покривна система

Покривна система (лат. Integumentum, від in + tegere - «покривати») - система органів, захищає тіло від пошкодження і складається зі шкіри, залоз зовнішньої і іноді внутрішньої секреції і численних виростів, таких як волосся, нігті, кігті, роги, луски та інші. Численні функції системи включають відштовхнення води, пом'якшення ударів, захист глибоких тканин, бар'єр для проникнення забруднення, патогенів та ультрафіолетового випромінювання, терморегуляція, місце розташування рецепторів дотику, тиску і болю, збереження жиру, іноді синтез деяких речовин, наприклад вітаміну D у людини. Також у великого числа невеликих, переважно безхребетних, водних тварин або тварин мешкають у вологих середовищах, покривна система відповідає за дихання. Ця система є найбільшою за розміром системою органів.

Шкіра є найбільшим за площею органом тіла тварин, наприклад у людини його площа становить близько 1,7 м². Шкіра складається з трьох шарів, епідермісу (зовнішнього шару), дерми і гіподерми (внутрішнього шару).

Епідерміс в свою чергу ділиться на кілька підшарів (зазвичай 3-5), що містять клітини чотирьох типів. Головною функцією кератиноцитів є синтез кератину, білка, надає шкірі її еластичні властивості і водостійкість. Меланоцити відповідають за секрецію меланіну, темного (коричневого або чорного) пігменту, надає колір шкірі багатьох тварин. Клітини Меркеля серед інших функцій залучені в відчуття дотику. Нарешті клітини Лангерганса входять до імунної системи, відповідаючи на антигени.

Найнижчий шар епідермісу називається базальним шаром (stratum basale), це шар товщиною в одну клітку, що покоїться на базальній мембрані - шарі позаклітинної матриці між дермиса і епідермісом. Клітини цього шару постійно діляться, замінюючи собою відмирають клітини верхніх шарів шкіри. Епідерміс не має кровоносних судин, а всі поживні речовини поставляються з дерми. В результаті тільки клітини базального шару отримують харчування, інші клітин швидко відмирає. Коли клітини досягають поверхні шкіри, вони злущуються, цей процес називається десквамацією.

Наступний шар, шипуватий шар (stratum spinosum), складається з 4-5 рядів шипуватий клітин, переплетених між собою. За ним розташований зернистий шар (stratum granulosum), що є головним джерелом кератину шкіри. З виділенням кератину починається смерть клітин шкіри. Під час десквамації кератиноцити переміщаються до поверхні шкіри, при цьому активно синтезуючи кератин, швидко починає домінувати в їхній хімічний склад. Коли ці клітини досягають верхніх шарів епідермісу, кератин вже витісняє більшість інших внутрішньоклітинних компонентів. Ці клітини швидко вмирають і народжуються, в разі людини епідерміс оновлюється кожні 35-45 днів.

Над шипуватим шаром знаходиться зернистий шар (stratum granulosum), що складається з декількох рядів ромбоподібних клітин, в протоплазмі яких містяться зерна і грудочки, що складаються з передвісника кератину, кератогиалина. Наступне, блискучий шар (stratum lucidum), зазвичай тонкий і часто відсутня, але добре виражений на підошвах і долонях. Він складається з плоских без'ядерних клітин, сильно заломлює світло і є головним у захисті від ультрафіолетового випромінювання. Останнім шаром є роговий (stratum corneum), товстий і складений з мертвих клітин. Ці клітини містять сформовані кератинові волокна, що додають йому еластичність і захищають від висихання.

Дерма, або «справжня шкіра», є головним носієм механічних властивостей шкіри, забезпечуючи її міцність і еластичність. Дерма розташована безпосередньо під епідермісом і відділена від нього базальноїмембраною, яка утворює вирости в сторону епідермісу - сосочки. Завдяки такій будові забезпечується міцне з'єднання дерми та епідермісу. Її товщина в людини коливається від 0,5 до 5 мм. Дерма містить трохи клітин, і велика частина її простору зайнята позаклітинною матрицею. Головним компонентом цієї матриці є колагенові волокна, хоча також містяться еластинових і аргірофільні волокна. Клітини дерми представлені фібробластами, огрядними клітинами, макрофагами, лейкоцитами. Зазвичай дерму поділяють на два шари: менш щільний сосочковий і щільний сітчастий. Між цими шарами немає чіткої межі, через що їв важко розрізнити.

Сосочковий шар розташований безпосередньо під епідермісом і містить сосочки. Деякі з них мають капіляри, що постачають до шкіри поживні речовини, інші містить рецептори дотику. Подвійні ряди сосочків на пальцях формують відбитки пальців, що допомагають підвищенню жорствості шкіри на зрушення.

Сітчастий шар містить щільну мережу колагену, зібрана у вигляді ліній Ланжера. Порізи, паралельні цим лініям заживають швидше і з меншим утворенням шрамів. Цей шар також містить рецептори тиску - корпускули Пасініана, потові залози, лімфатичні вузли, гладкі м'язи і волосяні цибулини.

Гіподерма є третім шаром шкіри, хоча часто вважається підшкірним шаром. Це шар сполучної тканини, яка містить розгалужену мережу кровоносних і лімфатичних судин, уздовж яких проходять відгалуження глибоких шкірних нервів, в оточенні аргірофільних і колагенових волокон. Мережа волокон щільна між епідермою і дермою, від цього шару вглиб опускаються пучки волокон, утворюючи структуру, подібна решітки, навколишнього жирові клітини. Тут зберігається велика частина жиру, становить у людини близько половини. В цей шар також проникають сальні і потові залози і волосяні цибулини.

Потові і сальні залози

У шкірі ссавців знаходиться велика кількість асоційованих структур, таких як потові і сальні залози. Потові залози бувають двох типів: еккрінні розташовані глибше і розподілені по всій поверхні, а апокринні сконцентровані у поверхні підмішок, сосків і району геніталій. Еккрінні залози відповідають на високу температуру і виділяють піт, що складається переважно з води і містить до 1% солей і жирів. Апокринні залози виділяють також феромони, що забезпечують залучення представників протилежної статі під час спарювання або подають інші сигнали представникам як свого, так і інших видів. Ці залози відповідають на сексуальне збудження і стрес. Існує також кілька модифікованих і більш спеціалізованих варіантів апокринні залоз. Одним із прикладів є розташовані в вухах церумінозні залози, що виділяють вушну сірку. іншим прикладом є молочні залози самок, призначені для виділення молока.

Сальні залози розташовані майже по всьому тілу, за винятком стоп і долонь. Ці залози виходять в протоки волосяних цибулин і виділяють шкірне сало - суміш жирів, восків і вуглеводнів. Шкірне сало відштовхує воду і захищає тіло від води, висихання і патогенів. Сальні залози особливо численні на долонях і обличчі.

Волосся і нігті

Волосся складається з ороговілих волокон клітин, які розвиваються в епідермісі. Кожна волосина ділиться на цибулину і стрижень, стрижень містить мозкову речовину, коркове речовина і кутикулу (оболонку). У центрі волоса знаходиться мозкова речовина, що містить ороговілі полігональні клітини, м'які кератинові волокна і повітря. Пушкова волосся мозкової речовини немає. Корковаречовина формує товстий шар і містить пігменти, які надають волоссю колір. Кутикула, зовнішній шар, сформована з мертвих клітин, що перекриваються як луски. Як кіркова речовина, так і кутикула, містять жорсткий кератин. Коріння волосся знаходиться у волосяному фолікулі, глибока частина якого, занурена в дерму, називається волосяної цибулини. До цибулини проникає один сосочок дерми і постачає йому поживні речовини, необхідні для росту волосся. Всі цибулини формуються під час ембріонального розвитку, після чого нових цибулин вже не з'являється.

Волосся постійно випадає і відростає заново, хоча зростання не постійний, існують періоди зростання і спокою. Головними функціями волосся є захисна від забруднення і води і теплоізоляційна. Спеціалізовані типи волосся захищають певні частини тіла. Особливим типом волосся є пір'я птахів, не тільки захищає тіло, але і дозволяє птахам літати.

До волосяним фулікулів прикріплені випрямні м'язи, гладкі м'язи, при скороченні приводять волосся у вертикальне положення і утворюючи горбки на шкірі ( «гусячу шкіру»). Ці м'язи знаходяться під контролем нервової системи, вони активізуються в разі холоду або страху.

Нігті або кігті є твердими пластинами кератінізованіх клітин на кінцях пальців. Подібно волосся, вони розвиваються з епідермісу. Нігті / кігті допомагають хапати об'єкти, свербіти, і захищають пальці. компонентами нігтя є нігтьова луночку (біла частина в основі), тіло і корінь (прихований під шкірою, саме тут відбувається зростання). Ніготь спочиває на товстому шарі епітеліальних клітин - ложе нігтя, тоді як навколо кореня розташоване інше потовщеною шкіри-матриця. Під час ембріонального розвитку ніготь покритий тонким шаром епітелію - епоніхімою, від якої у дорослої тварини може залишитися тільки кутикула - шар, що покриває основу нігтя.

Луски є іншим типом структур, які можуть формуватися на поверхні шкіри багатьох тварин. Ці структури різноманітні у різних тварин. Тоді як у багатьох риб луски формуються з епідермісу і також містять кератин, луски птахів і плазунів (також відомі як «щитки») формуються з дерми і багаті хітин, луски комах складаються з композитного матеріалу, який може містити кілька різних білків.

пігментація

Колір шкіри і волосся надається такими пігментами як меланін (найчастіше чорний або коричневий, деякі форми червоні), каротин (жовтий або помаранчевий) і кров'ю в капілярах, які можна побачити через прозорі шари шкіри. Меланін в найбільшою мірою поглинає ультрафіолетове випромінювання, яке може викликати рак, а вплив сонячного світла викликає збільшення секреції меланіну - загар, - тимчасово збільшує захист від ультрафіолету. Меланін в найбільшою мірою відповідає за колір шкіри і волосся тварин; мутанти, здатні виробляти меланін, називаються альбіноса.