Строение дермы. Кожа строение слои эпидермис дерма Что входит в состав дермы

22.03.2024

ГЛАВА 1. СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ КОЖИ

1. Назовите 3 слоя кожи. Каков их состав?
Эпидермис, дерма, подкожная клетчатка. Эпидермис - наружный слой кожи, состоящий из кератиноцитов или эпидермальных клеток. Под эпидермисом располагается дерма, в состав которой входят коллаген и придатки кожи (волосяные фолликулы, сальные железы, апокринные и эккринные железы). В дерме также находится большое количество кровеносных и лимфатических сосудов и нервов. Под дермой располагается гиподерма, состоящая из жировой ткани, крупных кровеносных сосудов и нервов; кроме того, в гиподерме находятся основания волосяных фолликулов и потовые железы.

2. Сколько слоев в эпидермисе, каково их строение?
Эпидермис состоит из 4-х слоев: базального, шиповатого, зернистого и рогового Базальный слой (stratum basalis) представлен кубовидными или цилиндрическими клетками, которые располагаются на базальной мембране, разделяющей эпидермис и дерму. Базальныи слой состоит из герминативных клеток, в которых наблюдается большое количество митозов.

Три слоя, расположенные выше базального, отличаются гистологически и представляют собой различную степень дифференцировки кератиноцитов в роговые клетки при движении кнаружи. Непосредственно над базальным слоем находится шиповатый слой (stratum spinosum). Это название связано с тем, что большое количество десмосом и кератиновых филаментов создает впечатление шипов. Над шиповатым слоем располагается зернистый. В этом слое формируются кератогиалиновые гранулы, связывающие тонофиламенты в крупные электронноплотные массы в цитоплазме, что создает вид зернистости.
Над шиповатым слоем располагается слой гранулярных клеток (stratum granulosum). В этом слое образуются кератогиалиновые гранулы, которые присоединяются к филаментам кератина (тонофиламентам). Следствием этого является появление больших электронноплотных масс в цитоплазме, которые придают данному слою гранулярный вид.
В роговом слое (stratum corneum) кератиноциты не содержат ядро и органеллы. Кератиновые филаменты и кератогиалиновые гранулы образуют аморфные массы в кератиноцитах, последние становятся уплощенными и удлиненными, превращаясь в корнеоциты. Они удерживаются друг с другом за счет остатков десмосом и "цементирующей субстанции", образующейся в межклеточных пространствах из органелл, называющихся тельцами Орланда.

3. Встречаются ли другие клетки в эпидермисе в норме?
Кроме кератиноцитов, в эпидермисе встречаются три вида других клеток. Наиболее распространенная клетка -меланоцит, (дендрическая клетка, располагающаяся в базальном слое). На один меланоцит приходится приблизительно 36 кератиноцитов. Функция меланоцита - синтез и секреция меланинсодержащих органелл (меланосом). Меланоциты передают меланосомы кератиноцитам. Следующая по частоте клетка - клетка Лангерганса, которая имеет костномозговое происхождение, обладает антигенпрезентирующей функцией и осуществляет иммунный надзор. Эти дендри-ческие клетки располагаются преимущественно в шиповатом слое. Они впервые были описаны студентом-медиком Паулем Лангергансом в 1868 г. В небольшом количестве в эпидермисе встречаются клетки Меркеля. Они часто контактируют с нервными окончаниями, однако полностью их функция не установлена. Клетки Меркеля содержат электронноплотные тельца, встречающиеся также в клетках эндокринных желез.

4. Опишите строение зоны базальной мембраны (ЗБМ).
Зона базальной мембраны при световой микроскопии и окраске гематоксилин-эозином в норме не видна; при окраске по Шиффу она выявляется в виде гомогенной ленты толщиной 0,5-1,0 мкм. Ультраструктурные и иммунологические исследования позволили установить, что ЗБМ представляет собой сложную структуру, предназначенную для соединения базального слоя с дермой. Верхняя часть ЗБМ состоит из цитоплазматических тонофиламентов базальных клеток, которые соединяются с полудесмосомами. Полудесмосомы связаны с lamina lucida и lamina densa якорными филаментами. Нижняя часть ЗБМ соединена с дермой якорными филаментами, проходящими через ее коллагеновые волокна. Значение этих структур в поддержании целостности кожи продемонстрировано при буллезном эпидермолизе - наследственном заболевании, при котором они не образуются или исчезают.
Зона базальной мембраны (BMZ) между базальными кератиноцитами (К) и дермой (D). Керати-ноциты соединяются с базальной мембраной полудесмосомами (ND). BMZ состоит из lamina lucida - светлая пластинка (верхняя часть) и lamina densa - темная пластинка (нижняя часть). Якорные фибриллы (стрелки) прикрепляют BMZ к дерме, проходя между ее коллагеновыми волокнами (CF)

5. Как структура эпидермиса связана с его функциями?
Наиболее важные функции эпидермиса - защита от факторов окружающей среды (барьерная функция), предупреждение обезвоживания и иммунный надзор. Роговой слой играет наиболее важную роль в защите от токсинов и обезвоживания. Многие токсины представляют собой неполярные соединения, которые способны относительно легко проходить через богатые липидами межклеточные пространства рогового слоя, тем не менее извитые границы между клетками в роговом и нижерасположенных слоях являются надежным барьером от них. Ультрафиолетовое излучение (другой фактор окружающей среды, повреждающий живые клетки) эффективно отражается роговым слоем и поглощается меланосомами. Меланосомы концентрируются над ядрами кератиноцитов в виде зонтика, защищая как ядерную ДНК, так и дерму. В нормальном эпидермисе содержание воды уменьшается от 70-75 % в глубоких слоях до 10-15 % в основании рогового слоя. Предупреждение обезвоживания - исключительно важная функция эпидермиса, поскольку его значительное повреждение (например, при токсическом эпидермальном некролизе) приводит к гибели организма.
Иммунный надзор против чужеродных антигенов связан с функцией клеток Лангерганса, расположенных между кератиноцитами. Клетки Лангерганса поглощают внешний антиген и готовят его для представления Т-лимфоцитам в лимфатических узлах. Воспалительные клетки (нейтрофилы, эозинофилы, лимфоциты) также способны взаимодействовать и разрушать микроорганизмы в эпидермисе.

6. Какие структуры эпидермиса участвуют в патогенезе пузырных дерматозов?
В эпидермисе кератиноциты связаны друг с другом десмосомальным комплексом, включающим в себя десмосомы и цитоплазматические тонофиламенты, состоящие из цитокератинов. В зернистом слое тонофиламенты образованы в основном кератинами 1 и 10. Врожденные дефекты этих кератинов вызывают ослабление связей между кератиноцитами, что приводит к врожденной буллезной ихтиозиформной эритродермии (эпидермолитический гиперкератоз). Дефекты кератинов типа 5 и 14 в базальном слое являются причиной развития простого врожденного эпидермолиза. При пузырчатке аутоантитела, образующиеся против десмосомальных белков, повреждают десмосомы.

7. Какие аномалии в структуре базальной мембраны приводят к развитию буллезных дерматозов?
Структурные компоненты базальной мембраны могут отсутствовать или уменьшаться в количестве при врожденных заболеваниях.
В верхней части зоны базальной мембраны, в lamina lucida, полудесмосомы связывают базальные кератиноциты и базальную мембрану. При буллезном пемфшоиде (приобретенном буллезном дерматозе) образуются антитела против полудесмосом, что приводит к повреждению последних и образованию полости между клетками и базальной мембраной. При линеарном IgA-буллезном дерматозе антитела против якорных филаментов в lamina lucida ослабляют эти структуры и вызывают появление пузырей.

8. Какова функция сальных желез?
Сальные железы, являясь частью пилосебационного комплекса, относятся к голокриновым железам. Они производят кожное сало, в состав которого входят эфиры воска и холестерина, сквален и триглицериды. Сало выделяется через выводной проток в волосяной фолликул и далее покрывает кожу, выполняя, по-видимому, защитную функцию. Кроме того, оно обладает антигрибковыми свойствами. Сальные железы имеются на всей поверхности тела, за исключением ладоней и подошв.

9. Как различаются эккринные и апокринные потовые железы?
Эккринные железы развиваются из эпидермиса и не являются частью пилосебационного комплекса. Функция эккринных потовых желез - терморегуляция за счет выделения пота, в состав которого входят, в основном, вода и электролиты (испарение сопровождается охлаждением организма). Выводные протоки желез проходят через дерму, эпидермис и открываются непосредственно на поверхности кожи. Эккринные железы располагаются по всему кожному покрову, за исключением губ, ногтевого ложа и головки полового члена. Эккринные потовые железы встречаются только у высших приматов и лошадей.
Апокринные железы развиваются из того же зачатка, что и волосяные фолликулы и сальные железы. Выводной проток открывается в волосяной фолликул над сальной железой. Их анахроническая функция связана с выделением запаха. Железы локализуются в основном в подмышечных областях и промежности. Установлено, что их активность зависит от половых гормонов. Кстати, молочные железы и железы, продуцирующие ушную серу,- модифицированные потовые железы.

10. Каково строение дермы?
Дерма делится на 2 значительно отличающиеся части - сосочковую и ретикулярную. Поверхностная сосочковая дерма представляет собой относительно тонкую зону, располагающуюся под эпидермисом. При световой микроскопии видно, что она состоит из нежных волокон и большого количества сосудов. Волосяные фолликулы окружены перифолликулярной дермой, соприкасающейся с сосочковой дермой сходной с ней морфологически. Сосочковую и перифолликулярную дерму называют адвентиционной дермой, однако последний термин употребляется редко.
Основную массу дермы составляет ретикулярная часть. В ней меньше сосудов, чем в сосочковой дерме, но много толстых, четко очерченных коллагеновых волокон.

11. Из каких компонентов состоит дерма?
Дерма состоит из коллагена (70-80 %), эластина (1-3 %) и протеогликанов. Коллаген придает упругость дерме, эластин - эластичность, протеогликаны удерживают воду. В основном, в дерме имеются коллагены I и III типа, образующие коллагеновые пучки, которые располагаются преимущественно горизонтально. Эластические волокна вкраплены между коллагеновыми. Окситалановые волокна (мелкие эластические волокна) обнаруживаются в сосочковой дерме и ориентированы перпендикулярно поверхности кожи. Протеогликаны (преимущественно гиалуроновая кислота) формируют основное аморфное вещество вокруг эластических и коллагеновых волокон. Самая "главная" клетка дермы - фибробласт, в котором и происходит синтез коллагена, эластина и протеогликанов.

12. Каковы функции дермы?
1. Терморегуляция посредством изменения величины кровотока в сосудах дермы и потоотделения эккринными потовыми железами.
2. Механическая защита подлежащих структур, обусловленная наличием коллагена и гиалуроновой кислоты.
3. Обеспечение кожной чувствительности, ибо иннервация кожи в основном локализована в дерме.

13. Какой структурный компонент дермы поражается при врожденных и аутоиммунных дерматозах?
Коллаген. При буллезной системной красной волчанке и приобретенном буллезном эпидермолизе выявляются антитела против VII типа коллагена, входящего в состав якорных филаментов дермы, которые прикрепляют к ней базальную мембрану. Повреждение данного типа коллагена приводит к образованию пузыря под базальной мембраной; на месте пузыря формируется рубец. Если же полости располагаются над базальной мембраной, рубцов не остается.
Буллезный эпидермолиз у новорожденного

При врожденном буллезном эпидермолизе выявляется отсутствие VII типа коллагена и якорных филаментов (или уменьшение их количества), что приводит к формированию
выраженных рубцов. Наиболее тяжелая форма этого дерматоза - рецессивный дистрофический буллезный эпидермолиз - характеризуется деформацией кистей и стоп, появлением грубых рубцов в верхних дыхательных путях и желудочно-кишечном тракте и ранней смертью.
При синдроме Элерса-Данлоса отмечаются патологические изменения I и III типов коллагена. Кожные проявления синдрома включают гиперрастяжимость кожи, легкость образования пузырей, слабую тенденцию к заживлению, что сопровождается образованием обширных рубцов.
Синдром Элерса-Данлоса. Обширная гематома и плохое заживление после незначительной травмы нижней конечности

14. Как иннервируется кожа?
Расположение нервов кожи повторяет сосудистую сеть: крупные миелинизированные кожные ветви мышечно-кожных нервов подкожной клетчатки образуют глубокое нервное сплетение ретикулярной дермы, из которого нервные волокна, поднимаясь вверх, формируют поверхностное подсосочковое сплетение. Нервы этих сплетений иннервируют кожу, а свободные нервные окончания являются чувствительными рецепторами. Они располагаются в сосочковой дерме в виде отдельных волокон, окруженных шванневскими клетками и передают ощущения прикосновения, боли, температуры, зуда, механического воздействия. Кроме того, в коже присутствуют два типа механорецепторов - тельца Мейснера и тельца Паччини, реагирующие на давление и вибрацию. Количество данных рецепторов увеличено, по сравнению с другими участками тела, в области сосков, губ, головки полового члена, кончиков пальцев.

15. Какова роль сосудов дермы в регуляции температуры тела?
Температура тела частично определяется величиной кожного кровотока. Понижение температуры связано с увеличением кровотока в сосудистой сети верхней части сосочковой дермы, что приводит к выделению тепла. Сосудистая сеть дермы состоит из поверхностного и глубокого сплетения артериол и венул, связанных коммуникативными сосудами. Кровоток в поверхностной сети регулируется тонусом гладких мышц восходящих артериол. Он может быть уменьшен при повышении их тонуса и путем шунтирования из артериол в венозные каналы глубокой сети через гломусные тельца (артериолы, окруженные несколькими слоями мышечных клеток). При понижении температуры уменьшается кровоток в сосочковой дерме, кровь шунтируется от поверхностных сплетений, и, соответственно, уменьшается теплоотдача.

Сосуды кожи

16. Является ли потеря кожной чувствительности серьезным заболеванием?
Важность кожной иннервации наилучшим образом иллюстрируют заболевания, npи которых разрушаются кожные нервы. Самое типичное заболевание - болезнь Гансена (лепра), при которой поражение и разрушение нервов приводит к обезображивающе деформациям конечностей, поскольку больные в течение многих лет получают "незамеченные" травмы.

17. Каково строение подкожной клетчатки?
Подкожная клетчатка состоит из жировых долек, разделенных фиброзными перегородками. В состав последних входят коллаген, кровеносные и лимфатические сосуды нервы. Подкожная клетчатка сохраняет тепло, поглощает энергию механических воздействий (удары), а также является энергетическим резервом организма.

11 Июля 2017

Степанова Елена , Эксперт сайта SweetZagar

Выбирая солнцезащитную косметику, девушки постарше с особым вниманием следят за наличием ультра-увлажняющих и anti-age компонентов, ведь на солнце кожа без должного ухода стареет и пересыхает вдвое быстрее. Да и совсем еще юные загорающие не прочь поддержать кожу максимальным увлажнением! Впрочем, без понимания того, как устроена дерма, невозможно разобраться, какими же должны быть по-настоящему эффективные антивозрастные и увлажняющие косметические средства.

Что такое дерма? Коротко о главном

В косметологии, биологии и прочих учебных дисциплинах дерму «за глаза» называют собственно кожей. И этому есть вполне простое и логичное объяснение, ведь дерма является основным слоем, поддерживающим безупречный внешний вид, водный баланс, питание, молодость и здоровье всех кожных слоев. Сама дерма также состоит из 2 слоев: сосочкового и ретикулярного.

Сосочковый - «посредник» между слоями кожи

Сосочковый слой плотно прилегает к базальной мембране между эпидермисом и дермой. Свое название этот слой получил благодаря наличию сосочков, которые проникают в эпидермис и увеличивают площадь взаимодействия с поверхностным слоем, лишенным кровеносных сосудов. С помощью этой особенности количество питательных веществ, поступающих в клетки эпидермиса, увеличивается в разы, а значит, кожа выглядит более свежей и наполненной энергией.

Кстати, именно сосочковый слой создает индивидуальный рисунок на коже - отпечатки пальцев, стоп и другие характерные признаки.

Ретикулярный слой - основа молодости кожи

Наибольший косметологический интерес представляет ретикулярный (сетчатый) слой дермы. Именно он обеспечивает прочность, эластичность и естественное увлажнение клеток. Здесь находятся все жизненно важные компоненты: кровеносные, лимфатические сосуды, потовые, сальные железы и нервные рецепторы. Именно ретикулярный слой реагирует на смену температуры «мурашками» и поднятием волосков.

Структура сетчатого слоя чем-то напоминает губку, надетую на пружинный каркас. В роли каркаса выступают пучки коллагеновых и эластиновых волокон, которые формируют кожный скелет и поддерживают тонус и эластичность тканей. А «губка» представлена своеобразным гелевым наполнителем, состоящим из гиалуроновой кислоты. Она отлично удерживает влагу, как естественную, так и поступающую извне вместе с косметическими средствами.

Слои дермы и ультрафиолет

Разобравшись со структурой дермы, становится понятно, что именно ее затрагивают основные побочные эффекты загара - фотостарение и пересушивание. Поэтому оберегать ее от пагубного действия ультрафиолета необходимо особенно тщательно, ведь даже неприятный солнечный ожог, затрагивающий эпидермис, рано или поздно пройдет, а вот избавиться от признаков фотостарения куда сложнее.

Даже ребенок знает, что выходить на улицу в солнечный день без SPF-средства крайне опасно. Вот только сам по себе не является гарантией защиты от деструктивных изменений в дерме. Конечно, чем выше этот показатель, тем ниже риск возникновения солнечного ожога от , однако о защите от , который воздействует на дерму, он не говорит ровным счетом ничего.

Поэтому, чтобы предотвратить появление возрастных пигментных пятен, мелких морщин и других признаков фотостарения, необходимо следить, чтобы выбранное солнцезащитное средство содержало еще и UVA-фильтры. Об этом скажут специальные маркировки на тубе или этикетке - PA+ , UVA/UVB или SPF/UVA . Впрочем, большинство проверенных профессиональных средств априори содержат этот компонент.

Наиболее важными для дермы компонентами косметики для загара являются омолаживающие и увлажняющие комплексы. Однако их наличие еще не гарантирует успех - важна также высокая проницаемость самого средства, иначе велик риск, что все полезные ингредиенты «застрянут» в эпидермисе. Поэтому следует отдавать предпочтение качественной профессиональной косметике от ведущих мировых брендов, которые успели зарекомендовать себя в нише бьюти-ухода.

Выбирая anti-age средства для загара, стоит обратить внимание на следующих производителей:

1. . Несмотря на небольшое количество средств этой марки, каждое из них можно сравнить с настоящим эликсиром молодости. Запатентованная Pu технология пробуждает естественный синтез коллагеновых волокон дермы, а низкомолекулярная гиалуроновая кислота оказывает выраженный омолаживающий и увлажняющий эффект.

2. . Линия косметики Collagenetics, подходящая как для коллагенария, так и для ежедневного ухода, основана на Renovage технологии, которая действует эффективнее, чем уколы ботокса и знаменитые мезонити. После полного курса кожа становится идеально гладкой, матовой и упругой.

3. . Омолаживающая линия Complexion, собравшая весь возможный ассортимент средств для загара, начиная с классического усилителя и заканчивая ультра-концентрированным бронзатором, содержит специальный C2 Complex, который значительно повышает эластичность и тонус дермы, а также помогает поддерживать баланс влаги в клетках.

4. . Французы знают толк в создании действительно потрясающей косметики! Помимо высокого содержания витаминов и увлажняющего экстракта алоэ, антивозрастные средства этого бренда содержат гиалуроновую кислоту, которая снижает потерю влаги во время загара и возвращает коже естественную привлекательность.

5. . Серия косметических средств Gold 999,9 учитывает не только женские, но и мужские мечты сохранить молодость и упругость кожи. Высокотехнологичная формула Hysilk Hyaluron активирует синтез коллагена и эластина в ретикулярном слое дермы, параллельно ускоряя естественный загар.

Что касается увлажняющих средств, отыскать их можно практически в любой профессиональной линии. Лидирующие позиции занимает косметика от , (особенно линия ), и, конечно же, . Пополнив арсенал своей косметички одним из этих кремов, лосьонов или масел, можно полностью исключить риск пагубных последствий даже самого интенсивного загара.

Берегите дерму, чтобы всегда оставаться красивой!

Дерма – это основная часть кожи, придающая ей прочность, эластичность и способность выдерживать значительное давление и растяжение. Дерма состоит из соединительной ткани. В ней выделяются два основных слоя: сосочковый (stratum papillare), расположенный непосредственно под эпидермисом и сетчатый (stratum reticulare), который плавно переходит в жировую клетчатку. Дерма образована волокнами коллагена, эластическими и преколлагеновыми волокнами, располагающимися в бесструктурном межуточном веществе. Межуточное вещество состоит преимущественно из гликозаминогликанов (гиалуроновой и хондроитинсерной кислот).

В сосочковом слое, соответственно, находится множество кожных сосочков – вдающихся в эпителиальную ткань выступов. Этот слой состоит из тонких пучков соединительной ткани, коллагеновых и эластических волокон. Данные волокна образуют базальную мембрану, отделяющую эпидермис от дермы. Коллагеновые волокна сосочкового слоя дермы переплетаются с пучками подлежащих слоев, образуя здесь густую сеть. Сетчатый слой в первую очередь отвечает за прочность кожи. Коллагеновые волокна здесь переплетены крест-накрест, что обуславливает также возможность растяжения кожи. По своей толщине он значительно варьирует в разных местах кожного покрова.

В этом слое находится множество различных клеточных элементов: гистиоцитов, фиброцитов, тучных клеток, меланоцитов и меланофагов (пигментных клеток).Соединительнотканную сеть дермы пронизывает большое число мышечных волокон, преимущественно располагающихся около волосяных фолликулов. При резком похолодании, при выраженном эмоциональном напряжении (например, при испуге) эти мышцы сокращаются, обеспечивая тем самым эффект «гусиной кожи». Соответственно, каждый такой мышечный пучок носит особое название - мышца, поднимающая волос. Кроме них в коже есть и другие мышцы, не связанные с волосяными фолликулами. Они находятся в коже щек и лица, тыла стоп и кистей. Очень хорошо развиты мышцы кожи в подмышечной области, области промежности и сосков. В коже лица они отвечают за мимику.

Анатомия и гистология дермы:

Дерма образована коллагеновыми волокнами и рыхлой соединительной тканью. Основу ее (соединительной ткани) составляют фибробласты – клетки, продуцирующие как волокна кожи, так и основу ее – межклеточное вещество. Кроме того, фибробласты поддерживают структурную целостность кожи и выполняют регулирующую функцию по отношению к другим клеткам. Кроме фибробластов, в коже также имеются и другие клетки: фиброкласты и миофибробласты. Фиброкласты не синтезируют, а разрушают межклеточное вещество дермы, именно они способствуют быстрому рассасыванию рубцов. Миофибробласты – клетки соединительной ткани, имеющие общие свойства миоцитов (клеток мышечной ткани) и фибробластов. В составе миофибробластов имеется сократительный аппарат, схожий с тем, который находится в гладких мышцах.

Физиологическая роль фибробластов – уменьшение размеров раны за счет рефлекторного стягивания ее краев (благодаря сократительному аппарату). Кроме того, миофибробласты активно продуцируют коллаген, способствуя, таким образом, репарации кожи и быстрому заживлению ран. Помимо образующих основу кожи клеток, в ней находятся также клетки, отвечающие за иммунную защиту – макрофаги. Конечно, наибольшее количество макрофагов насчитывается в слизистых, но и кожа не обделена ими.

Макрофаги - это клетки, осуществляющие иммунный надзор в соединительной ткани: они распознают и уничтожают инородных, внедрившихся в их «область патрулирования» микроорганизмов, а также погибшие клетки и клетки опухолей. Вторая их функция – распознавание и представление клеткам иммунной системы антигенов микроорганизмов и атипичных клеток. Таким образом, макрофаги помогают лимфоцитам впоследствии узнать чужеродную клетку, после чего они могут уничтожить ее. Активные макрофаги называются также гистиоцитами. Они чрезвычайно подвижны, имеют круглую форму с многочисленными выростами по периферии. В цитоплазме гистиоцитов находится большое количество вакуолей, заполненных жидкостью с большой концентрацией ферментов.

Тучные клетки постоянно вырабатывают т.н. медиаторы воспаления (гистамин, интерлейкины, и другие). Следовательно, тучные клетки принимают участие в регуляции тонуса сосудов и степени проницаемости их стенки по принципу – чем больше гистамина, тем выше проницаемость. Однако они же могут спровоцировать развитие мощной аллергической реакции, если из-за разрушения мембраны наружу выделится чересчур много медиаторов воспаления и гистамина. Кроме всех вышеперечисленных клеток в коже могут находиться пигментные клетки, лейкоциты и плазмоциты.

Фибробласты являются одним из ключевых звеньев в биологии кожи.

Они обеспечивают синтез, ремоделирование и организацию межклеточного матрикса дермы и играют значительную роль в поддержании физиологического состояния всех слоев кожи .

Взаимодействуя с кератиноцитами и продуцируя разнообразные факторы роста, фибробласты регулируют многие процессы, происходящие в эпидермисе , участвуют в организации базальной мембраны, разграничивающей эпидермис и дерму, способствуют образованию новых сосудов; обеспечивают нормальное протекание процессов регенерации.

Слово Фибробласты происходит от лат. fibra - волокно и греческого - blastos - росток.

Примечательно то, что фибробласты дермы обладают колоссальным пролиферативным потенциалом .

Даже в культурах фибробластов, полученных от очень пожилых людей (95 лет) содержится до 14% способных к делению клеток!

Синтетические возможности и потенциал у фибробластов чрезвычайно высок, к примеру, один фибробласт в активном состоянии способен произвести до 3,5 миллионов макромолекул проколлагена в сутки.

Для того, чтобы понимать биологический феномен фибробластов , нужно вспомнить в общих чертах строение кожи и локализацию в ней фибробластов, а также перечислить компоненты межклеточного матрикса, которые они синтезируют.

КОЖА.

ЭПИДЕРМИС представляет собой наружный слой кожи, состоящий из кератиноцитов разной степени зрелости, меланоцитов, клеток Лангерганса;

Он плотно связан с нижележащей дермой при помощи базальной мембраны .

Базальная мембрана служит механической опорой для клеток и является своеобразным фильтром , который регулирует поступление питательных веществ из сосудов в эпидермис и удаление продуктов метаболизма.

Она является продуктом «совместной работы» клеток эпидермиса - кератиноцитов и фибробластов - основных клеток дермы.

Кератиноциты вырабатывают и пространственно организуют коллагены IV и VII типов, ламинины* и перлекан.

Фибробласты эпидермально-дермального соединения, локализованные под базальной мембраной - так же как и кератиноциты продуцируют основные компоненты базальной мембраны - коллагены IV, гликопротеины и ламинин-1.

Кроме того, только фибробласты секретируют эннтактин/нидоген, который способен формировать плотные нековалентные комплексы с коллагеном и ламинином.

Причем роль процентный вклад продукции фибробластов в компоненты базальной мембраны намного выше, нежели у кератиноцитов .

*Гликопротеин ламинин представляет собой гликопротеин крестообразной формы. Благодаря тому, что он имеет несколько специфических центров для связывания различных веществ, его можно назвать «плацдармом» для взаимодействия различных клеток. С его помощью модулируются все важнейшие процессы роста, созревания и подвижности клеток. Кроме того, взаимодействуя с другими составляющими базальной мембраны - он способствует их упорядоченности и связывает их в единое целое.

Более того, фибробластам эпидермально-дермального соединения принадлежит важная роль в регуляции деления клеток базального слоя эпителия .

Благодаря секреции фибробластами ряда биологически активных веществ (фактора роста кератиноцитов, интерлейкинов 6 и 8 (IL-6 IL-8), трансформирующего фактора роста β - который ингибирует деление эпителиальных клеток, но стимулирует их созревание, дифференцировку и апоптоз) - осуществляется контроль и регуляция начальных этапов гистиогенеза эпидермиса.

ДЕРМА.

Дерма состоит в основном из межклеточного матрикса, который представлен разнообразными типами белков, продуцируемых именно фибробластами.

В дерме выделяют два слоя, разделенных капиллярной сетью (см. Микроциркуляция, ч.1) - сосочковый (или папиллярный) и сетчатый (или ретикулярный)

Именно вокруг и вблизи сосудов микроциркуляторного русла локализуется основная часть фибробластов . Как молодых клеток - префибробластов, так и более зрелых - юных фибробластов.

Поверхностная часть сосочкового слоя дермы, которая находится непосредственно под базальной мембраной, выглядит в виде гребнеподобных образований, т.н. дермальных сосочков, которые содержат мелкие сосуды и нейральные компоненты, поддерживающие жизнедеятельность эпидермиса. Такое волнообразное, сосочковое строение позволяет существенно увеличить площадь взаимодействия.

Фибробласты дермы синтезируют активно синтезируют белки внеклеточного матрикса .

По функциям белки, синтезируемые фибробластами разделяют на:

Протеогликаны;
Адгезивные белки семейства фибронектина и ламинина;
Структурные белки (коллаген и эластин)

Самым важным и значимым среди типов коллагена, производимых дермальными фибробластами, является коллаген I типа - на его долю в коже приходится 80-90% от ее сухого веса.

Кроме того, дермальные фибробласты синтезируют и другие типы коллагена - например коллаген VI типа - волокна которого пронизывают всю дерму в виде тонкой и «нежной» сетчатой структуры.

А биомеханические свойства кожи обеспечивают т.н. фибриллярные коллагены - I , III и V типов, которые организованы в своеобразные жгуты, формирующие трехмерную сеть дермы.

Интересно то, что дермальные фибробласты, находящиеся в папиллярном и ретикулярном слоях дермы выполняют различные специфические функции. Благодаря чему каждый из слоев дермы имеет особенности в составе и организации компонентов межклеточного матрикса.

Так, папиллярный слой дермы характеризуется тонкими, организованными в виде сети, тяжами коллагеновых вололокн I и III типов. Эти сети ориентированы параллельно поверхности тела. «Нежного» коллагена III типа в папиллярном слое содержится больше, чем в ретикулярном.

Это связано с тем, что фибробласты папиллярного слоя дермы синтезируют основные компоненты рыхлой волокнистой соединительной ткани - коллагены, эластин, гликозаминогликаны и протеогликан декорин.

Поэтому можно сказать, что биологическая целесообразность наружного папиллярного слоя дермы заключается в регуляции и обеспечении питания эпидермиса , сопротивлению кожи растяжению, «считыванию» разнообразных сигналов извне и осуществлению начальных этапов ответной реакции на них. И во всех этих процессах ведущая роль принадлежит именно папиллярным фибробластам.

Примечательно, что только фибробласты папиллярного слоя дермы в основном синтезируют протеогликан декорин *.

*Декорин относится к т.н. малым протеогликанам (молекулярный вес ок. 40 кДа). И обладает рядом нужных и важных свойств:

1. Он задействован в процессе сборки коллагеновых фибрилл. Присоединяясь к фибриллам коллагена I и II типа, декорин ограничивает их диаметр, препятствуя образованию толстых фибрилл.

Трансформирующему фактору роста β, предотвращает образование избыточной рубцовой ткани;

Ретикулярный слой дермы характеризуется толстыми, хорошо организованными тяжами коллагена.

Связано это с тем, что фибробласты ретикулярной дермы продуцируют несколько другие компоненты межклеточного матрикса, которые характерны именно для плотной волокнистой, неоформленной соединительной ткани. Это коллагены l, lll, VI и XIV типов, обладающие большим диаметром и образующие сложную трехмерную сеть.

Кроме того - ретикулярные фибробласты в большом количестве синтезируют эластин и аморфное вещество межклеточного матрикса - гликозаминогликаны (гиалуроновую кислоту), протеогликан - версикан*.

Версикан крупный протеогликан, образующий агрегаты с гиалуроновой кислотой и эластином.

К веществам, синтезируемым фибробластами, принадлежат также разнообразные Матриксные Металлопротеиназы и их ингибиторы (ферменты, которые принимают участие в ремоделировании (модификации) коллагенов), факторы роста, медиаторы воспаления и другие биологически активные вещества.

Важно понимать, что фибробласты папиллярного и сетчатого слоев представляют собой разные популяции клеток . Они обладают различной морфологией, скоростью деления, продуцируют разные факторы роста и компоненты межклеточного матрикса.

По мнению Mine et all. Центральным звеном в процессах старения кожи являются изменения, связанные именно с фибробластами папиллярного слоя дермы .

Заключение

Фибробласты кожи не только синтезируют элементы межклеточного вещества дермы, но и взаимодействуют между собой и другими клетками кожи. Иначе говоря - они физически обеспечивают существование межклеточного матрикса, необходимого для функционирования дермы - с одной стороны. А с другой - продуцируя разнообразные сигнальные молекулы - факторы роста, хемокины, цитокины - фибробласты регулируют рост, дифференцировку и функциональную активность всех клеток кожи.

Обобщая, можно сказать, что дермальные фибробласты играют ключевую роль в регуляции физиологических параметров кожи .

Дерма - это средний и основной слой кожи.

В ней располагаются:

клетки фибробласты;
волосяные фолликулы;
потовые железы;
сальные железы;
кровеносные сосуды;
нервные окончания;
эластиновые и коллагеновые волокна;
гиалуроновая кислота и другие
гликозаминогликаны.

ФУНКЦИИ И СТРОЕНИЕ ДЕРМЫ КОЖИ

Дерма обеспечивает необходимую толщину коже, прочность, тургор и эластичность.

Дерма состоит из двух слоев - сосочкового и сетчатого.

Поверхностная сосочковая дерма представляет собой относительно тонкую зону, располагающуюся под эпидермисом. Основной ее функцией является питание эпидермиса. Она состоит из тонких, нежных коллагеновых и эластиновых волокон и большого количества сосудов.

Свое название этот слой получил от многочисленных сосочков, вдающихся в эпидермис. Их величина и количество в коже различных частей тела неодинаковы. Наибольшее количество сосочков высотой до 0,2 мм находится в коже ладоней и подошв. В коже лица сосочки развиты слабо, а с возрастом могут совсем исчезнуть.

Здесь также встречаются гладкие мышечные клетки, местами собранные в небольшие пучки и связанные с корнем волоса. Это мышца, поднимающая волосы. Сокращение мышечных клеток обусловливает появление так называемой гусиной кожи. При этом спазмируются мелкие кровеносные сосуды и уменьшается приток крови к коже, вследствие чего понижается теплоотдача организма.

КОЛЛАГЕН И ЭЛАСТИН В ДЕРМЕ КОЖИ

Коллаген составляет 70 - 80% сетчатой дермы и представляет собой одновременно строительный материал и клей («kollo» по-гречески - клей, коллаген - рождающий клей), который формирует и «склеивает» все клетки организма. Коллаген составляет 25 - 33% общего количества белка организма, а, следовательно, около 6% массы тела.

Структурной единицей коллагена является тропоколлаген, состоящий из трех спирально закрученных белковых цепочек. Каждая цепочка (молекула коллагена) имеет двухслойное строение: сердцевина фибриллы имеет большую плотность по отношению к периферической. Такие единицы соединяются между собой в параллельном направлении, укладываясь по типу «голова к хвосту». При этом структурные единицы коллагена сдвинуты относительно друг друга ступенчатым образом и упорядоченно связаны между собой поперечными сшивками на одном и том же расстоянии ¼ длины (64 нм). Таким образом, формируются волокна и пучки волокон коллагена, которые скручены по спирали (как бечевка), что придает им структурную устойчивость и повышенную сопротивляемость к растяжению. Далее коллагеновые волокна переплетаются в различных направлениях, под разными углами, образуя структуру плотной трехмерной сетки.

Интересно

Чикаго называют «городом ветров» - средняя скорость ветра здесь составляет 16 миль в час и при этом именно здесь самое большое количество небоскребов. Среди них гордо возвышается небоскреб Сирс - самый высокий в США (110 этажей - 1450 метров высотой), и который с 1973 года на протяжении 22 лет оставался самым высоким строением в мире. Это выдающееся здание стало одним из символов эпохи США конца ХХ века.

Идея создания этого сооружения архитектору Брюсу Грему пришла неожиданно. Находясь в баре, Брюс Грем обсуждая этот вопрос с коллегой, достал пачку сигарет и вытолкнул их. И сразу понял, как будет выглядеть здание компании Сирс. Прототипом формы стала пачка сигарет с вытянутыми на разную длину сигаретами.

Чтобы обеспечить устойчивость небоскреба, архитектор Брюс Грем использовал конструкцию из стальных связанных труб, образующих жесткий каркас здания. Нижняя часть «Сирс Тауэра» - до 50-го этажа - состоит из девяти труб, объединенных в единую структуру и образующих в основании здания квадрат, раскинувшийся на территории двух городских кварталов. Выше 50-го этажа каркас начинает сужаться. Семь труб идут до 66-го этажа, еще пять - до 90-го, а две трубы формируют оставшиеся 20 этажей.

Великий архитектор, конечно же, не имел представления об особенностях строения коллагена в тканях человека. По сути, он повторил природную архитектуру строения основного волокна соединительной ткани, составляющей каркас всего нашего организма.

ПОДРОБНЕЕ О СТРОЕНИЕ ДЕРМЫ

Пучки коллагеновых волокон в основном проходят в двух направлениях: одни из них лежат перпендикулярно поверхности кожи, другие — косо. Вместе они образуют сеть, строение которой определяется функциональной нагрузкой на кожу. В участках кожи, испытывающих сильное давление (кожа стопы, подушечек пальцев, локтей и др.), хорошо развита широко-ячеистая, грубая сеть коллагеновых волокон. А в тех участках, где кожа подвергается значительному растяжению (область суставов, тыльная сторона стопы, лицо и т.д.), в сетчатом слое обнаруживается более нежная коллагеновая сеть. А в заживающей ране они расположены весьма хаотично.

Эластин является гликопротеином, состоит на 60% из белка и на 40% из углеводной. Он составляет 1 - 3% сетчатой дермы. Эластические волокна в основном повторяют ход коллагеновых волокон. Их значительно больше в участках кожи, часто испытывающих растяжение (в коже лица, суставов и т.д.). В элластиновых волокнах сшивки между волокнами ориентированы в случайном направлении, что позволяет всей сети волокон эластина сжиматься в разных направлениях, а так же растягиваться в несколько раз по сравнению с исходной длиной, сохраняя при этом высокую прочность на разрыв, и возвращаться в первоначальное состояние после снятия нагрузки. Структурные единицы элластинового волокна образуют каркас в виде мелкопетлистой сети, который заполняется аморфным эластином. Эластические волокна в дерме соединяются и переплетаются между собой, образуя широкопетлистые сети или окончатые мембраны.

Иначе говоря, волокна коллагена и элластина формируют опорный каркас кожи и вместе с межклеточным веществом придают ей упругость, элластичность и прочность. Каркас напоминает трехмерную сеть, к которой прикрепляются все структурные компоненты дермы и клетки. К коллагеновым и элластиновому каркасу прикрепляются гликозаминогликаны (они же мукополисахариды), которые представляют собой длинные углеводные молекулы. Самым известным представителем гликозаминогликанов является гиалуроновая кислота. Помимо нее в коже содержатся еще хондроитинсульфаты, дерматансульфаты и кератансульфаты.

ГИАЛУРОНОВАЯ КИСЛОТА В ДЕРМЕ КОЖИ

Гликозаминогликаны (гиалуроновая кислота) связывают большие количества воды и ионов (Na + , K+, Са 2+), в результате чего межклеточное вещество приобретает желеобразный характер и формируется тургор (наполненность) тканей. Так же они создают своеобразную питательную и защитную оболочку вокруг эластиновых и коллагеновых волокон, как бы обволакивая их. Гликозаминогликаны вместе с протеогликанами играют роль молекулярной губки или сита в межклеточном матриксе, тем самым препятствуя распространению патогенных микроорганизмов.

От состояния межклеточного вещества дермы зависит увлажненность, наполненность, тургор кожи. Если защитная гиалуроновая оболочка исчезает, то коллагеновые волокна получают недостаточно питательных веществ, они разрыхляются и истончаются. Между рыхлыми коллагеновыми волокнами возникает пустота. В результате кожа становится дряблой и тонкой.

Самая главная клетка дермы - фибробласт, которая является своеобразной «фабрикой», производящей основные структурные компоненты дермы: эластин, коллаген, гиалуроновую кислоту и другие гликозаминогликаны, а также факторы роста и прочие биологически активные вещества.

Направление волокон в дерме соответствует длинной оси фибробластов, которые регулируют сборку и трехмерное расположение волокон и их пучков в межклеточном веществе. Подробнее...

ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ О ДЕРМЕ КОЖЕ И КОЛЛАГЕНЕ

Синтез коллагена стимулируют ионы меди, железа, хрома, кремния, витамина С.
Аскорбиновая кислота стимулирует синтез коллагена и протеогликанов, а также размножение фибробластов.
Коллагеновое волокно имеет толщину от 1 до 10 мкм. Для сравнения, диаметр эритроцита составляет 7 мкм, а толщина человеческого волоса — в среднем 40 мкм.
Коллагеновое волокно толщиной в 1 мм способно выдержать нагрузку до 10 кг.
Как и любые другие белки, коллаген и эластин функционируют в организме определённое время. Их относят к медленно обменивающимся белкам, так как время их полураспада составляет недели или месяцы. Разрушение коллагеновых волокон осуществляется активными формами кислорода и с помощью специальных ферментов - коллагеназ, которые вырабатывают фибробласты. Эластин же разрушается ферментом эластазой, который вырабатывают лейкоциты. Нарушение процесса обновления коллагена ведёт к фиброзу (уплотнению) органов и тканей (в основном печени и лёгких). А усиление распада коллагена происходит при аутоиммунных заболеваниях (ревматоидном артрите и системной красной волчанке) в результате избыточного синтеза коллагеназы при иммунном ответе.
Гиалуроновая кислота и другие гликозаминогликаны характеризуются очень быстрым обменом, и их период полураспада составляет от 3 до 10 дней.
Одна молекула гиалуроновой кислоты может одновременно связывать и удерживать до миллиона молекул воды!
Получаемый из коллагена желатин (он легко образует студни) используют в пищевой промышленности, при изготовлении фотографических материалов, как среду для культивирования микроорганизмов в микробиологии.
Молекулы воды, связанные с гиалуроновой кислотой (и другими гликозаминогликанами) обладают высокой плотностью, они не замерзают даже при температуре 0°C, этим объясняется способность кожи удерживать влагу и не замерзать сразу при температуре ниже 0°С.
С возрастом фибробласты становятся менее активными, перестают делиться, превращаясь в неактивные фиброциты. В результате снижения их активности в дерме снижается количество ее структурных компонентов - коллагена, эластина и гиалуроновой кислоты, и начинают проявляться признаки возрастных изменений.
По мере старения организма поперечных сшивок в коллагеновых волокнах становится все больше, что затрудняет доступность коллагена для действия коллагеназы, замедляет обмен коллагена и приводит к увеличению плотности и снижению эластичности кожи.
Один из механизмов старения коллагеновых волокон связан с их взаимодействием с глюкозой, в результате чего происходит гликация белка. Сахар привязывается к коллагеновым волокнам, и возникает дополнительная сшивка. Волокна теряют гидрофильность (увлажненность) и становятся менее прочными, например, у пациентов с сахарным диабетом.
Синтез коллагена кожи ускоряют половые гормоны. У женщин он зависит от содержания эстрогенов, что подтверждает тот факт, что в менопаузе резко снижается содержание коллагена в дерме.
Глюкокортикоиды (гормоны надпочечников) тормозят синтез коллагена, что проявляется уменьшением толщины дермы, а также атрофией кожи в местах введения этих гормонов.
Когда человек засыпает, организм переходит в стадию активной жизнедеятельности - ночью он восстанавливает свои силы. В течение первых 9 часов сна происходит синтез коллагена. Оказывается, что с возрастом, уже после 25 лет, производство собственного белка коллагена в нужном объеме сокращается. Установлено, что после 40 лет оно уменьшается на 1 % в год! Это означает, что к 55 годам организм теряет способность вырабатывать коллаген на 15 %.
В молодом организме преобладает процесс синтеза коллагена над распадом этого вещества. Однако с возрастом, равновесие между разрушением коллагена и его синтезом постепенно нарушается. Со временем обновление коллагеновых и эластиновых волокон начинает замедляться. В результате происходит видимые изменения кожи, ухудшается состояние волос, ногтей, мышц, появляются боли в суставах, изменяется осанка. Снижается эластичность кровеносных сосудов, что является причиной лишнего веса, формирования целлюлита. Человек испытывает упадок сил, страдает от быстрой утомляемости и постоянного недомогания.
У женщин до 30-35 лет уровень гиалуроновой кислоты в коже относительно стабилен, а затем начинает снижаться. К 40 годам ее содержание в коже снижается в 2 раза по сравнению с максимальным уровнем, свойственным 20-25-летним. Кожа теряет естественный запас влаги, нарушается ее плотность и тонус. К 60-ти годам кожа содержит в 10 раз меньше гиалуроновой кислоты. Кожа сильно обезвоживается, становится сухой, дряблой, на ней появляются морщины, складки, увеличивается ломкость кровеносных сосудов. При дефиците гиалуроновой кислоты появляются новые и углубляются старые морщины, уменьшается толщина и тургор кожи.

РЕЦЕПТОРЫ, НАХОДЯЩИЕСЯ В ДЕРМЕ КОЖИ

Рецепторы располагаются на разной глубине, так, например, холодовые рецепторы располагаются ближе к поверхности кожи (на глубине 0,17 мм), чем тепловые, расположенные на глубине 0,3 -0,6 мм.

Чувствительные нервные волокна, по которым распространяются импульсы от вышеуказанных рецепторов, являются дендритами (периферическими отростками) чувствительных нервных клеток, расположенных в спинномозговых узлах и чувствительных узлах черепных нервов - вся эта цепочка является кожным анализатором.

Анализатор кожи обладает адаптацией (привыканием). Быстрая адаптация к раздражению приводит к тому, что мы ощущаем не само давление, а только изменения давления. Например, при опускании руки в теплую воду мы испытываем тепло только короткое время, а затем происходит адаптация кожного анализатора к температурным раздражениям, и тепло не ощущается. При смене теплой воды на воду более низкой температуры мы короткое время испытываем холод, а затем температура становится безразличной.

Существует также адаптация при болевых раздражениях. Укол в кожу ощущается только в течение короткого времени, а затем ощущение боли прекращается, хотя игла продолжает оставаться в коже. Чем медленнее и чем сильнее болевое раздражение, тем продолжительнее поток импульсов от рецепторов и тем медленнее адаптация к боли.

На 1 см 2 кожи, в среднем, приходится 12-13 холодовых точек, 1-2 тепловых, 25 тактильных и 50 - 100 болевых. Всего около 170 чувствительных нервных окончаний. Наибольшая плотность осязательных точек в коже губ и подушечках пальцев, наименьшая - на спине, плечах, бедрах. В коже человека преобладают рецепторы прикосновения.
Каждый отдельный рецептор воспринимает определенное осязательное ощущение, но при воздействии на кожу различных механических стимулов одновременно реагирует несколько типов рецепторов.
Время реагирования кожи различно для разных ощущений: 0,9 с для боли; 0,12 с для осязания; 0,16 с для температуры. Особенно развита чувствительность кисти и пальцев; например, кожа пальца способна воспринять вибрацию с амплитудой 0,02 мкм.