а) Эпидермис. Зрелый эпидермис — многослойная эпителиальная ткань, состоящая преимущественно из кератиноцитов (рис. ниже). Эпидермис защищает организм от внешней среды с помощью физических, химических и иммунологических барьерных функций и предотвращает потерю воды. Дифференцировка эпидермиса приводит к образованию функционального барьера для внешнего мира. Эпидермис состоит из четырех гистологически отличающихся слоев, описанных здесь от самого глубокого до самого поверхностного.
Схема строения кожи
Первый, или базальный, слой состоит из призматических клеток, лежащих на стыке дермы и эпидермиса. Базальные кератиноциты связаны с дермо-эпидермальным переходом гемидесмосомами. Базальные кератиноциты соединены между собой и с клетками в шиповатом слое десмосомными, плотными, щелевыми и адгезивными соединениями. Базальный слой служит постоянным источником кератиноцитов для нормально дифференцирующегося эпидермиса, а также резервуаром клеток для восстановления повреждений эпидермиса.
Второй слой — шиповатый, состоит из 3-4 слоев шиповатых клеток. Их роль заключается в синтезе кератина, который формирует сеть промежуточных волокон кератина. Третий слой — зернистый, состоящий из 2-3 слоев зернистых клеток. Зернистые клетки содержат кератогиалин и ламеллярные гранулы, в которых находятся белковые и липидные компоненты, составляющие роговой слой. Четвертый слой, или роговой, состоит из нескольких слоев и представляет собой черепицеобразно расположенные безъядерные роговые чешуйки. Корнеоциты состоят в основном из кератинов с дисульфидной связью, сшитых филаггринами.
Межклеточные пространства заполнены гидрофобными липидами, преимущественно церамидами, холестерином и жирными кислотами, которые служат эффективным барьером против потери воды и солей, а также проникновения водорастворимых в-в. По мере обновления рогового слоя самый старый, или самый поверхностный, слой слущивается. Этот процесс строго регулируется. В норме процесс дифференцировки эпидермиса от базальных клеток до слущивания рогового слоя занимает 28 дней.
Эпидермис содержит еще три типа клеток. Меланоциты — пигментные клетки, отвечающие за цвет кожи и защиту от УФ-излучения. Эпидермальные меланоциты происходят из нервного гребня и мигрируют в кожу в период эмбрионального развития. Они находятся в межфолликулярном эпидермисе и волосяных фолликулах. Меланоциты образуют в/клеточные органеллы (меланосомы), содержащие меланин, который они переносят через дендриты в кератиноциты, чтобы защитить ядро кератиноцитов от повреждения УФ.
Клетки Меркеля (Merkel cells) — медленно адаптирующиеся механосенсорные рецепторы I типа, отвечающие за тактильную чувствительность. Клетки Меркеля дифференцируются внутри эпидермиса от эпидермальных клеток-предшественников. Клетки Лангерганса (Langerhans cells) представляют собой дендритные клетки мононуклеарной системы фагоцитов. Они распознаются под электронным микроскопом по особой органелле, грануле Бирбека (Birbeck granule), которая при электронной микроскопии напоминает теннисную ракетку. Эти клетки происходят из костного мозга и участвуют в иммунных реакциях кожи, играя активную роль в презентации и обработке АГн.
Место стыка эпидермиса и дермы — зона базальной мембраны. Эта сложная структура образована эпидермальными и мезенхимальными клетками. Дермо-эпидермальное соединение простирается от плазматической мембраны базальных клеток до самой верхней области дермы. С точки зрения ультраструктуры базальная мембрана состоит из трех слоев: светлой пластинки (lamina lucida), непосредственно примыкающей к плазматической мембране базальных клеток, центральной темной пластинки (lamina densa) и суббазальной пластинки на дермальной стороне lamina densa.
Несколько структур в этой зоне обеспечивают сцепление между эпидермисом и дермой. Плазматическая мембрана базальных клеток содержит электронно-плотные пластинки, называемые гемидесмосомами. Тонофиламенты внутри базальных клеток прикрепляются именно к этим местам. Гемидесмосомы состоят из буллезных пемфигоидных АГн массой 180 и 230 кДа [ВР180 (BPAG2, коллаген XVII типа) и ВР230 (BPAG1) соответственно], интегринов α6β4 и α3β1 и плектина. Якорные филаменты берут начало в плазматической мембране, в основном около гемидесмосом, и прикрепляются к lamina densa.
Якорные фибриллы, состоящие преимущественно из коллагена VII типа, проходят от lamina densa в самый верхний слой дермы, где они переплетаются с фибриллами коллагена перед возвращением в lamina densa.
б) Дерма. Дерма обеспечивает большинство механических свойств кожи (см. рис. выше). Дерма образует прочную, гибкую, волокнистую опорную структуру между эпидермисом и ПЖК. В дерме преобладают веретенообразные фибробласты, которые отвечают за синтез коллагена, эластических волокон и мукополисахаридов. Также присутствуют фагоцитирующие гистиоциты, тучные клетки и подвижные лейкоциты. Внутри дермы находятся кровеносные сосуды, лимфатические сосуды, нервные структуры, эккриновые и апокриновые потовые железы, волосяные фолликулы, сальные железы и гладкие мышцы. Морфологически дерму можно разделить на два слоя: поверхностный сосочковый слой, который вдается в эпидермис между гребешками кожи, и более глубокий сетчатый слой, лежащий под сосочковым слоем дермы.
Сосочковый слой менее плотный и содержит большее количество клеток. Сетчатый слой кажется более плотным из-за грубой сети переплетенных коллагеновых и эластических волокон.
Внеклеточный матрикс дермы состоит из коллагеновых и эластичных волокон, заключенных в аморфное основное в-во. Коллаген обеспечивает прочность и стабильность дермы, а эластичные волокна — ее эластичность. Желеобразное основное в-во служит поддерживающей средой для фибриллярных и клеточных компонентов и местом хранения значительной части воды в организме.
в) Подкожная ткань. ПЖК, или подкожная ткань, состоит из жировых клеток и фиброзных перегородок, они делят ее на дольки и обеспечивают прикрепление к подлежащей фасции и надкостнице (см. рис. выше). В этом слое также есть кровеносные сосуды и нервы, которые служат хранилищем липидов, изолятором для сохранения тепла организма и амортизатором, защищающим от травм.
г) Придатки кожи. Придатки кожи происходят из скоплений эпидермальных клеток, которые становятся специализированными тканями во время раннего эмбрионального развития. Маленькие зачатки (первичные эпителиальные зачатки) появляются на 3-м месяце в/утробного развития и дают начало волосяным фолликулам, сальным и апокриновым железам, а также выбуханиям, к которым прикрепляются мышцы, поднимающие волосы. Эккриновые потовые железы образуются из отдельных эпидермальных разрастаний, которые возникают на 2-м месяце в/утробного развития и полностью формируются к 5-му месяцу. Формирование ногтей начинается на 3-м месяце в/утробного развития.
1. Волосяные фолликулы. Пилосебационный комплекс включает волосяной фолликул, сальную железу, мышцу, поднимающую волос, и в таких областях, как подмышечные впадины, — апокриновую железу. Волосяные фолликулы находятся практически на всей площади кожи, за исключением ладоней, подошв, губ и головки полового члена. Отдельные фолликулы проходят от поверхности эпидермиса до глубоких слоев дермы (см. рис. выше). Волосяной фолликул имеет четыре сегмента: воронка, которая простирается от поверхности кожи до отверстия сального протока; перешеек — от отверстия сального протока до места прикрепления мышцы, поднимающей волос; нижняя часть фолликула — между мышцей, поднимающей волос, и волосяной луковицей; волосяная луковица.
Место прикрепления мышцы, поднимающей волос, представляет собой выбухание в результате скопления эпидермальных стволовых клеток.
В луковице клетки матрикса и дермальный сосочек участвуют в формировании и поддержании роста волос. Растущие волосы состоят из стержня волоса, сформированного мертвыми кератиноцитами и поддерживающими его внутренними и внешним корневыми оболочками.
У человека рост волос происходит циклически, с чередующимися периодами роста (анаген), переходной фазы (катаген) и покоя (телоген). Продолжительность фазы анагена составляет от нескольких месяцев до нескольких лет, а катаген и телоген длятся 3 нед и 3 мес соответственно. При рождении все волосы находятся в фазе анагена. Последующая генеративная активность не синхронизирована, поэтому преобладание той или иной фазы носит случайный характер. В любой момент 85% волос находятся в фазе анагена. Волосы на голове обычно растут со скоростью 1 см/мес.
Выделяют три типа волос: лануго (lanugo, первичные волосы, зародышевые), терминальные и пушковые (велюс). Зародышевые волосы тонкие и короткие; в 36-40 нед беременности они выпадают и заменяются пушковыми волосами. Пушковые волосы короткие, мягкие, часто непигментированные и распределены по всей поверхности кожи. Терминальные волосы длинные и жесткие, растут на коже волосистой части головы, в области бороды и усов (у мужчин), а также в подмышечных и лобковых областях; щетинистые, локализованные в области бровей, ресниц, наружного слухового прохода и ноздрей. В период полового созревания стимуляция андрогенными гормонами вызывает смену волос на лобке, подмышечных впадинах и на лице (у мужчин) с пушковых на терминальные.
2. Сальные железы. Сальные железы находятся везде, кроме ладоней, подошв и тыльной поверхности стоп. Их больше всего на лице, верхней части груди и спине (см. рис. выше). Протоки сальных желез открываются в волосяные фолликулы, за исключением век, губ, сосков, крайней плоти и малых половых губ, где протоки выходят непосредственно на поверхность кожи. Эти альвеолярные голокриновые железы представляют собой мешковидные структуры, которые часто разветвлены и разделены на дольки. Они состоят из пролиферативного базального слоя мелких плоских клеток, расположенных периферически по отношению к центральной массе жировых клеток. Жировые клетки распадаются по мере продвижения к протоку и образуют липидный секрет (кожное сало), который состоит из триглицеридов, сложных восковых эфиров, сквалена и сложных эфиров холестерина. Цель образования кожного сала связана с функцией гидрофобного кожного барьера.
Сальные железы зависят от гормональной стимуляции и активируются андрогенами в период полового созревания. Сальные железы плода стимулируются материнскими андрогенами, и их липидный секрет вместе со слущенными клетками рогового слоя формирует первородную смазку (vernix caseosa).
3. Апокриновые железы. Апокриновые железы расположены в подмышечных впадинах, ареолах, перианальной области, на коже наружных половых органов и около пупка (см. рис. выше). Эти большие спиральные трубчатые структуры постоянно выделяют похожую на молоко жидкость без запаха. Она секретируется в ответ на адренергические стимулы, обычно из-за эмоционального стресса. Расщепление бактериями компонентов апокринового пота (жирных кислот, тиоспиртов и стероидов) — причина неприятного запаха, связанного с потоотделением. Апокриновые железы не функционируют до начала полового созревания, когда они увеличиваются и начинают секретировать пот в ответ на активность андрогенов. Секреторная спираль железы состоит из одного слоя клеток, окруженных слоем сократительных миоэпителиальных клеток. Проток выстлан двойным слоем кубических клеток и открывается в пилосебационный комплекс.
4. Эккринные потовые железы. Эккринные потовые железы находятся на всей поверхности тела, их больше всего на ладонях и подошвах (см. рис. выше). Эккринные потовые железы на участках кожи, покрытых волосами, реагируют на тепловые раздражители и служат для регулирования ТТ, доставляя воду на поверхность кожи для последующего испарения. Потовые железы на ладонях и подошвах реагируют в основном на психофизиологические раздражители.
Каждая эккринная железа состоит из секретирующей спирали, расположенной в сетчатом слое дермы или ПЖК, и секреторного протока, выходящего на поверхность кожи. Потовые поры можно увидеть на эпидермальных гребнях ладони и пальцев с помощью лупы, но в других местах их трудно обнаружить. Однослойную секретирующую спираль составляют два типа клеток: маленькие темные и большие светлые клетки. Они лежат на слое сократительных миоэпителиальных клеток и базальной мембране. Эккринные железы иннервируются симпатическими нервными волокнами, но фармакологическим медиатором потоотделения считается ацетилхолин, а не адреналин. Пот этих желез состоит из воды, натрия, калия, кальция, хлорида, фосфора, лактата и небольших количеств железа, глюкозы и белка. Состав зависит от скорости потоотделения, но в норме у детей пот всегда гипотонический.
5. Ногти. Ногти — специализированные защитные структуры эпидермиса, образующие выпуклые, полупрозрачные, плотно прилегающие пластины на тыльных поверхностях кончиков пальцев рук и ног. Ногтевая пластина, которая происходит из метаболически активного матрикса делящихся клеток, расположенного под задним ногтевым валиком, состоит из безъядерных кератиноцитов. Ногти растут относительно медленно: для полной смены ногтей на пальцах рук требуется 6 мес, а на ногах — 12-18 мес. Ногтевая пластина ограничена боковыми и задним ногтевыми валиками. Над белой областью в форме полумесяца, называемой луночкой, из заднего валика выступает тонкий эпонихий (кутикула).
Кутикула служит герметизирующим барьером для защиты зародышевого матрикса ногтевой пластины. Гипонихий (подногтевая пластинка) — эпителий ладонной поверхности кончика пальца, который закрывает ногтевое ложе в дистальной части. Розовый цвет ногтя обеспечивается подлежащими сосудами.
Состояние ногтей зависит от ряда факторов, включая алиментарную недостаточность, обезвоживание, местную инфекцию/раздражение и системные заболевания.
