Физиология (функция) на кожата

Защитни функции на кожата.

Кожата е сложно устроен орган, който има многобройни функции. Тя осъществява връзката на организма с външната среда. Тя е активна и при контакт с околната среда в нея протичат различни процеси, които не само предпазват вътрешността на тялото от вредни въздействия, но и засилват благотворното влияние на някои външни фактори върху организма.

Една от основните и най-важните функции на човешката кожа е защитно-бариерната, насочена срещу различните екологични фактори: механични, температурни и лъчеви агресии (физични фактори), химични (различните киселини, основи, битова химия и др.) и биологични фактори (различни микроорганизми, гъбички и др.). Тази защитна функция на кожата се осъществява от разнообразни биохимични процеси, от които най-характерни са образуването на водно-липидна мантия, кератин, меланин и колаген.

а) Водно-липидна (киселинна) мантия.

Водно-липидната (киселинна) мантия представлява емулсия на вода в масло (или масло във вода) и покрива цялата кожа. Тя е съставена от секрета на потните жлези (предимно вода), секрета на мастните жлези (предимно липиди) и от излющени и разпаднати рогови клетки (кератин).

Средната степен на киселинност на мантията е рН 5,8 (варира от 5,4 до 6,0), т.е. тя има подчертано кисела реакция, откъдето и името и. Тази кисела среда на повърхността на кожата се дължи на съдържащите се в нея свободни мастни киселини, млечна киселина и някои аминокиселини.

Водно-липидната мантия представлява един превъзходен крем, който предпазва кожата от атмосферни влияния – изсушаване (при много сух въздух), размекване (при голяма влажност), внезапни промени в температурата; защитава я от механични и инфекциозни агенти; пречи и забавя проникването на химични вещества в нея. Киселинността на водно-липидната мантия зависи от пола, възрастта и телесната локализация. При жените тя е по-кисела отколкото при мъжете (при децата е неутрална); по-голяма киселинност има в гънките на тялото (подмишници, слабини и др.). Водно-липидната мантия играе важна роля за омазняването на кожната повърхност. При топло време мазния секрет се разлива по-лесно по повърхността на кожата, а ниските температури задържат този процес, в резултат на което кожата изсъхва и се налага допълнително и третиране с подходящи кремове.

Водно-липидната мантия се променя и при някои козметични дефекти  на кожата. При мазна себорея емулсията е от типа вода в масло, а при суха себорея – масло във вода. Киселинната мантия се разрушава при чести контакти със сапуни, алкализиращи средства, перилни препарати и други химични вещества, което може да доведе до възпалителни реакции (дерматити).

б) Нормална микробна флора.

Кожната повърхност създава много добри условия за попадане в нея и преживяване на най-различни микроорганизми. Здравата кожа на възрастния човек се поселява главно от три групи микроорганизми: епидермални стафилококи, епидермални дифтероиди и дрождеподобни микроорганизми.

Основните фактори, които определят развитието на нормалната микробна флора на кожата са: степен на влажност (сухота), киселинност на кожата, хранителни вещества по кожната повърхност, окосмяване, температура, възраст и състоянието на защитните механизми на кожата.

Кожата е добре подготвена структурно и функционално за защита срещу микроорганизмите, които непрекъснато попадат върху нея. Роговият слой се излющтва непрекъснато, с което отпадат микроорганизмите, разположени в най-повърхностните слоеве. Клетките в епидермата са здраво споени с мукополизахариди, които са трудно преодолимо препятствие за микроорганизмите. В дермата се намират лимфоцити, макрофаги, мастоцити и други клетки, които поглъщат попадналите микроорганизми или продуцират антитела срещу тях.

Наличието на нормална микробна флора в кожата е необходимост. Тя не предизвиква заболявания, участва в отбраната на организма срещу внедряването и развитието на други микроорганизми, участва в подържането на кисела реакция на кожната повърхност и др.

Влажната, топла и окосмена кожа съдържа много повече и различни микроорганизми. Възрастта на индивида също влияе върху кожната микробна флора.микроорганизми. В детска възраст поради липса на полово хормонална активност мастната секреция е много оскъдна, а съставляващите я мастни киселини имат антибактериално действие. Ето защо тук се откриват освен нормалната микрофлора и други микроорганизми. В пубертета поради значително увеличение на мастната секреция се увеличават бактерицидните възможности на кожата, но пък се увеличават пропионибактерииите, които участват в появата на акне. В зряла възраст поради хормоналното равновесие се регулира и нормалната флора. В напреднала възраст поради отпадане на половата хормонална активност мастната секреция е отслабена и , както в детска възраст се срещат и други микроорганизми.

Върху състава на нормалната микробна флора голямо влияние оказва продължителното прилагане на козметични средства. Те влияят на микроорганизмите и нарушават екологичното равновесие между тях, а това може да доведе до патологични промени на кожата.

в) Образуване на кератин (рогова материя).

Процесът на образуване на кератин се нар.кератопоеза. той протича по следния начин. В базалния слой се извършва непрекъснато митотично делене на клетките. Новообразуваните клетки изтласкват по-старите нагоре. Обмяната на веществата се извършва чрез приток и отток на кръв посредством капилярните съдове в папилите на дермата. В спинозния слой става постепенно разграждане на протоплазмата и ядрата на клетките. Тук храненето на клетките се извършва от лимфоподобна течност, която се намира между клетките на шиповидния слой. В зърнестия слой клетъчното ядро изчезва, като се образуват кератохиалинни (белтъчно-липоидни) зърна – предварителен стадий на рогово вещество. В роговия слой клетките са вече мъртви – без ядра, и изглеждат като плоски рогови пластинки, които в горната част на епидермата постепенно отпадат. Времето необходимо на една базална клетка да се превърне в рогова е 28 дни, като този кръговрат продължава през целия ни живот.

Кератинът представлява нишковиден белтък с богато съдържание на сяра – съдържащи аминокиселини, цистин и цистеин. Молекулата му се състои от три полипептидни вериги, които се стабилизират по между си с дисулфидни и водородни връзки, което го прави много устойчив към физични (топлина), химични (киселини, основи) и биологични (ензимни) въздействия. Това определя защитно-бариерната му функция, тъй като възпрепятства проникването в организма на различни микроорганизми и химически вещества. Обаче някои насекоми (например молците) и гъбички (микози) съдържат ензима кератиназа, чрез който разрушават кератина и го използват за храна.

Голямо количество кератин се образува по дланите и стъпалата, косата и ноктите.

Регулацията на образуването на кератин е под генетичен контрол. Важна роля играят епидермалния растежен фоктор, витамин А и някои микроелементи (специално мед и цинк). При смутена регулация в образуване на кератина настъпват редица болестни състояния на кажата. Така например ускоряването на клетъчния цикъл води до непълно вроговяване (характерно за псориязиса), а забавянето му – до засилено вроговяване(характерно за ихтиозиса).

г) Образуване на меланин.

Цветът на човешката кожата се дължи на три пигмента: меланин (продуцира се от меланоцитите) – на него се дължат различните нюанси на кафявия цвят; каротин (провитамин А, който се съдържа в роговия слой) – придава жълтия цвят и хемоглобин – придава розово-червения цвят.

Меланинът е основният пигмент, който определя цвета на кожата при човека. От безцветната киселина тирозин под влияние на ензима (фермента) тирозиназа се образува неразтворим цветен полимер – меланин. В кожата и космите съществуват три типа меланини: с черен, с червен и с жълто-оранжев цвят, като при тяхното комбиниране се получават различните различни нюанси. Сложният биохимичен процес, който се осъществява при тезиреакции, се нар. меланогенеза.

Меланогенезата се стимулира от вътрешни (генетични и хормонални) и външни (лъчеви и химични) фактори. Мощен стимулатор на пигментацията са УВ лъчите, които увеличават броя на меланоцитите, засилват тирозиназната активност, образуването и транспорта на меланозамите.

Меланинът има фотопредпазващи функции. Той поглъща светлината в голям диапазон на слънчевия спектър и свързва образуваните при слънчевото облъчване вредни продукти. Меланинът предпазва подлежащите тъкани от остро и хронично увреждане от ултравиолетовата радиация, от която се получава изгаряне, преждевременно стареене или злокачествено израждане (развитие на кожен рак) на кожата.

д) Образуване на еластични субстанции.

Образуването на еластични субстанции (колаген, еластин и междуклетъчно вещество) в дермата се осъществява от специални клетки, нар. фибробласти. Те произвеждат необходимите субстанции за изграждането на колагенните и еластичните влакна и на междуклетъчната основна субстанция. Фибробластите притежават малки мехурчета, в които чрез сложни биохимични процеси се изграждат предшествениците на колагенните и еластичните влакна. Тези предшественици на фиброзния материал се изхвърлят от клетката в междуклетъчното пространство, където се формират полипептидните вериги на колагена и еластина.

Молекулата на колагена се състои от три спирални полипептидни вериги (тройна спирала), свързани допълнително в обща суперспирала. Колагенът е съставен главно от аминокиселините пролин и оксипролин, които почти не се срещат в белтъците на другите тъкани. Той е устойчив на редица ензими (пепсин, трипсин и др.).

Характерно за молекулата на колагена, е че след денатурация (разпадане) под въздействието на редица разтворители и др., тя може да се възтанови спонтанно.

Основната субстанция запълва пространството между колагенните и еластичните влакна. Тя е изградена от мукополизахариди, които съдържат полизахаридна (глюкозамингликан) и белтъчна (протеогликан) съставка. От тях най-голямо значение имат киселите мукополизахариди (хиалуронова киселина, хондроитин сулфат и др.), които играят важна роля в метаболизма на клетките.

Основната (междуклетъчна) субстанция и особено съдържащите се в нея протеогликани с техния вискозитет имат поддържаща роля и подпомагат еластичността, разтегливостта и тургорът на кожата. Тя се влияе особено много от различните хормони. Процесите на остаряването причиняват обменни нарушения и в дермата, където значително намалява количеството и качеството на основната субстанция.

Човешката кожа притежава значителна механична здравина и разтегливост. Колагенните и еластичните влакна позволяват значително разтягане и противопоставяне на свиване и сгъване.

Кожата притежава високоеластични свойства, т.е. съчетава качествата на вискозните (гелобразни) течности и еластичните компоненти, които се съдържат в дермата. Синоним на висока еластичност е кожния тургор. Той зависи от съдържанието на течност в кожата (дермата съдържа до 75 % вода) и от кожната еластичност – възможностите и да се свива и отпуска. Високоеластични свойства на кожата зависят и от състоянието на епидермата. При някои аномалии (вроговяване) тя е опъната и твърда и е значително по-слабо разтеглива от здравата кожа.

е) Имунна защита.

Кожата има важни имунологични функции. Тя защитава организма от инфекции и други антигенни въздействия (субстанции предизвикващи алергични реакции). В имунологичните функции важна роля играят Лангерхансовите клетки, макрофагите, мастоцитите и лимфоцитите:

·        Лангерхансови клетки. Намират се в епидермата и са разположени предимно в спинозния слой. Техните израстъци достигат до базалния слой и дермата. Лангерхансовите клетки поглъщат (фаогоцитират) различни антигени (бактерии, химични вещества и др.) и ги пренасят до лимфоцитите в дермата, а някои клетки достигат и до лимфните възли в съответната област на тялото.

·        Макрофаги (тъканни хистоцити). Те се намират в дермата и имат голяма поглъщаща способност. Макрофагите съдържат хидролитични ензими, чбез които осъществяват вътреклетъчно смилане на чуждородни вещества и микроорганизми. Синтезират и важни субстанции, предназначени за борба с инфекциите.

·        Мастоцити (тъканни базофили). Намират се в дермата и съдържат хипарин, хистамин, серотонин и други медиатори, които играят важна роля при алергичните реакции на кожата.

·        Лимфоцити. Те биват два основни вида. И двата произхождат от костния мозък: Б-лимфоцити (секретират антитела насочени главно срещу инфекциозни агенти) и Т-лимфоцити (участват във възпалителните процеси и в борбата срещу раковите процеси на кожата).

ж) Овлажняващ механизъм на кожата.

Механизмът за регулиране на водното съдържание на кожата в най-голяма степен определя нейното състояние и външен вид.

Кожата съдържа около 11 % от общото съдържание вода на организма. Количеството на водата в роговия слой нормално е от около 20 %. При такова влагосъдържание роговия слой е достатъчно еластичен и изпълнява нормално функциите си. Когато количеството на водата в него спадне под 10 %, кератинът изсъхва, като се увеличава неговото механично, химично и микробиологично съпротивление. За сметка на това обаче, роговият слой става груб, загубва еластичността си и започва да се набръчква, напуква и лющи.

Поддържането на нормалното влагосъдържание в роговия слой се осъществява с помощта на секрета на мастните жлези (т.нар. субум) и на една субстанция (комплекс от органични вещества) означена като NMF (Natural Moisturising Factor = Естествен Овлажняващ Фактор).

 

Таблица: Състав на маслената фаза на човешкия себум и състав на NMF:

Себум (маслена фаза)		NMF
компонент	количество,%	компонент	количество,%
Свободни мастни киселини	~5	Аминокиселини	~40
Глицериди	~50	Пиролидонкарбонова киселина	~12
Восъци	~20	Лактати	~12
Сквален	~10	Карбамид	~7
Парафини с разклонена верига	~5	Амоняк, глюкозамин и креатанин	~1,5
Свободен холестерол	~1	Цитрати	~0,5
Холестеролови естери	~4	Na, K, Ca, Mg, PO4, Cl	~18,5
Други стероли	~1	Захари, органични к-ни, пептиди и неидентифицирани съставки	~8,5
Неидентифицирани вещества	~4

Себумът изпълнява пасивна роля и подпомага задържането на водата върху кожата. Той представлява емулсия съставът, на която е даден в таблица 1. Тази емулсия е субсанция, която разстилайки се по повърхността на кожата, образува липофилен оклузивен (преграждащ) филм, възпрепятстващ изпарението на водата от кожата. Освен това съдържащите се в нея стероли допринасят за емулгирането на част от намиращата се върху кожата вода и по този начин подпомагат задържането и.

Действието на себумната мазнина за задържане на водата в кожата се подпомага и от епидермалните липиди, които се отделят от деградиралите рогови клитки. Тези липиди наподобяват по състав себумната мазнина, но са значително по-богати на холестерин и негови естери, поради което притежават по-изразени емулгиращи свойства.

Естетсвения овлажняващ фактор (NMF), заема значителна част от състава на роговия слой. Установено, е че нормално роговия слой се състои от ~58 % кератин, ~11 % липиди и окол 30 % от него (NMF). Той се съдържа вътре в самата система на роговия слой, където е свързан с липидната мрежа, която го предпазва. Тази липидната мрежа е изградена от свободни мастни киселини, глицериди, восъци, въглеводороди (предимно сквален), свободни мастни алкохоли, стероли и др. Компонентите му могат да бъдат извлечени от роговия слой само ако се разрушат клетъчните стени и липидната му мрежа. Това може да се постигне например при продължително третиране на кожата с детергенти.

Установените в състава на NMF вещества са посочени в таблица 2. Този състав е в динамично равновесие, което се определя най-вече от равновесието между пиролидон карбоновата и глутаминовата киселини:

С повишаване на температурата на кожата, при което се стимулира изпарението на водата от нея, глутаминовата киселина се трансформира в пиролидонкарбонова. Важни компоненти на NMF са солите на тази киселина, които притежават силно изразени хигроскопични свойства (самата тя не е хигроскопична). Например натриевата сол на пиролидон карбоновата киселина, която е предимно застъпена в NMF , може да абсорбира над 60 % от собствената си маса вода, като в това отношение превъзхожда повече от 1,5 пъти глицерина и повече от 2 пъти пропиленгликола. Аналогична по своето хигроскопично действие е и натриевата сол на млечната киселина, която също е предимно застъпена в NMF, измежду съдържащите се лактати.

Следователно в този си състав NMF е преди всичко субстанция с хигроскопични и емулгиращи свойства (повърхностно активни свойства). От това произтичат и основните му функции, а именно:

а. Поема и задържа влагата, която се доставя от по-долните слоеве на епидермиса;

б. Абсорбира водата , намираща се върху кожата, в следствие на изпотяване или доставяне от външни източници;

в. Понижава повърхностното напрежение на границата кератин / вода и по този начин спомага за преодоляването на естественото отблъскване на водата от кератина.

Липсата на NMF разстройва нормалното оросяване на роговия слой и на епидермиса като цяло, нарушава водния баланс и кератина неможе да задържа вода. Без наличието на NMF роговия слой може все още да адсорбира вода, но неможе да я задържа. Освен от влагозадържащата се способност той се лишава и от буферната си способност, от ниските стойности на рН и от редуциращата си способност.

 

Константин Докторов