Кожа: какие у нее функции и строение?

Один дюйм (2,5 см) кожи содержит примерно 19 миллионов клеток кожи и 60 000 меланоцитов (клеток, вырабатывающих кожный пигмент). Каждые 2,5 см кожи имеют 1000 нервных окончаний и 20 кровеносных сосудов.

Что такое кожа?

Кожа – самый большой орган человека, состоящий из воды, белков, жиров и минералов Она защищает от микробов, регулирует температуру тела и водный баланс. Строение кожи включает три основных слоя: эпидермис, дерма и подкожный слой.

Функции кожи

Одним из основных свойств кожи человека является защита тела от механических, физических и термических травм, а также патогенных микроорганизмов и токсинов. Функции, которые выполняет кожа:

• регуляция температуры;
• осязание и ощущение;
• синтез витамина D;
• выделительная функция (участие в водно-солевом обмене);
• защита кожи от ультрафиолетового излучения;
• иммунологическая функция;
• регуляция водного баланса;
• депонирование крови (около 1 литра крови находится в поверхностных и сосудистых сплетениях дермы);
• дыхательная (поглощение кислорода и выделения углекислого газа).

Кожа может выполнять функцию временного хранилища для воды и жиров. Также через кожу могут выделяться отходы и токсины (например, аммиак и лекарственные препараты).

Строение кожи

Кожа состоит из слоев, каждый из которых имеет подслои. Строение кожи человека:

• наружный слой (эпидермис);
• средний слой (дерма);
• внутренний слой (подкожно-жировая клетчатка).

Также дерматологи выделяют дермо-эпидермальное соединение, которое прикрепляет эпидермис к дерме. Оно отвечает за обмен питательными веществами, кислородом и отходами между слоями кожи. Увидеть строение кожи человека можно на схеме.

Сколько слоёв кожи у человека?

В строении кожи выделяют три слоя: эпидермис, дерму и гиподерму, которые состоят из внутренних слоев. Потовые и сальные железы, волосяные фолликулы также помогают коже выполнять свои функции.

Что такое эпидермис?

Эпидермис – это многослойный внешний слой кожи, который состоит из плоских ороговевших клеток кератиноцитов. Толщина эпидермиса составляет от 0,03 до 0,05 мм.

Строение и функции эпидермиса

Эпидермис состоит из пяти слоев: базального, шиповатого, зернистого, блестящего и рогового.

Строение эпидермиса
Слой эпидермиса	Особенности строения	Функции эпидермиса
Базальный слой	Самый глубокий подслой эпидермиса, который расположен непосредственно на границе с дермой. Базальный слой состоит из одного ряда плотно «упакованных» базальных клеток (кератиноцитов), которые прилегают непосредственно к базальной мембране, разделяющей эпидермис и дерму. Клетки базального слоя плоские или цилиндрические, имеют овальную или многоугольную форму.	Регенерация и обновление кожи, регуляция роста и развития эпидермиса, образование дермоэпидермального соединения, выработка меланина, производство ростовых факторов и цитокинов, синтез и выделение компонентов эктодермального происхождения
Шиповатый слой	Находится непосредственно над базальным слоем и состоит из нескольких слоев клеток, называемых шиповатыми клетками или клетками спинозного слоя. Шиповатые клетки имеют многогранную форму и прочно связаны друг с другом с помощью особых структур, называемых десмосомами.	Укрепление и поддержка структуры кожи, регуляция водного баланса, участие в иммунной защите, синтезе и выделении биологически активных веществ, участие в образовании дермоэпидермального соединения
Зернистый слой	Зернистый слой эпидермиса состоит из плоских зернистых клеток, которые содержат гранулы. Например, липидная гранула содержит липиды, включая специальные жирные кислоты, которые играют роль в гидроизоляции кожи.	Начало процесса кератинизации (обновления клеток), образование липидного слоя, сглаживание клеток
Блестящий слой	Тонкий слой, который состоит из плоских и прозрачных клеток. Блестящий слой обычно присутствует в толстой коже (например, на подошве стопы и ладонях) и отсутствует в тонкой коже.	Усиление защитных свойств кожи, защита от внешних факторов, регуляция уровня воды
Роговой слой	Роговой слой кожи состоит из многочисленных слоев роговых клеток, называемых кератиноцитами. Клетки являются отмершими, поскольку были отшелушены со своей живой нижней части, называемой зернистым слоем.	Защита кожи, предотвращение потери влаги, сопротивление механическим повреждениям, регуляция температуры кожи

Поскольку эпидермис является верхним слоем кожи, он выполняет наибольшее количество функций. Основные функции эпидермиса:

• защита. Эпидермис служит внешней защитной оболочкой для организма, предотвращая проникновение вредных веществ, микроорганизмов и ультрафиолетового излучения. Он также предотвращает потерю влаги и поддерживает гомеостаз (равновесие) внутри организма;
• регуляция температуры. При помощи потовых желез кожа выделяет пот, который испаряется с поверхности кожи и помогает охлаждать организм в жару. При понижении температуры окружающей среды кожа сужает кровеносные сосуды, чтобы сохранить тепло внутри организма;
• синтез витамина D. При воздействии ультрафиолетового излучения эпидермис способен синтезировать предварительные формы витамина D, который играет важную роль в кальциевом обмене и здоровье костей;
• осязание. Кожа содержит большое количество нервных окончаний, которые помогают ощущать тактильные стимулы (например, прикосновения, давление, боль), изменения температуры;
• регенерация и обновление. Эпидермис постоянно обновляется с помощью базального слоя, который обеспечивает регенерацию новых клеток, замещающих старые отшелушивающиеся клетки;
• участие в иммунной защите. Клетки Лангерганса в эпидермисе являются частью иммунной системы организма и помогают бороться с микробами и инфекциями;
• распознавание и защита от опасных веществ. Эпидермис содержит рецепторы, которые помогают распознавать и предупреждать о возможных опасных веществах на поверхности кожи (например, химических раздражителях, ядах);
• синтез и сохранение меланина. В эпидермисе содержатся клетки, называемые меланоцитами, которые производят пигмент меланин, отвечающий за цвет кожи и защиту от ультрафиолетового излучения;
• участие в водоудерживающей функции. Эпидермис создает барьер, который помогает предотвратить потерю влаги из организма и поддерживает уровень гидратации кожи.

Наружный слой кожи может выполнять метаболические функции (например, синтез липидов). Эпидермис также играет активную роль в ответе на воспалительные процессы и процессы заживления ран, образуя новые клетки и регулируя иммунные реакции.

Как происходит обновление эпидермиса?

Эпидермис постоянно производит новые клетки кожи, которые заменяют примерно 40 000 старых клеток кожи, которые тело теряет каждый день. Полное обновление кожного покрова человека обычно занимает 30 дней.

Обновление клеток эпидермиса происходит благодаря кератинизации – процессу, который обеспечивает замену старых клеток новыми. Этапы обновления эпидермиса:

1. В базальном слое кератиноциты (базальные клетки) активно делятся и перемещаются вверх, образуя новые клетки. Они мигрируют вверх по слоям эпидермиса, по мере продвижения меняя свою структуру и функции.
2. В шиповатом слое новые клетки начинают синтезировать кератин и протеин, которые делают клетки более прочными и защищенными. Клетки начинают терять свои ядра и органеллы.
3. В зернистом слое клетки заполняются зернистыми материалами (липидами и ферментами), которые помогают укрепить клеточные структуры.
4. В роговом слое клетки окончательно теряют свои ядра и органеллы, ставшие полностью заполненными кератином.

Последним этапом является десквамация (отшелушивание). Старые отмершие клетки рогового слоя отшелушиваются с поверхности кожи, что позволяет удалить старые клетки и обновить поверхностный слой эпидермиса.

Отшелушивание происходит непрерывно, поддерживая постоянное обновление кожи. Функции отшелушивания:

• очищение пор. Процесс отшелушивания помогает очищать поры кожи, удаляя загрязнения, избыток себума (кожного сала) и мертвые клетки, которые могут приводить к забиванию пор и появлению акне;
• стимуляция регенерации. Отшелушивание стимулирует регенерацию кожи, поскольку удаление старых клеток с поверхности позволяет новым клеткам подняться наружу и заменить их;
• улучшение текстуры кожи. Регулярное отшелушивание сглаживает поверхность кожи, удаляя шероховатости и неровности.

Отшелушивание помогает улучшить проникновение и эффективность кожных продуктов (например, увлажняющих средств или препаратов с активными ингредиентами). Удаление слоя отшелушивающихся клеток позволяет активным компонентам проникать глубже в кожу и работать более эффективно.

Что такое дерма?

Дерма – это второй слой кожи, который обладает более толстой структурой и богатым кровоснабжением. Дерма по сравнению с эпидермисом имеет гораздо большую толщину, в норме составляет до 5-6 мм. 

Строение и функции дермы

Дерма состоит из двух слоев: поверхностного (папиллярного) и глубокого (ретикулярного). Строение дермы:

• папиллярный слой. Находится непосредственно под эпидермисом и состоит из сосудов, нервных окончаний и маленьких возвышенностей, называемых папиллами. Поверхностный слой обеспечивает питание и кровоснабжение эпидермиса, а также участвует в теплорегуляции и чувствительности кожи;
• ретикулярный слой. Является более плотным и глубоким слоем дермы, содержит коллагеновые и эластиновые волокна. Ретикулярный слой также включает кровеносные сосуды, нервы, волосяные фолликулы, сальные и потовые железы.

Сосуды в дерме кожи обеспечивают питание и кислород эпидермису, что способствует его регенерации и здоровому функционированию. Также сосуды регулируют теплоотдачу и теплоудержание, помогая организму поддерживать оптимальную температуру тела.

Дерма служит опорной структурой для эпидермиса, обеспечивая ему место для прикрепления и поддержки. Другие функции дермы:

• механическая защита. Дерма обладает прочностью и упругостью, что позволяет коже выдерживать механическое воздействие, предотвращая повреждения;
• выделения сальных желез и потовых желез. Средний слой кожи содержит сальные железы, которые выделяют себум – жир, который смазывает и защищает кожу. Также в дерме находятся потовые железы, выделяющие пот и помогающие охлаждать организм;
• сохранение влаги. Дерма может содержать воду, которая служит резервуаром для увлажнения кожи и поддержания ее эластичности;
• синтез коллагена и эластина. Второй слой кожи является местом выработки белковых веществ, которые придают коже прочность, упругость и эластичность.
• удаление отходов. Кровеносные сосуды помогают выводить токсины из кожи, способствуя ее очищению и здоровому состоянию.

Как и эпидермис, дерма выполняет сенсорную и защитную функции. Дерма содержит иммунные клетки (лимфоциты и макрофаги), которые могут обнаруживать и уничтожать инфекционные агенты, участвовать в процессе заживления. Дерма также производит определенные молекулы (цитокины), которые регулируют иммунные ответы в коже, что помогает защитить организм от инфекций и поддерживать его иммунную систему в целом.

Что такое гиподерма?

Гиподерма – это третий слой кожи, который находится под дермой. Гиподерма состоит из рыхлой соединительной ткани и жира, обогащена нервными окончаниями и кровеносными сосудами.

Строение и функции гиподермы

Структура гиподермы кожи варьируется в разных частях тела. На лице и руках гиподерма может быть тонкой, в области живота или ягодиц – более толстой из-за наличия большего количества жировых клеток. Строение гиподермы (подкожно-жировой клетчатки):

• жировые клетки (адипоциты). Составляют большую часть гиподермы и хранят жир в форме триглицеридов. Жировые клетки имеют большую вакуоль, заполненную жиром, и занимают пространство между другими структурами гиподермы;
• соединительная ткань. Гиподерма содержит сеть соединительной ткани, состоящей из коллагеновых и эластиновых волокон;
• кровеносные сосуды. Обширная сеть кровеносных сосудов в жировом слое кожи обеспечивает поступление крови и питательных веществ к коже;
• нервные окончания. Во внутреннем слое кожи расположены нервные окончания, которые передают сигналы ощущений (например, боли, давления и температуры) от поверхности кожи к центральной нервной системе.

Гиподерма играет важную роль в поддержании тепла тела. Жировые клетки имеют высокую концентрацию митохондрий, которые выполняют окисление жиров и производят тепло, увеличивая термогенез (процесс производства тепла в организме). Также гиподерма действует как «утеплитель», что позволяет сохранять тепло в организме при пониженной температуре окружающей среды.

Гиподерма служит для защиты внутренних органов, например, сердца и почек, от травм и ударов. Другие функции подкожно-жировой клетчатки:

• энергетический резерв. Жировые клетки в гиподерме являются основным источником энергии в организме. Они могут расщепляться на глицерин и жирные кислоты, которые затем используются для производства энергии;
• поддержка кожи. Гиподерма является опорой для дермы и эпидермиса, обеспечивая им необходимую поддержку и упругость;
• регуляция кровотока. Подкожно-жировая клетчатка содержит множество капилляров и артерий, которые обеспечивают доставку кислорода и питательных веществ в кожу и другие ткани организма;
• сохранение воды. Жировые клетки могут содержать большое количество воды, что позволяет удерживать ее в организме;
• амортизация. Гиподерма помогает поглощать удары и смягчать воздействие на ткани, что снижает вероятность получения травм;
• изоляция и защита. Обеспечивает изоляцию от холода и тепла, помогая сохранять постоянную температуру тела;
• участие в метаболических процессах. Гиподерма отвечает за синтез и метаболизм липидов, включая жиры и гормоны, играет роль в обмене веществ и регуляции глюкозы в организме;
• аккумуляция витаминов. Жировые клетки могут сохранять запасы витаминов, которые впоследствии используются организмом.

Гиподерма также играет важную роль в поддержании формы тела. Жировые клетки заполняют пространство между органами, мышцами и костями, создавая естественные контуры и объемы тела.

Где развиваются новообразования кожи?

Новообразования кожи могут развиваться в ее различных слоях и подслоях. Возможные мест локализации кожных новообразований:

• эпидермис (базалиома, плоскоклеточный рак);
• меланоциты (меланома, невусы);
• жировые клетки (липома);
• сальные железы (атерома);
• сосуды (гемангиома);
• соединительная ткань (фиброма).

Невусы (родинки) – наросты на коже, вызванные скоплением пигмента (меланина) в клетках кожи. Кератомы – грубые, твердые образования на коже, которые обычно вызваны накоплением кератина.

Почему развиваются кожные новообразования?

Новообразования кожи разделяют на виды в зависимости от локализации и характера течения. Виды новообразований кожи:

• доброкачественные. Состоят из клеток, у которых не нарушена способность к дифференцированию. Клетки сохраняют свои изначальные функции и по структуре схожи с нормальными клетками. При больших размерах доброкачественные образования могут сжимать соседние ткани, но никогда в них не прорастают и не образуют метастазы;
• предраковые. Дерматозы, которые могут переродиться в рак. Различают предраковые новообразования, которые имеют больший (облигатные предраки) и меньший (факультативные предраки) риски перерождения в рак;
• злокачественные. Рак кожи – это обобщенное название эпителиом, возникающих из разных слоев дермы и придатков кожи.

Любые новообразования возникают вследствие бесконтрольного деления клеток, которые еще не достигли зрелости и не способны выполнять свои функции. Способствовать развитию кожных новообразований может наследственная предрасположенность к раку кожи.

Длительное воздействие ультрафиолетового излучения солнца или искусственных источников (например, солярия) может повысить риск развития злокачественных меланом и базалиом. Другие причины новообразований кожи:

• возрастные изменения;
• хроническое воспаление кожного покрова;
• вирусные инфекции (например, вирус папилломы человека);
• гормональные изменения;
• повреждения кожи (ожоги, рубцы);
• длительное воздействие химических веществ;
• иммунодефицитные состояния (на фоне ВИЧ, после трансплантации органов).

Наиболее подвержены риску развития рака люди со светлой кожей, светлыми и рыжими волосами. Также злокачественные опухоли кожи могут развиваться спустя годы после лучевой терапии или контакта с канцерогенами (например, приема внутрь мышьяка).

Новообразования кожи могут быть результатом длительного воздействия на кожу трения или давления. Генетические синдромы или мутации (например, нейрофиброматоз, ксеродерма, синдром базально-клеточной карциномы) могут быть связаны с повышенным риском развития новообразований кожи.

Как диагностировать злокачественное образование кожи?

На лечении злокачественных образований кожи специализируется онкодерматолог. Диагностика рака кожи:

• сбор анамнеза пациента. Врач изучает семейный и личный анамнез для определения факторов, повышающих риск рака;
• анализ жалоб. Онкодерматолог спрашивает о времени появления наростов или пятен на коже, наличии других симптомов (например, зуда, жжения, покалывания, кровоточивости);
• визуальный осмотр. Врач осматривает всю кожу и пораженные участки (например, наросты, родинки, красные точки на коже), обращая внимание на цвет, размер, форму и текстуру. Онкодерматолог также оценивает симметрию, границы и подвижность опухоли;
• дерматоскопия. Метод, при котором используется дерматоскоп – специальное увеличивающее устройство, позволяющее более детально рассмотреть кожные образования. Врач может использовать дерматоскоп для изучения структуры и особенностей опухоли (например, пигментации, сосудистых структур);
• биопсия. Процедура, при которой маленький образец ткани из опухоли извлекается и отправляется на гистологическое исследование для определения природы (доброкачественная или злокачественная). Биопсия может проводиться путем эксцизионной (полного удаления опухоли) или инцизионной (выборочного забора образцов) биопсии.

Врач также может направить на иммуногистохимическое исследование, при котором используются антитела для выявления определенных белков в образце ткани. Иммуногистохимический анализ может помочь определить тип опухоли и ее характеристики.

При подозрении на распространение опухоли или наличие метастазов могут быть назначены дополнительные обследования (например, КТ или МРТ). Исследования помогают определить стадию заболевания, наличие, количество и локализацию метастазов.