Слои эпидермиса кожи человека: Из каких слоёв состоит кожа и каковы её функции?

Структура кожи лица и тела человека

Эпидермис (наружный слой)
Дермис (средний слой)
Гиподермис (внутренний слой)

Эпидермис – это отдельная эпителиальная ткань. Она представляет собой наружный слой кожи. Этот слой еще называют кутикулой или над кожницей. В нем нет кровеносных сосудов, но много нервных окончаний. При кожной терапии косметологам в первую очередь нужно заботится именно о наружном слое кожи – эпидермисе.

Зародышевый слой представлен кубическими жировыми клеткам, которые продуцируют дочерние клетки, расположенные слоями один над другим. Эти клетки содержат пигмент меланин, который отвечает за цвет кожи.

Мальгипиев слой. Этот слой является продолжением расположенного под ним зародышевого слоя и состоит из клеток правильной формы, находящихся друг над другом, прочно связанных фибриллами.

Зернистый слой. Базальные клетки эпидермиса начинают свою трансформацию, продвигаясь от базального слоя к поверхности.

Их ядра постепенно исчезают, форма уплощается и накапливается кератин. Керватигиалиновые гранулы формируются в этом слое и обуславливают образование кератина.

Прозрачный слой. Клетки этого слоя приближаются к окончанию «живой» части своего жизненного пути. Они почти полностью обезвожены, клеточные структуры нарушены кератином. Эти клетки прозрачны.

Роговой слой кожи. Клетки, формирующие роговой слой, прочно скреплены друг с другом. Этот слой устойчив к воздействию внешней среды. Он состоит из основы, кожных жиров и кератина, которые действуют как барьер, защищающий от инфильтрации и испарения воды.

Дермис – это подлежащий или внутренний слой кожи. Его еще называют дермой или собственно кожей. Это высокочувствительный и сосудистый слой соединительной ткани. В его структуре находится множество кровеносных и лимфатических сосудов, нервы, потовые и жировые железы, мускульные волокна, осуществляющие движение волос. Он состоит в основном из пучков коллагеновых волокон и некоторого количества окончаний эластиновых волокон.

Этот слой является хорошим примером фиброэластичной соединительной ткани. В нем выделяется два слоя: папиллярный и ретикулярный.

Папиллярный слой представлен делящимся клеточным слоем, является наиболее активным и жизненно важным участком. Он пронизан множеством сосудов и обеспечивает питанием вышерасположенные слои дермиса и зародышевый слой.

Ретикулярный слой или кориум является высокочувствительным слоем соединительной ткани с большим количеством кровеносных и лимфатических сосудов сосудов. Пучки соединительной ткани сформированы следующими элементами – коллагеновыми волокнами, состоящими из альбуминопротеинов, названных коллагеном — эластиновыми волокнами, состоящих из белка, названного эластином.

Гиподермис –это толстый слой, составленный нерегулярно расположенными волокнами соединительной ткани с множеством жировых клеток. Гиподермис покрывает и защищает более глубоко расположенные мышечные ткани. Он сверхэластичен, жировые клетки помещаются в пространствах ячеистой ткани, действуя как защита для более нежных структур – таких как кровеносные сосуды и нервные окончания.

Кровеносные лимфатические сосуды, нервы и нервные окончания, потовые железы, волосяные фолликулы, наряду с гладкими и поперечнополосатыми мышечными волокнами, находятся в эпидермисе или пронизывают его.

Предлагаем вам ознакомиться с линейкой аппаратов ЭСМА для аппаратной косметологии.

выращивание эпидермиса на основе математического моделирования / Хабр

Организм человека можно спокойно сравнивать с очень сложным и порой запутанным механизмом, к которому не прилагалась инструкция, посему ученым приходится самим во всем разбираться. В нашем теле много систем, от нервной до иммунной, каждая из которых выполняет свои определенные функции и связывается с другими системами, что позволяет организму эффективно функционировать. В научно-исследовательском сообществе львиная доля внимания приходится на нервную систему. Всех тянет раскрыть секреты нашего мозга, который так часто сравнивают по загадочности с Вселенной. Но другие системы не менее интересны, сложны и важны.

Сегодня мы с вами рассмотрим исследование, объединившее в себе математику, биохимию и много любопытства. А целью сего исследования является эпидермис, то бишь кожа человека. Как математика помогла ученым понять чего им не хватало в процессе выращивания кожи и что у них получилось в результате? На эти и другие вопросы мы попытаемся ответить с помощью доклада исследовательской группы. Поехали.

Пожизненная «броня»

Кожа человека не так проста, как может показаться на первый взгляд. Кто-то может считать ее просто оболочкой, а кто-то и вовсе «мешком для костей». Но оставим в сторонке высказывания самого аморального робота в мире по имени Бендер и углубимся в структуру кожи человека.

Во-первых, кожа это самый большой орган человеческого тела (других существ не будем затрагивать, учитывая рассматриваемое исследование), состоящий из трех основных подсистем: эпидермис (внешний слой), дерма (соединительная ткань между верхним слоем кожи и органами) и подкожно-жировая клетчатка (терморегулирующий и защитный слой с функцией «хранилища» питательных веществ).

Строение кожи человека.

Поскольку в исследовании ученые «колдуют» над эпидермисом, мы рассмотрим этот слой подробнее.

Эпидермис человека, если вы одинаково любите анатомию и кулинарию, напоминает торт Наполеон, ибо состоит из пяти слоев. В каждом из слоев имеются клетки, которые являются главными «испытуемыми» в рассматриваемом нами исследовании — кератиноциты. В эпидермисе они вообще занимают львиную долю — порядка 90% от всех клеток.

Функции кератиноцитов разнятся в зависимости от принадлежности к определенному слою:

базальный — самый близкий к дерме слой, в котором такие клетки как кератиноциты именуются базальными, что вполне логично. Эти клетки в сопряжении со стволовыми занимаются важным процессом — регенерацией эпидермиса. Также в цитоплазме кератиноцитов имеются меланосомы — гранулы меланина, полученные от меланоцитов (клеток), которые защищают нас от воздействия ультрафиолетового излучения.

шиповатый слой получил свое колючее название за счет необычной структуры клеток кератиноцитов, имеющих шипообразные отростки для соединения друг с другом. В цитоплазме местных кератиноцитов происходит синтез кератина, участвующего в формировании волос и ногтей. С биологической точки зрения, кератин уступает по физической прочности только хитину. Помимо этого тут есть и кератиносомы, которые делают нашу кожу гидрофобной.
зернистый слой — кератиноциты также обладают кератиносомами, то есть препятствуют обезвоживанию кожи. Также кератиноциты в данном слое синтезируют некоторые белки.

блестящий слой назван так, поскольку при микроскопии не выявляются клетки, а сам слой похож на однородную полоску розового цвета. Так оно и есть — ядра, органеллы и межклеточные соединения кератиноцитов в данном слое разрушаются. При этом имеется вещество, связывающее кератиноциты (или то, что от них осталось). Это делает кожу прочной.
роговой — наружный слой эпидермиса, контактирующий с окружающей средой. А еще его можно назвать самым настоящим клеточным кладбищем, ибо образован он из мертвых кератиноцитов (именуемых роговыми чешуйками), которые постоянно обновляются. Это обеспечивает эффективную защиту от внешних факторов.

Клетка кератиноцита

Стоит также упомянуть и тот факт, что кератиноциты участвуют и в заживлении ран. При повреждении кожи клетки кератиноцитов начинают активно делиться и мигрировать к области травмы, где происходит эпителизация, то есть ранка начинает зарастать.

Как мы можем понять по этим слоям, кератиноцитов много и они выполняют разные функции, когда работают совместно с клетками другого типа. Универсальные солдаты среди клеток эпидермиса, никак иначе.

В чем же проблема исследования, спросите вы? А в том, что нормальный слой эпидермиса человека примерно 100 мкм в толщину, а вот искусственный (созданный посредством пассирования кератиноцитов) всего лишь 10 мкм.

Пассирование клеток* — отбор необходимого числа клеток для их дальнейшего выращивания на субстрате (например, в чашке Петри).

Такой эпидермис попросту будет неэффективен, как танк из папье-маше. И вот тут может помочь математика, а именно математическая модель. О ней и поговорим далее.

Основа исследования

Ученые и раньше использовали математические модели в качестве основы процесса создания человеческого эпидермиса. В данном же исследовании была разработана новая методика эпидермального гомеостаза, в основе которой лежит именно математическая модель распределяемых в базальном слое кератиноцитов, полученных из стволовых клеток. Стоит отметить, что в модели также учитывались динамические процессы в эпидермисе (миграция и дифференцировка клеток кожи) и внутриклеточные процессы, связанные с Ca

2+.

Данная математическая модель позволила понять, что важнейшую роль в синтезе эпидермиса необходимой толщины и структуры играет распределение стволовых клеток и структура базальных мембран, отделяющих соединительную ткань от эпителия.

Если же более конкретно говорить о таком показателе как толщина, то именно базальные мембраны играют главную роль. Для достижения необходимого результата ученые применили синусоидальную модуляцию для формы базальной мембраны, изменяя амплитуду и длину волны. В результате чего было обнаружено, что для стабильной структуры эпидермиса необходимой толщины требуется волнистые базальные мембраны с большой амплитудой и короткой длиной волны. То есть волнообразность папиллярного слоя, расположенного над дермой и под эпидермисом, является критически важной для создания модели эпидермиса, приближенной к реальным физиологическим показателям.

Помимо толщины и прочности кожа человека обладает еще и гидрофобностью, которая зависит от толщины рогового слоя. Соответственно, толщина этого слоя также должна учитываться в экспериментальной модели для более реалистичного воссоздания эпидермиса.

Объединив все желаемое и необходимое, ученые спроектировали модель для демонстрации возможности создания приближенного к реальности эпидермиса, включающего в себя роговой слой и межклеточную пластинчатую липидную структуру. Реализация всего этого осуществлялась путем посева пассированных кератиноцитов на волнистой поверхности полиэфирной основы в открытых чашках Петри.

Результаты были весьма успешны, чем подтвердили не только полноценность и корректность данного метода выращивания, но и важность использования математических моделей, как инструментов прогнозирования процессов.

Результаты исследования

Изображение №1

На изображениях выше показаны результаты моделирования и результаты выращивания эпидермиса на основе этого моделирования.

Исследователи обращают наше внимание на два очень показательных изображения (1А и 1В). В первом случае имеется плоская базальная мембрана, во втором — синусоидальная, которая и позволила увеличить толщину и прочность эпидермиса.

Но это лишь модель, хоть и с очень заманчивыми результатами, для получения которых необходимо установить какие параметры должна иметь основа для посева (полиэфир). Для этого была проанализирована структура паппилярного слоя, толщина которого у человека составляет 51 мкм, а интервал «волнистости» — 105 мкм (анализировалась кожа на брюшной полости, средний возраст участников исследования — 36. 3 года).

На изображении 1С показаны снимки (цвет получен за счет гематоксилина и эозина) полученного эпидермиса при разных вариантах основы (#200, #255, #300, #350, #460 и #480). В самом верху изображения («Control») — эпидермис без волнистой основы выступает как контрольная группа для сравнения результатов.

Самыми интересными для ученых стали варианты #200, #255 и #300, показавшие хорошую толщину в сравнении с контрольным образцом. Живой слой эпидермиса на основе #255 был толще, чем на основе #200 и #300. Посему именно этот вариант и был выбран для дальнейшего изучения.

Коротенький вывод — волнообразная основа для посева приводит к увеличению числа живых клеток эпидермиса и к его утолщению и уплотнению, что приближает выращенный образец по показателям к реальному человеком эпидермису.

Изображение №2

Одну из ключевых ролей в эпидермисе играют структурные белки филаггрин, лорикрин, клаудин 1 и ZO-1. Дабы проверить нормально ли протекала экспрессия (синтез) этих белков, ученые провели иммуногистохимическое исследование эпидермиса, выращенного на основе #255.

Филаггрин (2А), лорикрин (2В) и ZO-1 (2С) были экспрессированы в верхнем слое эпидермиса. А экспрессия клаудина 1 прошла в клеточной мембране по всей плоскости эпидермиса (2D).

Обратите внимание на изображение 2G, на котором черной стрелкой и знаком «*» отмечен определенный слой — роговой. Это говорит о том, что данный синтезированный эпидермис имеет хорошие защитные (от внешних факторов) характеристики.

Иммуногистохимическое исследование проводилось также и с эпидермисом на основе #300, чтобы сравнить с показателями эпидермиса #255. Экспрессия клаудина 1 и ZO-1 была выявлена в обоих вариантах, но в #255 она была значительно сильнее. В подтверждение этому был проведен еще один тест — измерение трансэпидермальной потери воды контрольного и #255 образцов. График результатов данного теста (2Н) наглядно демонстрирует, что потеря воды у образца #255 значительно ниже, что еще раз подтверждайте его высокие барьерные (и защитные) характеристики.

Изображение №3

Окрашивание образца посредством анти-бромдезоксиуридиновых антител (анти-BrdU) показало, что пролиферирующие клетки присутствуют только в нижней части контрольного образца (3А), в то время как в тестовом образце #255 эти же клетки были найдены и на волокнах полиэфирной основы (3В, черные стрелки).

Исследователи также проверили белок CSPG4, который играет очень важную роль во взаимодействии клетки и субстрата. Анализ показал наличие данных клеток на волокнах основы (3D, белые стрелки), что говорит о наличии на волокнах клеток, часть которых имеет пролиферирующие свойства.

В дополнение к этому было проведено тестирование с анти-бромдезоксиуридиновыми антителами и K14, который является маркером базального слоя эпидермиса. Образец #255 показал уникальный результат — наличие K14 и BrdU на поверхности полиэфирной основы. Это говорит о том, что пролиферирующие клетки распознают поверхность основы как базальный слой.

Следующим испытуемым стал белок YAP, который участвует в регуляции транскрипции (синтеза РНК в клетках за счет ДНК). В контрольном образце YAP был локализован исключительно на базальном слое (3Е). А вот в тестовом образце YAP присутствовал вокруг волокон (3F, красные стрелки).

Применение малых интерферирующих РНК в процессе анализа активности белка YAP привел к дестабилизации трехмерной структуры (3G и 3H).

В контрольном образце с применением малых интерферирующих РНК белок YAP был экспрессирован вокруг волокон (3I), а в тестовом образце экспрессия была незначительна (3J). Но, несмотря на это, применение малых интерферирующих РНК никак не повлияло на пролиферацию кератиноцитов.

Для более детального ознакомления с нюансами и подробностями исследования настоятельно рекомендую заглянуть в доклад исследовательской группы и дополнительные материалы к нему.

Эпилог

Данное исследование совместило в себе биохимию и математику. Конечно, эти две науки очень часто ходят парой, если ученые намерены получить достоверные и адекватные результаты. Применение математического моделирования в данном случае помогло понять важность волнообразности основы для выращивания эпидермиса, что значительно увеличивает число живых клеток и, как следствие, толщину и прочность образца.

Сей труд по большей степени был нацелен на проверку работоспособности именно математической модели, а не самой техники выращивания эпидермиса. Те трудности, с которыми сталкивались исследователи ранее, более не будут мешать им продолжать более детальное изучение способов синтеза клеток и выращивания эпидермиса в таком виде, который будет максимально приближен к реальному.

Результаты этого труда вполне могут в дальнейшем стать достаточно важным шагом вперед как для трансплантологии, так и для исследований кожи человека в целом, а также подтолкнуть других исследователей более активно применять математическое моделирование как инструмент первоочередной важности.

Благодарю за внимание, оставайтесь любопытствующими и отличной всем рабочей недели, ребята.

Спасибо, что остаётесь с нами. Вам нравятся наши статьи? Хотите видеть больше интересных материалов? Поддержите нас оформив заказ или порекомендовав знакомым, 30% скидка для пользователей Хабра на уникальный аналог entry-level серверов, который был придуман нами для Вас: Вся правда о VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps от $20 или как правильно делить сервер? (доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40GB DDR4).

VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps до весны бесплатно при оплате на срок от полугода, заказать можно тут.

Dell R730xd в 2 раза дешевле? Только у нас 2 х Intel Dodeca-Core Xeon E5-2650v4 128GB DDR4 6x480GB SSD 1Gbps 100 ТВ от $249 в Нидерландах и США! Читайте о том Как построить инфраструктуру корп. класса c применением серверов Dell R730xd Е5-2650 v4 стоимостью 9000 евро за копейки?

5.1B: Структура кожи: эпидермис

Последнее обновление
Сохранить как PDF

Идентификатор страницы: 7403

ЦЕЛЬ ОБУЧЕНИЯ

Описать слои эпидермиса

Слои эпидермиса

Эпидермис — самый внешний слой нашей кожи. Это тот слой, который мы видим своими глазами. Он не содержит собственного кровоснабжения, поэтому вы можете побрить кожу и не вызвать кровотечения, несмотря на потерю многих клеток в процессе. Предполагая, что вы не порезали кожу настолько глубоко, где на самом деле находится кровоснабжение.

Сам эпидермис разделен как минимум на четыре отдельные части. Пятая часть присутствует в некоторых областях нашего тела. По порядку от самого глубокого слоя эпидермиса к самому поверхностному эти слои (страты) таковы:

Базальный слой
Шиповатый слой
Зернистый слой
Светящийся слой
Роговой слой

Обзор кожи : Слои кожи, как волосистой, так и безволосой.

Базальный слой

Кожа человека: На этом изображении детализированы части покровной системы.

Базальный слой, также называемый зародышевым слоем, представляет собой базальный (базовый) слой эпидермиса. Это слой, который ближе всего к кровоснабжению, лежащий под эпидермисом.

Этот слой является одним из самых важных слоев нашей кожи. Это потому, что он содержит единственные клетки эпидермиса, которые могут делиться в процессе митоза, а это означает, что здесь прорастают клетки кожи, отсюда и слово germinativum.

В этом слое благодаря митозу возникают самые многочисленные клетки эпидермиса, называемые кератиноцитами. Кератиноциты вырабатывают важнейший белок эпидермиса.

Этот белок правильно называется кератином. Кератин делает нашу кожу жесткой и обеспечивает столь необходимую защиту от микроорганизмов, физического вреда и химического раздражения.

Миллионы этих новых клеток возникают в базальном слое ежедневно. Новообразованные клетки со временем вытесняют старые клетки в верхние слои эпидермиса. По мере продвижения этих старых клеток к поверхности они меняют свою форму, ядерный и химический состав. Эти изменения отчасти и придают пластам их уникальные характеристики.

Шиповатый и зернистый слой

Слои эпидермиса : Эпидермис состоит из 95% кератиноцитов, но также содержит меланоциты, клетки Лангерганса, клетки Меркеля и воспалительные клетки. Базальный слой в основном состоит из базальных клеток кератиноцитов, которые можно считать стволовыми клетками эпидермиса. Они делятся с образованием кератиноцитов шиповатого слоя, которые мигрируют поверхностно.

Из базального слоя кератиноциты перемещаются в шиповатый слой, слой, названный так потому, что его клетки имеют шиповидную форму. Шиповатый слой частично отвечает за прочность и гибкость кожи.

Оттуда кератиноциты переходят в следующий слой, называемый зернистым слоем. Этот слой получил свое название из-за того, что расположенные здесь клетки содержат множество гранул.

Кератиноциты производят много кератина в этом слое — они наполняются кератином. Этот процесс известен как кератинизация. Кератиноциты становятся более плоскими, более ломкими и также теряют свои ядра в зернистом слое.

Блестящий слой

Как только кератиноциты покидают зернистый слой, они погибают и помогают сформировать блестящий слой. Эта смерть происходит в основном из-за того, что кератиноциты находятся на расстоянии от богатого кровоснабжения клеток базального слоя, лежащих сверху. Лишенные питательных веществ и кислорода, кератиноциты умирают, когда они выталкиваются на поверхность нашей кожи.

Блестящий слой — это слой, получивший свое название от светлого (чистого/прозрачного) вида, который он дает под микроскопом. Этот слой легко найти только в некоторых безволосых частях нашего тела, а именно на ладонях и подошвах ног. То есть места, где наша кожа обычно самая толстая.

Роговой слой

Из блестящего слоя кератиноциты попадают в следующий слой, называемый роговым слоем (роговой слой, заполненный ороговевшими клетками). Это единственный слой кожи, который мы видим глазами.

Кератиноциты этого слоя называются корнеоцитами. Они лишены почти всей воды и полностью лишены ядра в этот момент. Это омертвевшие клетки кожи, заполненные прочным белком кератином. По сути, они представляют собой белковую массу в большей степени, чем клетку.

Корнеоциты служат прочным защитным слоем от травм окружающей среды, таких как ссадины, свет, тепло, химические вещества и микроорганизмы. Клетки рогового слоя также окружены липидами (жирами), которые также помогают отталкивать воду. Эти корнеоциты в конечном итоге попадают в окружающую среду и становятся частью перхоти в наших волосах или пыли вокруг нас, которую пылевые клещи охотно пережевывают.

Весь цикл, от появления новых кератиноцитов в базальном слое до отслоившейся в воздух мертвой клетки, занимает от 25 до 45 дней.

Ключевые моменты

Эпидермис образует защитный водонепроницаемый барьер, который также защищает от патогенов и регулирует температуру тела.
Основными слоями эпидермиса являются: роговой слой, блестящий слой, зернистый слой, шиповатый слой, зародышевый слой (также называемый базальным слоем).
Кератиноциты в базальном слое пролиферируют во время митоза, а дочерние клетки перемещаются вверх по слоям, меняя форму и состав по мере прохождения нескольких стадий клеточной дифференцировки.

Ключевые термины

кератиноцит : преобладающий тип клеток в эпидермисе, самом внешнем слое кожи, составляющий 95 % обнаруженных там клеток. Кератиноциты, находящиеся в базальном слое (зародышевом слое) кожи, иногда называют базальными клетками или базальными кератиноцитами.
stratum germinativum : Базальный слой, иногда называемый базальным слоем, является самым глубоким из пяти слоев эпидермиса.
stratum corneum : Самый поверхностный слой эпидермиса, с которого отслаивается омертвевшая кожа.
эпидермис : Внешний слой кожи.
stratum lucidum : Слой нашей кожи на ладонях и подошвах ног.

Наверх

Была ли эта статья полезной?

Тип изделия
Раздел или Страница
Лицензия
CC BY-SA
Показать оглавление
нет
Теги
1. эпидермис

Эпидермис: анатомия, строение, клетки и функции.

Автор: Роберто Груичич, доктор медицины • Рецензент: Димитриос Митилинаиос, доктор медицины, доктор философии
Последнее рассмотрение: 05 декабря 2022 г.
Время считывания: 2 минуты

Эпидермис

1/4

Эпидермис — самый поверхностный слой кожи. Два других слоя под эпидермисом — это дерма и гиподерма. Эпидермис также состоит из нескольких слоев, включая базальный слой, шиповидный слой, зернистый слой, блестящий слой и роговой слой. Количество слоев и толщина эпидермального слоя зависит от локализации в организме. Например, эпидермис, покрывающий пяточную область, намного толще эпидермиса, покрывающего веко.

Основными клетками эпидермиса являются кератиноцитов . Эти клетки происходят из базального слоя и продуцируют основной белок эпидермиса, называемый кератином . Другие клетки, расположенные в эпидермисе:

Меланоциты (вырабатывают кожный пигмент)
Клетки Лангерганса (иммунные, антигенпрезентирующие клетки)
Клетки Меркеля (механорецепторы легкого прикосновения)

Основная функция эпидермиса заключается в защите более глубоких тканей от воды, микроорганизмов, механических и химических травм, а также от УФ-излучения. Кроме того, эпидермис постоянно создает новую кожу, которая заменяет старые клетки кожи и вырабатывает меланин, обеспечивающий цвет кожи.

Терминология	Английский: Epidemis Латинский: Epidermis
Определение	Внешний слой кожи
Слои	Базальный слой, шиповидный слой, зернистый слой, блестящий слой, роговой слой
Функции	Защита, регенерация кожи, цвет кожи

Узнайте все о компонентах покровной системы с помощью следующего учебного блока:

Покровная система Исследуйте учебный блок

Весь контент, публикуемый на Kenhub, проверяется экспертами в области медицины и анатомии.