Шкіра (біолог.)

К о жа, зовнішній покрив тіла тварин і людини, що здійснює функції захисту організму від зовнішніх впливів, а також дотику, обміну речовин (в тому числі газообміну), виділення, іноді і терморегуляції. К. запобігає проникненню у внутрішнє середовище організму мікроорганізмів, отруйних речовин, механічні пошкодження, сприймає механічні, температурні і больові впливу, визначає забарвлення тварин, виділяє пахучі, отруйні або поживні речовини, службовці сигналами, захистом або засобом вигодовування потомства. У добре літаючих (птиці) або плаваючих (наприклад, дельфіни) тварин їх вельми високі аеро- або гідродинамічні якості в значній мірі обумовлені властивостями і активним функціонуванням К. і її похідних (див. біоніка ).

К. складається з зовнішнього (епітеліального) і внутрішнього (сполучно-тканинної) шарів, розділених базальноїмембраною і нерідко утворюють численні похідні (рис. 1, 2, 3). Епітеліальний шар рясніє різноманітними одно- або багатоклітинними залозами. Тверді продукти виділень епітелію можуть служити скелетними і захисними елементами (раковини молюсків, емаль луски акул). Продукти переродження частини цитоплазми клітин епітелію утворюють хітиновий панцир - скелет членистоногих і орган хімічної і механічної захисту - кутикулу паразитичних черв'яків, здатну протистояти активним травним ферментам кишечника хазяїна. На відміну від безхребетних, що мають один шар клітин в епітелії К., у хребетних епітелій багатошаровий, причому у наземних хребетних клітки зовнішніх шарів цілком піддаються роговому переродженню і утворюють постійно оновлюється роговий шар епідермісу (рис. 4), рогові луски, волосся, пір'я, кігті та інші. Злущування рогових клітин сприяє очищенню К. від бруду. Роговий шар К. вищих хребетних і хітиновий панцир членистоногих дозволяють багатьом з них протистояти висушуючу дії атмосфери в умовах наземного способу життя. Волосся і пір'я, утримуючи тепло тіла, сприяють у деяких ссавців і птахів підтримці активної життєдіяльності навіть при t середовища нижче 0 ° С. Сполучно-тканий шар, або дерма , Формує мережу колагенових і еластинових волокон, які надають К. міцність і еластичність (у хребетних, головоногих молюсків), а також кісткові і ін. Луски (у риб) і шкірні окостеніння (у плазунів), які відіграють роль броні.

У дорослої людини площа К. дорівнює 1,5-2 м2. Товщина її в різних ділянках тіла коливається від 0,5 до 4 мм. В епітеліальних шарі (епідермісі) К. розрізняють шари: базальний, шипуватий (складові паростковий, або мальпигиев, шар), зернистий, блискучий і роговий; в нижніх шарах епідермісу є чутливий. Меркеля клітки . Злущуються клітини рогового шару замінюються зміщаються до поверхні клітинами базального шару. Таким чином, названі шари - стадії перетворення (диференціювання) клітин базального шару в рогові. Диференціація супроводжується втратою здатності клітин до розмноження і накопиченням ними фібрил прокератіна, тобто пучків найтонших (50-80 У дорослої людини площа К ) Ниток волокнистого білка з молекулярною масою близько 640 000. Далі в тісному контакті з фибриллами з'являються «зерна» кератогиалина, тобто скупчення волокнистого білка. Їх появу пов'язують з прискореним синтезом прокератіна. Клітини зернистого і блискучого шарів включають велику кількість сірковмісних амінокислот і, майже суцільно заповнившись кератином, відмирають. Кератин представлений нитками товщиною близько 75 , Зануреними в аморфний білок. Численні SH-групи молекул кератину в результаті окислення замикаються в міжмолекулярні S-S-мocтікі. Кератин становить близько 2/3 ваги клітини рогового шару і відрізняється великою хімічною стійкістю.

Повне оновлення клітин епідермісу відбувається приблизно за 20 діб. У більшості ссавців і у людини епідерміс утворює сальні, потові, молочні залози і волосся. Секрет сальних залоз (шкірне сало) змащує епідерміс і волосся, роблячи їх несмачіваемих водою. Потові залози беруть участь у терморегуляції, виділяючи до декількох літрів поту в день, випар якого з поверхні К. видаляє надлишок тепла і запобігає перегріванню організму. З потом з організму виводиться і частина продуктів обміну, зокрема сечовина, що набуває особливого значення при захворюваннях нирок. У дермі розрізняють 2 шари: сосочковий, прилегла до епідермісу, і сітчастий, глибший. Перший утворює різної форми сосочки і гребені, що вдаються в епідерміс і визначають малюнок поверхні К. (див. дерматогліфіка ). Сосочковий шар поряд з сполучнотканинними клітинами містить пухку мережу тонких колагенових і еластинових волокон, а також гладкі м'язові волокна. Останні беруть участь в регуляції тепловіддачі. Сітчастий шар представлений щільною сполучною тканиною, що утворює мережу пучків порівняно товстих колагенових і еластинових волокон, орієнтованих паралельно і під косими кутами до поверхні К. В сітчастий шар занурені глибокі відділи волосяних фолікулів і залоз. Епідерміс і дерма можуть містити пігментні клітини, що захищають тканини від ультрафіолетових променів і надають К. різну, у деяких тварин легко змінюється, забарвлення. Кровоносні судини К. в глибоких шарах утворюють шкірну артеріальну мережу, від якої відходять судини в поверхневий шар. Лімфатична система представлена ​​справжніми лімфатичних судинах в сосочковом шарі дерми, пов'язаними з подсосочковой і підшкірної лімфатичної мережею. Величезна кількість чутливих нервових закінчень, розташованих в К., забезпечує швидку реакцію на мінливі впливу зовнішнього середовища (див. шкірний аналізатор ). На 1 см 2 поверхні К. кількість больових точок досягає 100-200, відчуття дотику - 25, холодових - 12-15 і теплових - 1-2. Найбільшою чутливістю володіє К. долоннійповерхні, кінчиків пальців і кінчика носа. Поверхня К., особливо на подушечках пальців, покрита складним малюнком, який строго індивідуальний і з віком не змінюється (див. дактилоскопія ).

Одна з основних функцій К. у людини - терморегуляція. Близько 80% всієї тепловіддачі відбувається через К. конвекцією, випаровуванням і випромінюванням. Практично через К. дифундують всі гази. Однак шкірне дихання (надходження кисню і виведення вуглекислого газу) становить лише 1-1,5% всього газообміну. Значну роль відіграє К. і в обміні речовин - водно-сольовому, вуглеводному, білковому, ферментативному і ін. Через К. всмоктуються деякі речовини, розчинні в жирах і летких рідинах, на чому заснована дія деяких лікарських речовин, які застосовуються зовнішньо, і мазей. К. нерозривно пов'язана з життєдіяльністю всього організму - різні порушення функцій органів і систем нерідко позначаються на стані К. (свербіж, печіння, почервоніння, висипання та ін. Реакції), і навпаки, захворювання К. викликають реакцію всього організму (наприклад, опікова хвороба ). Про захворювання К. у людини см. шкірні хвороби , дерматологія .

Літ .: Шмальгаузен І. І., Основи порівняльної анатомії хребетних, 4 видавництва., М., 1947; Багатотомне керівництво по дермато-венерології, т. 2, Л., 1961; Гістологія, під ред. В. Г. Єлісєєва, М., 1963; Беклемішев В. Н., Основи порівняльної анатомії безхребетних, 3 вид., Т. 2, М., 1964; Павлов С. Т., Шкірні і венеричні хвороби, 2 видавництва., Л., 1969; Mercer Е. Н., Keratin and keratinization: an essay in molecular biology, Oxf., 1961; Montagna W., The structure and function of skin, 2 ed., NY, 1962; Biology of the skin and hair growth, ed. by AG Lyne and BF Short, Sydney, 1965.

Е. Б. Всеволодов, І. Я. Шахтмейстер.

Шахтмейстер

Мал. 2. Будова шкіри костистої риби (схема): 1 - багатий залозистими клітинами епідерміс; 2 - кісткова луска; 3 - сполучнотканинний шар.

Будова шкіри костистої риби (схема): 1 - багатий залозистими клітинами епідерміс;  2 - кісткова луска;  3 - сполучнотканинний шар

Мал. 3. Будова шкіри ссавця (схема): 1 - волосся; 2 - роговий шар епідермісу; 3 - інші шари епідермісу; 4 - сосочки зовнішнього шару дерми, які входять в епідерміс; 5 - сальні залози; 6 - потові залози; 7 - жирова підшкірна клітковина; 8 - сітчастий шар дерми.

Будова шкіри ссавця (схема): 1 - волосся;  2 - роговий шар епідермісу;  3 - інші шари епідермісу;  4 - сосочки зовнішнього шару дерми, які входять в епідерміс;  5 - сальні залози;  6 - потові залози;  7 - жирова підшкірна клітковина;  8 - сітчастий шар дерми

Мал. 4. Будова епідермісу ссавця (схема): 1 - базальний шар; 2 - шипуватий шар; 3 - зернистий шар; 4 - блискучий шар; 5 - роговий шар; 6 - базальна мембрана; 7 - волокна сосочкового шару дерми; К - «зерна» кератогиалина; Ф - фібрили; Я - ядра клітин; Про - відросток клітини шиповатого шару.

Будова епідермісу ссавця (схема): 1 - базальний шар;  2 - шипуватий шар;  3 - зернистий шар;  4 - блискучий шар;  5 - роговий шар;  6 - базальна мембрана;  7 - волокна сосочкового шару дерми;  К - «зерна» кератогиалина;  Ф - фібрили;  Я - ядра клітин;  Про - відросток клітини шиповатого шару

Мал. 1. Будова шкірного покриву комахи (схема): 1 - епікутікула; 2 - екзокутікула; 3 - епідерміс; 4 - тріхогенная (волосковая) клітина; 5 - сполучнотканинні клітини; 6 - базальна мембрана епідермісу; 7 - волосок; 8 - ендокутікула.