Кожа как орган человека
Кожа — это самый большой человеческий орган.
Её площадь варьируется от 1,5 до 2,3 м², а вес достигает 16% от массы тела. Мы можем называть кожу органом, потому что она соответствует этому понятию по всем биологическим критериям. А именно: это единая система из нескольких типов тканей, которые выполняют жизненно важные функции. Чтобы понять, как именно реализуются эти функции, для начала рассмотрим строение кожи.
Строение кожи человека
Кожа состоит из трёх основных слоёв:
- эпидермис;
- дерма;
- гиподерма.
Эпидермис
Самый верхний слой кожи называется эпидермисом.
Его толщина всего 0,1 мм, но он служит надёжным щитом от агрессивной внешней среды. Такая защита возможна, потому что эпидермис постоянно обновляется: клетки зарождаются в глубине слоя и постепенно продвигаются к поверхности, чтобы превратиться в плотный барьер из ороговевших чешуек.
Эпидермис делится на пять уровней.
- Базальный слой (stratum basale). Это фундамент эпидермиса. Здесь зарождаются кератиноциты — кожные клетки, будущая основа рогового слоя. Отсюда же начинают свой путь меланоциты — клетки, которые вырабатывают пигмент меланин. Именно он определяет цвет кожи и поглощает УФ-лучи, чтобы защищать более глубокие слои от агрессивного воздействия солнечного света.
- Шиповатый слой (stratum spinosum). Это самый толстый и прочный уровень эпидермиса. Клетки здесь живые и активные, они сцеплены друг с другом крошечными мостиками — десмосомами. Такая структура создаёт прочный, но гибкий каркас, который позволяет коже растягиваться и не терять форму. Когда гистологи впервые посмотрели на этот слой под микроскопом, они увидели, что его клетки как будто покрыты множеством маленьких выростов-шипов (это и есть те самые десмосомы). Выросты соединяются с такими же шипами соседней клетки, поэтому слой назвали шиповатым.
- Зернистый слой (stratum granulosum). Здесь живые клетки кератиноциты начинают кардинально меняться: они сильно уплощаются, а внутри них появляются тёмные зёрнышки-гранулы. Эти гранулы производят кератогиалин и жировые вещества. Кератогиалин — это предшественник белка кератина и основа будущего рогового слоя. А жировые вещества образуют водонепроницаемый барьер, который склеивает чешуйки.
- Блестящий слой (stratum lucidum). Это тонкая, прозрачная прослойка из уплощённых мёртвых клеток. Она формируется только в тех зонах, где кожа испытывает максимальное трение: например, блестящий слой можно заметить на ладонях и стопах. Белок кератогиалин здесь превращается в элеидин — это следующая стадия его преобразования в конечный кератин. Элеидин преломляет свет, что придаёт этому слою характерный блеск, который можно разглядеть под микроскопом. Отсюда и название — «блестящий».
- Роговой слой (stratum corneum). Это полностью ороговевшие мёртвые клетки-корнеоциты, которые состоят из кератина. Они скреплены уже знакомой нам липидной прослойкой, которая не пропускает воду и микробы. Постепенно самые верхние чешуйки незаметно отшелушиваются, уступая место новым клеткам снизу.
Дерма
Дерма — это средний слой кожного покрова, его толщина составляет 0,5–5 мм.
Именно он отвечает за прочность, эластичность и питание кожи.
Дерма состоит из двух слоёв.
- Сосочковый слой (stratum papillare). Это верхний уровень дермы, который прилегает к эпидермису. Он образует волнообразную поверхность с многочисленными выростами — сосочками. Такое строение формирует прочное соединение между слоями и предотвращает их смещение при трении и растяжении. Именно форма этих сосочков определяет уникальный рисунок кожи, особенно заметный на кончиках пальцев. Здесь расположена густая сеть тончайших капилляров, которые доставляют кислород и питательные вещества к клеткам эпидермиса, где нет своих сосудов. Здесь же находятся нервные окончания, которые отвечают за тактильную чувствительность.
- Сетчатый слой (stratum reticulare). Эта мощная каркасная структура соединяет дерму с подкожно-жировой клетчаткой. Она состоит из очень плотных и толстых пучков коллагеновых волокон, расположенных параллельно поверхности кожи. Их переплетение образует прочную сеть, которая противостоит растяжению и разрывам. Между пучками коллагена залегают более толстые эластиновые волокна. Морщины и растяжки (стрии) появляются из-за повреждения или изменения структуры этих самых коллагеновых и эластиновых волокон. В этом слое расположены волосяные фолликулы, а ещё сальные и потовые железы.
Гиподерма
Гиподерма, или подкожно-жировая клетчатка, — это самый глубокий слой кожи.
Его толщина зависит от части тела, питания, гормонального фона и генетики. В отличие от чётко слоистых эпидермиса и дермы, у гиподермы дольчатая структура. Она состоит в основном из жировых клеток — адипоцитов, которые собраны в дольки и разделены волокнами соединительной ткани. В этих перегородках проходят нервы и кровеносные сосуды, которые питают кожу.
Функции кожи
Кожа одновременно оберегает нас от внешних угроз, помогает поддерживать внутренний баланс и позволяет ощущать воздействие окружающей среды. Каждый её слой выполняет свои функции. Рассмотрим, как именно кожа справляется со своими задачами.
Терморегуляция
Эта функция позволяет телу поддерживать постоянную температуру. В жару и при физической нагрузке мы краснеем, потому что сосуды в дерме расширяются, а приток тёплой крови к поверхности кожи увеличивается. Тепло активно излучается в окружающую среду, а само тело охлаждается. Для сохранения энергии сосуды в коже, наоборот, сужаются, а приток крови к поверхности резко уменьшается. Это сокращает потерю тепла через излучение, поэтому на холоде мы бледнеем.
Потовые железы тоже участвуют в терморегуляции. Они выделяют пот, который испаряется с поверхности кожи и отводит тепло. А подкожно-жировая клетчатка, наоборот, сохраняет тепловую энергию и защищает внутренние органы от переохлаждения.
Кстати, мурашки, или гусиная кожа, — это рудиментарный механизм терморегуляции, который называется пиломоторным рефлексом. При низкой температуре воздуха мышцы волосяных фолликулов сокращаются, из-за чего и появляются небольшие пупырышки. У наших предков на коже была густая шерсть и этот механизм помогал тёплому воздуху задерживаться у корней волос и согревать тело.
Защита от механических повреждений
Кожа — природный бронежилет, который ежедневно спасает нас от ударов, давления и трения. Роговой слой эпидермиса принимает на себя основную нагрузку при внешних воздействиях. Он постоянно обновляется, поэтому быстро восстанавливается после мелких повреждений.
Дерма отвечает за прочность и гибкость. Волокна коллагена делают кожу устойчивой к разрывам, а эластин позволяет возвращаться в исходное состояние после растяжения.
Гиподерма — это наша естественная подушка безопасности. Жировые дольки смягчают удары, распределяют давление и защищают мышцы, кости и внутренние органы.
Защита от химических повреждений
Пространство между клетками заполнено жирами: церамидами, холестерином, свободными жирными кислотами. Эта водоотталкивающая прослойка непроницаема для водорастворимых веществ — многих кислот и щелочей.
У кожной поверхности слабокислый pH (в среднем 4,5–5,5). Это подавляет рост болезнетворных бактерий и грибков, которые предпочитают нейтральную или щелочную среду. Ещё это позволяет нейтрализовать слабые щелочные воздействия — например, при контакте с мылом или жёсткой водой кожа почти не повреждается.
Иммунная защита
Кожа вырабатывает антимикробные пептиды, которые разрушают клеточные стенки бактерий и вирусов. Если количество этих пептидов снижается, развиваются дерматологические заболевания, например атопический дерматит (экзема). Но бывает и наоборот: при псориазе перепроизводство антимикробных пептидов может вызвать воспаление.
Важную роль в иммунной защите играют клетки Лангерганса. Они захватывают патогены и аллергены и переносят их в ближайшие лимфоузлы. Там в работу вступают лимфоциты, которые запускают мощный иммунный ответ против конкретного врага.
Осязание
Кожа выполняет сенсорную функцию — снабжает мозг информацией об окружающем мире. Это возможно благодаря огромной сети рецепторов, каждый из которых настроен на свой тип воздействия. Например, тельца Мейснера реагируют на лёгкое прикосновение, тельца Пачини — на давление и вибрацию, а ноцицепторы — на тепло, холод или боль. Рецепторы мгновенно преобразуют физическое или термическое воздействие в нервные импульсы, которые по спинному мозгу передаются в головной. Это позволяет нам ощущать текстуры поверхности и чувствовать боль — важный сигнал опасности. Болевые рецепторы мгновенно предупреждают мозг о потенциальном повреждении тканей, что запускает рефлекторную реакцию избегания. Поэтому мы резко отдёргиваем руку от горячего предмета.
Секреция
Потовые железы на коже выполняют не только терморегулирующую, но и секреторно-выделительную функцию. Вместе с потом из организма выходят соли, мочевина, мочевая кислота и другие продукты обмена. Этот процесс помогает работе почек и становится особенно важным при их дисфункции или повышенной нагрузке. Сальные железы выделяют жирорастворимые вещества, продукты распада гормонов, некоторые токсины и себум — кожное сало. Себум образует защитную гидролипидную плёнку, которая предохраняет кожу и волосы от пересыхания, бактерий и внешних повреждений.
Питание
Гиподерма служит энергетическим депо для всего организма. Адипоциты в её структуре не просто пассивно хранят жир: при дефиците калорий или активных физических нагрузках запускается процесс липолиза. Это значит, что жировые клетки расщепляются на жирные кислоты и высвобождаются в кровоток для питания организма. Эти вещества используются мышцами, печенью и другими органами в качестве источника питания. При этом организм не расходует все запасы жира полностью, а сохраняет критический минимум для выживания и нормального функционирования.
Кожа также обеспечивает трофику тканей — процесс клеточного питания и кровоснабжения. В дерме расположена густая сеть кровеносных и лимфатических сосудов. Они доставляют кислород, витамины, микроэлементы и аминокислоты к живым клеткам эпидермиса, а также волосяным фолликулам и железам.
Резюме
Кожный покров — это наш естественный щит, от которого зависит здоровье всего организма. Его сложная многослойная структура работает как слаженный механизм, который обеспечивает жизненно важные функции. Поэтому кожа — удивительный орган, приспособленный как для защиты от негативного воздействия окружающей среды, так и для взаимодействия с ней.
Ответим на ваши вопросы
Свяжемся с вами в течение 5 минут и проведём бесплатную консультацию по вопросам перехода на домашнее обучение
Позвоним с 8 до 21 в рабочие дни
