Основное строение кожи рук
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДАКТИЛОСКОПИИ
Кожа рук человека состоит из трех слоев: эпидермиса, дермы и подкожной жировой клетчатки. Эпидермис, состоящий из слоя ороговевших клеток, покрывает и защищает дермальный слой, который является основным слоем и содержит всю основную массу внутрикожных элементов (разного рода волокна, нервная сеть, сосудистая сеть, потовые железы). Подкожная жировая клетчатка содержит жировую ткань, некоторые железы, рецепторы и соединяет кожу с мускульными и костными органами тела. На внутренних поверхностях кистей рук, подошвах ног и на некоторых других участках тела верхний слой дермы образует сосочки, выстроенные прерывистыми рядами (сосочковый слой дермы). Эпидермис, накрывая сосочковый слой, копирует их, образуя папиллярные линии (валики), а в месте расположения бороздок образуя межпапиллярные промежутки. Папиллярные линии и промежутки создают на поверхности кожи рельефные рисунки — папиллярные узоры, которые обладают такими важными свойствами, как: постоянство и индивидуальность.
Постоянство папиллярных узоров выражается в их относительной неизменности на протяжении всей человеческой жизни, поскольку внутрикожные элементы в течение всего периода своего существования не изменяют строения, и не перемещаются относительно друг друга. При незначительных поверхностных повреждениях кожи устойчивое восстановление папиллярного узора обеспечивается регенеративной способностью основного слоя эпидермиса.
Эластичность кожного покрова позволяет сохранять идентификационную способность отпечатков, независимо от степени их деформации.
Индивидуальность папиллярных узоров определяется обилием деталей, создаваемых сочетанием элементов папиллярных и межпапиллярных линий.
Одной из важных характеристик строения кожи руки является наличие потовых желез. В коже ладонной поверхности кисти на каждый квадратный сантиметр приходится 400-500 потовых желез. Следует отметить, что сальных желез на поверхностях рук нет, но их очень много на всей поверхности человека, а наибольшее их количество находится на коже головы (400-900 на 1 см2). Жир попадает на руки во время прикосновений к этим участкам. Выделение потовых и сальных желез человека, а также наличие мельчайших клеток омертвевшего эпидермиса приводит к тому, что внутренняя поверхность кисти руки постоянно покрыта потожировым веществом, способствующим механизму следообразования.
Потобразуется в результате выделения жидкости и растворенных в ней веществ из плазмы крови. Количество выделяемого человеком пота может доходить до 4 г за час, в зависимости от функционального состояния организма, термических и психических воздействий, приема лекарственных препаратов и др.
На поверхности кожи пот выделяется при сокращении прилегающих к потовым железам гладких мышц через поры, число которых на коже человека около 2,5 млн.
Различают два типа потовых желез: эккриновые и апокриновые [18].
Эккриновые железыимеются на всех участках тела человека, но распределены неравномерно: больше всего эккриновых желез находится на подошвах, ладонях, подушечках пальцев, в подмышечных областях. Они не реагируют на термические раздражители, как эккриновые железы других частей тела (грудной клетки, тыльной поверхности ладоней и рук, шеи, лба, щёк в области носа). Жидкость эккриновых желез представляет собой смешанные с водой (воды 99% — 99,5%) компоненты органической и неорганической природы, содержащиеся в равных соотношениях, и имеет рН= 4-7.
Апокриновые железыотличаются от эккриновых своим происхождением, распределением, размерами, способом секреции. Они локализуются в коже подмышечных впадин, лобка, вокруг сосков, наружном слуховом канале. Секреция их непостоянна. Апокриновый пот является более щелочным и содержит жиры, отсутствующие в выделениях эккриновых желез.
Во время значительных физических нагрузок, в условиях высокой температуры, а также при нервном возбуждении пот выделяется непрерывно и обильно. При спокойном состоянии организма пот выделяется в меньшем количестве, импульсивно, с интервалами примерно 15 минут. Обильное потовыделение может быть связано как с некоторыми заболеваниями, так и с характером возбуждения человека в целом.
При обильном потоотделении, вызванном испугом, волнением, кровеносные сосуды сжимаются и в составе пота повышается концентрация сухих веществ, а при потоотделении, вызванном высокой температурой или значительной физической нагрузкой, кровеносные сосуды расширяются и в составе пота преобладает вода.
Сальные железы имеются на всей поверхности тела человека, за исключением ладоней и подошв. Развитием и функционированием сальных желез человека управляет эндокринная система. Образование секрета сальных желез и его состав может варьироваться в зависимости от возраста и пола. Основные компоненты выделений сальных желез:
Свободные жирные кислоты 15-30%;
Триглицериды 30-50%;
Диглицериды и моноглицериды 5-10%;
Воска 12-16%;
Холестерин 1-3%;
Эфиры холестерина 1-3%;
Сквален 10-12%
Гидрокарбонаты 1-3%
Состав потожировых выделений, (соотношение пота и жира) влияет на морфологию отпечатков рук: при большем содержании жира следы более четкие (вследствие высоких адгезионных свойств жира), дольше сохраняются и легче обнаруживаются.
На формирование потожировых следов человека влияет длительность и сила контакта следообразующей и следовоспринимающей поверхностей, качество следовоспринимающей поверхности, а также состав потожировых выделений на поверхности кожи человека.
В состав потожировых выделений, образованных потовыми и сальными железами человека входят липиды, белковые компоненты, простые органические и неорганические вещества. Химический состав пота зависит от особенностей обмена веществ, состояния нервно-психической сферы, характера и интенсивности мышечной деятельности. В поте содержится (97—99%) воды, в которой находятся натрий, калий, кальций, магний, медь, марганец, железо в виде хлоридов, йодидов, фосфатов и сульфатов (табл.1), а также органические вещества: белок (следы), липиды, мочевина, креатинин, креатин, мочевая кислота, ароматические кислоты, холестерин, сахар и продукты его преобразования, аскорбиновая кислота и аминокислоты.
Неорганические соединения в составе потожировых выделений находятся в виде ионов или солей.
Таблица 1
| Вещество | Содержание (мг/мл) | |
| Мужчины 20-60 лет | Женщины 20-60 лет | |
| Хлориды | 10,5 | — |
| Фосфаты | — | |
| Йодиды | 0,0095 | — |
| Калийные соединения | 2,9 | 3,9 |
| Соединения натрия | 11,9 | 8,3 |
| Железо | 0,63 | 0,16 |
| Медь | .1,5 | 1,5 |
| Марганец | 0,06 | 0,06 |
| Цинк | 0,% | 0,51 |
| Кадмий | 0,02 | 0,02 |
| Свинец | 0,06 | 0,06 |
| Никель | 0,05 | 0,13 |
Содержание неорганических элементов и соединений в потожировых выделениях человека
Основные компоненты, по которым в большинстве случаев выявляют потожировые следы человека, — это аминокислоты и липиды (жирные кислоты).
Аминокислоты продуцируются эккриновыми потовыми железами. Значительно преобладает над другими аминокислотами серин (альфа-, амино-, бета- оксипропионовая кислота). Он относительно специфичен, так как в поте присутствует постоянно и в достаточно высокой концентрации, в то время как в других биологических жидкостях его содержание ничтожно мало и не обнаруживается обычными химическими реакциями. Концентрация серина не меняется при болезнях обмена, не зависит от характера принимаемой пищи, а также от того, каким участком тела оставлен потожировой след (табл.2).
Таблица 2
Содержание аминокислот (относительно серина) в потожировом веществе человека
| № п/п | Аминокислота | Содержание, % |
| Серин | ||
| Глицин | 54 — 67 | |
| Орнитин | 32 — 45 | |
| Алании | 22 — 28 | |
| Аспарагиновая кислота | 11 — 24 | |
| Треонин | 9 — 18 | |
| Гистидин | 13 — 17 | |
| Валин | 7 — 12 | |
| Лейцин | 7 — 10 | |
| Изолейцин | 6 — 8 | |
| Глутаминовая кислота | 3 — 12 | |
| Лизин | 5 — 10 | |
| Фенилаланин | 5 — 7 | |
| Тирозин | 3 — 6 |
Состав липидов, выделяющихся вместе с потом и жиром, включает в себя: сквален -10%; эфиры стероидов – 2,5%; воска – 22%, триглицериды – 25%, ди- и моноглицериды – 10%; свободные жирные кислоты – 25%, неопределенные соединения – 4%.
Потожировые выделения играют основную роль при выявлении следов рук различными криминалистическими средствами.
Навигация по статье
- Функции кожи
- Строение кожи
- эпидермис
- дерма
- гиподерма
- Клетки кожи и их функция
Кожа — это один из органов человека, выполняющих защитную роль и ряд биологических функций. Кожей покрыто все тело человека, и в зависимости от роста и веса, ее площадь составляет от 1,5 до 2 м2, а вес от 4 до 6 % от массы человека (без учета гиподермы).
В статье рассматривается строение кожи человека, ее структура и функции каждого слоя, как образовываются и обновляются клетки кожи и как отмирают.
Функции кожи
Основное назначение кожи — это конечно защита от внешнего воздействия окружающей среды. Но наша кожа многофункциональна и сложна и принимает участие еще в ряде биологических процессов, протекающих в организме.
Основные функции кожи:
- механическая защита — кожа предотвращает мягкие ткани от механического воздействия, излучений, микробов и бактерий, попадания инородных тел внутрь тканей.
- ультрафиолетовая защита — под воздействием солнечного излечения в коже образуется меланин, как защитная реакция на внешнее неблагоприятное (при длительном нахождении на солнце) воздействие. Меланин вызывает временное окрашивание кожи в более темный цвет. Временное увеличение количества меланина в коже, увеличивает ее способность задерживать ультрафиолет (задерживает более 90% излучения) и помогает нейтрализовать образовавшиеся в коже при воздействии солнца свободные радикалы (выполняет роль антиоксиданта).
- терморегуляция — участвует в процессе поддержания постоянной температуры всего организма, за счет работы потовых желез и термоизолирующих свойств слоя гиподермы, состоящего в основном из жировой ткани.
- тактильные ощущения — за счет близко расположенных к поверхности кожи нервных окончаний и различного рода рецепторов, человек ощущает воздействие внешней окружающей среды в виде тактильных ощущений (прикосновение), а также воспринимает изменения температуры.
- поддержание водного баланса — через кожу, организм при необходимости за сутки может выделить до 3 литров жидкости через потовые железы.
- обменные процессы — через кожу, организм частично выводит побочные продукты своей жизнедеятельности (мочевина, ацетон, желчные пигменты, соли, токсические вещества, аммиак и т.д.). Так же организм способен усваивать из окружающей среды некоторые биологические элементы (микроэлементы, витамины и т.д.), в том числе и кислород (2% всего газообмена организма).
- синтез витамина D — под воздействие ультрафиолетового излучения (солнца), во внутренних слоях кожи синтезируется витамин D, который в последствии усваивается организмом для своих нужд.
Строение кожи
Кожа состоит из трех основных слоев:
- эпидермис (epidermis)
- дерма (corium)
- гиподерма (subcutis) или подкожная жировая клетчатка
В свою очередь, каждый слой кожи состоит из своих отдельных структур и клеток. Рассмотрим строение каждого слоя более подробно.
Эпидермис
Эпидермис — это верхний слой кожи, образованный в основном на основе белка кератина и состоящий из пяти слоев:
- роговой — самый верхний слой, состоит из нескольких слоев ороговевших клеток эпителия, называемых корнеоцитами (роговыми пластинками), которые содержат нерастворимый белок кератин
- блестящий — состоит из 3-4 рядов клеток, вытянутых по форме, с контуром неправильной геометрической формы, содержащих элеидин, из которого в дальнейшем образуется кератин
- зернистый — состоит из 2-3 рядов клеток цилиндрической или кубической формы, а ближе к поверхности кожи — ромбовидной
- шиповатый — состоит из 3-6 рядов шиповатых кератиноцитов, полигональной формы
- базальный — самый нижний слой эпидермиса, состоит из 1 ряда клеток, называемых базальными кератиноцитами и имеющих цилиндрическую форму.
Эпидермис не содержит кровеносных сосудов, поэтому поступление питательных веществ от внутренних слоев кожи к эпидермису происходит за счет диффузии (проникновения одного вещества в другое) тканевой (межклеточной) жидкости из слоя дермы в слои эпидермиса.
Межклеточная жидкость — это смесь лимфы и плазмы крови. Она заполняет пространство между клетками. В межклеточное пространство тканевая жидкость попадает из конечных петелек кровеносных капилляров. Между тканевой жидкостью и кровеносной системой происходит постоянный обмен веществ. Кровь доставляет в межклеточное пространство питательные вещества и удаляет посредством лимфатической системы продукты жизнедеятельности клеток.
Толщина эпидермиса приблизительно равна 0,07 – 0,12 мм, что равно толщине простого бумажного листа.
На некоторых участках тела, толщина эпидермиса немного толще и может составлять до 2 мм. Наиболее развит роговой слой на ладонях и подошвах, гораздо тоньше — на животе, сгибательных поверхностях рук и ног, боках, коже век и гениталиях.
Кислотность кожи pH составляет 3,8-5,6.
Как происходит рост клеток кожи человека
В базальном слое эпидермиса происходит деление клеток, их рост и последующее движение к наружному роговому слою. По мере взросления клетки и приближения к роговому слою, в ней накапливается белок кератин. Клетки теряют свое ядро и основные органеллы, превращаясь в «мешочек», наполненный кератином. В итоге клетки погибают, и образовывают самый верхний слой кожи из ороговевших чешуек. Эти чешуйки со временем отшелушиваются с поверхности кожи и заменяются новыми клетками.
Весь процесс от зарождения клетки до ее отшелушивания с поверхности кожи, занимает в среднем 2-4 недели.
Проницаемость кожи
Чешуйки из которых состоит самый верхний слой эпидермиса называются — корнеоциты. Чешуйки рогового слоя (корнеоциты) соединены между собой липидами, состоящими из керамидов и фосфолипидов. За счет липидного слоя, роговой слой практически не проницаем для водных растворов, но растворы на основе жирорастворимых веществ, способны проникать сквозь него.
Цвет кожи
Внутри базального слоя находятся клетки меланоциты, которые выделяют меланин — вещество от которого зависит цвет кожи. Меланин образуется из тирозина в присутствии ионов меди и витамина С, под контролем гормонов, выделяемых гипофизом. Чем больше меланина содержится в одной клетке, тем темнее цвет кожи человека. Чем выше содержание меланина в клетке, тем лучше кожа защищает от воздействия ультрафиолетового излучения.
При интенсивном воздействии на кожу ультрафиолетового излучения, в коже резко увеличивается выработка меланина, который и обеспечивает коже загар.
Воздействие косметических средств на кожу
Все косметические средства и процедуры, предназначенные для ухода за кожей, воздействуют в основном только на верхний слой кожи — эпидермис.
Дерма
Дерма — это внутренний слой кожи, толщиной от 0,5 до 5 мм в зависимости от части тела. Дерма состоит из живых клеток, снабжена кровеносными и лимфатическими сосудами, содержит волосяные фолликулы, потовые железы, различные рецепторы и нервные окончания. Основу клеток в дерме составляет фибропласт, который синтезирует внеклеточный матрикс, в том числе коллаген, гиалуроновую кислоту и эластин.
Дерма состоит из двух слоев:
- сетчатый (pars reticularis)- распространяется от основания сосочкового слоя до подкожной жировой клетчатки. Его структура образована главным образом из пучков толстых коллагеновых волокон, расположенных параллельно поверхности кожи. Сетчатый слой содержит лимфатические и кровеносные сосуды, фолликулы волос, нервные окончания, железы, эластические, коллагеновые и другие волокна. Этот слой обеспечивает кожи упругость и эластичность.
- сосочкового (pars papillaris), состоящего из аморфного бесструктурного вещества и тонких соединительнотканных (коллагеновых, эластических и ретикулярных) волокон, образующих сосочки, залегающие между эпителиальными гребнями шиповатых клеток.
Гиподерма (подкожная жировая клетчатка)
Гиподерма — это слой состоящий преимущественно из жировой ткани, который выполняет роль теплоизолятора, предохраняя организм от перепадов температуры.
В гиподерме аккумулируются питательные вещества, необходимые для клеток кожи, включая жирорастворимые витамины (А, Е, F, К).
Толщина гиподермы варьирует от 2 мм (на черепе) до 10 см и более (на ягодицах).
При воспалительных процессах в гиподерме, возникающих в процессе некоторых заболеваний, возникает целлюлит.
Видео: Строение кожи
Интересные факты о коже
- Площадь всего кожного покрова взрослого человека 1,5 — 2 м2
- В одном квадратном сантиметре кожи, содержится:
- более 6 миллионов клеток
- до 250 желез, из которых 200 потовых и 50 сальных
- 500 различных рецепторов
- 2 метра кровеносных капилляров
- до 20 волосяных луковиц
- При активной нагрузке или высокой внешней температуре, кожа через потовые железы может выделить более 3 литров пота за сутки
- Благодаря постоянному обновлению клеток, в день мы теряем около 10 миллиардов клеток, это непрерывный процесс. В течение жизни мы сбрасываем около 18 килограмм кожи с ороговевшими клетками.
Клетки кожи и их функция
Кожа состоит из большого числа различных клеток. Для понимания процессов, происходящих в коже, хорошо иметь общие представление о самих клетках. Рассмотрим за что отвечают различные структуры (органеллы) в клетке:
- ядро клетки — содержит наследственную информацию в виде молекул ДНК. В ядре происходит репликация — удвоение (размножение) молекул ДНК и синтез молекул РНК на молекуле ДНК.
- оболочка ядра — обеспечивает обмен веществ между цитоплазмой и ядром клетки
- ядрышко клетки — в нем происходит синтез рибосомных РНК и рибосом
- цитоплазма — полужидкое вещество, заполняющее внутреннее пространство клетки. В цитоплазме протекают процессы клеточного метаболизма
- рибосомы — необходимы для синтеза белков из аминокислот по заданной матрице на основе генетической информации, заложенной в РНК (рибонуклеиновая кислота)
- везикула — небольшие образования (контейнеры) внутри клетки, в которых запасаются или транспортируются питательные вещества
- аппарат (комплекс) Гольджи — это сложная структура, которая участвует в синтезе, модификации, накоплении, сортировки различных веществ внутри клетки. Также выполняет функции транспортировки синтезированных в клетке веществ, сквозь мембрану клетки, за ее пределы.
- митохондрия — энергетическая станция клетки, в которой происходит окисление органических соединений и высвобождение энергии при их распаде. Генерирует электрическую энергию в организме человека. Важный компонент клетки, изменение активности которого с течением времени приводит к старению организма.
- лизосомы — необходимы для переваривания питательных веществ внутри клетки
- межклеточная жидкость, заполняющая пространство между клетками и содержащая питательные вещества