Сравнительная морфология кожи человека и лабораторных животных (краткое сообщение)
Я.А. Гущин, руководитель отдела гистологии и патоморфологии,
М.А. Ковалева, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник
Санкт-Петербургский институт фармации
188663, Россия, Ленинградская обл., Всеволожский р-н, г.п. Кузьмоловский, ул. Заводская, д. 3, корп. 245
Е-mail: [email protected]
Для цитирования:
Гущин Я.А., Ковалева М.А. Сравнительная морфология кожи человека и лабораторных животных (краткое сообщение). Лабораторные животные для научных исследований. 2019; 2. https://doi.org/10.29296/2618723X-2019-02-06
Понимание особенностей морфологического строения, основных структурных и функциональных компонентов кожи человека и лабораторных животных служит фундаментом рационального планирования проведения доклинических исследований накожных лекарственных форм для токсикологических, так для фармакологических испытаний.
Введение
Кожа человека – сложнейший многофункциональный и самый большой по площади орган, который у взрослого человека достигает 1,5–2,3 м2. Ее масса составляет 4–6%, а вместе с гиподермой –16–17% от общей массы тела. Кожный покров человека представляет собой границу между организмом и окружающей средой.
Функции кожи: защитная, абсорбционная, выделительная, терморегулирующая, рецепторная, метаболическая [1]. При проведении доклинических исследований накожных лекарственных форм крайне важно понимать особенности морфологического строения, основных структурных и функциональных компонентов кожи человека и лабораторных животных. Это позволяет еще на стадии доклинической разработки лекарственного препарата выбрать вид лабораторных животных, который наиболее полно удовлетворяет задачи исследования и служит достижению поставленной цели. Кроме того рациональный выбор животных обеспечивает более полную трансляцию полученных данных в клинические исследования, позволяет исключить нежелательные реакции и непредсказуемые результаты на ранних стадиях клинической разработки лекарственных препаратов, при невозможности их полного исключения позволяет выбрать правильные критерии оценки физиологических параметров клинического мониторинга потенциальных нежелательных явлений.
Строение кожи
Кожа у человека состоит из 3 слоев: наружного – эпидермиса (многослойного плоского ороговевающего эпителия), среднего – двухслойной дермы и внутреннего – гиподермы (рис.
Эпидермис состоит из слоев клеток: базальный, шиповатый, зернистый, и самый верхний – роговой; выделяют также дополнительный – блестящий слой, расположенный в толстой грубой коже ладоней и стоп.
Если рассматривать гистологическое строение кожи животных, то следует отметить отсутствие принципиальных различий: у них так же, у человека, прослеживаются все слои, прежде всего, это касается крупных животных, например свиней. У мелких лабораторных животных толщина кожи значительно меньше, чем у человека (табл. 1), поэтому граница эпидермальных слоев нечеткая и количество клеточных элементов каждого разнится. Так, шиповатый слой у человека состоит из 3–6 рядов клеток (до 15 на коже стоп), у мышей и крыс [2, 3, 4] можно четко различить 1–2 слоя, то же наблюдается в зернистом и роговом слоях, где рядов в 2–3 раза меньше, чем у человека.
Есть незначительные изменения в качественном составе: в базальном слое у человека диффузно расположены меланоциты, у свиней их несколько меньше [5], у мелких лабораторных животных, и прежде всего у мышей [6] меланин сконцентрирован в области волосяных фолликулов, придавая цвет не коже, а шерсти.
Таблица 1
Сравнительная характеристика толщины эпидермиса и дермы у разных видов
Источник информации | Человек | Мини-пиг | Крыса | Мышь | Кролик | Морская свинка | Хомяк | Хорек |
(область живота) | (область холки) | (область холки) | (область холки) | (область холки) | (область холки) | |||
Эпидермис, мкм | ||||||||
[3–9] | 50–1000 | 50–60 | 10–18 | 10–15 | 9–15 | 36 | 10–15 | 24 |
Нет | 40–55 | 12–19 | 9–14 | 10–17 | 25–40 | 13–15 | 25-43 | |
Дерма, мкм | ||||||||
[3–9] | 50–2000 | 100–500 | 300–500 | 350 | 400 | 500 | 400 | 600-900 |
Собственные данные | Нет | 300–450 | 300–570 | 260–40 | 240–410 | 320–400 | 250–380 | 420-750 |
Дерма – следующий слой кожного покрова, располагается ниже эпидермиса, отграниченная от него базальной мембраной, препятствующей проникновению одного в другой.
Дерма разделяется на тонкий – сосочковый и толстый соединительнотканный сетчатый слои. Эпидермис и дерма, взаимодействуя друг с другом, образуют выпячивания – эпидермальные тяжи и дермальные сосочки [2]. У грызунов эта рельефность выражена слабо, зачастую полностью отсутствуя у мышей, и сохраняясь только в области подошв. Возможно, это связано с наличием у животных шерсти, которая предохраняет кожу от излишнего механического воздействия и трения, которое у человека компенсируется этими складками [7]. Однако рыхлый сосочковый слой способствует легкому отслоению эпидермиса [5].
У человека и мини-пигов сильно развита капиллярная сеть, участвующая в терморегуляции, у грызунов, в виду развитого шерстяного покрова, кровеносные сосуды локализуются больше в области волосяных фолликулов, что обусловлено сложным циклом жизни волос [7].
У человека и животных в дерме лежит большое количество сальных желез, а вот экзокринные железы, разбросанные у людей по всей поверхности кожи, у животных присутствуют только в области морды и подошвенных отделов конечностей [4, 5, 7]
Гиподерма – самый нижний слой кожи – представлен рыхлой соединительной тканью, жировой тканью и клеточными элементами фибробластами и макрофагами.
Ув. ×100. Окраска гематоксилин-эозин Рис. 10. Срез кожи ушной раковины кролика. Ув. ×200. Окраска гематоксилин-эозин Заключение
Понимание морфологического строения кожи, основных структурных и функциональных особенностей у каждого вида позволяет адекватно выбирать тест-систему для проведения доклинических исследований (включая оценку местной переносимости и местно-раздражающего действия) накожных лекарственных форм. Так, более высокая проницаемость кожных покровов у грызунов [11] может быть полезна при проведении токсикологических или санитарно-гигиенических исследований абсорбции веществ через кожу, в том числе при выборе накожного нанесения в качестве 2-го пути введения препарата. Безусловно, полученные нежелательные реакции на животных у человека будут выражены в значительно меньшей степени. При изучении фармакологической активности препаратов следует выбирать наиболее схожие тест-системы, например кожа свиньи структурно аналогична коже человека по толщине и расстоянию между волосяными фолликулами, что делает ее полезной для исследований лекарственных средств, используемых для заживления ран и ожоговых повреждений [12].
Строение кожи лица
Каждый человек знает, что кожа покрывает нас с ног до головы. В каких-то местах она не очень чувствительна, а в некоторых её чувствительность достигает максимума. Пожалуй, самым видным для человеческого глаза участком кожи человека является его лицо. Если все остальные части тела мы можем спрятать под одежду, то лицо всегда остается на виду, кроме мусульманских стран, где женщины носят паранджу.
Основные особенности строения кожи лица.
Ежедневно каждый из нас наблюдает вокруг себя огромное количество лиц. Все они могут отличаться типом, разрезом глаз, цветом, формой отдельных частей. Но, тем не менее, все они имеют одну общую черту – на каждом лице есть кожа, которая имеет одинаковое строение. С точки зрения косметологии строение кожи лица можно представить в виде:
- Эпидермиса, самого верхнего и постоянно обновляющегося слоя кожи человека. Внешний вид данного слоя напоминает узкую полоску. Данный слой состоит из рогового, зернистого, шиповатого, базального слове и базальной мембраны. Эпидермис регулирует скорость размножения клеток базального слоя и защищает всю кожу от вредных воздействий окружающей среды.
-
Дермы, которая представляет собой средний слой, играющий роль своеобразного каркаса. Данный слой обеспечивает коже упругость, прочность и эластичность. Именно в этом слое находятся потовые, сальные железы, кровеносные сосуды, лимфатические сосуды, а также и волосы.
Состоит такой слой из сосочкового и сетчатого слоев. - Гиподермы, представляющей собой подкожную жировую прослойку организма. Грубо говоря, данный слой кожи является энергетическим запасом всего организма. Состоит такой слой из жировых клеток и придает силуэту определенной формы.
Состоит такой слой из сосочкового и сетчатого слоев.Фото строения кожи лица в косметологии сегодня в больших количествах можно рассмотреть в интернете, подробно представляя себе каждый её слой и его назначение. И в зависимости от того, какими характеристиками будет обладать каждый слой определенной кожи человека, таким типом и будет считаться данная кожа на лице определенного человека. А, как известно, тип бывает жирный, сухой и комбинированный.
Но, независимо от того, какой тип кожи будет у человека, он должен регулярно и правильно ухаживать за ней, подбирая подходящие косметические средства. Не стоит забывать о том, что кожа должна всегда иметь здоровый и красивый вид, а для этого её необходимо очищать и увлажнять ежедневно, с чем прекрасно справляется японская косметика для лица Meiko.
Кожа (анатомия): функция, типы и структура
Определение кожи
Кожа — это мягкая наружная ткань, покрывающая позвоночных. У людей это самый большой орган тела, его общая площадь составляет около 20 квадратных футов. Он защищает наши внутренние органы от окружающей среды с помощью многослойной системы амортизации, клеточного барьера и защитных масел.
Кожа — это больше, чем просто защитный барьер между нашими внутренними органами и окружающей средой. Она также играет активную роль в поддержании нашего здоровья, например, регулируя температуру тела, потея и краснея, когда нам жарко, и вызывая мурашки по коже, когда нам жарко. холодный. Он также может производить витамин D, который важен для здоровья наших костей, от солнечного света.
Кожа может сильно различаться у разных видов и даже у разных людей! Здесь мы обсудим структуру кожи человека, правильный уход за различными типами кожи, встречающимися у людей, и функции кожи в животном мире.
Мы даже поговорим о некоторых функциях нашей собственной кожи, о которых мы можем не знать!
Функции кожи
Кожа может выполнять различные полезные для организма функции.
К ним относятся:
Защита от окружающей среды
Это самая важная функция кожи по понятным причинам! Кожа удерживает патогены, такие как вирусы и бактерии, от проникновения в наши ткани, так что они могут проникнуть только через повреждения кожи, такие как травмы, или отверстия, такие как нос и рот.
Предотвращение потери воды
Земноводным с очень тонкой кожей необходимо все время находиться рядом с водой, чтобы не пересыхать. Однако люди и большинство других наземных животных имеют толстую кожу, которая теряет очень мало воды. Когда люди живут в условиях пустыни, их кожа на самом деле становится толще, чтобы предотвратить потерю воды в сухой воздух!
С учетом ощущений
Кожа пронизана нервами, которые передают информацию о давлении, текстуре, тепле, холоде, боли и удовольствии в мозг. Это позволяет нам адекватно реагировать на окружающую среду.
Регулирование температуры
Кожа человека и некоторых других млекопитающих может намеренно терять воду в процессе выделения пота.
Выпуская воду на кожу, тело может охладиться за счет испарения. Поскольку самые теплые молекулы воды испаряются первыми, конечным результатом является отвод тепла от тела.
Тело также может стимулировать потерю тепла, приливая кровь, позволяя горячей крови из глубины тела течь близко к коже, где ее тепло излучается в окружающую среду.
Многим неизвестно, что человеческий феномен «мурашки по коже» считается рудиментарной реакцией регулирования температуры. Когда у нас покрываются мурашки по коже, крошечные выпрямители волос на нашей коже напрягаются таким образом, что наши рудиментарные волосы встают дыбом. Если бы у нас был густой мех, как у наших предков, он бы улавливал дополнительный теплый воздух близко к нашей коже и согревал бы нас.
Некоторые ученые считают, что мурашки по коже, которые мы получаем в ответ на страх или другие сильные эмоции, могут быть остатками реакции животных, которые надуваются, чтобы казаться больше, когда они напуганы. Если бы у нас был густой мех, действие мурашек, поднимающих наш мех дыбом, также заставило бы нас казаться больше и более угрожающими!
Камуфляж
Кожа многих животных имеет цвета и узоры, специально разработанные для того, чтобы слиться с окружающей средой и не быть замеченными.
Это важно как для хищников, так и для жертв. Виды-жертвы не могут быть съедены, если их хищник не может их видеть; и хищников нельзя избежать, если они невидимы для своей добычи.
Шкуры многих животных имеют статичный цветовой узор, например, коричневый цвет антилопы и оленя, имитирующий цвет мертвой травы и листьев, ярко-зеленая чешуя виноградной змеи или пятнистая грязная чешуя камбалы.
Тем не менее, у некоторых видов кожа в ходе эволюции выходит за рамки возможного. Хамелеоны и осьминоги относятся к числу видов, чья кожа имеет клетки, способные по желанию выделять различное количество пигмента. По сути, это позволяет их коже действовать как экран телевизора, меняя «картинку» в соответствии с любым фоном, на котором они находятся.
Хранение
Многие животные хранят жир и воду в тканях кожи. Это позволяет этим материалам действовать как дополнительная изоляция, пока они лежат без дела, ожидая использования.
Многие животные, живущие в холодном климате, подняли эту способность на новый уровень, выработав толстые слои «ворвани» — жира, который действует как барьер между внешним холодом и внутренними органами животного.
Выделение запаховых сигналов
Наша кожа и выделяемый ею пот также могут служить еще одной цели – служить сигналом для других животных. Многие животные отмечают свою территорию собственными уникальными «ароматными маркерами» из желез на коже. Эти маркеры могут даже содержать информацию о возрасте, поле, здоровье и готовности животного к спариванию!
Ученые теперь знают, что люди делают это сами. Хотя мы сознательно не обрабатываем информацию о запахах вокруг нас, наше поведение может меняться подсознательно в зависимости от того, чей пот мы чувствуем. Людей с большей вероятностью привлечет друг к другу, если они «почуют», что у них есть комплементарная иммунная система, а это означает, что их дети будут устойчивы ко многим болезням!
Структура кожи
У млекопитающих есть два основных слоя кожи: эпидермис, непосредственно обращенный к окружающей среде, и дерма, лежащая под ним. Оба жизненно важны для многих функций, которые выполняет кожа. Вот еще немного о слоях нашей кожи:
Эпидермис
Это слой нашей кожи, который защищает от патогенов и удерживает воду.
Он состоит из слоев плоских клеток, называемых «чешуйчатыми». Термин «сквамозный» означает «чешуйчатый» и описывает их плоский, раздавленный вид.
Клетки эпителия включают кератиноциты, которые защищают нас от патогенов, клетки Лангерганса, которые помогают с иммунным ответом в случае возникновения инфекции, и меланоциты, которые производят пигменты, придающие вашей коже ее цвет.
Большинство ожогов и кожных повреждений представляют собой повреждения эпидермиса, которые быстро заживают. Более глубокие травмы, которые также повреждают дерму, могут быть более серьезными.
Базальная мембрана
Базальная мембрана представляет собой тонкий слой волокон между дермой и эпидермисом. Он контролирует то, что может пройти между ними, служа дополнительной линией защиты от захватчиков и дополнительной защитой от потери воды и других жизненно важных веществ.
Когда коже нужно расти или заживать, базальная мембрана может стать более открытой, позволяя воде и питательным веществам достигать поврежденного эпидермиса и способствовать процессу заживления.
Дерма
Дерма — это более глубокий слой кожи, который действует как подушка, защищающая тело от резких ударов. Он содержит множество сложных структур, в том числе нервы, кровеносные сосуды, волосяные фолликулы, потовые железы и «сальные железы», которые производят воскообразное маслянистое вещество, которое покрывает вашу кожу, чтобы защитить ее от вредного воздействия окружающей среды.
Типы кожи
Несмотря на то, что вся человеческая кожа имеет в основном одинаковую структуру, небольшие биологические различия могут иметь большое значение для надлежащего ухода и ухода за кожей. Люди могут иметь более или менее активные сальные железы, более или менее активные потовые железы и могут хранить больше или меньше воды в своей коже.
Вот краткое описание некоторых распространенных типов кожи человека и способов наилучшего ухода за ними:
Жирная кожа
Люди с жирной кожей могут иметь расширенные поры, блестящий цвет лица и угри или прыщи.
Это связано с тем, что сальные железы в их дерме производят много масла, которое может скапливаться в порах, расширяя их и вызывая раздражение.
Жирность кожи может повышаться под воздействием следующих факторов:
- Стресс
- Гормоны
- Жара и влажность
Как ни парадоксально, часто умывание , а не полезно для жирной кожи. Многие люди испытывают искушение попытаться смыть масло, но это может привести к ощущению сухости кожи, что на самом деле будет стимулировать ее производить больше масла!
Людям с жирной кожей рекомендуется умываться не чаще двух раз в день и избегать скрабирования при умывании. Это оставит естественный жир кожи нетронутым, так что будет производиться меньше нового масла.
Выдавливать или ковырять прыщи и угри — тоже плохая идея. Это может привести к повреждению кожи, что может усилить воспаление пятна и привести к тому, что заживление займет больше времени!
Выбирая косметические продукты, ищите те, на этикетке которых написано «некомедогенно».
Это означает, что он не забивает поры!
Комбинированная кожа
Комбинированная кожа — это кожа, жирная на одних участках и сухая на других. У людей с комбинированной кожей наиболее жирными участками являются подбородок, нос и лоб. Другие области, такие как щеки, могут быть сухими.
Люди с комбинированной кожей часто имеют расширенные поры, угри и блестящую кожу из-за выработки большого количества кожного сала железами дермы. Это масло может накапливаться в порах и вызывать появление угрей и прыщей.
Те же советы по уходу за жирной кожей можно использовать и на жирных участках комбинированной кожи.
«Нормальная» кожа
Нормальная кожа — это кожа со средним уровнем масла и воды, что делает ее защищенной от непогоды, но не блестящей или жирной. Этот тип кожи обычно имеет небольшие поры и мало пятен, так как железы, которые производят масла, не очень активны.
Сухая кожа
Люди с сухой кожей могут иметь тусклый, грубый цвет лица и могут иметь больше морщин и линий, чем другие типы кожи.
Могут появиться раздраженные красные пятна, а поры могут быть совершенно незаметны.
Это связано с тем, что сухая кожа имеет менее активные сальные железы, оставляя кожу без блеска для защиты от окружающей среды. В результате кожа может быстро потерять влагу и стать красной, раздраженной или шелушащейся.
У людей, живущих в засушливых районах, таких как пустыни, чаще проявляются признаки сухости кожи, поскольку их кожа теряет больше влаги, чем у тех, кто живет во влажных районах.
Dry skin may be caused or made worse by:
- Indoor heating
- Certain medications
- Hot baths and showers
- Over-washing, or washing with harsh soaps and cleansers
- Exposure to погодные условия, такие как солнце, ветер, холод и сухая жара
Следующие меры могут помочь:
- Используйте увлажнитель воздуха, чтобы противостоять воздействию отопления в помещении
- Поговорите со своим врачом, если сухость кожи началась после того, как вы начали принимать новые лекарства
- Принимайте ванны и душ реже, но не чаще одного раза в день
- Избегайте скрабирования и используйте мягкое мыло и очищающие средства
- Уменьшите воздействие
- Используйте увлажняющий крем сразу после купания, чтобы усилить естественную защиту кожи
Чувствительная кожа
Чувствительная кожа может проявлять покраснение, зуд, жжение и сухость.
Чувствительная кожа может раздражаться при использовании некоторых средств по уходу за кожей. Если вы подозреваете, что у вас может быть чувствительная кожа, полезно отслеживать, какие продукты вы использовали в последнее время.
Прекратите использование любых новых продуктов, которые вы начали использовать до появления раздражения, и попытайтесь определить, можете ли вы определить ингредиент нового продукта, который мог вызвать раздражение. Если повезет, вы сможете избегать других продуктов, в которых используется этот ингредиент.
Кожа через царство животных
Кожа есть у всех позвоночных, но у разных видов она может быть разной.
У млекопитающих есть волосы – пряди белка, которые растут из кожи и согревают животное, задерживая теплый воздух близко к коже. Даже у людей есть крошечные рудиментарные волосы по всему телу.
На изображении ниже показана диаграмма кожи человека, включая крошечные мышцы, которые позволяют нашим волосам вставать дыбом, когда у нас мурашки по коже:
У птиц есть перья, которые играют ту же роль, что и волосы, но которые также позволяют летать.
Перья птиц растут из фолликулов в коже, как и волосы млекопитающих.
У рептилий и рыб твердая защитная чешуя, отрастающая от кожи по всему телу.
Амфибии, пожалуй, самые странные из всех. Их тонкая, проницаемая кожа легко пропускает воздух и воду. Это позволяет им дышать под водой, поглощая насыщенную кислородом воду через кожу! Некоторые виды земноводных настолько хороши в этом, что у них никогда не развиваются легкие.
Несмотря на множество различных видов кожи, у всех видов кожи есть несколько общих функций. Наша собственная кожа даже делает некоторые вещи, которые мы можем не осознавать, которые мы унаследовали от наших предков-животных!
Тест
1. Что из перечисленного НЕ относится к функциям кожи?
A. Все животные используют кожу для защиты внутренних органов от вирусов и бактерий.
B. Все животные используют свою кожу для предотвращения потери воды в результате испарения.
C.
Все животные используют свою кожу для поглощения кислорода под водой.
D. Ничего из вышеперечисленного.
Ответ на вопрос №1
C верно. Все животные используют свою кожу в качестве защитного барьера и для предотвращения потери воды из внутренних органов. Однако в значительной степени через кожу «дышат» только амфибии. Это позволяет им переходить между сушей и водой.
2. Что из перечисленного НЕ будет проблемой, если вы повредите эпидермис?
A. Без защитного покрытия эпидермиса область может быть более уязвима для инфекции.
B. Боль может быть результатом стимуляции ноцицепторных нейронов.
C. Возможно, повреждены важные структуры, такие как нервы или сальные железы.
D. Ничего из вышеперечисленного.
Ответ на вопрос №2
C правильно. Повреждение эпидермиса часто вызывает боль и делает область уязвимой для инфекции.
Однако такие структуры, как нервы, кровеносные сосуды, сальные железы и волосяные фолликулы, расположены глубоко в дерме.
3. Что из перечисленного НЕ относится к жирной коже?
A. Это происходит, когда сальные железы в дерме вырабатывают много защитного масла, в результате чего это масло скапливается в порах.
B. Лучше всего его обрабатывать частой промывкой для удаления излишков масла.
C. Некоторые люди имеют жирную кожу на одних участках лица и тела, но не на других.
D. Высокая температура и влажность могут ухудшить состояние жирной кожи.
Ответ на вопрос №3
B верно. Жирную кожу НЕЛЬЗЯ мыть чаще двух раз в день, а также следует избегать скрабирования. Это связано с тем, что тело будет реагировать на удаление своего защитного масла, пытаясь заменить масло, заставляя его производить масло еще быстрее, чтобы не отставать от мытья!
Skin Diagram — Etsy Turkey
Etsy больше не поддерживает старые версии вашего веб-браузера, чтобы обеспечить безопасность пользовательских данных.