Биология Наружные покровы тела. Строение и функции кожи

Наружные покровы человека — это кожа и ее производные (ногти и волосы), а также слизистые оболочки.

Кожа — самый большой орган человеческого тела: она занимают площадь 1,5-2 м.кв. Масса кожи человека составляет около 5% от массы тела. Толщина колеблется от 0,5 мм на внутренних поверхностях предплечий и веках, где она самая тонкая, до 5 мм на подошвах ног, где она самая толстая.

Кожа выполняет множество важных для организма функций, потому что является естественной границей, разделяющей внутреннюю и внешнюю среду.

Прежде всего, это защитная (барьерная) функция. Кожа предохраняет от механических повреждений и от попадания вредных микроорганизмов и химических веществ из окружающей среды внутрь организма.

Не менее важна выделительная функция кожи. Через потовые и сальные железы из организма выводится вода и растворённые в ней соли.

Выполняет кожа и дыхательную функцию. Через кожу проникает кислород и выделяется углекислый газ — так реализуется дыхательная функция. Правда, дыхание кожи — это всего 2% от полного газообмена организма.

Кроме этого, кожа способна удерживать и накапливать различные вещества в подкожной жировой клетчатке, участвуя в обменных, метаболических процессах. Например, образующийся в коже под воздействием солнечных лучей витамин D регулирует обмен кальция и фосфора в организме.

Именно кожа способствует поддержанию постоянной температуры тела, контролируя отдачу тепла в окружающую среду. Около 80 % тепла, образующегося в организме при окислении различных веществ и при сокращении мышц, выделяется во внешнюю среду через кожу. Расширение сосудов кожи и увеличение выделения и испарения пота при высоких температурах окружающего воздуха являются важнейшим механизмом теплоотдачи, предохраняющим человека от перегревания. При похолодании сосуды кожи рефлекторно сужаются, кровоток уменьшается, и потери тепла снижаются.

В коже располагается большое количество чувствительных нервных окончаний, поэтому человек может ощущать прикосновение, боль, изменение температуры окружающей среды и адекватно реагировать на эти раздражители. И это далеко не все функции, которые выполняет кожа.

Секрет удивительной многофункциональности кожи заключается в ее строении.

В коже три основных слоя:

— внешний слой — эпидермис;

— внутренний слой — дерма;

— подкожная основа — гиподерма (жировая клетчатка).

Эпидермис — эпителиальный поверхностный отдел кожи, он состоит из 5 клеточных слоев: рогового, блестящего, зернистого, шиповатого и базального.

Наружный слой — роговой — состоит из мертвых клеток в виде чешуек, не имеющих ядер.

Клетки рогового слоя зарождаются как базальные и за 10-30 дней превращаются сначала в шиповатые, затем в зернистые, блестящие и, наконец, в роговые. Процесс движения клеток от базальной мембраны до лущения и отпадания с поверхности кожи в молодом возрасте равняется 21-28 дням, а затем происходит все реже и реже. Начиная приблизительно с 25-летнего возраста, процесс обновления кожи становится более медленным, увеличивается до 35-45 дней к 40-м годам и до 56-72 дней после 50-тилетнего рубежа.

Самый нижний — базальный слой — состоит из живых цилиндрических клеток, расположенных на базальной мембране. Это ростковые клетки (кератиноциты). Из них образуются все вышележащие слои эпидермиса. В базальном слое располагаются меланоциты, производящие пигмент меланин. Меланин состоит из трех основных красок — желтой, коричневой и черной. Преобладание той или иной краски обусловливает цвет кожи и волос человека. Кроме того, этот пигмент защищает кожу от вредного воздействия ультрафиолетовых лучей. Меланин особенно интенсивно образуется под влиянием солнечных лучей, поэтому при загаре кожа темнеет. У некоторых людей клетки, содержащие пигмент, располагаются группами, образуя веснушки или пигментные пятна.

Базальная мембрана — уплотненное аморфное межклеточное вещество, место соединение дермы и эпидермиса. Через мембрану осуществляются обменные процессы между этими слоями.

В эпидермисе отсутствуют кровеносные сосуды, и его питание осуществляется за счёт диффузии тканевой жидкости из подлежащего слоя дермы.

Дерма — внутренний слой кожи толщиной от 0,5 до 5 мм. В этом слое много эластических волокон, придающих коже упругость и позволяющих ей растягиваться при движении. В дерме огромное количество тончайших кровеносных и лимфатических сосудов, обеспечивающих питание кожи, а сокращение и расслабление кровеносных сосудов позволяет удерживать тепло.

В этом же слое сосредоточены болевые и чувствительные рецепторы и нервы, которые ветвятся во все слои кожи и отвечают за ее чувствительность. На каждый квадратный сантиметр кожи человека приходится в среднем 200 рецепторов.

В дерме также располагаются функциональные железы кожи, через которые удаляется избыток воды и солей: потовые и сальные.

Потовые железы выделяют пот, и таким образом помогают поддерживать постоянную температуру тела, не давая коже перегреться. Количество пота колеблется в зависимости от температуры тела и окружающей среды, состояния работы или покоя, количества выпитой жидкости. В среднем, за сутки при нормальных условиях выделяется примерно 600-900 мл пота. Пот увлажняет кожу, препятствует чрезмерному высыханию ее поверхности, испаряясь, способствует терморегуляции и выводит на поверхность токсины.

Сальные железы имеются на всех участках кожи, кроме ладоней и подошв. Больше всего их на волосистой части головы. Выводной проток железы, как правило, впадает в фолликул волоса, но открывается непосредственно на поверхности. В сутки сальные железы вырабатывают от 20 до 70 граммов кожного сала. Секрет сальных желез вместе с потом образует тонкий водно-жировой слой, предохраняющий кожу от высыхания, способствующий повышению ее эластичности и обладающий бактерицидными свойствами. Экспериментально доказано, что на чистой коже в течение пяти минут погибают до 75% болезнетворных микроорганизмов.

Гиподерма — подкожная основа (жировой слой), которая защищает наш организм от избыточного тепла и холода, выполняя функцию термоизолятора, и смягчает силу любого механического воздействия на организм.

Жировые клетки также представляют собой депо, в котором могут сохраняться жирорастворимые витамины (А, Е, F, К).

Мышцы кожи располагаются в дерме и подкожной жировой основе. Это гладкие и поперечно-полосатые мышцы. Пучки гладких мышц связаны с фолликулами волос, и при их сокращении волосы могут подниматься и опускаться. Поперечно-полосатые мышцы кожи располагаются на лице, обеспечивая мимику.

Кроме сальных и потовых желез, производными эпидермиса являются волосы и ногти.

На поверхности кожи человека примерно 5 миллионов волосков, доставшихся нам в наследство от предков — человекообразных обезьян. Волосы на теле человека развиты слабо, более обильно они растут на голове, создавая дополнительную защиту головному мозгу. В среднем у каждого человека на голове около 100 тыс. волос.

Цвет волос зависит от количества и окраски пигмента. У блондинов самые тонкие волосы и почти полностью отсутствует меланин. Самые толстые — чёрные волосы брюнетов. В среднем толщина человеческого волоса — 0,002 мм.кв., но он может выдержать груз массой 100 гр. А девичья коса прочнее любого каната того же сечения – она выдерживает груз до 20 тонн.

Волосы развиваются из волосяных луковиц, которые располагаются на дне особых впадин в коже — волосяных сумок, или волосяных фолликул. Каждая такая луковица снабжена кровеносными сосудами, обеспечивающими рост и питание волос. В каждом фолликуле есть очень маленькая мышца, способная приподнимать волос. Если человеку холодно или он испытывает сильные эмоции (например, испуг), то эти рудименты мышц сокращаются, волоски и кожа вокруг них приподнимаются, образуется так называемая гусиная кожа. Волосы человека растут не постоянно: продолжительность жизни волоса — от нескольких месяцев до 2 — 4 лет.

Ноготь представляет собой плотную роговую пластинку, поверхность которой в нормальном состоянии гладкая, блестящая, на ней часто видны нежные продольные полоски. Изменения структуры, цвета, формы ногтей говорит о наличии каких-то внутренних заболеваний, нехватке витаминов или минеральных веществ.

Ногти имеют свободный край, тело, корень и защищают самые болезненные места на последних фалангах пальцев. Ногтевая пластинка располагается на ногтевом ложе и окружена ногтевыми валиками. Как и кожа, ноготь состоит из живых и омертвевших клеток.

И наконец, к производным кожи относятся молочные железы. Каждая из двух желёз состоит из 15-20 видоизменённых потовых желёз, развившихся в дольки. У мужчин они остаются недоразвитыми, а у женщин формируют молочные железы в период полового созревания. Во время беременности эти железы увеличиваются, чтобы обеспечить новорождённого самой ценной пищей на земле — материнским молоком.

Кожные покровы | это… Что такое Кожные покровы?

ТолкованиеПеревод

Кожные покровы

О коже как материале см. Кожевенное производство.

Кожа — наружный покров организма животного, защищая тело от широкого спектра внешних воздействий, участвует в дыхании, терморегуляции, обменных и многих других процессах. Кроме того, кожа представляет массивное рецепторное поле различных видов поверхностной чувствительности (боли, давления, температуры и т. д.). Кожа является крупнейшим органом живого организма.

Содержание 1 Строение кожи 2 Производные элементы кожи 3 Кожа человека 4 Иллюстрации 5 См. также 6 Примечания

Строение кожи

Кожа в разрезе. Таблица

Эпидермос и дерма кожи человека

Кожа состоит из эпидермиса, дермы и подкожно-жировой клетчатки (гиподермы).

• Эпидермис включает в себя пять слоев эпидермальных клеток. Самый нижний слой — базальный — располагается на базальной мембране и представляет собой 1 ряд призматического эпителия. Сразу над ним лежит шишковатый слой (3-8 рядов клеток с цитоплазматическими выростами), затем следует зернистый слой (1-5 рядов уплощенных клеток), блестящий (2-4 ряда безъядерных клеток, различим на ладонях и стопах) и роговой слой, состоящий из многослойного ороговевающего эпителия. Эпидермис также содержит меланин, который окрашивает кожу и вызывает эффект загара.
• Дерма, или собственно кожа, представляет собой соединительную ткань и состоит из 2-х слоев — сосочкового слоя, на котором располагаются многочисленные выросты, содержащие в себе петли капилляров и нервные окончания, и сетчатого слоя, содержащего кровеносные и лимфатические сосуды, нервные окончания, фолликулы волос, железы, а также эластические, коллагеновые и гладкомышечные волокна, придающие коже прочность и эластичность.
• Подкожно-жировая клетчатка состоит из пучков соединительной ткани и жировых скоплений, пронизанных кровеносными сосудами и нервными волокнами. Физиологическая функция жировой ткани заключается в накоплении и хранении питательных веществ. Кроме того, она служит для терморегуляции и дополнительной защиты половых органов.

Помимо самой кожи в организме имеются её анатомические производные — образования, которые получают развитие из кожи и её зачатков. Различные выделения желёз, расположенных в коже, также являются частью наружного покрова организма.

Производные элементы кожи

• ногти;
• волосы;
• чешуя;
• кожные железы, которые включают в себя:
  • сальные железы, выделяющие кожное сало, которое служит смазкой для волос и предохраняет кожу;
  • потовые железы, осуществляющие выделение из организма воды и растворённых продуктов обмена веществ. Испарение пота является важным звеном терморегуляции.
  • молочные железы (развитые у женщин) вырабатывают грудное молоко, которое имеет исключительно важное значение для питания новорождённого ребёнка.

Кожа человека

Площадь кожи у взрослого человека достигает 1,5 — 2,3 м²,^[1] а масса кожного покрова — 15 % всей массы человека.

Различают:

• толстую кожу (на ладонях и подошвах) — образована толстым (400—600 мкм) эпидермисом, нет волос и сальных желёз;
• тонкую кожу (на остальных частях тела) — состоит из тонкого (70-140 мкм) эпидермиса; есть волосы и кожные железы.^[1]

Иллюстрации

Оптическая темография кончика пальцев

Схема всех уровней кожи человека

Послойная схема строения кожи человека

Поверхность кожи человека

Рубцы на коже человека

См. также

• Дерматология
• Рецепторы кожи
• Татуировка
• Шрамирование
• Боди-арт
• Пирсинг

Примечания

1. ↑ ^{1 2} Самусев Р.  П. Атлас анатомии человека / Р. П. Самусев, В. Я. Липченко. — М., 2002. — 704 с.: ил.

Wikimedia Foundation.
2010.

Игры ⚽ Нужен реферат?

• Кожный лейшманиоз
• Кожный покров

Полезное

Структурные и биофизические характеристики кожи человека в поддержании надлежащей барьерной функции эпидермиса

Постери дерматол Алергол. 2016 февраль; 33(1): 1–5.

Опубликовано онлайн 2016 февраля. 29. DOI: 10.5114/pdia.2015.48037

, ¹ , ¹ , ¹ и ²

Авторская информация Примечания Copyrair и лицензия Disploarker

Структура кожи человека и ее физико-химические свойства превращают ее в эффективную крайнюю линию защиты от экзогенных факторов и способствуют поддержанию гомеостаза организма человека. Эту роль выполняет эпидермальный барьер, основную часть которого составляет роговой слой. Состояние эпидермального барьера зависит от индивидуальных факторов и факторов окружающей среды. Наиболее важными биофизическими параметрами, характеризующими состояние этого барьера, являются рН кожи, гидратация эпидермиса, трансэпидермальная потеря воды и выделение кожного сала. Знание биофизических процессов кожи может быть полезным для проведения профилактических мероприятий, направленных на восстановление барьерной функции.

Ключевые слова: эпидермальный барьер, кожное сало, гидратация кожи, трансэпидермальная потеря воды, рН кожи

Кожа является барьером между организмом человека и внешней средой. Он защищает организм от экзогенных химических и физических факторов, принимает участие в обменных процессах, выполняет резорбтивную и терморегуляторную функции, являясь первой линией защиты от патогенных микроорганизмов, участвует в иммунологических процессах [1].

Сложное строение кожи человека и ее физико-химические характеристики превращают ее в эффективную крайнюю линию защиты от экзогенных факторов, способствуют поддержанию гомеостаза организма человека. Эту роль играет эпидермальный барьер, в котором особенно важную функцию выполняет роговой слой эпидермиса [1–3]. Он состоит из 15–20 слоев полностью ороговевших кератиноцитов – корнеоцитов. В нижней части ороговевшего слоя клетки плотно прилегают друг к другу, а в верхней располагаются рыхло и подвергаются шелушению. Строение рогового слоя напоминает стену, в которой корнеоциты выступают в качестве кирпичиков, а жиросодержащий межклеточный матрикс является цементом [4, 5]. Внутренняя часть клеток рогового слоя заполнена цитокератиновыми филаментами, связанными с филаггрин. Эти клетки окружены жесткой ороговевшей оболочкой, состоящей в основном из белка лорикрина, входящей в состав так называемой белково-липидной оболочки [2, 3, 6]. Оболочка связана с внеклеточным жидкокристаллическим матриксом и представляет собой границу между гидрофильной поверхностью клеток и липофильными неполярными жирными кислотами матрикса, окружающего корнеоциты [7].

Толщина наружного слоя эпидермиса, размер корнеоцитов и состав поверхностных липидов влияют на регенеративные свойства кожи, что способствует как течению различных дерматологических заболеваний, так и процессу заживления. Анатомические участки с толстым эпидермисом более устойчивы к внешним факторам [8]. С другой стороны, участки с относительно тонким ороговевшим слоем, такие как лицо, характеризуются высокой восприимчивостью к повреждающим факторам, а также способностью очень быстро восстанавливать барьерную функцию. Это связано с высокой пролиферативной активностью, а значит быстрой регенерацией эпидермиса, интенсивной васкуляризацией, хорошей гидратацией, наличием большого количества потовых желез [9].].

Состояние эпидермального барьера зависит от его физических свойств, таких как количество вырабатываемого кожного сала, гидратация эпидермиса, трансэпидермальная потеря воды и градиент рН между поверхностью кожи и внутренней частью тела [1]. На модификацию вышеперечисленных процессов влияют многие индивидуальные и экологические факторы, в том числе возраст, пол, раса, анатомическая зона кожи, интенсивность потоотделения, температура кожи и окружающей среды, влажность воздуха, время года, суточная ритм, гормональный баланс и многие другие [10–14].

Поверхность ороговевшего слоя покрыта липидной пленкой, играющей очень важную роль в функционировании эпидермального барьера. Он поступает из двух источников: кожного сала, выделяемого сальными железами, составляющего наибольшую часть липидной мантии, и эпидермальных липидов, входящих в состав ороговевшего слоя эпидермиса [5, 15, 16]. Толщина липидной мантии составляет от 0,5 до 5 мкм в зависимости от количества сальных желез в данной области [5].

Липиды межклеточного матрикса рогового слоя эпидермиса развиваются в процессе конверсии их предшественников, обеспечиваемой мультиламеллярными тельцами Одланда зернистого слоя [17]. Полярные липиды превращаются в неполярные, при гидролизе гликолипидов образуются церамиды, тогда как фосфолипиды метаболизируются в свободные жирные кислоты. В результате этих процессов создается структура, состоящая из плотно упакованных ламелей, расположенных параллельно поверхности клеток эпидермиса [2, 4–6]. Межклеточные липиды представлены в основном сфинголипидами, или церамидами (45–50%), а также холестерином (20–25%), насыщенными свободными жирными кислотами (10–15%) и небольшими количествами неполярных липидов [17].
18]. В коже человека мы можем различать девять подклассов церамидов, обозначенных цифрами от 1 до 9., в зависимости от химического строения основной группы. Доли длины углеродной цепи от C24 до C26 чаще всего встречаются среди церамидов. Церамидом, который играет основную роль в эпидермисе, является линолевая кислота [7]. С другой стороны, среди свободных жирных кислот преобладают кислоты с длиной цепи С22 и С24. Около 2–5% компонентов матрикса составляет сульфат холестерина, который отвечает за ингибирование протеолитических ферментов, расщепляющих десмосомные связи между клетками эпидермиса [2, 7, 17, 18].

Кожное сало представляет собой липкую жидкость и представляет собой смесь неполярных липидов. Он состоит из триглицеридов (~16%), свободных жирных кислот (~33%), эфиров воска (~26%), сквалена (~12%), эфиров холестерина (~3%) и холестерина (~1,5%). 19, 20]. Доминирующими жирными кислотами являются незаменимые жирные кислоты с длиной углеродной цепи С16 и С18, при этом доминирующей кислотой является олеиновая кислота [18, 21–23]. Среди насыщенных жирных кислот наиболее распространена пальмитиновая кислота. Состав кожного сала относительно постоянен, и его изменения могут повлечь за собой некоторые кожные заболевания. Наибольшие изменения в составе кожного сала наблюдаются у подростков при усиленном гидролизе триглицеридов до свободных жирных кислот. Выработка кожного сала — очень динамичный процесс, обусловленный индивидуальными особенностями и факторами окружающей среды. Наблюдаемая продукция кожного сала больше у мужчин, чем у женщин [5, 19]., 24]. Производство кожного сала зависит от плотности, расположения и активности сальных желез [25]. В таких областях, как волосистая часть головы, Т-зона лица, грудина или межлопаточные области, их плотность составляет до 900 на квадратный сантиметр кожи, но в других местах наблюдается менее 100 сальных желез на квадратный сантиметр [19, 26].

Кожное сало принимает участие в создании трехмерной структуры эпидермальных липидов, что помогает поддерживать ее целостность [20, 23, 27]. Он образует защитный слой от размножения патогенных микроорганизмов, обладая как провоспалительными, так и противовоспалительными свойствами [28]. Количество продуцируемого кожного сала влияет на увеличение колонизации многочисленными микроорганизмами, которые извлекают из кожного сала питательные вещества, напр. Propionibacterium acnes или дрожжи Malassezia [21]. Кожное сало образует своего рода изоляцию от чрезмерной влажности и колебаний температуры окружающей среды [20]. Кроме того, он помогает поддерживать водосвязывающую способность эпидермиса [8, 28]. Правильная продукция кожного сала коррелирует с высоким уровнем увлажнения ороговевшего слоя [11]. Благодаря своим физико-химическим характеристикам он влияет на избирательное проникновение соединений, наносимых на кожу [5]. Кроме того, он обладает антиоксидантными свойствами и защищает кожу от UBV-излучения, что связано с дисфункцией сальной тромбоцит-активирующей ацетилгидролазы II [4].

Липиды ороговевшего слоя играют очень важную роль в регуляции всасывания различных соединений с поверхности кожи [5]. Возможны два пути всасывания: через эпидермис и через придатки кожи. Основным путем является избирательное всасывание через эпидермис. Пластинчатая, двухслойная структура противоположного электрического заряда внеклеточных липидов способствует растворению липофильных веществ. Их гидрофобные свойства предотвращают чрезмерную потерю воды и растворение гидрофильных веществ [29].]. Всасывание веществ с поверхности кожи в значительной степени зависит от размера корнеоцитов ороговевшего слоя, пропорционально емкости межклеточного пространства и обратно пропорционально размеру клеток [30]. Неполярные соединения с молекулярной массой менее 500 Да легко проникают через эпидермис [31]. Всасывание веществ через придатки кожи (потовые железы, сальные железы, волосяные фолликулы) происходит лишь в незначительной степени. Его называют путем быстрого проникновения из-за меньшей селективности и возможности поглощения более крупных молекул. По этой причине области с большим количеством потовых желез, такие как лицо или верхняя часть туловища, более подвержены абсорбции потенциально провоспалительных веществ, часто являющихся причиной кожных высыпаний [8].

Поверхность здоровой кожи может характеризоваться кислым pH, колеблющимся между 4,0 и 6,0. рН внутренних органов человека близок к нейтральному — от 7,35 до 7,46, дифференцированный на различных участках кожи. Самые высокие значения рН наблюдаются в наиболее гидратированных областях, таких как кожные складки и суставные ямки [32]. Поддержание кислого рН зависит от образования свободных жирных кислот, в основном молочной кислоты и аминокислот, соединений водорода и аммония, а также от состава кожных липидов и белков рогового слоя эпидермиса [33]. Эти составляющие обусловливают создание градиента рН, связанного со значительной разницей между его значением на поверхности кожи и в живых слоях эпидермиса, где он достигает величины ок. 7,0 [34]. Таким образом поддерживается так называемый буферный объем эпидермиса [32]. Значительную роль в создании кислотной оболочки играет правильная активность липолитических ферментов, принимающих участие в метаболизме внутриклеточных липидов рогового слоя. Кислый рН в нижних слоях эпидермиса поддерживается белками натрий/протонного обмена – НГЭ. Они удаляют H ⁺ ионов из клеток, и вытягивают ионы Na ⁺ , одновременно защищая внутриклеточную среду от закисления [34]. Значение pH может изменяться в зависимости от уровня увлажнения кожи, атмосферных условий, интенсивности потоотделения и физической активности. Кроме того, это зависит от генетических факторов, сопутствующих заболеваний и используемых лекарств или косметики [33, 35]. Пол, скорее всего, не влияет на различия в значении рН [5, 10, 33], хотя есть сообщения о наличии такой корреляции [34–36]. Также возраст не изменяет эту величину, однако среди новорожденных и лиц старше 80 лет отмечаются более высокие значения рН [33, 34, 37].

Кислотный рН поверхности кожи и разница между рН поверхности кожи и рН более глубоких слоев рогового слоя эпидермиса контролируют физиологическую и потенциально инфекционную флору. Темпы роста и плотность колонизации бактерий и грибов увеличиваются с увеличением рН. С другой стороны, присутствие сапрофитных микроорганизмов положительно влияет на поддержание кислотности поверхности кожи, в том числе за счет расщепления триглицеридов до свободных жирных кислот [34].

Правильный уровень pH также играет важную роль в поддержании правильной гидратации эпидермиса. Его повышение активирует катепсины, расщепляющие филаггрин и снижающие таким образом образование фактора естественного увлажнения (NMF) [34]. Повышенные значения рН также соответствуют увеличению трансэпидермальной потери воды (ТЭПВ), одного из наиболее значимых показателей барьерной функции эпидермиса [11, 33]. Более того, pH кожи играет одну из важнейших ролей в правильной организации липидов матрикса, регулируя их поверхностную структуру и стабильность [18]. Внутриклеточные липиды чувствительны к колебаниям рН, которые могут модифицировать гидролитические реакции, вызывая изменение их состава и пространственной структуры [2, 17].

Целостность эпидермального барьера защищает кожу от чрезмерной потери воды и поддерживает правильное увлажнение эпидермиса. Вода накапливается благодаря роговому слою эпидермиса, и количество воды в этом слое определяется как гидратация кожи [38]. На правильный уровень влажности влияют такие факторы, как количество воды, поступающей из нижних слоев эпидермиса, дермы и сальных желез, а также количество воды, теряемой при испарении и способность рогового слоя аккумулировать воду. На удержание воды в этом слое также влияет наличие липидов внеклеточного матрикса и белковой оболочки клеток [3].

Роговичный слой поддерживает градиент воды между поверхностью кожи и нижними слоями эпидермиса. Гидратация кератиноцитов снижается по мере их перехода из базального слоя на поверхность эпидермиса [5]. Вода составляет примерно 15–20 % от общей массы рогового слоя и накапливается в основном внутри корнеоцитов, тогда как в живых слоях эпидермиса вода составляет до 70 % его массы [17]. Самый поверхностный – верхняя часть рогового слоя наименее гидратирована и подвержена большому влиянию внешних факторов на содержание воды. Толщина ороговевшего слоя 30 мкм. После обильного увлажнения она повышается даже до 40 мкм [2]. Самая глубокая часть эпидермиса содержит больше воды, поэтому воздействие внешней среды незначительно. Средний район, в свою очередь, является зоной с наибольшими возможностями регулирования водонакопления. Он характеризуется высокой концентрацией НМФ, который находится внутри корнеоцитов [3]. Естественный увлажняющий фактор отвечает за поддержание правильной гидратации эпидермиса и пластичности кожи. Он составляет 10–30% сухой массы рогового слоя и состоит в основном из свободных аминокислот и их метаболитов, таких как урокановая кислота (УКК) и пирролидонкарбоновая кислота, которые являются продуктами протеолиза филаггрина. Другими компонентами рогового слоя, обладающими гигроскопическими свойствами, являются лактаты, мочевина, белки, сахариды, органические кислоты и многочисленные электролиты, секретируемые потовыми железами, а также глицерин, поставляемый сальными железами [3, 8, 17].

Липиды внутриклеточного пространства рогового слоя эпидермиса противодействуют избыточной потере воды из эпидермиса, во многом благодаря своему анатомо-биохимическому строению, что обуславливает их роль барьерной составляющей [17, 29]. Они представляют собой параллельные пластины, плотно прилегающие друг к другу, и защищают от испарения воды изнутри рогового слоя эпидермиса. Особую роль играет наличие церамидов, повышающих задержку воды в роговом слое [2, 39]., 40]. Снижение содержания церамидов, холестерина и свободных жирных кислот внутриклеточного матрикса снижает влажность кожи [3]. В процессе гидратации живых слоев эпидермиса важную роль играет аквапорин-3. Он входит в состав водных каналов клеточных мембран, облегчая транспорт воды, мочевины и глицерина в клетки эпидермиса [21]. Правильное содержание воды в дерме поддерживается благодаря гиалуроновой кислоте, благодаря ее гидрофильным свойствам. Некоторые меньшие количества этой кислоты можно также обнаружить во внутриклеточном матриксе рогового слоя [17].

Значения гидратации эпидермиса варьируются в зависимости от анатомической области. Самые высокие значения обнаруживаются на коже лица, суставных ямках, более низкие – на предплечьях, самые низкие – на голенях [8, 10, 38, 41]. Это во многом зависит от толщины эпидермиса и расположения сальных и потовых желез [3, 8]. Уровень влажности изменяется также в зависимости от влажности и температуры окружающей среды. Эти параметры влияют на удержание воды и степень ее испарения из рогового слоя, оказывая определенное влияние на изменение градиента гидратации между эпидермисом и окружающей средой [41, 42]. Кроме того, на показатель влажности также может влиять тип потребляемых пищевых продуктов. Одно из исследований показало, что гидратация эпидермиса снижается в результате диеты, богатой насыщенными или мононенасыщенными жирными кислотами [43].

Потеря воды кожей является результатом секреции пота и трансэпидермальной пассивной диффузии. Потеря воды через эпидермис описывается величиной TEWL и влияет на уровень влажности эпидермиса [44, 45]. Трансэпидермальная потеря воды является параметром, отражающим целостность водного слоя эпидермиса, и является очень чувствительным индикатором повреждения эпидермисного барьера [1, 8, 14, 18, 31, 39, 46]. Трансэпидермальная потеря воды представляет собой градиент давления паров, измеренный в двух точках, лежащих перпендикулярно поверхности кожи внутри открытой камеры, и является промежуточным значением пропускания воды из рогового слоя. В стабильных условиях окружающей среды TEWL колеблется в пределах 4–10 г/ч/м ² , в зависимости от участка кожи, но может увеличиваться даже до 30-кратного значения при повреждении эпидермиса [1]. Величина ТЭПВ изменяется даже под влиянием таких факторов, как температура кожи, кровоток по кожным сосудам, темпы регенерации эпидермиса, толщина рогового слоя, содержание липидов в роговом слое, количество и активность потовых желез на данный момент времени. площадь кожи, температура и влажность окружающей среды и многие другие [1, 8, 37, 41]. Этот параметр зависит от правильного строения стыков между клетками рогового и зернистого слоев, которые являются местом перехода между низкой и высокой концентрацией воды. Эти соединения регулируют поступление воды и других растворенных в ней веществ в живые слои эпидермиса [17]. Самые высокие значения ТЭПВ обнаруживаются на коже ладоней, подошв, лица, половых органов и в области суставов; тогда как самый низкий – на икрах [41, 46]. Показатели трансэпидермальной потери воды, скорее всего, не зависят от пола [10, 31, 46], хотя некоторые исследования указывают на более высокие значения этого параметра у мужчин [47]. Его изменчивость в зависимости от возраста также вызывает споры [37, 46]. Скорее всего, более низкие значения TEWL встречаются у людей старше 60 лет [31]. Этот параметр влияет также на регуляцию эксфолиации эпидермиса и ферментативных функций, сопровождающих кератинизацию. Чем интенсивнее потеря воды, тем интенсивнее протекает процесс ороговения, клинически проявляющийся в чрезмерном шелушении и эритеме [17, 48].

Показателем здоровой кожи является правильное функционирование эпидермального барьера, защищающего от внешних факторов и патогенных микроорганизмов. Потеря структурной или функциональной целостности этого барьера способствует возникновению кожных поражений, сопровождающих многие дерматологические заболевания. Знание биофизических процессов в коже может быть полезным для проведения профилактических мероприятий, направленных на восстановление барьерной функции и защиту от развития патологических поражений, а также для начала эффективного лечения.

Название кафедры, к которой следует отнести работу: Кафедра кожных и венерических болезней Поморского медицинского университета, Щецин.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

1. Хунбо З., Майбах Х.И. Дерматотоксикология. 6-е издание. США: CRC Press LCC; 2004. стр. 938–55. [Google Scholar]

2. Bouwstra JA, Honeywell-Nguyen PL, Gooris GS, et al. Структура кожного барьера и его модуляция везикулярными препаратами. Прог Липид Рез. 2003; 42:1–36. [PubMed] [Академия Google]

3. Рудиков Д. Влияние сухости на кожу. Клин Дерматол. 1998; 16: 99–107. [PubMed] [Google Scholar]

4. Maghraby GM, Barry BW, Williams AC. Липосомы и кожа: от доставки лекарств к модельным мембранам. Eur J Pharm Sci. 2008; 34: 203–22. [PubMed] [Google Scholar]

5. Pailler-Mattei C, Nicoli S, Pirot F, et al. Новый подход к описанию физических свойств поверхности кожи in vivo. Коллоидные биоинтерфейсы Surf B. 2009;68:200–6. [PubMed] [Академия Google]

6. Ставчик-Мацея М., Щерковска-Добош А., Рэмбала К., Пуржицка-Богдан Д. Генетические предпосылки дисфункции кожного барьера в патогенезе вульгарного псориаза. Ад Дерматол Аллергол. 2015;32:123–6. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

7. Bouwstra JA, Ponec M. Кожный барьер в здоровом и болезненном состоянии. Биохим Биофиз Акта. 2006;1758:2080–95. [PubMed] [Google Scholar]

8. Тагами Х. Различия в структуре и функции рогового слоя, связанные с местоположением, с особым акцентом на особенности кожи лица. Inter J Cosmet Sci. 2008; 30: 413–34. [PubMed] [Академия Google]

9. Fluhr JW, Dickel H, Kuss O, et al. Влияние анатомического расположения на восстановление барьера, pH поверхности и гидратацию рогового слоя после острого нарушения барьера. Бр Дж Дерматол. 2002; 146:770–6. [PubMed] [Google Scholar]

10. Darlenski R, Fluhr JW. Влияние типа кожи, расы, пола и анатомического расположения на функцию эпидермального барьера. Клин Дерматол. 2012; 30: 269–73. [PubMed] [Google Scholar]

11. Darlenski R, Sassning S, Tsankov N, et al. Неинвазивные методы исследования физических свойств кожного барьера in vivo. Евр Джей Фарм Биофарм. 2009 г.;72:295–303. [PubMed] [Google Scholar]

12. Marques M, Pei Y, Southall MD. Идентификация фактора активации тромбоцитов ацетилгидролазы II в коже человека. Джей Инвест Дерматол. 2002; 119: 913–9. [PubMed] [Google Scholar]

13. Muizzuddin N, Hellemans L, Van Overloop L, et al. Структурно-функциональные различия барьерных свойств кожи афроамериканцев, европеоидов и восточноазиатов. J Дерматол Sci. 2010;59:123–128. [PubMed] [Google Scholar]

14. Ramos-e-Silva M, da Silva Carneiro SC. Пожилая кожа и ее омоложение – продукты и процедуры для увядающей кожи. J Космет Дерматол. 2007; 6: 40–50. [PubMed] [Академия Google]

15. Собянек М., Соколовска-Войдыло М., Бараньска-Рыбак В. и соавт. Роль гормональных гормонов с этиопатогенезом и терапией trądziku pospolitego. Ад Дерматол Аллергол. 2006; 23: 266–72. [Google Scholar]

16. Youn SW, Na JI, Choi SY, et al. Региональные и сезонные изменения секреции кожного сала на лице: предложение по определению комбинированного типа кожи. Технология восстановления кожи. 2005; 11: 189–95. [PubMed] [Google Scholar]

17. Verdier-Sevrain S, Bonte F. Увлажнение кожи: возрождение молекулярных механизмов. J Космет Дерматол. 2007; 6: 75–82. [PubMed] [Академия Google]

18. Пласенсия И., Норлен Л., Баготолли Л.А. Прямая визуализация липидных доменов в липидных мембранах рогового слоя кожи человека: влияние рН и температуры. Биофиз Дж. 2007; 93: 3142–55. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

19. Джакомони П.У., Маммоне Т., Тери М. Гендерные различия кожи человека. J Дерматол Sci. 2009;55:144–9. [PubMed] [Google Scholar]

20. Zouboulis CC. Работа прыщей и сальных желез. Клин Дерматол. 2004; 22:360–6. [PubMed] [Академия Google]

21. Nordstrom KM, Labows JN, McGinley KJ, et al. Характеристика восковых эфиров, триглицеридов и свободных жирных кислот фолликулярных цилиндров. Джей Инвест Дерматол. 1986; 86: 700–5. [PubMed] [Google Scholar]

22. Ro In B, Dawson TL. Роль активности сальных желез и метаболизма микрофлоры кожи головы в этиологии себорейного дерматита и перхоти. J Investig Dermatol Symp Proc. 2005; 10: 194–7. [PubMed] [Google Scholar]

23. Thormar H, Hilmarsson H. Роль микробных липидов в защите хозяина от патогенов и их потенциал в качестве терапевтических агентов. Хим. физ. липиды. 2007; 150:1–11. [PubMed] [Академия Google]

24. Ким М.К., Патель Р.А., Шинн А.Х. Оценка гендерных различий по типу кожи и рН. J Дерматол Sci. 2006;41:153–156. [PubMed] [Google Scholar]

25. Rode B, Ivens U, Serup J. Метод обезжиривания себорейных зон с целью восстановления скорости выделения кожного сала до нормального уровня. Технология восстановления кожи. 2000; 6: 92–97. [PubMed] [Google Scholar]

26. Downie MMT, Guy R, Kealey T. Успехи в исследованиях сальных желез: потенциальные новые подходы к лечению акне. Inter J Cosm Sci. 2004;26:291–311. [PubMed] [Google Scholar]

27. Winiarska A, Majewski S. Роль себоцитов в физиологии и патологических состояниях. Пржегль Дерматол. 2007; 94: 233–40. [Google Scholar]

28. Youn SW, Na JI, Kim SJ, et al. Оценка типа кожи лица по секреции сыворотки: расхождения между субъективными описаниями и секрецией сыворотки. Технология восстановления кожи. 2002; 8: 168–72. [PubMed] [Google Scholar]

29. Gliński W. Rola bariery skórnej w naturalnej obronie przed zakażeniami. Микол Лек. 2002;9: 13–6. [Google Scholar]

30. Левин Дж., Майбах Х. Корреляция между трансэпидермальной потерей воды и чрескожным всасыванием: обзор. J Контр Отн. 2005; 103: 291–9. [PubMed] [Google Scholar]

31. Placek W, Kałużna L, Górnicki A, et al. Wpływ wybranych emoientów na przeznaskórkową utratę wody (TEWL) Dermatol Estet. 2004; 6: 95–9. [Google Scholar]

32. Чикакане К., Такахаши Х. Измерение рН кожи и его значение при кожных заболеваниях. Клин Дерматол. 1995;13:299–306. [PubMed] [Google Scholar]

33. Йосипович Г., Майбах HI. pH powierzchni skóry: kwaśny płaszcz ochronny. Косметический туалет. 1996; 111:101. [Google Scholar]

34. Lambers H, Piessens S, Bloem A, et al. Естественный рН поверхности кожи в среднем ниже 5, что благоприятно для ее резидентной флоры. Int J Cosmet Sci. 2006; 28: 359–70. [PubMed] [Google Scholar]

35. Ehlers C, Ivens UI, Molle ML, et al. У женщин pH поверхности ниже, чем у мужчин. Технология восстановления кожи. 2001;7:90–4. [PubMed] [Google Scholar]

36. Segger D, Assmus U, Brock M, et al. Многоцентровое исследование по измерению естественного pH поверхности кожи. Inter J Cosmet Sci. 2008;30:75. [Google Scholar]

37. Марракчи С., Майбах Х.И. Биофизические параметры кожи: карта лица человека, региональные и возрастные различия. Контактный дерматит. 2007; 57: 28–34. [PubMed] [Google Scholar]

38. O’goshi K, Serup J. Межинструментальные изменения емкости кожи, измеренные с помощью Corneometer ^®
. Технология восстановления кожи. 2005; 11: 107–9. [PubMed] [Google Scholar]

39. Huang HC, Chang TM. Церамид 1 и церамид 3 действуют синергетически на увлажнение кожи и трансэпидермальную потерю воды в коже, раздраженной лаурилсульфатом натрия. Int J Дерматол. 2008;47:812–9. [PubMed] [Google Scholar]

40. Patel SD, Noble WC. Анализ липидов на поверхности кожи у пациентов с микробно-ассоциированным кожным заболеванием. Клин Эксп Дерматол. 1993;18:405–9. [PubMed] [Google Scholar]

41. Black D, Del Pozo A, Lagarde JM, et al. Сезонная изменчивость биофизических свойств рогового слоя с разных анатомических сторон. Технология восстановления кожи. 2000; 6: 70–6. [PubMed] [Академия Google]

42. Кравелло Б., Ферри А. Взаимосвязь между свойствами кожи и параметрами окружающей среды. Технология восстановления кожи. 2008; 14:180–6. [PubMed] [Google Scholar]

43. Boelsma E, van de Vijver L, Goldbohm A, et al. Заболевания кожи человека и их связь с концентрацией питательных веществ в сыворотке и диете. Am J Clin Nutr. 2003; 77: 348–55. [PubMed] [Google Scholar]

44. Holm E, Wulf HC, Thomassen L, et al. Инструментальная оценка атопической экземы: подтверждение трансэпидермальной потери воды, гидратации рогового слоя, эритемы, шелушения и отека. J Am Acad Dermetol. 2006; 55: 772–80. [PubMed] [Академия Google]

45. Mavon A, Redoules D, Humbert P, et al. Изменения уровня кожного сала и компонентов свободной энергии поверхности кожи после мытья поверхности кожи. Коллоиды Surf B Биоинтерфейсы. 1998; 10: 243–50. [Google Scholar]

46. Szepietowski J, Kozera M, Strzelecka E, et al. Przeznaskórkowa utrata wody (TEWL) на предприятие: zależność od miejsca, płci i wieku. Дерматол Клин Забиг. 2000; 2: 67–70. [Google Scholar]

47. Firooz A, Sadr B, Babakoohi S, et al. Изменение биофизических параметров кожи с возрастом, полом и участком тела. Мир науки Дж. 2012; 2012: 386936. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

48. Dawnson T, Gemmer C, DeAngelis Y, et al. Перхоть и себорейный дерматит, вероятно, возникают в результате нарушения барьера кожи головы и раздражения, вызванного метаболитами Malassezia, особенно свободными жирными кислотами. J Am Acad Дерматол. 2005; 53: P49. [Google Scholar]

Искусственная человеческая кожа прокладывает путь к новой терапии рака кожи — ScienceDaily

Используя искусственную человеческую кожу, исследовательской группе из Копенгагенского университета удалось заблокировать инвазивный рост в модели рака кожи.

Исследование было опубликовано в Science Signaling и посвящено тому, что на самом деле происходит, когда клетка превращается в раковую.

«Мы изучали один из клеточных сигнальных путей, так называемый бета-путь TGF. Этот путь играет решающую роль в коммуникации клетки с окружающей средой и контролирует, например, рост и деление клеток. Если эти механизмы повреждены, клетка может превратиться в раковую клетку и проникнуть в окружающие ткани», — объясняет профессор и руководитель группы Ханс Вандалл из отделения клеточной и молекулярной медицины Копенгагенского университета.

В нормальных условиях клетки вашей кожи не просто начинают вторгаться в гиподерму и сеять хаос. Вместо этого они будут производить новый слой кожи. Но когда появляются раковые клетки, они перестают соблюдать границы между слоями кожи и начинают вторгаться друг в друга. Это называется инвазивным ростом.

Ханс Вандалл и его коллеги изучали бета-путь TGF и применяли методы для блокирования инвазивного роста и, таким образом, сдерживания инвазивного роста при раке кожи.

«У нас уже есть различные препараты, которые могут блокировать эти сигнальные пути и которые можно использовать в тестах. Мы использовали некоторые из них в этом исследовании», — объясняет доцент и соавтор исследования Салли Дабельстин из Школы стоматологии. .

Ханс Вандалл и Салли Дабельстин работали вместе с доктором Зилу Йе и профессором Джеспером В. Олсеном из Центра исследований белков Фонда Ново Нордиск на факультете здравоохранения и медицинских наук.

«Некоторые из этих препаратов уже были протестированы на людях, а некоторые находятся в процессе тестирования в связи с другими видами рака. Их также можно было бы протестировать конкретно на раке кожи», — говорит она.

Искусственная кожа наиболее близка к настоящей человеческой коже.

Искусственная кожа, используемая исследователями в новом исследовании, состоит из искусственных, генетически модифицированных клеток кожи человека. Клетки кожи производятся на подкожной ткани из коллагена. Это заставляет клетки расти слоями, как настоящая человеческая кожа.

В отличие от моделей мышей, модель кожи, которая является синонимом искусственной кожи, позволяет исследователям относительно быстро вводить искусственные генетические изменения, которые позволяют получить представление о системах, поддерживающих развитие и обновление кожи.

Таким образом, они также могут воспроизводить и отслеживать развитие других кожных заболеваний, а не только рака кожи.

«Используя искусственную человеческую кожу, мы преодолели потенциально проблематичное препятствие, заключающееся в том, можно ли перенести результаты испытаний на моделях мышей на ткани человека. Ранее мы использовали модели мышей в большинстве исследований такого рода. Вместо этого теперь мы можем сделать вывод, что эти вещества, вероятно, не вредны и могут работать на практике, потому что искусственная кожа означает, что мы ближе к человеческой реальности», — говорит Ханс Вандалл.

Искусственная кожа, используемая исследователями, напоминает кожу, используемую для тестирования косметики в ЕС, где испытания на животных были запрещены в 2004 году. Однако искусственная кожа не позволяет исследователям проверять действие лекарства на весь организм, Ханс Вандалл. указывает на то. Модели кожи, подобные той, что используется здесь, использовались косметическими компаниями с середины 1980-х годов.

«Мы можем изучить эффект, сосредоточив внимание на отдельном органе — коже — и затем мы пожинаем плоды того, как работают молекулы, пытаясь определить, повреждают ли они структуру кожи и здоровые клетки кожи, » он говорит.