Особенности строения кожи — эпидермис

В современном мире даже ребенок понимает, что наша кожа – это не просто покров тела, а очень важный незаменимый орган, благодаря которому мы можем полноценно жить и чувствовать себя здоровыми. Клетки кожного покрова выстилаются в самый большой орган человека, который выполняет защитную, дыхательную, барьерную и другие незаменимые функции.

Функции и строение кожи

Известно, что кожа-это не оболочка тела, а многофункциональный орган, который выполняет дыхательную, питательную, выделительную и защитную функции. Кожа является также органом иммуногенеза. Протекающие в коже биохимические реакции обеспечивают в ней постоянный обмен веществ, который заключается в сбалансированных процессах синтеза и распада (окисления) различных субстратов, в том числе и специфических, необходимых для поддержания структуры и функции клеток кожи. В ней протекают химические превращения, находящиеся в связи с обменными процессами других органов, например процессы катаболизма белков, углеводов и липидов. В ней содержатся все необходимые для этого ферменты: оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, синтетазы, изомеразы и липазы. В коже содержатся все виды органических и неорганических веществ, встречающихся в организме: белки, липиды, углеводы, аминокислоты, пигменты, нуклеиновые кислоты, витамины, вода, макро- и микроэлементы. Значение каждого из этих веществ определяется его специфическими свойствами, локализацией в определенных структурах кожи и сводится либо к энергетическому обеспечению процессов жизнедеятельности, либо к участию в образовании продуктов, несущих специфическую функцию, либо к использованию в качестве структурного материала.

В коже осуществляются специфические для нее превращения: образование кератина, коллагена, меланина, кожного сала и пота. Через дермальную сосудистую сеть метаболизм кожи объединяется с обменом веществ всего организма. Необходимость объяснения механизмов прямого воздействия фармацевтических препаратов, вводимых непосредственно в проблемные зоны кожи с целью лечения или коррекции дерматокосметичес-ких проблем, заставляет нас заглянуть в глубину обменных процессов как в эпидермисе, так и в дерме.

Функциональная активность клеточных элементов любого органа и кожи в частности — основа нормальной жизнедеятельности организма в целом. Клетка делится и функционирует, используя метаболиты, приносимые кровью и вырабатываемые соседними клетками. Продуцируя свои собственные соединения, выделяя их в кровь или представляя их на поверхности своей мембраны, клетка общается со своим окружением, организуя межклеточные взаимодействия, во многом определяющие характер пролиферации и дифференцировки, а также сообщает о себе информацию во все регулирующие структуры организма. Скорость и направление биохимических реакций зависит от наличия и активности ферментов, их активаторов и ингибиторов, количества субстратов, содержания конечных продуктов, кофакторов. Соответственно, изменение в структуре этих клеток приводит к определенным изменениям в органе и в организме в целом с развитием той или иной патологии. Биохимические реакции в коже организованы в биохимические процессы, которые органически связаны друг с другом так, как это предусматривается регуляторным фоном, под влиянием которого находится конкретная клетка, группа клеток, участок ткани или весь орган. Регуляторный фон это прежде всего концентрации биологически активных веществ, медиаторов, гормонов, цитокининов, продукция которых находится под жёстким контролем ЦНС. А ЦНС действует прежде всего с точки зрения потребностей организма, с учетом его функциональных и адаптационных возможностей. Медиаторы и гормоны действуют на внутриклеточный обмен через систему вторичных посредников и в результате прямого воздействия на генетический аппарат клеток.

Кожа обладает функцией депонирования, в ней задерживаются токсические вещества, белковые метаболиты (например, остаточный азот при белковой диете и некоторых заболеваниях), тем самым, ослабляя их токсическое действие на   органы, в частности на осуществляет выделительную функцию, освобождая организм от избыточных и токсичных продуктов (вода, соли, метаболиты, лекарственные вещества и др.). Она выполняет также терморегуляционную, барьерную, бактерицидную функции, участвует в газообмене. Организм человека выделяет за сутки через кожный покров 7-9 г углекислоты и поглощает 3-4 г кислорода, что составляет 2% от всего газообмена.

Гистологически кожа — это орган, состоящий из 3 слоев: эпидермиса, дермы и гиподермы. Толщина кожи без подкожно-жировой клетчатки колеблется от 0,8 (в области век) до 4-5 мм (в области ладоней и подошв). Толщина гиподермы варьирует от десятых долей миллиметра до нескольких сантиметров.

Особенности строения кожи — структура эпидермиса

Самый верхний слой кожи — эпидермис, слой постоянно обновляющийся. С более глубоким слоем кожи — дермой — его связывает особая структура — базальная мембрана.

Именно на базальной мембране находится слой зародышевых клеток, которые постоянно делятся, обеспечивая обновление кожи.

Среди этих клеток также располагаются пигментные клетки — меланоциты, отвечающие за цвет кожи, и иммунные клетки (клетки Лангерганса), обеспечивающие защиту кожи от микробов.

Кроме того, считается, что клетки Лангерганса регулируют скорость размножения клеток базального слоя, поддерживая его на оптимально низком уровне.

После стрессового воздействия на кожу, например при проведении химического пилинга, клетки Лангерганса дают сигнал базальным клеткам к усиленному делению.

Функции базальной мембраны:

Во-первых, это фильтр, не пропускающий крупные молекулы в глубокие слои кожи.

Во-вторых, это «связной» между эпидермисом и дермой. Ученые считают, что именно через базальную мембрану эпидермис даёт сигнал клеткам дермы к усилению или замедлению синтеза различных веществ.

Основные клетки эпидермиса — это кератиноциты, которые повторяют в миниатюре путь каждого живущего на земле организма. Они рождаются, растут, проходят свой путь развития и, в конце концов, умирают. Их смерть — это запрограммированный процесс, который является логическим завершением их жизненного пути.

Особенности строения кожи таковы, что клетки эпидермиса постоянно зарождаются, растут и продвигаются вверх, навстречу своей гибели.

Зачем нужна эта гибель клеток?  

Затем, чтобы позволить коже противостоять агрессии окружающей среды. Ведь если бы клетки кожи не умирали, они бы накопили множество дефектов, что привело бы к различным заболеваниям кожи.

Особенности строения кожи — структура эпидермиса

Так и происходит в результате воздействия вредных факторов, например, солнечного облучения. Нарушается программа и клетка надолго застревает на стадии промежуточного развития. Но это, увы, не означает ее «вечной молодости».

Вместо того, чтобы постепенно подниматься к поверхности кожи, такая клетка живет где-то на среднем уровне эпидермиса длительное время, постепенно накапливая повреждения. В результате чего она дает начало опухоли, состоящей из незрелых клеток, постепенно вытесняющей здоровые клетки.

Но даже если не происходит злокачественного перерождения, накопление таких клеток-долгожителей приводит к серьёзным последствиям.

Их генетический аппарат производит большое количество дефектных белков и это оказывает существенное влияние на остальные клетки. Возможно замедление деления клеток базального слоя и тогда происходит постепенное уменьшение толщины эпидермиса, кожа будет выглядеть тусклой и изношенной.

Или, наоборот, происходит утолщение рогового слоя и кожа приобретает «пергаментный» вид.

Зародышевые клетки базальной мембраны способны к почти бесконечному делению.

Сначала образуется клетка, как две капли воды похожая на материнскую. Но когда она отрывается от базальной мембраны и вступает на путь взросления, подается сигнал 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 роговую чешуйку (корнеоцит). Завершение этого процесса происходит в самом верхнем слое кожи, который называют роговым.

Роговой слой кожи, состоящий из мертвых клеток, является основой эпидермального барьера кожи.

Особенности строения кожи и функции кожи удивительны и на этом не заканчиваются.

Продолжение о роли эпидермального барьера читайте в следующей статье.

Процесс кератинизации

Кератинизация — сложный процесс, проходящий в клетках эпидермиса и заканчивающийся отложением кератина (белкового вещества) и жиров в роговом слое, в результате чего роговой слой кожи приобретает прочность и эластичность. Кератин образуется из аминокислот, освобождающихся при дегенерации клеток шиповидного слоя эпидермиса, жир — в основном из кератогиалина зернистого слоя (см. Кожа). Нарушение процесса кератинизации наблюдается при различных дерматозах (см. Дарье болезнь, Кератозы).

Строение эпидермиса и его функции

Строение кожи

Схема строения кожи человека начинается с эпидермиса. Это наружный слой толщиной от 0,03 мм до сантиметра. Клетки эпидермиса направлены на защиту внутренних органов от теплового, химического, механического воздействия. Толщина слоя эпидермиса уплотнена на коленях, ладонях и локтях, что является естественным барьером от повреждений.

Стоит отметить уникальные свойства верхнего слоя кожного покрова, клетки которого при воздействии ультрафиолетового излучения уплотняются, дабы защитить внутренние органы от поражения и предостеречь появление злокачественных опухолей.

Строение эпидермиса и его функции

Клетки эпидермиса постоянно регенерируются, замещая старые поврежденные на новые. Последние образуются в базальном слое кожи и постепенно продвигаются к верхнему слою эпителия. Все «живые» клетки соединяются между собой десмосомами или функциональными мостиками. Их процесс жизнедеятельности составляет всего лишь несколько дней, максимум недель.

После они разрушаются и отшелушиваются естественным способом. Человек может в этом процессе помочь коже. Все, что нужно сделать – это постоянно ее очищать и соблюдать стандартные правила личной гигиены.

Эпидермис состоит из пяти основных слоев: базального (зародышевого), шиповатого, зернистого, блестящего и рогового. Клетки зернистого слоя наполнены специальными гранулами кератогиалинами, которые активно вырабатывают кератин. Это вещество необходимо нашей коже для поддержания молодости, упругости и эластичности.