Общая характеристика и функции кожи

 

Кожа покрывает почти всю поверхность тела человека и является одним из самых крупных органов. Ее общая поверхность у взрослого 1,5-2 м², масса составляет 4-6 % массы тела, объем около 1/6, 1/7 части всего тела, рН кожи составляет 5-7,5. Эпидермис имеет отчетливо кислую активную реакцию, дерма и подкожная клетчатка - нейтральную и слабощелочную. Кислая активная реакция эпидермиса имеет защитное значение, так как она неблагоприятна для развития микробов. Активная реакция кожи в разных ее участках различна, наиболее кислая активная реакция на эпидермисе головы, наиболее щелочная - на эпидермисе подмышечных впадин и паховых складок.

Кожа выполняет много важнейших функций:

1. Образует покров тела и защищает подлежащие ткани от повреждения. Здоровая кожа непроницаема для микроорганизмов, растворенных ядовитых и вредных веществ. Роговой слой значительно ослабляет давление, трение и удары. На участках тела, которые многократно механически раздражаются, роговой слой становится толще, и появляются мозоли.

В механической защите организма особенно велика роль коллагеновых волокон кожи, которые сопротивляются разрыву в 43 раза больше, чем эластические. В коже взрослого человека содержится около 3 дм³ воды, которая уменьшает сопротивление кожи деформации. Поэтому при набухании кожи уменьшаются ее сопротивление давлению и прочность на разрыв.

В защите кожи от электромагнитных волн существенная роль принадлежит пигменту кожи меланину, который образуется при окислении аминокислоты тирозина с участием фермента тирозиназы. Синтез меланина активируется ультрафиолетовыми и рентгеновыми лучами. Этот пигмент сильно поглощает ультрафиолетовые лучи, поэтому пигментация кожи защищает организм от вредного действия солнечных лучей.

Кожа обладает значительно большим сопротивлением электрическому току, чем расположенные под ней ткани, благодаря содержанию воздуха между клетками рогового слоя.

Радиоактивные изотопы проникают через кожу при нарушении ее целости. Альфа- и бета-лучи поглощаются кожей, поэтому они поражают главным образом кожу, а гамма-лучи проникают через кожу во внутренние органы и при соответствующей дозе вызывают лучевую болезнь. Химические раздражители проникают через кожу или вызывают ее повреждения. Через кожу проникают газообразные вещества, например, кислород, углекислый газ, сероводород, вещества, растворяющие липиды или растворяющиеся в липидах, - йод, спирт, хлороформ, эфир, боевые отравляющие вещества, мази, содержащие фенол, деготь и др. Вода и растворенные в ней соли практически не всасываются. Очень слабо всасываются водные растворы сильных кислот и оснований.

На поверхности кожи здорового человека всегда находятся разнообразные микроорганизмы, количество и состав которых зависят от возраста, условий жизни и работы. На коже взрослых в несколько раз больше микробов, чем у детей. Защита кожи от этих биологических раздражителей осуществляется роговым слоем, который непроходим для микробов. Кожа обладает также стерилизующими, бактерицидными свойствами - способностью уничтожать микробов. Чистая кожа вызывает гибель гораздо большего числа микробов, чем грязная. Бактерицидность кожи неодинакова на разных ее участках; наибольшая бактерицидность на коже пальцев рук, значительно меньшая - на спине и предплечье. Бактерицидные свойства кожи зависят от интенсивности обмена веществ, содержания в кожном сале и поте молочной и свободных жирных кислот, содержания в ней лизоцима, а возможно и других антибиотиков. Чем чище кожа, тем больше образуется в ней лизоцима, разрушающего некоторые микробы. Поэтому чистая кожа обладает значительно большей бактерицидностью (в 17 раз), чем грязная.

2. Осуществляет обмен веществ между внешней и внутренней средой. Особенно велика роль кожи в водно-солевом обмене. В коже содержится 6-8 % всей воды тела и до 1 % минеральных веществ. В сутки через кожу выделяются около 500 мл воды, то есть 1 % всего ее количества в организме, растворенные в ней соли и конечные продукты азотистого обмена. По содержанию воды кожа занимает второе место после мышц. В коже взрослого человека содержится 6-8 % всей воды тела, что составляет без подкожной клетчатки у взрослого человека 62-71 % от ее веса. Содержание воды в верхних слоях дермы на 2-3 % больше, чем в нижних. Часть воды образуется в коже при окислении органических веществ, особенно жиров. Количество минеральных веществ равно 0,7-1 % сухого веса кожи. Подкожная клетчатка содержит примерно в два раза меньше воды и минеральных веществ, а хлористого натрия в 5-8 раз меньше. Большая часть ионов натрия и хлора находится во внеклеточной жидкости, а ионов калия, фосфора и кальция - во внутриклеточной. Калия и кальция в коже значительно больше, чем в плазме крови, а хлора меньше. Ионы натрия увеличивают способность белков связывать воду, и, следовательно, натрий регулирует выведение воды из организма. Ионы калия и особенно кальция действуют противоположным образом. На содержание воды в коже оказывают влияние нервная система и гормоны надпочечников, щитовидной и паращитовидных желез.

У человека кожа выполняет незначительную дыхательную функцию, ее газообмен составляет около 1 % от общего газообмена. Кожный газообмен повышается во время тяжелой мышечной работы, пищеварения и при повышении температуры воздуха. При температуре воздуха 40 °С газообмен через кожу увеличивается в три раза. Дыхание через кожу в разных участках неодинаково: наиболее интенсивное на туловище и голове, наименее - на руках и ногах. У детей газообмен больше, чем у взрослых.

В обмене веществ всего организма кожа принимает большое участие как депо крови. В ней депонируется до 1 литра крови. Нарушения обмена веществ в организме приводят к сдвигам обмена веществ в коже и расстройствам ее функций. Углеводный обмен кожи равен 15-18 % углеводного обмена всего организма. В коже содержится 55-80 мг % сахара; в поверхностных слоях больше, чем в глубоких. Следовательно, сахара в коже примерно в два раза меньше, чем в крови. В регенерирующем эпидермисе содержится больше гликогена, чем в нормальном. Углеводный обмен кожи регулируется нервной системой, например, при внушении человеку неприятных эмоций изменялось содержание сахара в коже, а во время сна оно уменьшалось. Количество сахара в коже увеличивается при введении гормонов щитовидной железы и надпочечников.

В коже содержится 20-25 % всех белков тела. Белки кожи составляют 63 % от общего количества ее органических веществ. К белкам кожи относятся коллаген, эластин, альбумины, глобулины, кератин, нуклеопротеиды и нуклеомукоиды, ДНК, РНК. Имеются индивидуальные различия в количестве и составе белков у разных людей. При действии ультрафиолетовых лучей резко увеличивается расщепление белков кожи.

В нормальном обмене веществ кожи участвуют все витамины. На обмен белков кожи влияют главным образом витамины А, В₁ В₆, B₁₂, С, D, Е, Р, Н, на обмен жиров - В₁ В_х, Е, углеводов - В₁, В_2.. Авитаминозы и гиповитаминозы сопровождаются разнообразными поражениями кожи. В коже содержатся нейтральные жиры и липиды. Из общего количества липидов, содержание которых в коже 2,5-9,5 %, на долю холестерина приходится 18-23 %. В коже имеется провитамин D, образующийся из липидов, который при действии ультрафиолетовых лучей превращается в витамин D. В коже содержатся многочисленные ферменты: амилазы, липаза, протеазы, фосфатаза и др. Их количество и активность неодинаковы в разных участках кожи. Содержание большинства ферментов в коже значительно меньше, чем в крови.

3. Теплоотдача и поддержание постоянства температуры тела. Около 82 % всех тепловых потерь организма происходит через кожу. При нарушении теплоотдачи может возникнуть перегревание и тепловой удар. Поддержание температуры тела осуществляется путем регуляции просвета сосудов в зависимости от температуры внешней среды.

4. Благодаря обильной иннервации, т. е. наличия разнообразных рецепторных нервных окончаний, кожа представляет собой рецепторное поле, обеспечивающее связь с внешней средой. В коже располагаются терморецепторы, механорецепторы, ноцицепторы. Первые воспринимают изменение температуры, вторые - прикосновения к коже, третьи - болевые раздражения. Тела чувствительных нейронов, по дендритам которых распространяются импульсы от таких рецепторов, залегают в спинно-мозговых узлах и чувствительных узлах черепных нервов.

5. Кожа является носителем вторичных половых признаков: оволосение кожи, степень развития молочных желез; распределение и толщина подкожной жировой клетчатки у мужчин и женщин различны.

 

Строение кожи

 

Кожа состоит из трех слоев: наружного - эпителиального, или эпидермиса, происходящего из эктодермы, и соединительно-тканного, или дермы, происходящего из мезодермы. Под дермой находится гиподерма, соединенная с подлежащими тканями глубокими фасциями и в ряде мест превращающаяся в подкожную жировую клетчатку.

Эпидермис образован многослойным плоским ороговевающим эпителием, толщина которого (0,03-2,5 мм) неодинакова в разных областях тела. Так, на участках, подвергающихся постоянному механическому давлению (ладони, подошвы), его толщина больше, чем на груди, животе и других частях тела. Среди базальных клеток эпителия имеются пигментные эпителиоциты, богатые зернами пигмента меланина (меланоциты), от количества которого зависит цвет кожи. Меланин защищает подлежащие ткани от ультрафиолетовых лучей. Расположенные в глубине покровного эпителия клетки базального и шиповатого слоев функционально объединены и ростковый слой. Выше расположен зернистый слой, состоящий из нескольких слоев уплощенных клеток, содержащих крупные зерна кератогиалина. Кератогиалин по мере продвижения клеток в верхние слои превращается в кератин, а сами клетки перерождаются в роговые чешуйки.

Поверхностный (роговой) слой представляет собой множество слоев роговых чешуек, содержащих белок кератин и пузырьки воздуха. Этот слой водонепроницаем, отличается плотностью, упругостью, что особенно важно - через него не проникают микроорганизмы. Роговые чешуйки постоянно слущиваются и заменяются новыми, которые подходят к поверхности из глубже лежащих слоев клеток. Эти клетки в процессе миграции к поверхности постепенно ороговевают. Полная смена клеток в эпидермисе подошвы человека происходит в течение 10-30 дней.

Дерма, или собственно кожа, толщиной 1-2,5 мм образована соединительной тканью. В ней различают сосочковый и сетчатый слои. Сосочковый слой находится под эпидермисом и выполняет трофическую функцию. Этот слой состоит из рыхлой волокнистой неоформленной соединительной ткани, которая образует сосочки, внедряющиеся в эпидермис. Благодаря наличию сосочков на поверхности кожи видны гребешки, разделенные бороздками кожи. Гребешки, соответствующие возвышениям сосочков дермы, и бороздки между ними формируют, особенно на ладонях и стопах, строго индивидуальный сложный рисунок кожной поверхности, сохраняющийся в течение всей жизни человека. Строение кожного рельефа широко используется для идентификации личности в криминалистике. В сосочковом слое имеются миоциты, связанные с волосяными луковицами. В дерме лица, мошонки, соска молочной железы, тыльной поверхности конечностей имеются самостоятельные пучки миоцитов, не связанные с луковицами волос, при сокращении которых возникает хорошо известная картина, так называемая «гусиная кожа».

Под сосочковым слоем находится сетчатый слой, который состоит из плотной неоформленной соединительной ткани, содержащей крупные пучки коллагеновых волокон, образующих сеть. На стопе, локтях, концевых фалангах пальцев, подвергающихся постоянному давлению, ячейки сети широкопетлистые. Наряду с коллагеновыми в сетчатом слое имеется сеть эластических и небольшое количество ретикулиновых волокон. В сетчатом слое залегают корни волос, потовые и сальные железы.

Пучки коллагеновых волокон сетчатого слоя переходят в подкожную основу - клетчатку, содержащую жировую ткань. Этот слой играет важную роль в терморегуляции и является жировым депо организма. Наибольшего развития жировая ткань достигает в области ягодиц и подошв, где она выполняет механическую функцию. В коже век, мошонки жировая клетчатка отсутствует. Как правило, жировой слой больше развит у женщин.

 

Производные кожи

 

Производными кожи являются волосы, которыми покрыта почти вся кожа. Исключения составляют ладони, подошвы, переходная часть губ, головка полового члена, малые половые губы. Наибольшее число волос находится на голове. Волосы обеспечивают дополнительную защиту кожи в самых уязвимых местах. Характер оволосения зависит от пола, возраста и относится к вторичным половым признакам. В период полового созревания начинается усиленный рост волос в подмышечных впадинах, на лобке, у мужчин - на лице, конечностях, груди, животе. Различают три типа волос: длинные (волосы головы, лобка, бороды, усов), щетинистые (волосы бровей и ресниц), пушковые - на остальной поверхности тела.

Волос состоит из стержня и корня выступающего над поверхностью кожи, находящего в толще дермы. Корень волоса находится в волосяном мешке (фолликуле), образованном эпителиальным (корневым) влагалищем и соединительно-тканной сумкой. К сумке волоса прикрепляется мышца - подниматель волоса. В сумку открывается сальная железа. Сокращаясь, мышца поднимает волос, сдавливает сальную железу, благодаря чему выделяется ее секрет. Корень волоса заканчивается расширенной волосяной луковицей, за счет которой волос растет. Стержень волоса состоит из мозгового и коркового вещества, образованного роговыми чешуйках, содержащими зерна пигмента и пузырьки воздуха. С возрастом количество пузырьков увеличивается, а синтез пигмента постепенно прекращается, волосы седеют. Волосы сменяются в сроки от 2-3 месяцев до 2-3 лет.

Ногти представляет собой роговую пластинку, лежащую на соединительно-тканном ногтевом ложе, ограниченную у основания и с боков ногтевыми валиками. Ноготь растет за счет деления ростового слоя эпителия ногтевого ложа в области корня. Делящиеся клетки, подобно эпителиоцитам эпидермиса, продвигаясь вперед, ороговевают.

К железам кожи относятся потовые, сальные и молочные железы.

Потовые железы в количестве около 2-2,5 млн представляют собой простые трубчатые железы. Их секреторные отделы извитые, образуют клубочки. Длинный выводной проток прободает кожу и открывается на ее поверхности. Секрет потовых желез - пот на 98 % состоит из воды и на 2 % из органических и неорганических веществ (минеральные соли, мочевина, мочевая кислота).

Сальные железы - простые альвеолярные, располагаются на границе между сосочковым и сетчатым слоями дермы. Сальные железы отсутствуют лишь на ладонях и подошвах, наибольшее количество их на голове, лбу, щеках, подбородке. Железа состоит из альвеолярного начального отдела и короткого выводного протока, который открывается в волосяной мешочек. Общая масса выделяемого ими за сутки кожного сала может достигать 20 г. Кожное сало, будучи бактерицидным, не только смазывает волосы и эпидермис, но и предохраняет кожу от микробов. В период полового созревания у мальчиков функция сальных желез активизируется, что связано с влиянием мужских половых гормонов.

Молочная (грудная) железа расположена на передней поверхности большой грудной мышцы. У девственниц масса ее около 150-200 г, у кормящей женщины 300-400 г. На передней поверхности железы в центре находится пигментированный сосок, окруженный пигментированным околососковым кружком. На поверхности соска открываются 10-15 млечных пор. В коже соска и околососкового кружка множество миоцитов, при сокращении которых сосок напрягается.

Молочная железа является измененной потовой железой. У мужчин железа неразвита. У взрослой женщины она состоит из 15-20 долей, между которыми располагается жировая и рыхлая волокнистая соединительная ткань. Каждая доля - это сложная альвеолярная железа, выводной проток которой направляется радиально к соску. Не доходя до соска, проток, расширяясь, образует млечный синус. Начальные отделы железы некормящей женщины представляют собой лишь млечные альвеолярные протоки. Под влиянием эстрогена и прогестерона с конца пятого месяца и до конца беременности на их концах формируются альвеолы. Железистые клетки окружены корзинчатыми миоэпителиоцитами, расположенными на базальной мембране, сокращение которых приводит к выдавливанию молока в протоки. Секреция молока стимулируется лактотропным гормоном гипофиза. После окончания периода лактации ребенка постепенно происходит обратное развитие молочной железы. Сохраняются лишь некоторые альвеолы.

У новорожденной девочки секреторные отделы молочных желез не развиты, лишь имеется недоразвитая система протоков. В препубертатном периоде быстро растет жировая ткань. К моменту половой зрелости железа становится округлой, но увеличение ее происходит в основном за счет жировой ткани.

Секретировать молочные железы начинают сразу после рождения ребенка. Первые 2-3 дня железы выделяют молозиво, отличающееся по своему составу от молока. Молозиво содержит меньше белка казеина и имеет желтоватый цвет. Выделение молока начинается на третий день, оно содержит воду, органические и неорганические вещества. Белый цвет молока зависит от мельчайших жировых капель, находящихся во взвешенном состоянии (до 2 млрд в 1 мл молока). Жира в молоке содержится 2-4 %, белка казеина - около 4 %. В молоке имеются молочные альбумин и глобулин. Углеводы в виде лактозы составляют

3-6 %, соли (0,75 %) представлены фосфорнокислыми, сернокислыми, хлористыми соединениями калия, кальция, натрия и других элементов. В молоке имеются витамины А, В, С, D, а также антитела. В сутки у кормящих женщин вырабатывается до 0,5-1 л молока.

 

Возрастные особенности кожи

 

У новорожденных отношение веса кожи к весу тела 19,7 %, у взрослых -17,7 %. Дерма новорожденных в 1,5-3 раза тоньше, по сравнению со взрослыми, а подкожной клетчатки примерно в пять раз больше на единицу поверхности и веса тела, чем у очень полных взрослых. С возрастом эпидермис и особенно роговой слой утолщаются, и к семи годам его строение незначительно отличается от взрослого. С возрастом, с увеличением толщины рогового слоя снижается активность ферментов и уменьшается концентрация гликогена. Чем младше ребенок, тем быстрее происходит у него слущивание поверхностных клеток рогового слоя. Дерма детей первых лет жизни значительно богаче, чем взрослых, клеточными элементами. Коллагеновые волокна дермы в раннем детстве состоят из рыхлых пучков, которые к 10-12 годам становятся толще и плотнее, они сильно скручиваются, переплетаются и не имеют определенной ориентации. Это обеспечивает растяжимость и эластичность кожи. Дерма утолщается до 16-30 лет. С восьми лет интенсивно увеличиваются количество, толщина и длина находящихся в ней эластических волокон. В раннем возрасте наибольшее количество эластических волокон находится в коже ладоней, подошв, полового члена и ягодиц. К семи годам почти заканчивается развитие сосочкового слоя, базальная мембрана между эпидермисом и дермой нежная и рыхлая. На первом году жизни в подкожной жировой клетчатке состав ненасыщенных жирных кислот значительно отличается от взрослых. Подкожный жир у детей содержит 68 % олеиновой кислоты и 29 % пальмитиновой, а у взрослых - 90 % олеиновой и 8 % пальмитиновой.

В коже детей сравнительно больше капилляров. С возрастом кровеносные и лимфатические сосуды развиваются и продолжается развитие рецепторов кожи. Полное развитие капилляров кожи заканчивается в 13-14 и даже в 14-16 лет. С возрастом кроме расширения капилляров кожи появляется и их сужение. К 7-12 годам сначала преобладает сужение, а затем расширение, уменьшаются латентный период, продолжительность и скорость возвращения к исходному уровню реакций капилляров. У детей младшего возраста их тонус больше колеблется, чем у старших.

Поверхность кожи у детей и подростков на 1 кг веса тела значительно больше, чем у взрослых. Чем младше ребенок, тем больше на 1 кг веса поверхность кожи (см²): у новорожденных - 700, у ребенка 1 года - 530, шести лет - 450, 10 лет - 425, у подростков 15 лет - 380, у взрослого - 220.

В течение первого года жизни у ребенка несколько раз сменяются волосы. Брови и ресницы новорожденного малы, а к 3-5 годам достигают такой же длины, как у взрослых. Количество волос на 1 см² кожи у детей значительно больше, чем у взрослых; у новорожденных приблизительно в два раза больше, чем у детей семи лет. Строение и цвет волос изменяются с возрастом, и окончательное их развитие заканчивается после полового созревания.

Количество сальных желез на 1 см² кожи лица новорожденного в 4-8 раз больше по сравнению со взрослым. К семи годам большинство сальных желез атрофируется; они имеют меньший размер, чем у новорожденных, но снова увеличиваются в период полового созревания с 11 -13 лет и достигают максимального развития к 18-25 годам. У детей 3-7 лет функция сальных желез значительно снижена, в 10-12 лет она на 30-40 % меньше, чем у взрослых, к 15-16 годам повышается и к 18 годам достигает максимума.

Потовые железы обнаруживаются у детей на 4-5 месяце утробной жизни. В подмышечных впадинах они начинают развиваться позднее, чем в других участках кожи. Развитие большинства желез заканчивается до рождения. Количество потовых желез на 1 см² кожи у новорожденных значительно больше, чем у взрослых. С возрастом оно уменьшается, но в семь лет все еще в несколько раз превышает количество потовых желез взрослых. С возрастом увеличиваются длина и просвет секреторных трубок апокриновых потовых желез.

В раннем детстве кожа более проницаема для газов и веществ, растворенных в воде, чем у взрослых. В коже детей больше воды, поэтому ее сопротивление деформации меньше, чем у взрослых. С возрастом увеличивается прочность кожи на разрыв, особенно резко она возрастает к 15 годам, уменьшается способность к растяжению и ее эластичность.

У детей от 3 до 8 лет только сильное механическое раздражение кожи вызывает красный дермографизм. С 8 до 15 лет тонус нервно-сосудистого аппарата кожи ниже, чем у взрослых, поэтому сосуды кожи расширяются при ее механическом раздражении. У юношей местный красный дермографизм продолжается 1,5 мин.

От 3 до 7 лет электрическое сопротивление кожи по сравнению со взрослыми больше. У детей трех лет оно выше, чем у детей семи лет. Следовательно, чем младше ребенок, тем больше электрическое сопротивление кожи. Защитная, бактерицидная функция кожи осуществляется лизоцимами, которые расщепляют оболочки микробов. У детей она меньше, чем у взрослых, с возрастом увеличивается и к 11-14 годам больше, чем у взрослых. Кожное дыхание, или проницаемость кожи для кислорода и углекислого газа, у детей по сравнению со взрослыми значительно больше.

 

Вопросы для самоконтроля:

1. Строение кожи.
2. Производные кожи.
3. Общая характеристика и функции кожи.
4. Возрастные особенности кожи.