Первичные покровные ткани. Эпидермис

С одержание

1.Эпидермис

Эпидермис — это верхний, постоянно обновляющийся слой кожи, состоит из 5 слоев клеток, отличающихся, количеством и формой, а так же функциональной характеристикой. С дермой его связывает особая структура — базальная мембрана, на которой располагается однорядный базальный (зародышевый) слой призматических цилиндрических клеток, которые непрестанно делятся, обеспечивая обновление кожи. Базальная мембрана образуется за счет корнеподобных отростков нижней поверхности этих клеток. Это   очень важное образование. Она служит фильтром, который не пропускает крупные заряженные молекулы, а также выполняет роль связующей среды между дермой и эпидермисом. 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.                

Через базальную мембрану эпидермис может влиять на клетки дермы, заставляя их усиливать или замедлять синтез различных веществ. Эта идея используется при разработке некоторых косметических средств, в которые вводятся особые молекулы — биорегуляторы , запускающие процесс дермо-эпидермального взаимодействия.

Три слоя, расположенные выше базального, отличаются гистологически и представляют собой различную степень дифференцировки кератиноцитов в роговые клетки при движении кнаружи. Непосредственно над базальным слоем находится шиповатый слой ( stratum spinosum ). Это название связано с тем, что большое количество десмосом и кератиновых филаментов создает впечатление шипов. Над шиповатым слоем располагается зернистый . В этом слое формируются кератогиалиновые гранулы, связывающие тонофиламенты в крупные электронноплотные массы в цитоплазме, что создает вид зернистости.                               Над шиповатым слоем располагается слой гранулярных клеток ( stratum granulosum ). В этом слое образуются кератогиалиновые гранулы, которые присоединяются к филаментам кератина ( тонофиламентам ). Следствием этого является появление больших электронноплотных масс в цитоплазме, которые придают данному слою гранулярный вид.

Среди зародышевых клеток располагаются крупные отросчатые клетки — меланоциты , осязательные клетки (клетки Меркеля ) и белые отростчатые эпидермоциты -   клетки Лангерганса . 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 . Клетки Лангерганса происходят из семейства макрофагов. Подобно макрофагам дермы они исполняют роль стражей порядка, то есть защищают кожу от внешнего вторжения и управляют                          деятельностью других клеток с помощью регуляторных   молекул. Отростки клеток Лангерганса пронизывают все     слои эпидермиса, достигая уровня рогового слоя. К летка Лангерганса , которая имеет костномозговое происхождение, обладаетантигенпрезентирующей функцией и осуществляет иммунный надзор. Эти дендрические клетки располагаются преимущественно в шиповатом слое. Они впервые были описаны студентом-медиком Паулем Лангергансом в 1868 г . Считается, что клетки Лангерганса могут уходить в дерму, проникать в лимфатические узлы и превращаться в                          макрофаги. Это привлекает к ним большое внимание ученых, как к связующему звену                          размножения клеток базального слоя, поддерживая его на оптимально низком уровне. При стрессовых воздействиях,   когда на поверхность кожи действуют химические или                    физические травмирующие факторы, клетки Лангерганса дают   базальным клеткам эпидермиса сигнал к усиленному    делению.

Основными клетками эпидермиса являются кератиноциты , которые повторяют в миниатюре путь каждого живущего на земле организма. Они рождаются, проходят определенный путь развития и в конце концов умирают. Смерть кератиноцитов — запрограммированный процесс, который является логическим завершением их жизненного пути. Оторвавшись от базальной мембраны, они вступают на путь неизбежной гибели и, постепенно продвигаясь к поверхности кожи, превращаются в мертвую клетку — корнеоцит (роговая клетка). Этот процесс так хорошо организован, что мы можем разделить эпидермис на слои — в каждом слое находятся клетки на определенной стадии дифференцировки. На базальной мембране сидят зародышевые клетки. Их отличительной особенностью является способность к бесконечному (или почти бесконечному) делению. Считается, что популяция активно делящихся клеток расположена в тех участках базальной мембраны, где эпидермис углублен в дерму. К старости эти углубления сглаживаются, что считается признаком истощения зародышевой популяции клеток кожи.

Клетки базального слоя кожи делятся, порождая потомков, похожих на материнские клетки как две капли воды. Но рано или поздно некоторые из дочерних клеток отрываются от базальной мембраны и вступают на путь взросления, ведущий к гибели. Отрыв от базальной мембраны служит пусковым сигналом для синтеза белка кератина, который по мере продвижения клетки вверх заполняет всю цитоплазму и постепенно вытесняет клеточные органеллы. В конце концов кератиноцит теряет ядро и превращается в корнеоцит — плоскую чешуйку, набитую кератиновыми гранулами, придающими ей жесткость и прочность. Это происходит в самом верхнем слое кожи, который называют роговым. Роговой слой, состоящий из мертвых клеток, является основой эпидермального барьера нашей кожи.

В роговом слое ( stratum corneum ) кератиноциты не содержат ядро и органеллы. Кератиновые филаменты и кератогиалиновые гранулы образуют аморфные массы в кератиноцитах , последние становятся уплощенными и удлиненными, превращаясь в корнеоциты . Они удерживаются друг с другом за счет остатков десмосом и "цементирующей субстанции", образующейся в межклеточных пространствах из органелл, называющихся тельцами Орланда .

Дерма делится на 2 значительно отличающиеся 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.

Дерма состоит из коллагена (70-80 %), эластина (1-3 %) и протеогликанов . Коллаген придает упругость дерме, эластин — эластичность, протеогликаны удерживают воду. В основном, в дерме имеются коллагены I и III типа, 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 .

2. 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, ибо иннервация кожи в основном локализована в дерме.

Вся дерма   пронизана тончайшими кровеносными и лимфатическими сосудами. Кровь, протекающая по сосудам, просвечивает сквозь эпидермис и придает коже розовый оттенок. 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).

3. Сосуды кожи

Из кровеносных сосудов в дерму поступает влага и питательные вещества. Влага захватывается гигроскопичными (связывающими и удерживающими влагу) молекулами — белками и гликозаминогликанами , которые при этом переходят в гелевую форму. Часть влаги поднимается выше, проникает в эпидермис и потом испаряется с поверхности кожи.

Кровеносных сосудов в эпидермисе нет, поэтому влага и питательные вещества медленно просачиваются в эпидермис из дермы. При уменьшении интенсивности кровотока в сосудах дермы в первую очередь страдает эпидермис.

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.

Защитная функция кожи

Механическая защита организма кожей от внешних факторов обеспечивается плотным роговым слоем эпидермиса, эластичностью кожи, ее упругостью и амортизационными свойствами подкожной клетчатки. Благодаря этим качествам кожа способна оказывать сопротивление механическим воздействиям – давлению, ушибу, растяжению и т.д.

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

Кожа защищает организм от проникновения в него химических веществ, в т.ч. и агрессивных.

Защита от микроорганизмов обеспечивается бактерицидным свойством кожи (способность убивать микроорганизмы) . На поверхности здоровой кожи человека обычно бывает от 115 тысяч до 32 миллионов микроорганизмов (бактерий) на 1 кв. см. Здоровая кожа непроницаемая для микроорганизмов. С отслаивающимися роговыми чешуйками эпидермиса, салом и потом с поверхности кожи удаляются микроорганизмы и различные химические вещества, попадающие на кожу из окружающей среды. Кроме того, кожное сало, пот создают на коже кислую среду, неблагоприятную для размножения микробов.

Кислая среда на поверхности кожи также способствует быстрой гибели многих микроорганизмов. Бактерицидные свойства кожи снижаются под воздействием неблагоприятных факторов окружающей среды – при загрязнении кожи, переохлаждении; защитные свойства кожи снижаются при некоторых заболеваниях. Если микробы проникают в кожу, то в ответ на это возникает защитная воспалительная реакция кожи. Кожа принимает участие в процессах иммунитета.

Кожа обладает малой электропроводностью, т.к. роговой слой эпидермиса плохо проводит электрический ток. На электропроводность кожи влияют разные факторы. Так, влажные участки кожи проводят электроток лучше, чем сухие; у спящего человека электрическое сопротивление кожи в 3 раза выше, чем у бодрствующего человека; в состоянии нервного возбуждения человека, его кожа менее электроустойчива .

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

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

Абсорбционная (всасывательная) функция кожи

Всасывание воды и растворенных в ней солей через кожу практически не происходит. Некоторое количество водорастворимых веще ств вс асывается через сально-волосяные мешочки и через выводные протоки потовых желез в период отсутствия потовыделения . Жирорастворимые вещества всасываются через наружный слой кожи – эпидермис. Газообразные вещества (кислород, углекислота и др.) всасываются легко. Также легко всасываются через кожу отдельные вещества, растворяющие жиры (хлороформ, эфир) и некоторые растворяющиеся в них вещества (йод).

Большинство ядовитых газов через кожу не проникает, кроме кожно-нарывных отравляющих веществ – иприта, люизита, и др. Лекарства всасываются через кожу по-разному. Морфин всасывается легко, а антибиотики в незначительном количестве.

Всасывающая способность кожи усиливается после разрыхления и слущивания рогового слоя эпидермиса компрессами, теплыми ваннами. При смазывании кожи различными жирами всасывающая способность кожи усиливается.

Выделительная функция кожи

Выделительная функция кожи осуществляется посредством работы потовых и сальных желез. Количество выделяемых через потовые и сальные железы веществ зависит от пота, возраста, характера питания и различных факторов окружающей среды. При ряде заболеваний почек, печени, легких выделение веществ, которые обычно удаляются почками (ацетон, желчные пигменты и др.), увеличивается.

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

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

Терморегулирующая функция кожи

В процессе жизнедеятельности организма вырабатывается тепловая энергия. При этом организм поддерживает постоянную температуру тела, необходимую для нормального функционирования внутренних органов, независимо от колебаний внешней температуры. Процесс поддержания постоянной температуры тела называется терморегуляцией. На 80% теплоотдача осуществляется через кожу путем испускания лучистой тепловой энергии, теплопроведения и испарения пота.

Слой подкожной жировой клетчатки, жировая смазка кожи являются плохим проводником тепла, поэтому препятствуют избыточному поступлению тепла или холода извне, а также излишней потере тепла.

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

Терморегуляция кожи – сложный физиологический акт. В нем принимают участие нервная система, гормоны эндокринных желез организма.

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

Функции кожи в обменных процессах организма

В коже человека происходит обмен углеводов, белков, жиров и витаминов, солей, водный обмен. Это сложные процессы, в результате которых организм получает необходимые ему питательные вещества. По интенсивности водного, солевого и углекислого обмена кожа незначительно уступает печени и мышцам. Кожа интенсивнее накапливает и отдает большее количество воды по сравнению с другими органами. Например, она выделяет воды вдвое больше, чем легкие. Подкожная клетчатка является мощным складом питательных веществ, которые организм расходует в периоды недостаточного поступления питательных веществ с пищей.

Функциональные особенности кровеносных сосудов кожи

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

На состояние кровеносных сосудов влияют многочисленные нервные сосудосуживающие и сосудорасширяющие нервные окончания, а также гормоны эндокринных желез и химические вещества, вырабатываемые тканями организма. Такими веществами являются гистамин, ацетилхолин.

Кожные кровеносные сосуды быстро реагируют на болевые, механические, химические, термические и др. раздражения суживанием или расширением просвета с последующим изменением кровотока. Интенсивность реакций сосудов на раздражители зависит от возраста человека, особенности его нервной системы и многих других факторов.

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

Список литературы

Ю.К. Скрипкин -К ожные и венерические болезни-Москва,2001

www . oko . ru - Физиология кожи и ее придатков

http :// club -03. narod . ru / sek _ derm / context . htm - Справочник дерматолога