 80% в них занимает кератин. С момента зарождения клетки до момента ее отмирания проходит 26-28 дней, то есть почти месяц. Отшелушивание происходит из-за того, что разрушаются связи между корнеоцитами. Процесс слущивания корнеоцитов называется десквамацией. Если процесс слущивания не проходит, как надо, то это может провести к задержанию клеток в коже и даже образованию злокачественных опухолей.
Иногда путь кератиноцидов может нарушаться. Например, клетки в базальном слое делятся медленнее обычного. Это утончает эпидермис, а кожа изнашивается и тускнеет. Или клетки вовремя не отшелушиваются, что приводит к утолщению верхнего слоя. И та и другая проблема решается при помощи соответствующих лечебных препаратов.
Что касается меланоцидов, то они представляют собой немаленькие клетки, имеющие дополнительные выросты. Меланоцидысами находятся в слое базальном, а выросты «пронзают» два следующих уровня. Благодаря этим клеткам мы получаем меланин, отвечающий за нужный цвет кожи. Меланин также является защитой от вредных солнечных лучей.Чем ярче светит солнце, тем больше меланина вырабатывается.
В эпидермисе существуют еще клетки, отвечающие за иммунитет, клетки, ответственные за то, как мы кожей чувствуем, то есть за осязательную функцию, и клетки, называемые стволовыми. Они имеют возможность перерождения в ткани разного вида.
Подводя итоги, можно сказать следующее. Сегодня нам удалось узнать, что:
* Кожный покров является человеческим органом самого большого размера и выполняет самые разные, но важные функции.
* Эпидермальный слой является наружным, то есть верхним, и также подразделяется на несколько слоев, а именно на пять.
* Базальный слой – место, где появляются на свет все эпидермальные клетки.
* После зарожденные клетки начинают подниматься вверх и, переходя «со ступеньки на ступеньку», постепенно теряют жизнеспособность и превращаются в ороговевшие.
* Первый слой эпидермиса называется роговым. Здесь окончательно нарушаются все взаимосвязи между клетками и они начинают отшелушиваться. Это естественный процесс кожного обновления.
Зная, как устроен верхний слой кожи, вы легко поймете, как действуют косметические препараты. Ведь именно на эпидермис практически все они направлены. Только при помощи инъекций можно средствам проникнуть глубже.
Поэтому, используя всевозможные современные косметические изобретения, вы влияете на свой внешний вид, помогаете клеткам нашей кожи быстрее регенерироваться и восстановиться. И не забывайте, что благодаря существованию кератиноцида мы имеем такие замечательные и полезные процедуры, как пилинг, а также системы омоложения кожи и ее питания.
Кожа: строение и функции кожи человека
Что такое кожа
Кожа покрывает все наше тело и является самым крупным органом человека. У взрослого человека площадь кожи составляет около 2 квадратных метров. Вместе с подкожной жировой клетчаткой ее вес составляет в среднем 16-17% от общей массы тела [3].
Она защищает наш организм от окружающей среды, поддерживая его гомеостаз (саморегулирующийся процесс). Кожа обеспечивает естественную терморегуляцию: предотвращает перегрев или переохлаждение организма. Она участвует в дыхании и обменных процессах.
На коже, как в зеркале, отражаются наши эмоции и физическое состояние.
Строение кожи
Если говорить про строение кожи, то она состоит из трех основных слоя: эпидермис, дерма и гиподерма (подкожно-жировая клетчатка).
Рассмотрим строение кожи чуть детальнее.
Эпидермис
Epi переводится с греческого как “над”, dermis — кожа. Эпидермисом называют верхний слой кожи, его толщина около 0,05-0,1 мм [1].
В строении эпидермиса выделяют четыре слоя [2]:
• базальный
• шиповатый
• зернистый
• роговой (наружный слой)
Каждые 3-4 недели происходит обновление эпидермиса. Этот процесс начинается в базальном (зачатковом) слое. Клетки поднимаются к верхнему роговому слою, преобразуясь в другие виды клеток на этом пути.
Клетки на базальной мембране созревают и превращаются в кератиноциты. Кератиноциты делятся и перемещаются ближе к внешнему слою — роговому. По мере выталкивания клеток к поверхности, они становятся более плоскими. В конце они теряют свое ядро, отмирают и превращаются в чешуйки, из которых и состоит роговой слой. Таким образом создается барьер от внешней среды. Процесс обновления рогового слоя постоянен, мы теряем около 40 000 чешуек в минуту. Если кожа здорова этот процесс незаметен глазу. [1].
Дерма
Под эпидермисом находится более глубокий слой — дерма (dermis — кожа). Ее толщина составляет почти 2 мм. Она представлена соединительной тканью, основу которой составляют прочные белковые волокна-коллаген и эластин. Прочной нашу кожу делает коллаген, упругой — эластин.
В дерме расположена сложная сеть из кровеносных и лимфатических сосудов, нервных окончаний,также в дерме расположены волосяные фолликулы, потовые и сальные железы. По строению дерму можно разделить на два уровня: поверхностная папиллярная дерма и глубокая ретикулярная дерма.
Гиподерма (подкожная жировая клетчатка)
Гиподерма ( или subcutis (sub — под, cutis — название дермы и верхнего слоя кожи))- это самый крупный и самый тяжелый слой, без него кожа бы весила 3 кг, а с ним может весить до 20 кг [3].
Благодаря гиподерме, тело человека обретает мягкие черты, без нее четко виднелись бы кости и суставы. В строении этого слоя участвуют рыхлая соединительная ткань и жир. Гиподерма пронизана кровеносными сосудами и нервными окончаниями, но более крупными, чем в дерме.
Конечно, строение кожи гораздо сложнее, но эти три слоя, из которых кожа состоит, представляют собой основные ее “этажи”.
Функции кожи
Функции кожи очень разнообразны и у каждого ее слоя есть свои задачи.
Эпидермис в первую очередь создает защитный барьер и обладает кислотной мантией. Он защищает от воздействия различных вредных веществ и аллергенов, а такжемеханических воздействий. Защитная функция кожи — одна из наиболее важных.
Кислоты на роговом слое понижают pH и связывают воду, сохраняя верхний слой кожи увлажненным. Уровень pH важен для микробиома кожи — совокупности микроорганизмов на поверхности кожи человека которые выполняют важные защитные и регуляторные функции.
В шиповатом слое находятся клетки Лангерганса, которые отвечают за иммунную защиту кожи. Клетки Меркеля тоже расположены в верхнем слое и среди их функций — обеспечение кожной чувствительности [2].
Еще в эпидермисе есть пигментные клетки меланоциты, определяющие цвет кожи и выполняющие функцию защиты от УФ лучей [2].
Дерма регулирует теплоотдачу тела. Чтобы снизить температуру тела, потовые железы выводят влагу на поверхность кожи. Чтобы согреть нас, она уменьшает приток крови к коже что способствует сохранению тепла внутри организма.
Благодаря дерме наша кожа прочная и эластичная. Здесь расположены волосяные фолликулы, из которых растут волосы.
Кровеносные сосуды дермы снабжают кожу кислородом и питательными веществами, поддерживают иммунную систему. Нервные окончания, расположенные в дерме, передают важную информацию мозгу, например о жаре или о боли.
В гиподерме накапливаются и хранятся питательные вещества. Подкожно-жировая клетчатка предотвращает переохлаждение организма. Она создает дополнительную защиту для внутренних органов.
Как видите, невозможно переоценить важность для человека функций кожи.
Уход за кожей
Лицо
Уход за кожей лица зависит от состояния вашей кожи (чувствительность, выделения сальных желез, возрастные изменения и др.) и лучше, чтобы его подобрал дерматолог. Базовый уход включает в себя очищение, увлажнение и защиту от солнца. Средства подбираются индивидуально.
Тело
Одним из основных правил по уходу за кожей является отказ от ежедневного купания с мылом. Каждый день принимать душ без вреда для кожи можно только используя воду, так как у нее нейтральное значение pH. Если вы хотите использовать моющее средство, оно должно быть без запаха, без цвета и почти не должно пениться. Используя мыло, с высоким pH, мы разрушаем защитный барьер, а для полного восстановления эпидермису требуется 4 недели.
Для кожи человека полезнее принимать душ, чем ванну. Так как при долгом лежании в пенной ванне кожа выщелачивается.
Будьте осторожны с различными маслами. Они являются агрессивными очищающими средствами и не подходят для ухода. Из-за частого использования масла на коже могут появиться сухие экземы. Гораздо лучше для выполнения функции увлажнения подходят жиросодержащие кремы, мази или липолосьоны [1].
Ноги
Не стоит агрессивно удалять ороговевший слой, так как он защищает мягкие ткани от сдавливания. Его избыток можно убрать пилкой .
На ороговевшем слое ног могут возникать трещины, и кожа может становится шершавой. Для того, чтобы опасные бактерии не проникали через трещины на коже, можно использовать жирную мазь. Нанесите ее перед сном и оберните стопы в непроницаемую для воздуха пленку. Такая процедура позволит мази проникнуть даже в ороговевший слой [1].
Используемая литература:
1. Адлер Й. Что скрывает кожа. 2 квадратных метра, которые диктуют, как нам жить. М.: Издательство «Э», 2017, с. 13.
2. Быков В.Л. Частная гистология человека. 2 изд. СПб.: СОТИС, 1999, с. 215.
3. Медицинская энциклопедия. Кожа[Электронный ресурс] URL: dic.academic.ru/dic.nsf/enc_medicine/14590
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. ЭпидермисЭпидермис – 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.
Строение кожи
Источник: Справочник дерматовенеролога, ЛА «Научная книга»
Кожа (лат. cutis) — сложный орган, являющийся наружным покровом тела человека, выполняющий защитные и физиологические функции.
Кожа покрывает все тело человека, а ее площадь равна 1,5…2 м2 в зависимости от возраста, роста и пола. Вес ее без гиподермы равен 4…6 % от общего веса человека, с гиподермой — 16…18 %; в зависимости от толщины подкожной жировой клетчатки (на ягодицах и животе) этот слой может составлять более 10 см. Толщина дермы разная — от 0,5 до 5 мм и зависит от места расположения. На спине, плечах и разгибательной поверхности бедер дерма наиболее толстая, на ладонях и ступнях — от 30 мкм до 1,5 мм. В области рта, носа, заднего прохода, мочеиспускательного канала и влагалища кожа переходит непосредственно в слизистые оболочки. Цвет кожи зависит от характера расположения поверхностных сосудов и наличия пигмента меланина.
Поверхность кожи неровная, на ее поверхности виден рисунок. Поверхностные бороздки, пересекаясь, образуют кожные поля в виде ромбов и треугольников. Эти поля особенно хорошо видны на тыльной поверхности кистей.
На ладонной и подошвенной поверхности пальцев бороздки расположены параллельно. Расположение бороздок (sulci cutis) и гребешков (cristae cutis) на подушечках пальцев рук человека строго индивидуально.
В коже различают три отдела:
1) эпидермис (надкожица) — epidermis;
2) дерма (собственно кожа) — cutis propria, corium;
3) гиподерма (подкожная жировая клетчатка) — subcutis.
Кожа состоит из слоев различного эмбрионального происхождения. Эпидерма происходит из наружного зародышевого листа — эктодермы, дерма и гиподерма — из среднего зародышевого листка — мезодермы. Эпидермис является эпителиальной тканью, дерма и гиподерма в основном представляют собой соединительную ткань.
Эпидермис — наружный слой кожи, состоящий из кератиноцитов, или эпидермальных клеток. Под эпидермисом располагается дерма, в состав которой входят коллаген и придатки кожи (волосяные фолликулы, сальные железы, апокринные и эккринные железы). В дерме также находится большое количество кровеносных и лимфатических сосудов и нервов. Под дермой располагается гиподерма, состоящая из жировой ткани, крупных кровеносных сосудов и нервов; кроме того, в гиподерме находятся основания волосяных фолликулов и потовые железы.
Клетки в эпидермисе. Кроме кератиноцитов, в эпидермисе встречаются три вида других клеток. Наиболее распространенная клетка — меланоцит (дендрическая клетка, располагающаяся в базальном слое). На один меланоцит приходится приблизительно 36 кератиноцитов. Функция меланоцита — синтез и секреция меланинсодержащих органелл (меланосом). Меланоциты передают меланосомы кератиноцитам. Следующая по частоте клетка — клетка Лангерганса, которая имеет костномозговое происхождение, обладает антигенпрезентирующей функцией и осуществляет иммунный надзор. Эти дендрические клетки располагаются преимущественно в шиповатом слое. Они впервые были описаны студентом-медиком Паулем Лангергансом в 1868 г. В небольшом количестве в эпидермисе встречаются клетки Меркеля. Они часто контактируют с нервными окончаниями, однако полностью их функция не установлена. Клетки Меркеля содержат электронноплотные тельца, встречающиеся также в клетках эндокринных желез.
Строение зоны базальной мембраны (ЗБМ). Зона базальной мембраны при световой микроскопии и окраске гематоксилин-эозином в норме не видна; при окраске по Шиффу она выявляется в виде гомогенной ленты толщиной 0,5…1,0 мкм. Ультраструктурные и иммунологические исследования позволили установить, что ЗБМ представляет собой сложную структуру, предназначенную для соединения базального слоя с дермой. Верхняя часть ЗБМ состоит из цитоплазматических тонофиламентов базальных клеток, которые соединяются с полудесмосомами. Полудесмосомы связаны с lamina lucida и lamina densa якорными филаментами. Нижняя часть ЗБМ соединена с дермой якорными филаментами, проходящими через ее коллагеновые волокна. Значение этих структур в поддержании целостности кожи продемонстрировано при буллезном эпидермолизе — наследственном заболевании, при котором они не образуются или исчезают.
Структура эпидермиса и его функции. Наиболее важные функции эпидермиса — защита от факторов окружающей среды (барьерная функция), предупреждение обезвоживания и иммунный надзор. Роговой слой играет наиболее важную роль в защите от токсинов и обезвоживания. Многие токсины представляют собой неполярные соединения, которые способны относительно легко проходить через богатые липидами межклеточные пространства рогового слоя, однако извитые границы между клетками в роговом и нижерасположенных слоях являются надежным барьером от них. Ультрафиолетовое излучение (другой фактор окружающей среды, повреждающий живые клетки) эффективно отражается роговым слоем и поглощается меланосомами. Меланосомы концентрируются над ядрами кератиноцитов в виде зонтика, защищая как ядерную ДНК, так и дерму. В нормальном эпидермисе содержание воды уменьшается: от 70…75 % в глубоких слоях до 10…15 % в основании рогового слоя. Предупреждение обезвоживания — исключительно важная функция эпидермиса, поскольку его значительное повреждение (например, при токсическом эпидермальном некролизе) приводит к гибели организма.
Иммунный надзор против чужеродных антигенов связан с функцией клеток Лангерганса, расположенных между кератиноцитами. Клетки Лангерганса поглощают внешний антиген и готовят его для представления Т-лимфоцитам в лимфатических узлах. Воспалительные клетки (нейтрофилы, эозинофилы, лимфоциты) также способны взаимодействовать и разрушать микроорганизмы в эпидермисе.
В эпидермисе кератиноциты связаны друг с другом десмосомальным комплексом, включающим в себя десмосомы и цитоплазматические тонофиламенты, состоящие из цитокератинов. В зернистом слое тонофиламенты образованы в основном кератинами 1 и 10. Врожденные дефекты этих кератинов вызывают ослабление связей между кератиноцитами, что приводит к врожденной буллезной ихтиозиформной эритродермии (эпидермолитический гиперкератоз). Дефекты кератинов типа 5 и 14 в базальном слое являются причиной развития простого врожденного эпидермолиза. При пузырчатке аутоантитела, образующиеся против десмосомальных белков, повреждают десмосомы.
Структурные компоненты базальной мембраны могут отсутствовать или уменьшаться в количестве при врожденных заболеваниях. В верхней части зоны базальной мембраны, в lamina lucida, полудесмосомы связывают базальные кератиноциты и базальную мембрану. При буллезном пемфигоиде (приобретенном буллезном дерматозе) образуются антитела против полудесмосом, что приводит к повреждению последних и образованию полости между клетками и базальной мембраной. При линеарном IgA-буллезном дерматозе антитела против якорных филаментов в lamina lucida ослабляют эти структуры и вызывают появление пузырей.
Эпидермис — наиболее биологически активный из всех слоев, так как состоит из разных клеток с различными функциями. Эпидермис образует весь внешний покров кожи человека и защищает организм от вредных воздействий окружающей среды; именно здесь образуются новые клетки.
Эпидермис состоит из пяти слоев:
1) самый глубокий — зародышевый, базальный, или ростковый, слой — stratum basale, stratum germinativum;
2) шиповидный слой — stratum spijsum;
3) зернистый, или кератогиалиновый, слой — stratum granuljsum;
4) элеидиновый, или блестящий, слой — stratum lucidum;
5) поверхностный, или роговой, слой — stratum corneum.
Базальный, или зародышевый, слой снизу граничит с дермой и состоит из одного ряда палисадообразно расположенных на базальной мембране цилиндрических клеток, имеющих овальные крупные ядра.
Протоплазма клеток содержит сульфгидрильные группы и рибонуклеиновую кислоту (РНК). Это слой клеток называется основным, или ростковым, так как именно в нем происходит постоянный рост всех лежащих выше слоев эпидермиса.
Клетки базального слоя постоянно делятся, в результате чего на поверхности кожи происходит постоянное обновление ороговевающих и отмирающих клеток новыми молодыми клетками. Молодые клетки отодвигают к поверхности кожи старые клетки. В старых клетках происходят биохимические изменения, приводящие к их ороговению. Меняется их форма, они становятся ромбовидными, кубическими, плоскими. Ороговевшие, безъядерные пластины постепенно отслаиваются с поверхности кожи — физиологическое шелушение. Оно происходит у человека на протяжении всей жизни.
В эпидерме нет кровеносных сосудов. Питание клеток осуществляется за счет циркулирующей между неплотно прилегающими друг к другу клетками лимфы. От нижнего полюса клеток базального слоя отходят протоплазматические отростки, соединяющие эпидермис с сосочковым слоем собственно кожи.
Кроме того, что базальный слой отвечает за рождение новых клеток, он еще содержит меланоциты (melanocytus), способные вырабатывать пигмент меланин — вещество темно-коричневого цвета. Меланин не содержит железа. Зерна меланина расположены над верхним полюсом ядра и по его бокам. Количество зерен меланина разное у людей разных рас и у одного человека на различных участках кожи. Степень накопления меланина находится в прямой зависимости от степени пигментированности кожи. У блондинов количество пигмента незначительно, и он откладывается только в клетках базального слоя; у брюнетов содержание пигмента больше. У жителей тропических стран пигмент имеется не только в базальном, но и в шиповидном слое. Единственные люди на земле, не имеющие меланоцитов вообще, — альбиносы.
Пигмент меланин защищает организм от вредного воздействия лучистой энергии. Меланоциты начинают действовать, когда кожа открыта попаданию прямых солнечных лучей, вырабатывая все больше и больше меланина и пытаясь таким образом защитить кожу. Именно меланин придает коже загорелый вид после пребывания на солнце. Он поглощает ультрафиолетовые лучи солнца, но не полностью, поэтому солнце хотя и в меньшей мере, но вредит клеткам кожи, что приводит к преждевременному старению и даже раку.
Шиповидный слой — это средний и самый толстый клеточный слой эпидермиса, который располагается над базальным слоем и состоит обычно из 3…6 (на отдельных участках — до 15) рядов клеток кубической формы, приобретающих в верхних рядах ромбовидную форму.
Эти клетки соединены отходящими от них протоплазматическими мостиками, состоящими из нитей фибрина.
Между клетками имеются межклеточные канальца, наполненные лимфой.
В этом слое обычно не наблюдается деления клеток, и отсутствуют зерна пигмента.
Зернистый, или кератогиалиновый, слой состоит из 1…3, а на ладонях и подошвах из 5…7 рядов уплощенных клеток, имеющих форму ромба, вытянутых параллельно поверхности кожи, с овальными ядрами. В протоплазме клеток много зерен особого белкового вещества — кератогиалина, который содержит мукополисахариды, РНК, ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и представляет собой первую стадию начинающегося здесь процесса ороговения клеток. В связи с этим кожа имеет телесный цвет и матовый оттенок. В слизистых оболочках этот слой, как и роговой, отсутствует, сосуды здесь располагаются более поверхностно, а слизистая оболочка имеет бледно-красный цвет. Три последующих слоя эпидермиса — базальный, шиповидный и зернистый — объединяют под названием мальпигиева слоя.
Элеидиновый (блестящий, прозрачный) слой расположен над зернистым, отделяя его от рогового слоя. Находится не на всех участках кожного покрова, а только там, где толщина эпидермиса значительна (ладони и подошвы), и полностью отсутствует на лице. Состоит из 1…3 рядов плоских клеток, большая часть которых не содержит ядер. В протоплазме клеток находятся элеидин (сильно преломляющее свет вещество, относящееся к альбуминам), гликоген и капли жира.
Элеидин представляет собой дальнейшую стадию ороговения клеток эпидермиса.
Поверхностный, или роговой, слой состоит из 5…6 рядов сплющенных, совершенно утративших свою форму клеток. На ладонях и подошвах этих рядов бывает до 10…15. Этот слой наиболее развит там, где кожа подвергается значительному механическому воздействию. Клетки рогового слоя лишены ядер и состоят из кератина.
Между стенками клеток имеется большое количество других веществ — жиров, жирных кислот, холестерина, оставшихся от живых клеток, а также аминокислот, сахаров и других водорастворимых веществ, оставшихся после кератинизации, ороговения.
С поверхности рогового слоя клетки удаляются путем шелушения, таким образом, постоянно поддерживается приблизительно одинаковая толщина слоя. По мере того как новые клетки движутся к этому слою, с поверхности удаляется соответствующее количество клеток.
Примерный химический состав рогового и блестящего слоев:
1) роговое вещество — 50…70 %;
2) водорастворимые вещества (липиды) — 2…20 %;
3) вода — 15 %.
Содержание различных компонентов меняется следующим образом: чем глубже расположен слой, тем больше в нем воды и водорастворимых веществ; чем выше расположен слой, тем больше в нем содержится рогового вещества.
Быстрота полного обновления эпидермиса различна на разных участках тела: на локте на это затрачивается 10 дней, на подошве — 1 месяц.
Плотная часть рогового слоя вместе с блестящим слоем образует мощное препятствие для прохождения через кожу жидкостей и растворенных в ней веществ. Этого барьера нет только в тонкой коже вокруг глаз.
В эпидермисе находится большое количество нервных окончаний. Граница между эпидермисом и дермой — это неровная волнистая линия, так как эпидерма внедряется в дерму в виде закругленных на конце тяжей, между которыми находятся выпячивания соединительнотканного слоя кожи — дермы, называемые сосочками.
Дерма — соединительнотканный отдел кожи. Состоит из коллагеновых, эластических и аргирофильных волокон, кровеносных и лимфатических сосудов, мышц, нервов и клеточных элементов. В дерме находятся два не очень четко разграниченных слоя:
1) cосочковый — pars papillaris;
2) cетчатый — pars reticularis.
Этот слой выполняет поддерживающую функцию и придает коже эластичность, форму и упругость.
Сосочковый слой состоит из конусообразных выступов — сосочков, размеры которых на различных участках кожи разные. В области грудных сосков и на пальцах они бывают высотой 200 мкм, на лице — 30 мкм, на волосистой части головы — совсем маленькие. На 1 мм2 находится от 200 до 400 сосочков, расположенных рядами, со строго индивидуальным рисунком (используется в судебной практике при дактилоскопии).
Коллагеновые волокна дермы расположены в виде переплетающихся между собой пучков, расположенных параллельно поверхности кожи. В сосочковом слое коллагеновые волокна проходят вертикально, проникают в сосочки и окружают волосяные фолликулы.
В сетчатом слое коллагеновые волокна расположены параллельно, переплетаются между собой и образуют характерный и своеобразный сетчатый рисунок, в петлях которого располагаются сосуды, нервы и железы.
По мере приближения к сосочковому слою волокна становятся все более тонкими.
Эластичные волокна переплетаются так же, как и коллагеновые, образуют сеть, имея с ними одинаковое направление. В сетчатом слое они более толстые, чем в сосочковом, дают ответвления к сосочкам и окружают сосуды.
Строение дермы. Дерма делится на две значительно различающиеся части — сосочковую и ретикулярную. Поверхностная сосочковая дерма представляет собой относительно тонкую зону, располагающуюся под эпидермисом. При световой микроскопии видно, что она состоит из нежных волокон и большого количества сосудов. Волосяные фолликулы окружены перифолликулярной дермой, соприкасающейся с сосочковой дермой, сходной с ней морфологически. Сосочковую и перифолликулярную дерму называют адвентиционной дермой, однако последний термин употребляется редко. Основную массу дермы составляет ретикулярная часть. В ней меньше сосудов, чем в сосочковой дерме, но много толстых, четко очерченных коллагеновых волокон.
Компоненты дермы. Дерма состоит из коллагена (70…80 %), эластина (1…3 %) и протеогликанов. Коллаген придает дерме упругость, эластин — эластичность, протеогликаны удерживают воду. В основном в дерме имеются коллагены I и III типов, образующие коллагеновые пучки, которые располагаются преимущественно горизонтально. Эластические волокна вкраплены между коллагеновыми.
Окситалановые волокна (мелкие эластические волокна) обнаруживаются в сосочковой дерме и ориентированы перпендикулярно поверхности кожи.
Протеогликаны (преимущественно гиалуроновая кислота) формируют основное аморфное вещество вокруг эластических и коллагеновых волокон.
Самая «главная» клетка дермы — фибробласт, в котором и происходит синтез коллагена, эластина и протеогликанов.
Функции дермы:
1) терморегуляция посредством изменения величины кровотока в сосудах дермы и потоотделения эккринными потовыми железами;
2) механическая защита подлежащих структур, обусловленная наличием коллагена и гиалуроновой кислоты;
3) обеспечение кожной чувствительности, так как иннервация кожи в основном локализована в дерме.
Структурный компонент дермы, поражаемый при врожденных и аутоиммунных дерматозах, — это коллаген. При буллезной системной красной волчанке и приобретенном буллезном эпидермолизе выявляются антитела против VII типа коллагена, входящего в состав якорных филаментов дермы, которые прикрепляют к ней базальную мембрану. Повреждение данного типа коллагена приводит к образованию пузыря под базальной мембраной; на месте пузыря формируется рубец. Если же полости располагаются над базальной мембраной, рубцов не остается.
При врожденном буллезном эпидермолизе выявляется отсутствие VII типа коллагена и якорных филаментов (или уменьшение их количества), что приводит к формированию выраженных рубцов. Наиболее тяжелая форма этого дерматоза — рецессивный дистрофический буллезный эпидермолиз, который характеризуется деформацией кистей и стоп, появлением грубых рубцов в верхних дыхательных путях и желудочно-кишечном тракте и ранней смертью.
При синдроме Элерса…Данлоса отмечаются патологические изменения I и III типов коллагена. Кожные проявления синдрома включают гиперрастяжимость кожи, легкость образования пузырей, слабую тенденцию к заживлению, что сопровождается образованием обширных рубцов.
Иннервация кожи. Кожа очень богата различными воспринимающими нервными окончаниями. Чувствительные нервные волокна, идущие от кожных рецепторов, входят в состав черепных и спинномозговых нервов. Крупные нервные стволы, поступающие в дерму из подкожной клетчатки, образуют сплетения: глубокое — на границе с подкожной клетчаткой и поверхностное — у основания сосочков. Расположение нервов кожи повторяет сосудистую сеть: крупные миелинизированные кожные ветви мышечно-кожных нервов подкожной клетчатки образуют глубокое нервное сплетение ретикулярной дермы, из которого нервные волокна, поднимаясь вверх, формируют поверхностное подсосочковое сплетение. Нервы этих сплетений иннервируют кожу, а свободные нервные окончания являются чувствительными рецепторами.
Они располагаются в сосочковой дерме в виде отдельных волокон, окруженных шванновскими клетками, и передают ощущения прикосновения, боли, температуры, зуда, механического воздействия. Кроме того, в коже присутствуют два типа механорецепторов — тельца Мейсснера и тельца Паччини, реагирующие на давление и вибрацию.
Количество данных рецепторов увеличено по сравнению с другими участками тела в области сосков, губ, головки полового члена, кончиков пальцев.
Потеря кожной чувствительности. Важность кожной иннервации наилучшим образом иллюстрируют заболевания, при которых разрушаются кожные нервы. Самое типичное заболевание — болезнь Гансена (лепра), при которой поражение и разрушение нервов приводит к обезображивающим деформациям конечностей, поскольку больные в течение многих лет получают «незамеченные» травмы.
Роль сосудов дермы в регуляции температуры тела. Температура тела частично определяется величиной кожного кровотока. Понижение температуры связано с увеличением кровотока в сосудистой сети верхней части сосочковой дермы, что приводит к выделению тепла. Сосудистая сеть дермы состоит из поверхностного и глубокого сплетения артериол и венул, связанных коммуникативными сосудами. Кровоток в поверхностной сети регулируется тонусом гладких мышц восходящих артериол. Он может быть уменьшен при повышении их тонуса и путем шунтирования из артериол в венозные каналы глубокой сети через гломусные тельца (артериолы, окруженные несколькими слоями мышечных клеток). При понижении температуры уменьшается кровоток в сосочковой дерме, кровь шунтируется от поверхностных сплетений и, соответственно, уменьшается теплоотдача. Дерма имеет две горизонтально расположенные сети кровеносных сосудов — поверхностную и глубокую, расположенную на границе дермы с гиподермой.
Артерии входят в дерму из подкожной клетчатки перпендикулярно ее поверхности, разветвляются на более мелкие сосуды и образуют глубокую сосудистую сеть, снабжающую кровью волосяные мешочки и потовые железы. От глубокой сосудистой сети кровеносные сосуды идут перпендикулярно вверх в сосочковый слой дермы, где они вновь разветвляются на более мелкие сосуды, идущие параллельно поверхности кожи и образующие поверхностную сосудистую сеть. В каждом сосочке есть капилляр в виде шпилькообразной петли, поднимающейся к вершине сосочка.
Поверхностная сосудистая сеть снабжает кровью сальные железы, выводные протоки потовых желез, верхнюю часть волосяных фолликулов.
Венозная сосудистая сеть состоит из четырех сплетений, идущих параллельно артериальной сети.
В дерме имеются две горизонтально расположенные сети лимфатических сосудов — поверхностная и глубокая. От поверхностной сети отходят в сосочки дермы слепые выросты (синусы).
От глубокой сети берут начало лимфатические сосуды, образующие, постепенно укрупняясь и переплетаясь друг с другом, сплетения на границе с подкожной клетчаткой. Кровеносная система кожи очень хорошо развита и может вмещать до 1/6 общего количества крови. Кровеносные сосуды кожи обладают способностью расширяться и суживаться рефлекторно под влиянием раздражения нервных окончаний или в результате психических реакций — радости, страха, гнева и т.д.
Как уже отмечалось, дерма отвечает за эластичность, прочность и податливость кожи при растяжении. Эластин дает коже способность легко и быстро возвращаться к прежней форме, поэтому она не обвисает после растяжения. Коллаген отвечает за силу и упругость и вместе с эластином удерживает кожу от чрезмерного растяжения и обвисания. У новорожденных и детей в волокнистой соединительной ткани в аморфном веществе содержится много воды, связанной гликозаминогликанами, поэтому коллагеновые волокна способны набухать и накапливать влагу. С возрастом и под воздействием вредного влияния окружающей среды они становятся все более хрупкими. Содержание гликозаминогликанов в аморфном веществе уменьшается, а также уменьшается содержание воды. Коллагеновые волокна разрабатываются и образуют толстые грубые пучки. Эластиновые волокна тоже в значительной степени разрушаются, из-за чего кожа теряет упругость, становится неэластичной и дряблой. Взаимосвязь дермы и эпидермиса становится все более и более слабой, что в конечном итоге приводит к недостаточному поступлению в верхнюю кожу кислорода и питательных веществ. В пожилом возрасте эластичные волокна перерождаются, что приводит к дряблости и морщинистости кожи.
В коже имеется мышечная ткань. Она представлена поперечнополосатыми мышцами в коже лица, обусловливающими мимику, гладкими мышцами, располагающимися слоями в грудном соске, анальном сфинктере, в крайней плоти и пучками в мышцах, поднимающих волос. Мышцы, поднимающие волос, одним своим концом прикреплены к волосяному фолликулу под углом в 45°, а другим — к сосочковому слою. Эти мышцы могут рефлекторно сокращаться, например, под воздействием холода (волос выпрямляется и появляется шероховатая, так называемая гусиная кожа). Частое сокращение и нормальный тонус мышц в значительной мере способствуют опорожнению сальных желез. Если кожа вялая, то такое опорожнение затруднено, что, в свою очередь, ведет к скоплению отделяемого в устьях сальных желез.
Клеточные элементы дермы состоят из клеток соединительной ткани. К ним относятся фибробласты и тучные клетки Эрлиха неправильной формы с отростками и базофильной зернистостью протоплазмы, которые располагаются в небольшом количестве около кровеносных сосудов.
В собственно коже имеются и пигментные клетки, и лимфоциты.
Толщина дермы составляет от 0,5 до 4 мм.
Величина рН кожи колеблется в диапазоне от 5 до 6. Поверхность кожи имеет слабо кислотный характер. рН рогового слоя определяется действием находящихся в этой области водорастворимых веществ: аминокислот, карбамида, молочной кислоты, углеводородов и полипептидов. Каждое из этих веществ в отдельности и вместе с другими образует сильную буферную систему.
Тонкая пленка, покрывающая поверхность кожи, называется гидролипидной мантией, или кислотной мантией кожи. Она состоит из жира сальных желез, пота и составных частей вязких субстанций, которые связывают слущенные клетки. Она слегка кисловата по сравнению со щелочной средой, поэтому и называется кислотной. Ее физиологическая функция до конца не изучена. Одни исследователи выражают мнение, что она представляет собой лишь тонкий слой скопившихся на коже остаточных веществ, не выполняющий никакой физиологической функции, а являющийся лишь хорошей средой для развития бактерий и кожных грибков, но есть и другое мнение, что именно в этой среде и погибают и грибы, и бактерии.
Межклеточное вещество (матрикс) составляет основную часть дермы. Оно некристаллическое (аморфное). Важными компонентами матрикса являются различные мукополисахариды и мукопротеины в виде коллоидных растворов. Важнейшим мукополисахаридом кожи является гиалуроновая кислота. Она связывает воду и образует гель. Другая функция геля — защитная, предохраняющая организм от распространения в нем болезнетворных бактерий, проникающих через эпидермис.
Вода составляет около 70…80 % от общей массы кожи. Она довольно равномерно распространяется по клеткам и межклеточному веществу. Важную роль в регулировании осмотического давления в тканях играют электролиты Na+ и К+. В коже содержатся различные электролиты, важнейшими ионами которых являются ионы натрия, калия и хлора. Клетки принимают в себя калий, в то время как натрий скапливается в межклеточной жидкости. С помощью точного и устойчивого количества электролитов сохраняется равномерное осмотическое давление между клеткой и окружающей ее жидкостью и, таким образом, одинаковое количество воды в тканях. Это жидкостное напряжение (тургор) обеспечивает коже вместе с волокнами соединительной ткани упругость и эластичность.
Гиподерма, или подкожная жировая клетчатка. Дерма переходит в подкожную жировую клетчатку, при этом четкой границы перехода нет. Подкожная жировая клетчатка развита неодинаково на различных участках тела. Наиболее развита гиподерма в области живота и ягодиц, особенно у женщин. Подкожно-жировая клетчатка состоит из пучков соединительной ткани, переплетающихся и образующих крупнопетлистую сеть. В ячейках сети находится жировая ткань в виде жировых долек, состоящих из скопления крупных жировых клеток. В центре клетки находится жир, окруженный протоплазмой в виде узкого ободка по краю клетки. В расширенной части ободка протоплазмы лежит овальное сплющенное ядро.
В гиподерме находятся кровеносные и лимфатические сосуды, нервные стволы и специфические нервные аппараты, потовые железы и корни волос.
Подкожно-жировой слой, являясь плохим проводником тепла, предохраняет кожу от охлаждения, кроме того, он придает телу округлые формы. Толщина его зависит от возраста, пола, питания и образа жизни. Он обладает не только теплоизоляционными свойствами, но и обеспечивает организм энергией.
Строение подкожной клетчатки. Подкожная клетчатка состоит из жировых долек, разделенных фиброзными перегородками. В состав последних входят коллаген, кровеносные и лимфатические сосуды, нервы. Подкожная клетчатка сохраняет тепло, поглощает энергию механических воздействий (удары), а также является энергетическим резервом организма.
Потовые железы (glandulae sudoriferae) — это простые трубчатые железы. Различают эккринные и апокринные железы, состоящие из тела и выводного протока. Тело потовой железы заложено в подкожной клетчатке и имеет вид клубочка, от которого отходит выводной проток, пронизывающий толщу кожи и открывающийся на ее поверхности. Потовые железы располагаются по всей поверхности кожи, за исключением красной каймы губ, головки полового члена, внутреннего листка крайней плоти, внутренней поверхности больших и малых половых губ и клитора. Много потовых желез на ладонях и подошвах. Общее количество потовых желез — от 2 до 5 млн.
Эккринные потовые железы выделяют пот, не изменяя при этом своей структуры. Апокринные железы при выделении пота теряют часть протоплазмы железистой клетки. Эти железы в 2…3 раза больше эккринных, а их выводные протоки открываются в устья волосяных фолликулов. Они располагаются в подмышечных впадинах, в области половых органов, заднего прохода, промежности, вокруг сосков и в наружном слуховом проходе. Функционировать начинают в период полового созревания и тесно связаны с функцией половых желез. Апокринные железы выделяют пот со своеобразным запахом, свойственным каждому человеку.
Сальные железы (glandulae sebaceae) — альвеолярные железы. Они расположены в дерме по всему кожному покрову, особенно много их на лице, волосистой части головы, в межлопаточной области и грудине. Железы отсутствуют на ладонях и подошвах. Большая часть выводных протоков сальных желез открывается в волосяной фолликул, а выводные протоки желез, находящихся на внутреннем листке крайней плоти, малых половых губ, клиторе, крыльях носа, на границе крайней каймы губ, открываются непосредственно на поверхности кожи. Каждый волос окружен 6…8 сальными железами. Сальные железы происходят из эктодермального зародышевого листка. Основной слой сальных желез состоит из клеток, схожих с базальными клетками эпидермиса. Они постоянно размножаются, поэтому состав клеток регулярно обновляется. В результате жирового перерождения самих клеток образуется секрет сальных желез, выделяющийся через выводной проток в воронку фолликула. Основная функция кожного сала — это смазка поверхности кожи и волос, оно придает им мягкость и предохраняет волосы от ломкости, а кожу от сухости.
Функция сальных желез. Сальные железы, являясь частью пилосебационного комплекса, относятся к голокриновым железам. Они производят кожное сало, в состав которого входят эфиры воска и холестерина, сквален и триглицериды. Сало выделяется через выводной проток в волосяной фолликул и далее покрывает кожу, выполняя, по-видимому, защитную функцию. Кроме того, оно обладает антигрибковыми свойствами. Сальные железы имеются на всей поверхности тела, за исключением ладоней и подошв.
Эккринные железы развиваются из эпидермиса и не являются частью пилосебационного комплекса. Функция эккринных потовых желез — терморегуляция за счет выделения пота, в состав которого входят в основном вода и электролиты (испарение сопровождается охлаждением организма). Выводные протоки желез проходят через дерму, эпидермис и открываются непосредственно на поверхности кожи. Эккринные железы располагаются по всему кожному покрову, за исключением губ, ногтевого ложа и головки полового члена. Эккринные потовые железы встречаются только у приматов и лошадей. Апокринные железы развиваются из того же зачатка, что и волосяные фолликулы и сальные железы. Выводной проток открывается в волосяной фолликул над сальной железой. Их функция связана с выделением запаха. Железы локализуются в основном в подмышечных областях и промежности. Установлено, что их активность зависит от половых гормонов. Кстати, молочные железы и железы, продуцирующие ушную серу, — это модифицированные потовые железы. Многослойный плоский эпителий имеет разную толщину на разных участках кожи (0,1…0,2 мм). На ладонях и подошвах он значительно толще, чем на лице.
Волосы бывают длинные, щетинистые и пушковые. Длинные волосы растут на голове, лице (борода и усы), в подмышечных впадинах и на половых органах. Щетинистые волосы — это волосы, растущие на слизистой оболочке носа и в наружном слуховом проходе, волосы бровей и ресниц. Пушковые волосы растут почти по всей поверхности тела. Волос состоит из стержня и корня.
Стержень — это свободная часть волоса, выступающая над поверхностью кожи, корень — часть, погруженная в кожу. Нижняя часть корня расщепляется, образуя утолщение — луковицу. Она подковообразно обхватывает сосочек волоса, представляющий собой соединительнотканный выступ, напоминающий сосочек кожи. Здесь находятся кровеносные сосуды, обеспечивающие питание волос.
Корневая часть расположена в волосяном мешочке, который открывается на поверхности кожи углублением — воронкой. Стержень волоса состоит из кутикулы (оболочки), коркового вещества, содержащего пигмент, и мозгового вещества.
Волосяной фолликул состоит из эпителиальной и соединительнотканной частей. В седых волосах отсутствует пигмент, а в корковом веществе образуются пузырьки воздуха. Волосы отсутствуют на ладонях, подошвах, ногтевых фалангах пальцев рук и ног, красной кайме губ, сосках, головке полового члена, внутреннем листке крайней плоти, малых половых губах и внутренней поверхности больших половых губ. Продолжительность жизни волос составляет от 50 дней и нескольких месяцев до 2…3 лет. На месте выпавших волос появляются новые в результате размножения клеток фолликула.
На волосистой части головы имеется от 90 тыс. до 700 тыс. волос.
Ногти — это плотные роговые четырехугольные пластинки, задняя и боковые поверхности которых погружены в складки кожи. В ногтевой пластинке различают:
1) тело ногтя;
2) передний свободный край;
3) задний скрытый край;
4) два боковых края.
Ногтевая пластинка расположена на ногтевом ложе. Белое полулуние из-за зернистого слоя эпидермиса на проксимальном конце называется луночкой ногтя. Задняя часть пластинки — это корень ногтя, который является его растущей частью. Ноготь на руках растет со скоростью 1 мм в неделю, а на ногах — 0,25 мм. Если ноготь удалить полностью, то в течение 3-4 месяцев он отрастет полностью. Потовые и сальные железы, волосы и ногти называют придатками кожи.
Химический пилинг – Диагностика Плюс
Целью процедуры пилинга является устранение дефектов кожи и омоложение путем активного отшелушивания (эксфолиации) верхних слоев эпидермиса. Химические вещества, входящие в состав специальных средств для пилинга, вызывают легкий ожог и отторжение слоев уже умерших клеток, и тех которые планируются к удалению. Таким образом, кожа получает легкие повреждения и начинает активно восстанавливаться (регенерировать). В зависимости от глубины ожога формируется реакция кожи разной степени интенсивности.
Кожа человека состоит из 3 слоев: эпидермис (epidermis), дерма (corium) и гиподерма (subcutis) или подкожная жировая клетчатка. Именно на эпидермис оказывают свое воздействия химические вещества входящий в состав средств для пилинга. В зависимости от их концентрации пилинг может затрагивать поверхностные слои эпидермиса роговой, зернистый или более глубокий слой – базальный. В базальном слое эпидермиса происходит деление клеток, их рост и последующее движение к наружному роговому слою. В процессе этого движения клетки погибают, и образуют самый верхний слой кожи из ороговевших чешуек. Эти чешуйки со временем отшелушиваются с поверхности кожи и заменяются новыми клетками. Весь процесс от зарождения клетки до ее отшелушивания с поверхности кожи, занимает в среднем 2-4 недели.
ВИДЫ ПИЛИНГА- Поверхностный. Химические вещества оказывают воздействие только на внешний слой эпидермиса (ороговевший). Отшелушиваются излишки ороговевших частиц и обновляется только наружный слой кожи. Благодаря активному удалению мертвых клеток улучшается проникновение биологически активных веществ, при использовании косметических средств. Кожа становится гладкой, ровной и однотонной.
- Срединный. Концентрация активных веществ в составе средства для срединного пилинга позволяет затронуть весь эпидермис до базальной мембраны. Именно здесь сконцентрированы молодые клетки кожи. Повреждение этих слоев стимулирует активацию клеток срединного слоя которые отвечают за выработку коллагена. Кроме этого уменьшается количество пигментных клеток.
- Глубокий. Самый радикальный и болезненный, т.к. воздействует на всю толщину кожи, включая дерму. Проводится строго при наличии весомых показаний с использованием общей анестезии (наркоза).
Чаще всего препараты для проведения процедуры пилинга содержат кислоты: яблочная, гликолевая, винная, молочная, лимонная, салициловая, ретиноевая, пировиноградная, трихлоруксусная, миндальная и другие кислоты
Общими свойствами этих кислот являются:
- способность разрушать межклеточные связи и ускорять отшелушивание рогового слоя кожи, очищать устья сальных желез;
- способность опосредованно стимулировать увлажнение кожи;
- способность вызывать при длительном применении изменение структуры кожи, при котором эпидермис становится тоньше, а дерма утолщается;
- способность защищать клетки кожи от действия свободных радикалов, т.е. оказывать антиоксидантное действие;
- способность снижать выраженность воспалительной реакции кожи в ответ на любые внешние воздействия, устранение покраснений;
- способность воздействовать на болезнетворные бактерии и грибки, которые могут вызвать заболевание.
- Салициловая кислота влияет на активность работы сальных желез и на состав кожного сала.
- Ретиноевая и другие кислоты уменьшают активность меланоцитов и уменьшают выработку меланина.
- Увядание кожи
- Себорейная кожа
- Мелкие морщины («кисет»)
- Нарушения микрорельефа кожи
- Акне
- Гиперкератоз
- Гиперпигментация
- Солнечное и сенильное лентиго
- Фолликулярный гиперкератоз
- Синдром «вросший волос»
- Рубцы постакне, посттравматические и послеоперационные
- Подготовки к другим косметическим процедурам
- Индивидуальная непереносимость ингредиентов пилингового состава
- Нарушение целостности кожных покровов
- Острые воспалительные высыпания (герпес, пиодермия и т.д.)
- Инфекционные заболевания кожи (трихофития, микроспория и т.д.)
- Острый период любых заболеваний
- Хронические дерматозы в стадии обострения
- Тяжелые соматические заболевания (нарушение мозгового кровообращения, стенокардия, инфаркт миокарда, СД)
- Тяжёлая печеночная и/или почечная недостаточность
- IV–V типы кожи по Фитцпатрику
- Беременность, лактация
- Длительное пребывание на солнце
- Эритема (покраснение), в области проведения процедуры (аналогичная активному загару в солярии) которая сохраняется от нескольких часов после процедуры до2-5 суток.
- Шелушение кожи. Через 12-48 часов после пилинга в зависимости от степени выраженности гиперкератоза у данного конкретного пациента наблюдается крупнопластинчатая или мелкопластинчатая эксфолиация (шелушение).
- Ощущение стянутой кожи
стойкая, длительная эритема,
- сильный отек
- появление высыпаний и раздражений на лице
- нагноение поврежденных участков
- мраморность кожи и другие.
- Зависят от кислоты и её концентрации в составе препарата для пилинга
- Количество процедур и их периодичность определяются с учетом активного вещества его концентрации и особенностей кожи пациента. Как правило программа состоит из 5-10 процедур которые проводятся каждые 7-10 дней.
- На второй-третий день уже можно умываться водой с нейтральным косметическим средством для умывания.
- На все время шелушения лучше брать косметические сыворотки и ампульные концентраты на водной основе.
- После окончания шелушения можно переходить на использование средств своих обычных косметических средств.
- Не рекомендуется загорать и проводить время на солнце.
- Не рекомендуется посещать бассейн, сауну, баню, солярий.
Полные рекомендации по уходу за кожей в постпилинговом периоде дает врач-косметолог, который проводил процедуру.
слоев кожи | SEER Training
Эпидермис
Эпидермис — это самый внешний слой кожи, защищающий тело от окружающей среды. Толщина эпидермиса различна для разных типов кожи; Его толщина составляет всего 0,05 мм на веках и 1,5 мм на ладонях и подошвах ног. Эпидермис содержит меланоциты (клетки, в которых развивается меланома), клетки Лангерганса (участвующие в иммунной системе кожи), клетки Меркеля и сенсорные нервы.Сам слой эпидермиса состоит из пяти подслоев, которые работают вместе, непрерывно восстанавливая поверхность кожи:
Слой базальных клеток
Базальный слой является самым внутренним слоем эпидермиса и содержит маленькие круглые клетки, называемые базальными клетками. Базальные клетки постоянно делятся, и новые клетки постоянно выталкивают старые к поверхности кожи, где они в конечном итоге отслаиваются. Базальный клеточный слой также известен как зародышевый слой из-за того, что он постоянно прорастает (производит) новые клетки.
Базальный клеточный слой содержит клетки, называемые меланоцитами. Меланоциты производят окраску кожи или пигмент, известный как меланин, который придает коже загар или коричневый цвет и помогает защитить более глубокие слои кожи от вредного воздействия солнца. Воздействие солнца заставляет меланоциты увеличивать выработку меланина, чтобы защитить кожу от вредных ультрафиолетовых лучей, вызывающих загар. Пятна меланина на коже вызывают появление родинок, веснушек и пигментных пятен. Меланома развивается, когда меланоциты претерпевают злокачественную трансформацию.
Клетки Меркеля, которые являются тактильными клетками нейроэктодермального происхождения, также расположены в базальном слое эпидермиса.
Плоскоклеточный слой
Плоскоклеточный слой расположен над базальным слоем и также известен как шиповидный слой или «колючий слой» из-за того, что клетки удерживаются вместе выступами шипов. Внутри этого слоя находятся базальные клетки, которые были вытолкнуты вверх, однако эти созревающие клетки теперь называются плоскоклеточными клетками или кератиноцитами.Кератиноциты производят кератин, прочный защитный белок, который составляет большую часть структуры кожи, волос и ногтей.
Плоскоклеточный слой является самым толстым слоем эпидермиса и участвует в переносе определенных веществ в организм и из него. Плоскоклеточный слой также содержит клетки, называемые клетками Лангерганса. Эти клетки прикрепляются к антигенам, которые проникают в поврежденную кожу и предупреждают иммунную систему об их присутствии.
Stratum Granulosum и Stratum Lucidum
Кератиноциты из плоского слоя затем проталкиваются вверх через два тонких эпидермальных слоя, называемых зернистым слоем и прозрачным слоем.По мере того, как эти клетки продвигаются дальше к поверхности кожи, они становятся больше и более плоскими и слипаются друг с другом, а затем в конечном итоге обезвоживаются и умирают. Этот процесс приводит к слиянию клеток в слои жесткого, прочного материала, которые продолжают мигрировать к поверхности кожи.
Роговой слой
Роговой слой — это самый внешний слой эпидермиса, состоящий из 10–30 тонких слоев постоянно отшелушивающихся мертвых кератиноцитов.Роговой слой также известен как «роговой слой», потому что его клетки жесткие, как рог животного. По мере того как внешние клетки стареют и изнашиваются, они заменяются новыми слоями прочных, долго изнашиваемых клеток. Роговой слой постоянно отслаивается по мере того, как на его место приходят новые клетки, но с возрастом этот процесс отслаивания замедляется. Полный оборот клеток происходит каждые 28-30 дней у молодых людей, в то время как тот же процесс занимает 45-50 дней у пожилых людей.
Дермис
Дерма расположена под эпидермисом и является самым толстым из трех слоев кожи (1.От 5 до 4 мм), составляя примерно 90 процентов толщины кожи. Основные функции дермы — регулирование температуры и снабжение эпидермиса кровью, насыщенной питательными веществами. Большая часть воды в организме хранится в дерме. Этот слой содержит большинство специализированных ячеек и структур скинов, в том числе:
- Кровеносные сосуды
Кровеносные сосуды снабжают кожу питательными веществами и кислородом и уносят клеточные отходы и клеточные продукты.Кровеносные сосуды также транспортируют витамин D, вырабатываемый кожей, обратно к остальным частям тела. - Лимфатические сосуды
Лимфатические сосуды омывают ткани кожи лимфой — веществом молочного цвета, содержащим клетки иммунной системы, борющиеся с инфекциями. Эти клетки работают, чтобы уничтожить любую инфекцию или вторгшиеся организмы, поскольку лимфа циркулирует в лимфатических узлах. - Волосяные фолликулы
Волосяной фолликул представляет собой оболочку в форме трубки, которая окружает часть волос, находящуюся под кожей, и питает волосы. - Потовые железы
У среднего человека около 3 миллионов потовых желез. Потовые железы делятся на два типа:- Апокриновые железы — это специализированные потовые железы, которые можно найти только в подмышечных впадинах и в лобковой области. Эти железы выделяют молочный пот, который способствует росту бактерий, ответственных за запах тела.
- Эккриновые железы — настоящие потовые железы. Эти железы, расположенные по всему телу, регулируют температуру тела, доставляя воду через поры к поверхности кожи, где она испаряется и снижает температуру кожи.Эти железы могут производить до двух литров пота в час, однако они выделяют в основном воду, что не способствует росту бактерий, вызывающих запах.
- Сальные железы
Сальные, или масляные, железы прикреплены к волосяным фолликулам и могут быть обнаружены повсюду на теле, кроме ладоней рук и подошв ног. Эти железы выделяют масло, которое помогает сохранять кожу гладкой и эластичной. Масло также помогает сохранять кожу водонепроницаемой и защищает от чрезмерного роста бактерий и грибков на коже. - Нервные окончания
Слой дермы также содержит рецепторы боли и прикосновения, которые передают в мозг ощущения боли, зуда, давления и информацию о температуре для интерпретации. При необходимости запускается дрожь (непроизвольное сокращение и расслабление мышц), выделяющее тепло тела. - Коллаген и эластин
Дерма удерживается белком, называемым коллагеном, вырабатываемым фибробластами. Фибробласты — это клетки кожи, которые придают коже прочность и упругость.Коллаген — это прочный, нерастворимый белок, который находится по всему телу в соединительных тканях, которые удерживают мышцы и органы на месте. В коже коллаген поддерживает эпидермис, придавая ему прочность. Эластин, аналогичный белок, представляет собой вещество, которое позволяет коже возвращаться на место при растяжении и сохраняет ее эластичность.
Слой дермы состоит из двух подслоев:
Папиллярный слой
Верхний сосочковый слой содержит тонкие волокна коллагена.Сосочковый слой снабжает питательными веществами отдельные слои эпидермиса и регулирует температуру. Обе эти функции выполняются тонкой обширной сосудистой системой, которая работает аналогично другим сосудистым системам в организме. Сужение и расширение контролируют количество крови, протекающей через кожу, и определяют, отводится ли тепло тела, когда кожа горячая, или сохраняется, когда она холодная.
Ретикулярный слой
Нижний ретикулярный слой более толстый и состоит из толстых коллагеновых волокон, расположенных параллельно поверхности кожи.Сетчатый слой более плотный, чем сосочковый слой дермы, и он укрепляет кожу, обеспечивая структуру и эластичность. Он также поддерживает другие компоненты кожи, такие как волосяные фолликулы, потовые и сальные железы.
Подкожный
Подкожный слой — это самый внутренний слой кожи, состоящий из сети жировых и коллагеновых клеток. Подкожный слой также известен как гиподерма или подкожный слой и действует как изолятор, сохраняющий тепло тела, и как амортизатор, защищающий внутренние органы.Он также сохраняет жир в качестве запаса энергии для тела. Кровеносные сосуды, нервы, лимфатические сосуды и волосяные фолликулы также проходят через этот слой. Толщина подкожного слоя варьируется по всему телу и от человека к человеку.
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 лежит 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 просветным слоем, расположенный между роговым слоем и зернистым слоем (рис.5.1.2).
Рисунок 5.1.2 – Тонкая кожа против толстой кожи: 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, который придает волосам, ногтям и коже 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)Базовый слой
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 через переплетение коллагеновых волокон, называемых базальной мембраной. Пальцеобразный 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 представляет собой одинарный слой клеток, в основном состоящий 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, образующихся 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 шиповидного слоя проталкиваются в гранулированный слой.
Гранулированный слой
stratum granulosum имеет зернистый вид из-за дальнейших изменений кератиноцитов, когда они выталкиваются из спинного слоя. Клетки (от трех до пяти слоев в глубину) 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 в качестве опорной точки для указанного выше 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, он 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 (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 липидовВ 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 производимого 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 и 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: Клаус Д. Питер)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 приобретает желтый цвет или желтуху ( jaune — французское слово, обозначающее «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, обозначающее «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?
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 ссылкеКожа 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 ячейках?
[ссылка] Эти клетки не имеют ядер, поэтому вы можете сделать вывод, что они мертвы.Кажется, что 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?
Обзорные вопросыВопросы 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, которая образует непроницаемый переход между ячейками
- эластиновые волокна
- волокон из протеина эластина, повышающих 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 пузырь, 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, состоящий 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
- шиповатый 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
- 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.
- 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.
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, который также называется 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, несмотря на то, что 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.
Базовый слой
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.
Дермис
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 верхний 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 своими 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.
Сам 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):
- Базальный слой
- Шиповидный слой
- Зернистый слой
- Люцидный слой
- Роговой слой
Обзор кожи : слои кожи, как волосистой, так и голой кожи.
Базовый слой
Кожа человека: На этом изображении показаны части покровной системы.
Базальный слой, также называемый герминативным слоем, представляет собой базальный (базовый) 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, а это 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 в этом слое производят много кератина — 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 из-за того, что кератиноциты находятся на расстоянии 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.
Дермис
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 эккриновыми 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 нашей коже оставаться эластичной.
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 телом 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: К ближайшим к поверхности кожи рецепторам относятся рецепторы, которые обнаруживают легкое давление, температуру и вибрации, а также обнаженные нервные окончания (дендриты), которые обнаруживают боль. Глубже в дерме находятся обнаженные дендриты, которые обвивают основания 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 естественных 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 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 происходит 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 вырабатывать 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:
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
Эпидермис | Биология для майоров II
Результаты обучения
- Описание эпидермиса и определение его различных компонентов
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 просветным слоем, расположенный между роговым слоем и зернистым слоем (рис. 1).
Рис. 1. 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 протеин 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. 2).
Рисунок 2. Эпидермис — это эпителий, состоящий из нескольких 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)
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?Практический вопрос
Если вы увеличите масштаб ячеек самого внешнего слоя этого участка кожи (рис. 2), что вы заметите в этих ячейках?
Покажи ответЭти клетки не имеют ядер, поэтому можно сделать вывод, что они мертвы.Кажется, что они отшелушиваются.
Базовый слой
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 через переплетение коллагеновых волокон, называемых базальной мембраной. Пальцеобразный 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 (рис. 3).
Рис. 3. 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 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 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.
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, образующихся в результате деления клеток в базальном слое (рис. 4).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.
Практический вопрос
Клетки эпидермиса происходят из стволовых клеток базального слоя. Опишите, как клетки меняются по мере того, как они интегрируются в разные слои эпидермиса.
Покажи ответПо мере того, как клетки перемещаются в шиповатый 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.
Рис. 4. 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)
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?Практический вопрос
Если вы увеличите масштаб клеток спинного слоя (рис. 4), что в них отличительного?
Покажи ответЭти клетки имеют десмосомы, которые придают клеткам колючий вид.
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 шиповидного слоя проталкиваются в гранулированный слой.
Гранулированный слой
stratum granulosum имеет зернистый вид из-за дальнейших изменений кератиноцитов, когда они выталкиваются из спинного слоя.Клетки (от трех до пяти слоев в глубину) 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 3). 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
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. Рис. 3). Эти клетки плотно упакованы eleiden , прозрачным белком, богатым липидами, полученным из кератогиалина, который придает этим клеткам их прозрачные (т.е.е., прозрачный) внешний вид и обеспечивает барьер для воды.
Роговой слой
роговой слой — это самый поверхностный слой эпидермиса, который подвергается воздействию внешней среды (см. Рисунок 3). 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.
Внесите свой вклад!
У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.
Улучшить эту страницуПодробнее
Эпидермис — обзор | Темы ScienceDirect
3.2.1.1 Эпидермис
Эпидермис представляет собой поверхностный слой многослойного эпителия, который развивается из эктодермы и действует как физический и химический барьер между внутренним телом и внешней средой. Многослойная структура, образующая дермоэпидермальный переход, называется базальной мембраной. Эпидермис представляет собой многослойный плоский эпителий без кровеносных сосудов. Он полностью питается подлежащей дермой и выводит шлаки путем диффузии через дермоэпидермальные соединения и поверхность кожи.Толщина эпидермиса колеблется от 0,05 мм на веках до 0,8 ± 1,5 мм на подошвах и ладонях. Эпидермис в основном состоит из кератиноцитов, которые находятся в постоянном переходном состоянии из более глубоких слоев в поверхностные. Белковые кератины (десмосомы), вырабатываемые кератиноцитами, служат мостом и способны соединять кератиноциты. Четыре слоя эпидермиса образуются на разных стадиях созревания кератина, переходя от нижних слоев вверх к поверхности. Четыре слоя эпидермиса включают:
- —
Базальный слой (SB) (слой базальных или зародышевых клеток)
- —
Шиповатый слой (SS) (шиповатый) слой
- —
Stratum granulosum (SG) (слой гранулированных клеток)
- —
Stratum corneum (SC) (роговой слой) (рис.2).
Рисунок 3.2. Четыре слоя эпидермиса: Stratum basale (SB) , Stratum spinosum (SS) , Stratum granulosum (SG) , Stratum corneum (SC) .
В толстом эпидермисе существует тонкий слой полупрозрачных клеток, который называется « stratum lucidum ». Он представляет собой переход от SG и SC и обычно не встречается в тонком эпидермисе. Вместе SS и SG иногда называют уровнем Мальфигия.
SB: SB , самый внутренний слой эпидермиса, расположенный рядом с дермой, состоит в основном из делящихся и неделящихся кератиноцитов, прикрепленных к базальной мембране с помощью белкового кератина гемидесмосом. Когда кератиноциты делятся и дифференцируются, они перемещаются от SB к поверхности. Меланоциты, клетки, продуцирующие меланин (пигмент), составляют небольшую часть популяции базальных клеток и находятся между относительно большим количеством кератиноцитов.Произведенный меланин накапливается в меланосомах и переносится в соседние кератиноциты, где они остаются в виде гранул. Пигмент меланин защищает кожу от ультрафиолетового (УФ) излучения; длительное воздействие ультрафиолета увеличивает соотношение меланоцитов и кератиноцитов. Клетки Меркеля также встречаются в базальном слое эпидермиса. Их можно найти на кожных нервах и, кажется, они связаны с легким прикосновением. Большее количество клеток Мерселя находится в чувствительных участках, таких как кончики пальцев и губы.
SS: SS (шиповатый слой / слой колючих клеток) представляет собой слой эпидермиса, расположенный между SB и SG . Размножаясь и созревая, базальные клетки перемещаются к внешнему слою кожи, первоначально образуя SS . Клетки связаны межклеточными мостиками, называемыми десмосомами. Клетки Лангерганса, иммунологически активные клетки, происходящие из костного мозга, можно найти на всех слоях эпидермиса, но в основном в середине этого слоя.Они также присутствуют в сосочковом слое дермы, особенно вокруг кровеносных сосудов. Клетки Лангерганса действуют как антигенпрезентирующие клетки и играют важную роль в иммунных реакциях кожи [30].
SG: SG (или гранулированный слой) представляет собой тонкий слой клеток, расположенных в эпидермисе. Продолжая переход кератиноцитов из нижележащего SS на поверхность, они теряют свои ядра и цитоплазму и на этом уровне выглядят гранулярными. Эти клетки обладают гранулами кератогиалина, содержащими гистидин — и богатые цистином белки, и способны связывать кератиновые нити вместе [31,32].
SC: SC , самый внешний слой эпидермиса, также известный как корнеоциты, является конечным результатом созревания кератиноцитов. Он состоит из уплощенных мертвых клеток без ядер и клеточных органелл. Внеклеточное пространство клеток окружено липидными бислоями. В большинстве участков кожи имеется около 10-30 слоев корнеоцитов, расположенных друг над другом, причем больше всего на ладонях и подошвах. Каждый корнеоцит окружен белковой оболочкой и содержит удерживающие воду кератиновые белки.Ориентация кератиновых белков и их клеточная форма придают силу SC . SC в основном содержит три липидных компонента: церамиды, холестерин и жирные кислоты служат естественной физиологической и водоохранной средой для кожи.
Дермоэпидермальные соединения — это место, где питательные вещества питают клетки кожи и уничтожают метаболические отходы. Эта сложная нерегулярная структура состоит из двух слоев. В этой структуре имеют место некоторые редкие кожные заболевания, такие как буллезный пемфигоид и буллезный эпидермолиз.Этот переход также отвечает за проявление признаков старения, поскольку в процессе старения его структура изменяется и становится уплощенной [28].
Руководство по эпидермальному слою вашей кожи
Кожа защищает ваши внутренние органы, нервы, мышцы и кровеносные сосуды от повреждений. Кожа состоит из трех слоев: эпидермиса, тонкого внешнего слоя; дерма, толстый средний слой; и гиподерма, самый внутренний слой.
Этот блог будет посвящен самому внешнему слою, эпидермису.Ваш эпидермис защищает вас от вредного воздействия солнечного света, бактерий и токсинов окружающей среды. Эпидермис также отвечает за внешний вид и здоровье вашей кожи.
Эпидермис состоит из четырех слоев, которые выполняют разные функции:
1. Базальный слой. — самый глубокий слой эпидермиса, отвечающий за обновление кожи. Этот слой в основном состоит из кератиноцитов. Кератиноциты производят кератин — белок, который защищает кожу от химических продуктов и бактерий.Кератиноциты медленно мигрируют из базального слоя вверх к поверхности кожи, разделяясь и изменяясь по мере продвижения.
Меланоциты также находятся в базальном слое. Меланоциты производят меланин — пигмент, придающий цвет коже и глазам. Меланин отфильтровывает ультрафиолетовое излучение солнца, защищая кожу от рака кожи и преждевременного старения. Хроническое воздействие света увеличивает количество меланоцитов, поэтому на вашем лице больше, чем на пояснице, и больше на внешней руке, чем на внутренней.Области с меньшим количеством меланоцитов (и, следовательно, меньшим количеством меланина) более уязвимы для солнечных лучей, поэтому не забудьте нанести на эти пятна солнцезащитный крем.
2. Шиповидный слой . В этом слое расположены клетки Лангерганса, которые являются частью иммунной системы вашей кожи. Клетки Лангерганса обнаруживают посторонние вещества и помогают предотвратить заражение. Они также участвуют в развитии аллергии.
3. Зернистый слой . Кератин и гидроизоляционные липиды производятся и организуются в этом слое.
4. Роговой слой. Этот внешний слой эпидермиса содержит множество ороговевших или роговидных кератиноцитов. Роговой слой относительно водонепроницаем и предотвращает попадание в организм большинства бактерий, вирусов и других посторонних веществ. Этот внешний слой омертвевших клеток кожи постоянно удаляется. Перемещение клеток эпидермиса от базального слоя к верхнему занимает около 28 дней, поэтому клетки кожи заменяют себя ежемесячно.
Роговой слой намного толще на частях тела, требующих дополнительной защиты, таких как ладони рук и подошвы ног.Толщина эпидермиса колеблется от 0,05 мм на веках до 0,8–1,5 мм на ладонях и подошвах ног.
Эпидермальный слой кожи
Липиды в этом внешнем слое поддерживают влажный и гибкий кожный барьер. Керамид, липид, окружает клетки кожи и не дает воде покидать кожу. После 40 лет наблюдается резкое снижение липидов кожи, поэтому с возрастом у вас может появиться сухость.
Как микронидлинг взаимодействует с эпидермисом?Косметический микронидлинг использует короткие иглы для создания микроканалов в эпидермисе.Когда ваш эпидермис механически разрушается микроиглами, клетки просто «отталкиваются», и реакция организма направлена только на «запечатывание» каналов и временное увеличение оборота эпидермальных клеток (из-за выделения факторов роста из сыворотки крови). высвобождается через поврежденные капилляры). Это приводит к омоложению внешнего слоя без нежелательных эффектов, таких как проблемы пигментации или образование рубцовой ткани. Косметический микронидлинг с SkinPen может помочь уменьшить появление морщин и тонких линий и улучшить внешний вид стареющей кожи.
Чтобы узнать больше о микронидлинге или найти ближайшего к вам специалиста по применению SkinPen, посетите наш веб-сайт. Чтобы стать поставщиком SkinPen, свяжитесь с нами сегодня.
Изображение, определение, функции и состояние кожи
Источник изображения
© 2014 WebMD, LLC. Все права защищены.
Кожа — самый большой орган тела, его общая площадь составляет около 20 квадратных футов. Кожа защищает нас от микробов и непогоды, помогает регулировать температуру тела и дает возможность ощущать прикосновение, тепло и холод.
Кожа состоит из трех слоев:
- Эпидермис, самый внешний слой кожи, обеспечивает водонепроницаемость и придает оттенок нашей коже.
- Дерма под эпидермисом содержит прочную соединительную ткань, волосяные фолликулы и потовые железы.
- Более глубокая подкожная клетчатка (гиподерма) состоит из жира и соединительной ткани.
Цвет кожи создается специальными клетками, называемыми меланоцитами, которые производят пигмент меланин. Меланоциты расположены в эпидермисе.
Состояние кожи
- Сыпь: почти любое изменение внешнего вида кожи можно назвать сыпью. Большинство высыпаний возникает в результате простого раздражения кожи; другие являются результатом медицинских условий.
- Дерматит: общий термин для обозначения воспаления кожи. Атопический дерматит (разновидность экземы) — наиболее распространенная форма.
- Экзема: воспаление кожи (дерматит), вызывающее зудящую сыпь. Чаще всего это связано с гиперактивностью иммунной системы.
- Псориаз: аутоиммунное заболевание, которое может вызывать различные кожные высыпания.Серебряные чешуйчатые бляшки на коже — самая распространенная форма.
- Перхоть: шелушащееся состояние кожи головы может быть вызвано себорейным дерматитом, псориазом или экземой.
- Угри: наиболее распространенное кожное заболевание, угри поражают более 85% людей в какой-то момент жизни.
- Целлюлит: воспаление дермы и подкожных тканей, обычно вызванное инфекцией. Обычно возникает красная, теплая, часто болезненная кожная сыпь.
- Кожный абсцесс (фурункул или фурункул): локализованная кожная инфекция приводит к скоплению гноя под кожей.Некоторые абсцессы должны быть вскрыты и дренированы врачом для излечения.
- Розацеа: хроническое заболевание кожи, вызывающее красную сыпь на лице. Розацеа может выглядеть как акне, и это плохо изучено.
- Бородавки: вирус поражает кожу и вызывает чрезмерный рост кожи, в результате чего образуется бородавка. Бородавки можно лечить дома химическими веществами, изолентой, замораживанием или удалять врачом.
- Меланома: самый опасный вид рака кожи, меланома, возникающая в результате солнечного воздействия и других причин.Биопсия кожи может выявить меланому.
- Базальноклеточная карцинома: наиболее распространенный тип рака кожи. Базальноклеточная карцинома менее опасна, чем меланома, потому что она растет и распространяется медленнее.
- Себорейный кератоз: доброкачественное, часто зудящее образование, которое выглядит как «прилипшая» бородавка. Себорейный кератоз может быть удален врачом, если он беспокоит.
- Актинический кератоз: твердый или чешуйчатый бугорок, образующийся на коже, подвергшейся воздействию солнца. Актинический кератоз иногда может прогрессировать до рака.
- Плоскоклеточный рак. Плоскоклеточный рак — распространенная форма рака кожи. Плоскоклеточный рак может начаться с незаживающей язвы или аномального роста. Обычно развивается на участках, подверженных воздействию солнечных лучей.
- Герпес: вирусы герпеса HSV-1 и HSV-2 могут вызывать периодические волдыри или раздражение кожи вокруг губ или половых органов.
- Крапивница: внезапно возникающие красные зудящие пятна на коже. Крапивница обычно возникает в результате аллергической реакции.
- Разноцветный лишай: доброкачественная грибковая инфекция кожи создает на коже бледные участки с низкой пигментацией.
- Вирусный экзантам: многие вирусные инфекции могут вызывать красную сыпь на больших участках кожи. Это особенно часто встречается у детей.
- Опоясывающий лишай (опоясывающий герпес): Вызванный вирусом ветряной оспы, опоясывающий лишай представляет собой болезненную сыпь на одной стороне тела. Новая вакцина для взрослых может предотвратить опоясывающий лишай у большинства людей.
- Чесотка: крошечные клещи, проникающие в кожу, вызывают чесотку.