5.3: Функції покривної системи

Цілі навчання

• Опишіть різні функції шкіри та структури, які дозволяють їм

• Поясніть, як шкіра допомагає підтримувати температуру тіла

Шкіра та допоміжні структури виконують різноманітні найважливіші функції, такі як захист організму від вторгнення мікроорганізмів, хімічних речовин та інших факторів навколишнього середовища; запобігання зневодненню; діючи як орган чуття; модуляція температури тіла та електролітного балансу; та синтезування вітаміну D. Підстилаюча гіподерма відіграє важливу роль у зберіганні жирів, формуванні «подушки» над підстилаючими структурами та забезпеченні ізоляції від холодних температур.

Захист

Шкіра захищає решту тіла від основних елементів природи, таких як вітер, вода та ультрафіолетове сонячне світло. Він виступає захисним бар'єром від втрати води, завдяки наявності шарів кератину і гліколіпідів в роговому шарі. Це також перша лінія захисту від абразивної активності внаслідок контакту з зернистою, мікробами або шкідливими хімічними речовинами. Пот, що виділяється з потових залоз, відлякує мікроби від надмірного колонізації поверхні шкіри, виробляючи дерміцидин, який має антибіотичні властивості.

ПОВСЯКДЕННЕ З'ЄДНАННЯ

Татуювання і пірсинг

Слово «обладунки» викликає кілька образів. Можна подумати про римського сотника або середньовічного лицаря в обладунках. Шкіра, по-своєму, функціонує як форма броні—бронежилет. Це забезпечує бар'єр між вашими життєво важливими, життєздатними органами та впливом зовнішніх елементів, які потенційно можуть пошкодити їх.

Для будь-якої форми броні порушення захисного бар'єру становить небезпеку. Шкіра може бути порушена, коли дитина шкурить коліно або у дорослого втягнута кров - одна випадкова, а інша медично необхідна. Однак ви також порушуєте цей бар'єр, коли вирішите «доповнити» шкіру татуюванням або пірсингом. Оскільки голки, що беруть участь у виробництві боді-арту та пірсингу, повинні проникати в шкіру, існують небезпеки, пов'язані з практикою. До них відносяться алергічні реакції; шкірні інфекції; захворювання, що передаються кров'ю, такі як правець, гепатит С та гепатит D; і зростання рубцевої тканини. Незважаючи на ризик, практика проколювання шкіри в декоративних цілях набуває все більшої популярності. За даними Американської академії дерматології, 24 відсотки людей у віці від 18 до 50 років мають татуювання.

Татуювання має давню історію, що датується тисячоліттями тому. Барвники, що використовуються при татуюванні, зазвичай походять з металів. Людина з татуюваннями повинна бути обережною при проведенні магнітно-резонансної томографії (МРТ) сканування, оскільки апарат МРТ використовує потужні магніти для створення зображень м'яких тканин тіла, які могли б реагувати з металами, що містяться в барвниках для татуювання. Перегляньте це відео, щоб дізнатися більше про татуювання.

Сенсорна функція

Той факт, що ви можете відчути, як мураха повзає по вашій шкірі, дозволяючи відкинути її перед укусом, полягає в тому, що шкіра, і особливо волоски, що виступають з волосяних фолікулів на шкірі, можуть відчувати зміни в навколишньому середовищі. Кореневе сплетіння волосся, що оточує основу волосяного фолікула, відчуває порушення, а потім передає інформацію в центральну нервову систему (головний і спинний мозок), яка потім може реагувати, активуючи скелетні м'язи ваших очей, щоб побачити мураха і скелетні м'язи тіла, щоб діяти проти мураха.

Шкіра діє як орган почуттів, оскільки епідерміс, дерма та гіподерма містять спеціалізовані сенсорні нервові структури, які виявляють дотик, температуру поверхні та біль. Ці рецептори більше концентруються на кінчиках пальців, найбільш чутливих до дотику, особливо тілець Мейснера (тактильне тільце) (рис.\(\PageIndex{1}\)), яке реагує на легкий дотик, і пацинского тільце (пластинчасте тільце), яке реагує на вібрацію . Клітини Меркель, помічені розсіяними в базалі шару, також є рецепторами дотику. Крім цих спеціалізованих рецепторів, існують сенсорні нерви, пов'язані з кожним волосяним фолікулом, больові і температурні рецептори, розкидані по всій шкірі, а рухові нерви іннервують м'язи і залози арректора пілі. Ця багата іннервація допомагає нам відчувати навколишнє середовище і реагувати відповідно.

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Світла мікрофотографія тіла Мейснера. На цій мікрофотографії поперечного перерізу шкіри можна побачити тіло Мейснера (стрілка), тип сенсорного рецептора, розташованого в шкірному сосочку, прилеглому до базальної мембрани і базалі шару вищезгаданого епідермісу. ЛМ × 100. (кредит: «Ебенсміт» /Вікісховище)

Терморегуляція

Покривна система допомагає регулювати температуру тіла через її щільну асоціацію з симпатичною нервовою системою, поділом нервової системи, яка бере участь у наших реакціях боротьби або польоту. Симпатична нервова система постійно контролює температуру тіла і ініціює відповідні рухові реакції. Нагадаємо, що потові залози, допоміжні структури до шкіри, виділяють воду, сіль та інші речовини для охолодження організму, коли воно стає теплим. Навіть коли організм, здається, не помітно потіє, в день виділяється приблизно 500 мл поту (невідчутне потовиділення). Якщо тіло стає надмірно теплим через високі температури, енергійну активність (рис.\(\PageIndex{2.a-c}\)) або поєднання двох, потові залози будуть стимулюватися симпатичною нервовою системою для вироблення великої кількості поту, аж від 0,7 до 1,5 л на годину для активної людини. Коли піт випаровується з поверхні шкіри, тіло охолоджується, коли тепло тіла розсіюється.

Крім потовиділення, артеріоли в дермі розширюються так, що надлишок тепла, що переноситься кров'ю, може розсіюватися через шкіру і в навколишнє середовище (рис.\(\PageIndex{2.b}\)). Це пояснює почервоніння шкіри, яке багато людей відчувають під час фізичних вправ.

Малюнок\(\PageIndex{2}\): Терморегуляція.Під час напружених фізичних навантажень, таких як катання на лижах (а) або біг (с), шкірні кровоносні судини розширюються, а секреція поту збільшується (б). Ці механізми запобігають перегріванню організму. На відміну від цього, шкірні кровоносні судини звужуються, щоб мінімізувати втрати тепла у відповідь на низькі температури (b). (Кредит на: «Trysil» /Flickr; кредит c: Ральф щодня)

Коли температура тіла падає, артеріоли звужуються, щоб мінімізувати втрати тепла, особливо на кінцях цифр і кінчику носа. Це зниження кровообігу може призвести до того, що шкіра набуває білуватого відтінку. Хоча температура шкіри падає в результаті, пасивні втрати тепла запобігають, а внутрішні органи і структури залишаються теплими. Якщо температура шкіри падає занадто сильно (наприклад, температура навколишнього середовища нижче замерзання), збереження тепла серцевини тіла може призвести до того, що шкіра фактично замерзає, стан, який називається обмороженням.

СТАРІННЯ І...

Покривна система

Всі системи в організмі накопичують тонкі і деякі не дуже тонкі зміни в міру старіння людини. Серед цих змін - зменшення поділу клітин, метаболічної активності, кровообігу, гормонального фону та м'язової сили (рис.\(\PageIndex{3}\)). У шкірі ці зміни відображаються в зниженому мітозі в базальному шарі, що призводить до більш тонкого епідермісу. Дерма, яка відповідає за еластичність і пружність шкіри, проявляє знижену здатність до регенерації, що призводить до уповільнення загоєння ран. Гіподерма зі своїми жировими запасами втрачає структуру через зменшення і перерозподілу жиру, що в свою чергу сприяє витонченню і провисання шкіри.

Малюнок\(\PageIndex{3}\): Старіння. Як правило, шкіра, особливо на обличчі і руках, починає проявляти перші помітні ознаки старіння, так як з часом втрачає свою еластичність. (кредит: Джанет Рамсден)

Додаткові структури також знизили активність, генеруючи тонше волосся та нігті, а також зменшили кількість шкірного сала та поту. Знижена здатність потовиділення може спричинити непереносимість деяких літніх людей до сильної спеки. Інші клітини шкіри, такі як меланоцити і дендритні клітини, також стають менш активними, що призводить до більш блідого тону шкіри і зниження імунітету. Зморщування шкіри відбувається через порушення її структури, що є наслідком зниження вироблення колагену і еластину в дермі, ослаблення м'язів, що лежать під шкірою, і нездатності шкіри утримувати достатню кількість вологи.

Багато антивікових засобів можна знайти в магазинах сьогодні. Загалом, ці продукти намагаються регідратувати шкіру і тим самим заповнити зморшки, а деякі стимулюють ріст шкіри за допомогою гормонів і факторів росту. Крім того, інвазивні методи включають ін'єкції колагену для пухкої тканини та ін'єкції BOTOX ^® (назва бренду ботулінічного нейротоксину), які паралізують м'язи, що складають шкіру і викликають зморшки.

Синтез вітаміну D

Епідермальний шар шкіри людини синтезує вітамін D при впливі УФ-випромінювання. При наявності сонячного світла форма вітаміну D ₃ під назвою холекальциферол синтезується з похідного стероїдного холестерину в шкірі. Печінка перетворює холекальциферол в кальцидіол, який потім перетворюється в кальцитріол (активну хімічну форму вітаміну) в нирках. Вітамін D необхідний для нормального засвоєння кальцію і фосфору, які необхідні для здоров'я кісток. Відсутність впливу сонця може призвести до нестачі вітаміну D в організмі, що призводить до стану, званого рахітом, хворобливого стану у дітей, де кістки деформуються через нестачу кальцію, що спричиняє болонність. Люди похилого віку, які страждають від дефіциту вітаміну D, можуть розвинути стан, який називається остеомаляція, розм'якшення кісток. У сучасному суспільстві вітамін D додають як доповнення до багатьох продуктів, включаючи молоко і апельсиновий сік, компенсуючи потребу перебування на сонці.

Окрім своєї важливої ролі у здоров'ї кісток, вітамін D необхідний для загального імунітету проти бактеріальних, вірусних та грибкових інфекцій. Останні дослідження також виявляють зв'язок між недостатньою кількістю вітаміну D та раком.

Огляд глави

Шкіра відіграє важливу роль у захисті, чутливих подразниках, терморегуляції та синтезі вітаміну D. Це перший шар захисту для запобігання зневоднення, інфекції та травмування решти тіла. Потові залози в шкірі дозволяють поверхні шкіри охолонути при перегріванні тіла. Терморегуляція також здійснюється шляхом розширення або звуження теплонесучих кровоносних судин в шкірі. Імунні клітини, присутні серед шарів шкіри, патрулюють ділянки, щоб зберегти їх вільними від сторонніх матеріалів. Жирові запаси в гіподермі допомагають як в терморегуляції, так і в захисті. Нарешті, шкіра відіграє певну роль у синтезі вітаміну D, який необхідний для нашого самопочуття, але не легко доступний у натуральних продуктах.

Переглянути питання

Питання: У людини вплив на шкіру сонячних променів потрібно протягом ________.

А. синтез вітаміну D

B. звуження артеріоли

C. виробництво фолатів

D. терморегуляція

Відповідь: A

В. Однією з функцій покривної системи є захист. Що з наведених нижче безпосередньо не сприяє цій функції?

А. прошарок люцидум

Б. десмосоми

С. синтез фолієвої кислоти

Клітини Д.Меркель

Відповідь: C

Питання: Людина за допомогою гострого ножа помічає невелику кількість крові, де він просто порізався. Який з наступних шарів шкіри йому довелося розрізати, щоб кровоточити?

А. роговий шар

Б. базальний шар

С. папілярна дерма

D. гранульозний шар

Відповідь: C

Питання: Коли ви йдете по пляжу, ви бачите мертву, суху, зморщену рибу. Який шар вашого епідермісу утримує вас від висихання?

А. роговий шар

Б. базальний шар

C. спінозумний шар

D. гранульозний шар

Відповідь: A

Питання: Якщо порізати себе і бактерії потрапляють в рану, яка з наступних клітин допоможе позбутися від бактерій?

Клітини А.Меркель

B. кератиноцити

C. клітини Лангерганса

D. меланоцити

Відповідь: C

Питання критичного мислення

Питання: Чому люди надмірно потіють під час занять спортом на вулиці в спекотний день?

А. пітливість охолоджує тіло, коли воно стає теплим. Коли температура тіла підвищується, наприклад, при фізичних вправах у спекотний день, шкірні кровоносні судини розширюються, а потові залози починають виділяти більше поту. Випаровування поту з поверхні шкіри охолоджує тіло, розсіюючи тепло.

Питання: Поясніть реакцію вашої шкіри на падіння температури ядра тіла.

А. при зниженні температури тіла ядра організм переходить в режим збереження тепла. Сюди можна віднести гальмування надмірної пітливості і зменшення припливу крові до сосочкових шарів шкіри. Це зменшення кровотоку допомагає зберегти тепло тіла.

Посилання

Американська академія дерматології (США). Татуювання та пірсинг тіла [Інтернет]. Шаумбург, Іллінойс; c2013 [цитується 2012 листопада 1]. Доступно за адресою: http://www.aad.org/media-resources/s...ody-piercings/.

Глосарій

Тільце Мейснера

(також, тактильне тіло) рецептор в шкірі, який реагує на легкий дотик

Тихоокеанське тільце

(також, пластинчастий тілець) рецептор в шкірі, який реагує на вібрацію

рахіт

захворювання у дітей, викликане дефіцитом вітаміну D, що призводить до ослаблення кісток

вітамін D

з'єднання, яке сприяє засвоєнню кальцію та фосфатів у кишечнику для поліпшення здоров'я кісток