Первый защитный барьер, с которым сталкиваются все атакующие нас микроорганизмы, — это кожа, наружный покров тела.
У кожи есть 4 основные функции. Первая — это предохранение от внешних воздействий (защитная функция). Кожа принимает на себя большую часть механических травм (порезы, царапины), ожоги, препятствует попаданию внутрь организма вирусов и бактерий.
Выделительная функция кожи состоит в ее участии в обмене веществ: через кожу в виде пота выводится из организма вода и некоторые продукты обмена веществ. Потоотделение у человека происходит постоянно. Пот выделяется потовыми железами, которых особенно много в коже подмышек, паха, подошв ног и ладоней. На поверхность кожи пот выводится через потовые поры (выводные протоки).
Потоотделение играет важную роль в поддержании постоянной нормальной температуры тела, помогая коже осуществлять важнейшую функцию — терморегуляцию. Испаряясь, пот расходует с поверхности кожи тепло, тем самым охлаждая ее. При повышении температуры окружающей среды количество выделяемого пота возрастает. Соответственно увеличивается испарение пота, расходуется больше тепла, и кожа активнее охлаждается.
Поддерживать температуру помогают многочисленные кровеносные сосуды, пронизывающие кожу. При высокой температуре воздуха кровеносные сосуды расширяются, увеличивая количество протекающей через кожу крови. Кровь переносит больше тепла к поверхности кожи, откуда оно отдается окружающей среде, что помогает охлаждать организм. На холоде кровеносные сосуды сужаются, кровь меньше охлаждается, и тепло задерживается под кожей. Когда становится холодно, мышцы, поднимающие волоски на коже, сокращаются и появляется «гусиная кожа». У животных густой поднятый мех действительно улучшает теплоизоляцию, но у человека редкий волосяной покров почти не помогает сохранять тепло.
Кожа — очень важный чувствительный орган, принимающий информацию от окружающего мира. Тепло и холод, прикосновение и давление, сигнал тревоги, боль — все это мы ощущаем благодаря чувствительной функции кожи, обусловленной наличием разнообразных рецепторов. Особенно много чувствительных рецепторов на подушечках пальцев, на губах и кончике языка. Кожные рецепторы представляют собой нервные окончания, сигналы от которых поступают в спинной и головной мозг. В коре головного мозга происходит распознавание ощупываемых предметов. Осязание — это важнейшее кожное чувство, позволяющее на ощупь узнавать предметы и получать информацию об их качествах.
Внешний слой кожи называется эпидермис. Он состоит из рогового слоя и более глубокого росткового слоя. Роговой слой — это «броня» кожи, образованная отмершими клетками кожи. Старые кожные клетки отшелушиваются вместе с налипшей на них грязью. Им на смену приходят клетки из росткового слоя, где растут и делятся живые клетки эпидермиса.
Внутренний слой кожи называется дерма. В состав дермы входит сосочковый слой, наполненный кровеносными и лимфатическими сосудами, которые питают эпидермис, и сетчатый слой, являющийся опорой кожи. В дерме расположены потовые и сальные железы. Эти железы вырабатывают и выводят на поверхность кожи кожное сало, которое смазывает кожу и защищает ее от пересыхания и проникновения вредных частиц. В дерме кожи находятся также корни волос и чувствительные рецепторы.
Под дермой расположен слой подкожной жировой клетчатки. Это своего рода «подушка безопасности», смягчающая удары, а также теплоизоляционный слой, сохраняющий температуру тела, и склад питательных веществ — на случай голодания.
Кожа, ногти и волосы
Рисунок поверхности кожи определяют проникающие в эпидермис выступы и впадины (сосочки и гребни), образованные сосочковым слоем дермы. Этот рисунок не меняется в течение всей жизни. На уникальности рисунка кожи основан взятый на вооружение криминалистами метод идентификации человека по отпечаткам пальцев — дактилоскопия.
Папиллярные узоры на пальцах чрезвычайно индивидуальны и поэтому широко применяются в криминалистической идентификации. При этом научных оснований определять по отпечаткам пальцев характер, способности или судьбу человека нет.
Индивидуален и цвет кожи каждого человека. Он определяется прежде всего количеством, типом и распределением пигмента меланина, а также другими особенностями тканей. Старое деление людей на несколько жестких биологических «рас» плохо описывает реальное непрерывное генетическое разнообразие; подробнее об этом — в статье «Кожный покров».
Цвет кожи может меняться под воздействием солнечных лучей. На солнце вырабатывается больше меланина, защищающего кожу от ожогов, и она темнеет, или, как обычно говорят, «загорает».
Ногти, как и волосы, образованы роговым слоем эпидермиса, но имеют особое строение и состоят в основном из белка кератина. Ногти помогают осязать предметы и защищают чувствительные кончики пальцев. Хотя ногти и сформированы живыми клетками, но представляют собой мертвую ткань — лишенные кровеносных сосудов и нервов, они не кровоточат и не ощущают боли.
Видимая часть называется ногтевой пластинкой, а ее проксимальная часть скрыта под ногтевым валиком. Светлая полулунная зона у основания называется лунулой. Основная часть ногтевой пластинки образуется в ногтевом матриксе, расположенном у основания ногтя; новые клетки ороговевают и постепенно продвигают пластинку вперед.
Внешняя оболочка волоса состоит из накладывающихся друг на друга чешуек, образованных кератином. Видимая часть волоса называется стержнем. Часть волоса, спрятанная в коже, называется волосяным корнем (волосяной луковицей). Она окружена волосяным мешочком — фолликулом. Волос растет из дермального сосочка на дне фолликула. Питается волос при помощи мелких капилляров, подходящих к этому сосочку.
Форма волоса зависит от нескольких особенностей фолликула и строения самого волоса, поэтому простая схема «круглый — прямой, овальный — волнистый, почкообразный — кудрявый» слишком груба. С фолликулом обычно связаны сальная железа и небольшая мышца, поднимающая волос при холоде или сильных эмоциях.
Рост волос прерывается фазами покоя. Тогда волос перестает расти и может выпасть. При этом фолликул не повреждается — по завершении фазы покоя из него растет новый волос.
На теле человека два типа волос — тонкие, часто бесцветные пушковые волосы покрывают все тело, кроме подошв ног и ладоней. Толстые окрашенные стержневые волосы растут на голове, в подмышках, на лобке, а у мужчин еще и на лице.
Цвет волос определяется главным образом соотношением двух форм меланина — эумеланина и феомеланина — и их количеством в волосе. С возрастом образование пигмента может уменьшаться, поэтому волосы седеют.
Общее строение и функции кожи сверены с NCBI Bookshelf. Связанная статья: «Кожа».