Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Ступенчатая защита






Кандидат технических наук Е. В. Москалёв Как кожа заботится об организме

Есть контакт

Опасные химические вещества окружают нас повсюду, а между тем человек редко обращает на них внимание: ведь его тело с головы до пят покрыто кожей. Этот важный орган прекрасно справляется со своей защитной функцией, и исследователям конечно же интересно, как ему удаётся создавать барьер между окружающей средой и живыми клетками органов и тканей.

Рис. 1. Схема воздействия химических веществ на кожу.

Напомним, что кожный покров состоит в основном из трёх слоев. Верхний — это условно мёртвые клетки: обезвоженные, они тем не менее дышат, в них функционируют некоторые ферменты. В клетки верхнего слоя превращаются с течением времени живые клетки эпидермиса, которые лежат ниже. А глубже всех находится дерма — базовый слой, пронизанный микрососудами и капиллярами.

Процесс воздействия веществ на кожу схематически представлен на рис. 1. Под „химикатами из окружающей среды“ каждый читатель может понимать то, что попадает на его руки чаще всего: автолюбители — бензин и масла, домохозяйки — моющие средства, садоводы — удобрения и пестициды.

Ступенчатая защита

Химические компоненты, контактирующие с кожей, в первую очередь воздействуют на ороговевшие кожные чешуйки, у которых есть своя функция: они закрывают проходы в межклеточное пространство. Не всякому веществу, адсорбировавшемуся на них, удаётся преодолеть это препятствие, тем более что сразу под верхним слоем кожи находится эффективный барьер, мешающий проникновению воды (а значит, и растворённых в ней веществ) в тело. Это межклеточный слой жироподобных соединений — липидов, толщиной примерно 0, 02 микрона.

Рис. 2. Изменение значения рН по толщине кожи: 1) верхний слой; 2) барьерная зона; 3) эпидермис; 4) кровеносные сосуды; 5) дермис.

Наличие такого барьера подтверждают измерения рН кожи: в процессе погружения в неё электрода этот показатель меняется очень существенно. Если на поверхности значение рН близко к 6, 0 (слабо кислая среда), то на границе с эпидермисом оно снижается до 4, 5 (рис. 2), потому что в составе липидов есть остатки жирных кислот. Если же погрузить электрод ещё глубже, реакция среды вновь становится близкой к нейтральной: рН достигает величин 7–7, 5. Такова особенность нормальной кожи, хотя вообще-то её рН — очень нестабильный и чувствительный параметр: он меняется от механического воздействия, влажности воздуха или облучения кожи ультрафиолетом.

А то, что именно липиды препятствуют проникновению воды внутрь, можно подтвердить экспериментально. Для этого на поверхность нормальной кожи наносят водный раствор иодистого натрия, в состав которого входит радиоактивный изотоп 131I. За проникновением ионов иода (а значит, и молекул воды) в глубь эпидермиса можно следить с помощью микродозиметра. Если обработать один участок поверхности тела эфиром, в котором липиды хорошо растворяются, а другой оставить нетронутым, то видно, что изотоп иода проникает в толщу кожи на этих участках с разной скоростью (рис. 3). Обезжиренная кожа через час впитает в себя до 40% растворённого изотопа, а через шесть часов — 80%, в то время как даже за восемь часов сквозь необработанную поверхность ионы иода, а следовательно, и молекулы воды в эпидермис практически не проникнут.

Рис. 3. Изменение содержания ионов иода в эпидермисе: 1) нормальная кожа; 2) кожа, обезжиренная эфиром.

В общем, слой межклеточных липидов — препятствие действительно серьёзное. Однако если он нарушен, то любой химикат может проникнуть сквозь наружные чешуйки и заполнить поры в межклеточном пространстве эпидермиса, используя в том числе и обходные пути — волосяные фолликулы, протоки потовых и сальных желёз (рис. 4).

Что же происходит, когда „химикату из окружающей среды“ удалось преодолеть первое препятствие?

Вещества, воздействующие на кожу, можно разделить на гидрофильные, которые менее опасны для неё, и гидрофобные — они проникают через кожу лучше, так как преодолевают липидный барьер без особых проблем.

Гидрофильные вещества, проникшие в глубокие слои эпидермиса и достигшие кровеносных сосудов дермы, обычно выводятся из организма с мочой через почки. Сама кожа в их обезвреживании почти не участвует, если, конечно, эти вещества не относятся к химически агрессивным: сильные кислоты или щёлочи, как известно, вызывают ожоги любых тканей, и первой от них страдает кожа, защищая лежащие под ней слои.

Рис. 4. Схема прохождения химических веществ через кожу (на примере компонентов крема).

Если же мы имеем дело с менее едким веществом, то за его судьбой в толще кожи можно проследить. В качестве примера возьмем нитроглицерин — действующую основу специального лечебного пластыря. Когда это вещество помечено изотопом 14С, его с лёгкостью выявляют в различных биологических жидкостях. Наложив пластырь на кожу и сделав затем анализы крови и мочи, удалось установить, что в плазму крови попадает примерно 87% изотопа, а с мочой выводится около 82%. Из этого следует, что клетки кожи перерабатывают только 10–15% лекарственного препарата, а в кровяном русле вступает в метаболизм не более 5% вещества.

Много это или мало — 10–15%? Если конечные продукты метаболизма идут на обновление структур клеток или, по крайней мере, нетоксичны, то всё в порядке. А вот когда в коже „застревает“ 10–15%, скажем, ядохимиката, это может сказаться на ней не лучшим образом: если вещество или продукты его метаболизма токсичны, раздражения, а то и язв не избежать.

Однако гидрофильные вещества — это ещё полбеды. Мало того что гидрофобные соединения без труда преодолевают липидный барьер, так ещё и бороться с агрессивными молекулами приходится в основном нашему покровному органу. Главную роль играют здесь ферменты — монооксигеназы, содержащиеся в эпидермисе. Они пытаются окислить непрошеных гостей так, чтобы у молекул появились гидроксильные группы и они стали гидрофильными.

Если это не удаётся, то в результате метаболизма с этими веществами протекает ряд реакций с образованием азот- или серосодержащих соединений. Многие химические продукты, например пестициды, накапливаются при этом в коже и могут стать потенциальными источниками её разрушения, аллергии и других патологий.






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.