Косметика > Косметика и оборудование > Косметология

Строение кожи человека

Кожа, в отличие от остальных органов человека, находится в непосредственном контакте с внешней средой. Ее масса составляет в среднем около 5% от массы тела, что примерно втрое превосходит массу печени — самого крупного органа в человеческом организме. При средних размерах тела человека поверхность кожи со­ставляет около 1,7 м².

Кожа состоит из нескольких видов тканей: эпителиальной, соединительной, жировой и нервной. Клетки разных тканей выполняют разные функции и имеют разное строение.

В коже человека различают три основных слоя: эпидермис, дерму и подкожно­жировой слой. Последний называют еще гиподермой или подкожной клетчаткой.

С точки зрения косметологии самой важной частью кожи является эпидермис — верхний, постоянно обновляющийся слой кожи (Рис. 2.1.1). Находясь на стыке с внешней средой, он выполняет функцию защитного барьера для организма.

Эпидермис имеет различную толщину на разных участках тела. Например, его толщина на реснице всего 0,1 мм, но на подошве он достигает 2 мм.

Эпидермис, несмотря на малую толщину, состоит из пяти слоев (Рис. 2.1.2). Их называют (по направлению к поверхности кожи): основной (базальный), шиловидный, зернистый, блестящий и роговой.

> Основной, или базальный, слой {stratum basale) имеет неровную (волнистую) границу с дермой. Взаимное проникновение дермы и эпидермиса обеспечивает крепкое и в то же время эластичное сцепление различных частей кожи таким образом, что они составляют единое функциональное целое. Клетки базальной мембраны имеют цилиндрическую форму и плотно прилегают друг к другу. На базальной мембране находится слой зародышевых клеток, которые непрерывно делятся, и продвигаются к поверхности кожи, что обеспечивает постоянное ее обновление. В случае повреждения кожи, эти клетки также передвигаются по на­правлению к поверхности кожи, обеспечивая быстрое заживление ссадин. Этот процесс компенсирует процесс внешнего дряхления. Смена клеток кожи, обновление их внешней и внутренней структуры - постоянный для кожи процесс.

Среди зародышевых клеток располагаются крупные клетки с отростками — меланоциты и клетки Лангерганса. Меланоциты производят гранулы пигмента — меланина, который, придает коже определенный оттенок, от золотистого до темно­коричневого. Этот пигмент защищает кожу от действия солнечного излучения, главным образом от его ультрафиолетовой части. Меланин содержится в коже, волосах и радужной оболочке глаза. Если кожа подвергается воздействию солнечных лучей, происходит усиленное образование меланина, в результате чего кожа становится коричневой.

Клетки Лангерганса — важный компонент иммунной системы кожи. Они защищают кожу от внешних неблагоприятных воздействий и управляют деятельностью других клеток с помощью регуляторных молекул. Отростки клеток Лангерганса пронизывают все слои эпидемиса, могут уходить в дерму, проникать в лимфатические узлы, достигать уровня рогового слоя и превращаться в макрофаги. Есть мнение, что клетки Лангерганса регулируют скорость деления клеток базального слоя, поддерживая его на минимальном уровне. При стрессе и действии на кожу химических, тепловых или иных физических травмирующих факторов, клетки Лангерганса дают сигнал базальным клеткам к усиленному де - лению.

Шиловидный слой — наиболее широкий слой эпидермиса. Он состоит из 4— 7 рядов клеток, называемых кераноцитами. Керано-циты — основные клетки эпидермиса. Они многоугольные, с отростками в виде шипов (откуда и название всего слоя). Кера-ноциты отрываются от базальной мембраны. Отрыв от базальной мембраны служит пусковым сигналом для синтеза белка кератина, который постепенно заполняет всю цитоплазму клетки, вытесняет клеточные органеллы. Кератин относится к группе фибриллярных белков (см. главу 3), которые составляют основу рогового слоя кожи, волос и ногтей. По мере приближения к поверхности кожи шиловидные клетки становятся все более плоскими. Они соединяются друг с другом межклеточными мостиками. Между ними находятся межклеточные щели, по которым из дермальных капилляров поступают в эпидермис питательные вещества, и перенос питательных веществ в эпидермисе осуществляется только межтканевой жидкостью.

Следующий слой — зернистый. Клетки этого слоя гораздо более плоские, чем клетки предыдущего слоя. Они плотно прилегают друг к другу, располагаясь своей

длинной осью параллельно поверхности кожи. Кераноциты в зернистом слое уже теряют ядро и переходят в следующий слой.

Над слоем зернистых клеток находится блестящий слой светлых клеток, но не на всех участках кожи и не всегда. Клетки этого слоя уже не содержат ядер и сильно преломляют свет. Этот слой клеток активно участвует в водном обмене организма, так как через кожу происходит выделение воды. Блестящий слой является дальнейшей фазой изменения клеток эпидермиса.

Роговой слой {stratum corneum) — это последний, поверхностный слой эпидермиса, который соприкасается непосредственно с внешней средой. Клетки рогового слоя уже потеряли ядро и взаимно соединились в роговую массу, которая в нормальных условиях постепенно отшелушивается незаметными для глаза тонкими чешуйками. Дневная норма потери рогового слоя составляет 10-14 г. Жизненный цикл клеток эпидермиса составляет 26—28 дней.

По мере роста эпидермиса снизу вверх роговой слой все время обновляется. Именно роговой слой определяет проницаемость кожи для различных веществ и одновременно защищает ее от воздействия внешней среды. Под действием трения, давления, тепла, солнечных лучей роговой слой утолщается, чем повышается сте­пень защиты. Эпидермальный барьер — надежная преграда, которая препятствует проникновению в кожу многих веществ, например водорастворимых, гидрофильных соединений, крупных белковых молекул. Но в то же время гидрофобные соединения способны проникать через эпидермальный барьер, а в ряде случаев даже изменять проницаемость эпидермиса для других веществ. Одним из способов повысить проницаемость эпидермального барьера является повышение в нем содержания ненасыщенных жирных кислот.

Водно-липидная мантия

На роговом слое эпидермиса образуется пленка — водно-липидная мантия, часто называемая линией первого контакта или первым кожным барьером. Она образуется из продуктов деятельности сальных, потовых желез и отшелушивающейся поверхности рогового слоя. Именно благодаря высокому содержанию жиров (липидов) эта пленка называется липидной. Водно-липидная мантия создаст на поверхности кожи слабокислую среду (рН 4,5—5,5), которая защищает кожу от микробного поражения. Практически все живые клетки очень чувствительны к изменению рН, и даже небольшое смещение величины рН в кислую область для них губительно. Кислотная мантия кожи, в которой в небольших количествах присутствуют органические кислоты (молочная, лимонная и др.), является первым звеном в защите организма ет вредных микроорганизмов, так как большинство микроорганизмов не любит кислую среду. Но есть бактерии, которые приспособились жить в кислой среде, они постоянно обитают на коже и даже вносят свой вклад в построение кислотной мантии человека. Частое умывание со щелочным мылом разрушает ее, однако кислотная мантия человека способна быстро восстанавливаться, обычно для этого достаточно 2—3 часов. Кислотность водно-липидной мантии нарушается при некоторых кожных заболеваниях, например при экземе, грибковых заболеваниях, при угревой болезни.

Водно-липидная мантия на поверхности эпидермиса предотвращает избыточное испарение воды. Кроме того, водно-липидная мантия имеет большое значение для внешнего вида кожи. Она придает коже ее гладкий, непрозрачный, целостный вид.

Раньше считали, что водно-липидная мантия защищает роговой слой кожи от высыхания благодаря жировым компонентам секрета сальных и потовых желез, смешанных с отмершими клетками. Поэтому в косметические препараты вводили жиры, напоминающие по своей структуре кожное сало (ланолин, насыщенные животные жиры, масла). В последнее время признано, что, кроме липидов, «хранителями влаги» в коже являются церамиды (церамиды — подкласс липидных молекул, самый простой тип сфинголипидов, состоящих из сфингозина и жирной кислоты) рогового слоя. Они играют важную роль в сохранении постоянного уровня влажности в коже. В связи с этим концептуально пересматривается подход к многим косметическим рецептурам.

Протоки сальных желез открываются в волосяной мешочек, к основанию каждого волоса. Стенки желез напоминают по строению эпидермис. Там есть зародышевый слой, в котором происходит размножение клеток. По мере своего роста клетки сальной железы накапливают жировой секрет из твердых жиров. Когда клетка гибнет и разрушается, ее содержимое выплескивается в проток сальной железы. Благодаря этому и происходит смазывание кожной поверхности и волос кожным жиром. Кожное сало приглаживает роговые чешуйки, создает более ровную поверхность кожи. Внешне кожа и волосы выглядят более мягкими и эластичными.

На выработку кожного сала существенно влияет уровень мужских половых гормонов — андрогенов. Чем он выше, тем больше кожного сала выбрасывается на поверхность кожи.

Над подкожно-жировой соединительной тканью располагается более плотная соединительная ткань — собственно дерма (Рис. 2.1.3). Дерма играет роль каркаса, обеспечивает механические свойства кожи. Она представляет собой прочное сплетение волокон, которые определяют прочность, упругость и растяжимость кожи. Эти волокна делятся на два вида.

Одни волокна состоят из коллагена — клееподобного белкового вещества, которое скрепляет все клетки кожи. Коллаген составляет 70% белков кожи и около 35% белков тела. Коллаген — типичный структурный белок, молекулярная масса которого колеблется от 300 до 500 тысяч.

У высших млекопитающих и у человека этот белок синтезируется в клетках — фибробластах — и образует прочную тройную спираль, стабилизированную поперечными водородными связями. Согласно последним исследованиям синтез коллагена в фибробластах стимулирует особое вещество белковой природы - карнозин. Некоторые короткие аминокислоты, такие как глицин, валин, аланин и циспгеин, тоже способствуют образованию коллагена в коже. Интенсивный синтез коллагена происходит и при увеличении физических нагрузок организма.

Другие волокна, состоящие из эластина, характеризуются высокой упругостью и обусловливают эластичность кожи. Эти белковые волокна позволяют коже растягиваться при движении тела. Высокая эластичность волокон эластина обусловлена большим количеством неполярных боковых групп в его молекулах.

Сочетание этих двух видов волокон образует прочный и эластичный слой. Образно строение дермы можно сравнить с комбинацией водного и пружинного матраца, где роль пружин играют волокна коллагена и эластина, а все пространство

между ними заполнено водным гелем, состоящим из гликозоаминогликанов (мукополисахаридов).

Основным гликозоаминогликаном дермы является гшлуроновая кислота — высокомолекулярное вещество относящееся к классу полисахаридов. Одна молекула гиалуроновой кислоты способна связать до тысячи молекул воды. Гиалуроновая кислота очень чувствительна к изменениям рН и способна образовать гель с четко выраженными эластичными свойствами. Через такой гель может осуществляться обмен веществ: выведение из организма шлаков (через пот и кожное сало) и всасывание {абсорбция) водорастворимых веществ в кожу.

Основная задача клеток дермы — синтезировать и разрушать межклеточное вещество. Для этого и служат фибробласты. Эти клетки располагаются между сплетениями волокон коллагена и эластина, имеют веретенообразную форму и производят многочисленные ферменты, с помощью которых они разрушают колла­ген и гиалуроновую кислоту, а затем синтезируют эти молекулы заново. Этот процесс происходит постоянно, поэтому межклеточное вещество в дерме постоянно обновляется. Кроме фибробластов важными клетками дермы являются макрофаги. Они играют роль стражей порядка и следят за тем, чтобы чужеродные вещества не попадали в кожу.

Кроме коллагена, эластина и межклеточного вещества дерма содержит кровеносные сосуды, потовые и сальные железы, а также корни волос. В глубоких слоях дермы расположены малые потовые железы, они выделяют секрет, содержащий большое количество белковых веществ, который, разлагаясь на поверхности кожи, образует специфический запах.

Кровеносные сосуды дермы образуют разветвленные капиллярные сети. Капилляры снабжают питательными веществами не только клетки дермы, но и эпидермис. Капиллярная сеть просвечивает сквозь эпидермис — верхний слой кожи — и придает ей розовый цвет. Из кровеносных сосудов в дерму поступают пита - тельные вещества и вода. Часть влаги поднимается выше, к поверхности кожи, и потом испаряется. Другая часть связывается гликозоаминогликанами и белками, которые при этом переходят в гелевую форму. Уменьшение кровотока в сосудах дермы в первую очередь сказывается на эпидермисе, в котором нет своих крове­носных сосудов. Поэтому внешний вид кожи во многом определяется состоянием кровеносных сосудов в дерме.

Нижний, самый глубокий слой кожи — подкожно-жировой (гиподерма)( Рис. 2.1.4) Он состоит из рыхлой соединительной ткани, в которой откладывается жир. Путем расщепления подкожного жира организм в случае необходимости получает энергию. Особенно интенсивно подкожный жир расходуется при физических нагрузках. При высококалорийном питании, когда прием пищи не уравновешивает - ся физической нагрузкой, резервы жира в коже возрастают. В клетках подкожно­жировой ткани может откладываться до двух третей общего жирового резерва организма. В зависимости от количества отложенного жира толщина подкожно­соединительной ткани у разных людей разная.

В подкожно-соединительной ткани располагаются нервные окончания и питающие кожу кровеносные и лимфатические сосуды.

2. Функции кожи

Кожа выполняет в организме несколько функций: защитную, выделительную, чувствительную, секреторную, терморегулирующую.

Защитная функция. Кожа препятствует проникновению в организм загрязняющих веществ из внешней среды. Благодаря эластичности подкожно­жировой соединительной ткани, а также дерме и роговому слою кожа защищает мышечную и сосудистую системы организма от механического давления, предохраняет организм от чрезмерной солнечной радиации, препятствует про - никновению в организм болезнетворных бактерий. Кроме того, кожа служит хранилищем питательных веществ. В ней откладываются жиры, сахара и минеральные соли, которые в случае необходимости могут использоваться организмом в качестве резерва. Важной функцией жирового слоя является защита внутренних органов от вредных воздействий внешней среды, в первую очередь от механических ударов и влияния температуры.

Выделительная функция. Вместе с потом через кожу происходит выделение воды и вредных для организма продуктов обмена веществ. В коже человека располагается от 2 до 3 миллионов потовых желез, больше всего их в подмышечных впадинах, на ладонях и на подошвах ног. Средний объем потоотделения составляет

до 1 литра в сутки. При высокой температуре окружающей среды его количество увеличивается до 5 литров в сутки. Половые железы, которые располагаются в коже, делятся на два типа: апокриновые и эккриновые. Протоки апокриновых желез открываются в волосяные фолликулы. Эккриновые потовые железы — это простые трубчатые железы, беспорядочно разбросанные по всему телу.

Кожа — это важный орган чувств человека. В ней находятся нервные окончания, с помощью которых человек ощущает прикосновение, давление,холод,тепло, боль.

Терморегуляция. Кожа эффективно регулирует обмен тепла между организмом и внешней средой. Раздражение нервных окончаний вызывает сужение или расширение кровеносных сосудов, расположенных в дерме. При сужении сосудов тепло задерживается, а при их расширении происходит более интенсивная отдача тепла. При понижении температуры сальные железы начинают усиленно выделять кожный жир, образуя на коже защитную жировую смазку. При высокой температуре окружающей среды потовые железы усиленно выделяют пот, содержащий, в основном, воду и соли. В результате его последующего испарения происходит охлаждение организма.

Секреторная функция у человека развита в гораздо меньшей степени, чем у других млекопитающих. Тем не менее, апокриновые потовые железы вырабатывают небольшое количество секрета. При эмоциональном возбуждении они начинают активно функционировать. Сам по себе их секрет ничем не пахнет, но он содержит вещества, которые разлагаются бактериями до летучих продуктов, имеющих резкий запах.

С точки зрения косметики и косметической химии важным свойством кожи является ее способность всасывать (абсорбировать) различные вещества. Именно на этой способности основано питание кожи с помощью косметических препаратов. Однако не каждое вещество впитывается кожей. Для абсорбции веществ решающее значение имеет их природа и молекулярная масса, а значит размеры молекул.

Высокомолекулярные вещества не проникают внутрь кожи, они остаются на ее поверхности, образуя защищающую кожу пленку. Низкомолекулярные вещества, хорошо растворимые в жирах, а значит, в кожной жировой смазке, легко проникают сквозь роговой слой внутрь кожи.