ЛЕКЦИЯ: КОЖА И КОЖНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ Общий план строения и функции кожи. Эпидермис, клеточный дифферон; особенности эпидермиса «толстой» и «тонкой» кожи; кератинизация. Дерма, сосочковый и сетчатый слои, их тканевой состав; особенности строения дермы в различных участках тела. Гиподерма, тканевые особенности. Производные кожи: сальные и потовые железы; волосы; ногти. Источники и ход развития кожи и ее производных; возрастные изменения; особенности регенерации.
КОЖАНАЯ АРИФМЕТИКА Площадь кожи взрослого человека ~ 1,5 – 2,0 м² Масса ~ 0,5 кг рН кислая 5,0 - 6,5 Толщина в разных участках ~ 0,5 - 4,0 мм На 1 см ² кожи насчитывается ~ 130 потовых желез (на ладонях и подошвах ~ 500) ~ 100 сальных желез (на лице ~ 400-900) ~ 9 - 300 волосяных фолликулов ~ 150 - 200 нервных окончаний
Поверхность кожи покрыта водно-липидной пленкой - «кислотной мантией». Состав: Смесь секрета сальных и потовых желез (аминокислоты, мочевина, аммиак, молочная кислота, триацилглицериды, восковые эфиры, сквален, эфиры холестерина, холестерин, фосфолипиды); Эпидермальные липиды (церамиды, свободные жирные кислоты, холестерин и его эфиры, холестеринсульфат, фосфолипиды). Основная функция – барьерная, обуславливающая : резистентность к микроорганизмам; стабилизацию рН; сохранение воды; механическую прочность.
Основные функции кожи Барьерная Защитная Обменная Дыхательная Терморегуляторная Рецепторная
Строение кожи Эпидермис Дерма Подкожная жировая клетчатка
Эпидермис Базальный слой (1 ряд клеток): – базальные кератиноциты (низкопризматической формы) - меланоциты (пигментные клетки) - клетки Лангерганса (кожные макрофаги) - клетки Меркеля Шиповатый слой – полигональные «крылатые» кератиноциты Зернистый слой – уплощенные ромбовидные кератиноциты с зёрнами кератогиалина Блестящий – постклеточные элементы с элеидином Роговой слой – роговые чешуйки
Клетки эпидермиса I – кератиноциты (85%) 1 – базальный слой 2 – шиповатый слой 3 – зернистый слой 4 – блестящий слой 5 – роговой слой II – меланоциты (10%) III. А – клетки Лангерганса (3%) III.Б - лимфоциты IV – клетки Меркеля
Эпидермальный дифферон Совокупность постоянно обновляющихся кератиноцитов, митотическая активность которых обладает выраженным циркадным ритмом. По мере пролиферации и дифференцировки клетки от базального слоя смещаются к поверхности, образуя пролиферативную единицу, которая в виде колонки занимает определенный участок.
Кератинизация - - процесс постепенной дегенерации эпителиоцитов, заканчивающийся их гибелью и превращением в роговые чешуйки. Гистофизиология ороговения представлена двумя взаимосвязанными процессами. Синтез фибриллярных элементов и превращение их в кератиновые фибриллы. В базальных клетках образуются первичные тонофиламенты → в шиповатых клетках они объединяются в тонофибриллы → в зернистых эпителиоцитах тонофибриллы укорачиваются, фрагментируются и формируют комплексы с кератогиалином → в роговом слое образуется и накапливается кератин.
Постепенная перестройка кератиноцитов с дезинтеграцией ядра и внутриклеточных органелл, завершающаяся образованием роговых чешуек. От базального к шиповатому слою эпителиоциты усложняют свою структуру (развитие тонофибрилл, усовершенствование межклеточных контактов) → в зернистом слое наступают дегенеративные изменения (клетки уплощаются и вытягиваются, утолщается плазмолемма, ядро пикнотичное, органеллы подвержены деструкции, появляются кератиносомы).
Десквамация – отторжение роговых чешуек. I - базальные кератиноциты 1 – базальная мембрана 2 – тонофибриллы II – шиповатые кератиноциты 3 – шипики с десмосомами 4 – кератиновые тонофибриллы 5 - кератиносомы III – зернистые кератиноциты 6 – кератогиалиновые гранулы 8 – пикнотичное ядро IV – роговой слой 7 - роговые чешуйки
В течение года у взрослого отторгается ~ 116 – 120 г/м² эпителия. При этом гормоны щитовидной железы усиливают этот процесс, а гормоны надпочечников замедляют. Кератиносомы – плотные структуры, d ~ 100 -400 нм, окруженные мембраной; содержат липиды – церамиды, холестеринсульфат. Кератогиалин – комплексное соединение белков лорикрина, инволюкрина, филагрина с продуктами дезагрегации митохондрий, рибосом, ЭПС, комплекса Гольджи; образуется в кератиноцитах при активном участии лизосом. Твердый кератин – кератиновые фибриллы роговых чешуек. Мягкий кератин – аморфное вещество между чешуйками.
Фрагмент «толстой» кожи (на ладонях и подошвах) Окр. гематоксилином и эозином I - эпидермис 1 – базальный слой 2 – шиповатый слой 3 – зернистый слой 4 – блестящий слой 5 – роговой слой (15 – 20 слоев чешуек) II – дерма (сосочковый слой)
Меланоциты – пигментные клетки нейронального происхождения (Блох , 1917 г.) ТЭМ М – меланоциты БК – базальные кератиноциты
Меланоциты ТЭМ М – меланоцит К – кератиноцит ДМ – дермальный макрофаг СД – сосочковый слой дермы
Меланосомы – мембранные органеллы высококонтрастной мелкозернистой структуры. Сэйджи (1963 г.) выделил 3 стадии развития меланосом. Синтез белков, фосфолипидов, протирозиназы. Развитие промежуточной везикулы, в которой к белково-фосфолипидному комплексу присоединяется тирозиназа и формируется премеланосома размером 0,7 х 0,3 мкм с внутренней зернистой структурой. Синтез меланина, появление ламеллярных структур, плотного гомогенного содержимого и отсутствие тирозиназной активности.
Схема синтеза меланина белок тирозин ДОФА меланин тирозиназа медь ДОФА-оксидаза УФО Процесс синтеза меланина регулируется меланоцитстимулирующим гормоном промежуточной доли гипофиза.
Меланин (С77Н98О33N14S) Наличие неспаренных электронов придает меланину свойства стабильных свободных радикалов. Неспаренные электроны способствуют более эффективному поглощению солнечной радиации, а также легко захватывают и обезвреживают высокоактивные свободные радикалы. Таким образом защитная функция меланина складывается из двух механизмов: ультрафиолетовая фильтрация; антиоксидантная реакция.
Типы меланоцитов Меланобласты - небольших размеров, округлой или овальной формы, содержат премеланосомы. «Молодые» меланоциты - крупных размеров, звездчатой формы, имеют много отростков; содержат премеланосомы, меланосомы, выражена тирозиназная активность. «Старые» меланоциты - крупные отросчатые клетки с большим количеством меланосом, без тирозиназной активности.
Клетки Лангерганса – (дермальные макрофаги, белые отросчатые эпидермоциты), клетки моноцитарного происхождения (1868 г.) ТЭМ А – клетка Лангерганса с лопастевидным ядром (я) Б – специфические гранулы (сг) Бирбека в виде «теннисной ракетки»
Клетки Лангерганса Осуществляют фагоцитоз и представляют процессированный антиген в высокоиммунногенной форме Т-хелперам. Обладают цитотоксической активностью. Вырабатывают ряд биологически активных веществ, влияющих на лимфоциты (ИЛ-1, факторы стимуляторы и активаторы колониеобразования), гидролитические ферменты, простагландины.
Клетки Меркеля – нейроэктодермального происхождения (1875 г.) В ответ на осязательное раздражение клетка Меркеля передает сигнал дендриту чувствительного нейрона и выделяет специфические активные факторы в эпителий, сосуды и соединительную ткань.
Базальная мембрана – мелкозернистая тонофиламентозная структура, толщиной ~ 1 мкм. Состоит из 2-х слоев: 1) наружный - базальная пластинка, прилежит к эпителию и является синтетическим продуктом кератиноцитов базального слоя; 2) внутренний – прилежит к соединительной ткани дермы, является ее производным.
Электронно-микроскопическое строение базальной мембраны Базальная пластинка: - светлая зона (20-40 нм), представлена аморфным межклеточным веществом, обогащенным кальцием; - темная зона (20-60 нм), образована гликопротеинами (фибронектин, ламинин). Внутренний слой: - войлокообразное сплетение фибрилл (коллаген I, III, IV); - якорные волокна (коллаген VII).
Дерма 1. Сосочковый слой – рыхлая волокнистая неоформленная соединительная ткань, формирующая сосочки, вдающиеся в базальную мембрану. На поверхности кожи они выглядят как линии и борозды, обуславливая папиллярный узор. Клетки: фибробласты, макрофаги, тканевые базофилы, гладкие миоциты. Волокна: коллагеновые (коллаген I, IV, VII), эластические, ретикулярные (коллаген III).
Дерма 2. Сетчатый слой – плотная неоформленная соединительная ткань. Пучки коллагеновых и эластических волокон переплетаются в виде сети в параллельном и косом направлении к поверхности кожи. В участках, подверженных сильному давлению (стопы, ладони), сеть волокон широкопетлистая; в областях, испытывающих постоянное растяжение (суставы, лицо) – переплетение узкопетлистое.
«Ногти и волосы даны человеку для того, чтобы доставить ему постоянное, но легкое занятие.» Козьма Прутков Производные кожи: железы волосы ногти
Потовые железы Простые трубчатые неразветвленные железы, секретирующие, преимущественно, мерокриновым способом (иногда микроапокриновым). Потовые железы реагируют на нервные импульсы и температурное раздражение. Иннервируются симпатическим отделом вегетативной нервной системы.
Потовые железы: эккриновые и апокриновые Критерии отличий: топография и диаметр концевых отделов; протяженность, ход выводных протоков и локализация их устья; степень представительства в коже. СЭМ ВФ – волосяной фолликул СЖ – сальная железа АПЖ – апокриновая потовая железа ЭПЖ – эккриновая потовая железа ВП – выводной проток
Концевой отдел (КО) Эккриновые железы содержат 2 типа гландулоцитов. Темные – базофильны, полярны (базальная часть уже апикальной), в секреторных гранулах – сиаломуцины. Светлые – слабобазофильны, полярны (верхушки уже основания), много митохондрий, включений гликогена и липидов, высокая активность щелочной фосфатазы, секретируют воду и ионы металлов. Гландулоциты апокриновых желез имеют оксифильную цитоплазму с гранулами фосфолипидов и белка.
Выводной проток (ВП) Выполнен двурядным эпителием (клетки содержат много митохондрий и кератиновых филаментов), просвет ~ 15 мкм, открывается на поверхность кожи потовой порой. Секреторные отделы и начальные отделы выводных протоков сопровождаются миоэпителиальными клетками, способствующими секреции.
Состав секрета потовых желез: Вода Ионы натрия, хлора Метаболиты Продукты азотистого обмена Брадикинин (обладает сосудорасширяющим действием) СЭМ КО – концевой отдел СГ – секреторные гранулы ВП – выводной проток
Сальные железы Простые альвеолярные разветвленные железы с коротким выводным протоком, секретирующие голокриновым способом. Внешне напоминают цветную капусту.
Сальные железы Содержание в коже ~ 100 см², а на коже лица 400-900 см². Реагируют на нервные импульсы, температурное раздражение и концентрацию половых гормонов в кровотоке (андрогены усиливают секреторную активность себоцитов, а эстрогены подавляют).
Концевой отдел сальных желез Диаметр концевого отдела 0,2-2 мм, располагается на границе сетчатого и сосочкового слоев дермы. Состоит из секреторных (себоцитов) и миоэпителиальных клеток. Себоциты, расположенные на базальной мембране (БС), плоские с низкой митотической активностью; по мере приближения к просвету они делятся и дифференцируются (увеличиваются в объеме, в цитоплазме преобладает гладкая ЭПС). Накапливая секрет, клетки разрушаются под воздействием гидролитических ферментов лизосом, а секрет вместе с остатками клетки образует кожное сало. Полная замена гландулоцитов происходит в течение 21-25 дней.
Выводной проток сальных желез образован многослойным плоским эпителием. Выведению секрета способствует сокращение миоэпителиальных элементов, расположенных вокруг себоцитов концевого отдела, а также сокращение мышцы, поднимающей волос (М).
Секрет сальных желез Является смесью жиров, включая триглицериды, восковые эфиры, сквален, холестерол, холестериновые эфиры. Обладает бактерицидным и фунгицидным действием, выполняет роль смазки, которая смягчает кожу, придает ей эластичность, защищает от перегревания и переохлаждения.
Волосы Выделяют: длинные (голова, усы, борода, подмышечные впадины, наружные половые органы), щетинистые (брови, ресницы, наружный слуховой проход, преддверие носовой полости), пушковые (кожные покровы тела).
Общее количество волосяных фолликулов кожи головы взрослого ~100 000-150 000 у блондинов ~ 150-140 000; у брюнетов ~ 120-100 000; у рыжеволосых ~ 100-90 000. От рождения до зрелости количество фолликулов снижается в два раза. СЭМ Поверхность кожи с волосами
Строение волоса Стержень находится над поверхностью кожи. Корень залегает в толще кожи.
Стержень: Стержень: I - мозговое вещество центрально расположено, имеется в длинных и щетинистых волосах; представлено клетками полигональной формы с ацидофильными гранулами трихогиалина и пигмента; II - корковое вещество состоит из плоских роговых чешуек, содержащих твердый кератин и пигмент, вблизи волосяной луковицы клетки не полностью ороговевшие; III - кутикула прилежит к корковому веществу, состоит из плоских чешуек, ориентированных перпендикулярно поверхности волоса в виде черепицы.
Корень включает в себя волосяной фолликул и волосяную сумку. Корень включает в себя волосяной фолликул и волосяную сумку. I. Волосяной фолликул: 1. Наружное корневое влагалище - продолжение эпидермиса; в глубине фолликула оно более тонкое, т.к. не содержит поверхностные слои эпидермиса, а на дне состоит только из зачаткового слоя. 2. Внутреннее корневое влагалище тянется от волосяной луковицы до протоков сальных желез; в нем различают 3 слоя: - внутренний - кутикула (ороговевшие клетки), - средний - слой Гексли (внутренний эпителиальный слой, состоит из одного - двух рядов эпителиоцитов, содержащих гранулы трихогиалина), - наружный - слой Генле (один ряд бледных плоских эпителиоцитов).
Наружное корневое влагалище Наружное корневое влагалище
3. Волосяная луковица - утолщенное основание корня волоса, где корневые влагалища объединяются, формируя матрицу волоса – место пролиферации клеток. 3. Волосяная луковица - утолщенное основание корня волоса, где корневые влагалища объединяются, формируя матрицу волоса – место пролиферации клеток. Участок фолликула, где происходит преобразование клеток в твердый кератин, называется кератогенной зоной. Среди эпителиальных клеток волосяной луковицы содержатся меланоциты. 4. Волосяной сосочек - участок рыхлой волокнистой соединительной ткани, вдающийся снизу в волосяную луковицу и содержащий много капилляров. II. Волосяная сумка – плотная неоформленная соединительная ткань, окружающая волосяной фолликул. В её толщу вплетается проксимальный конец мышцы, поднимающей волос.
Волосяной фолликул Окр. гематоксилином и эозином - наружное корневое влагалище; - внутреннее корневое влагалище; - мозговое вещество; - кератогенная зона; - волосяная матрица; - волосяной сосочек; - волосяная сумка
Циклическая активность волос Период роста - пролиферация и дифференцировка клеток матрицы, за счет чего волос растет в длину. Эта фаза носит название анаген. Период покоя - волосяная матрица неактивна, атрофируется. Фаза катагена - корень волоса отделяется от матрицы и движется вверх, сохраняя непрочное прикрепление к наружному корневому влагалищу, пока не приблизится к шейке фолликула. Фаза телогена - наружное корневое влагалище втягивается и перемещается к поверхности, волос выходит из фолликула. Наружное корневое влагалище вновь врастает вниз, окружая старый или новый сосочек, формируется новая волосяная матрица, начинается рост нового волоса (анаген).
АНАГЕН АНАГЕН
В коже волосистой части головы волосы растут в среднем 2-4 года со скоростью 0,3-0,4 мм/сут., после чего наступает фаза покоя, которая длится 3-4 месяца. В коже волосистой части головы волосы растут в среднем 2-4 года со скоростью 0,3-0,4 мм/сут., после чего наступает фаза покоя, которая длится 3-4 месяца. Волосы бровей и ресниц растут 1-2 месяца, а в покое прибывают 3-4 месяца. Соседние волосяные фолликулы находятся на разных фазах активности. На голове до 90% волосяных фолликулов находятся в фазе роста, поэтому их смена незаметна.
Ногти Ногтевая пластинка - плотно расположенные роговые чешуйки, содержащие твердый кератин. Гипонихий или подногтевая пластинка - роговой слой эпителия, расположенный под свободным краем ногтевой пластинки. Ногтевое ложе ограничивают проксимальные и боковые ногтевые валики, которые с надногтевой пластинкой выполнены роговым слоем эпидермиса. Корень ногтя - задняя часть ногтевой пластинки между эпителием задней части ногтевого ложа и эпителием проксимального ногтевого валика. Луночка ногтя - светлый участок корня, выступающий из-под проксимального ногтевого валика. Ногтевая матрица - место роста ногтя, участок эпителия заднего ногтевого ложа. Скорость роста ногтей ~ 0,5 мм/нед. и зависит от гормонального статуса организма, возраста, пола и состояния обмена веществ.
Иннервация кожи Чувствительные нервные окончания кожи: терморецепторы (воспринимают холодовые и тепловые раздражения); механорецепторы (воспринимают механические раздражения кожи); ноцицепторы (воспринимают болевые раздражения, от лат. «ноцере»- ранить). Морфологически нервные окончания подразделяются на 2 группы: свободные; несвободные (инкапсулированные и неинкапсулированные).
Нервные окончания А – тельце Мейсснера, импр. азотнокислым серебром Б - тельце Мейсснера, окр. гематоксилином и эозином В - тельце Фатера-Пачини, окр. гематоксилином и эозином
КОЖНЫЙ АНАЛИЗАТОР - - совокупность рецепторных и нервных структур, воспринимающих и анализирующих механические, температурные и болевые раздражения кожи. НЕРВНЫЕ ВОЛОКНА БОЛИ И ТЕМПЕРАТУРЫ спинальный ганглий (1-ый нейрон) задние рога спинного мозга (2-ой нейрон) передняя комиссура спинного мозга белое вещество задних столбов противоположной стороны спинного мозга боковой спинно-таламический путь ЯДРА ЗРИТЕЛЬНОГО БУГРА, РЕТИКУЛЯРНАЯ ФОРМАЦИЯ СТВОЛА (3-ий нейрон)
НЕРВНЫЕ ВОЛОКНА ТАКТИЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ НЕРВНЫЕ ВОЛОКНА ТАКТИЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ задние корешки спинного мозга (1-ый нейрон) задние столбы белого вещества той же стороны спинного мозга - пучки Голля и Бурдаха продолговатый мозг (2-ой нейрон) бульбо-таламический путь перекрест мост мозговая ножка ядра зрительного бугра, ретикулярная формация ствола КОРА БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ - ЗАДНЯЯ ЦЕНТРАЛЬНАЯ ИЗВИЛИНА ТЕМЕННОЙ ОБЛАСТИ (ПОЛЯ 1,2,3,43), ЧАСТЬ ПРЕЦЕНТРАЛЬНОЙ ДОЛЬКИ И ПОКРЫШКА ЦЕНТРАЛЬНОЙ БОРОЗДЫ (3-ий нейрон)
Источники развития кожи: 1 – эктодерма (эпидермис, волосы, ногти, потовые и сальные железы); 2 – мезенхима, выселившаяся из дерматомов сомитов мезодермы (соединительная ткань дермы, сосудистые элементы, клетки Лангерганса); 3 – нервная трубка, нервный гребень (нервы, нервные окончания, меланоциты, клетки Меркеля).
Благодарю за внимание! Благодарю за внимание!