Как работает кожа человека: Что нужно знать о коже?

Строение кожи человека | Физиологическое восприятие бани | Теория бань

Воздействие воздуха на человека осуществляется через кожный покров, площадь которого составляет 1,5-2 м² (при площади теплообмена тела с воздухом в среднем 1 м²). Кожа состоит из трёх слоёв: эпидермиса (наружного эпидермального слоя толщиной от 0,03 мм на веках глаз до 1,5 мм на подошвах), дермы (собственно кожи толщиной 0,5-5 мм) и гиподермы (подкожной жировой клетчатки), которая может вообще отсутствовать или, наоборот, достигать значительных толщин до 10 см при ожирении (рис. 47).

Рис. 47. Строение кожи человека. 1 — эпидермис, 2 — дерма, 3 — гиподерма, 4 — роговой слой, 5 — волос с луковицей, 6 — фолликул, 7 — сальная железа, 8 — мышца волоса, 9 —артериальные кровеносные сосуды, 10 — артериальные микрососуды (артериолы), 11 — венозные кровеносные сосуды, 12 — венозные микрососуды (капилляры), 13 — лимфатические сосуды с клапанами, 14 — лимфатические капилляры, 15 — потовая железа, 16 — нервные волокна с рецепторами, 17 — сальная протока, 18 — загрязнения кожи за счёт кожного сала, 19 — потовая протока, 20 — загрязнения кожи за счёт потовых выделений, 21 — внешние загрязнения (пыль, грязь, макияж и др. ).

Эпидермис отличается высокой механической и химической стойкостью, непроницаем для водных растворов и для возбудителей инфекции. Наружный слой эпидермиса — роговой слой — представляет собой состарившиеся и ороговевшие эпителиальные клетки. Эпидермис имеет свойство самоочищаться путём постоянного отшелушивания (слущивания) поверхности рогового слоя. На смену отшелушившемуся слою, уносящему загрязнения, приходят более молодые клетки из более глубоких слоёв эпидермиса. Между рядами клеток эпидермиса циркулирует межклеточная жидкость, питающая растущие клетки белковыми веществами. При недостатке межклеточной жидкости (когда слишком мало жидкости поступает из дермы или жидкость слишком быстро испаряется с рогового слоя) кожа становится сухой, шелушащейся, раздражительной, болезненной, в эпидермисе образуются трещины, появляется зуд, исчезающий при использовании средств, замасливающих поверхность рогового слоя и препятствующих испарению влаги из эпидермиса (так называемых «увлажняющих препаратов»).

Натуральным замасливателем поверхности кожи является кожное сало (эмульсия жиров в воде), выделяемое сальными железами в волосяные фолликулы (каналы) так, чтобы сало смазывало волосы и роговой слой одновременно. В то же время, выделения кожного сала (до 10-50 г в сутки) и пота (с сухим остатком до 5-20 г в сутки) способствуют загрязнению волос и кожи.

Дерма состоит из густо переплетающихся соединительных волокон и немногочисленных клеток. Эластичность волокон придаёт коже упругость, а прочность волокон обеспечивает надёжную механическую фиксацию внутренних органов и тканей. В дерме расположены волосяные фолликулы, потовые железы, кровеносные сосуды, нервные волокна. Гиподерма представляет собой пласт соединительной ткани, смягчающий различные механические воздействия на кожу и, кроме того, служащей теплоизолирующей прокладкой.

Жизнедеятельность дермы обеспечивается непрерывными процессами обмена веществ с помощью сердечно-сосудистой системы (кровеносной и лимфатической). Кровь в кожу поступает по артериям, которые разветвляются на тысячи мелких артериол. Последние в свою очередь распадаются на бесчисленное множество кровеносных капилляров, стенки которых обладают высокой проницаемостью. Питательные вещества и кислород переходят через стенки кровеносных капилляров в тканевую жидкость, а затем в клетки. В то же время клетки отдают в тканевую жидкость, а затем в кровеносные капилляры углекислый газ и продукты жизнедеятельности. Загрязнённая кровь, продвигаясь по кровеносным капиллярам, поступает в мельчайшие вены (венулы), затем во всё более крупные вены и, наконец, правое предсердие.

Однако, часть тканевой жидкости поступает в совсем иные капилляры, лимфатические, представляющие собой замкнутые с одного конца (слепые, глухие) трубочки с высокой проницательностью стенок. Соединяясь друг с другом лимфатические капилляры образуют лимфокапиллярную сеть, из которой берут начало лимфатические сосуды, имеющие клапаны, препятствующие обратному току лимфы. В результате сокращения мышц тела, лимфа поступает по лимфатическим сосудам в лимфатические узлы, где образуются лимфоциты, придающие организму свойства сопротивляемости воздействиям чужеродных (в том числе инфекционных) агентов (иммунитет), после чего лимфа попадает в вену. При нарушении работы лимфовыводящих систем в коже развивается отёк, который может быть уменьшен за счёт искусственного (принудительного) массажа, а также за счёт активной работы потовых желёз, опустошающих кровеносные капилляры, которые в свою очередь «всасывают» тканевую жидкость из дермы. Таким образом, баня (также как и горячая ванна, и горячий душ) может быть полезна не только тем, что очищает поверхность кожи, но и тем, что расширяет кровеносные капилляры, ускоряя обмен веществ и тем самым насыщая тканевую жидкость кислородом, а также тем, что помогает удалить излишки тканевой жидкости потением и массажем, причём массаж может повысить иммунитет. 

В банной литературе потообразование обычно рассматривается упрощённо: в нормальном состоянии потовые протоки сужены, но по сигналам терморецепторов протоки (поры) открываются, что обеспечивает свободное истечение пота. Ясно, что если устья потовых протоков забиты кожным салом, то истечение пота затруднено. Продвижение воды (или водяных растворов) по капиллярам с испарением на открытом конце капилляра называется в физиологии растений транспирацией (от латинских слов trans — через и spiro — дышать, выдыхать).

В быту испарение пота с кожи также называется «дыханием кожи», хотя этот процесс не имеет ничего общего с потреблением кислорода. В банной практике возникновение пота связывается исключительно с необходимостью охлаждения тела испарением. В условиях покоя человек выделяет 0,5 литра пота в сутки, а при физических нагрузках до 2 литров в час.

На самом же деле процессы потообразования являются много более сложными. Во-первых, пот вырабатывается вовсе не потовыми протоками, а вполне конкретными, локальными и непередвигающимися потовыми железами в дерме. Так что расхожие в банном быту представления о том, что пот, мол, в бане по мере прогрева тела истекает из всё более глубоких слоёв кожи, и даже из мышц, в корне неверен.

Во-вторых, потовыделение происходит непрерывно, но не самотёком, а благодаря ритмическим сокращениям мускулатуры потовой протоки, так что потовыделение происходит даже тогда, когда человек погружён в горячую воду. Сам пот образуется в клубке потовой железы ультрафильтрацией крови, поступающей из сети артериол, оплетающих клубок (рис.

48). Потообразование управляется (иннервируется) от нервных сплетений, в частности, в подкожном слое и в дерме, причём химически под действием многих веществ. Так, например, адреналин и ацетилхолин возбуждают, а атропин блокирует секрецию пота. Образующийся в миоэпителиальных клетках железы пот выдавливается сокращениями клеток под давлением в потовой проток, а затем за счёт сокращения мускулатуры протока на кожу.

Рис. 48. Строение потовой железы и протоков. 1 — клубок потовой железы, расположенной вблизи границы дермы с гиподермой, 2 — артериальные кровеносные сосуды, питающие потовую железу, 3 — венозные кровеносные сосуды, 4 — внутренние слои эпидермиса (блестящий, зернистый, шиповатый, базальный), 5 — верхний слой эпидермиса (роговой), состоящий из ороговевших клеток, постепенно отшелушивающихся, 6 — протока потовой железы, 7 — пот, просачивающийся через разрыхлённый канал в роговом слое (через пору).

В-третьих, потовые протоки в области устья (поры) выходят часто не на поверхность кожи, а закрыты слоем ороговевших клеток эпидермиса, которые хоть и разрыхлены в зоне поры, но ощутимо ограничивают выход просачивающегося пота, особенно, если эпидермис загрязнён кожным салом. Неспособность пота выйти наружу вызывает чувство зуда, разновидности боли, особо проявляющейся, естественно, при возбуждении потовых желёз (например, при перегреве тела), что и заставляет человека чесаться. Поэтому, чтобы кожа не зудела, необходимо не только отмыть кожное сало, но и соскоблить слой ороговевших клеток у устьев потовых протоков, предварительно распарив их.

В-четвёртых, потовые железы бывают обычными (эккриновыми) и специфическими (апокриновыми). Обычные потовые железы (около 2 млн. шт.) размещены по всему телу (в том числе и подмышками), выделяют слабопахнущий (или вовсе непахнущий) пот, предназначенный только для испарения и увлажнения, содержащий помимо солей только продукты азотистого обмена. Специфические же потовые железы расположены в подмышечных впадинах, паховой и околоанальной областях, связаны с половой функцией и выделяют пот с большим количеством белковых веществ, которые разлагаясь, пахнут и придают человеку известный «запах пота». В европейских странах «запах пота» считается «неприличным». В то же время у многих народов Азии и Африки запах пота очень ценится, считается пикантным, привлекающим, возбуждающим. Так что пот бывает разным. Функции пота не ограничиваются охлаждением.

Пот человека содержит в среднем 0,5% хлорида натрия, 0,1% мочевины, а также до 1,5% других сложных (видимо, липидных) органических веществ, в быту называемых шлаками, которые переходят в пот из крови. Напомним, что жидкая часть крови (плазма), составляющая (55-65)% всей крови, содержит до 0,9% хлорида натрия, до 0,8% липидов, до 0,03% хлорида калия, до 0,01% солей кальция, до 0,002% солей магния и до 0,08% мочевины. Лимфа близка по составу к плазме крови. И хотя пот на (98-99)% состоит из воды, скорость испарения пота может быть намного меньше скорости испарения воды, поскольку на поверхности пота «плавает» плёнка жироподобных (липидных) поверхностно-активных веществ с высокой температурой кипения и, кроме того, на коже постепенно накапливается много соли, а она затрудняет испарение пота.

Смывая эти вещества, мы даём коже «легко дышать», поскольку легко испаряется только малосолёный «свежий пот» с чистого тела.

Наибольшее число слабопахнущих эккриновых потовых желёз (до 300 шт./см²) расположено на коже ладоней и стоп. Эти железы предназначены только для смачивания кожи в целях предотвращения скольжения ладоней, обеспечивают надёжное удержание предметов и не имеют никакого отношения к терморегуляции. При эмоциональных волнениях особо потеют ладони и ступни ног (ещё со времён обезьян привыкшие мгновенно подготавливать лапы к прыжкам по деревьям). При испугах выделяющийся адреналин вызывает мгновенный обильный «холодный» пот по всему телу.

При тепловых же нагрузках потовыделение на ладонях не увеличивается, а формируются совсем иные потовые «поля» — вокруг носа, на лбу, шее, запястьях, на ногах ниже колен и особенно на спине в виде знаменитого ромба (шея, лопатки, поясница). Это означает, что в сухих саунах охлаждение тела за счёт испарения происходит через эти зоны «потовых полей». А вот губы вообще потовых желёз не имеют и нагреваются больше всего.

Потовые железы являются также основным транспортным путём возможного проникновения жидких водорастворимых веществ в организм. Так, раздражающее действие горчичников, скипидара, финалгона, перцового пластыря значительно усиливается на чистой коже с очищенными устьями потовых проток. Потовые протоки, особенно те, которые выходят не непосредственно на поверхность кожи, а в разрыхлённые каналы в роговом слое (поз. 7 на рис. 48), могут удерживать сторонние вещества. Так, после мытья мылом потовые протоки и разрыхлённые каналы в роговом слое удерживают это мыло (а также запахи, в том числе запахи веника). В этом легко убедиться: достаточно после мытья головы с мылом пропариться в парной и сразу же почувствовать, как начинает «есть глаза» от мыла, вымываемого потом из потовых протоков. Так что попотеть в парилке после мытья с мылом и очистить при этом протоки от мыла бывает очень полезно, вопреки расхожим воззрениям, запрещающим использование мыла до парилки якобы во избежание пересушивания кожи, а в действительности только из-за неприятных ощущений, связанных с раздражением глаз вымываемым мылом.

На принципе удержания потовыми протоками химических веществ работают и косметические препараты по предотвращению запаха пота — антиперспиранты. В отличие от деодорантов (отдушек), заглушающих своим запахом запах пота и дезодорантов (антисептиков), замедляющих разложение белковых примесей в поте, антиперспиранты содержат оксихлориды (хлоргидраты) металлов (алюминия, титана, циркония), дающие при реакции с водой гели (студни) гидратов окисей металлов Me(OH)nClm+H₂O→Me(OH)m+n+HCl. Оксихлориды в спиртовом растворе сначала проникают в разрыхлённые каналы рогового слоя, а затем и в потовые протоки и при появлении влаги (пота) превращаются в студни, закупоривающие устья потовых протоков. Этот процесс, видимо, в какой-то степени вреден для здоровья, но незаменим для представительских целей. Во всяком случае, при использовании антиперспирантов требуется особо тщательная очистка пор при мытье кожи.

Пот образуется из крови: у человека все железы вырабатывают секрет из воды крови, даже молочные. Сердце перекачивает в состоянии покоя 5-6 литров крови в минуту, а при значительных физических нагрузках в 5-6 раз больше. Время полного кругооборота крови в организме составляет таким образом 1 минуту в состоянии покоя и 10 секунд при больших физических и тепловых нагрузках. При этом скорость движения крови в капиллярах в состоянии покоя составляет (0,05-2,0) см/сек, в венах 10-20 см/сек, а в артериях 20-50 см/сек. Такие величины потоков жидкости в сотни раз превышают величины лимфатических и потовых потоков. Так в обычных условиях в состоянии покоя человек выделяет 0,5-0,7 литра пота в сутки, что соответствует мощности охлаждения за счёт испарения пота (13-18) Вт. В экстремальных условиях высоких перегревов и высоких физических нагрузок скорость выделения пота достигает 2 литров в час, что соответствует мощности охлаждения при испарении пота 1200 Вт.

Течение крови обеспечивает непрерывный теплоперенос внутри тела, выравнивающий поле температур в тканях. Так, если кровь где-то нагревается на 1°С (например, в коже), а затем отдаёт полученное тепло где-то внутри тела, то соответствующий тепловой поток внутри тела составит 0,3 кВт в состоянии покоя и до 1,5 кВт при больших физических нагрузках. Величины такого порядка и должны отвечать физическим нагрузкам на производстве и тепловым потокам в банях. Увеличение потока крови при физической нагрузке (а также при перегреве) осуществляется сначала за счёт расширения артериол, а затем за счёт увеличения частоты сердечных сокращений (пульса). Расширение кровеносных сосудов и потовых протоков осуществляется при повышениях температуры тела по сигналам центральных (внутренних) термометров нервной системы, расположенных в головном и спинном мозге и омывающихся кровью, двигающейся в сосудах. Расширение кровеносных сосудов кожи приводит к перетоку в них крови из внутренних кровеносных сосудов и, как следствие, к временному снижению артериального давления в организме.

Кровеносные микрососуды в дерме терморецепторов не имеют. Но в дерме расположена густая сеть нервных волокон, заканчивающихся самыми разнообразными наружными (периферическими) рецепторами: болевыми, тактильными, Холодовыми, тепловыми. Самый распространённый тип кожных рецепторов — свободные нервные окончания, воспринимающие в основном болевые ощущения, связанные с нарушениями целостности кожи (100-200 рецепторов на один квадратный сантиметр кожи). Тактильные рецепторы воспринимают механические нагрузки — прикосновения (20-30 шт./см²). Холодовые рецепторы (колбы Краузе) реагируют на охлаждение кожи (12-15 шт./см²). Тепловые рецепторы (тельца Руффини) реагируют на нагрев кожи и весьма немногочисленны 1-2 шт./см², у человека насчитывается всего около 30 тысяч тепловых рецепторов (кожных терморецепторов).

Отметим в заключение, что эккриновые потовые железы имеются только у людей, обезьян и копытных (лошадей). Хищники (кошки, собаки) и грызуны (мыши) пот для охлаждения тела практически не выделяют.

Источник: Теория бань. Хошев Ю.М. 2006

выращивание эпидермиса на основе математического моделирования / Хабр

Организм человека можно спокойно сравнивать с очень сложным и порой запутанным механизмом, к которому не прилагалась инструкция, посему ученым приходится самим во всем разбираться. В нашем теле много систем, от нервной до иммунной, каждая из которых выполняет свои определенные функции и связывается с другими системами, что позволяет организму эффективно функционировать. В научно-исследовательском сообществе львиная доля внимания приходится на нервную систему. Всех тянет раскрыть секреты нашего мозга, который так часто сравнивают по загадочности с Вселенной. Но другие системы не менее интересны, сложны и важны. Сегодня мы с вами рассмотрим исследование, объединившее в себе математику, биохимию и много любопытства. А целью сего исследования является эпидермис, то бишь кожа человека. Как математика помогла ученым понять чего им не хватало в процессе выращивания кожи и что у них получилось в результате? На эти и другие вопросы мы попытаемся ответить с помощью доклада исследовательской группы. Поехали.

Пожизненная «броня»

Кожа человека не так проста, как может показаться на первый взгляд. Кто-то может считать ее просто оболочкой, а кто-то и вовсе «мешком для костей». Но оставим в сторонке высказывания самого аморального робота в мире по имени Бендер и углубимся в структуру кожи человека.

Во-первых, кожа это самый большой орган человеческого тела (других существ не будем затрагивать, учитывая рассматриваемое исследование), состоящий из трех основных подсистем: эпидермис (внешний слой), дерма (соединительная ткань между верхним слоем кожи и органами) и подкожно-жировая клетчатка (терморегулирующий и защитный слой с функцией «хранилища» питательных веществ).

Строение кожи человека.

Поскольку в исследовании ученые «колдуют» над эпидермисом, мы рассмотрим этот слой подробнее.

Эпидермис человека, если вы одинаково любите анатомию и кулинарию, напоминает торт Наполеон, ибо состоит из пяти слоев. В каждом из слоев имеются клетки, которые являются главными «испытуемыми» в рассматриваемом нами исследовании — кератиноциты. В эпидермисе они вообще занимают львиную долю — порядка 90% от всех клеток.

Функции кератиноцитов разнятся в зависимости от принадлежности к определенному слою:

• базальный — самый близкий к дерме слой, в котором такие клетки как кератиноциты именуются базальными, что вполне логично. Эти клетки в сопряжении со стволовыми занимаются важным процессом — регенерацией эпидермиса. Также в цитоплазме кератиноцитов имеются меланосомы — гранулы меланина, полученные от меланоцитов (клеток), которые защищают нас от воздействия ультрафиолетового излучения.
• шиповатый слой получил свое колючее название за счет необычной структуры клеток кератиноцитов, имеющих шипообразные отростки для соединения друг с другом. В цитоплазме местных кератиноцитов происходит синтез кератина, участвующего в формировании волос и ногтей. С биологической точки зрения, кератин уступает по физической прочности только хитину. Помимо этого тут есть и кератиносомы, которые делают нашу кожу гидрофобной.
• зернистый слой — кератиноциты также обладают кератиносомами, то есть препятствуют обезвоживанию кожи. Также кератиноциты в данном слое синтезируют некоторые белки.
• блестящий слой назван так, поскольку при микроскопии не выявляются клетки, а сам слой похож на однородную полоску розового цвета. Так оно и есть — ядра, органеллы и межклеточные соединения кератиноцитов в данном слое разрушаются. При этом имеется вещество, связывающее кератиноциты (или то, что от них осталось). Это делает кожу прочной.
• роговой — наружный слой эпидермиса, контактирующий с окружающей средой. А еще его можно назвать самым настоящим клеточным кладбищем, ибо образован он из мертвых кератиноцитов (именуемых роговыми чешуйками), которые постоянно обновляются. Это обеспечивает эффективную защиту от внешних факторов.

Клетка кератиноцита

Стоит также упомянуть и тот факт, что кератиноциты участвуют и в заживлении ран. При повреждении кожи клетки кератиноцитов начинают активно делиться и мигрировать к области травмы, где происходит эпителизация, то есть ранка начинает зарастать.

Как мы можем понять по этим слоям, кератиноцитов много и они выполняют разные функции, когда работают совместно с клетками другого типа. Универсальные солдаты среди клеток эпидермиса, никак иначе.

В чем же проблема исследования, спросите вы? А в том, что нормальный слой эпидермиса человека примерно 100 мкм в толщину, а вот искусственный (созданный посредством пассирования кератиноцитов) всего лишь 10 мкм.

Пассирование клеток* — отбор необходимого числа клеток для их дальнейшего выращивания на субстрате (например, в чашке Петри).

Такой эпидермис попросту будет неэффективен, как танк из папье-маше. И вот тут может помочь математика, а именно математическая модель. О ней и поговорим далее.

Основа исследования

Ученые и раньше использовали математические модели в качестве основы процесса создания человеческого эпидермиса. В данном же исследовании была разработана новая методика эпидермального гомеостаза, в основе которой лежит именно математическая модель распределяемых в базальном слое кератиноцитов, полученных из стволовых клеток. Стоит отметить, что в модели также учитывались динамические процессы в эпидермисе (миграция и дифференцировка клеток кожи) и внутриклеточные процессы, связанные с Ca²⁺.

Данная математическая модель позволила понять, что важнейшую роль в синтезе эпидермиса необходимой толщины и структуры играет распределение стволовых клеток и структура базальных мембран, отделяющих соединительную ткань от эпителия.

Если же более конкретно говорить о таком показателе как толщина, то именно базальные мембраны играют главную роль. Для достижения необходимого результата ученые применили синусоидальную модуляцию для формы базальной мембраны, изменяя амплитуду и длину волны. В результате чего было обнаружено, что для стабильной структуры эпидермиса необходимой толщины требуется волнистые базальные мембраны с большой амплитудой и короткой длиной волны. То есть волнообразность папиллярного слоя, расположенного над дермой и под эпидермисом, является критически важной для создания модели эпидермиса, приближенной к реальным физиологическим показателям.

Помимо толщины и прочности кожа человека обладает еще и гидрофобностью, которая зависит от толщины рогового слоя. Соответственно, толщина этого слоя также должна учитываться в экспериментальной модели для более реалистичного воссоздания эпидермиса.

Объединив все желаемое и необходимое, ученые спроектировали модель для демонстрации возможности создания приближенного к реальности эпидермиса, включающего в себя роговой слой и межклеточную пластинчатую липидную структуру. Реализация всего этого осуществлялась путем посева пассированных кератиноцитов на волнистой поверхности полиэфирной основы в открытых чашках Петри.

Результаты были весьма успешны, чем подтвердили не только полноценность и корректность данного метода выращивания, но и важность использования математических моделей, как инструментов прогнозирования процессов.

Результаты исследования

Изображение №1

На изображениях выше показаны результаты моделирования и результаты выращивания эпидермиса на основе этого моделирования.

Исследователи обращают наше внимание на два очень показательных изображения (1А и 1В). В первом случае имеется плоская базальная мембрана, во втором — синусоидальная, которая и позволила увеличить толщину и прочность эпидермиса.

Но это лишь модель, хоть и с очень заманчивыми результатами, для получения которых необходимо установить какие параметры должна иметь основа для посева (полиэфир). Для этого была проанализирована структура паппилярного слоя, толщина которого у человека составляет 51 мкм, а интервал «волнистости» — 105 мкм (анализировалась кожа на брюшной полости, средний возраст участников исследования — 36. 3 года).

На изображении 1С показаны снимки (цвет получен за счет гематоксилина и эозина) полученного эпидермиса при разных вариантах основы (#200, #255, #300, #350, #460 и #480). В самом верху изображения («Control») — эпидермис без волнистой основы выступает как контрольная группа для сравнения результатов.

Самыми интересными для ученых стали варианты #200, #255 и #300, показавшие хорошую толщину в сравнении с контрольным образцом. Живой слой эпидермиса на основе #255 был толще, чем на основе #200 и #300. Посему именно этот вариант и был выбран для дальнейшего изучения.

Коротенький вывод — волнообразная основа для посева приводит к увеличению числа живых клеток эпидермиса и к его утолщению и уплотнению, что приближает выращенный образец по показателям к реальному человеком эпидермису.

Изображение №2

Одну из ключевых ролей в эпидермисе играют структурные белки филаггрин, лорикрин, клаудин 1 и ZO-1. Дабы проверить нормально ли протекала экспрессия (синтез) этих белков, ученые провели иммуногистохимическое исследование эпидермиса, выращенного на основе #255.

Филаггрин (2А), лорикрин (2В) и ZO-1 (2С) были экспрессированы в верхнем слое эпидермиса. А экспрессия клаудина 1 прошла в клеточной мембране по всей плоскости эпидермиса (2D).

Обратите внимание на изображение 2G, на котором черной стрелкой и знаком «*» отмечен определенный слой — роговой. Это говорит о том, что данный синтезированный эпидермис имеет хорошие защитные (от внешних факторов) характеристики.

Иммуногистохимическое исследование проводилось также и с эпидермисом на основе #300, чтобы сравнить с показателями эпидермиса #255. Экспрессия клаудина 1 и ZO-1 была выявлена в обоих вариантах, но в #255 она была значительно сильнее. В подтверждение этому был проведен еще один тест — измерение трансэпидермальной потери воды контрольного и #255 образцов. График результатов данного теста (2Н) наглядно демонстрирует, что потеря воды у образца #255 значительно ниже, что еще раз подтверждайте его высокие барьерные (и защитные) характеристики.

Изображение №3

Окрашивание образца посредством анти-бромдезоксиуридиновых антител (анти-BrdU) показало, что пролиферирующие клетки присутствуют только в нижней части контрольного образца (3А), в то время как в тестовом образце #255 эти же клетки были найдены и на волокнах полиэфирной основы (3В, черные стрелки).

Исследователи также проверили белок CSPG4, который играет очень важную роль во взаимодействии клетки и субстрата. Анализ показал наличие данных клеток на волокнах основы (3D, белые стрелки), что говорит о наличии на волокнах клеток, часть которых имеет пролиферирующие свойства.

В дополнение к этому было проведено тестирование с анти-бромдезоксиуридиновыми антителами и K14, который является маркером базального слоя эпидермиса. Образец #255 показал уникальный результат — наличие K14 и BrdU на поверхности полиэфирной основы. Это говорит о том, что пролиферирующие клетки распознают поверхность основы как базальный слой.

Следующим испытуемым стал белок YAP, который участвует в регуляции транскрипции (синтеза РНК в клетках за счет ДНК). В контрольном образце YAP был локализован исключительно на базальном слое (3Е). А вот в тестовом образце YAP присутствовал вокруг волокон (3F, красные стрелки).

Применение малых интерферирующих РНК в процессе анализа активности белка YAP привел к дестабилизации трехмерной структуры (3G и 3H).

В контрольном образце с применением малых интерферирующих РНК белок YAP был экспрессирован вокруг волокон (3I), а в тестовом образце экспрессия была незначительна (3J). Но, несмотря на это, применение малых интерферирующих РНК никак не повлияло на пролиферацию кератиноцитов.

Для более детального ознакомления с нюансами и подробностями исследования настоятельно рекомендую заглянуть в доклад исследовательской группы и дополнительные материалы к нему.

Эпилог

Данное исследование совместило в себе биохимию и математику. Конечно, эти две науки очень часто ходят парой, если ученые намерены получить достоверные и адекватные результаты. Применение математического моделирования в данном случае помогло понять важность волнообразности основы для выращивания эпидермиса, что значительно увеличивает число живых клеток и, как следствие, толщину и прочность образца.

Сей труд по большей степени был нацелен на проверку работоспособности именно математической модели, а не самой техники выращивания эпидермиса. Те трудности, с которыми сталкивались исследователи ранее, более не будут мешать им продолжать более детальное изучение способов синтеза клеток и выращивания эпидермиса в таком виде, который будет максимально приближен к реальному.

Результаты этого труда вполне могут в дальнейшем стать достаточно важным шагом вперед как для трансплантологии, так и для исследований кожи человека в целом, а также подтолкнуть других исследователей более активно применять математическое моделирование как инструмент первоочередной важности.

Благодарю за внимание, оставайтесь любопытствующими и отличной всем рабочей недели, ребята.

Спасибо, что остаётесь с нами. Вам нравятся наши статьи? Хотите видеть больше интересных материалов? Поддержите нас оформив заказ или порекомендовав знакомым, 30% скидка для пользователей Хабра на уникальный аналог entry-level серверов, который был придуман нами для Вас: Вся правда о VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps от $20 или как правильно делить сервер? (доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40GB DDR4).

VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps до весны бесплатно при оплате на срок от полугода, заказать можно тут.

Dell R730xd в 2 раза дешевле? Только у нас 2 х Intel Dodeca-Core Xeon E5-2650v4 128GB DDR4 6x480GB SSD 1Gbps 100 ТВ от $249 в Нидерландах и США! Читайте о том Как построить инфраструктуру корп. класса c применением серверов Dell R730xd Е5-2650 v4 стоимостью 9000 евро за копейки?

Что нужно знать о проникновении косметики в кожу

Путь проникновения

Глубина проникновения зависит от состава конкретного косметического средства, а также от состояния кожи непосредственно перед нанесением. «Например, поврежденная кожа лучше пропускает активные компоненты. Поэтому кислотные, ферментные, ретиноевые и другие виды пилингов увеличивают глубину проникновения косметических средств. То же самое происходит и в случае с окклюзией (закрытым состоянием кожи) — по этому принципу работают косметические маски. Гальванические и ультразвуковые аппараты также способствуют более глубокому проникновению компонентов», — объясняет Елена Кузницкая, бьюти-эксперт, визажист, ведущий тренинг-менеджер марок Evidens de Beaute, tre’StiQue, Perricone MD, Chado United Europe Holding. 

Путей проникновения косметики через роговой слова два — по протокам сальных и потовых желез и через липидный пласт рогового слоя. «Проникать активные вещества могут в разные слои эпидермиса. Через базальную мембрану, находящуюся на границе эпидермиса (фактически — верхний слой кожи) и дермы (следующий за эпидермисом слой), проникнуть очень сложно, поэтому действие косметики ограничивается в основном эпидермисом. Но некоторые низкомолекулярные вещества способны проникать и в дерму. Далеко не все компоненты косметического средства должны проникать в кожу. Например, SPF-фильтры или высокомолекулярная гиалуроновая кислота должны оставаться на поверхности и работать именно там», — говорит Наталья Старостина, врач-дерматолог, тренер косметолог EGIA Biocare System. 

Возможности разных косметических средств 

Крема, сыворотки, эмульсии и эссенции по-разному воздействуют на кожу и проникают в нее. «Крем содержит самую высокую концентрацию активных компонентов и питательных масел. Он остается на роговом слое, однако его компоненты со временем (и при регулярном использовании) могут через сигнальные молекулы (молекулы, синтезирующиеся в сигнализирующей клетке для осуществления передачи сигнала другой клетке) донести необходимую информацию до клетки, расположенной глубже в эпидермисе, дерме и даже в гиподерме. То же самое происходит и с эмульсиями, которые содержат меньшую концентрацию активных компонентов. Эссенции (они же сыворотки и концентраты) содержат формулу глубокого проникновения и проникают на весь слой эпидермиса до базальной мембраны, очень быстро доставляя компоненты, как инъекция, и оказывая моментальный эффект», — говорит Елена Полякова, ведущий тренинг-менеджер компании ООО «Канебо косметикс Рус». Поэтому важно использовать сыворотку вместе с кремом для получения быстрого эффекта, а также закрепляющего продолжительного.

Разрушение липидного слоя 

Более глубокому проникновению средств способствуют различные ингредиенты. «ПАВ (поверхностно-активные вещества) и растворители разрушают липидный слой. ПАВ встраиваются в липидные пласты, образуя микроотверстия, через которые в более глубокие слои кожи поступают водорастворимые соединения. Растворители удаляют эпидермальные липиды, и роговой слой становится более проницаемым. Разжижают липидный слой масла или наноэмульсии», — рассказывает Елена Кузницкая. 

Наиболее активные ингредиенты 

Чем меньше размер капсулы или самой молекулы активного вещества, тем проще им «двигаться» в межклеточном пространстве эпидермиса. «Наиболее глубокому проникновению способствуют капсулы-переносчики — липосомы, наносомы, циклодекстрины, хитозан-альгинатные капсулы. Активные вещества, заключенные в такие капсулы-переносчики, могут проникать в эпидермис, так как оболочка капсулы будет „встраиваться“ в липидные слои. Есть еще вещества-энхансеры — это фруктовые кислоты или эфирные масла. Они также имеют очень маленькие молекулы, поэтому способны прокладывать дорогу к более крупным молекулам, временно изменяя текучесть и проницаемость липидных пластов», — объясняет врач-дерматолог, тренер-косметолог EGIA Biocare System. 

«Стенка липосомы состоит из липидного биослоя, а внутреннее пространство наполнено водой с активными ингредиентами. Липосомы по строению имеют сходство с мембранами клеток, поэтому они легко встраиваются в межклеточные липидные пласты и сливаются с клетками кожи. Твердые липидные частицы и наноструктурированные частицы в составе наноэмульсий разжижают липидные слои кожи, что способствует более глубокому проникновению активных компонентов», — дополняет ведущий тренинг-менеджер марок Evidens de Beaute, tre’StiQue, Perricone MD, Chado United Europe Holding. 

Присоединяйся офлайн к аудиовизуальной инсталляции «Портрет поколения» по случаю 10-летия BURO. — получи иммерсивный опыт.

Купить билет

Проникает ли крем в кожу и в каких слоях работает

Очень часто даже опытные бьютиголики ведутся на маркетинговые уловки брендов, производящих средства ухода за кожей. Давайте по-честному: мало кто из нас способен устоять, услышав о собранных ранним утром распустившихся бутонах диковинных цветов, которые позже вымачивают в маслах, получая на выходе чудодейственный ингредиент для нового крема. Этим грешат далеко не все уважающие себя beauty-бренды, однако нередко оказывается так, что воспетые в рекламе суперспособности крема – не более чем красивая легенда для покупательниц из-за того, что его молекулы находятся на поверхности кожи.

Вот почему дерматологи настаивают: изучайте не только ингредиенты крема, но и их способность проникать в кожу. Действительно, какой толк от новой сыворотки с десятком растительных экстрактов, если она будет увлажнять только верхний слой ороговевших, то есть неживых клеток?

Дело в том, что на пути каждой формулы крема находится эпидермис, который состоит из базального, шиповатого, зернистого, блестящего и рогового слоя, который является верхним и состоит из одних только ороговевших клеток. Второй слой кожи – дерма, а третий – гиподерма. Большинство средств способны работать исключительно в эпидермисе, некоторые – в дерме, и единицы – в гиподерме. При этом не стоит считать, что вам на туалетном столике нужны только баночки из третьей группы. На самом деле на рынке есть множество прекрасных средств, которые решают проблемы с кожей, работая исключительно в эпидермисе (здесь стоит упомянуть о преимуществах корейской косметики). Все зависит от того, какие задачи вы пытаетесь решить. В идеале стоит обсудить то, чего вы хотите достигнуть в результате использования средств ухода, с дерматологом – просто классного увлажнения (для которого вовсе не нужно пытаться доставить гиалуроновую кислоту как можно глубже) или решения более серьезных проблем типа устранения пигментных пятен или уменьшения глубины морщин. Потому что если с первой задачей справится крем с простым составом, то для остальных могут понадобиться космецевтические средства.

«Воздействие средств космецевтики от привычных продуктов ухода очень отличается. Если первые способны проникать через кожу в глубокие слои, то вторые предназначены исключительно для топического (то есть наружного применения) и работают на поверхности кожи. Разница между ними заключается в размере молекул активных ингредиентов – то есть чем меньше молекула, тем проще ей преодолеть эпидермальный барьер и достигнуть дермы. Размер молекул зависит в первую очередь от уровня очистки компонентов в лабораторных условиях. Также в формулы косметических средств нередко добавляют специальные трансдермальные системы, так называемые энхансеры — липосомы, наносомы, пептиды. Это активные вещества, заключенные в особые пузырьки-переносчики, которые помогают формуле косметического средства как можно глубже проникнуть в эпидермис и именно там максимально проявить свое действие. Весьма популярным и доступным проводником полезных ингредиентов в дерму являются также фруктовые кислоты и эфирные масла.

То есть космецевтика — это косметика, в состав которой входят компоненты фармацевтического класса обработки, то есть максимально очищенные от балластных примесей. Обычные косметические средства не содержат транспортных систем и не способны оказывать столь ярко выраженные эффекты. Что такое фармацевтический класс очистки ингредиентов, можно объяснить на примере центеллы азиатской  — это один из «звездных» компонентов, который довольно часто встречается в составе продуктов бренда iS Clinical. Например, для того, чтобы получить один килограмм экстракта центеллы азиатской высокого качества, эксперты бренда используют только листья этого растения. Вот почему количество необходимого сырья для производства равно примерно двум гектарам центеллы. Конечно, можно обработать значительно меньшее количество сырья, используя стебли и корни, но в этом случае полученное сырье будет иметь весьма слабые целебные свойства», — рассказывает Светлана Прус, врач-косметолог, методист компании Spaland International.

 

Читайте также: Чем мужские средства отличаются от женских и можно ли пользоваться кремом своего парня?

Что происходит с телом человека после смерти

• Мо Костанди
• BBC Future

5 июня 2015

Автор фото, Getty

Разложение человеческого тела после смерти — очень любопытная тема, если набраться храбрости и внимательнее взглянуть на детали, считает корреспондент BBC Future.

«Чтобы все это разогнуть, придется потрудиться, — говорит прозектор Холли Уильямс, поднимая руку Джона и аккуратно сгибая на ней пальцы, локоть и кисть. — Как правило, чем свежее труп, тем проще мне с ним работать».

Уильямс разговаривает негромко и держит себя позитивно и легко, вопреки природе своей профессии. Она практически выросла в семейном похоронном бюро на севере американского штата Техас, где теперь и работает. Мертвые тела она почти ежедневно видела с самого детства. Сейчас ей 28 лет и, по ее оценке, она уже успела поработать примерно с тысячей трупов.

Она занимается тем, что забирает тела недавно умерших в метрополии Даллас — Форт-Уэрт и готовит их к погребению.

«Большинство людей, за которыми мы выезжаем, умирают в домах престарелых, — рассказывает Уильямс. — Но иногда встречаются и жертвы автомобильных аварий или перестрелок. Бывает и так, что нас вызывают забрать тело человека, который умер в одиночестве, пролежал несколько дней или недель и уже начал разлагаться. В таких случаях моя работа сильно осложняется».

К тому времени, когда Джона привезли в похоронное бюро, он был мертв уже около четырех часов. При жизни он был относительно здоров. Он всю жизнь работал на нефтяных месторождениях Техаса и поэтому был физически активен и пребывал в неплохой форме. Он бросил курить несколько десятилетий назад и употреблял алкоголь умеренно. Но в одно холодное январское утро с ним дома случился острый сердечный приступ (вызванный какими-то другими, неизвестными причинами), он повалился на пол и умер почти сразу. Ему было 57 лет.

Сейчас Джон лежит на металлическом столе Уильямс, его тело завернуто в белую простыню, холодное и твердое. Его кожа — пурпурно-серого оттенка, что говорит о том, что ранние стадии разложения уже начались.

Самопоглощение

Мертвое тело на самом деле далеко не так мертво, как кажется — оно кишит жизнью. Все больше ученых склоняются к тому, чтобы рассматривать гниющий труп как краеугольный камень огромной и сложной экосистемы, возникающей вскоре после смерти, процветающей и эволюционирующей в процессе разложения.

Разложение начинается через несколько минут после смерти — запускается процесс под названием автолиз, или самопоглощение. Вскоре после того, как перестает биться сердце, у клеток наступает кислородное голодание, и по мере накопления токсических побочных продуктов химических реакций в клетках повышается кислотность. Ферменты начинают поглощать клеточные мембраны и вытекают наружу, когда клетки разрушаются. Обычно этот процесс начинается в богатой ферментами печени и в головном мозге, который содержит много воды. Постепенно все остальные ткани и органы тоже начинают распадаться схожим образом. Поврежденные клетки крови начинают вытекать из разрушенных сосудов и под действием силы тяжести перемещаются в капилляры и мелкие вены, в результате чего кожа теряет цвет.

Автор фото, Getty

Подпись к фото,

Разложение начинается уже через несколько минут после смерти

Температура тела начинает снижаться и в итоге уравнивается с температурой окружающей среды. Потом наступает трупное окоченение — оно начинается с мышц век, челюсти и шеи и постепенно доходит до туловища и затем до конечностей. При жизни мускульные клетки сокращаются и расслабляются в результате взаимодействия двух филаментных белков, актина и миозина, которые движутся друг по другу. После смерти клетки теряют свои источники энергии, и филаментные белки застывают в одном положении. В результате этого коченеют мышцы и блокируются суставы.

На этих ранних посмертных стадиях экосистема трупа состоит в основном из бактерий, обитающих и в живом человеческом организме. В наших телах живет гигантское количество бактерий, разные закоулки человеческого организма служат пристанищем специализированных колоний микробов. Самые многочисленные из этих колоний обитают в кишечнике: там собраны триллионы бактерий — сотен, если не тысяч разных видов.

Микромир кишечника — одна из самых популярных областей для исследования в биологии, с ним связано общее состояние здоровья человека и огромный набор различных болезней и состояний, от аутизма и депрессии до беспокоящего кишечного синдрома и ожирения. Но мы по-прежнему довольно мало знаем, что делают эти микроскопические пассажиры при нашей жизни. Еще меньше нам известно о том, что происходит с ними после нашей смерти.

Иммунный коллапс

В августе 2014 года эксперт-криминалист Гюльназ Жаван с коллегами из Алабамского университета в американском городе Монтгомери опубликовали первое в истории исследование танатомикробиома — бактерий, живущих в теле человека после смерти. Такое название ученые произвели от греческого слова «танатос», смерть.

«Многие из этих образцов попали к нам из материалов уголовных расследований, — говорит Жаван. — Когда кто-то умирает в результате самоубийства, убийства, передозировки наркотиков или автомобильной аварии, я беру образцы их тканей. Порой возникают непростые с этической точки зрения моменты, потому что нам нужно согласие родственников».

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Вскоре после смерти иммунная система перестает работать, и бактериям ничто больше не мешает свободно распространяться по организму

Большинство наших внутренних органов при жизни не содержит микробов. Однако вскоре после смерти иммунная система перестает работать, и тем ничто больше не мешает свободно распространяться по организму. Обычно этот процесс начинается в кишках, на границе тонкого и толстого кишечника. Живущие там бактерии начинают изнутри поглощать кишечник, а затем и окружающие его ткани, питаясь химической смесью, которая вытекает из разрушающихся клеток. Потом эти бактерии вторгаются в кровеносные капилляры пищеварительной системы и в лимфатические узлы, распространяясь сначала в печень и в селезенку, а затем в сердце и в мозг.

Жаван и ее коллеги взяли образцы тканей печени, селезенки, головного мозга, сердца и крови от 11 трупов. Сделано это было в промежуток от 20 до 240 часов после смерти. Для анализа и сравнения бактериального состава образцов исследователи применили две суперсовременные технологии секвенирования ДНК в комплексе с биоинформатикой.

Образцы, взятые из разных органов одного трупа, оказались очень похожими между собой, однако сильно отличались от образцов, взятых из тех же органов в других мертвых телах. Возможно, в какой-то мере это объясняется разницей в составе микробиомов (наборов микробов) этих тел, но дело может быть и во времени, прошедшем с момента смерти. Проведенное ранее исследование разлагавшихся тушек мышей показало, что микробиом сильно меняется после смерти, но процесс этот проходит последовательно и поддается измерению. Ученые в итоге смогли определять время смерти с точностью до трех дней в пределах почти двухмесячного периода.

Неаппетитный эксперимент

Результаты проведенного Жаван исследования говорят о том, что аналогичные «микробные часы», похоже, работают и в человеческом организме. Ученые выяснили, что до печени бактерии добираются примерно через 20 часов после смерти, а на то чтобы попасть во все органы, из которых брались образцы тканей, у них уходит по меньшей мере 58 часов. Судя по всему, в мертвом теле бактерии распространяются систематически, и отсчет времени, через которое они попадают в том или иной орган, может быть очередным новым способом устанавливать точный момент смерти.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Анаэробные бактерии превращают молекулы гемоглобина в сульфгемоглобин

«После смерти бактериальный состав меняется, — отмечает Жаван. — В последнюю очередь они добираются до сердца, мозга и репродуктивных органов». В 2014 году группа ученых под ее руководством получила грант на 200 тысяч долларов от Национального научного фонда США на проведение дальнейших исследований. «Мы прибегнем к геному секвенированию нового поколения и к методам биоинформатики, чтобы выяснить, какой орган позволяет наиболее точно устанавливать время смерти — пока мы этого не знаем», — говорит исследовательница.

Однако уже понятно, что разные наборы бактерий соответствуют разным стадиям разложения.

Но как же выглядит процесс осуществления такого исследования?

Под городом Хантсвиллом в американском штате Техас в сосновом лесу лежит полдюжины трупов на разных стадиях разложения. Два самых свежих с разведенными в стороны конечностями выложены ближе к центру небольшого огороженного вольера. Большая часть их обвисшей, серо-голубой кожи еще сохранилась, ребра и концы тазовых костей выпирают из медленно гниющей плоти. В нескольких метрах от них лежит еще один труп, уже по сути превратившийся в скелет — его черная, отвердевшая кожа обтягивает кости, будто он с ног до самой макушки одет в блестящий латексный костюм. Еще дальше, за останками, разбросанными стервятниками, лежит третье тело, защищенное клеткой из деревянных планок и проволоки. Оно приближается к концу своего посмертного цикла и уже частично мумифицировалось. Там, где когда-то был его живот, растет несколько крупных коричневых грибов.

Естественный распад

Для большинства людей зрелище гниющего трупа по меньшей мере неприятно, а чаще всего — отталкивающе и пугающе, как ночной кошмар. Но для сотрудников Научной лаборатории прикладной криминалистики юго-восточного Техаса это обычные рабочие будни. Это учреждение открылось в 2009 году, оно расположено на 100 гектарах леса, которыми владеет Университет Сэма Хьюстона. В этом лесу под исследования выделен участок примерно в три с половиной гектара. Он огорожен зеленым металлическим забором трехметровой высоты с идущей поверху колючей проволокой, а внутри подразделен на несколько участков поменьше.

В конце 2011 года сотрудники университета Сибил Бьючели и Аарон Линн с коллегами оставили там два свежих кадавра — чтобы те разлагались в естественных условиях.

Автор фото, Getty

Подпись к фото,

До печени бактерии добираются примерно через 20 часов после смерти, а на то чтобы попасть во все остальные органы, у них уходит по меньшей мере 58 часов

Когда бактерии начинают распространяться из пищеварительного тракта, запуская процесс самопоглощения тела, начинается гниение. Это смерть на молекулярном уровне: дальнейший распад мягких тканей, превращение их в газы, жидкости и соли. Он проходит и на ранних стадиях разложения, но набирает полные обороты, когда в дело вступают анаэробные бактерии.

Гнилостное разложение — это стадия, на которой эстафета передается от аэробных бактерий (которым для роста требуется кислород) к анаэробным — то есть таким, которым кислород не нужен.

В ходе этого процесса тело обесцвечивается еще сильнее. Поврежденные клетки крови продолжают вытекать из распадающихся сосудов, и анаэробные бактерии превращают молекулы гемоглобина (при помощи которых по организму переносился кислород) в сульфгемоглобин. Присутствие его молекул в застоявшейся крови придает коже мраморный, зеленовато-черный вид, характерный для трупа, находящегося в стадии активного гниения.

Особая среда обитания

По мере нарастания в теле давления газов по всей поверхности кожи появляются нарывы, после чего большие участки кожи отделяются и провисают, едва удерживаясь на распадающейся основе. В конце концов газы и разжиженные ткани покидают труп, как правило выходя и вытекая из анального и других отверстий организма, а зачастую и через порванную кожу на других его частях. Иногда давление газов так высоко, что брюшная полость лопается.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Разные наборы бактерий соответствуют разным стадиям разложения

Трупное вздутие обычно считается признаком перехода от ранних к поздним стадиям разложения. Еще одно недавно проведенное исследование показало, что этот переход характеризуется заметными изменениями в наборе трупных бактерий.

Бьючели и Линн взяли образцы бактерий из разных частей тела в начале и в конце стадии вздутия. Потом они извлекли ДНК микробов и секвенировали его.

Бьючели — энтомолог, поэтому ее в первую очередь интересуют населяющие труп насекомые. Она рассматривает мертвое тело как особую среду обитания для различных видов насекомых-некрофагов (трупоедов), и у некоторых из них весь жизненный цикл целиком проходит внутри трупа, на нем, и поблизости от него.

Когда разлагающийся организм начинают покидать жидкости и газы, он становится полностью открытым окружающей среде. На этой стадии экосистема трупа начинает проявлять себя особенно бурно: он превращается в эпицентр жизнедеятельности микробов, насекомых и падальщиков.

Стадия личинок

С разложением тесно ассоциируются два вида насекомых: падальные мухи и серые мясные мухи, а также их личинки. Трупы издают неприятный, тошнотворно-сладкий запах, вызванный сложным коктейлем летучих соединений, состав которого постоянно меняется по мере разложения. Падальные мухи ощущают этот запах при помощи расположенных на их усиках рецепторов, садятся на тело и откладывают яйца в отверстия в коже и в открытые раны.

Каждая самка мухи откладывает около 250 яиц, из которых через сутки выводятся мелкие личинки. Они питаются гниющим мясом и линяют в более крупных личинок, которые продолжают есть и через несколько часов линяют вновь. Попитавшись еще какое-то время, эти, уже большие, личинки, отползают от тела, после чего окукливаются и в итоге трансформируются во взрослых мух. Цикл повторяется до тех пор, пока у личинок больше не остается еды.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Каждая самка мухи откладывает около 250 яиц

В благоприятных условиях активно распадающийся организм служит пристанищем для большого количества мушиных личинок третьей стадии. Масса их тел производит много тепла, в результате чего внутренняя температура поднимается более чем на 10 градусов. Подобно стаям пингвинов в районе Южного полюса, личинки в этой массе находятся в постоянном движении. Но если пингвины прибегают к этому методу, чтобы сохранить тепло, то личинки, напротив, стремятся охладиться.

«Это палка о двух концах, — поясняет Бючели, сидя в своем университетском кабинете, в окружении больших игрушечных насекомых и симпатичных кукол-монстров. — Если они находятся на периферии этой массы, то рискуют стать пищей для птиц, а если остаются все время в центре — то могут просто свариться. Поэтому они постоянно перемещаются от центра к краям и обратно».

Мухи привлекают хищников — жуков, клещей, муравьев, ос и пауков, которые питаются мушиными яйцами и личинками. Стервятники и прочие падальщики, равно как и другие крупные животные-мясоеды, тоже могут прийти полакомиться.

Уникальный состав

Однако в отсутствие падальщиков поглощением мягких тканей занимаются мушиные личинки. В 1767 году шведский естествоиспытатель Карл Линней (разработавший единую систему классификации растительного и животного мира) отметил, что «три мухи способны поглотить тушу лошади с той же быстротой, что и лев». Личинки третьей стадии массово отползают от трупа, зачастую по одним и тем же траекториям. Их активность настолько высока, что по окончании разложения маршруты их миграции можно наблюдать как глубокие борозды на поверхности почвы, расходящиеся в разные стороны от трупа.

Каждый вид живых существ, посещающих мертвое тело, обладает собственным уникальным набором пищеварительных микробов, а в разных типах почвы обитают разные колонии бактерий — их точный состав, судя по всему, определяется такими факторами, как температура, влажность, тип и структура почвы.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Мушиные личинки занимаются поглощением мягких тканей

Все эти микробы перемешиваются между собой в трупной экосистеме. Прилетающие мухи не только откладывают яйца, но и приносят с собой свои бактерии, и уносят чужие. Разжиженные ткани, вытекающие наружу, позволяют проводить бактериальный обмен между мертвым организмом и почвой, на которой он лежит.

Когда Бьючели и Линн берут образцы бактерий из мертвых тел, они обнаруживают микробов, которые изначально жили на коже, равно как и других, принесенных мухами и падальщиками, а также поступившими из почвы. «Когда тело покидают жидкости и газы, с ними уходят и бактерии, обитавшие в кишечнике — все больше их начинает обнаруживаться в окружающей почве», — поясняет Линн.

Таким образом, каждый кадавр, похоже, имеет уникальные микробиологические характеристики, которые могут со временем меняться в соответствии с условиями его конкретного местоположения. Разобравшись в составе этих бактериальных колоний, во взаимосвязях между ними и в том, как они воздействуют друг на друга в процессе разложения, криминалисты, возможно, когда-нибудь будут способны получить гораздо больше информации о том, где, когда и как умер исследуемый человек.

Элементы мозаики

К примеру, выявление в трупе ДНК-секвенций, которые характерны для определенных организмов или типов почвы, может помочь криминалистам увязать жертву убийства с определенным географическим местом или даже еще сильнее сузить зоны поиска улик — вплоть до определенного поля в каком-нибудь районе.

«Было несколько судебных разбирательств, в ходе которых криминальная энтомология как следует себя проявила, предоставив недостающие элементы мозаики», — говорит Бьючели. Она считает, что бактерии способны давать дополнительную информацию и служить новым инструментом для определения времени смерти. «Я надеюсь, что лет через пять мы сможем применять бактериологические данные в суде», — говорит она.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Падальные мухи тесно ассоциируются с разложением

С этой целью ученые тщательно каталогизируют виды бактерий, обитающих на теле человека и вне его, и изучают, как состав микробиома варьируется от человека к человеку. «Было бы здорово получить набор данных от момента рождения до самой смерти, — говорит Бьючели. — Я бы хотела познакомиться с донором, который позволил бы мне взять бактериальные образцы при жизни, после смерти и в период разложения».

«Мы изучаем жидкость, которая вытекает из разлагающихся тел», — рассказывает Дэниэл Уэскот, директор Центра криминальной антропологии при Техасском университете в городе Сан-Маркос.

Область интересов Уэскота — изучение структуры черепа. С помощью компьютерной томографии он анализирует микроскопические структуры костей трупов. Он работает вместе с энтомологами и микробиологами, в том числе с Жаван (которая, в свою очередь, исследует образцы почвы, взятые с экспериментального участка в Сан-Маркосе, где лежат трупы), с компьютерными инженерами и с оператором, управляющим беспилотником — с его помощью делаются снимки участка с воздуха.

«Я прочитал статью о беспилотниках, использующихся для изучения сельскохозяйственных земель — с тем, чтобы понять, какие из них наиболее плодородны. Их камеры работают в близком к инфракрасному диапазоне, в котором видно, что богатые органическими соединениями почвы имеют более темный цвет, чем другие. Я подумал, что раз уж такая технология существует, то возможно, она может пригодиться и нам — чтобы отыскивать эти небольшие коричневые пятна», — рассказывает он.

Богатая почва

«Коричневые пятна», о которых говорит ученый — это участки, где разлагались трупы. Гниющее тело существенно меняет химический состав почвы, на которой оно лежит, и эти изменения могут быть заметны в течение нескольких последующих лет. Выливание разжиженных тканей из мертвых останков обогащает почву питательными веществами, а миграция личинок передает значительную часть энергии тела окружающей его среде.

Со временем в результате всего этого процесса возникает «островок разложения трупа» — зона с высокой концентрацией богатой органическими веществами почвы. Помимо выделяющихся в экосистему из кадавра питательных соединений, здесь присутствуют также мертвые насекомые, навоз падальщиков и так далее.

Автор фото, Getty

Подпись к фото,

Камеры беспилотников работают в близком к инфракрасному диапазоне, что, как считают ученые, поможет находить места, где лежали трупы

По некоторым оценкам, организм человека на 50-75% состоит из воды, и каждый килограмм сухой массы тела при разложении выделяет в окружающую среду 32 грамма азота, 10 граммов фосфора, четыре грамма калия и один грамм магния. Поначалу это убивает находящуюся снизу и вокруг растительность — возможно, за счет токсичности азота или за счет содержащихся в теле антибиотиков, которые выделяют в почву личинки насекомых, поедающие труп. Однако в конечном итоге разложение благотворно сказывается на местной экосистеме.

Биомасса микробов на островке разложения трупа существенно выше, чем на окружающей его территории. Круглые черви, привлекаемые выделяющимися питательными веществами, начинают размножаться на этом участке, и его флора тоже становится богаче. Дальнейшие исследования того, как именно гниющие кадавры меняют окружающую их экологию, возможно, помогут более эффективно обнаруживать жертв убийств, чьи тела были зарыты в неглубоких могилах.

Еще один возможный ключ к установлению точной даты смерти может дать анализ почвы из могилы. Проведенное в 2008 году исследование биохимических изменений, происходящих на островке разложения трупа, показало, что концентрация фосфолипидов в вытекающей из тела жидкости достигает своего максимума примерно через 40 дней после смерти, а азота и извлекаемого фосфора — через 72 и 100 дней соответственно. По мере более детального изучения этих процессов, возможно, мы сможем в будущем при помощи анализа биохимии почвы из захоронения точно устанавливать, когда тело было помещено в скрытую могилу.

Типы кожи: характеристики каждого типа и как определить свой — Блог

Кожа – самый большой орган человеческого тела, здоровье которого видно невооружённым взглядом. Поэтому за ней так важно ухаживать в любом возрасте. 

Самым главным шагом в уходе за кожей является понимание её потребностей и особенностей. Чтобы начать лучше понимать свою кожу, следует определить её тип.

Типы кожи и методы их определения

Кожа каждого человека уникальна, но выделяют несколько распространённых её типов. Их четыре: жирная, сухая, комбинированная, нормальная. Изначально тип кожи определяет генетика, но нельзя исключать из внимания влияние внешних факторов, поэтому уход следует подбирать, учитывая различные нюансы (состояние, возраст, уровень стресса, образ жизни, климат).

Существуют два простых способа определить свой тип кожи в домашних условиях:

Визуальный метод

Тщательно очистите лицо мягким средством для умывания, промокните насухо бумажным полотенцем. Не наносите на кожу никаких дополнительных увлажняющих средств, тоников и термальной воды.

Через час осмотрите щёки, подбородок, нос и лоб на наличие блеска. Ещё через 30-60 минут оцените, ощущается ли ваша кожа пересохшей. Это может выражаться в чувстве стянутости вплоть до неприятных или болезненных ощущений в зоне носа, скул и вокруг губ.

Если через пару часов после умывания ваша кожа чувствует себя стянутой, она, вероятно, сухая. Если на носу и лбу заметен блеск, она, скорее всего, комбинированная. Если блеск в Т-зоне появился уже в течение первого часа, а затем в дополнение ко лбу и носу проступил и на ваших щеках, то у вас жирная кожа. Если ваша кожа чувствует себя комфортно, не блестит и не ощущает стянутости, она относится к нормальному типу.

Определение с помощью блоттинга

Очистите лицо, не наносите никакой уход. Через пару часов возьмите четыре матирующие салфетки и промокните ими несколько раз четыре зоны: лоб, нос (включая крылья), подбородок и щёки. Посмотрите, сколько кожного жира впитала салфетка.

Если на салфетках не осталось практически никаких пятен, скорее всего, вы обладательница сухой кожи. Если достаточно жира впитали салфетки с Т-зоны (лоб, нос, подбородок), а салфетка с области щёк практически без пятен, у вас – комбинированный тип. У девушек с нормальной кожей пятна могут быть в Т-зоне, но слабовыраженные. Если все салфетки пропитаны кожным себумом, это говорит о жирном типе.

Таким образом, сухая кожа отличается малым выделением кожного сала и явным ощущением дискомфорта при отсутствии уходовой косметики.

Для жирной характерно, наоборот, обильное выделение себума, выражающееся в активном блеске на всей поверхности лица.

Комбинированный сочетает участки различных типов.

Нормальная кожа не имеет каких-либо очевидных блестящих или сухих участков, для неё характерно умеренное выделение себума.

Предлагаем подробно изучить каждый тип кожи, узнать их особенности, разобрать нюансы ухода.

Жирная и проблемная кожа

Данный тип кожи отличают лоснящийся блеск, расширенные поры, чёрные точки, склонность к появлению воспалений (акне). Причина – избыточное выделение кожного себума, приводящее к закупорке пор.

Есть и приятные особенности: жирная кожа дольше сохраняет эластичность и молодость, она толще и менее подвержена обезвоживанию, в ней больше естественной влаги.

В своём обычном состоянии жирная кожа не нуждается в питательных компонентах, ей больше подойдут лёгкие текстуры.

Очищение – самый важный этап ухода для данного типа. Для умывания выбирайте глубоко очищающие гели и пенки, часто в их составе можно найти салициловую кислоту, помогающую бороться с бактериями и забитыми порами. Уделите очищению достаточно времени: просто нанести мыльную пену и смыть – неправильно, нужно тщательно круговыми движениями проработать каждую зону.

Особое внимание следует уделить этапу снятия макияжа. Обычные средства для умывания могут смыть обычные загрязнения (пыль, пот), но с косметикой справятся не до конца. Это приведёт к забитым порам и воспалениям. Для снятия макияжа используйте жирорастворяющие продукты: мицеллярную воду, гидрофильные масла или бальзамы, двухфазные очищающие лосьоны. Важно помнить, что средство для снятия макияжа не отменяет последующего умывания с гелем или пенкой.

После умывания протрите лицо ватным диском с отшелушивающим или антибактериальным тоником или лосьоном. Такие средства обычно имеют спиртовую основу, но бояться и избегать её не стоит: подсушивающие свойства спирта и кислот компенсируются увлажняющим средством.

Жирная кожа нуждается в увлажнении не меньше, чем любой другой тип. Наш организм устроен так, что нехватку чего-либо он пытается восполнить своими силами. Так, если жирной коже не будет хватать увлажнения, организм усилит выработку кожного себума – естественного элемента нашей защитной гидролипидной плёнки. Результат – усиленный блеск и забитые поры.

Для увлажнения выбираем лёгкие текстуры: гели, крем-гели, флюиды. Плотные кремы не подойдут, так как только увеличивают риск закупорить поры. Обратите внимание на пометку «некомедогенно» на упаковке: такое средство не содержит ингредиентов, способствующих закупорке пор.

Хорошее увлажнение постепенно нормализует выработку кожного сала, но снизить её ещё сильнее помогут продукты с матирующими компонентами, способные впитывать излишки себума.

Несколько общих советов по уходу:

• перед очищением вымойте руки,
• после умывания не используйте тканевые полотенца – на них скапливаются бактерии, пользуйтесь одноразовыми бумажными салфетками,
• старайтесь не трогать лицо руками в течение дня,
• чаще меняйте наволочки,
• дезинфицируйте поверхность телефона антибактериальными салфетками.

Воспаления – частые гости на жирной коже, для борьбы с ними выбираем средства локального действия. Специальные гели, лосьоны для нанесения точечно на проблемные участки убивают бактерии и помогают быстрее справиться с обострением.

В качестве дополнительного ухода выбираем маски на основе глины. Глина – отличный природный абсорбент, она буквально впитывает в себя излишки кожного жира. Такая маска очистит поры и придаст ощущение свежести.

В уходе за жирной кожей важен комплексный подход, обратите внимание на линии косметики, содержащие все необходимые продукты, например, Avene Cleanance  Клинанс Гидра Очищающий смягчающий крем, 200 мл

Мягкое очищение без агрессивного воздействия

834 ₽

  Клинанс маска для глубокого очищения, 50 мл

КОЖА ЧИСТАЯ, МАТОВАЯ И МЯГКАЯ В ТЕЧЕНИИ ДЛИТЕЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

768 ₽

   Мицеллярная вода, 400 мл

Мягко удаляет загрязнения и макияж, регулирует выработку кожного сала

1187 ₽

  Матирующая эмульсия для жирной и проблемной кожи, 40 мл

Матовый финиш + успокаивающее и смягчающее действие

966 ₽

    Vichy Normaderm  Очищающий гель для умывания Phytosolution, 400 мл

Дарит ощущение чистоты и свежести, не пересушивает кожу

1119 ₽

  Очищающий и сужающий поры лосьон, 200 мл

Сужает поры + устраняет загрязнения и жирный блеск

939 ₽

  Корректирующий уход против несовершенств двойного действия Phytosolution, 50 мл

Уменьшает несовершенства и восстанавливает защитный барьер кожи

1082 ₽

  Нормадерм Корректирующий уход против несовершенств, 50 мл

корректирует устойчивые и периодически возникающие воспаления

1153 ₽

  La Roche Posay Effaclar  Эфаклар очищающий гель 200 мл

БЕРЕЖНОЕ ОЧИЩЕНИЕ, АНТИБАКТЕРИАЛЬНОЕ И ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ

883 ₽

  Корректирующий крем-гель для проблемной кожи Duo(+) 40 мл

Выравнивает микрорельеф, сокращает появления прыщей и постакне

979 ₽

   Лосьон сужающий поры 200 мл

ГЛУБОКО ОЧИЩАЕТ И СУЖАЕТ ПОРЫ, ВЫРАВНИВАЕТ МИКРОРЕЛЬЕФ

1363 ₽

 

Сухая кожа

Люди с сухой кожей часто ощущают стянутость в течение дня, их беспокоит шелушение отдельных зон и тусклый цвет лица. Такая кожа редко сталкивается с расширенными порами и воспалениями.

Главной потребностью сухой кожи является не увлажнение, а питание. Уровень увлажнённости сухой кожи может быть сопоставим с уровнем жирной, а защитная липидная плёнка нуждаться в восстановлении. Причина в недостаточной выработке кожного себума, поэтому сухая кожа заметно тоньше и менее эластична, чем жирная.

В уход следует включать косметику с липидами и маслами.

Для очищения выбираем кремообразные пенки и муссы. Для снятия макияжа отлично подойдут гидрофильные масла, бальзамы или специальное молочко. Можно использовать  мицеллярную воду с обязательным умыванием после, так как поверхностно-активные вещества, содержащиеся в ней, способны разрушать уязвимый защитный кожный барьер.

В качестве ежедневного тоника выбирайте бесспиртовые средства. Снять ощущение стянутости в течение дня помогут увлажняющие спреи или термальная вода с низким содержанием солей.

Основной уход лучше сделать многоэтапным, позаботившись и об увлажнении, и о питании.

Первым этапом может идти средство с лёгкой, быстро впитывающейся текстурой. Например, тонер или сыворотка. Хорошо зарекомендовали себя увлажняющие средства с низкомолекулярной гиалуроновой кислотой.

Вторым этапом крем или масло – зависит от ваших предпочтений. Хороший крем для сухой кожи содержит не меньше питательных веществ, чем масло. Если ваш выбор – маслянистые текстуры, то это должны быть только специальные косметические масла, не пищевые.

Несколько общих советов по уходу:

• в течение дня пользуйтесь увлажняющими спреями, особенно в условиях сухого воздуха,
• густые питательные средства лучше будут распределяться, если наносить их на влажную кожу,
• в качестве SOS-средств попробуйте ночные несмываемые маски.

В уходе, в котором есть масла или питательные средства, важно тщательно отшелушивать омертвевшие клетки кожи. В противном случае средство не сможет полностью впитаться, останется на поверхности кожи, забьёт поры.

Поэтому раз-два в неделю следует делать домашний пилинг. Это могут быть средства с кислотами, пилинги-скатки или мягкие гоммажи – главное, отшелушивание должно быть максимально деликатным.

Эффективные линии средств: La Roche-Posay Nutritic  Питательный крем для глубокого восстановления кожи Нутритик Интенс Риш, 50 мл

МГНОВЕННО УВЛАЖНЯЕТ СУХУЮ КОЖУ, УБИРАЕТ РАЗДРАЖЕНИЯ

2125 ₽

  Питательный крем Intense для глубокого восстановления кожи, 50 мл

УСТРАНЯЕТ РАЗДРАЖЕНИЯ, СНИЖАЕТ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ СУХОЙ КОЖИ

2008 ₽

  Uriage Xemose  Ксемоз Крем для лица 40 мл

Питает, защищает и успокаивает

760 ₽

  Ксемоз Крем липидовосстанавливающий, против раздражений 200 мл

Интенсивно питает, защищает и успокаивает

1156 ₽

    Ксемоз увлажняющий стик для губ 4 г

Смягчает, успокаивает, восстанавливает и увлажняет

632 ₽

   CeraVe  Увлажняющий очищающий крем-гель для нормальной и сухой кожи лица и тела детей и взрослых, 236 мл

Бережно очищает кожу от загрязнений и макияжа

582 ₽

  Увлажняющий крем для сухой и очень сухой кожи лица и тела детей и взрослых, 50 мл

Увлажняет и способствует восстановлению естественного защитного барьера кожи

313 ₽

  Увлажняющий лосьон для нормальной и сухой кожи лица, 52 мл

Ежедневное увлажнение кожи

786 ₽

Чаще других люди с сухой кожей страдают атопическим дерматитом. Это состояние требует консультации со специалистом и особенного ухода. Поэтому если вы заметите сильное покраснение, шелушение или раздражение, обратитесь к дерматологу.

Комбинированная (смешанная) кожа

Люди с комбинированным типом кожи обычно испытывают сухость и шелушение определенных участков лица и наблюдают чрезмерное количество себума других зон. Многие ошибочно полагают, что у них жирный тип, имея комбинированный. Обычно для смешанного типа характерна жирная Т-зона и сухая или нормальная область щёк. На самом деле, любые участки с нормальной или сухой кожей наравне с жирной говорят о комбинированном типе.

Для ухода понадобятся самые различные по назначению средства, чтобы удовлетворить все потребности кожи.

Для очищения можно подобрать универсальное средство, а на остальных этапах ухода следует придерживаться комплексного подхода.

Несколько общих советов по уходу:

• для увлажнения блестящих участков лица используйте кремы с лёгкой текстурой, на сухие участки наносите питательные кремы.
• в качестве универсальных средств выбирайте продукты с успокаивающими ингредиентами: они снимут раздражение с сухих зон, успокоят воспаления на жирных участках.

Попробуйте продукты Effaclar H  Эфаклар H Мультивосстанавливающий увлажняющий успокаивающий крем 40 мл

УВЛАЖНЯЕТ И ВОССТАНАВЛИВАЕТ ЗАЩИТНЫЙ БАРЬЕР

1446 ₽

  Очищающий гель-крем H, 200 мл

БЕРЕЖНО ОЧИЩАЕТ КОЖУ ЛИЦА, УСПОКАИВАЕТ, ВОЗВРАЩАЕТ ЧУВСТВО КОМФОРТА

1247 ₽

  NewLine  Тоник суперувлажнитель для лица и тела 300 мл

Тонизирует кожу, обеспечивает ее интенсивное пролонгированное увлажнение

595 ₽

   Очищающий гель для жирной и комбинированной кожи, 300 мл

бережно и эффективно удаляет загрязнения и макияж

607 ₽

  Bioderma Sebium  Очищающий гель для жирной и проблемной кожи, 500 мл

МЯГКОЕ ОЧИЩЕНИЕ ПРОБЛЕМНОЙ КОЖИ ЖИРНОГО И КОМБИНИРОВАННОГО ТИПА

1030 ₽

  Мицеллярная вода для жирной и проблемной кожи, 100 мл

МЯГКО ОЧИЩАЕТ, ОКАЗЫВАЕТ АНТИБАКТЕРИАЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ

366 ₽

  Лосьон Себиум 200 мл

ОТШЕЛУШИВАНИЕ И СЕБОРЕГУЛЯЦИЯ ДЛЯ ЖИРНОЙ, КОМБИНИРОВАННОЙ И ПРОБЛЕМНОЙ КОЖИ

1291 ₽

  Увлажняющий успокаивающий крем Sensitive для проблемной кожи 30 мл

УСПОКАИВАЕТ, СОКРАЩАЕТ КОЛИЧЕСТВО ВОСПАЛЕНИЙ НА КОМБИНИРОВАННОЙ И ЖИРНОЙ КОЖЕ

1015 ₽

А ещё именно для вас создан мультимаскинг. Вам можно одновременно делать очищающую и питательную маску, нанося каждую на определённую зону. В качестве маски на всё лицо выбирайте увлажняющие или отшелушивающие – им обрадуются оба типа.

Обратите внимание на маски VICHY  Минеральная Очищающая поры маска с глиной саше, 2х6 мл

ГЛУБОКО ОЧИЩАЕТ ПОРЫ И ОКАЗЫВАЕТ ДЕТОКС ЭФФЕКТ

257 ₽

  Минеральная маска-пилинг «Двойное сияние» саше, 2х6 мл

ОБНОВЛЯЕТ КОЖУ, УЛУЧШАЯ ЕЕ ЦВЕТ И ТЕКСТУРУ

257 ₽

Нормальная кожа

6200

Люди с нормальным типом кожи не испытывают проблем с жирностью или сухостью кожного покрова. Их кожа может периодически становиться жирной или сухой из-за внешних факторов, но потом быстро приходить к исходному состоянию. Нормальная кожа не страдает от избыточного блеска, акне, шелушений, не чувствует сухости в течение суток.

Уход за нормальной кожей заключается в поддержании её хорошего состояния. Какие-либо специальные средства не потребуются, достаточно подобрать продукты для очищения, тонизирования и увлажнения, которые не будут сушить или чрезмерно питать.

Обратите внимание на увлажняющую линию TOPICREM     Caudalie    Виноклин Увлажняющий тоник 200 мл

завершает процесс идеального снятия макияжа и тонизирует кожу

1592 ₽

 NUXE  Рэв Де Мьель Очищающий гель для лица для снятия макияжа 200 мл

Успокаивает, смягчает, делает кожу мягкой и шелковистой

1277 ₽

  Ультрапитательный восстанавливающий бальзам для губ с медом Reve De Miel 15 гр

Восстанавливает, интенсивно питает и смягчает губы

1209 ₽

  Крем Фреш де Ботэ Увлажняющий крем 48 часов 30 мл

Для более увлажненной свежей, нежной и упругой кожи

1625 ₽

Что делать, если нормальная кожа стала сухой/жирной

Любые изменения поведения кожи – сигнал, на который следует обратить внимание. Среди очевидных причин выделяют резкую смену климата, стресс, нарушение распорядка сна, несбалансированное питание.

Решением станет коррекция привычного ухода, добавление в него средств по потребностям. В случае отсутствия очевидных причин изменений, следует обратиться к врачу, сдать необходимые анализы. Такое поведение организма может говорить о нарушениях гормонального фона, недостатке каких-либо элементов.

Состояния кожи

Типирование кожи по четырём группам является самым распространённым и понятным. Но его нельзя рассматривать отдельно от состояний кожи, характерных для всех типов:

• чувствительность,
• обезвоженность,
• зрелость.

Данные состояния не зависят от активности работы сальных желез, а значит, напрямую не связаны ни с одним типом. Но для подбора правильного ухода необходимо их учитывать.

Чувствительная кожа

Понятие «чувствительная кожа» обычно используется для описания кожи с пониженной переносимостью косметических средств, а также кожи, сильно реагирующей на различные внешние раздражители.

Чувствительность обычно вызывается раздражением нервных окончаний в верхнем слое кожи. Она может свидетельствовать о повреждении защитного барьера, в результате чего раздражители и аллергены проникают через него, вызывают негативные реакции.

Признаки чувствительной кожи:

• часто краснеет,
• имеется склонность к высыпаниям, не связанным с акне (подробнее об этом в статье «Акне»),
• косметика часто вызывает ощущение жжения,
• некоторые участки лица ощущают сильную сухость,
• беспокоит зуд,
• чувствительность к ультрафиолетовым лучам,
• видны капилляры в области носа или щёк,
• реагирует на средства с отдушками,
• реагирует на холод.

Уход за такой кожей следует подбирать с особой тщательностью. Самый надежный вариант – обратиться к аптечной косметике с линейкой специальных средств. Такие продукты содержат компоненты, усиливающие естественный кожный барьер, не содержат нежелательных ингредиентов, являются гипоаллергенными.

Вам подойдут линии La Roche-Posay Toleriane  Легкий крем Толеран Сенситив 40 мл

УВЛАЖНЯЕТ, УМЕНЬШАЕТ ЧУВСТВО ДИСКОМФОРТА, ЗАЩИЩАЕТ

891 ₽

    Толеран Очищающий гель-уход для умывания 400 мл

ЭФФЕКТИВНО ОЧИЩАЕТ, УСПОКАИВАЕТ И СНИМАЕТ ЧУВСТВО ДИСКОМФОРТА

1314 ₽

 Bioderma Sensibio  Мицеллярная вода h3O, 250 мл

МЯГКО ОЧИЩАЕТ ЧУВСТВИТЕЛЬНУЮ КОЖУ

735 ₽

  Успокаивающая маска для чувствительной кожи, 75 мл

УСПОКАИВАЮЩИЙ И ИНТЕНСИВНО УВЛАЖНЯЮЩИЙ УХОД ДЛЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ КОЖИ

1550 ₽

  Успокаивающий крем Forte для чувствительной кожи, 40 мл

МГНОВЕННОЕ УСТРАНЕНИЕ РАЗДРАЖЕНИЯ И ПОКРАСНЕНИЯ

1469 ₽

   Мицеллярный гель для чувствительной кожи, 200 мл

ДЕЛИКАТНОЕ ОЧИЩЕНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ КОЖИ

705 ₽

 Uriage Roseliane  Розельян крем против покраснений 40 мл

УВЛАЖНЯЕТ – УСПОКАИВАЕТ – ЗАЩИЩАЕТ. Восстанавливает комфорт и выравнивает цвет лица

1377 ₽

  Розельян дермо-очищающая эмульсия для лица и контура глаз 250 мл

ОЧИЩАЕТ И СНИМАЕТ МАКИЯЖ С КОЖИ ЛИЦА И КОНТУРА ГЛАЗ, УСПОКАИВАЕТ И СМЯГЧАЕТ КОЖУ

1040 ₽

  Розельян Крем SPF30 против покраснений, 40 мл

Увлажняет и защищает кожу, склонную к куперозу и покраснениям

1309 ₽

При самостоятельном подборе средств обратите внимание на состав. Ингредиенты, которых лучше избегать: минеральное масло (mineral oil), отдушки (fragrance, parfum), парабены (methylparaben, propylparaben), химические консерванты (methylisothiazolinone, bronopol, phenoxyethanol), ретиноиды и другие производные витамина А, карбомер (carbomer). В данном случае лучше придерживаться правила «чем короче состав, тем лучше».

Перед применением любого нового средства необходимо провести тест на чувствительность: нанесите небольшое количество продукта на область локтевого сгиба и через некоторое время проверьте реакцию.

Часто обладатели чувствительной кожи сталкиваются с сопутствующими нарушениями защитного механизма кожного покрова.

Аллергия, аллергический дерматит

При попадании на уязвимую реактивную кожу многие обычные компоненты могут вызвать нежелательную реакцию в виде аллергии. Обычно это легко корректируется в домашних условиях, но в сложных ситуациях следует немедленно обратиться к врачу.

Выбирая гипоаллергенную косметику, помните, что она не защищает от аллергической реакции на 100%, а лишь снижает до минимума её риск.

Розацеа

Розацеа (розовые угри, акне розовые) – хроническое заболевание кожи, основным признаком которого на первой стадии является появление стойких участков покраснения, а в дальнейшем образование на лице папул, пустул и других воспалений.

Воспаление кожи со сниженными защитными свойствами могут быть спровоцированы различными факторами. Лечение включает комбинацию противовоспалительных и успокаивающих компонентов.

Купероз

Купероз – заболевание сосудов кожи, вызванное истончением их стенок, которое приводит к возникновению участков покраснений на лице. При ближайшем рассмотрении эти покраснения выглядят как скопление сосудистых сеточек.

Чувствительность кожи касается также сосудов: они расширяются в ответ на раздражители, которые у здоровой кожи не вызывают реакции. При куперозе показан бережный уход без резких перепадов температур, жёсткого механического воздействия.

Можно ли снизить чувствительность кожного покрова?

Чувствительность не является патологическим состоянием и в большинстве случаев успешно корректируется специальным уходом и исключением негативно влияющих факторов.

Несколько общих советов по уходу:

• умывайтесь тёплой водой. Слишком горячая или холодная вода негативно сказываются на состоянии кожного покрова,

• используйте очищающие средства с мягкой моющей основой без мыла и отдушек,

• после умывания не трите кожу, лучше аккуратно промокните,

• избегайте скрабов,

• если врач прописал лекарственные препараты, сначала наносите их, а после впитывания – уход,

• защищайте кожу от солнца средствами с SPF.

Обезвоженная кожа

Обезвоженность – состояние, которое может встречаться у каждого типа кожи. Обезвоженную жирную кожу ошибочно считают сухой, ведь её обладателей также беспокоят шелушения и стянутость.

Чем отличается сухая кожа от обезвоженной?

Главное отличие – потребности. Сухой коже не хватает питания из-за слабой работы сальных желез. Обезвоженной коже не хватает увлажнения.

Если ваша кожа обычно склонна к жирности или имеет комбинированные участки, но в какой-то момент она потеряла упругость, шелушится, на неё плохо ложится косметика, вероятно, она обезвожена. Резко превратиться из жирной в сухую, то есть изменить скорость и количество выработки себума, она не может. А испытывать недостаток увлажнения – легко. Это может быть связано с использованием подсушивающих средств против акне, неправильно подобранным уходом, избыточным потреблением кофеина, несбалансированным питанием и рядом других причин.

Поэтому уход за каждым типом кожи должен включать этап увлажнения. Одним из самых лучших увлажняющих компонентов является гиалуроновая кислота.

Следует отличать компоненты, подходящие сухой и обезвоженной коже.

 

Ингредиент	Сухая кожа	Обезвоженная кожа
Гиалуроновая кислота	+	+
Глицерин		+
Алоэ		+
Растительные масла(ши, кокосовое, миндальное и др.)	+
Муцин улитки		+
Минеральное масло	+
Ланолин	+
Молочная кислота		+
Керамиды	+	+
Сквален	+

 

Подходящие линии средств: Uriage Eau Thermale  О’Тремаль Увлажняющий крем 40 мл

Для сияния, увлажнения и свежести кожи

1238 ₽

  Термальная вода Урьяж 300мл

ИЗОТОНИЧЕСКАЯ, УВЛАЖНЯЮЩАЯ И СМЯГЧАЮЩАЯ, ЗАЖИВЛЯЮЩАЯ И ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНАЯ

795 ₽

   Eau Thermale Ночная увлажняющая маска 50 мл

Восстанавливает гидратацию кожи, возвращая эластичность, гладкость и мягкость.

1309 ₽

  Avene Hydrance    Гидранс Аква-гель 50 мл

Сохраняет увлажненность, мягкость и ощущение комфорта

1295 ₽

  Bioderma Hydrabio  Тонизирующий увлажняющий лосьон 250 мл

МЯГКО ТОНИЗИРУЕТ И УВЛАЖНЯЕТ КОЖУ

1512 ₽

  Увлажняющий гель-крем с легкой текстурой 40 мл

ВОССТАНАВЛИВАЕТ ЕСТЕСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС УВЛАЖНЕНИЯ КОЖИ НА ДЛИТЕЛЬНЫЙ СРОК

1530 ₽

   Увлажняющая сыворотка 40 мл

УВЛАЖНЯЕТ ОБЕЗВОЖЕННУЮ КОЖУ, УСТРАНЯЕТ ДИСКОМФОРТ

2246 ₽

Помимо основного ухода, верными помощниками станут увлажняющие маски. Выбирайте подходящий формат: тканевые, гидрогелевые, кремовые, ночные. Маски помогут основному уходу быстрее восстановить необходимый водный баланс.

Несколько общих советов по уходу:

• чтобы помочь коже восстановиться, следует употреблять достаточное количество воды и увеличивать его во время занятий спортом,
• нелишними будут сочные фрукты и овощи (арбуз, огурец, дыня, клубника),
• для максимально быстрого восстановления попробуйте сделать курс несмываемых увлажняющих масок.

Не переживайте, если обнаружите симптомы обвезвоженности: это состояние временное и легко корректирующееся.

Зрелая кожа

С возрастом кожа теряет упругость и эластичность. Это связано с замедлением обменных и регенерирующих процессов, поэтому восстановление происходит медленнее и сложнее.

Снижение выработки коллагена делает кожу более тонкой, заметно уменьшает её объём.

Тип кожи во многом определяет характерные черты возрастных изменений. Морщины чаще появляются у людей с сухой кожей. Из-за снижения выделения и без того небольшого количества себума, кожа становится хрупкой, появляются углубления и заломы, которые она из-за потери эластичности уже не может разгладить самостоятельно.

В уходе следует сделать акцент на питании и увлажнении, обязательно добавить средства с антиоксидантами. Выбираем составы с гиалуроновой кислотой, витаминами A, E и C. Например, линию Caudalie Resveratrol [Lift]       ампульные сыворотки Teana  Сыворотка «D2» «Моментальный лифтинг» 10х2 мл

Делает контур лица более четким, освежает кожу

572 ₽

  Сыворотка «D1» Завтрак для кожи 10х2 мл

Интенсивно увлажняет, смягчает и подтягивает кожу

530 ₽

  Сыворотка «С1» Сияние кожи 10х2 мл

Осветляет кожу лица, отбеливает пигментные пятна

530 ₽

Для жирной кожи характерен гравитационный тип старения. Он выражается в «провисании» мягких тканей лица, такое состояние называется «птоз». При таком типе старения лицо «уплывает» вниз: опускаются уголки глаз, губ, появляются брыли, второй подбородок.

В этом случае может помочь сочетание антивозрастного ухода с массажем. Простое мануальное воздействие на массажные линии улучшает лимфоток, ускоряет обменные процессы. Добавьте противоотёчные маски и не забывайте про хорошее увлажнение.

Несколько общих советов по уходу:

• начинайте антивозрастной уход при первых признаках старения, не дожидаясь наступления определённого возраста,
• пейте достаточное количество воды,
• защищайте кожу от солнца.

Ещё одна особенность зрелой кожи — склонность к пигментации. Причина — нарушение выработки меланина, проявляющееся в виде очагов потемнения в результате длительного воздействия ультрафиолетовых лучей.

С возрастом к защите от солнца нужно подходить максимально серьёзно, а в домашний уход добавить отшелушивающие средства с мягкими кислотами, арбутином, ретиноидами, витамином С. Такой уход следует подбирать со специалистом для правильного сочетания всех средств.

Потребности нашей кожи могут меняться, поэтому, даже зная её тип, следует обращать внимание на текущее состояние.

Чтобы сохранить красоту и молодость кожи, необходимо:

• ежедневно тщательно её очищать,
• подобрать подходящий уход, обязательно включающий в себя увлажнение,
• минимизировать стрессы, наладить режим отдыха и питания,
• следить за здоровьем организма в целом и кожи — в частности,
• защищать кожу от ультрафиолетовых лучей с помощью средств с SPF.

Важно понимать, что идеального типа кожи не существует. Каждый из вышеперечисленных может стать таким при сбалансированном уходе. Ведь именно здоровье кожи определяет её красоту.

Автор — Ульяна Курова.

Биологические часы человека и их влияние на уход за кожей. | Статьи | Территория косметологии и красоты VERY | Москва м.Аэропорт

«Не могу представить такого важного дела, ради которого пришлось бы лечь спать после полуночи» — Коко Шанель.

Очень часто моё первое знакомство с пациентом начинается с закономерного вопроса: » Я впервые у косметолога. С чего мне начать?».

А начинать нужно с основы основ: того образа жизни, который вы ведёте. В наши дни тренд на ЗОЖ набирает все больше оборотов, и не зря, ведь именно он является основой нашего хорошего самочувствия, здоровья и долголетия. Сегодня я расскажу вам о циркадных ритмах, главным из которых у человека является цикл сон/бодрствование, и о том, как ему следовать и почему это важно. Вспомним, что в иерархии биологических потребностей человека сон занимает почётное второе место, сразу после дыхания (на 3 и 4 местах — вода и еда соответственно).

В конце 19 века почти одновременно появились 2 достижения цивилизации: 1. Электрическая лампочка; 2. Стандартизация времени.

Это создало у человека иллюзию, что мы по своему произволу можем выстраивать и регулировать ритм своей жизни, адаптируя его к определенным социальным условиям. Немного позже, во второй половине 20 века, появилось разделение людей на «сов» и «жаворонков», оправдывающее такое поведение. На самом деле почти у всех живых организмов на планете, включая бактерии, есть внутренние биологические часы, которые регулируют физиологические процессы в соответствии с внешним 24-часовым циклом.

Циркадные «часы» есть в каждой клетке нашего организма и работают они на молекулярном уровне (за это открытие американцы Майкл Янг, Джеффри Холл и Майкл Росбаш в 2017 г. получили Нобелевскую премиию по физиологии и медицине). Ими регулируется поступление гормонов в кровь и суточные колебания температуры тела. Наша способность к концентрации внимания и эффективность также меняются в течение дня в соответствии с циркадными ритмами. В различное время суток отличается и степень восприимчивости нашей кожи.

С 5 до 10 часов — организм просыпается: в кровь начинают поступать адреналин и кортизол, сосуды суживаются и давление повышается, чтобы придать нам силы и энергию, и далее в течение дня их количество снижается. Защитная функция кожи, как естественного барьера, максимальна, впитывающая способность — минимальна. Утром кожа готовится к защите,поэтому именно утром рекомендуются водные процедуры (умывание кубиком, контрастный душ). Нанесение увлажняющего защитного крема. Не рекомендуется пить кофе, курить, проводить тепловые процедуры (посещение бани, сауны), наносить на кожу питательные кремы и маски.

10-12 часов — лучшее время для кожи. Максимально включены защитные механизмы. Начинается активная продукция кожного сала (появляется неэстетичный блеск).

13-15 ч — кожа начинает уставать: снижается тонус, падает давление в сосудах, нарушается лимфодренаж. Кожа выглядит бледной и уставшей, морщину выражены сильнее. Клонит ко сну. Рекомендуется прогулка на сведём воздухе и отдых. Не рекомендуются романтические встречи)

15-17 ч — кожа ничего не воспринимает.

17-20 ч — в организме начинается активная выработка мелатонина. Снижается уровень кортизола в крови. Кожа избавляется от стресса и готовится к ночному восстановлению. Максимальное проникновение в кожу. Рекомендуются: чистка, пилинг, омолаживающие процедуры.

20-22 ч — организм настраивается на ботокс. В тканях активизируется микроциркуляция, усиливается их трофике и оксигенация. Рекомендуются: глубокое очищение кожи, лимфодренажные и тепловые процедуры (баня, сауна). Питательные и восстанавливающие маски и кремы.

22-5 ч — спать!!! В течение 1-го часа до полуночи ( в 23часа) и 2-х часов после полуночи (с с 2до 3 часов ночи) происходит активное деление клеток эпидермиса и восстановление кожного покрова,поэтому самое полезное в это время отдыхать .

Рассказывала Врач-дерматокосметолог Плешкова Анна

Как работает скин? — InformedHealth.org

Даже в самом толстом месте наша кожа составляет всего несколько миллиметров. Но это по-прежнему наш самый тяжелый и самый большой орган, составляющий примерно одну седьмую веса нашего тела: в зависимости от вашего роста и массы тела он весит от 3,5 до 10 кг (от 7,5 до 22 фунтов) и имеет площадь поверхности от 1,5 до 2. квадратные метры. Это показывает, насколько важна кожа для вашего тела и обмена веществ.

Что делает скин?

Скин имеет множество различных функций.Это стабильное, но гибкое внешнее покрытие, которое действует как барьер, защищая ваше тело от вредных веществ внешнего мира, таких как влага, холод и солнечные лучи, а также микробы и токсичные вещества.

Просто глядя на чью-то кожу уже можно многое сказать — например, об их возрасте и состоянии здоровья. Изменения цвета или структуры кожи могут быть признаком заболевания. Например, люди, у которых в крови слишком мало эритроцитов, могут выглядеть бледными, а у людей с гепатитом кожа желтоватого цвета.

Кожа также играет важную роль в регулировании температуры тела. Это помогает предотвратить обезвоживание и защищает вас от негативного воздействия слишком сильной жары или холода. И это позволяет вашему телу ощущать такие ощущения, как тепло, холод, давление, зуд и боль. Некоторые из этих ощущений вызывают рефлекс, например, когда вы автоматически отводите руку назад, если вы случайно дотронетесь до горячей плиты.

Кожа также служит большим хранилищем для тела: самый глубокий слой кожи может хранить воду, жир и продукты обмена.И он производит гормоны, важные для всего тела.

Если кожа повреждена, кровоснабжение кожи увеличивается, чтобы доставить различные вещества к ране, чтобы она была лучше защищена от инфекций и быстрее заживала. Позже производятся новые клетки, образующие новую кожу и кровеносные сосуды. В зависимости от того, насколько глубока рана, она заживает со шрамом или без него.

Чтобы выполнять все эти функции, кожа состоит из трех различных слоев: внешнего слоя (эпидермис), среднего слоя (дерма) и самого глубокого слоя (подкожного слоя).В зависимости от того, где он находится на вашем теле, и от требований, предъявляемых к нему, ваша кожа различается по толщине. Толщина кожи также зависит от вашего возраста и пола: у пожилых людей кожа обычно тоньше, чем у молодых, а у мужчин обычно толще, чем у женщин.

Внешний слой (эпидермис)

Самый внешний слой кожи, который вы видите, называется эпидермисом. В основном он состоит из клеток, вырабатывающих кератин (кератиноцитов). Эти клетки постепенно выталкиваются на поверхность кожи новыми клетками, где они затвердевают, а затем отмирают.Затвердевшие кератиноциты (корнеоциты) плотно прилегают друг к другу и изолируют кожу от внешней среды.

Эпидермис постоянно обновляется: новые клетки образуются в нижних слоях эпидермиса. Они выходят на поверхность в течение четырех недель. Это постоянное обновление служит для замены потерянных клеток, которые при трении падают на землю в виде крошечных чешуек. Клетки эпидермиса быстрее растут в ответ на давление или трение. Однако количество удаляемых чешуек кожи остается прежним.В результате слой затвердевшей кожи на поверхности постепенно утолщается и образуется мозоль. Кожа делает это, чтобы защитить себя — чтобы лучше противостоять давлению и трению.

Болезнь редко влияет на баланс производства новых клеток и выделения старых клеток. Примеры включают инфекции, аутоиммунные нарушения или генетические заболевания, которые вызывают усиленный рост шероховатой чешуйчатой ​​кожи на всем теле. Уплотнение кожи только в одном месте может быть признаком немеланомного рака кожи или изменений кожи, которые могут перерасти в рак.

В зависимости от того, где он находится на теле, толщина эпидермиса может быть разной. Например, его толщина составляет всего 0,3 миллиметра на локтях и тыльной стороне колен, а на других частях тела, таких как подошвы ступней и ладони, — до 4 миллиметров.

Эпидермис также содержит другие типы клеток со специальными функциями:

• Меланоциты производят и хранят черный пигмент, называемый меланином. Когда ваша кожа подвергается воздействию солнечного света, они производят больше меланина, поэтому она становится темнее.Это защищает кожу от вредного воздействия ультрафиолетовых лучей.

• Лимфоциты и Клетки Лангерганса играют важную роль в борьбе с микробами. Они «захватывают» микробы и доставляют их к ближайшему лимфатическому узлу.

• Клетки Меркеля — это особые нервные клетки в коже, которые позволяют ощущать давление.

Средний слой (дерма)

Под эпидермисом, прочно прилегающим к нему, лежит средний слой кожи (дерма).Он состоит из плотной сети жестких эластичных коллагеновых волокон. Они делают кожу крепкой и упругой, но в то же время эластичной. Если кожа сильно растянута — например, кожа, покрывающая живот беременной женщины, — дерма может порваться. Разорванную дерму можно увидеть в виде светлых линий (растяжек).

Местами дерма выступает в соединительную ткань, которая окружает наши мышцы и кости, и соединяет их с кожей.

Дерма состоит из сети нервных волокон и очень мелких кровеносных сосудов, называемых капиллярами.Питательные вещества и кислород в крови переходят из капилляров в клетки. Другая основная функция капилляров — помочь вашему телу остыть, если оно станет слишком горячим. Дерма также является слоем кожи, который содержит большинство сенсорных (чувствительных) клеток и потовых желез.

Самый глубокий слой (подкожный слой)

Подкожный слой (также известный как подкожный слой или гиподерма) в основном состоит из жира и соединительной ткани. В подкожной клетчатке, между выпирающими в нее складками дермы, имеются крошечные полости.Эти полости заполнены накопительной тканью, состоящей из жира и воды. Жир действует как амортизатор, защищая кости и суставы от ударов и ударов. Он также служит изоляцией. Более того, многие гормоны вырабатываются жировыми клетками подкожной клетчатки. Одним из примеров является витамин D, который является важным витамином и вырабатывается, когда кожа подвергается воздействию солнечного света.

Подкожный слой и дерма содержат кровеносные и лимфатические сосуды, а также другие объекты, такие как нервы, потовые железы, сальные (масляные) железы, ароматические железы и корни волос.

Источники

• Menche N (Ed). Biologie Anatomie Physiologie. Мюнхен: Урбан и Фишер; 2016.

• Moll I. Duale Reihe Dermatologie. Штутгарт: Тиме; 2016.

• Пщырембель. Klinisches Wörterbuch. Берлин: Де Грюйтер; 2017.

• Шмидт Р., Ланг Ф., Хекманн М. Physiologie des Menschen: mit Pathophysiologie. Берлин: Springer; 2017.

• Уильямс Х., Бигби М., Херксхаймер А., Нальди Л., Рзани Б., Деллавалле Р и др.Доказательная дерматология. Джон Уайли и сыновья; 2014.

• Информация о здоровье IQWiG написана с целью помочь люди понимают преимущества и недостатки основных вариантов лечения и здоровья услуги по уходу.

  Поскольку IQWiG — немецкий институт, некоторая информация, представленная здесь, относится к Немецкая система здравоохранения. Пригодность любого из описанных вариантов в индивидуальном случай можно определить, посоветовавшись с врачом. Мы не предлагаем индивидуальных консультаций.

  Наша информация основана на результатах качественных исследований. Это написано команда медицинские работники, ученые и редакторы, а также рецензируются внешними экспертами. Вы можете найти подробное описание того, как наша информация о здоровье создается и обновляется в наши методы.

Как работает скин? — InformedHealth.org

Даже в самом толстом месте наша кожа составляет всего несколько миллиметров. Но это по-прежнему наш самый тяжелый и самый большой орган, на который приходится примерно одна седьмая массы нашего тела: в зависимости от вашего роста и массы тела он весит от трех до трех.5 и 10 кг (7,5 и 22 фунта) и имеет площадь от 1,5 до 2 квадратных метров. Это показывает, насколько важна кожа для вашего тела и обмена веществ.

Что делает скин?

Скин имеет множество различных функций. Это стабильное, но гибкое внешнее покрытие, которое действует как барьер, защищая ваше тело от вредных веществ внешнего мира, таких как влага, холод и солнечные лучи, а также микробы и токсичные вещества.

Просто глядя на чью-то кожу уже можно многое сказать — например, об их возрасте и состоянии здоровья.Изменения цвета или структуры кожи могут быть признаком заболевания. Например, люди, у которых в крови слишком мало эритроцитов, могут выглядеть бледными, а у людей с гепатитом кожа желтоватого цвета.

Кожа также играет важную роль в регулировании температуры тела. Это помогает предотвратить обезвоживание и защищает вас от негативного воздействия слишком сильной жары или холода. И это позволяет вашему телу ощущать такие ощущения, как тепло, холод, давление, зуд и боль. Некоторые из этих ощущений вызывают рефлекс, например, когда вы автоматически отводите руку назад, если вы случайно дотронетесь до горячей плиты.

Кожа также служит большим хранилищем для тела: самый глубокий слой кожи может хранить воду, жир и продукты обмена. И он производит гормоны, важные для всего тела.

Если кожа повреждена, кровоснабжение кожи увеличивается, чтобы доставить различные вещества к ране, чтобы она была лучше защищена от инфекций и быстрее заживала. Позже производятся новые клетки, образующие новую кожу и кровеносные сосуды. В зависимости от того, насколько глубока рана, она заживает со шрамом или без него.

Чтобы выполнять все эти функции, кожа состоит из трех различных слоев: внешнего слоя (эпидермис), среднего слоя (дерма) и самого глубокого слоя (подкожного слоя). В зависимости от того, где он находится на вашем теле, и от требований, предъявляемых к нему, ваша кожа различается по толщине. Толщина кожи также зависит от вашего возраста и пола: у пожилых людей кожа обычно тоньше, чем у молодых, а у мужчин обычно толще, чем у женщин.

Внешний слой (эпидермис)

Самый внешний слой кожи, который вы видите, называется эпидермисом.В основном он состоит из клеток, вырабатывающих кератин (кератиноцитов). Эти клетки постепенно выталкиваются на поверхность кожи новыми клетками, где они затвердевают, а затем отмирают. Затвердевшие кератиноциты (корнеоциты) плотно прилегают друг к другу и изолируют кожу от внешней среды.

Эпидермис постоянно обновляется: новые клетки образуются в нижних слоях эпидермиса. Они выходят на поверхность в течение четырех недель. Это постоянное обновление служит для замены потерянных клеток, которые при трении падают на землю в виде крошечных чешуек.Клетки эпидермиса быстрее растут в ответ на давление или трение. Однако количество удаляемых чешуек кожи остается прежним. В результате слой затвердевшей кожи на поверхности постепенно утолщается и образуется мозоль. Кожа делает это, чтобы защитить себя — чтобы лучше противостоять давлению и трению.

Болезнь редко влияет на баланс производства новых клеток и выделения старых клеток. Примеры включают инфекции, аутоиммунные нарушения или генетические заболевания, которые вызывают усиленный рост шероховатой чешуйчатой ​​кожи на всем теле.Уплотнение кожи только в одном месте может быть признаком немеланомного рака кожи или изменений кожи, которые могут перерасти в рак.

В зависимости от того, где он находится на теле, толщина эпидермиса может быть разной. Например, его толщина составляет всего 0,3 миллиметра на локтях и тыльной стороне колен, а на других частях тела, таких как подошвы ступней и ладони, — до 4 миллиметров.

Эпидермис также содержит другие типы клеток со специальными функциями:

• Меланоциты производят и хранят черный пигмент, называемый меланином.Когда ваша кожа подвергается воздействию солнечного света, они производят больше меланина, поэтому она становится темнее. Это защищает кожу от вредного воздействия ультрафиолетовых лучей.

• Лимфоциты и Клетки Лангерганса играют важную роль в борьбе с микробами. Они «захватывают» микробы и доставляют их к ближайшему лимфатическому узлу.

• Клетки Меркеля — это особые нервные клетки в коже, которые позволяют ощущать давление.

Средний слой (дерма)

Под эпидермисом, прочно прилегающим к нему, лежит средний слой кожи (дерма).Он состоит из плотной сети жестких эластичных коллагеновых волокон. Они делают кожу крепкой и упругой, но в то же время эластичной. Если кожа сильно растянута — например, кожа, покрывающая живот беременной женщины, — дерма может порваться. Разорванную дерму можно увидеть в виде светлых линий (растяжек).

Местами дерма выступает в соединительную ткань, которая окружает наши мышцы и кости, и соединяет их с кожей.

Дерма состоит из сети нервных волокон и очень мелких кровеносных сосудов, называемых капиллярами.Питательные вещества и кислород в крови переходят из капилляров в клетки. Другая основная функция капилляров — помочь вашему телу остыть, если оно станет слишком горячим. Дерма также является слоем кожи, который содержит большинство сенсорных (чувствительных) клеток и потовых желез.

Самый глубокий слой (подкожный слой)

Подкожный слой (также известный как подкожный слой или гиподерма) в основном состоит из жира и соединительной ткани. В подкожной клетчатке, между выпирающими в нее складками дермы, имеются крошечные полости.Эти полости заполнены накопительной тканью, состоящей из жира и воды. Жир действует как амортизатор, защищая кости и суставы от ударов и ударов. Он также служит изоляцией. Более того, многие гормоны вырабатываются жировыми клетками подкожной клетчатки. Одним из примеров является витамин D, который является важным витамином и вырабатывается, когда кожа подвергается воздействию солнечного света.

Подкожный слой и дерма содержат кровеносные и лимфатические сосуды, а также другие объекты, такие как нервы, потовые железы, сальные (масляные) железы, ароматические железы и корни волос.

Источники

• Menche N (Ed). Biologie Anatomie Physiologie. Мюнхен: Урбан и Фишер; 2016.

• Moll I. Duale Reihe Dermatologie. Штутгарт: Тиме; 2016.

• Пщырембель. Klinisches Wörterbuch. Берлин: Де Грюйтер; 2017.

• Шмидт Р., Ланг Ф., Хекманн М. Physiologie des Menschen: mit Pathophysiologie. Берлин: Springer; 2017.

• Уильямс Х., Бигби М., Херксхаймер А., Нальди Л., Рзани Б., Деллавалле Р и др.Доказательная дерматология. Джон Уайли и сыновья; 2014.

• Информация о здоровье IQWiG написана с целью помочь люди понимают преимущества и недостатки основных вариантов лечения и здоровья услуги по уходу.

  Поскольку IQWiG — немецкий институт, некоторая информация, представленная здесь, относится к Немецкая система здравоохранения. Пригодность любого из описанных вариантов в индивидуальном случай можно определить, посоветовавшись с врачом. Мы не предлагаем индивидуальных консультаций.

  Наша информация основана на результатах качественных исследований. Это написано команда медицинские работники, ученые и редакторы, а также рецензируются внешними экспертами. Вы можете найти подробное описание того, как наша информация о здоровье создается и обновляется в наши методы.

Как работает ваша кожа | HowStuffWorks

Мы все восхищались мягкостью детской кожи, которая намного более гладкая, чем наша собственная. Есть несколько структурных отличий, которые придают младенцам мягкую кожу.С одной стороны, их слой дермы примерно на 20-30 процентов тоньше, чем кожа взрослого человека, что делает его менее адаптируемым и более нуждающимся в укрытии [источник: Johnson & Johnson]. Младенцы поглощают и теряют воду намного быстрее, чем взрослые, и, поскольку они не так много потеют, они также не могут регулировать температуру своего тела, как взрослые. Их кожа также очень нежная и склонна к высыпанию при раздражении. Вся эта мягкость имеет свою цену.

По мере взросления кожа детей становится менее чувствительной.Подростковый возраст — следующий шаг, приносящий с собой прилив гормонов. Акне часто проявляется быстро и может сохраняться в зрелом возрасте. Следующая остановка на временной шкале вашей кожи — взросление.

С возрастом наша кожа стареет двумя способами: внутренним и внешним. Внутреннее старение — это то, что естественным образом происходит с нами благодаря нашим генам. Эпидермис производит новые клетки кожи все медленнее и медленнее, по мере того как слой наших клеток кожи уменьшается от 20-ти клеточной стенки до толщины всего в две клетки кожи [источник: Ройзен].Белки в нашей коже, которые придают ей упругость и эластичность, ослабевают — наши тела вырабатывают меньше коллагена, а эластин теряет часть своей силы. Вот почему наша кожа становится тоньше и дряблой.

На внутреннее старение могут влиять внешние факторы, например, курение. Это известно как внешнее старение . Никотин, содержащийся в сигаретах, сужает кровеносные сосуды кожи, в результате чего меньше кислорода и витаминов попадает туда, где они должны быть. Другие химические вещества, содержащиеся в сигаретах, разрушают коллаген и эластин, о которых мы упоминали ранее.

Другая важная часть внешнего старения — это пребывание на солнце. У каждого есть морщинки, , маленькие лоскутные линии, пересекающие нашу кожу. Генетика частично определяет, насколько вы будете морщинистым, но вы можете свести морщины к минимуму, заботясь о своей коже. Если вы курите или любите солярии, скорее всего, у вас будет больше морщин, чем у тех, кто не курят.

Фотостарение — это то, что дерматологи называют воздействием слишком большого количества кожи на вашу кожу.Морщины, пигментация и изменения текстуры кожи являются естественной частью естественного старения, но они могут усугубляться всеми поглощенными вами ультрафиолетовыми лучами. Два человека могут быть ровесниками по дате рождения, но при этом их кожа может отличаться от них на десять лет. Возрастные пятна , например, также известные как пятна печени, часто встречаются на коже пожилых людей. Эти коричневые, серые или черные плоские пятна встречаются на тех частях тела, которые больше всего видели солнца. Меньше солнца — меньше шансов на появление пигментных пятен.

И то, что ваша кожа в 20 лет выглядит великолепно и здоровой и быстро приходит в норму после летнего ожога, не означает, что вы в последний раз видели свое сознательное решение отказаться от солнцезащитного крема на пляже. Повреждение кожи происходит задолго до того, как вы действительно можете его увидеть.

Прочтите несколько простых советов о том, как помочь вашей коже позаботиться о себе.

13.2: Введение в покровную систему

Что такое покровная система?

Помимо кожи, покровная система включает волосы и ногти, которые являются органами, которые растут из кожи.Поскольку органы покровной системы в основном находятся вне тела, вы можете думать о них как о не более чем аксессуарах, таких как одежда или украшения, но они служат жизненно важным физиологическим функциям. Они обеспечивают защитное покрытие для тела, ощущают окружающую среду и помогают телу поддерживать гомеостаз.

Кожа

Кожа примечательна не только потому, что это самый большой орган тела. Это примечательно и по другим причинам. В среднем квадратный дюйм кожи состоит из 20 кровеносных сосудов, 650 потовых желез и более тысячи нервных окончаний.Он также имеет невероятное количество клеток, вырабатывающих пигмент, — 60000. Все эти структуры упакованы в стопку ячеек толщиной всего 2 мм, или примерно такой же толщины, как обложка книги. Хотя кожа тонкая, она состоит из двух отдельных слоев, эпидермиса и дермы, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {2} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Эпидермис — это более тонкий внешний слой кожи, который состоит из плотно упакованных эпителиальных клеток. Дерма — это более толстый внутренний слой кожи, содержащий такие структуры, как кровеносные сосуды, волосяные фолликулы и потовые железы.

Внешний слой кожи

Внешний слой кожи — эпидермис. Этот слой тоньше внутреннего слоя, дермы. Эпидермис состоит в основном из эпителиальных клеток, называемых кератиноцитами , которые производят прочный волокнистый белок кератин. Самые внутренние клетки эпидермиса — это стволовые клетки, которые непрерывно делятся с образованием новых клеток. Вновь образованные клетки продвигаются вверх через эпидермис к поверхности кожи, производя все больше и больше кератина.Клетки наполняются кератином и умирают к тому времени, когда достигают поверхности, где образуют защитный, водостойкий слой. По мере того, как мертвые клетки удаляются с поверхности кожи, они заменяются другими клетками, которые движутся снизу вверх. Эпидермис также содержит меланоциты, клетки, вырабатывающие коричневый пигмент меланин, который придает коже большую часть ее цвета. Хотя эпидермис содержит некоторые сенсорные рецепторные клетки, называемые клетками Меркеля, он не содержит нервов, кровеносных сосудов или других структур.

Внутренний слой кожи

Дерма — это внутренний и более толстый слой кожи. Он состоит в основном из прочной соединительной ткани и прикреплен к эпидермису коллагеновыми волокнами. Как показано на рисунке выше, дерма содержит множество структур, в том числе кровеносные сосуды, потовые железы и волосяные фолликулы, которые представляют собой структуры, из которых берут начало волосы. Кроме того, дерма содержит множество сенсорных рецепторов, нервов и сальных желез.

Функции кожи

Кожа выполняет несколько функций в организме.Многие из этих ролей связаны с гомеостазом. Основные функции кожи включают предотвращение потери воды из организма и выполнение функций барьера для проникновения микроорганизмов. Другая функция кожи — синтез витамина D, который происходит, когда кожа подвергается воздействию ультрафиолетового (УФ) света. Меланин в эпидермисе блокирует часть ультрафиолетового излучения и защищает дерму от его разрушительного воздействия.

Еще одна важная функция кожи — регулирование температуры тела. Например, когда тело слишком теплое, кожа снижает температуру тела, выделяя пот, который охлаждает тело при испарении.Кожа также увеличивает количество крови, текущей к поверхности тела за счет расширения кровеносных сосудов (расширения кровеносных сосудов), отводя тепло от сердцевины тела в окружающую среду.

Волосы

Волосы — это волокно, которое встречается только у млекопитающих. Он состоит в основном из кератинпродуцирующих кератиноцитов. Каждый волос растет из фолликула в дерме. К тому времени, когда волосы достигают поверхности, они состоят в основном из мертвых клеток, заполненных кератином. Волосы выполняют несколько гомеостатических функций.Волосы на голове важны для предотвращения потери тепла головой и защиты ее кожи от УФ-излучения. Волосы в носу задерживают частицы пыли и микроорганизмы в воздухе и не дают им попасть в легкие. Волосы по всему телу обеспечивают сенсорную информацию, когда предметы касаются их или они качаются в движущемся воздухе. Ресницы и брови защищают глаза от воды, грязи и других раздражителей.

Гвозди

Ногти пальцев рук и ног состоят из мертвых кератиноцитов, заполненных кератином.Кератин делает их твердыми, но гибкими, что важно для выполняемых ими функций. Ногти предотвращают травмы, образуя защитные пластины на концах пальцев рук и ног. Они также усиливают ощущение, действуя как противодействие чувствительным кончикам пальцев при обращении с предметами. Кроме того, ногти можно использовать как инструмент.

Что такое клетки кожи? — Функции, типы и факты — Видео и стенограмма урока

Функции и слои кожи

Защита — основная функция кожи, но есть и другие.Ваша кожа полна нервных окончаний, которые помогают вам ощущать окружающий мир. Когда вам жарко, ваша кожа выделяет пот. Пот, испаряющийся с вашей кожи, охлаждает вас. Ваша кожа также похожа на мешок, в котором хранятся важные жидкости и питательные вещества.

Невооруженным глазом ваша кожа кажется довольно простым органом, но если копнуть глубже, вы обнаружите, что на самом деле она состоит из нескольких слоев и разных типов клеток кожи. Внешний слой вашей кожи, который вы видите, чувствуете и с помощью которого ощущаете мир, называется эпидермисом .Внутри эпидермиса находятся слои четырех различных типов клеток кожи: кератиноциты, меланоциты, клетки Меркеля и клетки Лангерганса.

Тонкий слой, называемый базальной мембраной , отделяет эпидермис от нижнего слоя кожи, называемого дермой. Дерма состоит из белков, таких как коллаген и эластин, которые поддерживают кожу и делают ее прочной и эластичной. Под дермой находится гиподерма , которая в основном состоит из жира для изоляции и поддержки верхних слоев.

Клетки кожи

Вы начали жизнь как одна клетка, разделенная на две клетки. Те, которые делятся на четыре, и так далее, пока вы не станете взрослым. Когда мы достигаем совершеннолетия, большинство наших клеток перестают расти и делиться. На этом мы закончили. Однако есть несколько исключений, и одно из них — клетки кожи.

Возможно, вы заметили, что когда ваша кожа становится сухой, она шелушится, а куски отваливаются. Не пугайтесь и не думайте, что со временем вы потеряете всю свою кожу.Клетки кожи отмирают, отшелушиваются и заменяются новыми клетками кожи. С возрастом процесс замедляется, но никогда не прекращается.

Клетки кожи растут и делятся в базальной мембране. Отсюда новые клетки проталкиваются вверх в эпидермис. Попадая в эпидермис, клетки перестают получать кровь и питательные вещества. Они начинают медленный процесс умирания и отшелушивания, на смену которым приходят новые клетки. Самый верхний слой кожи — это не что иное, как мертвые клетки.

Кератиноциты

Кератиноциты являются наиболее распространенными среди клеток кожи.Они составляют от 90% до 95% вашей кожи. Основная функция этих клеток — создавать барьер между вами и остальным миром.

Кератиноциты вырабатывают белок, называемый кератином, и к тому времени, когда клетки выталкиваются из базальной мембраны, они в основном представляют собой мешочки, заполненные кератином. Этот белок является структурным, обеспечивает прочность внешней кожи и помогает ей действовать как барьер. Волосы и ногти состоят из кератина, поэтому вы можете увидеть, что косметические продукты рекламируют его как ингредиент.

Меланоциты

Меланин — это пигмент, придающий вашей коже ее цвет, который вырабатывается в специализированных клетках кожи, называемых меланоцитами . Чем темнее ваша кожа, тем больше меланина производят эти клетки. Их можно найти глубоко в эпидермисе, недалеко от базальной мембраны.

Вам может быть интересно, как ваша кожа может быть окрашена меланином, если этих клеток нет на поверхности. Ответ заключается в том, что меланоциты производят только меланин.Затем они переносят пигменты в кератиноциты на поверхности эпидермиса. Существуют разные типы меланина, которые производят разный цвет. Некоторые, например, вызывают более темный цвет веснушек и родинок. Рак меланоцитов называется меланомой и может быть смертельным, если не лечить на ранней стадии.

Ячейки Меркеля

Мало что известно о ячейках Меркель по сравнению с другими типами клеток кожи, и они все еще немного загадочны. Ученые считают, что они содержат нервные окончания и отвечают за то, как вы ощущаете прикосновение к своей коже.Некоторые из них находятся в базальной мембране, а другие — в эпидермисе. Редкий тип рака, который может образовываться в этих клетках, называется карциномой из клеток Меркеля.

Клетки Лангерганса

Клетки Лангерганса — это специализированные клетки иммунной системы, встроенные в вашу кожу. Их называют антигенпрезентирующими иммунными клетками, потому что они обнаруживают и собирают информацию об антигенах или чужеродных материалах. Например, если бактерии проникают в вашу кожу, возможно, из-за царапины, клетка Лангерганса заметит захватчиков и передаст эту информацию другим клеткам иммунной системы, которые могут проникнуть внутрь и атаковать.

Клетки Лангерганса имеют длинные отростки, называемые цитоплазматическими отростками , которые проходят между кератиноцитами. Они похожи на щупальца, которые пытаются найти вторгающийся материал.

Краткое содержание урока

Кожа — самый большой орган в организме человека. Он состоит из эпидермиса, базальной мембраны, дермы и гиподермы. Кожа служит защитным барьером, способом ощущать мир и слоем, удерживающим питательные вещества и воду внутри тела.

Четыре типа клеток составляют кожу, и они производятся в основном в эпидермисе рядом с базальной мембраной. Кератиноциты содержат структурный кератин и составляют основную часть эпидермиса. Меланоциты производят меланин , пигмент, придающий цвет коже. Клетки Меркеля участвуют в восприятии, а клетки Лангерганса имеют цитоплазматические отростки, расширяющиеся наружу для обнаружения чужеродных захватчиков.

Факты и функции клеток кожи

• Кожа: Самый большой орган тела; это главный барьер тела
• Основная функция кожи — защита
• Клетки кожи никогда не перестают расти и делиться
• Кератиноциты: Наиболее распространенные клетки кожи, составляющие 90% вашей кожи
• Меланоциты: Пигмент, придающий коже ее цвет
• Клетки Меркеля: Ученые считают, что клетки Меркеля содержат нервные окончания и отвечают за осязание
• Клетки Лангерганса: Специализированные клетки иммунной системы, встроенные в кожу

Результаты обучения

По окончании урока вы обнаружите, что легче:

• Объяснить функцию кожи
• Опишите различные слои кожи
• Перечислить различные типы клеток кожи

Оптические свойства кожи человека

1.

Введение

Цвет кожи человека долгое время использовался в качестве субъективного дополнения к обнаружению и диагностике заболеваний. Совсем недавно введение измерений цвета кожи расширило это понятие, включив в него возможность объективного определения особенностей кожи, ¹ , включая концентрации меланина и гемоглобина, ^{2 — 6} глубину и диаметр кровеносных сосудов, ^{7 — 9} глубина пигментных поражений кожи, ^{10 , 11} зрелость и глубина синяков, ^{12 , 13} и расположение кератиновых волокон. ¹⁴

Такие достижения оказались бесценными для продвижения лазерного лечения кожи ¹⁵ и фотодинамической терапии, ^{16 — 18} и внесли свой вклад в дальнейшие успехи в диагностике раковых и доброкачественных поражений кожи. ^{10 , 19 — 21}

Однако успех этих методов полностью зависит от адекватного знания поведения света при его попадании на кожу и прохождении через нее.В этой статье представлено описание основных взаимодействий видимого света с кожей и основных свойств кожи, которые этому способствуют. Затем следует анализ опубликованных оптических коэффициентов, используемых при моделировании переноса света через кожу.

2.

Справочная информация

2.1.

Поглощение

Поглощение описывает уменьшение световой энергии. В видимой области есть два вещества, которые, как считается, доминируют в поглощении света кожей: гемоглобин и меланин.

Гемоглобин является основным поглотителем света в дерме. Нормальный взрослый гемоглобин (Hb A) представляет собой белок, состоящий из четырех полипептидных цепей, каждая из которых связана с гемом. ²² Гем в Hb A называется железо-фотопорфирин IX ^{23 , 24} и отвечает за большую часть поглощения света кровью. Модель молекулярных орбиталей свободных электронов описывает это поглощение как возбуждение слабосвязанных «ненасыщенных электронов» или «π-электронов» гема. ²⁵ В видимой области Hb A содержит три отличительных пика. Доминирующий пик находится в синей области спектра и называется пиком Соре или полосой Соре. Еще два пика можно различить в желто-зеленой области между 500 и 600 нм, которые в сочетании с полосой Соре заставляют Hb A казаться красным. Они известны как полосы α и β, или вместе как Q-полоса, и имеют интенсивность примерно от 1% до 2% от полосы Соре. ²⁶ Уровни возбуждения π-электронов различаются, поэтому положение и интенсивность этих полос меняются в зависимости от состояния лиганда гема (рис.1).

Рис. 1

Спектры поглощения дезоксигемоглобина (Hb), оксигемоглобина (HbO2), карбоксигемоглобина (HbCO) и метгемоглобина (MetHb) в видимой области, из Ref. 27.

Меланины обычно содержатся в эпидермисе и производят спектр поглощения, который постепенно уменьшается от ультрафиолетовой (УФ) к инфракрасной (ИК) области. В отличие от гемоглобина, разнообразие и сложность меланинов означает, что их детальная структура еще не полностью изучена, несмотря на интенсивные исследования, проводимые в течение последних пяти десятилетий, и этот широкополосный спектр поглощения все еще является предметом научных дискуссий. ^{5 , 28 , 29} В настоящее время научный консенсус, похоже, тяготеет к модели химического беспорядка. ^{5 , 28 — 33} Эта модель предполагает, что меланины состоят из набора олигомеров или полимеров в различных формах, расположенных неупорядоченным образом. Это приводит к ряду пиков поглощения, которые в совокупности создают эффект широкополосного поглощения ^{28 , 30} (рис.2).

Рис. 2

Цветные линии показывают индивидуальные спектры поглощения тетрамерных субъединиц в меланине, экстрагированном из эпидермиса человека. Их средний спектр поглощения показан жирной черной линией, для наглядности сдвинутой на 1,5 единицы вверх. Тонкие черные линии, сдвинутые на одну единицу вниз, представляют собой спектры поглощения мономерных субъединиц. а.е. = условные единицы. Рисунок перепечатан с разрешения Ref. 30.

Дальнейшее поглощение света может быть связано с хромофорами, такими как билирубин и каротин, ³⁴ липидами, ³⁵ и другими структурами, включая ядра клеток и нитчатые белки ^{36 , 37} Хотя индивидуальные вклады этих вторичных хромофоров можно рассматривать отдельно, ^{13 , 38 , 39} большинство моделей группируют их в одну всеобъемлющую ценность. ^{40 , 41}

Несмотря на то, что вода присутствует во всех тканях, она не является значительным поглотителем света в видимой области, хотя ее вклад учитывался при моделировании цвета кожи. ⁴²

2.2.

Рассеяние

Помимо поглощения, рассеяние в значительной степени способствует внешнему виду кожи. Рассеяние описывает изменение направления, поляризации или фазы света и обычно изображается либо как поверхностный эффект (например, отражение или преломление), либо как взаимодействие с небольшой областью, оптические свойства которой отличаются от окружающей среды (рассеяние частиц).

Было подсчитано, что от 4% до 7% видимого света отражается от поверхности кожи, независимо от длины волны и цвета кожи. ^{43 , 44} Оставшийся свет преломляется при прохождении из воздуха в кожу.

Основными источниками рассеяния твердых частиц внутри кожи являются нитчатые белки. Кератины представляют собой нитчатые белки эпидермиса и образуют основную составляющую этого слоя, тогда как коллаген является основным волокнистым белком дермы и занимает от 18% до 30% ее объема. ⁴⁵ Дальнейший разброс объясняется меланосомами в эпидермисе, ядрах клеток, клеточных стенках и многих других структурах кожи, которые встречаются в меньшем количестве. ⁴⁶

Разброс от нитчатых белков был аппроксимирован с использованием решения Ми для уравнений Максвелла, примененного к данным образцов кожи in vitro . ^{47 , 48} Этот подход обеспечивает увеличение моделируемой вероятности рассеяния с увеличением диаметра волокна и уменьшением длины волны.Зависимость разброса от диаметра волокна предполагает, что белковые структуры дермы, которые могут быть в 10 раз больше, чем в эпидермисе, ^{45 , 49} обладают большим поперечным сечением рассеяния. Это частично компенсирует более низкую плотность нитчатых белков в дерме. События рассеяния, которые происходят в основном в прямом направлении, означают, что в среднем свет, возвращающийся на поверхность, подвергается большому количеству событий рассеяния. ⁵⁰ Одним из следствий зависимости рассеяния от длины волны является то, что синий и зеленый свет, вернувшийся на поверхность кожи, в среднем будут проходить менее глубоко, чем красный свет. Это считается основной причиной, по которой кровеносные сосуды и пигментные невусы, расположенные глубже в коже, способны поглощать свет только из красного конца спектра и поэтому кажутся более синими, чем их поверхностные эквиваленты. ^{51 , 52}

Объемная доля меланосом в эпидермисе обычно варьируется от 1% для бледной кожи до 5% для более темной кожи, ⁵³ , хотя одна группа предложила более высокие значения. ^{54 , 55} Однако, несмотря на их низкое количество относительно кератинов, меланосомы примерно в 10 раз больше диаметра крупнейших кератиновых структур в эпидермисе ⁵⁶ и обладают более высоким показателем преломления ⁵⁷ (и, следовательно, большая разница в показателе преломления на границе с кожей). Было показано, что меланин вносит значительный вклад в степень рассеяния в эпидермисе. ^{58 , 59} Помимо объемной доли, распределение и размер структур меланина в эпидермисе также зависят от типа кожи.Таким образом, общее количество разброса, которое происходит в результате меланина в эпидермисе, может существенно различаться между людьми, ^{60 , 61} , хотя это не всегда принимается во внимание при моделировании воздействия различной концентрации меланина на кожу. цвет, ^{42 , 62} или при моделировании лазерной обработки, например, ^{15 , 63} .

Кровь обычно занимает от 0,2% до 0,6% физического объема дермы ^{2 , 6 , 54 , 64 — 66} в зависимости от анатомического расположения .Стенки сосудов, окружающие эту кровь, в дополнение к стенкам сосудов, которые остаются пустыми, могут занимать аналогичный объем. Кожные сосуды различаются по толщине и структуре от капилляров диаметром примерно 10–12 µ м на стыке эпидермиса до терминальных артериол и посткапиллярных венул (примерно 25 µ м в диаметре) в папиллярной дерме и венул (примерно 30 µ м) в средней части дермы. ⁶⁷ Более того, кровеносные сосуды имеют более высокую плотность на определенных глубинах, что приводит к возникновению так называемых сплетений кровеносных сосудов. ⁶⁷ Вклад этих структур в рассеяние света, включая эффекты рефракции, может быть значительным ^{68 — 70} и варьируется в зависимости от местоположения и глубины, а также у разных людей. * Более крупные и глубокие сосуды также могут вносить свой вклад к цвету кожи.

Рассеяние от остальных структур кожи, включая клеточные стенки, ядра и органеллы, ³⁶ волос и желез, редко представляет центральный интерес для изучения оптики кожи.В результате вклады этих структур в общие измеренные коэффициенты рассеяния обычно не рассматриваются отдельно. ⁷¹

3.

Моделирование переноса света через кожу

Оптическое моделирование с использованием математических моделей здоровой кожи человека обычно приближает поверхность к идеально гладкой, хотя некоторые компьютерные графические модели применяли вычисления направленного отражения от шероховатых поверхностей. ⁷² Эффекты поверхностного рассеяния (отражение и преломление) могут быть рассчитаны для гладких поверхностей, используя уравнения Френеля и закон Снеллиуса, соответственно:

Eq.(1)

R = 12 (a − c) 2 (a + c) 2 {1+ [c (a + c) −1] 2 [c (a − c) +1] 2}. Отражение Френеля (R ) неполяризованного света от воздуха к коже, где c = cos (θi), θi — угол падения, a = n2 + c2−1 и n — показатель преломления кожи.

Ур. (2)

θt = arcsin (1nsin θi). Угол преломления (θt) на поверхности кожи, рассчитанный по закону Снеллиуса.

Внутри кожи поглощение и рассеяние следует рассматривать одновременно. В классическом подходе они могут быть описаны уравнениями Максвелла, которые рассматривают взаимодействия между электрическим и магнитным полями света с веществом.Однако точное решение уравнений Максвелла требует точного знания каждой структуры в среде и становится чрезмерно сложным для случая кожи человека.

Наиболее часто используемым приближением к уравнениям Максвелла в области кожной оптики является теория переноса излучения (RTT). ⁷³ Здесь рассматривается перенос света по прямым линиям (пучкам) с поглощением, моделируемым как уменьшение яркости пучка и зависящим от коэффициента поглощения (μa).Степень рассеяния описывается коэффициентом рассеяния (мкс), который учитывает как потерю яркости в направлении луча и усиление от лучей в других направлениях, так и фазовую функцию (p), вероятность того, что отдельный луч будет разбегаться в каком-то конкретном направлении. Коэффициент приведенного рассеяния (μs ′) объединяет эти переменные, то есть μs ′ = μs (1-g), где g — коэффициент анизотропии, средний косинус угла рассеяния θ:

Eq. (3)

g = ∫4πp (cos θ) cos θdω, где dω — дифференциальный телесный угол.

Для того, чтобы RTT был действительным, необходимо предположить, что любая причина увеличения или уменьшения яркости луча, кроме описываемой коэффициентами поглощения и рассеяния, включая неупругое рассеяние (флуоресценция или фосфоресценция) и взаимодействия между лучами (интерференция) ), ничтожно мала. Модель кожи также должна состоять из объемов, однородных в отношении μs, μa и p, и которые не изменяются со временем.

4.

Оптические коэффициенты кожи

Был проведен значительный объем работы по определению подходящих значений коэффициентов RTT.Cheong et al. ⁷⁴ описал как прямой ( in vitro, ), так и непрямой ( in vivo ) методы измерения поглощения и рассеяния. Здесь представлен всесторонний анализ литературы по каждому методу.

4.1.

Коэффициенты поглощения

4.1.1.

Коэффициенты поглощения in vitro

Прямые измерения могут привести к повторным измерениям заданного объема или участка кожи и, в отличие от измерений in vivo , могут включать данные передачи.Однако процессы, необходимые для извлечения и подготовки образца кожи, не могут быть выполнены без изменения его оптических свойств.

Исследования in vitro и , представленные на рис. 3, значительно различаются по методикам обработки тканей, настройке измерений и интерпретации данных. Например, работа Жака и др. ⁷⁵ включала три метода подготовки тканей. Эпидермис был отделен от дермы с помощью микрокриотома для одного набора образцов кожи после мягкой термической обработки на водяной бане в другом наборе и не был отделен в третьем наборе.Такая же мягкая термическая обработка использовалась для разделения дермы и эпидермиса в работе Prahl ⁵⁵ , а в исследовании Salomatina et al. Также применялся микрокриотом. ⁵⁹ Chan et al. Не сообщили об отделении эпидермиса. ⁷⁶ или Simpson et al. ⁷⁷ Хотя работа Саломатины показывает большую абсорбцию из in vitro эпидермиса по сравнению с дермой, исследования, проанализированные здесь, не демонстрируют четкого различия в коэффициентах абсорбции, сообщаемых между описанными методами разделения, а также между методами разделения эпидермиса. и те, которые этого не сделали.

Рис. 3

Сводка коэффициентов поглощения, имеющихся в литературе. Данные In vitro представляют собой коэффициенты абсорбции из обескровленной кожи, тогда как кожные данные in vivo включают абсорбцию кровью. * Данные получены из графического представления. ^† Представленные данные не были полными и требовали ввода оптических свойств гемоглобина или воды, полученных из. ³⁵ Исходные данные представлены в Приложении (Таблица 1).

Уровень гидратации, вероятно, значительно варьировался между проанализированными исследованиями.Prahl ⁵⁵ и Jacques et al. ⁷⁵ замачивали образцы в физиологическом растворе не менее чем на 30 мин перед проведением измерений, в течение которых образцы помещали в резервуар с физиологическим раствором. Саломатина и др. ⁵⁹ также пропитывали образцы кожи перед измерением и герметизировали их между предметными стеклами для поддержания гидратации. Чан и др. ⁷⁶ и Simpson et al. ⁷⁷ не замачивали свои образцы до или во время измерения. Жак и др. сообщили, что замачивание образца увеличивает отражательную способность обратного рассеяния, хотя влияние на рассчитанное поглощение не описано.Чан и др. прокомментировал, что обезвоживание может повысить измеренный коэффициент поглощения. Тем не менее, самые высокие коэффициенты поглощения получены в образцах регидратированной ткани. Из доступной информации неясно влияние гидратации тканей на измеренные коэффициенты поглощения.

Данные были интерпретированы с использованием моделирования Монте-Карло Саломатиной и др., ⁵⁹ Симпсон и др. ⁷⁷ и Graaf et al., ⁷⁸ метод сложения-удвоения по Prahl et al., ⁵⁵ и путем прямой интерпретации в исследованиях Чана и др. ⁷⁶ и Жака и др. ⁷⁵ . Оба метода, описанные в моделировании Монте-Карло, и метод сложения-удвоения Праля основаны на допущениях об оптически однородных слоях ткани, равномерном освещении и отсутствии временной зависимости, и оба являются по существу дискретными решениями уравнения переноса излучения. Описанные методы контрастируют в подходе к внутреннему отражению лучей, выходящих из модели кожи, а метод сложения-удвоения основан на точном представлении углового распределения лучей, выходящих из тонкого слоя, на котором построена модель.Непосредственно неясно, могли ли эти различия повлиять на более высокие коэффициенты поглощения, о которых сообщили Prahl et al., И каким образом.

Интересно также, что исследования Prahl et al., ⁵⁵ Chan et al. ⁷⁶ и Salomatina et al. ⁵⁹ , образцы которых различались по толщине от 60 до 780 µ. м, не продемонстрировали четкой корреляции между толщиной образца и опубликованными коэффициентами поглощения, но опубликованные Симпсоном и др. Коэффициенты поглощения, которые на порядок меньше, чем другие проанализированные здесь значения, относятся к гораздо более толстым образцам (от 1500 до 2000 µ м толщиной).Таким образом, различия между опубликованными коэффициентами поглощения в этих исследованиях могли быть результатом различий в исследуемых областях кожи или способности моделирования правильно учитывать граничные эффекты на нижней границе.

4.1.2.

Коэффициенты абсорбции in vivo

Косвенные измерения не страдают от таких изменений свойств исследуемого объема кожи, хотя необходимо учитывать изменения в перфузии крови, например, которые могут возникнуть в результате внезапных изменений температуры окружающей среды. употребление некоторых лекарств и даже контакт кожи с измерительным прибором. ⁷⁹

В целом, можно ожидать, что коэффициенты абсорбции, измеренные in vivo , будут выше, чем значения in vitro , когда из образцов удаляются пигменты с высокой абсорбцией из крови. Это особенно верно в сине-зеленых областях видимого спектра. Предполагая значение 0,5% объема крови в дерме, это будет составлять примерно 8 см-1 при 410 нм (полоса Соре), 0,6 см-1 при 500 нм и 1,4 см-1 при 560 нм (полоса Q), но только около 0.05 см-1 при 700 нм (значения рассчитаны из ³⁵ ). Этот вклад не отражен в литературе. Коэффициенты абсорбции, полученные из in vivo работы, показывают большее разнообразие, но не всегда выше, чем те, которые получены из in vitro работы (рис. 3).

Коэффициенты поглощения из Svaasand et al., ⁸⁰ Zonios et al., ⁸¹ и Meglinski and Matcher ⁴² четко демонстрируют влияние крови на измеренные коэффициенты поглощения.Каждое исследование показывает пик поглощения между 400 и 450 нм, соответствующий полосе Соре, и двойной пик при приблизительно 540 и 575 нм, соответствующий полосам α и β оксигемоглобина (см. Рис. 1). Однако есть заметные различия между коэффициентами поглощения, полученными в трех исследованиях. Meglinski, Matcher и Svaasand et al. рассматривали эпидермальные коэффициенты абсорбции отдельно от дермальных значений. Сообщенные значения от Svaasand et al. больше и показывают спектральную кривую, отличную от кривых Меглински и Матчера.Это прямой результат того, что Сваасанд и др. Включили 0,2% крови по объему в расчет эпидермальных коэффициентов абсорбции, представляющих кровь, проникающую в смоделированный эпидермальный слой из сосочков. По сравнению с кожными значениями Meglinski и Matcher и коэффициентами поглощения Zonios et al. Для их модели кожи, состоящей из одного слоя, оба из которых также учитывали влияние крови, сообщаемые Svaasand et al. Коэффициенты кожной абсорбции были стабильно высокими. И это несмотря на использование объемной доли кожной крови 2% по сравнению со средним значением 12% в исследовании Meglinski и Matcher и значением 2.6% в работе Зониоса и др. Причина этого несоответствия — разница в величине коэффициентов абсорбции крови, примененных в трех исследованиях (рис. 6, приложение). Bosschaart et al. ⁸² использовали метод диффузионного приближения к своим данным, собранным у новорожденных, эффективно применяя одно значение поглощения по всему объему кожи. Их данные хорошо согласуются с коэффициентами кожного поглощения Meglinski и Matcher в диапазоне от 530 до 600 нм, но вклад меланина вызывает относительное увеличение по Bosschaart et al.Значения на более коротких длинах волн.

Данные, отобранные для анализа в данной работе, касались только «кавказских» типов кожи. Где указано, эти исследования включали типы кожи, описанные как североевропейские. Если не указано иное, предполагалось, что использовались такие типы кожи, за исключением исследований, проведенных Zonios et al. ⁸¹ и Torricelli et al. ⁸³ , которые проводились в Южной Европе. Однако в последних двух исследованиях не сообщалось о более высоких коэффициентах поглощения, как можно было ожидать на основании измерений на более темных типах кожи.В работе Zonios et al., Это в первую очередь результат применения низких значений коэффициента поглощения крови. Торричелли и др. ⁸³ была единственной группой, применившей спектроскопию отражения с временным разрешением. Это включает в себя предсказание временного распространения лазерного импульса с использованием модели диффузии. Представленные значения могут быть такими же хорошими, как модель диффузии, и полагаться на зависимость от длины волны, определенную из фантомных измерений. ⁸⁴

Коэффициенты поглощения из Graaf et al.Исследования ⁷⁸ и Doornbos et al. ⁸⁵ были ниже, чем результаты остальных исследований. Оба исследования включали интегрирующую сферу и многоволоконный зонд, соответственно, как и более высокие значения из Svaasand et al. ⁴⁰ и Меглински и Матчер. ⁴² Graaf et al. и Doornbos et al. применили моделирование методом Монте-Карло и диффузионное приближение соответственно, как и Меглински, и Матчер, и Сваасанд и др. Многослойные математические модели кожи, которые Svaasand et al.и Meglinski и Matcher, применяемые при отдельном рассмотрении эффектов эпидермиса и дермы, могут быть более точным подходом, чем использование одного гомогенного слоя в работе Graaf et al. и Doornbos et al. Хотя причина более низких значений не ясна, Graaf et al. отметили, что их коэффициент поглощения при 633 нм был «намного меньше, чем ожидалось от результатов in vivo ». Doornbos et al. не комментировали напрямую причину их низких значений, но упомянули, что их «результаты напоминают результаты Graaf et al.”

4.2.

Коэффициенты рассеяния

4.2.1.

Коэффициенты рассеяния in vitro

Из проанализированных здесь исследований, исследования Prahl ⁵⁵ и Jacques et al. ⁷⁵ описывают ряд процессов между экстракцией ткани и измерением, которые, вероятно, повлияли на измеренный коэффициент пониженного рассеяния, включая: воздействие водяной бани с температурой 55 ° C в течение 2 минут для облегчения отделения эпидермиса от дермы; замораживание, нарезка и укладка срезов дермы толщиной от 20 до мкм толщиной м; и замачивание в физиологическом растворе для регидратации и смывания крови.Затем бескровные образцы помещались между предметными стеклами в резервуаре, заполненном физиологическим раствором, и освещались лазером с длиной волны 633 нм. Сообщалось, что замораживание и сушка, нагревание для удаления эпидермиса и деформация образцов кожи изменяют измеренные значения коэффициентов рассеяния и поглощения. ^{75 , 77 , 78} В частности, экспериментальная работа Пикеринга и др. ⁸⁶ предположил, что нагрев ткани до 55 ° C может увеличить значение мкс.Также Жак и др. ⁷⁵ прокомментировал, что замачивание дермы (в физиологическом растворе) увеличит отражательную способность обратного рассеяния и, таким образом, может увеличить рассчитанный коэффициент рассеяния. Напротив, Chan et al. ⁷⁶ и Simpson et al., ⁷⁷ , коэффициенты пониженного рассеяния которых были значительно ниже, сообщили о минимальной обработке тканей (хотя образцы Chan et al. Ранее были заморожены).

Еще один источник несоответствия между данными in vivo и из более ранних исследований: ^{55 , 75 , 78} , которые включали больше обработки тканей, чем более свежие данные in vivo , представленные на рис.4, ^{59 , 76 , 77} могли быть результатом выбора настройки измерения. Например, Graaf et al. ⁷⁸ сообщил, что расхождения могут возникнуть, если не принимать во внимание внутреннюю отражательную способность. Из-за большей разницы в показателях преломления это будет иметь больший эффект для образцов в воздухе по сравнению с образцами в воде или физиологическом растворе. Все образцы помещали между предметными стеклами. Однако только более ранние исследования, проанализированные здесь, те, которые дали более высокие значения коэффициента пониженного рассеяния, погружали образец в воду или физиологический раствор. ^{55 , 75}

Рис. 4

Сводка приведенных коэффициентов рассеяния, доступных в литературе. Данные In vitro представляют собой коэффициенты абсорбции из обескровленной кожи, тогда как кожные данные in vivo включают абсорбцию кровью. * Данные получены из графического представления. ^† Представленные данные были неполными и требовали ввода оптических свойств гемоглобина или воды, полученных из Ref. 35. Исходные данные представлены в Приложении (Таблица 2).

В исследовании ⁵⁹ Саломатина и др. Были отдельно определены коэффициенты пониженного рассеяния эпидермиса и дермы. Их данные показывают, что эпидермальный коэффициент пониженного рассеяния был постоянно на 2–3 мм-1 выше, чем кожный коэффициент пониженного рассеяния в видимой области спектра. Это предполагает, что исследования, в которых исключен эпидермис, такие как Chan et al. ⁷⁶ и Simpson et al. ⁷⁷ , должны предоставить более низкие значения коэффициента уменьшенного рассеяния, чем данные, полученные в исследованиях, в которых эпидермис оставался, такие как Graaf et al.’S ⁷⁸ и Prahl’s. ⁵⁵ Однако, скорее всего, из-за преобладающего эффекта от вышеупомянутых влияний, это не так.

4.2.2.

Коэффициенты рассеяния in vivo

В дополнение к интерпретации данных Prahl’s in vitro , ⁵⁵ Graaf et al. ⁷⁸ выполнил измерения отражения на пяти мужчинах с «белой» кожей на длине волны 660 нм с использованием светодиодного источника. Несмотря на использование источника света с длиной волны, аналогичной длине волны 633 нм Праля, коэффициенты пониженного рассеяния из Graaf et al.Измерения in vivo и были значительно ниже, чем их интерпретация данных in vitro (рис. 4). Вероятно, это результат посмертной обработки тканей, выполненной в исследовании Прахла, как описано ранее. Однако этот эффект не отражен в литературе, так как в целом коэффициенты уменьшенного рассеяния из исследований in vivo не были существенно ниже, чем те, которые оценивались из исследований in vitro , а также не продемонстрировали заметной разницы при рассмотрении вариации в коэффициенты пониженного рассеяния в видимой части спектра.

Любое решение, включающее две независимые переменные (такие как μs ‘и μa), может страдать от неоднозначности, когда эквивалентные результаты могут быть получены из двух или более наборов входных значений (локальных минимумов). При применении RTT к коже моделируемое увеличение или уменьшение отражения можно отнести к изменению либо μa, либо μs ′. Приведенные коэффициенты рассеяния из исследования ⁴⁰ Сваасанда и др. Были значительно выше, чем в любом из других оцениваемых исследований in vivo и .Это в дополнение к их высоким значениям коэффициента поглощения, обсуждавшимся в предыдущем разделе. В документе говорится, что «тот факт, что расчетные значения [отражения кожи], как правило, выше, чем измеренные, может указывать на то, что используемые значения эпидермального и дермального (уменьшенного) коэффициентов рассеяния несколько завышены». Коэффициент приведенного рассеяния из работы Сваасанда и др. Был получен из единственной точки данных при 577 нм, измеренной Ван и др. ⁸⁷ соответствует простой зависимости длины волны мкс — 1 и поэтому может быть не столь надежным, как данные, полученные в результате серии прямых измерений.Следует также отметить, что остальные исследования, которые дали самые высокие проанализированные здесь коэффициенты пониженного рассеяния, также предоставили самые высокие коэффициенты поглощения, включая данные in vivo и in vitro . Точно так же те исследования, в которых представлены самые низкие коэффициенты приведенного рассеяния, дали самые низкие коэффициенты поглощения (рис. 4). Кроме того, при применении высоких значений дермального рассеяния к процедуре минимизации Verkruysse et al. продемонстрировали влияние ошибок неоднозначности на производные свойства кожи, что привело к явному завышению объемных долей кожной крови. ⁴¹

Dognitz et al. ⁸⁸ использовал метод рефлектометрии в пространственно-частотной области (SFDR) наряду с моделированием, построенным с использованием программы Ванга и Жака Монте-Карло ⁸⁹ для расчета коэффициентов уменьшенного рассеяния от предплечий шести субъектов с белой кожей. Dognitz et al. прокомментировал, что из-за различий в методах измерения их метод исследует более поверхностную область ткани, чем спектроскопия отражения (как используется в работе Graaf et al., ⁷⁸ Svaasand et al. ⁴⁰ и Doornbos et al. ⁸⁵ ), поскольку нет разделения между источником и детектором. Результаты Salomatina et al. in vitro демонстрируют эпидермальные коэффициенты пониженного рассеяния, которые превышают дермальные значения, ⁵⁹ , предполагая, что исследования с участием SFDR могут ожидать увеличения измеренных коэффициентов пониженного рассеяния по сравнению с исследованиями, включающими спектроскопию отражения. Dognitz et al. далее прокомментировал, что расхождения из-за отражения от поверхности могут привести к завышению их метода приведенного коэффициента рассеяния.Эти комментарии подтверждаются другими источниками в литературе ⁹⁰ и остальными наборами данных, которые (за исключением работы Сваасанда и др.) Демонстрируют хорошее согласие.

Другие методы, используемые для оценки коэффициентов пониженного рассеяния, включают спектроскопию отражения с временным разрешением Торричелли и др., Метод диффузионного приближения ⁸³ Босхарта и др. ⁸² и расчет теории Ми Зониосом и др. в том числе сферические рассеиватели с гауссовым распределением по размерам. ^{81 , 91} Результаты этих исследований согласуются с большинством исследований in vivo и с теми исследованиями in vitro , которые сообщили о минимальной обработке тканей.

4.3.

Другие причины расхождений в коэффициентах поглощения и рассеяния

Возможно, основная причина расхождений между анализируемыми здесь исследованиями является результатом истинных различий между отобранными образцами кожи.Трудно определить степень, в которой такие различия влияют на измеренные коэффициенты, поскольку, насколько известно авторам, нет исследований, которые включали бы измерение оптических свойств на большом количестве образцов кожи, и ни одного, которые определяли бы ожидаемую вариацию между образцами с любой метод сбора или интерпретации данных. Из рассмотренных исследований самые большие наборы данных, включающие одну методику измерения, включали шесть субъектов (в одном использовался ряд типов кожи, ⁴⁰ , в другом использовались три мужчины и три женщины ⁸⁰ ).Только первое исследование прокомментировало различия между людьми, при этом более темные типы кожи демонстрируют большее поглощение в видимом спектре. Однако измерения проводились только на одном или двух субъектах с каждым типом кожи, и разница в рассеянии эпидермиса из-за вариаций содержания меланина не учитывалась.

Дальнейшие различия между опубликованными коэффициентами поглощения и рассеяния могли быть вызваны различиями в интерпретации данных. Возможно, наиболее широко упоминаемый набор данных о поглощении и рассеянии для кожи человека опубликован Jacques et al. ⁷⁵ Интерпретация полученных данных проводилась с использованием диффузионного приближения. Прахл, который был автором этой статьи, представил почти идентичный процесс определения оптических свойств образцов кожи живота в своей докторской диссертации ⁵⁵ , но применил метод, описанный как метод «сложения-удвоения». Это одномерный (1-D) итеративный метод, который использует RTT для оценки переноса света через кожу от отражения и пропускания двух или более математических «пластин».” ^{55 , 92} Graaf et al. ⁷⁸ предоставил дальнейший анализ данных Праля ⁵⁵ с использованием метода Монте-Карло. Коэффициенты поглощения, рассчитанные в этих исследованиях, варьировались от 0,12 до 0,27 мм-1, а коэффициенты приведенного рассеяния от 5,3 до 18,7 мм-1 при 633 нм. Это демонстрирует, что альтернативный анализ тех же данных может привести к широкому разбросу оценок оптических коэффициентов.

Van Gemert et al. ⁹³ использовал модель теории диффузии для сравнения коэффициентов поглощения и рассеяния из набора измерений in vitro , включая Jacques et al.Исследование ⁷⁵ и статьи, опубликованные в других местах. ^{50 , 87 , 94} Несмотря на применение одного и того же метода интерпретации для каждого набора данных, коэффициенты кожного поглощения и рассеяния изменялись при 633 нм почти в 2,5 раза (примерно от 0,18 до 0,43 мм − 1). и от 1,8 до 4,1 мм − 1 соответственно). Следовательно, альтернативные анализы не только обеспечивают заметные различия в заявленных коэффициентах, но тот же анализ данных из аналогичных исследований показывает, что существует значительная разница в рассчитанных коэффициентах по опубликованным данным.

4.4.

Фазовые функции

На сегодняшний день наиболее широко используемым приближением к фазовой функции человеческой кожи является то, что впервые использовали Хеньи и Гринштейн при попытке смоделировать диффузное излучение в галактике Млечный Путь. ⁹⁵ Основное преимущество применения фазовой функции Хеньи-Гринштейна (HG) состоит в том, что ее можно описать с помощью только одного параметра, модифицированного коэффициента анизотропии, gHG.

Ур. (4)

p (cos θ) = 1 − gHG22 (1 + gHG2−2gHG cos θ) 3/2.Был проведен ряд исследований для определения достоверности функции фазы HG при нанесении на кожу человека. Например, Mourant et al. ⁴⁶ использовали установку гониометра для измерения фазовой функции клеточных суспензий. in vitro и Данн и Ричардс-Кортум ⁹⁶ моделировали рассеяние от отдельной клетки с помощью моделирования во временной области с конечной разностью †. Оба исследования показали, что функция HG был плохим приближением к рассеянию от отдельных ячеек, так как он недооценивает рассеяние под большими углами, хотя Mourant et al.прокомментировал, что фазовая функция HG воспроизводит экспериментально измеренную фазовую функцию «достаточно хорошо для углов менее 75 градусов». Это согласуется с другими работами. ^{97 — 100}

Чтобы компенсировать недостатки непрямого рассеяния, Jacques et al. ⁷⁵ ввел дополнительный эмпирический член, представляющий долю изотропного рассеяния. Они выполнили гониометрические измерения рассеянного света через образцы тканей и подогнали данные к модифицированной функции HG (уравнение.5).

Ур. (5)

p (cos θ) = 12 [b + (1 − b) 1 − gmod22 (1 + gmod2−2gmod cos θ) 3/2], где gmod = ∫4πp (cos θ) cos θdω ′ и где b — доля изотропного рассеяния. Применив значение b = 0,1, они рассчитали gmod = 0,82 при 633 нм. Ван Гемерт и др. ⁹³ и Шарма и Банерджи ¹⁰¹ поддержали использование этой модифицированной фазовой функции HG при сравнении результатов с измерениями гониометра in vitro, и моделированием Монте-Карло соответственно. Кроме того, Graaf et al. ⁴⁸ сообщил, что значение фактора анизотропии, использованное в исследовании Жака и др. , согласуется с моделью рассеяния Ми для набора сферических рассеивающих частиц с радиусом 0,37 µ м.

Выражение Хеньи-Гринштейна является чисто эмпирическим, однако фазовая функция Ми получена из механистической теории переноса света и может использоваться для точного определения фазовой функции для отдельной сферической частицы. Некоторые авторы пытались оправдать использование расчета по теории Ми для фазовой функции в определенных объемах модели кожи. ^{60 , 102 , 103} Однако для расчетов требуется адекватное знание размеров и показателей преломления рассеивающих частиц внутри кожи, и они сложны при рассмотрении распределения этих параметров. Хотя такие расчеты возможны, ¹⁰⁴ не было показано, что они дают существенные преимущества по сравнению с обычной фазовой функцией HG.

Метод FDTD, использованный Данном и Ричардс-Кортумом ⁹⁶ и Мураном ⁴⁶ , был способен предсказывать влияние клеточных структур на фазовую функцию рассеяния для отдельной клетки, включая ядра и меланин, но не предлагал сравнения с измеренными данными кожи.Liu ¹⁰⁵ ввел новую фазовую функцию в попытке улучшить фазовую функцию HG. Это исследование пришло к выводу, что новая фазовая функция показала лучшее согласие с расчетом Ми по сравнению с фазовой функцией HG. Опять же, не было представлено никакого прямого сравнения с данными измерений кожи.

4.5.

Показатели преломления

Поверхность кожи обычно считается идеально гладкой, и поэтому моделирование поверхностного рассеяния полностью зависит от введенного показателя преломления.Ding et al. ^{, 106,} освещали кожу in vitro, , используя ряд источников света с длиной волны от 325 до 1557 нм. Подгоняя свои данные к схемам рассеивания, которые ранее использовались для тканей глаза, они предсказали значения показателя преломления в диапазоне от 1,41 до 1,49 в тканях эпидермиса и от 1,36 до 1,41 в тканях дермы в диапазоне длин волн. Это согласуется с другими данными, опубликованными с использованием аналогичной техники. ^{107 , 108} Однако Tearney et al.В исследовании ¹⁰⁹ была применена оптическая когерентная томография для измерения показателей преломления кожи in vivo при 1300 нм и определены значения у одного участника: 1,52 для рогового слоя, 1,34 для живого эпидермиса и 1,41 для дермы. Принимая во внимание вышеупомянутое влияние посмертной обработки ткани на измеренные коэффициенты уменьшенного рассеяния, также может быть случай, когда на показатели преломления влияют аналогичным образом. Сравнивая показатели преломления in vivo Tearney et al. С показателем Ding et al.Значения in vitro (1,46 для комбинированного эпидермиса и рогового слоя и 1,36 для дермы при 1300 нм), есть предположение, что методы in vitro могут привести к увеличению измеренных показателей преломления.

4.6.

Кровь и кровеносные сосуды

Оптические свойства крови отличаются от оптических свойств других тканей кожи, поскольку кровь не содержит значительных межклеточных рассеивателей. Таким образом, оптические свойства крови в первую очередь определяются концентрацией и распределением эритроцитов.Несмотря на то, что ряд исследований был проведен на человеческой крови, во многих из них использовались взбалтываемые флаконы, содержащие случайно распределенные и ориентированные эритроциты, которые не являются репрезентативными для крови в том виде, в каком она появляется в дерме. ^{110 , 111} Было показано, что изменения в организации, форме и ориентации эритроцитов влияют на оптические свойства кровотока внутри сосудов. ¹¹⁰ Было найдено только два исследования, в которых пытались измерить оптические свойства текущей крови. ^{112 , 113} Хотя результаты этих двух исследований не полностью согласуются, они оба предполагают, что кровь демонстрирует повышенное поглощение и пониженное рассеяние по сравнению с оставшейся кожей, с пониженным коэффициентом рассеяния и коэффициентом поглощения текущей крови около 2,5 мм-1 и 0,5 мм-1, соответственно, на длине волны 633 нм.

Насколько известно авторам, оптические свойства стенок кровеносных сосудов дермы напрямую не исследовались.Однако исследования рассеяния от стенок аорты предполагают коэффициент рассеяния около 40 мм-1 на длине волны 600 нм, ¹¹⁴ , что, по-видимому, больше, чем у окружающей дермы (рис. 4). Поверхностное рассеяние (оцениваемое с использованием показателей преломления) также имеет особое значение при рассмотрении кровеносных сосудов в коже (рис. 5).

Рис. 5

Показатели преломления крови человека, ¹¹⁵ стенки сосуда ^{116 , 117} и дермы. ¹¹⁸

На рис.5 видно, что указанные показатели преломления стенки сосуда, крови и окружающей дермы сходны в желтой и красной областях (> 550 нм), но значительно различаются в синей и фиолетовой областях. Таким образом, большее рассеяние (отражение и преломление) будет происходить на стенке сосуда на более коротких длинах волн в видимом спектре. Может быть интересно отметить, что описанные здесь эффекты рассеяния дополнительно способствуют появлению зеленого / синего цвета более крупных сосудов на коже.

Несмотря на изучение ^{119 , 120} , фазовая функция HG не была существенно подтверждена для приближения in vivo и анизотропии рассеяния крови в коже.В настоящее время в этом случае более успешны аналитические методы. ^{111 , 121}

5.

Заключение

Перенос света через кожу зависит как от эффектов рассеивающих структур, таких как нитчатые белки, так и от количества и распределения хромофоров с высокой степенью поглощения, таких как меланин и другие. гемоглобин. Моделирование этих эффектов обычно достигается с помощью RTT.

Было обнаружено, что в литературе существуют различные порядки величин между коэффициентами поглощения и рассеяния RTT.Было обнаружено, что на коэффициенты абсорбции в значительной степени влияет присутствие крови, что продемонстрировано при сравнении данных in vitro и in vivo , а коэффициенты пониженного рассеяния продемонстрировали явное увеличение величины в результате обработки тканей образцов in vitro . Было обнаружено меньше исследований, в которых анализировались факторы анизотропии и показатели преломления или рассматривались непосредственно оптические свойства кровеносных сосудов дермы.

Из-за известного влияния обработки ткани на коэффициенты пониженного рассеяния и неизбежной связи между поглощением и рассеянием при измерениях на in vivo, коже, in vivo, , коэффициенты рассеяния, которые отражают минимальную обработку ткани, например, исследование Чана. и другие. ⁷⁶ следует рассматривать в первую очередь в будущих исследованиях оптики кожи. Влияние крови на указанные коэффициенты поглощения, наряду с наблюдаемыми эффектами связи между поглощением и рассеиванием, предполагает более низкие значения коэффициентов поглощения, измеренных in vivo , например, те, о которых сообщили Meglinski и Matcher ⁴² или Zonios et al., ⁸¹ кажутся наиболее надежным выбором. Функция фазы HG хорошо зарекомендовала себя в кожной оптике, но опубликованные значения коэффициента анизотропии и показателей преломления слишком малы, чтобы обеспечить тщательное сравнение.

Анализ литературы, касающейся оптических свойств кожи, представленный здесь, ясно демонстрирует необходимость дальнейших исследований с участием большего числа пациентов, чтобы установить окончательный диапазон реалистичных коэффициентов для клинически нормальной кожи по ряду типов кожи.

Внутри лаборатории по выращиванию кожи человека для тестирования вашей косметики

Понедельник — день доставки в MatTek. Грузовик подъезжает к его лаборатории из красного кирпича за пределами Бостона, чтобы загрузить ящик за ящиком, при этом температура воздуха составляет 39 градусов.Ценный скоропортящийся груз — это человеческая кожа — тысячи кусочков размером с десять центов в пластиковой посуде, которые в сумме составляют примерно двух взрослых людей. Каждую неделю.

Но не от людей. MatTek выращивает собственную человеческую кожу, а затем продает ее компаниям, которые этого хотят — компаниям, которые производят стиральные порошки, косметику, средства для чистки унитазов, антивозрастные кремы, лосьоны для загара.

Без выращенной в лаборатории кожи эти компании будут тестировать продукты на животных, обычно на кроликах, которых выбривают, чтобы обнажить участки обнаженной кожи.Эта практика сейчас прямо запрещена для косметики в Европе и становится все более сомнительной с этической точки зрения повсюду. По мере того, как испытания на животных идут на убыль, MatTek вместе со своим главным конкурентом Episkin, дочерней компанией L’Oreal, стали популярными источниками синтетической кожи человека.

Тестирование выращенных в лаборатории медальонов — это не просто этический выбор: это практично. «Они гораздо лучше имитируют человеческую кожу, чем животные», — говорит Кэрол Треже, чья компания XCellR8 тестирует продукты для таких брендов, как Lush Cosmetics, и использует продукты MatTek для некоторых работ.Но по правде говоря, вы не узнаете кожу MatTek как человеческую или даже как кожу. Невооруженным глазом кожа толщиной менее пятой миллиметра выглядит как тонкие круги прозрачного желе.

Митч Клауснер.

Тони Луонг для WIRED

То же самое и с другими моделями тканей MatTek: кусочки тканей глаза, легких, кишечника, влагалища и рта, выращенные для тестирования. Процесс компании сводит части тела к их наиболее важным клеткам — превращая хирургические отходы от биопсий, подтяжек живота и обрезания в надежные и стандартизированные линейки продуктов, которые превращаются в полупрозрачные диски.«Вы не заметите разницы, просто взглянув на них», — говорит президент Митч Клауснер.

Это единообразие — самая большая проблема MatTek — и ее преимущество. Кожа человека очень разнообразна. Возьмите любых двух людей одного возраста, пола и расы, и один может быть более маслянистым, более чувствительным или более сухим, чем другой. Модель ткани кожи MatTek должна год за годом одинаково реагировать на одни и те же химические вещества, даже если исходные клетки были получены от двух разных людей и из двух разных частей тела.Он управляет хорошо настроенной фабрикой скинов.

Подтяжка живота и обрезание

Для начала MatTek нужен небольшой, но постоянный запас настоящей человеческой кожи, которую они могли бы использовать в качестве посевного материала для выращивания больших количеств в лаборатории. Большинство человеческих клеток могут воспроизводиться только определенное количество раз, прежде чем они умрут. Таким образом, мы все стареем и погибаем.

Компания наладила партнерские отношения с местными больницами для удаления хирургических отходов от косметических операций и обрезания, когда пациенты — или их родители — согласились пожертвовать лишнюю кожу для исследований.Поскольку MatTek расширил другие ткани, он также работал с National Disease Research Interchange, организацией, финансируемой Национальными институтами здравоохранения, для распространения тканей от умерших доноров для исследований.

Клауснер не стал вдаваться в подробности приобретения, сославшись на анонимность доноров. Действительно, MatTek очень мало знает о пациентах, от которых получает пожертвования. Да и самим пациентам может быть сложно отследить свои пожертвованные ткани. Когда я спросил, пытался ли кто-нибудь когда-нибудь выяснить, что случилось с кожей после операции, Клауснер отверг саму идею.

Тони Луонг для WIRED

Пациенты могут даже не знать, где искать, учитывая, что формы согласия — часть стандартных документов для госпитализации — обычно не указывают, как будут использоваться салфетки. Он может быть доставлен врачу пациента, исследователю в другом университете или компании. «Многие люди не понимают того, как проводятся исследования в США, — говорит Мишель Льюис, специалист по биоэтике из Института биоэтики Джона Хопкинса Бермана.

Процесс очень непрозрачный.Но если вам сделали обрезание, подтяжку живота или операцию на груди, особенно в больнице в районе Бостона, ваши клетки могли попасть в MatTek, были расширены, чтобы покрыть кожу на два футбольных поля, и разосланы по всему миру. в лаборатории, которые проверяют химические вещества, кремы и лекарства для кожи.

Как вырастить кожу

MatTek все же отслеживает некоторые идентифицирующие факторы. Он сортирует кожные ткани по возрасту, полу и расе, в зависимости от предполагаемого теста. Некоторых труднее найти, чем других.Компания производит некоторые виды кожи, содержащие пигментные клетки — для тестирования таких продуктов, как лосьон для загара или осветляющие кремы — а азиатский рынок велик, особенно для кремов для осветления кожи. «Азиатскую кожу получить немного сложнее», — говорит Клауснер: азиатские родители реже делают обрезание своим маленьким сыновьям.

Чтобы продукт оставался стабильным на массовом рынке, технические специалисты MatTek сначала используют ферменты, чтобы расщепить исходный кусок подаренной кожи на отдельные клетки. Эпидермис на самом деле содержит много разных типов клеток, но главными из них являются кератиноциты.Поэтому техники берут кератиноциты и выращивают их в один слой в чашках Петри. Затем они выделяют отдельные кератиноциты и используют их для посева пористых вставок в пластиковые лунки.