Кожа представляется самым сложным и наиболее объемным органом человека. В нашей жизнедеятельности она играет важнейшую роль, а потому является основным структурным элементом тела. Обеспечивая защиту, сохраняя тепло и водный баланс, она поддерживает жизнь в тех условиях, в которых пребывает человек. И, разумеется, это не единственное значение кожи для организма. У нее еще много функций, в которых следует детально разобраться. Для этого потребуется базовое рассмотрение структуры кожи и ее клеточного состава, механизмов функционирования.
Базовый обзор функций кожи
Среди многочисленных функций организма многие могут быть реализованы только при наличии кожи. Если рассматривать ее с филогенетической точки зрения, очевиден вывод, что она была создана для сбережения жидкости в теле. Это было необходимо, чтобы организмы заселили сушу. Причем в филогенезе кожа появилась намного позднее чешуи и панциря, значительно превосходя их по гибкости адаптации к окружающим условиям, но все равно выполняя основные функции. Среди них:
регуляция телесной температуры;
защитная (барьерная);
регуляционная (участие в водно-электролитном обмене);
накопительная (служит местом депонирования крови);
метаболическая и эндокринная;
рецепторная;
иммунная;
выделительная.
Указанные выше функции очень важны, потому как поддерживают функционирование систем органов. И таково значение кожи для организма: она отвечает за взаимодействие с окружающей средой, однако одновременно ограждает от губительных ее эффектов. Она выводит жидкость из тела, но одновременно "следит" за ее температурой, чтобы не было удалено больше, чем следует. У некоторых организмов кожа также участвует в обмене газами, играя роль дополнительных легких. У человека данная функция - из-за сложной структуры его органов дыхания - утратилась.
Структурные особенности кожи
В учебно-методическом комплексе "Мы и окружающий мир" в разделе "Значение кожи для организма" (4 класс) содержится информация о её строении. Материалы для данного учебного пособия были взяты из книг по гистологии и физиологии кожи. В них приводится более подробная информация о строении наружного покрова тела, о клетках, участвующих в его образовании, и об их функциях.
Морфология кожи представлена тремя слоями: эпидермисом (верхним слоем), дермой (сетчатым и сосочковым слоем) и жировой клетчаткой. Последняя расположена наиболее глубоко. Три этих слоя и формируют наш покров. В подкожной клетчатке развивается жировая ткань, выполняющая метаболическую функцию.
В дерме располагаются ростковые зоны кожи, кровеносные сосуды, а также нервные окончания (рецепторы). Последние способны распознавать физические характеристики среды, с которой контактируют. Также в дерме расположены концевые участки потовых желез и волос, снабженных жировой сумкой.
Эпидермис - это наименее активная часть, потому как выполняет только защитную функцию. Однако значение кожи для организма велико и благодаря ему, ведь без защиты тело человека моментально подвергалось бы различным воздействиям, включая физические, биологические и химические факторы. Даже простая температура, а точнее ее колебание в пределах 10 градусов, могла бы уничтожить нас, если бы не наличие многослойного эпидермиса.
Роль кожи в терморегуляции
Главное значение кожи в процессах терморегуляции сложно оспаривать. Именно этот орган имеет терморецепторы, посредством которых может определять приблизительную окружающую температуру. На основании данной информации происходит процесс регулирования температуры тела. В ситуации, когда показатели среды превышают телесные, организм включает процессы потоотделения и расширения петлевых сосудов кожи. За счет этого он охлаждается, и существование в таких условиях становится более комфортным.
В ситуации, когда температура вне тела ниже, кожа определяет это, задействуя рецепторы холода. Их примерно в 5-6 раз больше, чем тепловых рецепторов. Тогда запускается процесс снижения теплоотдачи путем сужения сосудов и уменьшения кожной поверхности (гусиная кожа). Вдобавок усиливаются процессы липидного расщепления в клетчатке, что позволяет продуцировать некоторую часть тепла для согревания и поддержания жизнеобеспечения тела.
Защитная функция
Однако терморегуляция - это далеко не единственное значение кожи для организма человека. Не менее важна защита не только от тепла и холода, но и от прочих факторов химической, биологической и физической природы. Основная роль в реализации барьерной (защитной) функции принадлежит эпидермису. Его липофильная структура ограничивает чрескожное поступление веществ, способных растворяться в воде.
Также слой эпидермальных клеток защищает от механических факторов - сдавливания, прокалывания, разрезания. Эпидермис намного тверже дермы и клетчатки, а потому любое из указанных воздействий привело бы к серьезным повреждениям, не будь этого слоя на поверхности.
Не менее важна и защита от ионизирующего излучения, по крайней мере, от длинноволнового со средней и малой частотой. В частности, кожа неплохо защищает от ультрафиолета, хотя не может уберечь организм от гамма-квантов рентгеновских лучей. Не удивительно, ведь последние способны проникать и через бетонные стены. Но даже наличие защиты от нейтронного излучения, от альфа-частиц и от ультрафиолета значительно продлевает жизнь человека.
И поскольку не только лишь физические факторы способны убить наш организм, он должен разрабатывать защиту от биологических агрессоров. Ими являются сапрофитные бактерии, вирусы, грибки и протисты. Из всех них через кожу могут проникать и заселять ее толщу только грибки. И только потому, что их мицелий ветвится и попадает в промежутки между эпидермальными чешуйками, задерживаясь в них. А вот от бактерий и вирусов эпидермис надежно обороняет тело, и это значение кожи для организма человека кратко характеризует все процессы его адаптации к средовым факторам.
Водно-электролитная регуляция
Большое значение кожи для организма заключается и в регуляции водно-электролитного баланса. Что достигается за счет выделения натрия, воды и ионов хлора вместе с потом. Также с этой жидкостью удаляются и некоторые токсические вещества кислотной природы. При этом создаются интересные возможности для организма, который охлаждается собственной жидкостью.
Физическая сущность процесса испарения такова: сначала посредством потовой железы вода выделяется наружу. С поверхности кожи пот испаряется, тем самым охлаждая ее. При этом испарение приводит к потере кинетической энергии молекул воды. В результате кожная температура несколько снижается. К слову, данный биологический процесс не эффективен для охлаждения тела в ситуациях, когда окружающая среда горячее (например в бане).
Функция депонирования крови
В дерме располагается одна из самых широких и сложных сосудистых сетей. При этом их всего три: две артериальных и одна венозная. Более того, в коже присутствуют широкие капилляры, в которых может задерживаться кровь. Это позволяет накапливать некоторое ее количество для того, чтобы при физиологической реакции стресса освобождать и возвращать в кровеносное русло для газообмена.
Всего в сосудах кожи может одномоментно накапливаться до 15 % общего объема крови, которая постоянно меняется для предупреждения сладжа и тромбообразования. Как только поступит гуморальный сигнал о том, что требуется расширить артериолы тела и привести его в движение из-за надпорогового стресса, из капилляров кровь возвратится в системный кровоток. Организм в результате этого прибавит в выносливости и силе. И поскольку это зачастую спасает жизнь в случае опасности, то значение кожи для организма человека в данном плане просто громадное.
Эндокринная и метаболическая функции
Подкожная клетчатка - орган накопления жира. Последний расходуется экономно для обеспечения резервных энергетических нужд. Именно из клетчатки жир забирается организмом в самую последнюю очередь, поэтому похудеть так сложно. Однако сейчас это значение кожи для человека - не главное. Гораздо важнее эндокринная функция, а именно регуляция чувства голода и насыщения.
Жировая ткань подкожной клетчатки является мощной железой, способной выделять вещества, регулирующие насыщение. А о чувстве голода "сообщает" уровень глюкозы в крови. Как только он падает, появляется голод. По мере насыщения он угнетается гормонами из жировой ткани, которые "говорят" о том, что больше употреблять пищу не следует.
Рецепторная функция кожи
Обсуждая тему "Значение кожи для организма" (4 класс школы изучает ее), невозможно обойти вниманием рецепторную функцию. Она - одна из наиболее важных, потому как позволяет получать информацию о среде обитания. Кожа посредством рецепторов определяет температуру среды, плотность некоторых предметов, влажность, фактуру поверхности и прочие морфологические параметры.
Даже болевые рецепторы располагаются в коже, что ограждает нас от получения крупных повреждений. И именно боль является "сторожевым псом" здоровья человека.
Выделительная функция кожи
Кожа за счет наличия потовых желез способна экскретировать продукты обмена веществ. Как правило, это высокомолекулярные липофильные вещества или гидрофильные небольшие молекулы с кислой реакцией. Первые являются белками и жирами, нужными для обработки волос, в луковицу которых открывается проток сальной железы.
Вторые вещества (низкомолекулярные) попадают сюда непосредственно из крови и выходят на поверхность с потом. Примечательно, что выделительную функцию кожи наглядно представляет такое заболевание, как подагра. При его развитии в крови существенно повышается количество мочевой кислоты, которая позже выводится через кожу в виде кристалликов.
Еще один пример, к сожалению, несовершенный. Он связан с попыткой выведения желчных кислот при паренхиматозных поражениях печени. Однако все равно данное значение кожи для жизнедеятельности организма чрезвычайно велико, потому как помогает регулировать обмен токсических и вредных веществ. А это один из механизмов жизнеобеспечения человека.
Иммунная функция
Согласитесь, велико значение кожи для организма человека. Картинки по теме, прилагающиеся в качестве наглядного материала, демонстрируют, какую сложную структуру имеет наш наружный покров. Сложно представить, но здесь также протекают иммунные реакции, которые важны для защиты всего организма. Причем защиты не от внешних врагов и факторов, а от патогенов, попавших во внутреннюю среду. И реализуется данная функция посредством нейтрофилов, моноцитов, макрофагов и лимфоцитов.
Также в коже присутствуют клетки Лангерганса и базофилы. Они регулируют местные защитные реакции иммунитета и участвуют в презентации антигенов плазмоцитам. Примечательно, что иммунная функция кожи опосредована и еще одним важным механизмом, который следовало бы считать метаболическим. Наш наружный покров является местом синтеза важного для развития иммунитета и скелета человека провитамина Д.
В дальнейшем он пройдет стадию обработки в почках и будет выполнять свою функцию. Однако местом его образования является кожа. Здесь под воздействием ультрафиолетового света, небольшое количество которого кожа все же бережно пропускает через себя, зарождается эта субстанция. И ее значение для развития скелета огромно. А роль кожи для всего организма еще более велика.
