Особенности строения и основные функции эпидермиса

Оглавление

Время чтения: 
6 минут

625

Определение

Эпидермис — это наружный покров тела всех млекопитающих, включая человека. Он имеет многослойную структуру и выполняет несколько важных для жизнеобеспечения функций.

Рис. 1. Эпидермис

Эпидермис и его место структуре тканей

Кожа человека состоит из трех слоев: эпидермиса, дермы и подкожного жира. Эпидермис — самый верхний слой эпителия, защищающий внутренние органы и ткани от потенциально опасных факторов внешней среды:

• механических повреждений;
• бактериологической инфекции;
• агрессивного УФ-излучения.

Рис. 2. Функции кожи

Помимо этого, эпидермис выполняет функции выведения некоторых «отработанных», вредных для организма веществ и, наоборот, поглощения полезных. Более подробно функции слоев эпидермиса будут рассмотрены в следующих главах.

Слои и функции клеток эпидермиса кожи

Главной особенностью эпидермального покрова является его способность к быстрой регенерации. Этим термином называют процесс образования новых клеток, которые занимают место старых и поврежденных. Благодаря способности регенерировать организм заживляет повреждения кожи, внутренних органов, костей, сухожилий и других систем.

Эпидермальные клетки обновляются непрерывно на протяжении всей жизни человека. Способностью быстро и непрерывно регенерировать эпидермис отличается от всех остальных тканей организма. Она обусловлена рядом специфических процессов деления, а также миграции некоторых видов клеток (кератиноцитов) из толщи дермы.

Процесс удаления мертвых клеток происходит в самом верхнем слое кожи. Его часто описывают как отслоение, отшелушивание мертвых чешуек эпителия. Благодаря этой функции эпидермиса человека организм избавляется от химических и бактериологических патогенов, присутствующих на поверхности тела.

В определении понятия эпидермиса обозначено, что этот внешний покров тела имеет многослойную структуру.

Основные слои и функции клеток эпидермиса таковы:

1. Базальный (ростковый) слой. Расположен ниже всего и прилегает к дерме. Состоит из кератиноцитов (стволовых), меланоцитов (пигментных) и чувствительных тактильных клеток. Кератиноциты — основные клетки, формирующие структуру эпителия. Между собой они связываются с помощью десмосом.
2. Шиповатый слой. Самая толстая прослойка, состоящая из 10 и более рядов клеток. Помимо кератиноцитов, в нем присутствуют дендритные клетки Лангерганса. Они участвуют в развитии иммунной реакции. Шиповатый слой эпидермиса кожи выполняет функцию естественного защитного барьера.
3. Зернистый слой. Состоит из 1–2 рядов клеток, которые вытянуты параллельно коже и максимально однородны. Среди них присутствует совсем немного органелл специального или общего значения.
4. Блестящий (цикловидный) слой. По внешнему виду напоминает блестящую полоску. Состоит всего из одного-двух рядов плоских клеток, лишенных ядер и четко очерченных границ. Лучше всего развит на ладонях, подошвах.
5. Роговой слой. В отличие от всех предыдущих структур, содержит мертвые клетки эпидермиса, которые выполняют только защитную функцию. Мертвые клетки склеиваются в роговые чешуйки липидами (жирами). Чешуйки регулярно отделяются от эпителия и удаляются с поверхности тела. Толщина рогового слоя зависит от механической нагрузки, которая на него возлагается. На пятки, например, давит вес всего тела, поэтому и роговой слой на них очень толстый.

Рисунок 3. Структура эпидермиса

Какие функции выполняет эпидермис человека

Строение эпидермиса обуславливает его функции, среди которых:

• Барьерно-защитная. Заключается в создании естественного барьера тела. Он защищает от проникновения внутрь организма опасных микроорганизмов, а также уменьшает вред от нежелательного механического/химического воздействия. Барьерно-защитная функция эпидермиса заключается также в создании неспецифического местного иммунитета, который предотвращает нарушение гомеостаза кожи.
• Диффузия химических веществ. Это процесс представляет собой неравномерное перемещение молекул химических веществ внутрь кожи и обратно. Диффузия осуществляется через сухие кератиновые чешуйки. Живые клетки в расположенных ниже слоях поглощают полезные соединения и нейтрализуют вредные. Бактерицидная функция эпидермиса кожи осуществляется благодаря низким показателям pH ее верхних слоев.
• Формирование кислотной мантии. На поверхности тела постоянно образуется невидимая оболочка (мантия) из липидов, пота, отшелушенных мертвых клеток. Она помогает нормально функционировать всем остальным слоям эпителия.
• Естественное увлажнение. Кислотная мантия задерживает молекулы воды, препятствуя пересыханию кожного покрова. Без этой функции эпидермиса кожа теряет свои защитные свойства, соответственно, страдает иммунитет всего организма.
• Микробный антагонизм. Бактерицидная функция эпидермиса базируется на балансе микрофлоры на поверхности тела. Огромную роль в нем играет эпидермальный стафилококк. Этот полезный сапрофит выделяет токсины, уничтожающие потенциально опасные для человека болезнетворные бактерии. Эпидермальный стафилококк также вырабатывает особые кислоты, которые являются важной составляющей кислотной мантии.
• Физиологическое шелушение. Отшелушивание роговых чешуек происходит непрерывно. Кожа постоянно очищается от мертвых клеток, к которым приклеиваются болезнетворные бактерии и вирусы.

Нет времени решать самому?

Наши эксперты помогут!

Контрольная

| от 300 ₽ |

Реферат

| от 500 ₽ |

Курсовая

| от 1 000 ₽ |

Особое значение влагосберегающей функции эпидермиса

Способность накапливать молекулы воды и препятствовать их испарению с поверхности кожи является важнейшей функцией рогового слоя. Решающую роль в этих процессах играют полярные липиды церамиды. Они склеиваются друг с другом в роговом слое, образуя похожие на мембрану защитные пласты.

За качество липидной склейки, обеспечивающей непроницаемость рогового слоя и сохранение должного уровня увлажненности, отвечает линолевая кислота. При ее недостатке возникают следующие проблемы:

• снижается тургор кожи, возникает дряблость и морщины;
• покровы тела пересыхают, повреждаются;
• не формируются липидные спайки, поэтому истончается защитная мантия тела, снижается иммунитет;
• возникает дисбаланс в метаболизме клеток и общем гомеостазе организма.

Важно

Основная функция эпидермиса — это защита от бактерий, вирусов, УФ-излучения, механических повреждений. Внешний слой кожи также способствует сохранению ее монолитности и препятствует трансэпидермальному испарению молекул воды.

При нарушении целостности эпидермиса снижается защита кожи и повышается ее проницаемость для различных патогенов. Результатом этого становится развитие воспалительных процессов, гнойных образований, гиперпигментации.

Внешне лишенная защиты кожа выглядит раздраженной, покрасневшей, шелушащейся. Человек при этом ощущает стянутость, зуд, иногда даже боль. Вырисовывается классическая картина дерматита.

Таким образом, строение и функции эпидермиса кожи указывают на то, что он является важной системой организма, регулирующей его гомеостаз и иммунную защиту.

Оценить статью (48 оценок):

Поделиться

БАРЬЕРНЫЕ ФУНКЦИИ ЭПИДЕРМИСА: ЕЩЕ ОДИН ВАЖНЫЙ ИГРОК

05.03.2020

Согласно исследованиям, человек теряет около 200-500 миллионов клеток кожи каждый день. Однако целостность кожи при этом не нарушается, она прекрасно выполняет свои барьерные функции, благодаря активному обновлению. Но как удается поддерживать надежный барьер при такой скорости обновления?

Как известно, основную роль в поддержании барьерных функций кожи играет роговой слой, однако не только он. В коже млекопитающих эпидермис имеет два набора физических барьеров: роговой слой и плотные контакты между клетками — специфический вид сочленения клеточных мембран, не похожий на десмосомы и полудесмосомы, которыми связаны все клетки эпидермиса. Плотные контакты образуются путем точечного соединения мембран соседних клеток через трансмембранные белки клаудин-1 и окклудин, и имеют вид пояска шириной 0,1-0,5 мкм, окружающего клетку по периметру (обычно у ее апикального полюса). В итоге формируется особого вида решетка или сеть, которая «герметизирует» межклеточное пространство между кератиноцитами зернистого слоя — селективно блокирует перемещение макромолекул и жидкостей между клетками, поддерживая таким образом барьерную функцию эпидермиса и регулируя транспорт веществ через него вместе с роговым слоем.

Недавние исследования показали, что такие контакты помогают формировать надежный барьер уже на уровне зернистого слоя эпидермиса. Причем обнаруживаются они только в середине зернистого слоя, разделяя внеклеточную водную среду эпидермиса на две части. Однако клетки постоянно обновляются и перемещаются в более поверхностные слои эпидермиса, но барьерные функции кожи все равно сохраняются. Как им удается их поддерживать даже в то время, когда новые клетки приходят на смену старым, продемонстрировали японские ученые.

Для изучения данных клеток в живом организме команда ученых из университета Кейо использовала технологию конфокальной микроскопии. Они выяснили, что клетки зернистого слоя имеют особую сложную геометрию, являющеюся основой барьера, который они образуют. Эти клетки имеют форму, напоминающую предсказанный еще в 1887 г. тетракаидекаэдр — 14-гранник с шестью прямоугольными и восемью шестиугольными гранями. Данную форму описал еще лорд Кельвин — как лучшую форму для заполнения пространства. А на гранях этих уплощенных тетракаидекаэдров находятся плотные контакты, связывающие клетки в одну пространственную структуру. Роговые чешуйки сохраняют форму 14-гранника, однако сильно уплощенного.

В ходе дальнейших экспериментов было показано, что плотные соединения перемещаются из клетки в клетку в особом порядке, обеспечивающем поддержание постоянной целостности барьера по всему зернистому слою, даже когда происходит обновление клеток. Новая клетка занимает место непосредственно под клеткой, которую она должна заменить, а старая «уходит» только после формирования плотных контактов между новой клеткой и окружающими ее соседями.

В настоящее время авторы активно изучают это явление и пытаются ответить на вопросы, каким образом клетки зернистого слоя принимают форму уплощенного тетракаидекаэдра и почему плотные контакты образуются только между ними.

Источники:

Yokouchi M., Kubo A. Maintenance of tight junction barrier integrity in cell turnover and skin diseases. Exp Dermatol 2018; 27(8): 876-883.

Yokouchi M., Atsugi T., Logtestijn M.V. et al. Epidermal cell turnover across tight junctions based on Kelvin’s tetrakaidecahedron cell shape. Elife. 2016 Nov 29;5. pii: e19593.

Milstone LM. Epidermal desquamation. J Dermatol Sci 2004; 36(3): 131-140.

• исследование

• строение кожи

Вернуться к списку публикаций

Эпидермис кожи и барьерная функция

1. Тодо Х. Трансдермальное проникновение лекарств у различных видов животных. Фармацевтика. 2017;9:33. doi: 10.3390/фармацевтика9030033. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

Взаимосвязь между функцией кожного барьера и видами церамидов в роговом слое человека. Дж. Дерматол. науч. 2010;60:47–50. doi: 10.1016/j.jdermsci.2010.07.016. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]

3. Муньос-Гарсия А., Ро Дж., Браун Дж. К., Уильямс Дж. Б. Кожные потери воды и сфинголипиды в роговом слое домашних воробьев, Passer domesticus L., из пустынной и мезогенной среды, как определено с помощью обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостная хроматография в сочетании с масс-спектрометрией с ионизацией фотораспылением при атмосферном давлении. Дж. Эксп. биол. 2008; 211:447–458. [PubMed] [Google Scholar]

4. Сломински А.Т., Змиевски М.А., Скобовят С., Збайтек Б., Сломински Р.М., Стекети Дж.Д. Достижения в области анатомии, эмбриологии и клеточной биологии. Том 212. Спрингер; Берлин/Гейдельберг, Германия: 2012. Восприятие окружающей среды: регуляция локального и глобального гомеостаза нейроэндокринной системой кожи; стр. 1–115. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

5. Lima Cunha D., Oram A., Gruber R., Plank R., Lingenhel A., Gupta M.K., Altmüller J., Nürnberg P., Schmuth M., Zschocke J., et al. Полученные с помощью hiPSC эпидермальные кератиноциты пациентов с ихтиозом демонстрируют измененную экспрессию маркеров ороговения. Междунар. Дж. Мол. науч. 2021;22:1785. doi: 10.3390/ijms22041785. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

6. Хван Дж.-Х., Чон Х., Ли Н., Хур С., Ли Н., Хан Дж.Дж., Джанг Х.В., Чой В.К. , Нам К.Т., Лим К.-М. Живая полнослойная модель свиной кожи Ex Vivo как универсальный метод тестирования in vitro для исследования кожного барьера. Междунар. Дж. Мол. науч. 2021;22:657. дои: 10.3390/ijms22020657. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

7. Bartel D.P. МикроРНК многоклеточных животных. Клетка. 2018; 173:20–51. doi: 10.1016/j.cell.2018.03.006. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

8. Lee A.Y. Роль микроРНК в эпидермальном барьере. Междунар. Дж. Мол. науч. 2020;21:5781. doi: 10.3390/ijms21165781. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

9. Беер Л., Калинина П., Кёхер М., Лаггнер М., Джейтлер М., Аббас Заде С., Копик Д., Чахлер Э. ., Mildner M. miR-155 способствует нормальной дифференцировке кератиноцитов и активируется в эпидермисе псориатических поражений кожи. Междунар. Дж. Мол. науч. 2020;21:9288. doi: 10.3390/ijms21239288. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

10. Рошетт Л., Мазини Л., Мелу А., Зеллер М., Коттин Ю., Вергели К., Малка Г. Антивозрастные эффекты GDF11 на кожу. Междунар. Дж. Мол. науч. 2020;21:2598. doi: 10.3390/ijms21072598. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

11. Choi Y.E., Song M.J., Hara M., Imanaka-Yoshida K., Lee D.H., Chung J.H., Lee S.T. Влияние тенасцина С на целостность внеклеточного матрикса и старение кожи. Междунар. Дж. Мол. науч. 2020;21:8693. doi: 10.3390/ijms21228693. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

12. Кобаяши М., Шу С., Марунака К., Мацунага Т., Икари А. Слабый ультрафиолет B усиливает неправильную локализацию клаудина-1, опосредованную Производство оксида азота и пероксинитрита в клетках HaCaT, полученных из кератиноцитов человека. Междунар. Дж. Мол. науч. 2020;21:7138. doi: 10.3390/ijms21197138. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

13. Lee E.S., Ahn Y., Bae I.H., Min D., Park N.H., Jung W., Kim S.H., Hong Y.D., Park WS, Lee Синтетический ретиноид CS Seletinoid G улучшает барьерную функцию кожи за счет заживления ран и восстановления коллагена в эквивалентах кожи человека. Междунар. Дж. Мол. науч. 2020;21:3198. doi: 10.3390/ijms21093198. [Статья бесплатно PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

14. Choi J.H., Jin S.W., Lee G.H., Cho S.M., Jeong H.G. Этаноловый экстракт Orostachys japonicus ингибирует 2,4-динитрохлорбензол-индуцированный атопический дерматит кожи. поражения у мышей NC/Nga и TNF-альфа/IFN-гамма-индуцированная экспрессия TARC в клетках HaCaT. Токсикол. Рез. 2020; 36: 99–108. doi: 10.1007/s43188-019-00026-0. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

15. Souto EB, Dias-Ferreira J., Oliveira J., Sanchez-Lopez E., Lopez-Machado A., Espina M., Garcia M.L. , Соуто С.Б., Мартинс-Гомес К., Сильва А.М. Тенденции атопического дерматита — от стандартной фармакотерапии к новым системам доставки лекарств. Междунар. Дж. Мол. науч. 2019;20:5659. doi: 10.3390/ijms20225659. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

16. Yang G., Seok J.K., Kang H.C., Cho Y.Y., Lee H.S., Lee J.Y. Нарушения кожного барьера и иммунная дисфункция при атопическом дерматите. Междунар. Дж. Мол. науч. 2020;21:2867. doi: 10.3390/ijms21082867. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

17. Lee A.-Y. Молекулярный механизм нарушения функции эпидермального барьера как первичной патологии. Междунар. Дж. Мол. науч. 2020;21:1194. дои: 10.3390/ijms21041194. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

18. Toncic R.J., Jakasa I., Hadzavdic S.L., Goorden S.M., Vlugt K.J.G.-vd., Stet F.S., Balic A., Petkovic M., Pavicic B. ., Зузул К. и др. Изменение уровней сфингозина, сфинганина и их церамидов при атопическом дерматите связано с барьерной функцией кожи, тяжестью заболевания и местным цитокиновым окружением. Междунар. Дж. Мол. науч. 2020; 21:1958. doi: 10. 3390/ijms21061958. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

19. Ишицука Ю., Руп Д.Р. Лорикрин: прошлое, настоящее и будущее. Междунар. Дж. Мол. науч. 2020;21:2271. doi: 10.3390/ijms21072271. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

Анатомия кожи | Johns Hopkins Medicine

Анатомия кожи | Медицина Джона Хопкинса

Факты о коже

Кожа — самый большой орган тела. Он покрывает все тело. Он служит защитным экраном от жары, света, травм и инфекций. Кожа также:

• Регулирует температуру тела

• Сохраняет воду и жир

• Является органом чувств

• Предотвращает потерю воды

• Предотвращает проникновение бактерий

• Действует как барьер между организмом и окружающей средой

• Помогает вырабатывать витамин D под воздействием солнца

Кожа приобретает различную толщину, цвет и текстуру по всему телу. Например, на вашей голове больше волосяных фолликулов, чем где-либо еще. Но на подошвах ваших ног их нет. Кроме того, подошвы ваших ног и ладони рук намного толще, чем кожа на других участках тела.

Слои кожи

Кожа состоит из 3 слоев:

Каждый слой имеет определенные функции.

Эпидермис

Эпидермис представляет собой тонкий наружный слой кожи. Он состоит из 2 основных типов ячеек:

• Кератиноциты . Кератиноциты составляют около 90% эпидермиса и отвечают за его структуру и барьерные функции.

• Меланоциты . Меланоциты находятся в основании эпидермиса и производят меланин. Это придает коже ее цвет.

Дерма

Дерма — это средний слой кожи. Дерма содержит:

• Кровеносные сосуды

• Лимфатические сосуды

• Волосяные фолликулы

• Потовые железы

• Коллагеновые пучки

• Фибробласты

• Нервы

• Сальные железы

Дерма удерживается вместе белком, называемым коллагеном.