§ 42. Строение и функции кожи. Терморегуляция

Определения и обозначения

Кожа — наружный покров тела и орган, выполняющий защитную, чувствительную, выделительную и терморегуляторную функции. Это не простая оболочка: её части работают сообща и помогают организму взаимодействовать с окружающей средой. Поэтому повреждение кожи может нарушить сразу несколько важных процессов.

Эпидермис — наружный слой кожи, состоящий преимущественно из эпителиальной ткани и постоянно обновляющийся. Его клетки постепенно перемещаются к поверхности, где ороговевают и затем слущиваются. Такое обновление поддерживает защитный барьер, который уменьшает потерю воды и проникновение вредных веществ.

Дерма — внутренний слой кожи, содержащий кровеносные сосуды, нервные окончания, рецепторы, волосяные фолликулы и железы. Здесь проходят сосуды, питающие ткани, и нервы, передающие сигналы в нервную систему. Благодаря этим структурам кожа чувствует воздействия, выделяет пот и участвует в обмене веществ.

Терморегуляция — поддержание относительно постоянной температуры тела за счёт согласованной работы процессов образования и отдачи тепла. Она нужна, чтобы внутренние процессы организма могли нормально протекать при изменении температуры окружающей среды. В терморегуляции участвуют кожа, нервная система и мышцы.

Как это устроено

Кожу считают сложным органом, потому что она включает несколько частей с разным строением и задачами. Эпидермис создаёт внешний барьер, дерма содержит сосуды, рецепторы и железы, а подкожная жировая клетчатка смягчает воздействия и удерживает тепло. Если бы работал только один слой, кожа не могла бы одновременно защищать тело, воспринимать сигналы и регулировать теплообмен.

Эпидермис состоит из многих слоёв клеток, поэтому повреждение его поверхности не сразу достигает более глубоких тканей. Верхние клетки ороговевают и образуют плотный барьер, который затрудняет потерю воды и проникновение микроорганизмов. Пигмент уменьшает вредное воздействие ультрафиолетовых лучей, поглощая часть излучения; поэтому свойства эпидермиса важны и для защиты от солнца.

В дерме находятся рецепторы и нервные окончания, поэтому она помогает распознавать прикосновение, боль, тепло и холод. Сосуды доставляют к клеткам кислород и питательные вещества, а также участвуют в переносе тепла. Волосяные фолликулы, потовые и сальные железы связаны с состоянием кожи и волос: пот выходит на поверхность, а кожное сало смазывает кожу и волосы.

При жаре потовые железы выделяют влагу на поверхность кожи. Когда пот испаряется, ему требуется энергия, и часть тепла забирается у тела, поэтому организм охлаждается. Кожные сосуды при этом расширяются, к поверхности поступает больше крови и тепло легче отдаётся наружу; подкожный жир, напротив, уменьшает потерю тепла благодаря своим теплоизоляционным свойствам.

Изменение температуры воспринимают рецепторы, а нервная система координирует ответ организма. При перегревании усиливаются потоотделение и расширение сосудов кожи, что помогает отдавать тепло. При охлаждении сосуды сужаются, потоотделение уменьшается, а мышечная дрожь создаёт дополнительное тепло за счёт частых сокращений мышц.

Строение кожи и участие её частей в выполнении функций

Сопоставляй особенности строения с функциями: так проще понять, почему разные части кожи выполняют разные задачи. Для объяснения терморегуляции особенно важны потовые железы, сосуды и подкожная жировая клетчатка. Рецепторы помогают организму заметить изменение температуры, но сами тепло не производят.

Разбор задач

Задача 1. Нужно объяснить, какие части кожи могут повреждаться при поверхностном ожоге и почему после него бывает больно. Слово «поверхностный» указывает, что повреждение затрагивает главным образом наружные слои. При этом важно учитывать, что нервные окончания расположены глубже наружной поверхности.

1. Сначала определяем, какой слой находится снаружи: это эпидермис. При поверхностном ожоге он повреждается первым, а при более сильном воздействии может пострадать и верхняя часть дермы.
2. Затем связываем боль с чувствительными структурами. Если тепло раздражает или повреждает нервные окончания в коже, они передают сигналы в нервную систему, и человек ощущает боль.
3. Уточняем вывод: сила боли зависит не только от площади ожога, но и от глубины повреждения и состояния нервных окончаний. Поэтому нельзя считать, что при любом ожоге страдает только наружный слой.

Ответ: при поверхностном ожоге повреждается эпидермис, иногда — верхняя часть дермы. Кожа может болеть из-за раздражения нервных окончаний.

Задача 2. Почему в жаркую погоду кожа краснеет и покрывается потом? Здесь нужно объяснить сразу два наблюдаемых признака, не сводя их к одному процессу. Краснота связана с движением крови, а охлаждение — с выделением и испарением пота.

1. При повышении температуры рецепторы кожи передают сигнал нервной системе. В ответ кожные сосуды расширяются, и к поверхности тела поступает больше крови.
2. Из-за увеличения притока крови кожа может выглядеть красной. Одновременно потовые железы выделяют пот на её поверхность.
3. Пот испаряется и уносит часть тепла, поэтому тело охлаждается. Значит, покраснение и потоотделение — связанные с перегреванием, но разные реакции.

Ответ: кожа краснеет из-за расширения сосудов, а пот испаряется и помогает отводить тепло.

Задача 3. Сравним реакции организма на жару и холод и выясним, как они помогают сохранять температуру. Нужно рассмотреть не только состояние кожи, но и работу мышц. Главный вопрос — усиливает организм отдачу тепла или, наоборот, ограничивает её и увеличивает образование.

1. При жаре потоотделение усиливается, а сосуды кожи расширяются. Испарение пота и усиление притока крови к поверхности помогают отдавать тепло.
2. При холоде потоотделение уменьшается, а сосуды сужаются. К поверхности поступает меньше крови, поэтому организм теряет меньше тепла.
3. Если охлаждение продолжается, возникает мышечная дрожь. Частые сокращения мышц требуют энергии и сопровождаются выделением тепла, компенсируя охлаждение.

Ответ: при жаре организм усиливает отдачу тепла, а при холоде уменьшает её и дополнительно производит тепло с помощью дрожи. Эти реакции помогают сохранять относительно постоянную температуру тела.

Типичные ошибки

Ошибка — считать кожу только защитным покровом. Так думают, потому что защита заметна снаружи, а остальные процессы не всегда можно увидеть. Проверь себя: назови ещё три функции кожи — чувствительную, выделительную и терморегуляторную.

Ошибка — путать эпидермис с дермой и помещать сосуды или железы в наружный слой. Слои легко смешать, если запоминать только их названия. Проверь себя: эпидермис расположен снаружи, а сосуды, нервы, рецепторы и большинство кожных образований находятся в дерме.

Ошибка — объяснять охлаждение только выделением пота. Сам пот охлаждает тело главным образом при испарении, поэтому без этого процесса объяснение неполное. Проверь себя: при перегревании сосуды кожи тоже расширяются, и тепло активнее отдаётся через поверхность тела.

Ошибка — утверждать, что при охлаждении сосуды кожи расширяются. Это можно перепутать с реакцией на жару, когда кровоток у поверхности усиливается. Проверь себя: в холоде сосуды обычно сужаются, уменьшая приток крови к поверхности и потерю тепла.

Связь с другими темами

Чтобы понять строение кожи, пригодятся знания об эпителиальной, соединительной и нервной тканях: именно они образуют её слои и чувствительные структуры. Роль сосудов связывает тему с кровеносной системой, которая переносит вещества и тепло. Терморегуляция показывает, как нервная и эндокринная системы участвуют в поддержании постоянства внутренней среды организма.

Эти знания полезны при изучении гигиены кожи и первой помощи при ожогах и обморожениях. Они помогают понять, почему важно избегать длительного перегревания и переохлаждения, а также почему повреждения кожи требуют внимательного отношения. Связь строения и функций позволяет объяснить, как организм отвечает на изменения внешней температуры.

Что запомнить

• Кожа состоит из эпидермиса, дермы и подкожной жировой клетчатки.
• Эпидермис защищает организм от повреждений, потери воды и проникновения микроорганизмов.
• В дерме расположены сосуды, нервы, рецепторы, волосяные фолликулы и кожные железы.
• Потовые железы участвуют в охлаждении тела благодаря испарению пота.
• Расширение сосудов кожи усиливает отдачу тепла, а их сужение уменьшает её.
• Терморегуляция поддерживает относительно постоянную температуру тела.