Строение дермы кожи человека. Дермальные фибробласты

Кожа - это внешний покров тела, представляет собой орган с весьма сложным строением, выполняющий ряд важных жизненных функций. Кроме защиты организма от вредных внешних воздействий, кожа выполняет рецепторную, секреторную, обменную функции, играет значительную роль в теплорегуляции и др.

Площадь кожного покрова взрослого человека достигает в среднем 1,6 м 2 . Цвет кожи зависит от просвечивания крови и большего или меньшего наличия пигмента меланина. В области естественных отверстий (рта, носа, заднего прохода, мочеиспускательного канала, ) кожа переходит в слизистую оболочку. На поверхности кожи можно обнаружить своеобразный рисунок из треугольных и ромбических полей, ограниченных бороздками; особенно он отчетлив на ладонях, пальцах и подошвах. Почти на всем протяжении кожа покрыта волосами.

Рис. 1.Строение кожи пальца человека: 1-5 - эпидермис (1 - базальный слой; 2 - шиповидный слой; 3 - зернистый слой; 4 - блестящий слой; 5 - роговой слой); 6 - выводной проток потовой железы; 7 и 8 - дерма (7 - сосочковый слой; 8 - сетчатый слой); 9 - концевой отдел потовой железы; 10 - жировая ткань.

Строение кожи . В коже различают два отдела: верхний - эпителиальный (эпидермис) и нижний - соединительнотканный (собственно кожа - дерма). Граница между эпидермисом и дермой представляется в виде неровной волнистой линии вследствие наличия на поверхности дермы особых выростов, так называемых кожных сосочков (рис. 1).

Эпидермис состоит из пяти слоев клеток. Слой эпидермиса, расположенный непосредственно на границе с дермой, носит название основного базального слоя. Он состоит из одного ряда клеток, разъединенных узкими щелевидными канальцами и соединяющихся между собой протоплазматическими отростками. Клеткам базального слоя присущи две особенности: 1) они постоянно размножаются и путем дифференцировки образуют клетки вышележащих слоев; 2) в этих клетках образуется, а также содержится пигмент меланин.

Второй слой носит название шиловидного. Он состоит из нескольких рядов неправильной формы клеток со светлым ядром, также разъединенных щелевидными канальцами. Третий слой носит название зернистого: он состоит из одного-двух рядов удлиненных, вытянутых клеток, тесно прилегающих друг к другу.

8 протоплазме их находятся зерна кератогиалина, являющегося первым этапом образования рогового вещества. Четвертый слой носит название блестящего. Он обнаруживается только на участках с толстым эпидермисом (ладони, подошвы), имеет вид блестящей полоски, состоящей из уплощенных безъядерных клеток, и является следующим этапом в образовании рогового вещества. Последним, верхним, слоем является роговой слой, состоящий из тонких безъядерных клеток, тесно соединенных между собой и содержащих особое белковое вещество - кератин. В самой наружной части роговой слой менее компактен, отдельные пластинки отстают друг от друга обусловливая постоянное физиологическое отхождение отживших эпителиальных элементов. Толщина эпидермиса и, в частности, его рогового слоя на различных участках кожа неодинакова. Наиболее мощный он на ладонях и подошвах, значительно тоньше на боковых поверхностях туловища, особенно тонок на веках и наружных половых органах мужчин.

Дерма - соединительнотканная часть кожи, состоящая из двух слоев: подэпителиального, так называемого сосочкового, и сетчатого. Сосочковый слой построен из нежноволокнистой , состоящей из тонких пучков коллагеновых, эластических и аргирофильных (ретикулиновых) волокон. Последние на границе с эпителием вместе с межуточным веществом образуют так называемую базальную мембрану, играющую большую роль в обменных процессах между эпителием и дермой. Коллагеновые волокна сосочкового слоя постепенно переходят в более толстые пучки сетчатого слоя и образуют здесь густое сплетение с большим количеством эластических волокон. В сетчатом и сосочковом слоях содержатся различные клеточные элементы (фибробласты, гистиоциты, тучные клетки и др.); среди соединительнотканных волокон заложены небольшие пучки гладких мышц, связанных с волосяными фолликулами.

Толстые пучки коллагеновых волокон сетчатого слоя переходят непосредственно в подкожную жировую клетчатку, где образуют широкую сеть, петли которой заполнены жировыми клетками. Жировая клетчатка обусловливает подвижное прикрепление кожи к подлежащим тканям и предохраняет ее от механических повреждений и разрывов.

В коже имеется большое количество кровеносных и лимфатических сосудов.

Артериальные сосуды образуют две сети. Первая из них располагается на границе между дермой и подкожной клетчаткой, от нее отходят более мелкие сосуды в сетчатый слой дермы. На границе с сосочковым слоем они разветвляются и образуют вторую сеть, от которой отходят капилляры, проникающие в сосочки (капиллярные петельки). Венозные сосуды образуют три сети. Одна из них расположена под сосочками, вторая - в нижней половине дермы и третья - в подкожной жировой ткани. Эпидермис лишен

Дерма - это средний и основной слой кожи.

В ней располагаются:

• клетки фибробласты;
• волосяные фолликулы;
• потовые железы;
• сальные железы;
• кровеносные сосуды;
• нервные окончания;
• эластиновые и коллагеновые волокна;
• гиалуроновая кислота и другие
• гликозаминогликаны.

ФУНКЦИИ И СТРОЕНИЕ ДЕРМЫ КОЖИ

Дерма обеспечивает необходимую толщину коже, прочность, тургор и эластичность.

Дерма состоит из двух слоев - сосочкового и сетчатого.

Поверхностная сосочковая дерма представляет собой относительно тонкую зону, располагающуюся под эпидермисом. Основной ее функцией является питание эпидермиса. Она состоит из тонких, нежных коллагеновых и эластиновых волокон и большого количества сосудов.

Свое название этот слой получил от многочисленных сосочков, вдающихся в эпидермис. Их величина и количество в коже различных частей тела неодинаковы. Наибольшее количество сосочков высотой до 0,2 мм находится в коже ладоней и подошв. В коже лица сосочки развиты слабо, а с возрастом могут совсем исчезнуть.

Здесь также встречаются гладкие мышечные клетки, местами собранные в небольшие пучки и связанные с корнем волоса. Это мышца, поднимающая волосы. Сокращение мышечных клеток обусловливает появление так называемой гусиной кожи. При этом спазмируются мелкие кровеносные сосуды и уменьшается приток крови к коже, вследствие чего понижается теплоотдача организма.

КОЛЛАГЕН И ЭЛАСТИН В ДЕРМЕ КОЖИ

Коллаген составляет 70 - 80% сетчатой дермы и представляет собой одновременно строительный материал и клей («kollo» по-гречески - клей, коллаген - рождающий клей), который формирует и «склеивает» все клетки организма. Коллаген составляет 25 - 33% общего количества белка организма, а, следовательно, около 6% массы тела.

Структурной единицей коллагена является тропоколлаген, состоящий из трех спирально закрученных белковых цепочек. Каждая цепочка (молекула коллагена) имеет двухслойное строение: сердцевина фибриллы имеет большую плотность по отношению к периферической. Такие единицы соединяются между собой в параллельном направлении, укладываясь по типу «голова к хвосту». При этом структурные единицы коллагена сдвинуты относительно друг друга ступенчатым образом и упорядоченно связаны между собой поперечными сшивками на одном и том же расстоянии ¼ длины (64 нм). Таким образом, формируются волокна и пучки волокон коллагена, которые скручены по спирали (как бечевка), что придает им структурную устойчивость и повышенную сопротивляемость к растяжению. Далее коллагеновые волокна переплетаются в различных направлениях, под разными углами, образуя структуру плотной трехмерной сетки.

Интересно

Чикаго называют «городом ветров» - средняя скорость ветра здесь составляет 16 миль в час и при этом именно здесь самое большое количество небоскребов. Среди них гордо возвышается небоскреб Сирс - самый высокий в США (110 этажей - 1450 метров высотой), и который с 1973 года на протяжении 22 лет оставался самым высоким строением в мире. Это выдающееся здание стало одним из символов эпохи США конца ХХ века.

Идея создания этого сооружения архитектору Брюсу Грему пришла неожиданно. Находясь в баре, Брюс Грем обсуждая этот вопрос с коллегой, достал пачку сигарет и вытолкнул их. И сразу понял, как будет выглядеть здание компании Сирс. Прототипом формы стала пачка сигарет с вытянутыми на разную длину сигаретами.

Чтобы обеспечить устойчивость небоскреба, архитектор Брюс Грем использовал конструкцию из стальных связанных труб, образующих жесткий каркас здания. Нижняя часть «Сирс Тауэра» - до 50-го этажа - состоит из девяти труб, объединенных в единую структуру и образующих в основании здания квадрат, раскинувшийся на территории двух городских кварталов. Выше 50-го этажа каркас начинает сужаться. Семь труб идут до 66-го этажа, еще пять - до 90-го, а две трубы формируют оставшиеся 20 этажей.

Великий архитектор, конечно же, не имел представления об особенностях строения коллагена в тканях человека. По сути, он повторил природную архитектуру строения основного волокна соединительной ткани, составляющей каркас всего нашего организма.

ПОДРОБНЕЕ О СТРОЕНИЕ ДЕРМЫ

Пучки коллагеновых волокон в основном проходят в двух направлениях: одни из них лежат перпендикулярно поверхности кожи, другие — косо. Вместе они образуют сеть, строение которой определяется функциональной нагрузкой на кожу. В участках кожи, испытывающих сильное давление (кожа стопы, подушечек пальцев, локтей и др.), хорошо развита широко-ячеистая, грубая сеть коллагеновых волокон. А в тех участках, где кожа подвергается значительному растяжению (область суставов, тыльная сторона стопы, лицо и т.д.), в сетчатом слое обнаруживается более нежная коллагеновая сеть. А в заживающей ране они расположены весьма хаотично.

Эластин является гликопротеином, состоит на 60% из белка и на 40% из углеводной. Он составляет 1 - 3% сетчатой дермы. Эластические волокна в основном повторяют ход коллагеновых волокон. Их значительно больше в участках кожи, часто испытывающих растяжение (в коже лица, суставов и т.д.). В элластиновых волокнах сшивки между волокнами ориентированы в случайном направлении, что позволяет всей сети волокон эластина сжиматься в разных направлениях, а так же растягиваться в несколько раз по сравнению с исходной длиной, сохраняя при этом высокую прочность на разрыв, и возвращаться в первоначальное состояние после снятия нагрузки. Структурные единицы элластинового волокна образуют каркас в виде мелкопетлистой сети, который заполняется аморфным эластином. Эластические волокна в дерме соединяются и переплетаются между собой, образуя широкопетлистые сети или окончатые мембраны.

Иначе говоря, волокна коллагена и элластина формируют опорный каркас кожи и вместе с межклеточным веществом придают ей упругость, элластичность и прочность. Каркас напоминает трехмерную сеть, к которой прикрепляются все структурные компоненты дермы и клетки. К коллагеновым и элластиновому каркасу прикрепляются гликозаминогликаны (они же мукополисахариды), которые представляют собой длинные углеводные молекулы. Самым известным представителем гликозаминогликанов является гиалуроновая кислота. Помимо нее в коже содержатся еще хондроитинсульфаты, дерматансульфаты и кератансульфаты.

ГИАЛУРОНОВАЯ КИСЛОТА В ДЕРМЕ КОЖИ

Гликозаминогликаны (гиалуроновая кислота) связывают большие количества воды и ионов (Na + , K+, Са 2+), в результате чего межклеточное вещество приобретает желеобразный характер и формируется тургор (наполненность) тканей. Так же они создают своеобразную питательную и защитную оболочку вокруг эластиновых и коллагеновых волокон, как бы обволакивая их. Гликозаминогликаны вместе с протеогликанами играют роль молекулярной губки или сита в межклеточном матриксе, тем самым препятствуя распространению патогенных микроорганизмов.

От состояния межклеточного вещества дермы зависит увлажненность, наполненность, тургор кожи. Если защитная гиалуроновая оболочка исчезает, то коллагеновые волокна получают недостаточно питательных веществ, они разрыхляются и истончаются. Между рыхлыми коллагеновыми волокнами возникает пустота. В результате кожа становится дряблой и тонкой.

Самая главная клетка дермы - фибробласт, которая является своеобразной «фабрикой», производящей основные структурные компоненты дермы: эластин, коллаген, гиалуроновую кислоту и другие гликозаминогликаны, а также факторы роста и прочие биологически активные вещества.

Направление волокон в дерме соответствует длинной оси фибробластов, которые регулируют сборку и трехмерное расположение волокон и их пучков в межклеточном веществе. Подробнее...

ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ О ДЕРМЕ КОЖЕ И КОЛЛАГЕНЕ

• Синтез коллагена стимулируют ионы меди, железа, хрома, кремния, витамина С.
• Аскорбиновая кислота стимулирует синтез коллагена и протеогликанов, а также размножение фибробластов.
• Коллагеновое волокно имеет толщину от 1 до 10 мкм. Для сравнения, диаметр эритроцита составляет 7 мкм, а толщина человеческого волоса — в среднем 40 мкм.
• Коллагеновое волокно толщиной в 1 мм способно выдержать нагрузку до 10 кг.
• Как и любые другие белки, коллаген и эластин функционируют в организме определённое время. Их относят к медленно обменивающимся белкам, так как время их полураспада составляет недели или месяцы. Разрушение коллагеновых волокон осуществляется активными формами кислорода и с помощью специальных ферментов - коллагеназ, которые вырабатывают фибробласты. Эластин же разрушается ферментом эластазой, который вырабатывают лейкоциты. Нарушение процесса обновления коллагена ведёт к фиброзу (уплотнению) органов и тканей (в основном печени и лёгких). А усиление распада коллагена происходит при аутоиммунных заболеваниях (ревматоидном артрите и системной красной волчанке) в результате избыточного синтеза коллагеназы при иммунном ответе.
• Гиалуроновая кислота и другие гликозаминогликаны характеризуются очень быстрым обменом, и их период полураспада составляет от 3 до 10 дней.
• 
  Одна молекула гиалуроновой кислоты может одновременно связывать и удерживать до миллиона молекул воды!
• Получаемый из коллагена желатин (он легко образует студни) используют в пищевой промышленности, при изготовлении фотографических материалов, как среду для культивирования микроорганизмов в микробиологии.
• Молекулы воды, связанные с гиалуроновой кислотой (и другими гликозаминогликанами) обладают высокой плотностью, они не замерзают даже при температуре 0°C, этим объясняется способность кожи удерживать влагу и не замерзать сразу при температуре ниже 0°С.
• С возрастом фибробласты становятся менее активными, перестают делиться, превращаясь в неактивные фиброциты. В результате снижения их активности в дерме снижается количество ее структурных компонентов - коллагена, эластина и гиалуроновой кислоты, и начинают проявляться признаки возрастных изменений.
• По мере старения организма поперечных сшивок в коллагеновых волокнах становится все больше, что затрудняет доступность коллагена для действия коллагеназы, замедляет обмен коллагена и приводит к увеличению плотности и снижению эластичности кожи.
• Один из механизмов старения коллагеновых волокон связан с их взаимодействием с глюкозой, в результате чего происходит гликация белка. Сахар привязывается к коллагеновым волокнам, и возникает дополнительная сшивка. Волокна теряют гидрофильность (увлажненность) и становятся менее прочными, например, у пациентов с сахарным диабетом.
• Синтез коллагена кожи ускоряют половые гормоны. У женщин он зависит от содержания эстрогенов, что подтверждает тот факт, что в менопаузе резко снижается содержание коллагена в дерме.
• Глюкокортикоиды (гормоны надпочечников) тормозят синтез коллагена, что проявляется уменьшением толщины дермы, а также атрофией кожи в местах введения этих гормонов.
• Когда человек засыпает, организм переходит в стадию активной жизнедеятельности - ночью он восстанавливает свои силы. В течение первых 9 часов сна происходит синтез коллагена. Оказывается, что с возрастом, уже после 25 лет, производство собственного белка коллагена в нужном объеме сокращается. Установлено, что после 40 лет оно уменьшается на 1 % в год! Это означает, что к 55 годам организм теряет способность вырабатывать коллаген на 15 %.
• В молодом организме преобладает процесс синтеза коллагена над распадом этого вещества. Однако с возрастом, равновесие между разрушением коллагена и его синтезом постепенно нарушается. Со временем обновление коллагеновых и эластиновых волокон начинает замедляться. В результате происходит видимые изменения кожи, ухудшается состояние волос, ногтей, мышц, появляются боли в суставах, изменяется осанка. Снижается эластичность кровеносных сосудов, что является причиной лишнего веса, формирования целлюлита. Человек испытывает упадок сил, страдает от быстрой утомляемости и постоянного недомогания.
• У женщин до 30-35 лет уровень гиалуроновой кислоты в коже относительно стабилен, а затем начинает снижаться. К 40 годам ее содержание в коже снижается в 2 раза по сравнению с максимальным уровнем, свойственным 20-25-летним. Кожа теряет естественный запас влаги, нарушается ее плотность и тонус. К 60-ти годам кожа содержит в 10 раз меньше гиалуроновой кислоты. Кожа сильно обезвоживается, становится сухой, дряблой, на ней появляются морщины, складки, увеличивается ломкость кровеносных сосудов. При дефиците гиалуроновой кислоты появляются новые и углубляются старые морщины, уменьшается толщина и тургор кожи.

РЕЦЕПТОРЫ, НАХОДЯЩИЕСЯ В ДЕРМЕ КОЖИ

Рецепторы располагаются на разной глубине, так, например, холодовые рецепторы располагаются ближе к поверхности кожи (на глубине 0,17 мм), чем тепловые, расположенные на глубине 0,3 -0,6 мм.

Чувствительные нервные волокна, по которым распространяются импульсы от вышеуказанных рецепторов, являются дендритами (периферическими отростками) чувствительных нервных клеток, расположенных в спинномозговых узлах и чувствительных узлах черепных нервов - вся эта цепочка является кожным анализатором.

Анализатор кожи обладает адаптацией (привыканием). Быстрая адаптация к раздражению приводит к тому, что мы ощущаем не само давление, а только изменения давления. Например, при опускании руки в теплую воду мы испытываем тепло только короткое время, а затем происходит адаптация кожного анализатора к температурным раздражениям, и тепло не ощущается. При смене теплой воды на воду более низкой температуры мы короткое время испытываем холод, а затем температура становится безразличной.

Существует также адаптация при болевых раздражениях. Укол в кожу ощущается только в течение короткого времени, а затем ощущение боли прекращается, хотя игла продолжает оставаться в коже. Чем медленнее и чем сильнее болевое раздражение, тем продолжительнее поток импульсов от рецепторов и тем медленнее адаптация к боли.

• На 1 см 2 кожи, в среднем, приходится 12-13 холодовых точек, 1-2 тепловых, 25 тактильных и 50 - 100 болевых. Всего около 170 чувствительных нервных окончаний. Наибольшая плотность осязательных точек в коже губ и подушечках пальцев, наименьшая - на спине, плечах, бедрах. В коже человека преобладают рецепторы прикосновения.
• Каждый отдельный рецептор воспринимает определенное осязательное ощущение, но при воздействии на кожу различных механических стимулов одновременно реагирует несколько типов рецепторов.
• Время реагирования кожи различно для разных ощущений: 0,9 с для боли; 0,12 с для осязания; 0,16 с для температуры. Особенно развита чувствительность кисти и пальцев; например, кожа пальца способна воспринять вибрацию с амплитудой 0,02 мкм.

Клетки Лангерганса (внутриэпидермальные макрофаги, антигенпредставляющие клетки) - это отростчатые клетки, расположенные в ростковом слое эпидермиса. Они имеют костномозговое происхождение, способны мигрировать из эпидермиса в дерму и регионарные лимфатические узлы, участвуя, таким образом, в формировании иммунных реакций. Признается также их влияние на численность эпителиоцитов в составе эпителиального гистиона. С возрастом количество клеток Лангерганса в эпидермисе уменьшается вплоть до полного их исчезновения.

Клетки Меркеля (осязательные) - округлой или овальной формы, располагаются в базальном слое эпидермиса, участвуют в осуществлении кожной чувствительности. Имеют неироглиальную природу и проникают в эпидермис вместе с врастающими чувствительными нервными волокнами. Встречаются в глубоких слоях эпидермиса человека (в основном в коже пальцев, кончика носа, эрогенных зонах). По размерам превосходят эпителиоциты и пальцевидными выростами посредством десмосом контактируют с ними.

Цитоплазма клеток светлая, с умеренным количеством органелл, в базальной части содержит осмиофильные гранулы. К клетке подходят чувствительные нервные окончания, и формируется комплекс клетки Меркеля с нервной терминалью. Помимо рецепторной функции, клетки Меркеля синтезируют нейропептиды (эндорфины, мет-энкефалин, вазоактивный кишечный полипептид и другие группы интерлейкинов), стимулирующие иммунные процессы в организме. Поэтому данные клетки относят к диффузной нейроэндокринной системе организма.

Покровные свойства кожи формируются эпидермальным диффероном за счет присущих ему механизмов физиологической регенерации. Другие клеточные диффероны с их иммунными, иммуномодулирующими, рецепторными, защитными свойствами, необходимы для функционирования эпителиоцитов и кожи в целом.

Дерма (собственно кожа). Строение дермы.

Эта часть кожи имеет толщину 1 -2 мм (на подошвах и ладонях - 3 мм) и состоит из двух соединительнотканных слоев - сосочкового и сетчатого. Под дермой располагается подкожная жировая клетчатка - гиподерма.

Сосочковый слой образован рыхлой волокнистой соединительной тканью, вдающейся в эпидермис в виде сосочков. От эпидермиса соединительная ткань сосочкового слоя отграничена базальной мембраной. В сосочковом слое содержатся клетки ведущего фибробластического ряда и другие клеточные диффероны (макрофаги, тканевые базофилы, пигментные клетки - меланофоры), присущие рыхлой волокнистой соединительной ткани.

В межклеточном веществе рыхлой соединительной ткани сосочкового слоя беспорядочно располагаются тонкие коллагеновые, ретикулярные и эластические волокна. В сосочковом слое много кровеносных сосудов, обеспечивающих трофику эпидермиса. Есть тут и пучки гладких мышечных клеток, сокращение которых обусловливает явления так называемой "гусиной кожи". При образовании "гусиной кожи" уменьшается приток крови к коже и понижается отдача тепла. Сосочковый слой дермы определяет рисунок гребешков и бороздок на поверхности кожи.

Сетчатый слой дермы образован плотной волокнистой неоформленной соединительной тканью. Многочисленные пучки коллагеновых волокон формируют переплетения наподобие сети, строение которой зависит от функциональной нагрузки на кожу. Сетчатый слой сильно развит в участках кожи, испытывающих постоянное давление, и менее развит в тех участках, где кожа подвергается значительному растяжению.

Сетчатый слой обусловливает прочность всей кожи. Клеточный состав сетчатого слоя менее разнообразен, чем сосочкового слоя. Здесь в основном встречаются клетки фибробластического дифферона (фибробласты, фиброциты). В сетчатом слое находятся концевые (секреторные) отделы потовых и сальных желез, а также корни волос. Пучки коллагеновых волокон из сетчатого слоя продолжаются в подкожную жировую клетчатку.

Толщина последней варьирует в различных участках тела и у разных людей, достигая иногда 3-10 см и более. Функции подкожной жировой клетчатки - депо жировой ткани, амортизация кожи при механических повреждениях, участие в терморегуляции.

Кровоснабжение кожи обеспечивается развитием нескольких сосудистых сплетений, залегающих на разных уровнях. Различают глубокую (на границе подкожной жировой клетчатки и сетчатого слоя) и поверхностную (подсосочковую) артериальные сети. От подсосочковой сети отходят капилляры, снабжающие кровью сосочковый слой дермы. Капиллярные сети окружают корни волос, потовые и сальные железы. Из капилляров кровь поступает в венозные поверхностные и глубокие подсосочковые сплетения и далее - в глубокое дермальное венозное сплетение. Лимфатические сосуды образуют также два сплетения.

Иннервация кожи осуществляется разветвлениями цереброспинальных и вегетативных нервов, образующих субэпидермальное и дермальное нервные сплетения. В коже находится огромное число чувствительных нервных окончаний. Свободные нервные окончания являются терморецепторами и ноцицепторами (болевыми рецепторами). В дерме располагается большая группа инкапсулированных нервных окончаний (пластинчатые тельца, концевые колбы, осязательные тельца и др.), выполняющие функцию механорецепции.

Навигация по статье

Кожа - это один из органов человека, выполняющих защитную роль и ряд биологических функций. Кожей покрыто все тело человека, и в зависимости от роста и веса, ее площадь составляет от 1,5 до 2 м 2 , а вес от 4 до 6 % от массы человека (без учета гиподермы).

В статье рассматривается строение кожи человека, ее структура и функции каждого слоя, как образовываются и обновляются клетки кожи и как отмирают.

Функции кожи

Основное назначение кожи - это конечно защита от внешнего воздействия окружающей среды. Но наша кожа многофункциональна и сложна и принимает участие еще в ряде биологических процессов, протекающих в организме.

Основные функции кожи:

• механическая защита - кожа предотвращает мягкие ткани от механического воздействия, излучений, микробов и бактерий, попадания инородных тел внутрь тканей.
• ультрафиолетовая защита - под воздействием солнечного излечения в коже образуется меланин, как защитная реакция на внешнее неблагоприятное (при длительном нахождении на солнце) воздействие. Меланин вызывает временное окрашивание кожи в более темный цвет. Временное увеличение количества меланина в коже, увеличивает ее способность задерживать ультрафиолет (задерживает более 90% излучения) и помогает нейтрализовать образовавшиеся в коже при воздействии солнца свободные радикалы (выполняет роль антиоксиданта).

• терморегуляция - участвует в процессе поддержания постоянной температуры всего организма, за счет работы потовых желез и термоизолирующих свойств слоя гиподермы , состоящего в основном из жировой ткани.
• тактильные ощущения - за счет близко расположенных к поверхности кожи нервных окончаний и различного рода рецепторов, человек ощущает воздействие внешней окружающей среды в виде тактильных ощущений (прикосновение), а также воспринимает изменения температуры.
• поддержание водного баланса - через кожу, организм при необходимости за сутки может выделить до 3 литров жидкости через потовые железы.
• обменные процессы - через кожу, организм частично выводит побочные продукты своей жизнедеятельности (мочевина, ацетон, желчные пигменты, соли, токсические вещества, аммиак и т.д.). Так же организм способен усваивать из окружающей среды некоторые биологические элементы (микроэлементы, витамины и т.д.), в том числе и кислород (2% всего газообмена организма).
• синтез витамина D - под воздействие ультрафиолетового излучения (солнца), во внутренних слоях кожи синтезируется витамин D, который в последствии усваивается организмом для своих нужд.

Строение кожи

Кожа состоит из трех основных слоев:

• эпидермис (epidermis)
• дерма (corium)
• гиподерма (subcutis) или подкожная жировая клетчатка

В свою очередь, каждый слой кожи состоит из своих отдельных структур и клеток. Рассмотрим строение каждого слоя более подробно.

Эпидермис

Эпидермис - это верхний слой кожи, образованный в основном на основе белка кератина и состоящий из пяти слоев:

• роговой - самый верхний слой, состоит из нескольких слоев ороговевших клеток эпителия, называемых корнеоцитами (роговыми пластинками), которые содержат нерастворимый белок кератин
• блестящий - состоит из 3-4 рядов клеток, вытянутых по форме, с контуром неправильной геометрической формы, содержащих элеидин, из которого в дальнейшем образуется кератин
• зернистый - состоит из 2-3 рядов клеток цилиндрической или кубической формы, а ближе к поверхности кожи - ромбовидной
• шиповатый - состоит из 3-6 рядов шиповатых кератиноцитов , полигональной формы
• базальный - самый нижний слой эпидермиса, состоит из 1 ряда клеток, называемых базальными кератиноцитами и имеющих цилиндрическую форму.

Эпидермис не содержит кровеносных сосудов, поэтому поступление питательных веществ от внутренних слоев кожи к эпидермису происходит за счет диффузии (проникновения одного вещества в другое) тканевой (межклеточной) жидкости из слоя дермы в слои эпидермиса .

Межклеточная жидкость - это смесь лимфы и плазмы крови. Она заполняет пространство между клетками. В межклеточное пространство тканевая жидкость попадает из конечных петелек кровеносных капилляров. Между тканевой жидкостью и кровеносной системой происходит постоянный обмен веществ. Кровь доставляет в межклеточное пространство питательные вещества и удаляет посредством лимфатической системы продукты жизнедеятельности клеток.

Толщина эпидермиса приблизительно равна 0,07 – 0,12 мм, что равно толщине простого бумажного листа.

На некоторых участках тела, толщина эпидермиса немного толще и может составлять до 2 мм. Наиболее развит роговой слой на ладонях и подошвах, гораздо тоньше - на животе, сгибательных поверхностях рук и ног, боках, коже век и гениталиях.

Кислотность кожи pH составляет 3,8-5,6.

Как происходит рост клеток кожи человека

В базальном слое эпидермиса происходит деление клеток, их рост и последующее движение к наружному роговому слою. По мере взросления клетки и приближения к роговому слою, в ней накапливается белок кератин. Клетки теряют свое ядро и основные органеллы, превращаясь в "мешочек", наполненный кератином. В итоге клетки погибают, и образовывают 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.

Проницаемость кожи

Чешуйки из которых состоит самый верхний слой эпидермиса называются - корнеоциты. Чешуйки рогового слоя (корнеоциты) соединены между собой липидами, состоящими из керамидов и фосфолипидов. За счет липидного слоя, роговой слой практически не проницаем для водных растворов, но растворы на основе жирорастворимых веществ, способны проникать сквозь него.

Цвет кожи

Внутри базального слоя находятся клетки меланоциты , которые выделяют меланин - вещество от которого зависит цвет кожи. Меланин образуется из тирозина в присутствии ионов меди и витамина С , под контролем гормонов, выделяемых гипофизом. Чем больше меланина содержится в одной клетке, тем темнее цвет кожи человека. Чем выше содержание меланина в клетке, тем лучше кожа защищает от воздействия ультрафиолетового излучения.

При интенсивном воздействии на кожу ультрафиолетового излучения, в коже резко увеличивается выработка меланина, который и обеспечивает коже загар.

Воздействие косметических средств на кожу

Все косметические средства и процедуры , предназначенные для ухода за кожей, воздействуют в основном только на верхний слой кожи - эпидермис .

Дерма

Дерма - это внутренний слой кожи, толщиной от 0,5 до 5 мм в зависимости от части тела. Дерма состоит из живых клеток , снабжена кровеносными и лимфатическими сосудами, содержит волосяные фолликулы, потовые железы, различные рецепторы и нервные окончания. Основу клеток в дерме составляет фибропласт , который синтезирует внеклеточный матрикс, в том числе коллаген , гиалуроновую кислоту и эластин .

Дерма состоит из двух слоев:

• сетчатый (pars reticularis)- распространяется от основания сосочкового слоя до подкожной жировой клетчатки. Его структура образована главным образом из пучков толстых коллагеновых волокон , расположенных параллельно поверхности кожи. Сетчатый слой содержит лимфатические и кровеносные сосуды, фолликулы волос, нервные окончания, железы, эластические, коллагеновые и другие волокна . Этот слой обеспечивает кожи упругость и эластичность.
• сосочкового (pars papillaris) , состоящего из аморфного бесструктурного вещества и тонких соединительнотканных (коллагеновых, эластических и ретикулярных) волокон, образующих сосочки, залегающие между эпителиальными гребнями шиповатых клеток.

Гиподерма (подкожная жировая клетчатка)

Гиподерма - это слой состоящий преимущественно из жировой ткани, который выполняет роль теплоизолятора, предохраняя организм от перепадов температуры.

В гиподерме аккумулируются питательные вещества, необходимые для клеток кожи, включая жирорастворимые витамины (А, Е, F, К).

Толщина гиподермы варьирует от 2 мм (на черепе) до 10 см и более (на ягодицах).

При воспалительных процессах в гиподерме, возникающих в процессе некоторых заболеваний, возникает целлюлит.

Видео: Строение кожи

• Площадь всего кожного покрова взрослого человека 1,5 - 2 м 2
• В одном квадратном сантиметре кожи, содержится:

• более 6 миллионов клеток
• до 250 желез, из которых 200 потовых и 50 сальных
• 500 различных рецепторов
• 2 метра кровеносных капилляров
• до 20 волосяных луковиц

• При активной нагрузке или высокой внешней температуре, кожа через потовые железы может выделить более 3 литров пота за сутки
• Благодаря постоянному обновлению клеток, в день мы теряем около 10 миллиардов клеток, это непрерывный процесс. В течение жизни мы сбрасываем около 18 килограмм кожи с ороговевшими клетками.

Клетки кожи и их функция

Кожа состоит из большого числа различных клеток. Для понимания процессов, происходящих в коже, хорошо иметь общие представление о самих клетках. Рассмотрим за что отвечают различные структуры (органеллы) в клетке:

• ядро клетки - содержит наследственную информацию в виде молекул ДНК. В ядре происходит репликация - удвоение (размножение) молекул ДНК и синтез молекул РНК на молекуле ДНК.
• оболочка ядра - обеспечивает обмен веществ между цитоплазмой и ядром клетки
• ядрышко клетки - в нем происходит синтез рибосомных РНК и рибосом

• цитоплазма - полужидкое вещество, заполняющее внутреннее пространство клетки. В цитоплазме протекают процессы клеточного метаболизма
• рибосомы - необходимы для синтеза белков из аминокислот по заданной матрице на основе генетической информации, заложенной в РНК (рибонуклеиновая кислота)
• везикула - небольшие образования (контейнеры) внутри клетки, в которых запасаются или транспортируются питательные вещества
• аппарат (комплекс) Гольджи - это сложная структура, которая участвует в синтезе, модификации, накоплении, сортировки различных веществ внутри клетки. Также выполняет функции транспортировки синтезированных в клетке веществ, сквозь мембрану клетки, за ее пределы.
• митохондрия - энергетическая станция клетки, в которой происходит окисление органических соединений и высвобождение энергии при их распаде. Генерирует электрическую энергию в организме человека. Важный компонент клетки, изменение активности которого с течением времени приводит к старению организма.
• лизосомы - необходимы для переваривания питательных веществ внутри клетки
• межклеточная жидкость , заполняющая пространство между клетками и содержащая питательные вещества

Собственно кожа (corium), 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

Сосочковый слой дермы (stratum papillare) располагается непосредственно под эпидермисом, состоит из рыхлой волокнистой соединительной ткани , выполняющей трофическую функцию для эпидермиса, не имеющего кровеносных сосудов. Свое название этот слой получил от многочисленных сосочков, вдающихся в эпидермис. Их величина и количество в коже различных частей тела неодинаковы. Наибольшее количество сосочков высотой до 0,2 мм находится в коже ладоней и подошв. В коже лица сосочки развиты слабо, а с возрастом могут совсем исчезнуть. Сосочковый слой дермы определяет рисунок на поверхности кожи, имеющий строго индивидуальный характер. Этот факт применяется в криминалистике – при распознавании отпечатков пальцев (дерматоглифика).

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 . Здесь также встречаются гладкие мышечные клетки , местами собранные в небольшие пучки и связанные с корнем волоса. Это мышца, поднимающая волосы. Однако имеются мышечные пучки, не связанные с ними. Больше всего их в коже головы, щек, лба и тыльной поверхности конечностей. Сокращение мышечных клеток обусловливает появление так называемой гусиной кожи. При этом сжимаются мелкие кровеносные сосуды и уменьшается приток крови к коже, вследствие чего понижается теплоотдача организма.

Сетчатый слой

Сетчатый слой дермы (stratum reticulare) обеспечивает прочность кожи. Он образован плотной неоформленной соединительной тканью с мощными пучками коллагеновых волокон и сетью эластических волокон. Пучки коллагеновых волокон проходят в основном в двух направлениях: одни из них лежат параллельно поверхности кожи, другие - косо. Вместе они образуют сеть, строение которой определяется функциональной нагрузкой на кожу. В участках кожи, испытывающих сильное давление (кожа стопы, подушечек пальцев, локтей и др.), хорошо развита широкопетлистая, грубая сеть коллагеновых волокон. Наоборот, в тех участках, где кожа подвергается значительному растяжению (область суставов, тыльная сторона стопы, лицо и т.д.), в сетчатом слое обнаруживается более нежная коллагеновая сеть. Эластические волокна в основном повторяют ход коллагеновых пучков. Их значительно больше в участках кожи, часто испытывающих растяжение (в коже лица, суставов и т.д.). Клеточные элементы сетчатого слоя представлены главным образом фибробластами .

В дерме вокруг сосудов микроциркуляторного русла - лимфатических капилляров и посткапиллярных венул присутствуют периваскулярные лимфатические узелки, схожие с узелками селезенки.

Периваскулярные лимфатические узелки имеют центральную и мантийную зоны, в которых происходят пролиферация и дифференцировка лимфоцитов . Полагают, что благодаря этим узелкам в коже может быстро развиваться иммунная защитная реакция при поступлении в нее антигенов.

Постоянное присутствие в эпидермисе и дерме иммунокомпетентных клеток, а также лимфоидных узелков свидетельствует о том, что кожа является не только местом реализации иммунологических процессов, но и активно участвует в них, выполняя роль одного из органов иммуногенеза .

В большинстве участков кожи человека в ее сетчатом слое располагаются кожные железы - потовые и сальные, а также корни волос.

В дерме некоторых участков кожи имеется пигмент, который располагается в цитоплазме дермальных меланоцитов - клеток отростчатой формы. В отличие от меланоцитов эпидермиса они не дают положительной ДОФА-реакции, т.е. они содержат, но не синтезируют пигмент. Каким путем попадает пигмент в эти клетки, точно неизвестно, но предполагают, что он поступает из эпидермиса.

Дермальные меланоциты встречаются лишь в определенных местах кожи - в области анального отверстия и в околососковых кружках.

Пучки коллагеновых волокон из сетчатого слоя дермы продолжаются в слое подкожной клетчатки.

С возрастом в коже меняется соотношение коллагеновых и эластических волокон – образование эластических волокон существенно снижается, что приводит к снижению эластичности кожи.