Строение и функции кожи

Определения и обозначения

Эпидермис — наружный слой кожи, состоящий из нескольких слоёв клеток. Его верхние клетки постепенно ороговевают и слущиваются, а клетки нижнего слоя делятся и заменяют их. Так эпидермис поддерживает защитную оболочку тела. В нём нет кровеносных сосудов, поэтому клетки получают необходимые вещества из тканей, лежащих глубже.

Дерма — внутренний слой кожи, расположенный под эпидермисом. В ней находятся кровеносные сосуды, нервные окончания, железы и волосяные луковицы. Благодаря этим структурам кожа получает питание и воспринимает воздействия окружающей среды. Дерма также поддерживает прочность и упругость кожи.

Подкожная жировая клетчатка — слой рыхлой ткани с жировыми клетками, который лежит под дермой. Он связывает кожу с тканями, расположенными глубже, и не даёт ей свободно смещаться. Жир уменьшает потерю тепла, а мягкий слой смягчает удары. Поэтому эта ткань помогает и сохранять тепло, и защищать тело от механических воздействий.

Меланин — пигмент, то есть окрашивающее вещество, которое содержится в клетках эпидермиса. От его количества зависит оттенок кожи. Меланин поглощает часть ультрафиолетовых лучей и помогает защитить клетки от их вредного действия. На солнце его образование может усиливаться, поэтому кожа темнеет.

Как это устроено

Слои кожи расположены последовательно: снаружи находится эпидермис, под ним — дерма, а ещё глубже — подкожная жировая клетчатка. Наружный слой первым встречает трение, микробы и другие воздействия, поэтому он образует барьер. Дерма содержит сосуды и прочные волокна, которые поддерживают кожу и обеспечивают её питательными веществами. Подкожная клетчатка смягчает давление и помогает сохранять тепло, дополняя защиту верхних слоёв.

Клетки на поверхности эпидермиса постоянно подвергаются трению и воздействию внешней среды. Постепенно они заполняются плотным веществом, ороговевают, теряют жизнедеятельность и слущиваются. Если бы клетки не заменялись, защитная оболочка истончалась бы. Поэтому в нижнем слое эпидермиса клетки делятся, а новые постепенно перемещаются к поверхности и занимают место старых.

Дерма пронизана кровеносными сосудами, но в эпидермис сосуды не заходят. Сосуды доставляют к тканям кислород и питательные вещества, а нервные окончания воспринимают прикосновение, давление, тепло, холод и боль. Волосяные фолликулы — структуры, в которых формируются волосы, — удерживают их в коже. Потовые железы выделяют пот, а сальные железы вырабатывают кожное сало, которое смазывает кожу и волосы.

Кожа помогает поддерживать постоянную температуру тела, меняя отдачу тепла. Когда организм нужно охладить, сосуды кожи расширяются и к её поверхности поступает больше крови, поэтому тепло легче уходит наружу. При охлаждении сосуды сужаются, и потеря тепла уменьшается. Пот тоже охлаждает тело: при испарении с поверхности кожи он забирает тепло, но для этого пот должен испаряться.

Нервные окончания кожи превращают внешнее воздействие в сигналы, которые поступают в нервную систему. Так человек различает прикосновение, давление, тепло, холод и боль и может быстро отдёрнуть руку от опасного предмета. Кожа также служит барьером от внешней среды и участвует в терморегуляции. С потом из организма удаляются вода, соли и некоторые продукты обмена веществ, поэтому кожа участвует и в выделении.

Слои кожи: строение и функции

Читая таблицу сверху вниз, проследи, как меняются строение и функции от наружного слоя к тканям под ним. Отдельно сопоставь структуры в дерме с тем, какую работу они выполняют. Это помогает увидеть, что защита, чувствительность и терморегуляция обеспечиваются не одной частью кожи, а их совместной работой.

Разбор задач

Задача 1. Ученик слегка коснулся горячей кружки и быстро отдёрнул руку. Какие структуры кожи помогли обнаружить воздействие? Нужно связать ощущение температуры с расположением чувствительных структур и действием нервной системы. Само движение руки происходит не в коже, но начинается с обнаружения раздражения.

1. Найдём в коже структуры, воспринимающие тепло: это нервные окончания, расположенные в дерме.
2. Они воспринимают воздействие горячей поверхности и передают сигнал по нервам в нервную систему.
3. В ответ мышцы руки сокращаются, поэтому рука быстро отдёргивается.

Ответ: горячее воздействие обнаружили нервные окончания кожи, а нервная система передала сигнал, вызвавший движение руки. Такой ответ помогает уменьшить продолжительность контакта с горячим предметом. Если воздействие сильное или длительное, кожа может получить ожог.

Задача 2. В жаркий день человек потеет, а сосуды кожи расширяются. Объясним, как эти изменения помогают телу охлаждаться. Важно рассмотреть оба процесса, потому что каждый усиливает отдачу тепла своим способом. Затем свяжем их с общей задачей — не допустить перегрева.

1. Потовые железы выделяют пот на поверхность кожи.
2. Когда пот испаряется, он забирает тепло с поверхности тела, поэтому кожа охлаждается.
3. Расширение сосудов усиливает приток крови к коже, и через её поверхность тело отдаёт больше тепла.

Ответ: испаряющийся пот охлаждает кожу, а расширенные сосуды помогают передать к её поверхности больше тепла. Вместе эти механизмы усиливают охлаждение организма. Если поту трудно испаряться, например при высокой влажности, охлаждающий эффект становится слабее.

Задача 3. При повреждении кожи появились кровь и боль. Определим, какие слои могли быть затронуты и что означают эти признаки. Кровь показывает, что повреждение достигло области с сосудами. Боль свидетельствует о раздражении чувствительных нервных окончаний.

1. В эпидермисе сосудов нет, поэтому одна лишь поверхностная царапина обычно не вызывает кровотечения.
2. Если появилась кровь, повреждение, вероятно, затронуло дерму, где проходят кровеносные сосуды.
3. Боль возникает, когда раздражаются нервные окончания; нарушение целостности кожи также ослабляет защитный барьер.

Ответ: кровь указывает на повреждение сосудов дермы, а боль — на раздражение нервных окончаний. Через повреждённое место микроорганизмам легче проникнуть внутрь, поэтому рану нужно защитить от загрязнения. Глубину повреждения по одним только этим признакам точно определить нельзя.

Типичные ошибки

Ошибка: считать подкожную жировую клетчатку частью эпидермиса. Её путают с кожей в целом, потому что оба слоя участвуют в защите тела. Но эпидермис расположен снаружи, дерма — под ним, а жировая клетчатка лежит под дермой и имеет другое строение. Проверка: назови слои по порядку от поверхности внутрь.

Ошибка: думать, что эпидермис пронизан кровеносными сосудами. Так можно решить, потому что кровь видна при порезе кожи, но кровоточат сосуды дермы. Клетки эпидермиса получают вещества из нижележащих тканей. Проверка: вспомни, в каком слое находятся сосуды, и не путай весь покров тела с его наружным слоем.

Ошибка: сводить терморегуляцию только к потоотделению. Пот заметен, поэтому легко забыть о сосудах, которые тоже меняют теплоотдачу. Расширение сосудов усиливает отдачу тепла, а сужение уменьшает её. Проверка: назови два механизма охлаждения кожи и объясни, что происходит при испарении пота.

Ошибка: считать, что кожа только покрывает тело. Такое представление возникает, если замечать лишь её наружную поверхность. На самом деле нервные окончания обеспечивают чувствительность, сосуды участвуют в терморегуляции, а с потом выводятся некоторые вещества. Проверка: перечисли несколько функций кожи, не связанных только с физическим барьером.

Связь с другими темами

Для понимания кожи нужно знать, что строение ткани связано с её функцией, а кровь переносит кислород и питательные вещества. Эти знания помогают объяснить питание клеток кожи и работу сосудов дермы. Позже строение кожи пригодится при изучении терморегуляции, органов чувств и выделения. Оно также связано с правилами гигиены: сохранение целостности кожи помогает ей выполнять защитную роль.

Что запомнить

• Кожа состоит из эпидермиса и дермы; под дермой расположена подкожная жировая клетчатка.
• Эпидермис защищает тело и постоянно обновляется.
• В дерме находятся сосуды, нервные окончания, железы и волосяные фолликулы.
• Подкожная жировая клетчатка уменьшает потерю тепла и смягчает удары.
• Пот испаряется с поверхности кожи и помогает охлаждать тело.
• Кожа защищает организм, воспринимает раздражения и участвует в терморегуляции.