WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 11 |

Кожа представляет собой сложный многокомпонентный орган, содержащий как фиброзные, так и клеточные компоненты. Толщина и особенности кожи сильно различаются в зависимости от анатомического расположения [153-156]. Кроме того, наблюдаются и значительные возрастные изменения в структуре [157], свойствах [158] и составе кожи [159]. К придаткам кожи относятся волосы и различные железы.

Кожа состоит из двух основных слоев (Рис. 2). Внешний слой – эпидермис – представляет собой многослойный плоский эпителий. Он относительно мало изменяется по толщине, которая в основном составляет порядка 100 мкм [10].

Исключением является эпидермис ладони и подошвы, где его толщина достигает 1 мм [153]. Толщина эпидермиса зависит, в основном, от развития рогового слоя эпидермиса и количества клеточных рядов. Основной тип клеток эпидермиса (эпидермоцитов) составляют кератиноциты, т.е. клетки производящие кератин. Они составляют 85% эпидермальных клеток [160].

Условно эпидермис можно разделить на две области: 1) поверхностный роговой слой, состоящий из безъядерных сухих чешуек. На большей части поверхности тела роговой слой составляет 15-20 клеточных слоев. Благодаря своему строению, роговой слой является естественным барьером, защищающим организм от воздействия окружающей среды; 2) живой эпидермис, составленный из 10-20 слоев кератинизированных эпителиальных клеток, отвечающих за образование рогового слоя [153-155,161-168]. В основном толщина рогового слоя составляет порядка 20 мкм [10,36,54].

Эпидермис человека находится в состоянии постоянного обновления. Клеточное деление в эпидермисе происходит в базальном слое. Из клеток, образовавшихся в результате деления, часть остается на месте, а другая выталкивается в шиповидный слой, где превращается в кератиноциты. В нем осуществляется синтез кератина по мере того, как он проделывает путь от базального слоя к поверхности эпидермиса.

Нормальная кератинизация заканчивается образованием рогового слоя [166].

Живой эпидермис состоит из нескольких слоев, отличающихся количеством рядов и формой клеток: блестящего слоя, зернистого слоя, шиповидного слоя и базального слоя, являющегося ростковым слоем эпидермиса [153,160,161]. Самый глубокий слой эпидермиса, расположенный непосредственно над дермой, носит название базального (герминативного) слоя. Базальные кератиноциты имеют цилиндрическую форму и крупное овальное, хорошо окрашивающееся ядро. В цитоплазме клеток имеется большое количество тонофиламентов, собирающихся в пучки – тонофибриллы. Базальные кератиноциты характеризуются двумя основными функциональными особенностями: а) максимальной митотической активностью и б) активным синтезом фибриллярного белка.

Популяция базальных кератиноцитов неоднородна. Некоторые из них имеют темную цитоплазму (т.н. “dark cells”) с большим количеством кератиновых филамент и меланосом. Эти клетки называются стволовыми. Стволовые клетки в состоянии покоя не делятся или делятся очень медленно. Они являются источником пролифирирующих клеток, которые подвергаются дальнейшему делению и образуют постмиотические базальные клетки, продвигающиеся к поверхности эпидермиса.

Рис. 2. Схема строения кожи Следующий слой эпидермиса, расположенный над базальным, носит название шиповидного слоя. Он состоит из нескольких рядов клеток (7-8 в отростках и 3-4 над сосочками дермы). Шиповидные кератиноциты имеют полигональную форму и отделены друг от друга межклеточными промежутками. Шиповидные кератиноциты обладают способностью к фагоцитозу. При повреждении кожи они поглощают клеточный детрит, фибрин и утилизируют их. При невозможности разрушения этих веществ, шиповидные кератиноциты доставляют их в роговой слой кожи, где и происходит их отторжение.

Зернистый, или кератогиалиновый, слой обычно состоит из 1-2, на отдельных участках 3-4 рядов клеток, имеющих веретенообразную форму и полиморфное ядро с неровными контурами. Характерной особенностью этих клеток, обусловивших их название, является наличие в цитоплазме кератогиалиновых масс, ассоциированных с пучками тонофибрилл (тонофибриллярно-кератогиалиновые комплексы), которые являются непосредственными предшественниками кератиновых фибрилл рогового слоя.

Блестящий слой, расположенный непосредственно над зернистым, представляет собой гомогенную пластинку, отчетливо обнаруживаемую только на ладонях и подошвах. Он состоит из 2-3 рядов безъядерных прозрачных клеток, заполненных сильно преломляющим свет белковым веществом, называемым элейдин. Этот слой имеет важное физиологическое значение, так как именно ему приписывают свойство непроницаемости кожи для воды и электролитов [160].

Главной функцией эпидермальных кератиноцитов является кератинизация, основу которой составляют два взаимосвязанных процесса: 1) постепенная перестройка эпидермальных кератиноцитов, приводящая к дезинтеграции ядер и внутриклеточных органелл, завершающаяся образованием чешуек рогового слоя; 2) синтез фибриллярных элементов (тонофиламентов и тонофибрилл) и их превращение в кератиновые фибриллы. Кератиновые фибриллы рогового слоя свободно подвижны, ориентированны вдоль оси роговой чешуйки, могут набухать и отторгаться.

Кроме кератиноцитов в эпидермисе обнаружены клетки Лангерганса, клетки Меркеля, меланоциты и т.д. Клетки Лангерганса представляют собой дендрические клетки, происходящие из костного мозга, локализующиеся преимущественно в эпидермисе, а также в дерме и лимфатических узлах. В базальном слое эпидермиса они составляют 3-4% от общего числа эпидермоцитов. Клетки Лангерганса являются иммунокомпетентными клетками. Они выполняют функцию макрофагов и являются микроокружением для Т-лимфоцитов. Они играют основную роль в организации защитной роли Т-лимфоцитов в коже против различных антигенов (аллоантигенов, гаптенов, неоантигенов, опухолевых антигенов), попадающих на кератиноциты и меланоциты. Эпидермальные клетки Лангерганса могут мигрировать в региональные лимфатические узлы, тормозят пролиферацию эпидермальных кератиноцитов.

Клетки Меркеля расположены в базальном слое, по объему больше кератиноцитов, имеют округлую форму и светлую цитоплазму. К клеточным оболочкам клеток Меркеля вплотную примыкают безмиелиновые нервные волокна.

Полагают, что с клетками Меркеля связана механочувствительная функция кожи.

В процессе клеточного замещения в эпидермисе образуется пигмент меланин (т.н. меланогенез) [160,167-172]. Меланин образуется в меланоцитах, которые содержат большое число структурных органелл – меланосом (порядка 300 нм в диаметре), которые представляют собой гранулы, наполненные мелкими частицами меланина (около 30 нм в диаметре), так называемой меланиновой пылью. Меланоциты – клетки, тело которых расположено в базальном слое, а отростки достигают шиповидного и зернистого слоя. Ядро занимает значительную часть цитоплазмы и имеет неправильную форму. В цитоплазме много промеланосом и меланосом.

Соотношение меланоцитов и базальных кератиноцитов составляет в среднем 1:11, а в некоторых пигментированных участках кожи (мошонка, крайняя плоть, область анального отверстия) – 1:4.

Меланогенез (греч. Melas, melanos – черный, темный) – внутриклеточный энзимный процесс, осуществляющийся в цитоплазматических органеллах меланоцитов – промеланосомах и меланосомах. Образование меланосом и синтез в них меланина являются независимыми процессами.

Существует тесная функциональная связь между меланоцитами и кератиноцитами. Последние оказывают регулирующее влияние на синтез меланосом и в совокупности с меланоцитами (1 меланоцит и 36 кератиноцитов) образуют меланиновую единицу кожи. Передача меланина из меланоцитов в кератиноциты происходит по типу активного цитофагоцитоза. Дендритические отростки меланоцитов окутываются цитоплазматическими выростами кератиноцитов, и меланин переходит в цитоплазму последних в виде своеобразных пузырьков.

Под эпидермисом находится плотная волоконно-эластичная ткань, которая называется дермой. Она составляет основную массу кожи. Дерма отделена от эпидермиса базальной мембраной и без резких границ переходит в подкожную жировую клетчатку. Пограничная зона между эпидермисом и дермой имеет вид волнистой или зубчатой линии и образована отростками эпидермиса и соответствующими им сосочками дермы [160]. Дерма произвольно делится на две анатомические области: сосковидную и ретикулярную. Более тонкая из них, так называемая сосковидная дерма, является наружной частью соединительной ткани дермы, которая формируется под эпидермисом. Сосковидная дерма содержит лимфатические сплетения и кровеносные сосуды. Толщина ее составляет порядка мкм. Вторая область дермы, составляющая ее основную часть (приблизительно мкм) и лежащая под сосковидной дермой, называется ретикулярной дермой. Она характеризуется как относительно бесклеточная, лишенная сосудов плотная соединительная ткань [154,161,166,173].

По своей структуре дерма кожи относится к фиброзным тканям. В ее состав входят коллагеновые волокна (примерно 70% сухого веса кожи), упакованные в плоские пучки (фибриллы), которые погружены в аморфное внутритканевое вещество, содержащее, подобно внутритканевой жидкости склеры и твердой мозговой оболочки протеогликаны, протеины, протеин-полисахаридные комплексы и воду [12,58,154,160, 166,174]. Эти фибриллы организованы в виде отдельных параллельных пучков. Более того, внутри каждого пучка отдельные волокна разделены между собой большими случайно распределенными в пространстве полостями. Средний диаметр коллагеновых фибрилл, составляющий в среднем 60 нм, сравним с расстоянием между их центрами.

Эластин – второй по весу компонент дермы, обеспечивает необходимую для сохранения формы ткани эластичность, а также связь с волосяными фолликулами и кровеносными сплетениями сосудов [154,166].

Дерма содержит широко разветвленную кровеносную и лимфатическую системы, нервную сеть и эпителиальные железы, которые участвуют в сложных процессах питания, теплообмена, восстановления, иммунных реакций и терморегуляции [175-178]. Кровеносные сосуды располагаются в дерме в виде поверхностного сосудистого сплетения и глубокого сосудистого сплетения (на границе с подкожной клетчаткой) [161]. Артерии, питающие кожу, образуют широкую петлистую сеть под дермой. Из этой сети в кожу поднимаются более мелкие ветви, которые на нижней границе дермы делятся, образуя субдермальную артериальную сеть, параллельную кровеносной системе расположенной на границе между дермой и эпидермисом кожи. Из субдермальной артериальной сети в кожу направляются микроскопически малые артерии (с диаметром порядка 100 мкм). Эти короткие и мелкие артерии делятся, образуя длинные артериолы с диаметром примерно 50 мкм.

Под эпидермисом из них образуются артериолярные аркады [166].

Под слоем дермы располагается жировой слой. Жировая ткань, представляющая жировое депо человека, состоит из белых (однополостных) жировых клеток – адипоцитов, характеризующихся крупным размером (до 120 мкм в диаметре) и одним большим жировым включением, по периферии которого располагается узкий ободок протоплазмы с ядром овальной (сплющенной) формы.

Жировую клетку окружает клеточная мембрана, которая снаружи соединяется с сеткообразной структурой рыхлой межклеточной субстанции. В межклеточных пространствах жировой ткани находится основная субстанция, содержащая агрофильные волокна, фиброциты, лимфоидные элементы и тучные клетки [179,180].

Белый жир составляет основу жировой ткани и распределяется по всему телу. Общая масса подкожной жировой клетчатки у мужчин составляет в среднем 5.7 кг, у женщин – 13 кг [160].

Скопления жировых клеток составляют отдельные жировые дольки, отделенные друг от друга прослойками соединительной ткани. В межклеточных пространствах располагаются кровеносные капилляры (артериальная и венозная ветви) плотно облегающие каждую жировую клетку. Кроме того, в этих же пространствах находятся и ретикулярные волокна. Они оплетают капилляры, проходят в виде нитей между жировыми клетками и играют, очевидно, опорно-механическую роль [181].

В Таблице 1 представлено среднее содержание (в объемных долях) воды, крови и меланина в различных слоях кожи человека [161,172,176,182-186]. Хорошо видно, что наиболее водосодержащими являются нижние слои кожи, в то время как содержание воды в верхних слоях относительно незначительно.

Таблица 1. Содержание крови, воды и меланина в коже человека Слой Смеланина Своды Скрови Роговой слой 0 0.05 Эпидермис 0.1 0.2 Дерма с капиллярными петлями 0 0.5 0.Дерма с поверхностным сплетением сосудов 0 0.6 0.Дерма 0 0.7 0.Дерма с глубинным сплетением сосудов 0 0.7 0.Подкожный жировой слой 0 0.65 0.С оптической точки зрения кожа представляет собой поглощающую среду с ярко выраженными рассеивающими свойствами. Основными компонентами, определяющими поглощающие свойства кожи в видимом и ближнем ИК спектральных диапазонах, являются: меланин, содержащийся в пигментированном эпидермисе, и гемоглобин крови. Поглощение жировой ткани определяется поглощением липидов, воды и пигмента -каротина [10]. Рассеяние определяется, в основном, фиброзной структурой дермы кожи [10,36,168,187-195], хотя определенный вклад в светорассеяние вносит и эпидермис кожи, основными рассеивателями в котором являются митохондрии клеток. Для дермы реальное рассеяние света происходит на коллагеновых волокнах, образующих ее структуру, и узлах образованных сплетением отдельных волокон.

Для описания рассеяния света в биотканях обычно используется модель, в которой биоткань представляется в виде одного или нескольких плоскопараллельных слоев, образованных хаотично расположенными частицами-рассеивателями, погруженными в изотропное базовое вещество (внутритканевую жидкость) [7,9,10,12, 14,15,40,41,54,81,90,94,102,104-108,187-189]. При проведении расчетов рассеиватели, как правило, представляются либо как сферические [14,56,70,94,113,114,116,118-121], либо как бесконечно длинные цилиндрические частицы [14,80,81,84,85,90,94,102,104, 106-109,111,120]. В последнем случае обычно предполагается, что цилиндры расположены параллельно поверхности слоя. Теория рассеяния света биотканями базируется на теории рассеяния света Ми [110,112,113] и ее различных приближениях (например, приближении Рэлея-Ганса-Дебая [106,108,109,111,112,114,196-203]).

В рамках данной модели, в качестве количественной характеристики светорассеяния используется понятие коэффициента рассеяния. Согласно [120] коэффициент рассеяния имеет вид:

µs = Ns, (1) где µs – коэффициент рассеяния, 1/см, s – сечение рассеяния и N – число рассеивающих частиц в единице объема биоткани (для сферических частиц). В случае представления рассеивателей в виде бесконечно длинных диэлектрических цилиндров N это число цилиндров на единицу площади поперечного сечения биоткани. В первом случае N = 3 a3 а во втором N = a2 [109,120]. Здесь – объемная доля (4 ), ( ) рассеивателей, и а – радиус рассеивающей частицы. Для фиброзных биотканей и кожи 0.3 [54,58,120]. Объемная доля рассеивателей определяется как =Vc V, где Vc – объем, занимаемый рассеивателями в данном образце биоткани и V – объем образца.

В приближении Рэлея-Ганса-Дебая, для сферических рассеивателей, сечение рассеяния имеет вид [112,114]:

sin u -u cosu ( ) s = 9 a2x4 m2 -1 (2) (1+ cos2)sin d, m2 + 2 u где u = 2xsin, m = ns nI – относительный показатель преломления и x = 2 nIa – относительный размер рассеивателей. Здесь ns – показатель преломления рассеивающих свет частиц, nI – показатель преломления среды, окружающей рассеиватели и – длина волны излучения. Для цилиндрических рассеивателей сечение рассеяния имеет вид [109,111,112,196]:

ax3 2 -1 2 1+ s =. (3) (m ) 8 (m +1) Спектральная зависимость показателя преломления внутритканевой жидкости кожи была получена в [94] и имеет вид:

2134.2 5.79108 8. nI =1.351+ + -, (4) ( ) 2 где измеряется в нм. Коллагеновые волокна представляют собой основной тип рассеивателей в фиброзных тканях и коже, и, следовательно, определяют их рассеивающие характеристики. Спектральная зависимость коллагеновых волокон имеет вид [94]:

4. ns =1.439+15880.4 -1.4810 +. (5) ( ) 2 1.1.2 Мышечная ткань Мышечная ткань составляет 40-42% массы тела. Принято различать три типа мышечной ткани: скелетную мускулатуру, сердечную мышцу и гладкую мускулатуру.

Существует также деление на гладкие и поперечно-полосатые мышцы. К поперечно полосатым мышцам, помимо скелетных, относятся также мышцы языка и верхней трети пищевода, внешние мышцы глазного яблока и некоторые другие. Миокард занимает по своим признакам промежуточное положение между гладкими и поперечно-полосатыми мышцами [138,145].

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 11 |






















© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.