Каким образом кожа принимает участие в терморегуляции?

Нарушение терморегуляции организма

Расстройство терморегуляции это нарушение постоянства температуры тела, вызванные дисфункцией ЦНС. Температурный гомеостаз считается одной из основных функций гипоталамуса, который содержит специализированные термочувствительные нейроны.

От гипоталамуса начинаются вегетативные пути, которые при необходимости могут обеспечивать увеличение теплопродукции, вызывая мышечную дрожь или рассеяние излишнего тепла.

При поражении гипоталамуса, а также следующих от него к стволу мозга или спинному мозгу путей возникают расстройства терморегуляции в виде гипертермии или гипотермии.

Теплоотдача организмом во внешнюю среду зависит от температуры окружающей среды, от количества влаги (пота), выделяемой организмом вследствие затрат тепла на испарение, от тяжести выполняемой работы и физического состояния человека.

При высокой температуре воздуха и облучении кровеносные сосуды поверхности тела расширяются, при этом происходит перемещение крови: главного аккумулятора тепла в организме, к периферии (поверхности тела). Вследствие такого перераспределения крови теплоотдача с поверхности тела значительно увеличивается.

Нарушения терморегуляции организма могут возникать при:

повреждении центрального или периферического звена системы терморегуляции;

кровоизлияниях и опухолях в области гипоталамуса;

при травмах, сопровождающихся повреждением соответствующих проводящих путей.

Нарушение терморегуляции сопутствует многим системным заболеваниям, обычно проявляясь повышением температуры тела или лихорадкой. Повышение температуры тела является настолько надежным индикатором заболевания, что наиболее часто используемой в клинике процедурой стала термометрия.

Изменения температуры можно выявить даже при отсутствии явного фебрилитета. Они проявляются в виде покраснения, побледнения, потоотделения, дрожи, ненормальных ощущений тепла или холода, а также могут состоять из неустойчивых колебаний темпе­ратуры тела в пределах нормы у больных с постельным режимом.

При физической работе времен­но нарушается баланс между теплопродукцией и теплоотдачей с последующим быстрым восстановлением нормальной температуры в состоянии покоя за счет длительной активации механизмов теплоотдачи.

Фактически, при длительной физической нагрузке расширение сосудов кожи в ответ на повышение темпера­туры сердцевины организма прекращается для того, чтобы сохранить эту темпе­ратуру.

Нарушение терморегуляции при лихорадке

При лихорадке адаптационная способность снижается, так как по дости­жении стабильной температуры тела теплопродукция становится равной тепло­отдаче, однако и та, и другая находятся на уровне выше исходного. Кровоток в периферических сосудах кожи играет более важную роль в регуляции теплопродукции и теплоотдачи, чем потоотделение.

При лихорадке температура тела, определяемая терморецепторами, низкая, поэтому организм реагирует на нее как на охлаждение.

Дрожь приводит к увеличению теплопродукции, а сужение сосу­дов кожи — к уменьшению теплоотдачи. Эти процессы позволяют объяснить возникающие в начале лихорадки ощущения холода или озноба. И наоборот, при удалении причины лихорадки температура снижается до нормальной, и боль­ной ощущает жар. Компенсаторными реакциями в данном случае являются:

рас­ширение сосудов кожи;

При высокой температуре окружающей среды развиваются четыре клинических синдрома:

тепловая травма при напряжении;

Каждое из этих состояний можно отдифференцировать на основании различных клинических проявлений, однако между ними есть много общего и эти состояния можно рассматривать как разновидности синдромов одного и того же происхождения.

Симптомокомплекс теплового поражения развивается при высокой тем­пературе (более 32°С) и при высокой относительной влажности воздуха (более 60%). Наиболее уязвимы люди пожилого возраста, лица, страдающие психи­ческими заболеваниями, алкоголизмом, принимающие антипсихотические, моче­гонные, антихолинергические препараты, а также люди, находящиеся в помеще­ниях с плохой вентиляцией.

Каким образом кожа принимает участие в терморегуляции?

Все животные, как простейшие, так и многоклеточные, имеют покровы тела, которые предохраняют организм от проникновения в него инородных тел и веществ, других организмов, излишков влаги, а также от механических повреждений. Защитная функция покровов проявляется и в регулировании температуры тела, и в предохранении его от потери воды. У многоклеточных животных покровы тела участвуют в обмене веществ. Одноклеточные организмы, имеющие постоянную форму тела, снаружи покрыты прочной оболочкой. У многоклеточных организмов внешние покровы тела усложняются и представляют собой слой удлинённых клеток. Такие покровы называют плоским эпителием. Покровы позвоночных животных имеют сложное строение. Кожа состоит из двух слоёв — эпидермиса и собственно кожи. Эпидермис — это наружный многоклеточный слой. В нём образуются роговые чешуйки, перья, когти, копыта, полые рога и многочисленные железы, пигментные клетки. Клетки эпидермиса постоянно делятся, а верхние слои отмирают и слущиваются. Собственно кожа обладает наибольшей прочностью. В ней развиваются корни волос, кожные роговые образования, сальные и потовые железы. У млекопитающих подкожная жировая клетчатка — самый глубокий слой кожи. В нём находятся в основном жировые клетки, откладываемые организмом про запас. Кроме того, слой жира смягчает внешние удары и сохраняет тепло.

Читайте также:
Роль кожи в обмене веществ

Таким образом, эволюция покровов тела шла по пути увеличения числа их слоёв и появления в них новых образований: ресничек, желёз, известковый и хитиновый покров, чешуи, когтей, перьев, волос, рогов, копыт, ног.

Наружные покровы человека

Кожа — наружный покров тела человека. Площадь её — 1,5—1,6 м 2 . Она состоит из трёх слоёв: наружного — эпидермиса, среднего — дермы и внутреннего — подкожной жировой клетчатки (гиподерма). Кожа выполняет защитную функцию: предохраняет организм от многих вредных воздействий (механические, химические, физические), а также создаёт препятствие для большинства микробов. Она вырабатывает особые вещества, способствующие её самодезинфекции.

Кожа богата мышечными и эластичными волокнами, обладающими способностью растягиваться, придавая ей упругость и противостоять давлению. Благодаря этим волокнам кожа может после растяжения возвращаться к исходному положению. Растяжимость кожи в различных направлениях неодинакова. При внимательном осмотре можно заметить, что вся поверхность кожи испещрена большим количеством мельчайших складок, бороздок и линий, образующих сложный рисунок треугольных и ромбических полей. Кроме того, на коже есть едва заметные углубления. Это так называемые поры. Кожный рисунок из линий, бороздок и пор у молодых людей заметен мало. С возрастом он становится отчётливее. Особенно резко выделяются кожные бороздки на ладонях и подошвах, образуя на их участках сложный индивидуальный рисунок.

Строение и функции кожи

Эпидермис — наружный слой образован плоским эпителием и имеет толщину от 0,07 до 2,5 мм и зависит от характера и силы воздействия окружающей среды. Наиболее толстый эпидермис на ладонях и подошвах, наиболее тонкий на веках. Поверхностный слой эпидермиса состоит из ороговевших мёртвых клеток (он же образует волосы, ногти), имеющих вид чешуек и плотно прилегающих друг к другу.

В основе эпидермиса лежит один ряд призматических клеток, которые постоянно делятся и образуют новые клетки эти клетки продвигаются к наружным слоям, изменяя свою форму, становятся плоскими, ороговевают, отмирают и отслаиваются. В эпидермисе находятся пигментные клетки, (меланин) придающие коже определённый цвет. Пигментация способствует поглощению коротковолновых лучей и тем самым предохраняет внутренние органы от повреждений.

Цвет кожи зависит от нескольких факторов. Пигмент меланин придаёт коже коричневый оттенок, роговой слой эпидермиса — серо-жёлтый, а зернистый слой — беловатый оттенок. Розовый или красноватый цвет кожи объясняется тем, что через роговой слой просвечивают кровеносные сосуды. Тканевые жидкости, преломляя лучи света, придают коже матово-белый оттенок. Из сочетания всех этих оттенков и складывается обычный цвет кожи, который меняется с возрастом и при некоторых заболеваниях. В коже новорождённых пигмент отсутствует. Даже у негров кожа новорождённого ребёнка светлая, красноватая и получает свою окраску только спустя некоторое время после рождения. Пигментация кожи человека оформляется в течение первых месяцев и лет жизни и зависит не только от количества пигментных клеток, сколько от их функциональной способности, т.е. от степени образования в них пигмента. У лиц со светлой кожей в молодом возрасте пигмент распределяется равномерно. Кровоснабжение кожи в этом возрасте развито хорошо. Кожа богата тканевой жидкостью, придающей ей беловато-матовый оттенок.

У людей пожилого возраста роговой и зернистый слой эпидермиса утолщается, а кровообращение ухудшается. Бело-жёлтый или серо-жёлтый цвет начинает преобладать над преимущественно розовым. Кроме того, обезвоживаются ткани в стареющей коже и начинают пропускать лучи света глубже, от чего и зависит желтоватый цвет кожи. Под влиянием эндокринных факторов, нервной системы и внешних явлений (солнечного света, температуры воздуха, ветра, механических раздражителей) увеличивается и количество пигмента меланина, придавая коже желтовато-коричневый оттенок. Причём распределение пигмента в коже с возрастом нарушается: появляются пигментные пятна. Таким образом, в результате всех этих изменений стареющая кожа приобретает бледно-жёлтую или серо-землистую окраску, часто пигментными пятнами различных размеров на отдельных участках лица, шеи, рук.

Дерма, или внутренний слой (собственно кожа), намного толще эпидермиса. Он состоит из плотной соединительной ткани, образованной клетками и тесно переплетающимися волокнами. Волокна придают коже эластичность: она легко растягивается и смещается.

Этот слой кожи обильно снабжён кровеносными сосудами и нервными окончаниями. Здесь находятся многочисленные образования: волосяные сумки, сальные и потовые железы, рецепторы. К волосяным сумкам подходят кровеносные сосуды, нервы и мышцы. Сокращение этих мышц происходит рефлекторно при охлаждении и выпрямляет волосы, что способствует улучшению теплоизоляционных свойств кожи. У человека при этом появляется «гусиная кожа». Очень редкие и короткие волосы покрывают почти всю кожу человека (кроме ладоней и стоп). Они утратили своё защитное значение и являются рудиментарными. Вместе с ногтями волосы принадлежат к кожным роговым образованиям.

Читайте также:
Дефекты, недостатки и несовершенства кожи

Сальные железы, расположенные у корней волос, выделяют жир, смазывающий волосы и кожу и защищают их от пересыхания. Потовые железыобразуют и выделяют пот, который по составу близок к моче, но менее концентрирован. Они имеют трубчатое строение и представляют собой скрученную в клубочек трубочку, оплетённую кровеносными капиллярами.

Гиподерма — подкожная жировая клетчатка — самый глубокий слой кожи, состоящий из рыхло соединительной ткани, в которой есть волокна и много жировых клеток. Здесь откладываются запасы жира. Кроме того, подкожная клетчатка служит для защиты органов, покрытых ею, от ударов и охлаждения.

Защитная функция кожи

Тактильная: ощущение прикосновений;

Температурная: восприятие холодного и горячего;

  • предохраняет внутренние органы от механических повреждений;
  • препятствует проникновению в тело микроорганизмов и вредных веществ;
  • задерживает испарение воды;
  • образует пигмент — меланин, защищающий от ультрафиолетовых лучей солнца

Кожа снабжена большим количеством разнообразных чувствительных нервов и соответствующих нервных окончаний (рецепторов), благодаря чему она выполняет функции сложного органа чувств. Кожные рецепторы воспринимают разнообразные раздражения внешней среды и сигнализируют о них в кору головного мозга. Вот почему мы способны чувствовать прикосновения и осязать предметы, ощущать тепло и холод, испытывать чувство давления и боли. Рецепторы кожи дают возможность получать представления об окружающих нас предметах, их величине, форме, характере их поверхности, температуре.

Терморегуляция кожи

Кожа принимает участие в теплорегуляции. Она предохраняет организм от перегревания и охлаждения, помогает сохранять постоянную температуру тела. Около 80% тепла, образующегося в организме, выделяется через кожу. Кожа — главный орган терморегуляции. Через кожу организм отдаёт тепло в окружающую среду путём теплопроведения, теплоизлучения и значительную часть — при испарении пота. Если, например, мокрую руку держать на воздухе, появляется ощущение холода, потому что испарение воды охлаждает руку.

Теплоотдача путём испарения пота происходит разными путями: с испарением пота, образование которого зависит от количества крови, проходящей через кожные сосуды; в результате излучения тепла в окружающий воздух; за счёт передачи тепла предметам, непосредственно контактирующим с телом, например одежде; благодаря перемешиванию воздушных потоков, при котором тёплый воздух, окружающий поверхность тела, замещается более прохладным.

Теплоотдача путём испарения пота происходит непрерывно в виде незаметной для нас испарины. За сутки кожа выделяет с потом вдвое больше воды, чем лёгкие за то же время. В жаркую погоду организм теряет больше тепла потому, что кровеносные сосуды расширяются, ток крови в них ускоряется, увеличивается количество крови, протекающей вблизи поверхности нашего тела, где она охлаждается. В холодную погоду кожные сосуды сужаются, кожа бледнеет, а отделение пота резко снижается, в результате чего отдача тепла уменьшается.

Придатки кожи — ногти и волосы

На всех пальцах у человека с тыльной стороны конечных фаланг имеются ногти — тонкие и прозрачные ороговевшие пластинки. Это придаточные образования кожи, развивающиеся из эпидермиса. Ногти изогнуты соответственно поверхности ногтевой фаланги пальца. Большая часть ногтя — его тело — заканчивается свободным краем и переходит в самую тонкую часть ногтя — корень, который глубоко вдаётся в складку кожи. На месте перехода тела ногтя в корень под кожным валиком выступает имеющая полулунную форму более светлая часть ногтя — место его роста. Весь ноготь располагается в ногтевом ложе. Оно является образованием кожи и плотно соединено с бугристостью ногтевой фаланги при помощи пучков соединительно-тканных волокон. В области ногтевого ложа отсутствуют железы, но здесь большое количество окончаний чувствительных нервов.

Строение ногтя сходно со строением эпидермиса. В нём различают слои зачатковый и роговой. Первый соответствует ростковому слою, размножение клеток которого и обуславливает рост ногтя. У живого человека ноготь растёт непрерывно и довольно быстро — до 4 мм в месяц, особенно на пальцах рук. Вещество большей части ногтя состоит из рогового слоя. Ногтевая пластинка лишена кровеносных сосудов и нервов. Розовый цвет ногтя зависит от подногтевых сосудов, которые просвечивают через прозрачный роговой слой. При застойных явлениях от изменения цвета крови изменяется и цвет ногтей (синюшность).

Читайте также:
Какой витамин может синтезировать кожа человека?

К придаткам кожи относятся и нитевидные образования — волосы, покрывающие значительную часть поверхности кожи. Только в некоторых местах они отсутствуют совершенно (ладони и ладонные поверхности пальцев рук, подошвы и подошвенные поверхности пальцев ног, тыльные поверхности концевых фаланг всех пальцев). Все волосы по внешнему виду разделяются на несколько типов. К длинным относятся волосы головы, бороды и усов. К коротким, щетинистым относятся волосы бровей, ресниц, а также волосы, находящиеся у отверстия носа и наружного слухового прохода. Выделяют ещё тонкие, шерстистые волосы (пушок) которые находятся на туловище, конечностях и лице.

Волосы располагаются наклонно к поверхности кожи. Корень начинается утолщением, волосяной луковицей. Свободная часть каждого волоска, выступающая над кожей, называется его стержнем. К каждому волосу прикрепляется специальная выпрямляющая его мышца. Волосы имеют различную окраску — от бледно-жёлтой до чёрной. Цвет их зависит от наличия в корковом слое пигмента, интенсивность окраски — от количества последнего. При потере пигмента наступает поседение волос, которое усиливается от проникновения воздуха между клетками коркового слоя. Волосы у живого человека растут непрерывно. Волосы служат защитным приспособлением: ресницы, , брови оберегают глаза. Эти щетинистые волосы не только механически задерживают крупные пылевые частицы, но и являются чувствительными «антеннами». Даже лёгкое прикосновение к ним вызывает раздражение чувствительных нервных окончаний, густо оплетающих корень волос.

Каким образом кожа принимает участие в терморегуляции?

Терморегуляция – комплекс процессов в организме, направленных на сохранение температуры внутренней среды, которая должна быть в пределах 37,5–38°C. Терморегуляция возможна благодаря комплексу процессов выработки тепла (теплопродукции) и механизмов его отведения (теплоотдачи). А основную роль в процессах отдачи тепла играет кожа.

Роль кожи в терморегуляции

Помимо других важных функций (метаболической, защитной, рецепторной, выделительной, депонирующей), кожа участвует в процессах отведения тепла. В коже расположены терморецепторы, улавливающие минимальные изменения наружной температуры (от 0,007°C).

При значимых колебаниях внешней температуры от терморецепторов идут сигналы к центральным регуляторным органам и структурам, расположенным в спинном и головном мозге. А оттуда подается сигнал к определенным посредникам внутри организма, а затем к клеткам кожи и кровеносным сосудам. Таким образом происходят изменения, направленные на повышение температуры тела либо ее снижение. Образование и отдача тепла регулируются центральными механизмами по принципам прямой и обратной связей на основании рефлексов и посредством нервных импульсов.

Механизмы отдачи тепла кожей

Каким образом кожа принимает участие в терморегуляции?

В зависимости от того, насколько повышается внешняя температура, возникает включение механизмов, направленных на теплоотдачу.

Отведение тепла происходит посредством следующих процессов:

  • При небольшом повышении наружной температуры начинают работать механизмы конвекции, радиации и теплопроведения.
  • При повышении температуры выше 22°C дополнительно включаются и механизмы испарения (потоотделения). При более высокой температуре именно они являются практически основным способом отведения тепла. Это объясняется тем, что при высокой внешней температуре ни излучить тепло, ни отвести его с помощью механизмов радиации и конвекции не представляется возможным по законам физики.
  • Конвекция – процесс отдачи тепла близлежащим предметам или частицам в воздухе. Она выше при перемещении воздуха, при большей разнице температур между поверхностью тела и внешней средой, в воде, при отсутствии одежды (так как воздух, который находится в прослойке между одеждой и телом, обладает плохой теплопроводностью).

Таким образом, адекватная отдача тепла кожей возможна при участии многих процессов, которые взаимно дополняют друг друга.

Механизмы сохранения тепла

В условиях пониженных температур включается терморегуляция кожи, которая направлена на минимизацию отдачи тепла. При понижении наружной температуры менее 18°C, происходит уменьшение внутреннего диаметра сосудов кожи, и ослабляется приток крови с кислородом и питательными веществами к тканям и соответственно отдача тепла из кровеносного русла. Вместо этого, кровь накапливается в центральных кровеносных сосудах, селезенке, поддерживая таким образом необходимую температуру тела в условиях похолодания.

А избыток жидкости для стабилизации артериального давления выводится почками в виде мочи. Наверняка вы не раз замечали потребность в учащенном мочеиспускании в холодное время года. Участие кожи в процессах снижения отдачи тепла зависит от состояния кровеносных сосудов кожи, от их целостности и тонуса.

Влияние заболеваний на терморегуляцию

Каким образом кожа принимает участие в терморегуляции?

Роль кожи в терморегуляции организма тяжело переоценить. Это становится очень заметным при повреждениях кожных покровов, особенно при значительном нарушении их целостности. Например, при ожогах, когда с раневой поверхности постоянно выделяется огромное количество жидкости, что совместно с другими нарушениями может привести к развитию шока.

Кроме того, существует множество болезней нервной системы, при которых также нарушается процесс потоотделения, и отмечаются признаки перегрева.

А у некоторых пациентов с синдромом Рейно, наоборот, присутствует перманентное ощущение холода, мерзнут кисти и стопы. У таких людей кожа осуществляет теплорегуляцию неполноценно, вызывая дискомфорт не только при заболеваниях, сопровождающихся лихорадкой, но и в обычной жизни.

Каким образом кожа принимает участие в терморегуляции?

а) Концепция «заданной величины» в регуляции температуры тела. На примере рисунка ниже понятно, что в с случае критической температуры «сердцевины» тела, близкой к 37,1°С, наблюдаются коренные изменения как в интенсивности теплопродукции, так и интенсивности теплоотдачи.

Эффективность терморегуляции. Значение температуры кожи

Влияние температуры гипоталамуса на отдачу телом тепла путем испарения и на теплопродукцию, обусловленную главным образом мышечной дрожью.
Чрезвычайно высокий уровень критической температуры, при котором начинает увеличиваться теплоотдача, а теплопродукция достигает минимального стабильного уровня

При температурах выше этого уровня скорость теплоотдачи становится выше, чем скорость теплопродукции, в итоге температура тела снижается и приближается к уровню 37,1°С. При температурах ниже этого уровня скорость теплопродукции становится выше, чем скорость теплоотдачи, поэтому температура тела повышается и вновь приближается к уровню 37,1°С.

Этот критический уровень температуры назван «заданной величиной» механизма терморегуляции. Таким образом, все механизмы терморегуляции постоянно стремятся вернуть температуру тела к этой величине.

б) Коэффициент полезного действия системы терморегуляции. Еще раз обсудим вопрос, связанный с понятием «коэффициент полезного действия», применительно к регуляторной системе. Коэффициент полезного действия является способом оценки эффективности функционирования контролирующей системы. В случае терморегуляции это чрезвычайно важно для ограничения изменений температуры «сердцевины» тела при значительных колебаниях температуры окружающей среды в течение суток и даже часа. Коэффициент полезного действия системы терморегуляции равен отношению изменения температуры окружающей среды к изменению температуры «сердцевины» тела минус 1.

В экспериментах показано, что температура тела человека изменяется приблизительно на 1° на каждые 25-30° изменений температуры внешней среды, поэтому коэффициент полезного действия системы терморегуляции равен в среднем 27 (28/1,0 – 1,0 = 27), являясь чрезвычайно высоким для биологической регуляторной системы. Для сравнения: барорецепторная система регуляции артериального давления имеет коэффициент полезного действия менее 2.

в) Температура кожи может немного изменять «заданную величину» регуляции температуры «сердцевины» тела. Критическая температура гипоталамуса («заданная величина»), выше которой начинается потоотделение, а ниже — мышечная дрожь, предопределена главным образом степенью активности тепловых термосенсоров преоптической области переднего гипоталамуса. Однако температурные сигналы и от кожи, и от глубоких тканей тела (спинного мозга и органов брюшной полости) содействуют функционированию системы терморегуляции. Но как они это делают? По-видимому, они могут изменять «заданную величину» гипоталамического центра терморегуляции.

На рисунке ниже показано влияние различных температур кожи на значение «заданной величины» применительно к потоотделению.

Эффективность терморегуляции. Значение температуры кожи

Влияние изменений внутренней температуры головы на интенсивность теплоотдачи путем испарения. Температура кожи предопределяет значение «заданной величины», при котором начинается потоотделение

Видно, что значения «заданной величины» повышаются, если температура кожи снижается. На этом рисунке значения гипоталамической «заданной величины» у человека повышаются от уровня 36,7°С, если температура кожи превышает 33°С, до уровня 37,4°С на фоне снижения температуры кожи до 29°С. Следовательно, если температура кожи была высокой, потоотделение начиналось при более низкой температуре гипоталамуса, чем при более низкой температуре кожи.

Это взаимовлияние понятно, т.к. потоотделение подавляется при низкой температуре кожи, в противном случае объединенные влияния низкой температуры кожи и потоотделения могли бы стать причиной потери организмом слишком большого количества тепла.

Сходные эффекты наблюдаются при мышечной дрожи (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок ниже).

Эффективность терморегуляции. Значение температуры кожи

Влияние изменений внутренней температуры головы на интенсивность теплопродукции. Температура кожи предопределяет значение «заданной величины», при которой начинается мышечная дрожь

Когда кожа становится холодной, это приводит к смещению «заданной величины» гипоталамического центра терморегуляции в сторону порога мышечной дрожи, даже если температура самого гипоталамуса остается нормальной. При этом низкая температура кожи может вызвать снижение температуры «сердцевины» тела, если только не увеличится теплопродукция. Таким образом, низкая температура кожи «предчувствует» падение внутренней температуры тела и препятствует этому.

Видео физиология терморегуляции – профессор, д.м.н. П.Е. Умрюхин

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Научная электронная библиотека

Длительное нахождение человека в условиях пониженных температур (0 ÷ -70 0 С) [24] без соответствующей защитной одежды представляет опасность переохлаждения, которое способно вызвать отрицательные последствия для его здоровья [25, 26], отражается на его трудоспособности.

В целом организм человека – это саморегулирующая система, но ее возможности в сохранении температурного гомеостаза весьма ограничены биологическими особенностями строения тела и физиологического функционирования внутренних систем жизнеобеспечения человека. К условиям низких температур человек приспособился в основном за счет социальных факторов: жилья и одежды [27].

В среде с низкой, некомфортной температурой незначительное снижение теплопотерь тела человека происходит за счет уменьшения градиента температуры между поверхностью тела и среды в результате охлаждения рецепторов кожи, спазмирования под влиянием этого кровеносных сосудов и увеличения термического сопротивления тканей организма. С течением времени постепенно происходит адаптация организма человека к пониженным температурам [28].

Исследования [25, 29 – 31] показали, что у лиц, систематически находящихся на холоде, вырабатывается способность к акклиматизации, выражающаяся в большей подвижность стенок сосудов, позволяющая быстро восстанавливать нормальное кровоснабжение тканей. Однако при выполнении интенсивной физической нагрузки способность к акклиматизации не играет большой роли, т.к. в этом случае температура тела становится выше, дефицит тепла больше, а температура кожи, по отношению к состоянию покоя ниже [28, 32, 33]. Величина теплопродукции при этом может увеличиваться в шесть раз [25, 34].

В физиологических исследованиях [28, 34 – 36] установлено, что термостабильное состояние человека сохраняется при равновесии между теплообразованием и теплоотдачей. Теплопродукция организма человека зависит от физиологических факторов организма, физиологической активности и степени акклиматизации к холоду. Среднее значение теплопродукции человека в состоянии покоя равна 40-50 ккал/(м 2 ∙час) [37].

На интенсивность тепловых потерь влияют процессы физиологической регуляции организма человека и факторы климата окружающей среды. Человек отдает в окружающую среду тепло, которое продуцирует сам и теряет в виде радиации пятью основными способами [28, 38]: кондукцией, конвекцией, радиационным излучением, дыханием, испарением пота. Вклад потерь тепла кондукцией при использовании теплозащитной одежды обычно незначителен и им пренебрегают. Конвективные потери зависят от температуры окружающей среды, скорости движения воздуха, конструкции теплозащитной одежды. Почти половина потерь тепла (43,9-59,1 %) [38, 28] происходит радиационным излучением. Потери тепла на нагревание воздуха обычно составляют 2-3 %, а при температуре -40 0 С достигают 10% [39]. Потоотделение усиливается под воздействием теплового раздражения, эмоциональных стимулов, напряжения, волнения [40]. В результате, как отмечают исследователи [25, 28], основной вклад в интенсивность тепловых потерь вносят именно конвекция и радиационное излучение.

Низкие температуры окружающей среды оказывают влияние и на функционирование внутренних органов. При значительном охлаждении растет число тромбоцитов и эритроцитов в крови, увеличивается содержание холестерина, вязкость крови, что нарушает работу кровеносной системы и повышает возможность тромбообразования. Холод способствует возникновению различных сердечно-сосудистых патологий, приводит к вегетососудистой дистонии, обострению язвенной болезни, радикулита и ревматизма, обуславливает возникновение заболеваний органов дыхания: бронхита, пневмонии, тонзиллита [28, 41].

Если на начальных этапах адаптации к пониженным температурам преобладают острые воспалительные заболевания и обостряются уже имеющиеся патологические процессы, то через 3 – 5 лет в структуре заболеваемости начинают преобладать ишемическая болезнь сердца, артериальная гипертония, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, а также различные нарушения со стороны эндокринной системы. Все эти заболевания являются следствием хронического стресса и связаны с глубокими перестройками метаболизма систем эндокринной регуляции, состоянием иммунологической реактивности [26, 42].

Внешнее проявление локального и общего охлаждения человека наблюдается как изменение его двигательной активности и реакции, нарушение общей координации и способности выполнять точные операции. Более глубокое воздействие холода на организм инициирует тормозные процессы в коре головного мозга, что может стать причиной возникновения различных форм травматизма. В результате, кроме потери здоровья человека, возрастают потери рабочего времени, связанные с временной утратой работоспособности.

При охлаждении человека для сохранения его работоспособности необходимо знать пределы переносимости холода организмом. На основании исследований теплообмена человека с окружающей средой [41] разработаны показатели допустимого теплового состояния человека (таблица 1.4).

Из таблицы видно, что увеличение физической активности способствует лучшей переносимости охлаждающего воздействия, несмотря на снижение средневзвешенной температуры кожи.

Таким образом, тепловое состояние человека определяется климатическими факторами, индивидуальными особенностями человека и теплозащитной одеждой. Диапазон возможной физиологической терморегуляции человека крайне ограничен, и защита его возможна лишь средствами специальной одежды. Обеспечение необходимого микроклимата в пододёжном слое и безопасного теплового состояния человека реализуется благодаря проектированию и созданию качественной и безопасной теплозащитной одежды.

Таблица 1.4 – Критерии допустимого теплового состояния человека (нижняя граница)

Каким образом кожа принимает участие в терморегуляции?

Поиск

Анатомия и физиология кожи

Кожа – наш самый большой орган, составляющий 15% от общей массы тела. Она выполняет множество функций, прежде всего защищает организм от воздействия внешних факторов физической, химической и биологической природы, от потери воды, участвует в терморегуляции. Последние научные данные подтверждают, что кожа не только обладает собственной иммунной системой, но и сама является периферическим иммунном органом.

Структура кожи

Кожа состоит из 3 слоев: эпидермиса, дермы и подкожной жировой клетчатки (ПЖК) (рис. 1). Эпидермис – самый тонкий из них, представляет собой многослойный ороговевающий эпителий. Дерма – средний слой кожи. Главным образом состоит из фибрилл структурного белка коллагена. ПЖК содержит жировые клетки – адипоциты. Толщина этих слоев может значительно варьировать в зависимости от анатомического места расположения.

Рис.1. Структура кожи

Рис.1. Структура кожи

Эпидермис

Рис. 2. Эпидермис

Рис. 2. Эпидермис

Эпидермис – постоянно слущивающийся эпителиальный слой кожи, в котором представлены в основном из 2 типа клеток – кератиноциты и дендритные клетки. В небольшом количестве в эпидермисе присутствуют меланоциты, клетки Лангерганса, клетки Меркеля, внутриэпидермальные Т-лимфоциты. Структурно эпидермис разделяется на 5 слоев: базальный, шиповатый, зернистый, блестящий и роговой , различающиеся положением и степенью дифференцировки кератиноцитов, основной клеточной популяции эпидермиса (рис. 2).

Кератинизация. По мере дифференцировки кератиноцитов и продвижения от базального слоя до рогового происходит их кератинизация (ороговевание) – процесс, начинающийся с фазы синтеза кератина кератиноцитами и заканчивающийся их клеточной деградацией. Кератин служит строительным блоком для промежуточных филаментов. Пучки из этих филаментов, достигая цитоплазматический мембраны, формируют десмосомы, необходимые для образования прочных контактов между соседними клетками. Далее, по мере процесса эпителиальной дифференцировки, клетки эпидермиса вступают в фазу деградации. Ядра и цитоплазматические органеллы разрушаются и исчезают, обмен веществ прекращается, и наступаетапоптозклетки, когда она полностью кератинизируется (превращается в роговую чешуйку).

Базальный слой эпидермиса состоит из одного ряда митотически активных кератиноцитов, которые делятся в среднем каждые 24 часа и дают начало новым клеткам новым клеткам вышележащих эпидермальных слоев. Они активируются только в особых случаях, например при возникновении раны. Далее новая клетка, кератиноцит, выталкивается в шиповатый слой, в котором она проводит до 2 недель, постепенно приближаясь к гранулярному слою. Движение клетки до рогового слоя занимает еще 14 дней. Таким образом, время жизни кератиноцита составляет около 28 дней.

Надо заметить, что не все клетки базального слоя делятся с такой скоростью, как кератиноциты. Эпидермальные стволовые клетки в нормальных условиях образуют долгоживущую популяцию с медленным циклом пролиферации.

Шиповатый слой эпидермиса состоит из 5-10 слоев кератиноцитов, различающихся формой, структурой и внутриклеточным содержимым, что определяется положением клетки. Так, ближе к базальному слою, клетки имеют полиэдрическую форму и круглое ядро, но по мере приближения клеток к гранулярному слою они становятся крупнее, приобретают более плоскую форму, в них появляются ламеллярные гранулы, в избытке содержащие различные гидролитические ферменты. Клетки интенсивно синтезируют кератиновые нити, которые, собираясь в промежуточные филаменты, остаются не связанными со стороны ядра, но участвуют в образовании множественных десмосом со стороны мембраны, формируя связи с соседними клетками. Присутствие большого количества десмосом придает этому слою колючий вид, за что он и получил название «шиповатый».

Зернистый слой эпидермиса составляют еще живые кератиноциты, отличающиеся своей уплощенной формой и большим количеством кератогиалиновых гранул. Последние отвечают за синтез и модификацию белков, участвующих в кератинизации. Гранулярный слой является самым кератогенным слоем эпидермиса. Кроме кератогиалиновых гранул кератиноциты этого слоя содержат в большом количестве лизосомальные гранулы. Их ферменты расщепляют клеточные органеллы в процессе перехода кератиноцита в фазу терминальной дифференцировки и последующего апоптоза. Толщина гранулярного слоя может варьировать, ее величина, пропорциональная толщине вышележащего рогового слоя, максимальна в коже ладоней и подошв стоп.

Блестящий слой эпидермиса (назван так за особый блеск при просмотре препаратов кожи на световом микроскопе) тонкий, состоит из плоских кератиноцитов, в которых полностью разрушены ядра и органеллы. Клетки наполнены элейдином – промежуточной формой кератина. Хорошо развит лишь на некоторых участках тела – на ладонях и подошвах.

Роговой слой эпидермиса представлен корнеоцитами (мертвыми, терминально-дифференцированными кератиноцитами) с высоким содержанием белка. Клетки окружены водонепроницаемым липидным матриксом, компоненты которого содержат соединения, необходимые для отшелушивания рогового слоя (рис. 3). Физические и биохимические свойства клеток в роговом слое различаются в зависимости от положения клетки внутри слоя, направляя процесс отшелушивания наружу. Например, клетки в средних слоях рогового слоя обладают более сильными водосвязывающими свойствами за счет высокой концентрации свободных аминокислот в их цитоплазме.

Рис. 3. Схематичное изображение рогового слоя с нижележащим зернистым слоем эпидермиса.

Рис. 3. Схематичное изображение рогового слоя с нижележащим зернистым слоем эпидермиса.

Регуляция пролиферации и дифференцировки кератиноцитов эпидермиса . Являясь непрерывно обновляющейся тканью, эпидермис содержит относительно постоянное число клеток и регулирует все взаимодействия и контакты между ними: адгезию между кератиноцитами, взаимодействие между кератиноцитами и мигрирующими клетками, адгезию с базальной мембраной и подлежащей дермой, процесс терминальной дифференцировки в корнеоциты. Основной механизм регуляции гомеостаза в эпидермисе поддерживается рядом сигнальных молекул – гормонами, факторами роста и цитокинами. Кроме этого, эпидермальный морфогенез и дифференцировка частично регулируются подлежащей дермой, которая играет критическую роль в поддержании постнатальной структуры и функции кожи.

Дерма

Дерма представляет собой сложноорганизованную рыхлую соединительную ткань, состоящую из отдельных волокон, клеток, сети сосудов и нервных окончаний, а также эпидермальных выростов, окружающих волосяные фолликулы и сальные железы. Клеточные элементы дермы представлены фибробластами, макрофагами и тучными клетками. Лимфоциты, лейкоциты и другие клетки способны мигрировать в дерму в ответ на различные стимулы.

Дерма, составляя основной объем кожи, выполняет преимущественно трофическую и опорную функции, обеспечивая коже такие механические свойства, как пластичность, эластичность и прочность, необходимые ей для защиты внутренних органов тела от механических повреждений. Также дерма удерживает воду, участвует в терморегуляции и содержит механорецепторы. И, наконец, ее взаимодействие с эпидермисом поддерживает нормальное функционирование этих слоев кожи.

В дерме нет такого направленного и структурированного процесса клеточной дифференцировки, как в эпидермисе, тем не менее в ней также прослеживается четкая структурная организация элементов в зависимости от глубины их залегания. И клетки, и внеклеточный матрикс дермы также подвергаются постоянному обновлению и ремоделированию.

Внеклеточный матрикс (ВКМ) дермы , или межклеточное вещество, в состав которого входят различные белки (главным образом коллаген, эластин), гликозаминогликаны, самым известным из которых является гиалуроновая кислота, и протеогликаны (фибронектин, ламинин, декорин, версикан, фибриллин). Все эти вещества секретируются фибробластами дермы. ВКМ представляет собой не беспорядочное скопление всех компонентов, а сложноорганизованную сеть, состав и архитектоника которой определяют такие биомеханические свойства кожи, как жесткость, растяжимость и упругость. К белкам ВКМ прикрепляются кератиноциты эпидермиса, которые тесно состыкованы друг с другом. Именно они и формируют плотный защитный слой кожи. Структура ВКМ также способна оказывать регулирующее влияние на погруженные в него клетки. Регуляция может быть как прямой, так и косвенной. В первом случае белки и гликозаминогликаны ВКМ непосредственно взаимодействуют с рецепторами клеток и инициируют в них специфические пути передачи сигнала. Косвенная регуляция осуществляется посредством действия цитокинов и ростовых факторов, удерживаемых в ячейках сети ВКМ и высвобождаемых в определенный момент для взаимодействия с рецепторами клеток. Структурная сеть ВКМ подвергается ремоделированию ферментами из семейства матриксных металлопротеиназ (ММР). В частности, ММР-1 и ММР-13 инициируют деградацию коллагенов I и III типов. Плотность сети ВКМ дермы неравномерна – в папиллярном слое она более рыхлая, в ретикулярном – значительно плотнее как за счет более близкого расположения волокон структурных белков, так и за счет увеличения диаметра этих волокон.

Коллаген – один из главных компонентов ВКМ дермы. Синтезируется фибробластами. Процесс его биосинтеза сложный и многоступенчатый, в результате которого фибробласт секретирует в экстрацеллюлярное пространство проколлаген, состоящий из трех полипептидных α-цепей, свернутых в одну тройную спираль. Затем мономеры проколлагена ферментивным путем собираются в протяженные фибриллярные структуры различного типа. Всего в коже не менее 15 типов коллагена, в дерме больше всего I, III и V типов этого белка: 88, 10 и 2% соответственно. Коллаген IV типа локализуется в зоне базальной мембраны, а коллаген VII типа, секретируемый кератиноцитами, играет роль адаптерного белка для закрепления фибрилл ВКМ на базальной мембране (рис. 4). Волокна структурных коллагенов I, III и V типов служат каркасом, к которому присоединяются другие белки ВКМ, в частности коллагены XII и XIV типов. Считается, что эти минорные коллагены, а также небольшие протеогликаны (декорин, фибромодулин и люмикан) регулируют формирование структурных коллагеновых волокон, их диаметр и плотность образуемой сети. Взаимодействие олигомерных и полимерных комплексов коллагена с другими белками, полисахаридами ВКМ, разнообразными факторами роста и цитокинами приводит к образованию особой сети, обладающей определенной биологической активностью, стабильностью и биофизическими характеристиками, важными для нормального функционирования кожи. В папиллярном слое дермы волокна коллагена располагаются рыхло и более свободно, тогда как ее ретикулярный слой содержит более крупные тяжи коллагеновых волокон.

Рис. 4. Схематичное представление слоев кожи и распределения коллагенов разных типов.

Рис. 4. Схематичное представление слоев кожи и распределения коллагенов разных типов.

Коллаген постоянно обновляется, деградируя под действием протеолитических ферментов коллагеназ и замещаясь вновь синтезированными волокнами. Этот белок составляет 70% сухого веса кожи. Именно коллагеновые волокна «держат удар» при механическом воздействии на нее.

Эластин формирует еще одну сеть волокон в дерме, наделяя кожу такими качествами, как упругость и эластичность. По сравнению с коллагеном эластиновые волокна менее жесткие, они скручиваются вокруг коллагеновых волокон. Именно с эластиновыми волокнами связываются такие белки, как фибулины и фибриллины, с которыми, в свою очередь, связывается латентный TGF-β-связывающий белок (LTBP). Диссоциация этого комплекса приводит к высвобождению и к активации TGF-β, самого мощного из всех факторов роста. Он контролирует экспрессию, отложение и распределение коллагенов и других матриксных белков кожи. Таким образом, интактная сеть из волокон эластина служит депо для TGF-β.

Гиалуроновая кислота (ГК) представляет собой линейный полисахарид, состоящий из повторяющихся димеров D-глюкуроновой кислоты и N-ацетилглюкозамина. Количество димеров в полимере варьирует, что приводит к образованию молекул ГК разного молекулярного веса и длины – 1х10 5 -10 7 Да (2-25 мкм), оказывающих, соответственно, различный биологический эффект.

ГК – высокогидрофильное вещество, влияющее на движение и распределение воды в матриксе дермы. Благодаря этому ее свойству наша кожа в норме и в молодости обладает высоким тургором и сопротивляемостью механическому давлению.

ГК с легкостью образует вторичные водородные связи и внутри одной молекулы, и между соседними молекулами. В первом случае они обеспечивают формирование относительно жестких спиральных структур. Во втором – происходит ассоциация с другими молекулами ГК и неспецифическое взаимодействие с клеточными мембранами, что приводит к образованию сети из полимеров полисахаридов с включенными в нее фибробластами. На длинную молекулу ГК, как на нить, «усаживаются» более короткие молекулы протеогликанов (версикана, люмикана, декорина и др.), формируя агрегаты огромных размеров. Протяженные во всех направлениях, они создают каркас, внося вклад в стабилизацию белковой сети ВКМ и фиксируя фибробласты в определенном окружении матрикса. В совокупности все эти свойства ГК наделяют матрикс определенными химическими характеристиками – вязкостью, плотностью «ячеек» и стабильностью. Однако сеть ВКМ является динамической структурой, зависящей от состояния организма. Например, в условиях воспаления агрегаты ГК с протеогликанами диссоциируют, а образование новых агрегатов между вновь синтезированными молекулами ГК (обновляющимися каждые 3 дня) и протеогликанами блокируется. Это приводит к изменению пространственной структуры матрикса: увеличивается размер его ячеек, меняется распределение всех волокон, структура становится более рыхлой, клетки меняют свою форму и функциональную активность. Все это сказывается на состоянии кожи, приводя к снижению ее тонуса.

Помимо регуляции водного баланса и стабилизации ВКМ, ГК выполняет важную регуляторную роль в поддержании эпидермального и дермального гомеостаза. ГК активно регулирует динамические процессы в эпидермисе, включая пролиферацию и дифференцировку кератиноцитов, окислительный стресс и воспалительный ответ, поддержание эпидермального барьера и заживление раны. В дерме ГК также регулирует активность фибробластов и синтез коллагена. Ремоделируя матрикс, ГК управляет функционированием клеток в матриксе, влияя на их доступность для различных факторов роста и изменяя их функциональную активности. От действия ГК зависит миграция клеток и иммунный ответ в ткани. Таким образом, изменения в распределении, организации, молекулярном весе и метаболизме ГК имеют значимые физиологические последствия.

Фибробласты представляют собой основной тип клеточных элементов дермы. Именно эти клетки отвечают за продукцию ГК, коллагена, эластина, фибронектина и многих других белков межклеточного матрикса, необходимых для формирования соединительной ткани. Фибробласты в различных слоях дермы различаются и морфологически, и функционально. От глубины их залегания в дерме зависит не только количество синтезируемого ими коллагена, но и соотношение типов этого коллагена, например I и III типов, а также синтез коллагеназы: фибробласты более глубоких слоев дермы производят меньшее ее количество. Вообще, фибробласты – очень пластичные клетки, способные менять свои функции и физиологический ответ и даже дифференцироваться в другой тип клеток в зависимости от полученного стимула. В роли последнего могут выступать и сигнальные молекулы, синтезированные соседними клетками, и перестройка окружающего ВКМ.

Подкожно-жировая клетчатка

Подкожно-жировая клетчатка , или гиподерма, – самый нижний слой кожи, располагается под дермой. Состоит из жировых долек, разделенных между собой соединительнотканными септами, содержащими коллаген и пронизанными крупными сосудами. Главными клетками жировых долек являются адипоциты, количество которых варьирует в различных областях тела. В настоящее время ПЖК рассматривают не только как энергетическое депо, но и как эндокринный орган, адипоциты которого участвуют в выработке ряда гормонов (лептина, адипонектина, резистина), цитокинов и медиаторов, оказывающих влияние на метаболизм, чувствительность к инсулину, функциональную активность репродуктивной и иммунной систем.

Каким образом кожа принимает участие в терморегуляции?

Кожа – самый большой по площади орган человека. Кожа образует наружный покров, отделяющий внутренние органы и ткани от окружающей среды.

Роговые чешуйки кожи человека

Состоит кожа из эпидермиса (от греч. epi – над и derma – кожа) – наружного слоя, и дермы (собственно кожи) – внутреннего соединительно-тканного слоя. Ниже кожи расположена гиподерма (греч. hypo — вниз), представленная жировой тканью.

Эпидермис

Эпидермис кожи представлен многослойным ороговевающим эпителием. В эпидермисе различают (снизу вверх) 5 слоев: базальный, шиповатый, зернистый, блестящий и роговой. В базальном слое клетки интенсивно делятся митозом, по мере перемещения клеток к поверхности они отмирают и ороговевают. Ороговение связано с накоплением клетками особого вещества – кератина.

Роговой (самый верхний) слой эпидермиса полностью обновляется за 7-11 суток. Благодаря такому обновлению эпидермис весьма устойчив к действию механических и химических факторов, является барьером для микробов – бактерий, непроницаем для воды.

Строение эпидермиса

В базальном слой расположены меланоциты (от греч. melanos – чёрный) – клетки, которые накапливают пигмент черного цвета – меланин. Синтез этого пигмента усиливается при длительном нахождении на солнце, что и является причиной появления на коже “загара”.

На самом деле загар представляет защитную реакцию организма на вредное воздействие ультрафиолетовых лучей, которая препятствует их прохождению через кожу во внутренние ткани и органы.

Меланоциты

Дерма

Под эпидермисом расположена дерма (собственно кожа), в которой можно обнаружить потовые и сальные железы, а также волосяные фолликулы (лат. folliculus – мешочек). В дерме расположены кровеносные и лимфатические сосуды, нервы, мышечные волокна.

В дерме различают два слоя:

Образован рыхлой соединительной тканью в виде сосочков, вдающимися в нижние слои эпидермиса. Именно сосочковый слой определяет уникальный рисунок кожи человека. Здесь расположены кровеносные и лимфатические сосуды, нервные окончания.

Образован плотной волокнистой соединительной тканью. Структурные белки – коллаген и эластин (вместе с гиалуроновой кислотой) – придают этому слою (и коже в целом) прочность и эластичность. В сетчатом слое локализуются потовые и сальные железы, волосяные фолликулы.

Строение дермы

Мы приступаем к изучению придатков кожи: сальных, потовых желез, волос и ногтей. Термин придатки ни в коем случае не преуменьшает значимость этих образований, он лишь подчеркивает, что все они – производное (образовались из) эпидермиса кожного покрова.

Потовые железы – трубчатые экзокринные железы, протоки которых открываются на поверхность кожи порами. Выделяют секрет – пот, в составе которого присутствует вода, мочевина, мочевая кислота, соли. Потовые железы находятся почти по всей поверхности кожи.

Функции потовых желез:

  • Выделительная – удаляют из организма мочевину, мочевую кислоту
  • Участие в водном и солевом обмене – с потом выделяются вода и соли для поддержания гомеостаза
  • Терморегуляционная – при испарении пота кожа охлаждается, избавляясь от избытка тепла

Потовые железы

Сальные железы расположены, в отличие от потовых, более поверхностно. Их выводные протоки могут открываться как в волосяную сумку, так и на поверхность кожи. Секрет сальных желез – кожное сало, которое предотвращает развитие на коже микробов, препятствует высыханию кожи, смягчает ее поверхность и является смазкой для придатков кожи – волос.

Сальная железа

Волос – производное эпидермиса, состоящее из корня и стержня. Корень волоса заканчивается волосяной луковицей, в которую снизу входит волосяной сосочек с сосудами и нервами. Рост волос происходит за счет деления клеток волосяной луковицы. Снаружи корень волоса окружен волосяной сумкой, к которой крепится мышца, поднимающая волос.

Проток сальной железы открывается в волосяную воронку – место перехода корня волоса в стержень. Стержень состоит из мозгового и коркового вещества, представленного ороговевшими клетками. К старости количество пигмента в ороговевших клетках (чешуях) снижается, а количество пузырьков газа – увеличивается, что и является причиной поседения волос.

Волосы у человека по сравнению со многими другими животными – крошечные и не могут выполнять функцию термоизоляции. Ресницы, брови, волосы носа и уха выполняют защитную функцию. Брови служат для недопущения попадания пота, раздражителя, в глаза.

Строение волоса

Ногти – производные эпидермиса, представляющие собой выпуклые роговые пластинки, расположенные в ногтевом ложе. Ногтевое ложе состоит из росткового эпителия и соединительной ткани, богато нервными окончаниями и кровеносными сосудами. Рост ногтя происходит за счет деления клеток росткового эпителия.

В нижней части ногтевое ложе окружено плотным кожистым валиком – кутикулой, которая предохраняет ростковую зону ногтя от попадания в нее бактерий, инородных частиц. Функция ногтя – защита чувствительной части пальца от механических повреждений и создание для нее опоры.

Строение ногтя

Кожа – орган терморегуляции

Вы уже знаете, что за счет испарения пота кожа может охлаждаться, тем самым выполняя терморегуляционную функцию. Однако, это не единственный механизм терморегуляции. В коже расположены сети кровеносных сосудов.

Во время жары сосуды расширяются, кровь заполняет их – теплоотдача увеличивается, таким образом, организм отдает лишнее тепло окружающей среде.

Во время холода сосуды сужаются, крови в них становится меньше (теплоотдача уменьшается), она устремляется во внутренние органы (печень), чтобы организм как можно дольше смог поддерживать оптимальную температуру.

Сосуды кожи

Кожа – орган осязания

В коже находятся нервные окончания (рецепторы), воспринимающие различные раздражители: холод, тепло, давление, боль. Холодовые рецепторы находятся у поверхности кожи, тепловые – залегают в дерме (собственно коже). Боль воспринимается с помощью свободных нервных окончаний.

Рецепторы в коже

Кожа – место синтеза витамина D

Кожа активно участвует в синтезе витамина D. В ней содержится вещество предшественник витамина D – эргостерин, который под ультрафиолетовыми лучами (вот почему полезно бывать на солнце) преобразуется в витамин D.

У детей при недостатке солнечного облучения (инсоляции) может развиваться рахит – размягчение костной ткани, так как витамин D участвует в усвоении кальция.

Рахит

Функции кожи

Защищает внутренние органы и ткани от механических повреждений, покрыта кожным салом, которое препятствует развитию болезнетворных микроорганизмов.

При попадании в кожу чужеродных веществ (антигенов) происходит их распознавание и уничтожение, удаление. Воспаление кожи называется дерматит (от др.-греч. δέρμα, δέρματος — кожа + лат. itis — воспаление).

Терморегуляция осуществляется за счет потовых желез, кровеносных сосудов и подкожно-жировой клетчатки, которая выполняет теплоизоляцию внутренних органов и тканей.

Благодаря работе потовых желез из организма удаляется мочевая кислота, мочевина – побочные продукты обмена веществ.

При наполнении сосудов кожи в них может депонироваться до 1 л крови.

В коже располагаются температурные, холодовые, болевые рецепторы, а также рецепторы давления. Все они обеспечивают осязательную функцию кожи.

За счет работы потовых желез кожа принимает участие в водно-солевом обмене, а за счет образования витамина D во время инсоляции (солнечного облучения).

Дерматит

Заболевания

Раздел медицины, изучающий кожу, называется – дерматология. Известно тяжелое наследственное заболевание кожи – ихтиоз (греч. «ихтис» — рыба). Характеризуется нарушением ороговения кожи: образуются чешуйки, напоминающие рыбью чешую. Порой ороговение выражено настолько сильно, что несовместимо с жизнью.

Ихтиоз

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: