Клуб выпускников МГУ: Строение и основные функции кожи человека

Период обновления кожи человека

Кожа - это ткань: эластичная, пористая, прочная, водонепроницаемая, антибактериальная, чувствительная, которая может поддерживать тепловой баланс, предохранять от пагубного воздействия внешней среды, выделять жир, обеспечивать сохранность кожи, производить пахучие вещества и восстанавливаться (регенерировать), а так же поглощать одни необходимые химические элементы и отторгать другие, обеспечивать защиту нашего организма от неблагоприятного воздействия солнечных лучей.

pH кожи человека 3,8-5,6.

На поверхности кожи человека находится примерно 5 миллионов волосков. На каждый квадратный сантиметр кожи человека приходится в среднем 100 пор и 200 рецепторов.

На какие слои кожи может воздействовать косметика?

Так как глубоко может проникать косметическая (космецевтическая продукция), может ли косметика достигать дермы?

Согласно законам большинства стран, косметическое средство может иметь только наружное действие. Это означает, что никакие косметические добавки не должны достигать живых слоев кожи и воздействовать на них. Косметические препараты могут и обязаны взаимодействовать только с мертвыми субстанциями кожи и ни при каких обстоятельствах не должны достигать ее живых слоев и, тем более, воздействовать на них. Таково предназначение косметики.

Однако в нижней части эпидермиса не существует какой-либо "заслонки", препятствующей проникновению веществ в глубь дермы (в кровеносные и лимфатические сосуды). Наличие эффективного обмена между эпидермисом и дермой подтверждается экспериментальными данными. Вещества, преодолевшие трансэпидермальный барьер, с определенной долей вероятности поступают в кровь и, в соответствии с этим, способны воздействовать на все ткани организма.

Какие вещества способны проникать глубоко в кожу, преодолевать трансэпидермальный барьер и попадать в дерму?

Доказано, что глубоко в кожу проникают: никатин, кофеин, нитроглицерин, эфирные масла (являются энхэнсерами, их находят в кровеном русле), вит Е задерживается на стыке эпидермиса и дермы, гилаурионовая кислота уже через 30 минут после аппликации достигает дермы, а затем попадает в кровь (источник: Journal of Investigative Dermatology). Ученые из университета Рочестера (University of Rochester Medical Center) пришли к выводу, что наночастицы которые входят в состав солнцезащитных кремов проникают глубоко в кожу. Липосомы - это наночастицы, которые беспрепятственно проникают в глубокие слои кожи и доставляют туда нужные питательные вещества.

Строение и свойства кожи человека: Эпидермис

Эпидермис - это верхний роговой слой кожи, который образован многослойным эпителием. В глубинных слоях эпидермиса клетки живые, там происходит их деление и постепенное движение к наружной поверхности кожи. Сами клетки кожи при этом погибают и превращаются в роговые чешуйки, которые отшелушиваются и удаляются с её поверхности.

Эпидермис практически непроницаем для воды и растворов на её основе. Жирорастворимые вещества лучше проникают через эпидермис за счёт того, что мембраны клеток содержат большое количество жиров и эти вещества как бы «растворяются» в клеточных мембранах.

В эпидермисе отсутствуют кровеносные сосуды, его питание происходит за счёт диффузии тканевой жидкости из подлежащего слоя дермы. Межклеточная жидкость представляет собой смесь лимфы и плазмы крови, вытекающей из конечных петелек капилляров и возвращающеся в лимфатическую и кровеносную системы под влиянием сердечных сокращений.

Из каких клеток состоит эпидермис?

Большинство клеток эпидермиса продуцируют кератин. Эти клетки называют кератиноцитами (шиповатые, базальные и зернистые). Кератиноциты находятся в постоянном движении. Юные кератиноциты появляются на свет при делении зародышевых клеток базальной мембраны, расположенной на границе эпидермиса и дермы. По мере взросления кератиноцит перемещается в верхние слои, сначала в шиповатый слой, затем в зернистый. При этом в клетке синтезируется и накапливается кератин, особо прочный белок.

В конце концов, кератиноцит теряет ядро и основные органеллы и превращается в плоский "мешочек", набитый кератином. С этого момента он получает новое название - "корнеоцит". Корнеоциты - плоские чешуйки, образующие роговой слой (отжившие клетки эпидермиса), отвечающие за барьерную функцию эпидермиса.

Корнеоцит продолжает продвигаться наверх и, достигнув поверхности кожи, отшелушивается. Его место занимает новый. Обычно жизненный путь кератиноцита длится 2 -4 недели. В детстве процесс обновления клеток эпидермиса идет более активно, а с возрастом замедляется.

корнеоциты и керамиды (церамиды)
Корнеоциты скреплены между собой пластичным "цементом", состоящим из двойного слоя особых липидов - керамидов (церамидов). Молекулы керамидов (церамидов) и фосфолипидов имеют гидрофильные "головы" (фрагменты, любящие воду) и липофильные "хвосты" (фрагменты, предпочитающие жиры).

Меланоциты находятся в базальном слое кожи (базальная мембрана) и продуцируют меланин. Это клетки, которые вырабатывают пигмент меланин, придающий коже цвет. Благодаря меланину кожа защищает человека в значительной мере от радиации: инфракрасные лучи полностью задерживаются кожей, ультрафиолетовые только частично. От состояния базальной мембраны а некоторых случаях зависит образование пигментных пятен.

Есть в эпидермисе и специальные клетки Лангерганса, которые выполняют функцию защиты от инородных тел и микробов.

Какова толщина эпидермиса?

Толщина эпидермиса приблизительно равна 0,07 - 0,12 миллиметрам (это толщина полиэтиленовой пленки или бумажного листа), особо грубая кожа нашего тела может достигать толщины 2 мм.

Толщина эпидермиса разнородна: в разных местах кожи она различна. Самый толстый эпидермис, с выраженным ороговевающим слоем находится на подошвах, чуть более тонкий - на ладонях, еще более тонкий - на половых органах и коже век.

За сколько дней происходит полное обновление эпидермиса?

От состояния эпидермиса зависит внешний вид кожи, её свежесть и цвет. Эпидермис состоит из омертвевших клеток, на смену которым приходят новые. Благодаря постоянному обновлению клеток, в день мы теряем около 10 миллиардов клеток, это непрерывный процесс. В течение жизни мы сбрасываем около 18-и килограмм кожи с ороговевшими клетками.

Когда кожа отшелушивается, она очищается - это необходимый процесс обновления кожи, при котором вместе с омертвевшими клетками удаляются все вредные для кожи вещества: клетки уносят с собой пыль, микробы, вещества выделяемые потовыми железами (вместе с потом на поверхность выходят мочевина, ацетон, желчные пигменты, соли, токсические вещества, аммиак и т.д.). и многое другое. Кожа не дает армии микробов добраться до нас: в течение суток нашу кожу атакуют на 1 см от 100 тысяч, до нескольких миллионов всевозможных микробов. Однако, если кожа здоровая, то становится непроницаемой для них.

Чем моложе кожа и здоровее, тем интенсивнее происходит процесс ее обновления. Новые клетки выталкивают старые, старые смываются после того, как мы принимаем душ, умываемся, спим, одеваем одежду. С возрастом обновление клеток происходит все реже и реже, кожа начинает стареть, появляются морщины.

От дермы эпидермис отделяется базальной мембраной (она состоит из эластиновых и коллагеновых волокон) с ростковым слоем непрерывно делящихся клеток, которые постепенно продвигаются от базальной мембраны к поверхности кожи, где затем происходит их лущение и отпадание. Эпидермис целиком обновляется, в точности заменяясь на совершенно новый слой: родинка остается родинкой, ямочки остаются ямочками, веснушки веснушками, клетки с точностью на генетическом уровне воспроизводят, как должна выглядеть кожа в соотвествии с индивидуальными характеристиками каждого конкретного человека.

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 и увеличивается до 35-45 дней к 40-м годам и 56-72 дней после 50-тилетнего рубежа. Именно это является причиной применения антивозрастных и восстанавливающих препаратов в периоде не менее месяца, а для более зрелого возраста - не менее 2-3 месяцев.

Процесс деления и продвижения клеток зрелой кожи не только замедлен, но и неоднороден на разных участкак, что также влияет на эстетический виж кожи. Если омертвые клетки кожи наслаиваются, процесс деления клеток происходит более медленно, что ведет к более быстрому старению кожи. Кроме того, наслоение отмерших клеток усложняет проникновение кислорода и питательных веществ в кожу.

слои эпидермиса
Эпидермис состоит из 12-15 слоев рогового слоя. Однако в зависимости от строения эпидермис можно условно разделить на пять основных зон (слоев): базальный, шиповатый, зернистый, блестящий и роговой. Верхний (внешний) слой эпидермиса состоит из уже мертвых клеток без ядер, внутренний - из живых клеток, еще способных к делению.

Фрагменты рогового, блестящего и зернистого слоев, не обладающие способностью к делению, можно отнести к мертвым структурам кожи, и, соответственно, граница между "живыми и мертвыми" субстанциями должна быть расположена где-то в шиповидном слое.

Базальный слой - наиболее приближенный к дерме внутренний слой эпидермиса. Он состоит из призматического однорядного эпителия и большого количества щелевидных пространств.

Основная масса клеток здесь - кератиноциты, содержащие хроматин и меланин.

Между базальными кератиноцитами располагаются меланоциты, содержащие огромное количество меланина. Меланин образуется в этих клетках из тирозина в присутствии ионов меди. Регулирует этот процесс меланоцитстимулируюший гормон гипофиза, а также катехоламины: адреналин и норадреналин; тироксин, трийодтиронин и андрогены. Синтез мелатонина увеличивается при действии на кожу ультрафиолета. Немалую роль в синтезе меланина играет витамин C.

Среди клеток базального эпителия есть немного специфичных осязательных клеток (Меркеля). Они крупнее кератиноцитов в размерах, содержат осмиофильные гранулы.

Базальный слой обеспечивает прикрепление эпидермиса к подлежащей коже, и содержит камбиальные эпителиальные элементы.

Над базальным слоем находится шиповатый (stratum spinosum). В этом слое в несколько слоев располагаются кератиноциты.

Клетки шиповатого слоя - крупные, форма их неправильная, постепенно становящаяся уплощенной при приближении к зернистому слою. Клетки шиповатого слоя содержат шипики в местах межклеточных контактов.

В цитоплазме шиповатых клеток имеются кератиносомы - гранулы, содержащие лииды - церамиды. Клетки шиповатого слоя выделяют наружу церамиды, которые, в свою очередь, заполняют пространство между клетками в выше лежащих слоях. Таким образом многослойный плоский ороговевающий эпителий становится непроницаемым для различных веществ.

Кроме того, здесь имеются и десмосомы - специализированные структуры клетки.

Кератиноциты в шиповатом слое содержат очень мало хроматина, поэтому они более бледные. Они имеют одну особенность: в их цитоплазме много особых тонких тонофибрилл.

epidermis structure
Зернистый (кератогиалиновый) слой (stratum granulosum) состоит из шиповатых кератиноцитов и отростчатых эпидермоцитов. Предполагается, что эти клетки - «блуждающие» эпидермальные макрофаги, выполняющие защитную функцию.

В зернистом слое насчитывается от 1-3на ладонях и 5-7 на подошвах слоев плоских клеток, тесно прилегающих друг к другу. Их овальные ядра бедны хроматином. Особенность клеток зернистого слоя - своеобразные зерна в их цитоплазме, состоящих из вещества, близкого по строению к ДНК.

Различают два основных вида гранул, находящихся в цитоплазме клеток зернистого слоя: кератоглиановые и пластинчатые. Первые необходимы для образования кератина, а вторые обеспечивают влагонепроницаемость кожи путем выделения специальных липидных молекул на ее поверхность.

4. Блестящий (элеидиновый, прозрачный) слой эпидермиса (stratum lucidum)

Блестящий слой (stratum lucidum) находится над зернистым. Этот слой достаточно тонкий, и хорошо виден лишь на тех участках, где эпидермис наиболее сильно выражен - на коже ладоней и подошв.

Находится не на всех участках кожного покрова, а только там, где толщина эпидермиса значительна (ладони и подошвы), и полностью отсутствует на лице. Состоит из 1-3 рядов плоских клеток, большая часть которых не содержит ядер.

Плоские, однородные кератиноциты - основные клеточные элементы этого слоя. Блестящий слой по своей сути является переходным от живых эпителиальных клеток до ороговевших чешуек, расположенных на самой поверхности кожи человека.

Роговой слой (stratum corneum) - непосредственно контактирующий с внешний средой слой эпидермиса.

Толщина его варьирует на разных участках кожи, причем весьма значительно. Наиболее развит роговой слой на ладонях и подошвах, гораздо тоньше - на животе, сгибательных поверхностях рук и ног, боках, коже век и гениталиях.

Роговой слой имеет в своем составе лишь тонкие безъядерные клетки, плотно прилегающие друг к другу. Роговые чешуйки состоят из кератина - вещества альбуминоидной природы, в избытке содержащего серу, но мало - воды. Чешуйки рогового слоя плотно соединены друг с другом и обеспечивают механическую преграду для микроорганизмов.

Дерма - внутренний слой кожи, толщина которого составляет от 0,5 до 5 мм, наибольшая на спине, плечах, бедрах.

В дерме находятся волосяные фолликулы (из которых растут волосы), а также огромное количество тончайших кровеносных и лимфатических сосудов, обеспечивающих питание кожи, сокращение и расслабление кровеносных сосудов позволяет коже удерживать тепло (терморегуляторная функция). В дерме располагаются болевые и чувствительные рецепторы и нервы (которые ветвятся во все слои кожи и отвечают за ее чувствительность).

В дерме также располагаются функциональные железы кожи, через которые удаляется избыток воды и солей (выделительная функция): потовые (вырабатывают пот) и сальные (вырабатывают кожное сало). Сальные железы производят необхожимое количество кожного сала, которое предохраняет кожу от агрессивного внешнего воздействия: делает кожу водонепроницаемой, бактерицидной (кожное сало вместе с потом создает кислую среду на поверхности кожи, что неблагоприятно действует на микроорганизмов). Потовые железы помогают поддерживать постоянную температуру тела, не давая перегреться, охлаждая кожу путем выделения пота.

Дерма включает в себя два слоя: это сетчатый и сосочковый слои.

Сетчатый слой состоит из рыхлой соединительной ткани. Эта ткань включает в себя внеклеточный матрикс (более подробно о нем мы поговорим ниже) и клеточные элементы.

Сосочковый слой вдаётся в эпидермис и формирует кожные сосочки. Эти сосочки создают особый неповторимый "рисунок" нашей кожи и особенно хорошо заметны на подушечках пальцев и подошвах наших ног. Именно сосочковый слой ответственен за "отпечатки пальцев"!

Основу клеток в дерме составляет фибропласт, который синтезирует внеклеточный матрикс, в том числе коллаген, гиалуроновую кислоту и эластин.

Внеклеточный матрикс, что это такое и из чего он состоит?

В сосав внеклеточного матрикса входят два основных компонента: фибриллярная часть и матрикс.

Фибриллярная часть - это волокна коллагена, эластина, и ретикулина, создающие каркас кожи. Коллагеновые волокна переплетаются между собой, создавая таким образом упругую сеть. Сеть эта располагается почти на поверхности кожи под эпидермисом и составляет остов, который придаёт коже прочность, упругость.

В зоне лица коллагеновые волокна создают особую густую сеть. Колагеновые волокна в ней настолько строго уложены и упорядочены, что формируют линии наименьшего растяжения. Они известны под именем линий Лангера. Они известны косметологам и массажистам: по линиям Лангера производят массаж лица и наносят любые косметические средства. Делается это для того, чтобы не нагружать кожу, не растягивать ее, провоцируя таким образом образование морщин.

В юности каркас из коллагеновых волокн прочен и в силах обеспечить подвижность и гибкость кожи, сохрантв её упругость и форму. К сожалению наш женский век короткий...

Мне очень понравилось сравнение кожи с советской кроватью, в основе которой лежит металлическая сетка. Железные пружины новой кровати быстро возвращаются в исходное положение, но от наргузки пружины каркаса начинают провисать и скоро наша кровать теряет форму. Также работает и наша кожа - молодые пружины (коллагеновые волокна) отлично держат форму, но с возрастом они провисают и становятся дряблыми. Какой бы отличный матрас мы не стилили на поверхность, это не решит нашу проблему.

Матрикс (матрица или аморфная компонента) по своей структуре напоминает гель и состоит из полисахаридов. Больше известными из полисахаридов являются хитозан, полисахариды морских водорослей, гиалуроновая кислота.

Именно компоненты внеклеточного матрикса как аморфные, так и фибриллярные создают кожу изнутри. Сами по себе сахариды не формируют волокон, но они заполняют все промежутки между соединительными клетками и волокнами. Именно по ним и происходит внутритканевый транспорт всех веществ.

В итоге, именно состояние дермы (содержание воды в полисахаридном геле, целостность коллагеновых волокон и др.) определяет состояние эпидермиса и здоровый вид кожи.

Строение и свойства кожи человека: Гиподерма (подкожная жировая клетчатка)

Гиподерма - подкожная основа (жировой слой), защищает наш организм от избыточного тепла и холода (позволяет нам задерживать тепло внутри нас), выполняя функцию термоизолятора, смягчает падение от ударов.

Подкожная жировая клетчатка - хринилище витаминов

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

Подкожная жировая клетчатка очень важна как механическая опора для наружных слоев кожи. Кожа, в которой слабо выражен этот слой, обычно имеет больше морщин и складок, быстрее "стареет".

Важной функцией жировой ткани является гормонопродуцирующая. Жировая ткань способна накапливать в себе эстрогены и даже может стимулировать их синтез (выработку). Таким образом можно попасть в замкнутый круг: чем больше у нас подкожного жира, тем больше вырабатывается эстрогенов. Особенно это опасно для мужчин, поскольку эстрогенные гормоны подавляют у них выработку андрогенов, что может привести к развитию гипогонадизма. Это ведет к ухудшению работы половых желез и ведет к снижению выработки мужских половых гормонов.

Очень важно для нас знать, что в клетках жировой ткани содержится специальный фермент - ароматаза. Именно с ее помощью и осуществляется процесс синтеза эстрогенов жировой тканью. Угадайте, где находится самая активная ароматаза? Правильно, в жировой клетчатке на бедрах и ягодицах!

Что отвечает за наш аппетит и чувство насыщения?

Наша жировая ткань содержит еще одно очень интересное вещество - лептин. Лептин является уникальным гормоном, который отвечает за возникновение чувства насыщения. Лептин позволяет нашему организму регулировать аппетит и через него количество жира в подкожной клетчатке.