Какие основные функции кожи. Функции кожи
Кожа (лат. cutis) - наружный покров тела человека, животного - сложный орган. В биологии - наружный покров позвоночных животных. Кожа защищает тело от широкого спектра внешних воздействий, участвует в дыхании, терморегуляции, обменных и многих других процессах. Кроме того, кожа представляет массивное рецептивное поле различных видов поверхностной чувствительности (боли, давления, температуры и т. д.). Кожа является самым большим органом. Площадь кожи у взрослого человека достигает 1,5-2,3 м², масса 4-6 %, а вместе с гиподермой 16-17 % от общей массы тела.
Защитная функция кожи
Механическая защита организма кожей от внешних факторов обеспечивается плотным роговым слоем эпидермиса, эластичностью кожи, ее упругостью и амортизационными свойствами подкожной клетчатки. Благодаря этим качествам кожа способна оказывать сопротивление механическим воздействиям – давлению, ушибу, растяжению и т.д.
Кожа в значительной мере защищает организм от радиационного воздействия. Инфракрасные лучи почти целиком задерживаются роговым слоем эпидермиса; ультрафиолетовые лучи задерживаются кожей частично. Проникая в кожу, УФ-лучи стимулируют выработку защитного пигмента – меланина, поглощающего эти лучи. Поэтому у людей, живущих в жарких странах кожа темнее, чем у людей, живущих в странах с умеренным климатом.
Кожа защищает организм от проникновения в него химических веществ, в т.ч. и агрессивных.
Защита от микроорганизмов обеспечивается бактерицидным свойством кожи (способность убивать микроорганизмы). На поверхности здоровой кожи человека обычно бывает от 115 тысяч до 32 миллионов микроорганизмов (бактерий) на 1 кв. см. Здоровая кожа непроницаемая для микроорганизмов. С отслаивающимися роговыми чешуйками эпидермиса, салом и потом с поверхности кожи удаляются микроорганизмы и различные химические вещества, попадающие на кожу из окружающей среды. Кроме того, кожное сало, пот создают на коже кислую среду, неблагоприятную для размножения микробов.
Абсорбционная (всасывательная) функция кожи
Всасывание воды и растворенных в ней солей через кожу практически не происходит. Некоторое количество водорастворимых веществ всасывается через сально-волосяные мешочки и через выводные протоки потовых желез в период отсутствия потовыделения. Жирорастворимые вещества всасываются через наружный слой кожи – эпидермис. Газообразные вещества (кислород, углекислота и др.) всасываются легко. Также легко всасываются через кожу отдельные вещества, растворяющие жиры (хлороформ, эфир) и некоторые растворяющиеся в них вещества (йод).
Большинство ядовитых газов через кожу не проникает, кроме кожно-нарывных отравляющих веществ – иприта, люизита, и др. Лекарства всасываются через кожу по-разному. Морфин всасывается легко, а антибиотики в незначительном количестве.
Выделительная функция кожи
Выделительная функция кожи осуществляется посредством работы потовых и сальных желез. Количество выделяемых через потовые и сальные железы веществ зависит от пота, возраста, характера питания и различных факторов окружающей среды. При ряде заболеваний почек, печени, легких выделение веществ, которые обычно удаляются почками (ацетон, желчные пигменты и др.), увеличивается.
Потоотделение осуществляется потовыми железами и происходит под контролем нервной системы. В состав пота входят вода, органические вещества (0,6%), хлористый натрий (0,5%), примеси мочевины, холена и летучих жирных кислот.
Терморегулирующая функция кожи
В процессе жизнедеятельности организма вырабатывается тепловая энергия. При этом организм поддерживает постоянную температуру тела, необходимую для нормального функционирования внутренних органов, независимо от колебаний внешней температуры. Процесс поддержания постоянной температуры тела называется терморегуляцией. На 80% теплоотдача осуществляется через кожу путем испускания лучистой тепловой энергии, теплопроведения и испарения пота.
Слой подкожной жировой клетчатки, жировая смазка кожи являются плохим проводником тепла, поэтому препятствуют избыточному поступлению тепла или холода извне, а также излишней потере тепла.
Термоизолирующая функция кожи снижается при её увлажнении, что приводит к нарушению терморегуляции. При повышении температуры окружающей среды происходит расширение кровеносных сосудов кожных покровов – кровоток кожи усиливается. При этом повышается потоотделение с последующим испарением пота и усиливается теплоотдача кожи в окружающую среду. При понижении температуры окружающей среды происходит рефлекторное сужение кровеносных сосудов кожи; деятельность потовых желез угнетается, теплоотдача кожи заметно уменьшается.
Основные функции кожи: обеспечение защитного барьера между телом и окружающей средой, в том числе защита от механических повреждений, радиации, химических раздражителей, бакте-
рий, а также иммунная, рецепторная. терморегулирующая, обменная, резорбционная, секреторная, экскреторная, дыхательная.
Защитная функция кожи включает механическую защиту от внешних воздействий.
Механическая защита кожи от давления, ушибов, разрывов, растяжения и т. п. обусловлена плотностью способного к репарации эпидермиса, эластичностью и механической устойчивостью волокнистых структур соединительной ткани дермы, а также буферными свойствами подкожной жировой клетчатки. Наиболее важная роль в реализации защитных механизмов кожи принадлежит эпидермису. Прочность его важного компонента – рогового слоя – обеспечивается белками и липидами, а эластичность – белками, липидами и низкомолекулярными продуктами распада кератогиалина, связывающими и задерживающими в роговом слое воду. Напротив, дермо-эпидермальное соединение в коже человека является относительно слабым
местом. Этим объясняется легкое повреждение поверхностного коллагена сосочкового слоя дермы при буллезных дерматозах. Преимущественно с дермой связана резистентность кожи к разрыву в ответ на воздействие тупым предметом. При этом эластичность кожи обусловлена распрямлением коллагеновых волокон вдоль оси натяжения, а возвращение к исходному состоянию – эластическими волокнами. Нарушение структуры коллагеновых во.чокон приводит к чрезмерной растяжимости кожи. Способность кожи к компрессии с формированием ямки при вдавливании в кожу небольшого предмета обусловлена оттоком межклеточной склеивающей субстанции между коллагеновыми волокнами дермы.
Защита кожи от радиационных воздействий реализуется в первую очередь роговым слоем, задерживающим инфракрасные лучи полностью, а ультрафиолетовые – частично. В зависимости от длины волны и биологического действия на организм различают: УФ-
А (320-400 нм), УФ-В (290– 320 нм) и УФ-С (200-290
нм). УФ-В воздействуют преимущественно на уровне эпидермиса, являются основной причиной солнечных ожогов, преждевременного старения кожи, а в дальнейшем – предрака и рака кожи. УФ-А могут проникать глубоко в дерму, обладают наименьшей эритематогенной способностью, однако могут провоцировать
повышенную чувствительность к солнцу, а также играют важную роль в старении кожи. Кожа имеет два барьера, препятствующих повреждающему действию УФ радиации: 1) меланиновый барьер в эпидермисе и 2) протеогликановый барьер, концентрирующийся в роговом слое. Действие каждого из них направлено на уменьшение ее абсорбции ДНК и другими компонентами клетки. Меланин – крупный полимер, способный поглощать свет в широком диапазоне волн от 200 до 2400 им и тем самым защищающий клетки от вредного воздействия избыточной инсоляции. Меланин синтезируется меланоцитами базального слоя эпидермиса и переносится в смежные с ними кератиноциты в меланосомах. На синтез меланина влияет также меланостимулирующий гормон гипофиза. Защитный механизм загара связан с повышением количества функциональных меланоцитов, увеличением количества синтезированных меланосом и скорости передачи меланосом кератиноцитам, а также с переходом продукта метаболизма гистидина в эпидермисе – уроканиновой кислоты из транс-изомера в цисизомер. Хроническое воздействие солнечных лучей со временем приводит к утолщению эпидермиса, развитию солнечного эластоза и кератоза, предрака или рака кожи.
Нормальный роговой слой кожи обеспечивает за-
щиту от химических раздражителей в основном за счет кератина. Только химические вещества, разрушающие роговой слой, а также растворимые в липидах эпидермиса, получают доступ в более глубокие слои кожи и затем по лимфатическим и кровеносным сосудам могут распространяться по организму.
Кожа человека служит естественной и постоянной средой обитания для многочисленных мик-
роорганизмов: бактерий (Staphylococcus epidermidis diphteroidus, Propionbacterium acnes, Pityrosporum и
др.), грибов и вирусов, поскольку ее поверхность содержит много жировых и белковых ингредиентов, создающих благоприятные условия для их жизнедеятельности. В то же время она непроницаема для разнообразных бактерий и патогенных микроорганизмов, особенно редко попадающих на ее поверхность.
Бактерицидное свойство кож и, придающее ей способность противостоять микробной инвазии, обусловлено кислой реакцией кератина, своеобразным химическим составом кожного сала и пота, наличием на ее поверхности защитной воднолипидной мантии с высокой концентрацией водородных ионов (рН 3,5- 6,7). Входящие в ее состав низкомолекулярные жирные кислоты, в первую очередь гликофосфолипиды и свободные жирные кислоты, обладают бактериостатическим эффектом, селективным для патогенных
микроорганизмов. Механическое препятствие инвазии патогенных микроорганизмов в кожу, помимо целостности рогового слоя, обеспечивается их удалением с чешуйками, секретом сальных и потовых желез. На 1 см2 кожи здорового человека находятся от 115 тыс. до 32 млн различных микроорганизмов, большая часть из которых относится к постоянной бактериальной флоре, играющей важную роль в антимикробной защите кожных покровов и слизистых оболочек от патогенных микроорганизмов. Способность кожи противостоять микробной инвазии снижается при травматизации кожи. При этом одни и те же микроорганизмы при различной природе травмы могут вызывать разные патологические процессы. Так, стрептококки группы А вызывают рожистое воспаление после механической травматизации эпидермиса или нарушения его целостности за счет интертригинозной формы микоза стоп, тогда как на месте расчесов при атоническом дерматите обычно возникает стрептококковое импетиго.
Бактерицидные свойства кожи также снижаются под влиянием загрязнений кожи, при переохлаждении, переутомлении организма, недостаточности половых желез; они также снижены у больных кожными заболеваниями и у детей. В частности, у детей грудного возраста это обусловлено нежностью и рыхлостью
рогового слоя эпидермиса, морфологической неполноценностью эластических и коллагеновых волокон, вследствие чего детская кожа легко подвергается механическим, радиационным, термическим и химическим раздражениям. Выживанию патогенной микробной флоры на поверхности кожи при этом также способствует слабощелочная или нейтральная среда водно-липидной мантии с недостаточным количеством низкомолекулярных свободных жирных кислот. Проникновение микробов через верхние слои эпидермиса сопровождается миграцией лейкоцитов из сосудов и проникновением их в дерму и эпидермис с формированием защитной воспалительной реакции.
Иммунная функция. Кожа играет важную роль в процессах иммунитета.Основными элементами
иммунной системы кожи являются кератиноци-
ты, клетки Лангерганса, эпидермальные Т-лим-
фоциты. Кератиноциты способствуют созреванию Т-лимфоцитов путем воздействия на них ферментом дезоксинуклеотидилтрансферазой. Большинство Т-лимфоцитов кожи человека располагаются в дерме, обычно вокруг посткапиллярных венул и придатков кожи. На долю внутриэпидермальных Т-лимфо- цитов приходится менее 10%. Т-лимфоциты способны распознавать экзогенные и эндогенные антигены
только после их представления антигенпредставляющими клетками Лангерганса, или вспомогательными клетками. Т-клетки распознают антиген только в единой структуре с ГКГ. Для распознавания Т-хелпер- ными лимфоцитами (СD4+) антиген должен предъявляться в комплексе с ГКГ II класса (НLА-DR, DР, DQ), тогда как большинство Т-супрессорных лимфоцитов (СD8+) распознают антиген в ассоциации с молекулами I класса ГКГ (НLА-А, В, С). В процессе иммунного ответа на экзогенные или эндогенные антигены клетки Лангерганса, вовлеченные в антигенную презентацию претерпевают фенотипические и функциональные изменения, покидают эпидермис и попадают
в лимфатические сосуды дермы, а отгуда мигрируют
в паракортикальный слой лимфатических узлов. На этой стадии клетки Лангерганса презентируют расположенный на их поверхности антиген – ГКГ– комплекс Т-клеточному антигенному рецептору на поверхности СD4+/СДD8– или СD4-/СD8+ Т-клеток. Антигенспецифический Т-клеточный ответ заключается в образовании бластных форм Т-лимфоцитов, которые возвращаются в участки кожи, содержащие антиген.
Иммунные нарушения играют патогенетическую роль при различных заболеваниях кожи, в том числе при буллезных дерматозах, аллергодерматозах, псориазе, Т-клеточной злокачественной лимфоме кожи.
Рецепторная функция кожи реализуется много-
численными нервными рецепторами, воспринимающими болевое, тактильное (осязание, давление, вибрация) и температурное (тепловое, холодовое) раздражение.
Кожа – это огромное рецепторное поле, функционально связанное через миелинизированые (А- волокна ) или немиелинизированные (С-волокна ) чувствительные нервы с центральной и вегетативной нервной системой и постоянно реагирующее на различные раздражения, поступающие из окружающей среды, ЦНС и внутренних органов.
Нервные окончания рассредоточены неравномерно по всему кожному покрову и поливалентны по своей функции.
Существуют два вида функционально специфических афферентных единиц: механорецепто-
ры и терморецепторы, третий – болевые рецеп-
торы – отвечает только на стимуляцию, превышающую пороговую (механическую, термическую или химическую).
Лишь некоторые из рецепторов, различающихся функционально, можно идентифицировать морфологически. Прикосновение воспринимается располагающимися в коже механорецепторами. Среди них выделяют на коже, покрытой волосами, рецепторы волосяных фолликулов; на коже, лишенной волос (ладони и подошвы). – располагающиеся в верхней части дермы быстрореагирующие тельца Мейснера и медленнореагирующие рецепторы Меркеля; в дерме и подкожной клетчатке – тельца Руффини; тепло и холод воспринимаются терморецепторами.
Холодовые рецепторы активируются при температуре примерно на 1-20°С ниже нормальной температуры кожи (34 °С); тепловые – при температуре в пределах от 32 до 35 °С (при температуре выше 45 «С тепловая боль воспринимается не через тепловые рецепторы, а через ноцицепторы).
Боль опосредуется ноцицепторами, ответственными за восприятие боли и зуда, избирательно отвечающими на воздействия, способные повредить ткань. Различают механические, температурные и полимодальные (отвечающие на несколько разновидностей вредных воздействий, включая механические, тепловые и химические) ноцицепторы. В частности, механические ноциценторы активируются острыми предметами и первоначально ощущаются в виде укола
или быстрой, точечной, поверхностной и локальной боли, а затем – в виде более диффузного жжения или медленной боли. Порогом восприятия боли от тепла является 45 °С.
Периферические нервы, помимо классических нейротрансмиттеров, таких как норадреналин и ацетилхолин, содержат нейропептиды, которые высвобождаются из нервных окончаний при деполяризации и играют роль в регуляции синаптической передачи. Множество нейропептидов обнаружено в человеческой коже, включая субстанцию Р, вазоактивный интестинальный пептид, соматостатин, пептид, связанный с геном кальцитонина, нейропептид V и бомбезин. Нейропептиды не только действуют как нейротрансмиттеры, но и играют роль в опосредовании воспаления кожи.
Зуд, как и боль, является ноцицептивным ощущением, воспринимаемым корковыми центрами в ответ на воздействие экзогенных и эндогенных факторов. Он тесно связан с болью, но в отличие от нее возникает в коже, а не во внутренних органах. По мнению некоторых исследователей, он является видоизмененным ощущением боли, а не самостоятельным ощущением. Зуд и боль проводятся по безмиелиновым С-во- локнам, исходящим из верхней части дермы как кожи, так и слизистых оболочек. Как ощущение зуд кожи яв-
ляется корковым процессом, возникающим при воздействии раздражителей на воспринимающий нервный аппарат, состоящий из трех отделов: периферического, заложенного в коже, центрального – в верхних отделах ЦНС, и проводникового, соединяющего оба этих отдела.
Терморегулирующая функция кожи осуществля-
ется путем поглощения и выделения кожей тепла. Теплоотдача через поверхность кожи осуществляется путем излучения, проведения, конвекции и испарения. Реализация механизмов излучения тепла в виде энергии инфракрасных лучей и проведения, т. е. отдачи тепла при соприкосновении с окружающей внешней средой, происходит путем изменения кровотока в коже. В связи с более высокой васкуляризацией кожи, значительно превышающей ее потребность в питании, повышение температуры окружающей среды приводит к расширению сосудов кожи, увеличению объема протекающей по ней крови (иногда до 1 л) и усилению теплоотдачи. При снижении внешней температуры сосуды суживаются, большая масса крови циркулирует по внутренним органам и теплоотдача резко снижается. Важную роль в терморегуляции играет система артериовенозных шунтов, особенно акральных областей (стоп, кистей, губ, носа, ушных ра-
ковин), где концентрация этих шунтов наиболее высока и контролируется норадренергическими симпатическими нервами. Снижение симпатического тонуса вызывает расширение сосудов кожи. Кожа становится теплее окружающего воздуха и повышает теплоотдачу путем конвекции, при которой она отдает тепло, нагревая прилежащий слой воздуха, поднимающийся вверх и замещающийся боле холодным. Симпатическая активность также регулирует диаметр артериовенозных анастомозов дистальных отделов конечностей. Перенос тепла путем излучения и конвекции называют «сухой теплоотдачей», на долю которой приходится до 20-25% теплоотдачи.
Наиболее эффективным путем отдачи тепла является испарение выделяемого пота. Потоотделение регулируется центральной нервной системой (психогенное потоотделение) и холинергическими симпатическими волокнами, поэтому парасимпатомиметические вещества (ацетилхолин, пилокарпин и др.) усиливают выделение пота, а атропин, блокируя этот механизм, тормозит потоотделение. Гипоталамус в ответ на изменение температуры получает импульсы от центральных и периферических (кожных) терморецепторов. Тепловые и холодовые терморецепторы располагаются на неравномерно разбросанных по всему телу тепловых и холодовых терморецепторных
клетках. Наиболее сильным стимулом для появления пота является повышение температуры внутри тела, кожные же терморецепторы в 10 раз менее эффективны. Температурным фактором регулируется главным образом деятельность потовых желез туловища, тыла кистей, шеи, лба, носогубных складок. Несмотря на то что кожные терморецепторы не играют важной роли в изменении температуры организма, изменение температуры кожи оказывает влияние на быт человека. В частности, ее снижение требует использования более теплой одежды, отопления помещения и т. д.
Теплообмен кожи при ряде дерматозов существенно нарушен. В частности, при псориазе, токсидермии, грибовидном микозе, синдроме Сезари воспалительная реакция кожи может привести к генерализованной кожной вазодилатации с привлечением в кожный кровоток до 10-20% циркулирующей крови.
Обменная функция кожи объединяет секретор-
ную, экскреторную, резорбционную и дыхатель-
ную активность . Кожа участвует в обмене углеводов, белков, липидов, воды, минеральных веществ и витаминов. По интенсивности водного, минерального и углекислого обмена кожа лишь незначительно уступает печени и мышцам. Она значительно быстрее и
легче, чем другие органы, накапливает и отдает большое количество воды. Процессы метаболизма и кис- лотно-щелочного равновесия зависят от питания человека (например, при злоупотреблении кислой пищей в коже уменьшается содержание натрия) и других факторов. Кожа и подкожная жировая клетчатка – мощные депо питательных веществ, расходующихся в период голодания.
Резорбционная функция кожи. Кожа является многослойной оболочкой с тремя анатомически различаемыми слоями: роговым слоем, толщиной 10 мкм, ростковым (мальпигиевым) слоем толщиной 100 мкм и сосочковым слоем дермы толщиной 100-200 мкм; каждый из них имеет различные константы диффузии. Даже здоровая кожа обладает некоторой проницаемостью почти для любых веществ, причем уровни пенетрации различных веществ могут различаться в 10 тыс. раз. Степень резистентности кожи различна для водо– и жирорастворимых химических веществ, для соединений с малой и большой молекулярной массой. Она различается в зависимости от локализации участка кожи, толщины рогового слоя, степени его гидратации, наличия или отсутствия липидной смазки кожи и ее качественного состава. Многие химические вещества проникают в кожу через от-
носительно непроницаемый роговой слой (трансдермальный путь) и остаются в нем на длительное время. Некоторые химические вещества с малыми размерами молекул могут проникать внутрь через волосяные фолликулы, а также выводные протоки сальных и потовых желез. Существенное повышение проницаемости кожи происходит после ее обработки органическими растворителями (ацетоном, хлороформом и др.), которые приводят к местному уменьшению количества липидов. При контакте кожи с водой не только удаляется часть липидной мантии, но и изменяются барьерные функции кожи в результате ее гидратации, что также ведет к увеличению ее проницаемости. Существенно влияет на проницаемость состав химического вещества. Лучше проникают через кожу жиры и растворенные в них вещества. Проницаемость кожи меняется и при развитии дерматозов; вещества, ранее не проникавшие через роговой слой интактной кожи, начинают свободно преодолевать этот барьер. Что касается доставки лекарственных препаратов трансдермальным путем, то его преимущество перед введением их через рот или парентерально обусловлено тем, что такой путь не зависит от величины рН, содержимого желудка, времени после приема пиши и т. д. Лекарственный препарат при таком методе введения может быть доставлен непо-
средственно к пораженному органу, а его дозировка исключает большие колебания концентрации, как при парентеральном введении. Следует особо отметить, что большинство лекарств при парентеральном введении не обладает выраженной способностью накапливаться избирательно в коже. т. е. не являются дерматотропными. Попытки же повышения концентрации препарата в коже путем увеличения его парентеральных доз ведет к повышению частоты побочных эффектов. Местное применение лекарственных средств лишено подобных недостатков.
Секреторная функция осуществляется сальными и потовыми железами Кожное сало – сложное по составу жировое вещество полужидкой консистенции, в состав которого входят свободные низшие и высшие жирные кислоты, связанные жирные кислоты в виде эфиров холестерина и других стеаринов и высокомолекулярных алифатических алкоголей и глицерина, небольшие количества углеводородов, свободного холестерина, следы азотистых и фосфорных соединений. Стерилизующее действие кожного сала обусловлено значительным содержанием в нем свободных жирных кислот. Функция сальных желез регулируется нервной системой, а также гормонами эндокринных желез (половых, гипофиза и коры надпо-
чечников). На поверхности кожи кожное сало, смешиваясь с потом, образует тонкую пленку водно-жиро- вой эмульсии, играющей важную роль в поддержании нормального физиологического состояния кожи.
Экскреторная функция сочетается с секретор-
ной и осуществляется секрецией потовых и сальных желез. Количество выделяемых ими органических и неорганических веществ, продуктов минерального обмена, углеводов, витаминов, гормонов, ферментов, микроэлементов и воды зависит от пола, возраста, топографических особенностей кожи. При недостаточности функции печени или почек выделение через кожу таких веществ, которые обычно удаляются с мочой (ацетон, желчные пигменты и др.), увеличивается.
Дыхательная функция кожи заключается в погло-
щении кислорода из воздуха и выделении углекислого газа. Кожное дыхание усиливается при повышении температуры окружающей среды, во время физической работы, при пищеварении, развитии островоспалительных процессов в коже и др.; оно тесно связано с окислительно-восстановительными процессами и контролируется ферментами, деятельностью потовых желез, богатых кровеносными сосудами и нерв-
ными волокнами.
Недостаточность кожи – состояние, связанное с тяжелой потерей или нарушением функции кожи (по аналогии с недостаточностью других систем – сер- дечно-сосудистой, дыхательной, почечной, печеночной и т. д.). Недостаточность кожи заключается в потере нормального контроля за терморегуляцией, вод- но-электролитным и белковым балансом организма, потере механического, химического и микробного барьера. Она требует специального лечения как неотложное состояние и, помимо термических ожогов, может возникать при синдромах Лайелла и Стивен- са-Джонсона, пустулезном псориазе, эритродермии, вульгарной пузырчатке, реакции трансплантат против хозяина, буллезном эпидермолизе.
Кожа человека участвует в регуляции многих важных механизмов, протекающих в организме. Велика ее роль и в метаболизме. Существуют биохимические процессы, которые свойственны только коже: синтез кератина, выработка витамина D и меланина.
Кожа активно участвует в водном, жировом, минеральном, белковом и углеводном обмене веществ. Она задействована в синтезе гормонов, незаменимых витаминов и микроэлементов, потому что она, с одной стороны, является резервным депо, а с другой — органом выделения отработанных веществ.
В коже может содержаться до 70% воды. Она является мощным водным депо и занимает по этой функции второе место после мышечных волокон. Благодаря коллагену в коже осуществляется белковый обмен. Там находится более 50-70% глюкозы.
В коже активно осуществляется витаминный обмен, благодаря которому происходят важные биохимические реакции в организме. Например, витамин С принимает активное участие в синтезе меланина, переходу глюкозы в гликоген. А витамины Е, А, D запускают белковый обмен в верхнем слое кожи — и контролируют процесс усвоения серы. Витамин А (каротин) принимает активное участие в формировании рогового слоя кожного покрова, а витамины группы В — в различных окислительно-восстановительных реакциях. Недостаток многих витаминов способен провоцировать появление дерматозов, расслоения ногтей, ухудшение роста волосяных фолликулов. Зная эти особенности, многие дерматологи используют витаминотерапию в лечении некоторых кожных заболеваний. Участие кожи в обмене веществ многогранно.
Этот уникальный орган объединяет в себе несколько важнейших функций:
- резорбционная (способность поглощать);
- дыхательная (способность кожи поглощать кислород, выделяя углекислый газ);
- секреторная (представлена сальными, потовыми железами);
- экскреторная (выделение посредством желез кожи определенных веществ).
Резорбционная функция кожи
Кожа имеет несколько слоев (ростковый, роговой, сосочковый), каждый из которых обладает проницаемостью для некоторых веществ.
Пропускная ее способность зависит от многих обстоятельств:
- от конкретного участка кожи;
- от качества жировой смазки, которая присутствует в эпидермисе;
- от степени гидратации кожи;
- от толщины эпителиального слоя;
- от состояния мелких капилляров и кровеносных сосудов;
- от индивидуальных особенностей организма.
Многие вещества легко проникают в верхние слои кожи через протоки , волосяные фолликулы. На резорбционную функцию кожи могут влиять внутренние и внешние факторы. Так, от контакта эпидермиса с водой происходит частичное разрушение защитной жировой пленки, что повышает проницаемость кожного покрова и снижает его защитные механизмы. Лучше всего через кожу проникают жиры.
Кожа человека принимает участие в дыхании — она поглощает кислород и выделяет углекислый газ, но ее роль в этом процессе незначительна.
За сутки в состоянии покоя человек может поглощать до 7 граммов О2, выделяя до 6-30 граммов СО2. Но при повышении температуры тела (во время болезни), в период активной физической активности или летней жары процесс поглощения кислорода кожным покровом становится более явным.
Чем сильнее работают потовые железы, тем активнее кровь проходит через все слои кожи, тем интенсивнее становится газообмен. В участках с толстым роговым слоем кислород поглощается более медленно. Таким образом, дыхание кожи на голове и теле более интенсивно, чем на подошвах и ладонях. Дети отличаются более активным кожным дыханием, чем взрослые.
Секреторная функция кожи
Секреторная функция кожи представлена потовыми и сальными железами. Кожное сало смешивается с потом и образует невидимую тонкую пленку, обеспечивающую здоровую кожную среду.
Основные компоненты кожного сала:
жирные кислоты;
стерины;
углеводородистые, азотистые, фосфорные соединения.
Кожное сало обладает антимикробной активностью. Если все обменные процессы в коже протекают нормально, то благодаря ее антисептическим свойствам организм борется с развитием многих инфекционных процессов, появление которых провоцируют патогенные микроорганизмы, постоянно обитающие на эпидермисе и слизистых человека.
Помимо секреторной функции, сальные железы участвуют в экскреторной (выделительной) деятельности. И эти два сложных процесса взаимосвязаны между собой, так как они обеспечиваются потовыми и сальными железами.
За сутки потовые железы способны выделять до литра пота. Интенсивность потоотделения зависит от температуры окружающей среды, особенностей энергетического обмена, состояния здоровья, стрессоустойчивости. Вместе с потом из организма удаляются токсические компоненты, вода, мочевина, хлориды, липиды, кальций, креатин, различные органические соединения и даже лекарственные препараты (салициловая кислота, йод).
Если по каким-то причинам нарушается работа печени и почек, то экскреторная функция кожи усиливается, повышается выделение ацетона, мочевины и различных вредных соединений, которые выводятся при нормальном функционировании органами мочевыделения.
Интенсивность секреции пота регулируется холинергическими и симпатическими нервами. Центры потоотделения расположены в спинном мозге, а наивысшие центры — в промежуточном и продолговатом мозге. На процесс выработки пота воздействует и кора головного мозга. Именно поэтому эмоциональные всплески усиливают выделение секрета потовых желез.
Таким образом, кожа тесно взаимосвязана с работой всего организма, в том числе и нервной системой. Она — индикатор здоровья и функционального состояния многих внутренних органов и систем человека. Опытные доктора по внешнему виду кожного покрова могут выявлять отклонения в работе почек, печени, желудочно-кишечного тракта. Кожа — уникальный орган, участвующий в метаболизме и жизнедеятельности человека.
1. Защитная функция.
Кожа предохраняет тело от различных внешних воздействий: физических, химических и биологических. Среди физических воздействий на организм наиболее частыми являются механические, термические и световые. Разнообразные механические воздействия - прикосновение, давление, растягивание, удары, уколы, прижигание, охлаждение и другие - в зависимости от частоты и силы действуют на поверхность кожи благоприятно в одних случаях и неблагоприятно в других. Защиту от механических воздействий кожа осуществляет благодаря наличию в ней водно-жировой мантии; специального комплекса в эпидермисе; базальной мембраны; дермы, обильно насыщенной сетью коллагеновых и эластичных волокон, а также подкожной жировой клетчатки (гиподермы). В медицинской косметике достаточно широко используются механические факторы воздействия на кожу (массаж, иглоукалывание, ванны, гимнастика).
Защитная функция кожи в отношении различных химических факторов должна быть хорошо известна консультантам АРГО, особенно при применении активно действующих средств, таких как витамины, белки, аминокислоты, и других химических веществ, используемых для ухода за кожей. Химические вещества с трудом проникают через здоровую кожу, в основном через волосяные фолликулы. Наиболее эффективным барьером для них являются роговой слой и водно-жировая мантия. Аминокислоты на поверхности рогового слоя предохраняют кожу от воздействия кислот и оснований. Но если защитный барьер кожи нарушен, растворы химических веществ разрушают роговой и водно-жировой слой.
Кожа хорошо защищает организм и от действия биологических факторов, наиболее часто представленных микроорганизмами. Различные микробы, попадая на поверхность здоровой кожи, не могут развиваться вследствие ферментной активности водно-жировой оболочки, богатой жирными кислотами. Постоянное обновление клеток эпидермиса и слущивание поверхностного рогового слоя кожи ведет к механическому удалению попавших на кожу микробов. На коже присутствует и нормальная бактериальная флора, которая ограничивает развитие патогенных бактерий.
Человеческая кожа приспособлена к продолжительному воздействию ультрафиолетовых лучей, особенно у жителей солнечных районов земного шара. Такое облучение, если оно интенсивно и продолжительно, вредно для здоровья. Кожа - единственный барьер против такого облучения. Роговой слой эпидермиса отражает или поглощает наиболее канцерогенную часть спектра ультрафиолетовых излучений (длинноволновую).
2. Терморегуляторная функция.
Тепловое воздействие на кожу характеризуется непрерывной динамикой, и с ним связана данная функция, благодаря которой организм поддерживает постоянную температуру.
На холоде происходит сужение кровеносных сосудов, благодаря этому уменьшается теплоотдача, а при повышении окружающей температуры сосуды кожи расширяются, в результате чего отдача тепла увеличивается. К этому процессу активно подключаются потовые железы, испарение секрета которых ведет к "охлаждению" кожного покрова.
3. Выделительная функция кожи осуществляется через потовые и сальные железы.
Потовая секреция. Выделяемый на поверхность пот представляет собой раствор поваренной соли (хлорида натрия). Пот содержит 98-99% воды и 1 -2% неорганических и органических веществ. Среди неорганических веществ, кроме хлорида натрия, в поте содержатся хлорид калия, сульфаты, фосфаты, следы железа, цинка, кобальта, олова, магния, меди и др. Органические вещества представлены в основном мочевиной, аммиаком, мочевой кислотой, аминокислотами, кератином.
Химический состав пота аналогичен составу мочи. Он меняется в зависимости от интенсивности работы почек и других факторов. Сам по себе пот не имеет запаха. Типичный специфический запах появляется вследствие бактериального разложения пота.
Сальная секреция. Секрет сальных желез выделяется непрерывно в количестве, пропорциональном величине желез, выполняя важную функцию - предохранение кожи от ветра, холода, солнечных лучей, болезнетворных микроорганизмов.
Сальные железы вместе с жиром выделяют некоторые токсические вещества, образующиеся в организме в результате обмена веществ. При наличии токсических веществ в кишечнике секреция сальных желез усиливается. Поэтому при лечении себореи назначают внутрь вещества, адсорбирующие токсины кишечника.
Возрастные и половые факторы отражаются на секреции сальных желез: в детстве она незначительна; в зрелом возрасте усиливается, особенно у мужчин; при старении ослабевает, особенно у женщин. После 40 лет жизни заметно снижается выработка кожного сала, но если тщательно вымыть кожу с мылом или протереть спиртом, деятельность сальных желез усилится и через 3-4 часа восстановится жировая пленка кожи.
4. Кожа осуществляет дыхательную и газообменную функцию в организме наряду с легкими. Кожа, безусловно, проницаема для газов (кислорода, углекислоты, сероводорода) и летучих жидкостей (хлороформа, эфира, алкоголя). Через нее происходит поглощение кислорода из воздуха, выделение углекислоты.
5. Огромна роль кожи как органа чувств.
Различают тактильную, болевую, тепловую и холодовую кожную чувствительность.
Различные виды кожной чувствительности распределены по поверхности неравномерно. Наибольшей тактильной чувствительностью обладают кончики пальцев, красная кайма губ, кончик языка; температурная чувствительность больше выражена на коже лица.
6. Обменная функция кожи
Являясь вторым по величине, после мышц, депо воды, введенной в организм, кожа участвует в водном обмене организма, кроме того, депонирует (откладывает) хлористый натрий (солевой обмен), а также является одним из звеньев витаминного, азотного и углеводного обмена.
Кожа очень чутко реагирует на все изменения, происходящие в организме. Ряд заболеваний внутренних органов и эндокринных желез резко влияет на состояние кожи, вызывая в ней различные сдвиги.
Прекрасный чистый цвет лица, ровный румянец почти всегда свидетельствуют о крепком здоровье; наоборот, бледность, желтизна кожного покрова часто говорят о малокровии, сердечно-сосудистой недостаточности, заболеваниях печени, легких, нарушениях функции желез внутренней секреции и другой патологии.
7. Защитная (иммунная) функция.
Помимо сказанного, кожа играет важнейшую роль в выработке защитных сил организма.
Итак, кожа отражает состояние нашего организма. Это не оболочка, а орган с многогранной, сложной деятельностью, связанной с работой всех органов и систем человека.
, который играет важную роль в жизнедеятельности организма и осуществляет сложный комплекс физиологических функций.
Она активно участвует в процессе обмена веществ , прежде всего водном, минеральном, энергетическом, жировом, углеводном.
Кожа является мощным депо для углеводов , для циркулирующих иммунных комплексов, антител и антигенов, для различных иных продуктов обмена веществ, в том числе шлаков и токсинов.
Кожа выполняет ряд важных специальных функций:
Будучи внешней оболочкой организма, объединяющей целостно все органы и системы, кожа выполняет функцию механической защиты благодаря прочности коллагеновых и эластичных волокон, значительной электросопротивляемости структур, наличию упругой подкожно-жировой клетчатки.
Компактный роговой слой и водно-липидная мантия , покрывающая кожный покров, предохраняют кожу от высыхания .
Водно-липидная мантия препятствует и проникновению извне микроорганизмов.
Низкомолекулярные жирные кислоты , содержащиеся в ней, угнетают возможный рост патогенной флоры .
Поэтому мантия выполняет функцию "стерилизатора " кожи.
Упругая подкожная клетчатка помогает в защите от внешних травм .
Терморегуляториая функция кожи
Терморегуляториая функция кожи осуществляется разнообразными механизмами, поддерживающими постоянство температуры тела.
Рецепторная функция кожи
Рецепторная функция кожи колоссальна.
С одной стороны, кожа защищает организм от многих воздействий внешней среды, с другой - она мощный многофакторный анализатор , она обширное рецепторное поле.
Рецепторное поле кожи тесно взаимодействует с центральной и вегетативной нервными системами.
Кожа непрерывно реагирует на множество раздражений, поступающих из окружающей среды, а также из внутренних органов и центральной нервной системы.
Кожу можно представить себе экраном , на который проецируются изменения деятельности самых различных органов и систем организма человека.
Секреторная функция кожи
Секреторная функция кожи осуществляется деятельностью потовых и сальных желез , а также посредством образования кератина основного белка эпидермиса.
Помимо секреторной, сальные железы осуществляют и экскреторную (выделительную) функцию.
С кожным салом выделяются токсичные вещества , образующиеся в кишечнике, некоторые лекарственные вещества.
На функцию сальных желез большое влияние оказывает эндокринная и нервная системы.
Тестостерон (мужской половой гормон) стимулирует, а эстрогены (женские половые гормоны) подавляют секрецию кожного сала.
Потовые железы во многом определяют контроль температуры тела .
Продуцируя пот, они охлаждают кожу, способствуют поддержанию постоянной температуры в организме.
С потом из организма также выделяются некоторые лекарственные вещества, в т.ч. антибиотики.
В регуляции деятельности потовых желез ведущая роль принадлежит центральной и вегетативной нервным системам, основным же стимулятором их деятельности является повышение температуры окружающей среды.
Сальные и потовые железы кроме выделения органических и неорганических продуктов минерального обмена выводят из организма углеводы, гормоны, ферменты, микроэлементы, витамины и значительное количество воды.
Здоровая кожа и слизистые оболочки являются иммунным барьером для микроорганизмов.
Благодаря иммунологической активности основных структурных частей кожи они реализуют иммунный ответ эпидермиса, дермы и подкожной жировой клетчатки.
Дыхательная и резорбциоинная функции кожи
Дыхательная и резорбциоинная функции кожи зависят от активности сально-волосяных фолликулов, прочности рогового слоя, состояния водно-жировой мантии.
В этой связи поверхность, к примеру, тыла ладоней и подошв отличается слабой всасывающей способностью в результате физиологического гиперкератоза и отсутствия потовых и сальных желез.
В местах же их обильного расположения и слабовыраженного, тонкого рогового слоя резорбционные свойства кожи хорошо проявляются.
Дыхательная функция кожи заключается в поглощении ею кислорода и выделении углекислого газа, однако она в целом гораздо менее значительна по сравнению с легочным обменом.
Роль кожи в обмене веществ, о которой уже упоминалось ранее, особенно важна из-за большой депонирующей ее способности.
Соединительно-тканные клетки, аргирофильные, коллагеновые, эластические волокна и подкожная жировая клетчатка обладают выраженной гидрофильностью , что обуславливает задержку внутриклеточной и внеклеточной жидкости, минеральных веществ, витаминов и микроэлементов.
В коже депонируются углеводы, аминокислоты, холестерин, йод, бром, желчные кислоты и шлаки, образующиеся в процессе перекисного окисления липидов.
В этой связи, еще задолго до клинических проявлений общих обменных нарушений в той или иной системе или органе, в коже может возникать ряд патологических процессов, как, к примеру, появление упорного зуда при нарушениях функции печени или стойких гнойничковых элементов при наличии еще недиагностированного скрытого диабета.
Кроме упомянутых присущих коже функций следует назвать также восприятие ультрафиолетовой радиации и участие в метаболизме витамина D , защиту от повреждающего действия солнечного света благодаря продукции и содержанию в клетках меланобластах и меланоцитах пигмента меланина, способного поглощать ультрафиолетовые лучи, и, конечно же, весьма важную для психоэмоционального комфорта человека - косметическую функцию.
Таким образом, функции кожи чрезвычайно разнообразны и очень важны для жизнедеятельности человека.
Шкиряк-Нижник Зореслава Антоновна, доктор мед. наук, профессор. Руководитель отдела проблем здоровья семьи Института педиатрии, акушерства и гинекологии АМН Украины, профессор кафедры акушерства,гинекологии и перинатологии Киевской медицинской академии последипломного обучения