Значення і будова шкіри. Терморегуляція

Вивчивши цей параграф, ви детальніше ознайомитеся з будовою шкіри та її функціями, а також дізнаєтесь про походження волосся й нігтів; зрозумієте як організм здатен підтримувати постійну температуру тіла і яка роль шкіри в цьому.

Чи корисно пітніти? Для чого людині волосся на тілі? Чому, коли нам холодно, ми тремтимо?

Функції шкіри

Зовнішнім покривом нашого організму є шкіра. Це найбільший орган організму. Загальна площа шкіри приблизно 1,5-2 м², а її маса становить 15 % маси всього тіла. Шкіра виконує такі функції:

1.    Захисна:

—    є бар'єром між навколишнім середовищем і внутрішніми частинами організму:

—    забезпечує захист від зовнішніх механічних ушкоджень (тертя, тиску, ударів);

—    попереджує проникнення мікробів;

—    захищає від пошкоджуючої дії ультрафіолетового випромінювання;

—    попереджує втрату' води.

2.    Сприйняття подразнення — у шкірі розташована велика кількість чутливих рецепторів, що реагують на дотик, тиск, температуру, біль.

3.    Видільна функція — шкіра бере участь у виведенні з організму зайвої води й деяких солей під час потовиділення.

4.    Регуляція температури тіла (терморегуляція).

Будова шкіри

Шкіра складається з двох шарів: епідермісу і дерми, які відділенні від м’язів і кісток підшкірною жировою клітковиною (.40.1. 5.7).

Епідерміс. Це зовнішній шар шкіри, утворений багатошаровим епітелієм й викопу'є переважно захисну' функцію. Клітини пиж-

нього шару епідермісу постійно діляться. Нові клітини поступово просуваються до поверхні шкіри й стають твердими через те, що заповнюються міцним білком кератином. Тверді клітини поверхні шкіри поступово злущуються, зазвичай цього ви не помічаєте. Якщо ж ви розчешете волосся, нахилившись над чорною поверхнею, ви побачите, що на ній з'явилися білі часточки (особливо у людей, які страждають на синдром сухої себореї — лупи). Це, власне, і е відмерлі клітини епідермісу. Що товщий шар відмерлих клітин епідермісу, то шкіра грубіша, наприклад на п’ятах, ліктях.

У глибших шарах епідермісу містяться клітини, які виробляють забарвлюючий пігмент — меланін. Що більше цього пігменту, то темніший колір шкіри. Родимки, які є на шкірі в кожного, — це скупчення клітин, що виробляють меланін. Засмага — це взагалі захисна реакція організму па дію ультрафіолетового випромінювання сонячних променів і зумовлена збільшенням утворення меланіну.

Дерма. Це шар шкіри, розташований під епідермісом.

Дерма утворена власне сполучною тканиною, яка наскрізь просякнута кровоносними судинами. Почервоніння чи збліднення обличчя пов’язане з розширенням, відповідно, звуженням кровоносних судин шкіри обличчя.

У дермі розташована велика кількість нервових закінчень, які забезпечують відчуття дотику, тиску, температури, болю.

Дерма містить велику кількість еластичних і колагенових волокон, — це надає шкірі пружності, а також обумовлює її здатність до розтягнення.

З віком, а також під дією сонячних променів кількість еластичних і колагенових волокон у шкірі людини зменшується. Це приводить до утворення зморшок і старіння шкіри.

У дермі розташовані волосяні сумки, у яких містяться епітеліальні клітини, що формують корінь волосся. Поділ цих клітин обумовлює ріст волосся, яке проходить крізь епідерміс і виходить назовні. Ці клітини схожі па клітини епідермісу, вони також заповнюються кератином і стають твердими (мертвими). Отже волосся, фактично побудовано з відмерлих, затверділих клітин. Волосся, що па голові, захищає її від перегрівання та переохолодження. Вії та брови перешкоджають потраплянню до очей води, пилу та інших подразників.

У середньому па голові в людини є 100 000 волосяних сумок. Швидкість росту волосся становить 1 мм за три дні. Колір волосся залежить від кількості пігменту меланіну. У брюнетів меланіну багато, у блондинів його майже немає, у сивому волоссі цей пігмент взагалі відсутній. Рудий колір волосся обумовлений особливим пігментом, що містить залізо. У волосяну сумку від-

криваються протоки сальних залоз.

Сальні залози виробляють шкірний жир, який пом'якшує шкіру, захищає її від пересихання. Шкірний жир має антибактеріальні властивості й пригнічує ріст мікроорганізмів на її поверхні.

Потові залози також починаються в дермі й відкриваються па поверхню шкіри. Вони є у всіх ділянках шкіри тіла людини й, відповідно, виробляють піт. Піт складається із води, солей та інших водорозчинних речовин. Утворення й виділення поту — це одна із важливих функцій шкіри, яка забезпечує її роль в обміні речовин і регуляції температури тіла людини.

Одним з утворень шкіри є нігті, які захищають кінцеву частину фаланг пальців від травм. Роздивіться уважно будову нігтя на малюнку (мал. 5.8). Нігті, як і волосся, утворюються в результаті поділу епітеліальних клітин в зоні кореня нігтя, які поступово заповнюються кератином, стають твердими й вмирають. Ніготь має рожевий колір завдяки кровоносним судинам, які проходять у дермі й просвічуються крізь шар клітин епідермісу — нігтьового ложа. Потовщення нігтьового ложа в основі нігтя називають нігтьовим матрнксом. Завдяки його товщині кровоносні судини в цій зоні не просвічуються, тому ми бачимо світлий иапівмісяць в основі нігтя — лунку. Ніготь захищений від ушкоджень шкірним валиком і боковими складками шкіри. Прозору складку епідермісу, яка є продовженням шкірного валика, називають кутикулою.

Центр терморегуляції

Незалежно від температури навколишнього середовища, а також кількості тепла, що виробив організм, температура тіла залишається сталою і дорівнює 36,3-36,8 "С. Це — нормальна температура тіла, яка необхідна для нормального перебігу всіх хімічних реакцій в організмі. Наприклад, за підвищення температури тіла основний транспортер кисню в організмі — білок гемоглобін менш ефективно зв’язується з киснем, що є дуже небезпечним. Візьміть термометр і виміряйте температуру вашого тіла, коли ви перебуваєте в приміщенні, а потім на відкритому повітрі. Ви

переконаєтесь: вона — незмінна. Процес регуляції температури тіла має назву — терморегуляція. Терморегуляція відбувається завдяки тому, що центральна нервова система має центр терморегуляції, який розміщений у гіпоталамусі. Він отримує сигнали від температурних рецепторів. Цей центр, як звичайний термо-датчик, реагує на зміни температури тіла й, відповідно, віддає команда підвищити чи знизити її. Згадайте, як працює звичайний кондиціонер, у який вбудований термодатчик. Ви виставляєте на ньому певну температуру і, залежно від температури навколишнього середовища, прилад починає гріти чи охолоджувати повітря до тих пір, поки навколишня температура не досягне встановленого значення. В організмі людини продукція тепла залежно від умов зовнішнього середовища змінюється шляхом посилення або послаблення інтенсивності обміну речовин.

Роль шкіри в регуляції температури тіла. Шкіра відіграє важливу роль у регуляції температури тіла. Якщо вона підвищується вище норми, температурні рецептори надсилають відповідні сигнали, центр терморегуляції активується і відбувається запуск рефлексу, спрямованого на зниження температури тіла (лал. 5.9). Нервовими волокнами він надсилає сигнал до кровоносних судин шкіри й спричинює їхнє розширення. Через розширені судини

шкіри більше крові протікає через її поверхню і, відповідно, вона віддає більше тепла в навколишнє середовище. За нормалізації температури центр отримує сигнал від терморецепторів про припинення роботи, і судини приходять у норму.

У сильну спеку, коли існує загроза теплового удару, для додаткового зниження температури тіла нервова система активує процес потовиділення. Випаровуючись з поверхні шкіри, піт поглинає значну кількість тепла, завдяки цьому людина може витримувати високі температури. Пам’ятайте, що втрата води з потом може привести до падіння кров'яного тиску й запаморочення. Тому в спеку потрібно вживати достатню (але не надмірну!) кількість води для підтримання водно-сольового балансу організму.

Коли ж температура у зовнішньому середовищі знижується, навпаки, центр терморегуляції запускає рефлекторне звуження судин і, таким чином, зменшує віддачу тепла в навколишнє середовище. Також організм підвищує вироблення тепла завдяки активації процесів обміну речовин. Згадаємо, що результатом метаболічного перетворення поживних речовин є утворення не лише енергії у вигляді молекул ЛТФ, а також і тепла. Найбільше вивільняється тепла в результаті перетворення білків (ЗО %), тоді як перетравлення жирів дає 4 %, а вуглеводів — 6 %. Найефективнішим джерелом тепла в нашому організмі є скорочення скелетних м'язів. Згадайте, що за надмірного охолодження тіло починає тремтіти. Це захисний механізм для підвищення температури тіла, який виникає в результаті надсилання нервових імпульсів від центру терморегуляції до скелетних м’язів. Скорочення скелетних м’язів утворює додаткове тепло — і тіло зігрівається. Том^' Для зігрівання в морозяний день і попередження переохолодження потрібно весь час рухатись.

Таким чином, регуляція температури тіла здійснюється рефлекторним шляхом.

Висновки

1.    Шкіра — це найбільший орган нашого організму, який складається з епідермісу та дерми, які відділенні від м'язів і кісток підшкірною жировою клітковиною. Волосся І нігті утворені з мертвих, заповнених кератином епітеліальних клітин.

2.    Шкіра виконує захисну, видільну, терморегуляторну функції та сприймає подразнення з навколишнього середовища.

3.    Центр терморегуляції розміщений в особливій структурі головного мозку — гіпоталамусі. Рецептори шкіри Інформують гіпоталамус про зміни температури довкілля.

4.    У спеку розширюються судини шкіри, активується потовиділення, сповільнюється Інтенсивність обміну речовин.

5.    В умовах холоду звужуються судини шкіри, посилюється обмін речовин, відбувається тремтіння м'язів.

Контрольні запитання

1.    Назвіть основні функції шкіри.

2.    Що подібного між епідермісом, ВОЛОССЯМ I НІГТЯМИ?

3.    Опишіть будову дерми й функції окремих її частин.

4.    Від чого залежить колір шкіри й волосся?

5.    Що таке терморегуляція?

6.    Яким чином терморегуляторний центр підтримує температуру тіла на сталому рівні?

7.    Яка роль потових залоз у підтриманні температури тіла?

8.    Чому за переохолодження тіло починає тремтіти?

Завдання

Об'єднайтеся в групи І разом складіть поради мандрівникам, які вирушають у подорож в різні куточки планети: а) у джунглі; б) в пустелю Сахару; в) в Антарктиду; г) на Монблан. Передусім опишіть умови (температура, вологість, вітер, рівень ультрафіолетового випромінювання), які очікуються під час подорожі. Порадьте, який одяг І додаткові засоби захисту краще взяти в мандрівку. Також визначте, які продукти харчування та напої сприятимуть підтриманню нормального функціонування організму людини у таких екстремальних умовах [Скористайтеся матеріалами розділів «Обмін речовин та енергії», «Травлення»),

Для допитливих

Сонячні промені — користь І шкода. У незначних кількостях ультрафіолетове випромінювання сонячних променів важливе для організму, а саме: для утворення вітаміну 0 клітинами епідермісу. Але зловживання перебуванням на сонці є ризиком розвитку раку шкіри. Меланома — це одна з найагресивніших злоякісних пухлин, яка розвивається Із клітин, що виробляють меланін. Для попередження розвитку раку шкіри необхідно використовувати сонцезахисний крем, обмежувати тривалість перебування на сонці, особливо опівдні, а також не зловживати процедурами у солярії.

Акне (вугрова хвороба). Захворювання сальних заноз, що виникає в результаті збільшення секреції шкірного жиру сальними залозами. Закупорка отвору сальної залози в зоні волосяної сумки сприяє росту бактерій, які й викликають запалення. Вугровий висип трапляється практично в будь-якому віці: від народження до старості.

Найпоширенішою формою акне є юнацькі вугрі, які спостерігають у пацієнтів 12-24 років майже в 90 % випадків.

Причинами виникнення акне є генетична схильність, також порушення особистої гігієни (потрібно тримати тіло в чистоті, не використовувати косметичні засоби, що сприяють закупорці сальних залоз — тональні креми, пудри, рум'яна тощо). Зміни в гормональному стані організму в період статевого дозрівання підлітків також можуть викликати появу акне, яке повинно пізніше зникнути. У деяких випадках вугрова хвороба потребує медикаментозного лікування, яке призначає лікар-дерматолог. До того ж він встановить, чи не викликана поява акне ураженням шкірним кліщем — демодексом.

Підіб'ємо підсумки

1.    Ми зрозуміли, що нирки виводять з крові продукти обміну та підтримують водно-сольовий гомеостаз.

2.    Ми дізналися, що процес утворення сечі відбувається у нефронах: шляхом фільтрації у нирковому тільці утворюється первинна сеча, а під час процесів зворотного всмоктування та канальцевої секреції — вторинна сеча.

3.    Ми запам’ятали, що шкіра утворена епідермісом І дермою. Епідерміс утворений епітеліальною тканиною, у клітинах якої накопичується кератин. Дерма складена сполучною тканиною й містить потові та сальні залози, волосяні сумки, кровоносні І лімфатичні судини.

4.    Ми довідались, що цистит, пієлонефрит та Інші хвороби сечостатевої системи можуть виникати внаслідок порушення правил гігієни та після перенесених Інфекцій дихальних шляхів, а також, що переохолодження сприяє розвитку цих хвороб.

5.    Ми усвідомили, що шкіра відіграє важливу роль у терморегуляції завдяки рецепторам, які Інформують центр терморегуляції в гіпоталамусі. Кінцева регуляція відбувається завдяки зміні діаметра кровоносних судин дерми, роботі потових залоз, а Інколи — дрижанню м’язів.

Це матеріал з підручника Біологія 8 клас Жолос