Кожа - Skin
Кожа | |
---|---|
Подробности | |
Идентификаторы | |
латинский | Кутис |
MeSH | D012867 |
TA98 | A16.0.00.002 |
TA2 | 7041 |
Анатомическая терминология |
Кожа - это слой обычно мягкой, гибкой внешней ткани, покрывающей тело позвоночного животного, с тремя основными функциями: защитой, регулированием и ощущением.
Другие покровы животных , такие как экзоскелет членистоногих , имеют другое происхождение , структуру и химический состав . Прилагательное кожный означает «кожный» (от латинского cutis «кожа»). В млекопитающих , кожа является орган из покровных системы состоит из нескольких слоев эктодермальной ткани и охранников основных мышц , костей , связок и внутренних органов . Кожа иной природы существует у земноводных , рептилий и птиц . Кожа (включая кожные и подкожные ткани) играет решающую роль в формировании, структуре и функционировании внескелетного аппарата, такого как рога крупного рогатого скота (например, крупного рогатого скота) и носорогов, рога шейки матки, оссиконы жирафов, остеодерма броненосцев и костный мозг полового члена / os clitoris .
У всех млекопитающих есть волосы на коже, даже у морских млекопитающих, таких как киты , дельфины и морские свиньи, которые кажутся безволосыми. Кожа взаимодействует с окружающей средой и является первой линией защиты от внешних факторов. Например, кожа играет ключевую роль в защите организма от болезнетворных микроорганизмов и чрезмерной потери воды. Другие его функции - изоляция , регулирование температуры , ощущения и выработка фолиевой кислоты витамина D. Сильно поврежденная кожа может зажить, образуя рубцовую ткань . Иногда это обесцвечивается и депигментировано. Толщина кожи также варьируется от места к месту на организме. У людей, например, кожа, расположенная под глазами и вокруг век, является самой тонкой кожей на теле и имеет толщину 0,5 мм и является одной из первых областей, на которых появляются признаки старения, такие как «гусиные лапки» и морщины. Кожа на ладонях и подошвах стоп - самая толстая кожа на теле, ее толщина составляет 4 мм. Быстрее и качеству заживления ран на коже способствует прием эстрогенов .
Мех - это густые волосы. В первую очередь, мех усиливает изоляцию кожи, но также может служить второстепенным сексуальным признаком или маскировкой . У некоторых животных кожа очень твердая и толстая, и ее можно обрабатывать для создания кожи . У рептилий и большинства рыб на коже есть твердые защитные чешуйки, а у птиц - твердые перья , все из твердых бета-кератинов . Кожа земноводных не является сильным барьером, особенно в отношении прохождения химических веществ через кожу, и часто подвергается воздействию осмоса и диффузионных сил. Например, лягушка, сидящая в растворе анестетика , быстро успокоится, поскольку химическое вещество проникает через ее кожу. Кожа земноводных играет ключевую роль в повседневном выживании и их способности использовать широкий спектр сред обитания и экологических условий.
Этимология
Первоначально слово «кожа» относилось только к выделанной и выделанной шкуре животного, а обычное слово для обозначения кожи человека было «шкура». Кожа заимствована из древнескандинавского skinn «шкура, мех», в конечном счете, от протоиндоевропейского корня * sek-, что означает «резать» (вероятно, это отсылка к тому факту, что в те времена шкура животных обычно срезалась. для использования в качестве одежды).
Структура у человека и других млекопитающих
Дермы | |
---|---|
Идентификаторы | |
MeSH | D012867 |
TA98 | A16.0.00.002 |
TA2 | 7041 |
Анатомическая терминология |
Кожа млекопитающих состоит из двух основных слоев:
- в эпидермис , который обеспечивает гидроизоляцию и служит в качестве барьера для инфекции; а также
- в дерме , который служит в качестве места для придатков кожи;
Эпидермис
Эпидермис состоит из самых внешних слоев кожи. Он образует защитный барьер на поверхности тела, отвечающий за удержание воды в организме и предотвращение проникновения патогенов , и представляет собой многослойный плоский эпителий , состоящий из пролиферирующих базальных и дифференцированных супрабазальных кератиноцитов .
Кератиноциты являются основными клетками , составляющими 95% эпидермиса , при этом также присутствуют клетки Меркеля , меланоциты и клетки Лангерганса . В эпидермисе может быть далее подразделен на следующие слои или слои (начиная с самим верхним слоем):
- Роговой слой
- Stratum lucidum (только в ладонях и подошвах )
- Зернистый слой
- Шиповидный слой
- Stratum basale (также называемый stratum germinativum )
Кератиноциты в базальном слое пролиферируют посредством митоза, а дочерние клетки перемещаются вверх по слою, изменяя форму и состав, поскольку они проходят несколько стадий клеточной дифференцировки, чтобы в конечном итоге стать безъядерными. Во время этого процесса кератиноциты становятся высокоорганизованными, образуя межклеточные соединения ( десмосомы ) между собой и выделяя кератиновые белки и липиды, которые способствуют образованию внеклеточного матрикса и обеспечивают механическую прочность кожи. Кератиноциты из рогового слоя , в конечном счете пролил от поверхности ( шелушение ).
В Эпидермис не содержит кровеносные сосуды , а также клетки в самых глубоких слоях питаются диффузии из кровеносных капилляров , проходящих в верхние слои дермы .
Базальная мембрана
В эпидермис и дерму разделены тонким листом волокон , называемой базальной мембраны , который сделан через действие обеих тканей . Базальная мембрана контролирует движение клеток и молекул между дермой и эпидермисом, но также служит резервуаром для их контролируемого высвобождения во время процессов физиологического ремоделирования или восстановления за счет связывания различных цитокинов и факторов роста .
Дермы
В дермы является слой кожи под эпидермисом который состоит из соединительной ткани и подушки тело от стресса и напряжения. В дермах обеспечивают растяжение прочность и эластичность к коже через внеклеточный матрикс , состоящий из коллагеновых фибрилл , микрофибрилл и эластичных волокон , встроенной в гиалуронана и протеогликанах . Протеогликаны кожи разнообразны и имеют очень специфическое расположение. Например, гиалуронан , версикан и декорин присутствуют во внеклеточном матриксе дермы и эпидермиса , тогда как бигликан и перлекан обнаруживаются только в эпидермисе.
Он содержит множество механорецепторов (нервных окончаний), которые обеспечивают ощущение прикосновения и тепла через ноцицепторы и терморецепторы . Он также содержит волосяные фолликулы , потовые железы , сальные железы , апокринные железы , лимфатические сосуды и кровеносные сосуды . В кровеносных сосудов в дерме обеспечить питание и удаление отходов из собственных клеток , а также для эпидермиса .
Считается, что дерма и подкожные ткани содержат зародышевые клетки, участвующие в формировании рогов, остеодермы и других внескелетных аппаратов у млекопитающих.
В дермах тесно связаны с эпидермисом через базальную мембрану и структурно разделены на две зону: поверхностные территории , прилегающие к эпидермису, называется папиллярная областью , и глубокая толща область , известная как ретикулярная область .
Папиллярная область
Сосочковая область состоит из рыхлой ареолярной соединительной ткани . Он назван в честь его пальцевидных выступов, называемых сосочками, которые простираются к эпидермису . Сосочки придают дерме «неровную» поверхность, которая пересекается с эпидермисом, укрепляя связь между двумя слоями кожи.
Ретикулярная область
Ретикулярная область лежит глубоко в сосочковой области и обычно намного толще. Он состоит из плотной соединительной ткани неправильной формы и получил свое название от плотной концентрации коллагеновых , эластичных и ретикулярных волокон, которые переплетаются по его поверхности . Эти белковые волокна придают дерме свойства прочности , растяжимости и эластичности . В ретикулярной области также расположены корни волос , потовые железы , сальные железы , рецепторы , ногти и кровеносные сосуды .
Подкожная клетчатка
Подкожная ткань (также гиподерма) не является частью кожи, и лежит ниже дермы . Его цель - прикрепить кожу к лежащим ниже костям и мышцам, а также снабдить их кровеносными сосудами и нервами . Он состоит из рыхлой соединительной ткани и эластина . Основные типы клеток - фибробласты , макрофаги и адипоциты (подкожная клетчатка содержит 50% жира ). Жир служит подкладкой и изоляцией для тела.
Микроорганизмы, такие как эпидермальный стафилококк, колонизируют поверхность кожи. Плотность кожной флоры зависит от участка кожи. Дезинфицированная поверхность кожи восстанавливается от бактерий, обитающих в более глубоких областях волосяного фолликула , кишечника и мочеполовых отверстий.
Детальный разрез
Структура у рыб, земноводных, птиц и рептилий
Рыба
Эпидермис рыб и большинства земноводных полностью состоит из живых клеток с минимальным количеством кератина в клетках поверхностного слоя. Как правило, он проницаемый, и в случае многих земноводных фактически может быть основным респираторным органом. В дерме из костистых рыб обычно содержит сравнительно мало из соединительной ткани , найденной в тетрапод . Вместо этого у большинства видов он в значительной степени заменен твердыми защитными костными чешуйками . За исключением некоторых особенно крупных кожных костей, образующих части черепа , эти чешуйки теряются у четвероногих , хотя у многих рептилий , как и у панголинов, есть чешуя другого типа . У хрящевых рыб вместо настоящих чешуек в кожу внедрены многочисленные зубчики, похожие на зубчики .
Потовые и сальные железы являются уникальными для млекопитающих , но другие типы кожных желез встречаются у других позвоночных . Рыба , как правило , имеют множество индивидуальных слизи -secreting кожи клетки , которые помогают в изоляции и защиты, но может также иметь яд железы , фотофоры , или клетки , которые производят более водянистый, серозной жидкости. В амфибий , то слизь клетки собираются вместе , чтобы сформировать мешочек-как желез . Большинство современных земноводных также обладают зернистыми железами на коже, которые выделяют раздражающие или токсичные соединения.
Хотя меланин содержится в коже многих видов, в рептилий , на земноводных и рыб , в эпидермис часто относительно бесцветными. Вместо этого цвет кожи в значительной степени обусловлен хроматофорами в дерме , которые, помимо меланина, могут содержать гуанин или каротиноидные пигменты . Многие виды, такие как хамелеоны и камбалы, могут изменять цвет своей кожи, регулируя относительный размер своих хроматофоров .
Амфибии
Обзор
У земноводных есть два типа желез : слизистые и зернистые (серозные). Обе эти железы являются частью покровов и поэтому считаются кожными . Слизистые и зернистые железы разделены на три разных участка, которые соединяются, чтобы строить железу в целом. Три отдельные части железы - это проток, вставочная область и, наконец, альвеолярная железа (мешок). Структурно проток образуется через кератиноциты и проходит через поверхность эпидермиса или внешнего слоя кожи, таким образом обеспечивая возможность наружной секреции тела. Альвеола железы представляет собой мешковидную структуру, которая находится на дне или в области основания зернистой железы. Клетки в этом мешочке специализируются на секреции. Между альвеолярной железой и протоком находится интеркалярная система, которую можно суммировать как переходную область, соединяющую проток с большим альвеолярным отростком под слоем эпидермиса. В целом гранулярные железы больше по размеру, чем слизистые, однако слизистые железы составляют гораздо большее количество в общем количестве.
Зернистые железы
Гранулярные железы могут быть идентифицированы как ядовитые и часто различаются по типу токсина, а также по концентрации выделений у разных отрядов и видов у земноводных. Они расположены в скоплениях, различающихся по концентрации в зависимости от таксонов амфибий . Токсины могут быть смертельными для большинства позвоночных или не оказывать никакого воздействия на других. Эти железы являются альвеолярными, что означает, что они структурно имеют небольшие мешочки, в которых яд вырабатывается и удерживается до того, как он секретируется при защитном поведении.
Конструктивно протоки зернистой железы изначально сохраняют цилиндрическую форму. Однако, когда протоки становятся зрелыми и наполняются жидкостью, основание протоков набухает из-за давления изнутри. Это заставляет эпидермальный слой образовывать ямчатое отверстие на поверхности протока, в котором внутренняя жидкость будет секретироваться вверх.
Интеркалярная область зернистых желез более развита и зрелая по сравнению со слизистыми железами. Эта область находится в виде кольца клеток, окружающих базальную часть протока, которые, как утверждается, имеют эктодермальную мышечную природу из-за их влияния на просвет (пространство внутри трубки) протока с функциями расширения и сужения во время секреции. Клетки расположены радиально вокруг протока и обеспечивают четкое место прикрепления мышечных волокон вокруг тела железы.
Альвеола железы - это мешок, который разделен на три определенных области / слоя. Наружный слой или фиброзная оболочка состоит из плотно упакованной соединительной ткани, которая соединяется с волокнами губчатого промежуточного слоя, в котором расположены эластичные волокна, а также нервы. Нервы посылают сигналы мышцам, а также слоям эпителия. Наконец, железу окружает эпителий или собственная оболочка.
Слизистые железы
Слизистые железы неядовиты и обладают для земноводных другими функциями, нежели гранулированные. Слизистые железы покрывают всю поверхность тела земноводного и предназначены для поддержания смазки тела. Слизистые железы выполняют множество других функций, таких как контроль pH, терморегуляция, адгезионные свойства по отношению к окружающей среде, поведение против хищников (слизистая для восприятия), химическая коммуникация и даже антибактериальные / вирусные свойства для защиты от патогенов.
Протоки слизистой железы имеют вид цилиндрических вертикальных трубок, которые прорываются сквозь слой эпидермиса к поверхности кожи. Ячейки, выстилающие внутреннюю часть каналов, ориентированы так, что их продольная ось образует углы в 90 градусов, окружающие канал по спирали.
Интеркалярные клетки реагируют идентично клеткам зернистых желез, но в меньшем масштабе. Среди земноводных есть таксоны, которые содержат измененную вставочную область (в зависимости от функции желез), но большинство имеют одинаковую структуру.
Альвеолярные или слизистые железы намного проще и состоят только из слоя эпителия, а также соединительной ткани, которая покрывает железу. Эта железа не имеет собственной оболочки и, по-видимому, имеет тонкие и сложные волокна, которые проходят через мышечный и эпителиальный слои железы.
Птицы и рептилии
В эпидермисе от птиц и рептилий является ближе к млекопитающим , слоем мертвых кератина заполненных клеток на поверхности, чтобы помочь уменьшить потери воды. Похожая картина также наблюдается у некоторых более наземных земноводных, таких как жабы . Однако во всех этих животных там нет четкой дифференциации из эпидермиса в отдельные слои, как это происходит в организме человека , с изменением клеточного типа является относительно постепенным. Эпидермис млекопитающих всегда имеет по крайней мере зародышевый и роговой слой , но другие промежуточные слои, обнаруженные у человека , не всегда различимы. Волосы - отличительная черта кожи млекопитающих, в то время как перья (по крайней мере, среди живых видов) так же уникальны для птиц .
У птиц и рептилий относительно мало кожных желез , хотя может быть несколько структур для определенных целей, таких как секретирующие феромоны клетки у некоторых рептилий или мочеполовая железа у большинства птиц.
Разработка
Кожные структуры возникают из эпидермиса и включают в себя множество элементов, таких как волосы, перья, когти и ногти. Во время эмбриогенеза эпидермис разделяется на два слоя: перидерма (которая утрачивается) и базальный слой . Базальный слой представляет собой слой стволовых клеток и за счет асимметричных делений становится источником клеток кожи на протяжении всей жизни. Он поддерживается как слой стволовых клеток посредством аутокринного сигнала, TGF-альфа , и посредством паракринной передачи сигналов от FGF7 ( фактора роста кератиноцитов ), продуцируемого дермой ниже базальных клеток. У мышей сверхэкспрессия этих факторов приводит к избыточному производству зернистых клеток и толстой кожи.
Волосы и перья образуются по правильной схеме, и считается, что это результат системы реакции-диффузии. Эта система реакции-диффузии объединяет активатор, Sonic hedgehog , с ингибитором, BMP4 или BMP2, для формирования кластеров клеток в регулярном порядке. Эпидермальные клетки, экспрессирующие Sonic hedgehog, вызывают конденсацию клеток в мезодерме . Скопления мезодермальных клеток посылают сигнал обратно в эпидермис, чтобы сформировать соответствующую структуру для этого положения. Сигналы BMP из эпидермиса подавляют образование плакод в соседней эктодерме.
Считается, что образец определяет мезодерма. Эпидермис дает команду мезодермальным клеткам конденсироваться, а затем мезодерма дает команду эпидермису, какую структуру создать, посредством серии взаимных индукций. Эксперименты по трансплантации с участием эпидермиса лягушки и тритона показали, что мезодермальные сигналы сохраняются между видами, но эпидермальный ответ является видоспецифичным, что означает, что мезодерма сообщает эпидермису свое положение, и эпидермис использует эту информацию для создания определенной структуры.
Функции
Скин выполняет следующие функции:
- Защита: анатомический барьер от патогенов и повреждений между внутренней и внешней средой при защите организма. (См. Поглощение кожей .) Клетки Лангерганса в коже являются частью адаптивной иммунной системы .
- Ощущение : содержит множество нервных окончаний, которые подпрыгивают от тепла и холода , прикосновения , давления , вибрации и повреждения тканей (см. Соматосенсорная система и тактильное восприятие ).
- Терморегуляция: Эккринные ( потовые ) железы и расширенные кровеносные сосуды (повышенная поверхностная перфузия ) способствуют потере тепла, в то время как суженные сосуды значительно уменьшают кожный кровоток и сохраняют тепло. Мышцы, выпрямляющие пили, у млекопитающих регулируют угол наклона стержней волос, чтобы изменить степень изоляции, обеспечиваемую волосами или мехом .
- Контроль испарения : кожа представляет собой относительно сухой и полупроницаемый барьер для уменьшения потери жидкости.
- Хранение и синтез : действует как центр хранения липидов и воды
- Всасывание через кожу : кислород , азот и углекислый газ могут диффундировать в эпидермис в небольших количествах; некоторые животные используют их кожу в качестве единственного дыхания органа (в организме человека , то клетка , содержащая самую наружный 0,25-0,40 мм кожи являются «почти исключительно поставляются внешним кислородом», хотя «вклад в общее дыхание является незначительным») Некоторыми лекарства впитывается через кожу .
- Водонепроницаемость: кожа действует как водостойкий барьер, поэтому необходимые питательные вещества не вымываются из организма. Питательные вещества и масла, которые помогают увлажнять кожу, покрыты самым внешним слоем кожи, эпидермисом . Частично этому помогают сальные железы, которые выделяют кожный жир , маслянистую жидкость. Сама по себе вода не вызывает удаления масел на коже, потому что масла, находящиеся в нашей дерме, текут и на них воздействует вода без эпидермиса.
- Камуфляж , будь то кожа голая или покрытая мехом, чешуей или перьями, структуры кожи обеспечивают защитную окраску и узоры, которые помогают скрыть животных от хищников или добычи.
Механика
Кожа - это мягкая ткань, которая демонстрирует ключевые механические свойства этих тканей. Наиболее ярко выраженной характеристикой является J-образная кривая зависимости деформации от напряжения, в которой существует область большой деформации и минимального напряжения, которая соответствует микроструктурному выпрямлению и переориентации коллагеновых фибрилл. В некоторых случаях неповрежденная кожа предварительно натягивается, как гидрокостюмы, вокруг тела дайвера, а в других случаях неповрежденная кожа подвергается сжатию. Маленькие круглые отверстия, пробитые на коже, могут расширяться или закрываться в эллипсы или сжиматься и оставаться круглыми, в зависимости от ранее существовавших напряжений.
Старение
Ткань гомеостаз обычно снижается с возрастом, отчасти потому , что стволовые клетки / прогениторные не самообновление или дифференцируются . В коже мышей митохондриальный окислительный стресс может способствовать клеточному старению и фенотипам старения . Обычно митохондриальная супероксиддисмутаза ( SOD2 ) защищает от окислительного стресса. Используя мышиную модель генетического дефицита SOD2, было показано, что неспособность экспрессировать этот важный антиоксидантный фермент в эпидермальных клетках вызывает клеточное старение, повреждение ядерной ДНК и необратимую остановку пролиферации фракции кератиноцитов .
Старение кожи частично вызвано TGF-β , который уменьшает количество подкожного жира, что придает коже приятный внешний вид и текстуру. TGF-β делает это, блокируя превращение дермальных фибробластов в жировые клетки ; из-за меньшего количества жировых клеток, обеспечивающих поддержку, кожа становится обвисшей и морщинистой. Подкожно-жировая клетчатка также производит кателицидин - пептид , борющийся с бактериальными инфекциями.
Общество и культура
Термин «кожа» может также относиться к покрову небольшого животного, такого как овца , коза ( козья кожа ), свинья , змея (змеиная кожа ) и т.д., или детенышей крупного животного.
Термин « шкура» или « сыромятная кожа» относится к покрытию крупного взрослого животного, такого как корова , буйвол , лошадь и т. Д.
Шкуры и шкуры различных животных используются для изготовления одежды , сумок и других потребительских товаров , обычно в виде кожи , но также и в качестве меха .
Из шкуры овец , коз и крупного рогатого скота делали пергамент для рукописей .
Кожу также можно приготовить, чтобы получилась свиная шкурка или хрустящая корочка .
Смотрите также
- Кожный рефлекс при передвижении человека
- Кожное дыхание - газообмен через кожу
- Линька
- Роль кожи в передвижении
- Снятие шкур
использованная литература
внешние ссылки
- СМИ, связанные с кожей человека на Викискладе?
- Словарное определение кожи в Викисловаре