Эпидермис (эпителий эктодермального генеза) и собственно кожа (соединительнотканные структуры) образуют кожу как орган. В этом покрове тела присутствуют придатки кожи (железы, ногти, волосы), сформированные из эпителиального и соединительнотканного компонентов.

А. Развитие. Два основных компонента кожи имеют различное происхождение. Эпидермис развивается из эктодермы, а собственно кожа — из мезенхимы.

1. Эпидермис. Ранний эмбрион покрыт одним слоем эктодермальных клеток. В начале 2-го месяца развития в формирующемся эпидермисе различают плоские поверхностные клетки и подлежащий базальный слой эпителиальных клеток кубической формы, ответственный за образование новых клеток. Позднее между поверхностным и базальным слоями формируется промежуточный слой. К концу 4-го месяца в эпидермисе различают базальный слой, широкий слой шиповатых клеток, зернистый и роговой слои. В ходе первых трёх месяцев развития эпидермис заселяют дифференцирующиеся в меланоциты мигранты из нервного гребня. Позднее появляются костномозгового генеза клетки.

2. Собственно кожа (derma) имеет мезенхимное происхождение. В её образовании участвуют клетки, выселяющиеся из дерматома сомитов. На 3–4-м месяце формируются вдающиеся в эпидермис выросты соединительной ткани — сосочки кожи.

Б. Эпидермис. Кожу покрывает эпидермис — многослойный плоский ороговевающий эпителий. В зависимости от толщины эпидермиса различают кожу с большим ороговением (толстая кожа) и кожу с малым ороговением (тонкая кожа).

1. Слои эпидермиса (изнутри кнаружи).

а. Ростковый (мальпигиев)

(1) Базальный

(2) Шиповатых клеток

б. Зернистый

в. Блестящий

г. Роговой

2. Клеточные типы — кератиноциты, меланоциты, клетки Лангерганса и клетки Меркеля.

а. Кератиноцит — основной клеточный тип эпидермиса — типичная эпителиальная клетка, соединяется с соседними клетками при помощи десмосом и прикрепляется к базальной мембране полудесмосомами.

(1) Цитокератины. Промежуточные филаменты содержат фибриллярный белок цитокератин — основной белковый компонент эпидермиса. Этот элемент цитоскелета начинает формироваться в клетках базального слоя. Цитокератины присутствуют в клетках всех слоёв эпидермиса. Здесь, а также в волосяных фолликулах идентифицировано по крайней мере 10 молекулярных форм цитокератина.

(а) Перепрограммирование синтеза. В различных слоях эпидермиса экспрессируются различные цитокератины. В ходе дифференцировки кератиноцитов от стволовой клетки базального слоя и до кератиноцитов поверхностных слоёв происходит перепрограммирование синтеза цитокератинов с одного типа на другой. Кератиноциты базального слоя экспрессируют цитокератины 5 и 14. Кератиноциты в состоянии терминальной дифференцировки, локализованные в поверхностных слоях эпидермиса, содержат цитокератины 1 и 10. Для кератиноцитов промежуточной стадии дифференцировки характерно наличие цитокератинов 4 и 13.

(i) Врождённый буллёзный эпидермолиз. При простой форме этого заболевания найдены мутации генов цитокератинов 5 и 14.

(ii) Эпидермолитический гиперкератоз. Вследствие мутаций экспрессируются дефектные цитокератины 1 и 10.

(б) Кожа различных областей. Кератиноциты из различных областей кожи характеризуются наличием специфических типов цитокератина. Так, кератиноциты ладони и подошвы производят особые цитокератины, не встречающиеся в других частях тела. Маркёр терминальной дифференцировки клеток эпидермиса ладоней и подошв — цитокератин 9.

(2) Кератиноциты различных слоёв эпидермиса

(а) Базальный слой. Среди клеток базального слоя имеются стволовые клетки — родоначальницы пролиферативных единиц эпидермиса. Митотическая активность базальных клеток зависит от толщины эпителиального пласта и контролируется гормонами и факторами роста. Наибольшее значение имеет эпидермальный фактор роста (EGF), фактор роста кератиноцитов (фибробластов фактор роста FGF7), стимулирующие митозы кератиноцитов. Аналогичным действием обладает вещество Р, выделяющееся из терминалей чувствительных нервных волокон.

(б) Шиповатые клетки содержат многочисленные отростки, десмосомы и характеризуются высокой митотической активностью. Шиповатые клетки, расположенные ближе к поверхности эпидермиса, имеют гранулы, окружённые мембраной. Содержимое этих гранул освобождается в межклеточное пространство и скрепляет клетки между собой. Эти клетки, как и базальные, синтезируют десмоплакин — белок, входящий в состав десмосом.

(в) Зернистые клетки содержат гранулы кератогиалина, пучки промежуточных филаментов, а также гранулы, аналогичные гранулам шиповатых клеток. Гранулы кератогиалина не окружены мембраной. Это — скопления промежуточных филаментов (цитокератин), соединённые белками, богатыми гистидином и цистином. В состав гранул кератогиалина входят специфические для кератиноцитов белки (например, лорикрин, инволюкрин). Под плазмолеммой располагается электроноплотный слой толщиной 10–12 нм.

(г) Роговой слой представлен плотно упакованными роговыми чешуйками (корнеоциты, или сквамы), имеющими форму 14-гранной фигуры. Они постоянно слущиваются с поверхности эпидермиса.

(i) Проницаемость. Данные о химическом составе межклеточных пространств в эпидермисе имеют важное значение для понимания механизмов проницаемости кожи и особенно проницаемости лекарственных препаратов при их наружном применении. Из всех слоёв эпидермиса наименее проницаем роговой слой. В предельно узких пространствах между образующими его роговыми чешуйками обнаружены холестерин, его эфиры, церамиды и свободные жирные кислоты. Наличие межклеточного липидного матрикса в роговом слое определяет проницаемость кожи для липофильных веществ.

(ii) Поступление липидов. В роговой слой липиды поступают в составе пластинчатых телец и мембранных пузырьков из подлежащих слоёв, преимущественно из зернистого слоя. В этих же органеллах присутствуют гидролитические ферменты, расщепляющие липиды.

(iii) Оболочка роговой чешуйки. Роговая чешуйка окружена оболочкой, содержащей нерастворимые белки инволюкрин и лорикрин, которые ковалентно связаны с плазмолеммой. Образование этих связей происходит под действием эпидермальной Ca²⁺-зависимой трансглутаминазы.

б. Меланоциты расположены в базальном слое , их количество значительно варьирует в различных участках кожи. Меланоциты происходят из нервного гребня и синтезируют пигменты меланины, заключённые в специальные пузырьки — меланосомы.

(1) Тирозиназа (тирозин гидроксилаза). Для меланоцитов характерен содержащий медь и чувствительный к ультрафиолету фермент — тирозиназа, катализирующая превращение тирозина в ДОФА. Недостаточность тирозиназы или её блокирование в меланоцитах приводит к развитию разных форм альбинизма.

Меланосомы и образование меланина. Тирозиназа после синтеза на рибосомах гранулярной эндоплазматической сети поступает в комплекс Гольджи, где “упаковывается” в пузырьки, которые затем сливаются с премеланосомами. Меланин образуется в меланосомах.

(2) ДОФА окисляется под действием ДОФА-оксидазы и в ходе последующих химических реакций превращается в меланин. Гистохимическая реакция на ДОФА позволяет идентифицировать меланоциты среди других клеток кожи.

(3) Меланин. Длинные отростки меланоцитов уходят в шиповатый слой. По ним транспортируются меланосомы, содержимое которых (меланин) выделяется из меланоцитов и захватывается кератиноцитами. Здесь меланин подвергается деградации под действием ферментов лизосом. Меланин защищает подлежащие структуры от вредного воздействия ультрафиолетового излучения. Приобретение загара свидетельствует об усилении выработки меланина под влиянием ультрафиолета.

в. Клетки Лангерганса составляют 3% всех клеток эпидермиса. Они происходят из костного мозга и относятся к системе мононуклеарных фагоцитов. В эпидермисе локализуются преимущественно в шиповатом слое.

(1) Структура. Ядро неправильной формы, с инвагинациями, умеренно развита гранулярная эндоплазматическая сеть; клетки содержат комплекс Гольджи, небольшое количество микротрубочек и удлинённые гранулы с продольной исчерченностью.

(2) Функция. Клетки Лангерганса — Аг-представляющие клетки, несут на клеточной мембране белки MHC I и II класса и участвуют в иммунном ответе.

г. Клетка Меркеля.

В. Собственно кожа — соединительнотканная часть кожи. В ней различают сосочковый и сетчатый слои.

1. Сосочковый слой расположен непосредственно под эпидермисом и представлен рыхлой волокнистой соединительной тканью. В сосочковом слое присутствуют макрофаги, фибробласты, тучные клетки; небольшие пучки ГМК, не связанные с корнем волоса. Соединительная ткань содержит ретикулиновые, коллагеновые и эластические волокна.

2. Сетчатый слой. Рыхлая волокнистая соединительная ткань сосочкового слоя постепенно переходит в плотную соединительную ткань сетчатого слоя, для которого характерно наличие коллагена I типа, обеспечивающего прочность кожи. Условная граница между этими двумя слоями собственно кожи проходит на уровне расположения концевых отделов сальных желёз.

Г. Производные кожи — железы кожи, волосы и ногти.

1. Потовые железы — типичные простые трубчатые неразветвлённые железы. Различают эккриновые (мерокриновые) и апокриновые железы.

а. Эккриновые железы. Секреторные отделы многочисленных и распространённых по всей коже эккриновых желёз расположены глубоко в сетчатом слое на границе с подкожной клетчаткой.

(1) Секреторный отдел содержит три типа клеток: тёмные, светлые и миоэпителиальные.

(а) Тёмные клетки ограничивают просвет секреторного отдела и содержат секреторные гранулы.

(б) Светлые клетки богаты митохондриями, гликогеном, расположены ближе к базальной мембране и образуют стенку межклеточных канальцев, открывающихся в просвет секреторного отдела.

(в) Миоэпителиальные клетки расположены на базальной мембране, способствуют продвижению секрета.

(2) Выводной проток образован двухслойным кубическим эпителием, проходит по спирали через все слои к поверхности кожи, где открывается пЏтовой порой. Адлюминальные эпителиальные клетки выводного протока имеют хорошо выраженную терминальную сеть и множество кератиновых филаментов. Базальные клетки богаты митохондриями, имеют крупные ядра.

(3) Брадикинин. Железы при потоотделении секретируют вазоактивный пептид брадикинин, обладающий сосудорасширяющим действием (за исключением отдельных областей, где брадикинин вызывает сужение сосудов). Следовательно, железы участвуют в терморегуляции, влияя как на потоотделение, так и на интенсивность кровоснабжения кожи.

(4) Иннервация. Эккриновые потовые железы иннервируются волокнами симпатического отдела вегетативной нервной системы. При их возбуждении из варикозных расширений выделяются различные нейромедиаторы

(а) Ацетилхолин прямо и опосредованно (через миоэпителиальные клетки) стимулирует потоотделение.

(б) VIP вызывает сопутствующую потоотделению вазодилатацию.

(в) Агонисты адренорецепторов снижают секреторную активность потовых желёз.

(5) Гуморальная регуляция. Эпителиальные клетки потовых желёз — мишени альдостерона, который стимулирует активный транспорт Na⁺ через клеточные мембраны. При недостаточности альдостерона потоотделение может привести к опасной потере организмом хлорида натрия.

б. Апокриновые железы встречаются в подмышечной, паховой, перианальной областях, вокруг сосков; железы не функционируют до наступления половой зрелости, отвечают на гормональные воздействия. Железы имеют более крупные секреторные отделы, окружённые плоскими миоэпителиальными клетками. Их выводные протоки открываются в волосяную воронку выше устья сальных желёз. Разновидностью апокриновых потовых желёз являются железы наружного слухового прохода, выделяющие ушную серу, и железы век.

(1) Секрет апокриновых желёз содержит больше белка, чем секрет эккриновых желёз.

(2) Иннервация. Железы имеют выраженную адренергическую иннервацию.

2. Сальные железы — простые альвеолярные разветвлённые. Сравнительно короткий выводной проток открывается в волосяную воронку.

а. Секреторный отдел. Клетки периферии секреторного отдела имеют плоскую форму и характеризуются низкой митотической активностью. Клетки, расположенные ближе к просвету концевого отдела, интенсивно размножаются и дифференцируются в секреторные клетки, накапливающие секреторный продукт. Далее клетки разрушаются, а продукт их секреции вместе со всеми клеточными компонентами входит в состав кожного сала. Подобный тип секреции называют голокриновым.

б. Функция. Железы вырабатывают кожное сало, оно обладает бактерицидным действием, смягчает кожу и придаёт ей эластичность, защищает кожу от повреждения при перегревании покровов, играет определённую роль в поддержании температуры тела.

3. Волосы присутствуют в покровах почти везде, за исключением ладоней, подошв, тыльной поверхности концевых фаланг пальцев рук и ног, красной каймы губ, сосков, малых половых губ, головки полового члена, внутреннего листка крайней плоти и перианальной области. Волосистая часть головы содержит до 150 тыс волос.

а. Классификация. Различают длинные (голова, усы, борода, подмышечные впадины, наружные половые органы), щетинистые (брови, ресницы, наружный слуховой проход, преддверие носовой полости), пушковые (остальные участки кожного покрова) волосы.

б. Развитие. Волосы закладываются на 3-м месяце развития. Врастающий в соединительную ткань эпидермис образует волосяные фолликулы. Сначала волосы появляются в области бровей, подбородка и верхней губы. К 5–6-му месяцу плод покрывается нежными первичными волосами (lanugo). Перед рождением или вскоре после него первичные волосы заменяются пушковыми волосами (vallus), за исключением области бровей, ресниц и кожи головы. В период полового созревания образуются окончательные волосы, подвергающиеся в дальнейшем периодической смене.

в. Строение. Стержень волоса находится над поверхностью кожи. Корень залегает в её толще и состоит из мозгового вещества, коркового вещества и кутикулы волоса.

 (1) Мозговое вещество (medulla pili) (только в длинных и щетинистых волосах) — внутренняя часть корня волоса, состоит из клеток полигональной формы, лежащих в виде монетных столбиков. Клетки содержат гранулы трихогиалина, пузырьки, пигмент. До уровня сальных желёз мозговое вещество состоит из частично ороговевших клеток.

(2) Корковое вещество (cortex pili) вблизи волосяной луковицы образовано не полностью ороговевшими клетками. Основная масса представлена плоскими роговыми чешуйками, содержащими твёрдый кератин и пигмент.

(3) Кутикула волоса (cuticula pili) тесно прилегает к корковому веществу и состоит из слоя плоских клеток, ориентированных перпендикулярно его поверхности.

(4) Волосяной фолликул (мешок, или мешочек) содержит корень волоса, состоит из внутреннего и наружного корневых влагалищ.

(5) Внутреннее корневое влагалище в нижних отделах происходит из волосяной луковицы, сверху заканчивается на уровне протоков сальных желёз. В нижнем его отделе различают кутикулу, внутренний эпителиальный (гранулосодержащий, слой Хаксли) и наружный эпителиальный (бледный, слой ХЌнле) слои. В среднем и верхнем отделах корня волоса эти слои сливаются в единый слой ороговевших клеток, содержащих мягкий кератин.

(6) Наружное корневое влагалище является продолжением росткового слоя эпидермиса. Снаружи оно отделено от окружающей соединительной ткани волосяной сумки базальной (стекловидной) мембраной.

(7) Волосяная луковица (bulbus pili) — утолщённое основание корня волоса. Здесь объединяются корневые влагалища, и происходит постоянное размножение клеток, из которых формируется волос. Поэтому эту область называют матрицей волоса. По мере дифференцировки клетки из волосяной луковицы переходят в мозговое и корковое вещество.

(8) Волосяной сосочек (papilla pili) представлен соединительной тканью, вдающейся снизу в волосяную луковицу, содержит капилляры.

(9) Кератины. Различают твёрдый и мягкий кератины.

(а) Твёрдый кератин присутствует в корковом веществе и кутикуле волоса . Эта разновидность кератина у человека встречается в волосах и ногтях. Он более прочен и в химическом отношении более стоек.

(б) Мягкий кератин наиболее распространён, присутствует в эпидермисе, в волосе локализуется в мозговом веществе и во внутреннем корневом влагалище; по сравнению с твёрдым содержит меньше цистина и дисульфидных связей.

 (11) Волосяная сумка — плотная соединительная ткань, окружающая волосяной фолликул.

(12) Волосяная воронка — углубление в эпидермисе в области перехода корня в стержень волоса.

(13) Мышца, поднимающая волос (m. arrector pili), наиболее развита в длинных волосах, за исключением волос бороды и подмышечных впадин. Мышца построена из ГМК и проходит в косом направлении вблизи секреторных отделов сальных желёз. Одним концом мышца вплетается в волосяную сумку ниже середины фолликула, другим — в сосочковый слой кожи вблизи волосяной воронки. При её сокращении меняется угол между продольной осью корня и поверхностью кожи. Стержень волоса при этом слегка приподнимается над кожей. Кроме того, сокращение мышцы способствует выведению секрета из сальной железы в волосяную воронку.

Ж. Регенерация кожи

1. Поверхностные повреждения. При поражении поверхностных слоёв кожи эпидермис восстанавливается за счёт кератиноцитов волосяных фолликулов и потовых желёз, расположенных в глубоких слоях собственно кожи.

2. Глубокие повреждения. При более глубоких повреждениях кожи (например, при ожогах третьей степени, когда разрушается не только эпидермис, но также волосяные фолликулы и потовые железы) раны небольших размеров заживают самостоятельно за счёт миграции и размножения кератиноцитов соседних участков эпидермиса. Этот способ заживления оказывается недостаточным в случае больших ран, которые требуют специального лечения.

Большие дефекты кожи. Для восстановления больших дефектов кожи используют расщеплённые трансплантаты — фрагменты кожного покрова, которые переносят с одной части тела на другую. Наряду с этим методом, для лечения обширных кожных ран используют предварительно культивированный in vitro эпителиальный трансплантат.

Расщеплённый трансплантат состоит из эпидермиса и собственно кожи. Часть собственно кожи вместе с волосяными фолликулами и потовыми железами остаётся на месте забора расщеплённого трансплантата и покрывается эпидермисом за счёт мигрирующих из этих источников кератиноцитов.

3. Заживление кожных ран. На дне раны в пределах собственно кожи образуется небольшое количество фибрина. Эпидермис краёв раны растёт вглубь, покрывая открытую поверхность соединительнотканной части кожи, с последующим восстановлением непрерывности эпителиального пласта. В заполнении дефекта собственно кожи участвуют фибробласты преимущественно из подкожной клетчатки. Она же является источником капилляров для регенерирующей соединительной ткани кожи. Размножение фибробластов и клеток сосудистой стенки поддерживают факторы роста (например, секретируемые макрофагами).

З. Функции кожи

1. Защитная. Кожа защищает организм от повреждения, высыхания, инфицирования.

2. Рецепторная. Кожа ответственна за осязательную, или тактильную, температурную и болевую чувствительность.

3. Терморегуляция. Кожа является одновременно и сенсорным образованием, и непосредственным исполнителем в процессе поддержания температуры тела. Кожа реагирует на температуру окружающей среды при помощи рецепторов холодовой и тепловой чувствительности. Наибольшее значение для терморегуляции имеет поверхностная капиллярная сеть, расположенная тотчас под эпидермисом.

4. Синтез витамина D₃. В кератиноцитах образуется 7-дегидрохолестерол, который под действием ультрафиолетового излучения превращается в холекальциферол (витамин D₃).

5. Иммунологическая функция. Кожа — иммунологически активный орган. Кератиноциты обеспечивают не только образование на поверхности кожи защитного кератинового слоя, но и вырабатывают гормоны, регулирующие численность популяции T-лимфоцитов и их дифференцировку.