Какие ощущения создает кожа

Обновлено: 23.04.2024

Орган осязания. Рецепторы кожи. Виды чувствительности.

Орган осязания воспринимает тактильные раздражения, возникающие в результате прикосновения или давления предметов на кожу. Афферентная иннервация кожи осуществляется нервными волокнами, идущими от чувствительных нейронов спинномозговых ганглиев. Дендриты чувствительных нейронов формируют осязательные рецепторы, которые находятся в коже. Кожные рецепторы воспринимают не только механические раздражения, но и температурные, химические, электрические.

В коже, помимо тактильных и температурных рецепторов, имеются также болевые рецепторы. Физиологи полагают, что рецептор — это не только и не просто воспринимающий аппарат, а творческая часть афферентного отдела рефлекторной дуги.

Различают свободные и несвободные нервные окончания. Первые — состоят только из осевого цилиндра — дендрита чувствительного нейрона. Вторые — включают и клетки глии — нейролеммоциты (шванновские). Если у последних появляется соединительнотканная капсула, то такие нервные окончания называются инкапсулированными.

Болевые раздражения (ноцицепция) воспринимают свободные чувствительные нервные окончания, пронизывающие толщу эпидермиса. Нервные волокна распространяются между эпителиоцитами, при этом утрачивают миелиновую оболочку. Прикосновения, даже самые нежные, в первую очередь воспринимаются чувствительными нервными окончаниями, оплетающими корни волос. В эпидермисе имеются клетки Меркеля.

Они принимают участие в восприятии прикосновений, поскольку тесно связаны с сетевидными концевыми разветвлениями чувствительных нервов. Кроме того, клетки Меркеля синтезируют специфические для нервных клеток маркеры (нейрофиламенты, нейрональные клеточные адгезионные молекулы и др.). На основании присутствия в цитоплазме клеток нейропептидов они относятся к диффузной эндокринной системе. Мет-энкефалин, вырабатываемый клетками Меркеля, стимулирует иммунные реакции организма.

Типичными инкапсулированными органами осязания (механорецепторами) являются осязательные тельца Мейснера, расположенные в сосочковом слое кожи пальцев, губ, век, половых органов. Они имеют диаметр около 100 мкм, снаружи окружены соединительнотканной капсулой. В составе этих телец нейроглиальные клетки образуют внутреннюю колбу вокруг концевого утолщения чувствительного нервного волокна, которое располагается параллельно поверхности кожи.

Специальным рецептором давления (барорецептором) являются пластинчатые тельца Фатер-Пачини. Они лежат глубоко в подкожном слое в области пальцев, наружных половых органов, стенки мочевого пузыря, капсуле внутренних органов и др. Диаметр тельца достигает 1 мм. Для них характерно наличие многослойной пластинчатой соединительнотканной капсулы (наружной колбы) и комплекса нейроглиальных клеток (внутренней колбы). В центре внутренней колбы проходит концевая веточка чувствительного нервного волокна.

Тельце Руффини лежит в глубоких слоях кожи, например, подошвы стопы. Диаметр — до 1 мм. Афферентное волокно образует наподобие кустика из немиели-низированных веточек, которые оканчиваются уплощенными терминалями. Соединительнотканная капсула хорошо выражена. Реагируют на смещение кожи и давление.

Концевые колбы Краузе обнаруживаются в конъюнктиве, языке, наружных половых органах. Диаметр — до 150 мкм. Имеют тонкую капсулу, многочисленные разветвления афферентного окончания располагаются в виде колбы. Это механорецептор.

При действии на органы осязания и давления в механорецепторах кожи энергия раздражителя трансформируется в нервное возбуждение, которое по цепи нейронов передается от периферической части кожного анализатора в его корковую часть — в заднюю центральную извилину. В верхней части ее проецируется чувствительность кожи ног, в средней — рук и туловища, а в нижней — кожи головы.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Сенсорные рецепторы. Типы сенсорных рецепторов и раздражители

а) Типы сенсорных рецепторов и раздражители, которые они воспринимают. В таблице выше представлен список и классификация большинства сенсорных рецепторов тела. Согласно этой таблице, выделяют пять основных типов сенсорных рецепторов:

(1) механорецепторы, реагирующие на механическое сжатие или растяжение самого рецептора или смежных с ним тканей;

(2) терморецепторы, воспринимающие изменения температуры: одни из них реагируют на холод, другие — на тепло;

(3) ноцицепторы (болевые рецепторы), реагирующие на повреждение ткани независимо от природы повреждения (физической или химической);

(4) электромагнитные рецепторы, воспринимающие свет на сетчатке глаза;

(5) хеморецепторы, которые обнаруживают вкус во рту, запах в носу, уровень кислорода в артериальной крови, осмоляльность жидкостей тела, концентрацию углекислого газа и, возможно, другие химические факторы нашего тела.

В статьях на сайте мы обсудим функцию нескольких типов рецепторов, прежде всего периферических механорецепторов, для иллюстрации некоторых общих принципов работы рецепторов. Другие рецепторы обсуждаются в главах, посвященных соответствующим сенсорным системам, в составе которых они функционируют. На рисунке ниже показаны некоторые механорецепторы, расположенные в коже или глубоких тканях тела.

Некоторые типы соматических рецепторов

б) Специфическая чувствительность рецепторов. Прежде всего, необходимо ответить на вопрос, почему разные типы сенсорных рецепторов реагируют на различные типы раздражителей? Ответом на этот вопрос является специфическая чувствительность рецепторов. Это значит, что каждый тип рецептора высокочувствителен к определенному типу стимула, для восприятия которого он предназначен, и практически нечувствителен к другим типам сенсорных стимулов.

Так, палочки и колбочки глаза высокочувствительны к свету, но почти совсем не реагируют на нормальные диапазоны изменений температуры, давления на глазные яблоки или химических показателей крови. Осморецепторы супраоптических ядер гипоталамуса обнаруживают самые незначительные изменения осмоляльности внеклеточных жидкостей тела, но пока неизвестны случаи их реакции на звук.

Наконец, рецепторы боли в коже почти никогда не стимулируются обычным прикосновением к коже или давлением на нее, но реагируют очень активно в тот момент, когда осязательные стимулы становятся достаточно сильными, чтобы повредить ткани.

в) Модальность ощущения. Принцип меченой линии. Отличительную особенность каждого из переживаемых нами ощущений (боль, прикосновение, свет, звук и т.д.) называют модальностью ощущения. Однако, хотя модальности ощущений различны, нервные волокна передают только импульсы. Справедлив вопрос: как возбуждение разных нервных волокон ведет к развитию ощущений различной модальности?

Ответ заключается в том, что каждый чувствительный тракт заканчивается в определенном участке центральной нервной системы, и тип ощущения, испытываемого при стимуляции нервного волокна, определяется тем участком нервной системы, к которому от него придет возбуждение. Например, если раздражается болевое волокно, человек чувствует боль независимо от того, стимул какого типа возбуждает волокно.

Это может быть электрическое раздражение самого волокна, его перегревание, раздавливание или стимуляция болевого рецептора при повреждении тканевых клеток. Во всех этих случаях человек почувствует боль. Аналогично, если тактильное волокно стимулируется электрическим раздражением тактильного рецептора или любым другим способом, человек чувствует прикосновение, поскольку по тактильным волокнам информация достигает определенных чувствительных областей головного мозга. Точно так же волокна от сетчатки глаза заканчиваются в зрительных областях мозга, слуховые пути от уха заканчиваются в слуховых областях, а температурные пути оканчиваются в температурных областях.

Таким образом, специфичность нервных путей способствует развитию ощущений только одной модальности. Эту особенность называют принципом меченой линии.

Видео физиология анализаторов - общая схема - профессор, д.м.н. П.Е. Умрюхин

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Не секрет, что самым большим органом человеческого тела является его кожа. Помимо защиты тела от внешних раздражителей, кожа выполняет еще и функцию датчика, собирающего информацию, наряду с глазами, ушами, языком и носом. Информация, получаемая кожей, позволяет человеку оценивать окружающую среду, лучше понимать ситуацию, в которой он находится и действовать в соответствии с ней. Несмотря на огромную важность тактильной информации, о том как именно все работает мы пока знаем не особо много. Посему ученые из Калифорнийского университета (США) решили рассмотреть кожу человека под математическим углом, дабы понять механизм возникновения и передачи тактильных ощущений. Что происходит, когда мы берем что-то в руки, как наша кожа обрабатывает получаемую информацию, и как данное исследование применить на практике? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых. Поехали.

Основа исследования

У взрослого человека площадь его кожи может достигать 2.3 м2, что делает ее самым большим органом. Однако габариты ничто, если за ними нет никакого функционала. Кожа выполняет достаточно много функций: защитная, дыхательная, экскреторная, терморегуляторная, иммунная, метаболическая и т.д. Другими словами, пытаясь оценивать разные органы по их важности, ставить кожу на последнее место было бы ошибочно.

Самой же загадочной функцией кожи является сбор информации, т.е. формирование осязания — одного из видов чувств человека. Такова температура в комнате, шершавые или гладкие обои, насколько мягкое кресло — все эти и многие другие данные собираются именно кожей.

Невероятная чувствительность кожи заключается в наличии колоссального числа нервных окончаний, т.е. рецепторов. Все они отличаются друг от друга по форме и строению, поскольку выполняют разные задачи (одни собирают информацию про фактуру объекта, другие — про температуру, например).

Рецепторы кожи можно разделить на два основных типа: свободные нервные окончания и несвободные нервные окончания. Первые состоят исключительно из конечных ветвлений осевого цилиндра и располагаются в эпителии. Эти рецепторы собирают данные о температуре (терморецепторы), давлении (механорецепторы) и болевых ощущениях (ноцицепторы).

Категоризация несвободных нервных окончаний куда более обширная:

тельца Пачини — рецепторы давления в подкожно-жировой клетчатке;
тельца Мейснера — рецепторы давления в дерме;
тельца Меркеля — рецепторы давления в глубоких слоях эпидермиса;
тельца Руффини — рецепторы растяжения, реагирующие на тепло;
колбы Краузе — рецепторы в надсосочковом слое дермы (якобы реагируют на холод, но это под вопросом);
рецепторы волосяных фолликулов — механорецепторы, которые реагируют на изменение положения волоса.

Это лишь краткий перечень, без глубокого рассмотрения рецепторов, их функций и строения, но и этого достаточно, чтобы понять всю сложность кожи как органа чувств.

Сами исследователи трактуют осязание как кодирование механических сигналов, собранных кожей и подкожными тканями, в нейронные сигналы. Нейронные ответы на тактильные раздражители часто связаны с механическими воздействиями, возникающими из небольших участков кожи, однако есть свидетельства о том, что динамическое прикосновение вызывает механические волны в тактильном диапазоне частот, которые распространяются по всей руке, с переходными возбуждениями, затухающими в течение 30 мс. Таким образом, динамические тактильные воздействия могут стимулировать широкое распространение афферентации*.

Было обнаружено, что эти волны, вызванные прикосновением, способствуют тонкому восприятию и могут использоваться для определения характеристик объекта, к которому дотронулись, области контакта объекта с рукой и дальнейших действий. Также есть данные, что рецептивные поля нейронов в соматосенсорных областях коры мозга охватывают большие участки рук и нескольких пальцев.

Большая площадь контакта на ранних этапах обработки сигналов побуждает корковые нейроны отвечать на входные сигналы, которые доставляются обратно в область контакта.

Таким образом, соматосенсорная обработка может зависеть от информации, переносимой механическими волнами, которые распространяются в тканях в отдаленные участки, удаленные от мест непосредственного механического контакта.

Ученые считают, если перенос механических волн в руке способствует эффективному кодированию соматосенсорной информации, то должна быть возможность описать тактильные стимулы в малых участках посредством информативных параметров. Другими словами преобразовать ощущение прикосновения в цифры.

В своем труде ученые показывают, как механические волны в руке производят эффективное кодирование тактильных входных данных. Проведя опыты с использованием высокоточных датчиков, ученые смогли создать своего рода словарик пространственно-временных сигналов, которые в совокупности позволяют классифицировать входящую информацию с точностью более 95%. То есть им удалось создать карту, показывающую где и какие области кожи руки активируются при контакте с тем или иным объектом.

Результаты исследования

Моделирование тактильной информации ученые изобразили в виде матричного разложения. Оценка кодирования была выполнена посредством собранной в ходе опытов базы данных тактильных стимулов для всей кисти, включающую пространственно-временные изменения кожи a(x, t). На руку добровольца были прикреплены специальные датчики в 30 участках (х). В ходе эксперимента было выполнено 13 жестов и 4600 взаимодействий с различными объектами.

Изображение №1

Каждый из стимулов w_i(x, t), внесенный в набор данных, имел собственное время активации h_i(t), которое также было учтено в модели для получения более точных «тактильных базовых паттернов» (2А), которые в совокупности кодируют все возникающие стимулы и передающиеся сигналы.

Изображение №2

Эти базисные паттерны (далее базисы) также могут быть интерпретированы как набор фильтров анализа, которые извлекают информацию из внешних стимулов с помощью различных дополнительных паттернов пространственно-временной интеграции механических сигналов в руке. По словам ученых, эти фильтры можно сравнить с функциями спектрально-временной настройки в слуховой обработке или с фильтрами пространственно-временного рецептивного поля при работе сетчатки.

Суммируя, учеными была создана математическая модель, в которой сигналы, ощущаемые по всей руке, были представлены в виде небольшого числа упрощенных паттернов. Данная методика позволила получить основные волновые паттерны — вибрации кожи по всей кисти, которые участвуют в сборе и передаче тактильной информации.

Несмотря на то, что в анализе не учитывались условия возникновения сигналов, тактильные базисы напоминали сенсорную функцию кисти (2А и 2В). Большинство из них первоначально были локализованы на дистальных концах одного из пальцев (наиболее плотно иннервируемые области кисти). Скорость движения сигналов составляла порядка 1-10 м/с, а затухание сигнала наблюдалось спустя 10-30 мс после его возникновения. Другие тактильные базисы эволюционировали от дистальной области отдельных пальцев до диффузных областей поверхности кисти (2А). В аспекте частоты, пара базисов демонстрировала схожее пространственное расположение, но разные частотные характеристики. К примеру, есть пара базисов, локализованных в пределах одного пальца, но имеющих разные фильтрационные свойства (относительно передаваемых сигналов): нижний диапазон от 20 до 80 Гц (2В, базис 2) или верхний диапазон от 80 до 160 Гц (2B, базис 6).

Изображение №3

Ученые считают, что пространственно-временные тактильные базисы связаны с определенным пальцем, т.е. имеют свою рабочую зону, так сказать. Например, 45% из 4600 проанализированных тактильных раздражителей были вызваны жестами, когда с объектом контактировал только один палец. Проведя повторный анализ, исключающий тактильные сигналы, создаваемые одним лишь пальцем, была обнаружена такая же тенденция.

Пространство возможных тактильных раздражителей ограничено механикой и продолжительностью контакта (3А).

Далее ученые решили проверить, сколько базисов должно быть задействовано для определения источника сигнала. Как оказалось, если использовать не менее 7, то точность определения составит 90%, а если 12, то 95%. Тем не менее, не все стимулы требуют активации столь большого числа базисов для повышения точности. Логика достаточно прямолинейна: когда в жесте задействовано несколько пальцев, то активируются несколько базисов; если же в жесте задействован лишь один палец, то и базисов будет один, максимум два. При этом сами базисы также варьировались в зависимости от жестов. То есть, разные жесты, хоть в них и задействованы одинаковые пальцы, будут активировать разные базисы.

Модель также показала, что достаточно пяти базисов для максимизации точности (80%), с которой стимулы от одного участника опытов могли быть классифицированы с использованием данных от других участников (3C). Эти пять базисов были практически универсальны среди всех участников и соответствовали пяти пальцам кисти (3B).

Совокупность вышеописанных наблюдений говорит о том, что сама эластичность кожи играет важную роль в сборе и передаче информации, поскольку за счет нее увеличивается площадь контакта с объектом. Кроме того, волны сигналов, распространяющиеся по определенному паттерну, позволяют классифицировать полученную информацию, что также способствует ускорению ее обработки непосредственно мозгом.

Подобные механизмы обработки сигналов можно сравнить с работой среднего уха, которое распространяя звуки с различным частотным содержанием на разные сенсорные рецепторы в ухе, помогает кодированию звуков слуховой системой.

Для более детального ознакомления с нюансами исследования рекомендую заглянуть в доклад ученых и дополнительные материалы к нему.

Эпилог

Данное исследование показало нам, что кожа является намного более сложной системой, чем считалось ранее. Если раньше процесс передачи сигналов можно было описать линейно (прикосновение — возникновение сигнала — передача сигнала в мозг), то сейчас этот процесс скорее похож на волновую активность. Сигналы, получаемые от объектов взаимодействия с кожей, распространяются волнами по нервным окончаниям кожи в зависимости от зоны контакта, его продолжительности и характера поверхности. Другими словами, в сборе информации про объект контакта участвуют не только рецепторы в непосредственно месте контакта, но и рецепторы вокруг этой зоны.

Исследователи считают, что в этом сложном процессе не последнюю роль играет эластичность кожи, позволяющая увеличить площадь контакта с точки зрения распространения сигналов, а не с точки зрения непосредственно самого контакта.

По мнению ученых, их труд позволит не только лучше понять работу мозга и нервной системы человека, но и пригодится в разработке новых протезов и даже роботов, способных тактильно более точно собирать информацию об окружающей среде.

Для создания протеза может потребоваться множество сложных запчастей и лабораторный комплекс или конструктор LEGO и креативный подход.

Благодарю за внимание, оставайтесь любопытствующими и отличных всем выходных, ребята! :)

Немного рекламы :)

Спасибо, что остаётесь с нами. Вам нравятся наши статьи? Хотите видеть больше интересных материалов? Поддержите нас, оформив заказ или порекомендовав знакомым, облачные VPS для разработчиков от $4.99, уникальный аналог entry-level серверов, который был придуман нами для Вас: Вся правда о VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps от $19 или как правильно делить сервер? (доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40GB DDR4).

Dell R730xd в 2 раза дешевле в дата-центре Equinix Tier IV в Амстердаме? Только у нас 2 х Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 ТВ от $199 в Нидерландах! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — от $99! Читайте о том Как построить инфраструктуру корп. класса c применением серверов Dell R730xd Е5-2650 v4 стоимостью 9000 евро за копейки?

Иннервация кожи: нервные окончания, клетки Меркеля, тельца Руффини, Мейснера, Пачини

а) Чувствительные единицы. Любое нервное волокно, разветвляясь, дает начало нервным окончаниям одного вида. Стволовое нервное волокно и его нервные окончания, выполняющие одни и те же физиологические функции, представляют собой чувствительную единицу. В совокупности с исходным униполярным нейроном чувствительная единица аналогична двигательной единице, описанной в отдельной статье на сайте.

Область, раздражение которой приводит к возбуждению чувствительной единицы, называют рецепторным полем. Чем больше размер рецепторного поля, тем меньшей остротой сенсорной чувствительности обладает данная область: например, в верхней части руки рецепторные поля занимают площадь 2 см 2 , в области запястья — 1 см 2 , на подушечках пальцев — 5 мм 2 .

Чувствительные единицы переплетаются между собой, за счет чего становится возможным одновременное восприятие одним участком кожи разных видов чувствительности.

Иннервация кожи, покрытой волосами.
(А) Три морфологических типа чувствительных нервных окончаний в коже, покрытой волосами.
(Б) Свободные нервные окончания в базальном слое эпидермиса.
(В) Комплекс клетки Меркеля с нервной терминалью.
(Г) Палисадные и циркулярные нервные окончания на поверхности наружного корневого влагалища волоса.

б) Нервные окончания:

1. Свободные нервные окончания. По мере приближения к поверхности кожи многие чувствительные нервные волокна утрачивают периневральную, а затем и миелиновую оболочку (в случае ее наличия). Впоследствии нервные волокна разветвляются и формируют субэпидермальное нервное сплетение. Аксон освобождается от оболочек, сформированных шванновскими клетками, что позволяет ему, разветвляясь между коллагеновыми пучками дермы, образовывать дермальные нервные окончания, а внутри эпидермиса — эпидермальные нервные окончания.

Функции. Некоторые чувствительные единицы со свободными нервными окончаниями являются терморецепторами, иннервирующими расположенные на поверхности кожи «тепловые точки» или «холодовые точки». Кроме того, в коже существуют два основных типа ноцицепторов (рецепторов болевой чувствительности), которые также имеют свободные нервные окончания: а-дельта-механоноцицепторы и полимодальные С-ноцицепторы. А-дельта-механоноцицепторы иннервируются тонкими миелинизированными волокнами Аδ-типа и воспринимают существенную механическую деформацию кожи (возникающую, например, при щипке пинцетом). Полимодальные С-ноцицепторы реагируют на болевые стимулы разного вида — механическую деформацию, сильное нагревание или охлаждение (это характерно лишь для некоторых рецепторов), воздействие химических раздражителей. Именно эти рецепторы отвечают за реализацию аксон-рефлекса.

2. Фолликулярные нервные окончания. Нервные окончания волосяного фолликула представлены палисадными нервными волокнами, образованными обнаженными терминалями миелинизированных нервных волокон, расположенными на поверхности наружного корневого влагалища волосяных фолликулов ниже уровня сальных желез, а также циркулярными нервными окончаниями. Каждая фолликулярная единица иннервирует несколько волосяных фолликулов и образует множественные перекресты. Фолликулярные единицы — быстро адаптирующиеся: они возбуждаются при изменении положения волос, однако при сохранении этого положения возбуждения не происходит. Человек, одеваясь, чувствует давление одежды, но затем за счет быстрой адаптации вскоре перестает ощущать ее прикосновение. Иннервация волос у других млекопитающих организована сложнее. Иннервация волосяных фолликулов осуществляется тремя типами механорецепторов, каждый из которых передает информацию определенным структурам мозга, что свидетельствует о важности выполняемой ими чувствительной функции.

3. Комплексы клетки Меркеля с нервной терминалью. Нервная терминаль, расширяясь в области базального слоя эпидермальных гребешков и бороздок, образует комплекс с осязательным тельцем овальной формы — клеткой Меркеля. Комплексы клетки Меркеля с нервной терминалью — медленно адаптирующиеся. В ответ на продолжительное давление (например, при удержании ручки или ношении очков) эти комплексы непрерывно генерируют нервные импульсы. Комплексы клетки Меркеля с нервной терминалью особенно хорошо распознают края удерживаемых в руке предметов.

4. Инкапсулированные нервные окончания. Капсулы описанных ниже свободных нервных окончаний состоят из трех слоев: наружный слой представлен соединительной тканью, средний — периневральным эпителием, а внутренний — видоизмененными шванновскими клетками (телоглией). Инкапсулированные нервные окончания являются механорецепторами, преобразующими механическое воздействие в нервный импульс.

• Тельца Мейснера в большом количестве находятся в подушечках пальцев и расположены вблизи бороздок эпидермиса. Тельца представляют собой клетки овальной формы, внутри которых аксоны располагаются зигзагообразно между уплощенными клетками телоглии. Тельца Мейснера— быстро адаптирующиеся, вместе с медленно адаптирующимися комплексами клетки Меркеля с нервной терминалью они обеспечивают точное восприятие текстур (например, текстуры ткани одежды или поверхности дерева), а также рельефных поверхностей (например, шрифта Брайля). Такие кожные рецепторы способны воспринимать изменение рельефа поверхности даже на высоту 5 нм.

• Тельца Руффини присутствуют как на гладкой коже, лишенной волос, так и на коже с волосами. Они воспринимают плавные скользящие касательные прикосновения и являются медленно адаптирующимися. Внутреннее строение телец сходно со строением сухожильных органов Гольджи: аксоны образуют разветвления в центральной части телец, представленной коллагеновыми волокнами.

• Тельца Пачини по величине соответствуют размерам рисового зерна. В области кисти имеется около 300 телец, которые преимущественно сконцентрированы на боковых участках пальцев и ладони. Тельца Пачини расположены подкожно, близко к надкостнице. Несколько слоев периневрального эпителия внутри соединительнотканной капсулы расположены овально и по форме напоминают луковицу в разрезе. В центральной части тельца Пачини несколько пластинок телоглии окружают единичный аксон, который, попадая в тельце, утрачивает миелиновую оболочку. Тельца Пачини — быстро адаптирующиеся рецепторы преимущественно вибрационной чувствительности. Эти структуры особенно восприимчивы к вибрации костной ткани: большое количество телец расположено в надкостнице длинных трубчатых костей.

Тельца Пачини генерируют один или два нервных импульса при сдавлении и столько же — при прекращении воздействия. В коже ладоней тельца Пачини функционируют по групповому принципу: более 120 телец активируются одновременно, когда человек берет в руку какой-либо предмет (например, апельсин), и когда отпускает его. В связи с этим тельца Пачини считают «детекторами событий» в ходе манипуляций предметами.

Иннервация гладкой кожи, лишенной волос.
(А) На подушечках пальцев располагаются нервные окончания двух видов.
(Б) На схеме строения участка кожи с изображения (А) представлены четыре типа чувствительных нервных окончаний.
(В) Тельца Мейснера.
(Г) Тельца Руффини.
(Д) Тельца Пачини.

Специалисты по физиологии чувствительности выделяют следующие виды рецепторов, локализованных в коже пальцев.

• Комплексы клетки Меркеля с нервной терминалью — медленно адаптирующиеся рецепторы I типа (MAP I).

• Тельца Мейснера — быстро адаптирующиеся рецепторы I типа (БАР I).

• Тельца Руффини — медленно адаптирующиеся рецепторы II типа (MAP II).

• Тельца Пачини — быстро адаптирующиеся рецепторы II типа (БАР II).

Восприятие ощущений манипуляций с трехмерным предметом вне поля зрения человека в основном обеспечивается за счет мышечных (направляющихся преимущественно от мышечных веретен) и суставных (направляющихся от суставных капсул) афферентных нервных волокон. Кожные, мышечные и суставные афференты независимо друг от друга передают информацию в контралатеральную соматосенсорную зону коры головного мозга. Три различных вида информации объединяются на клеточном уровне в задней части контралатеральной теменной доли, отвечающей за тактильную и визуальную пространственную чувствительность. Тактильную пространственную чувствительность называют стереогнозом. В клинической практике для определения стереогноза пациента просят определить, какой предмет он держит в руках (например, ключ), не смотря на него. Кожные ощущения при периферических нейропатиях описаны в отдельной статье на сайте.

в) Нейрогенное воспаление - аксон-рефлекс. При раздражении чувствительной кожи острым предметом линия контакта практически мгновенно приобретает красный цвет, что обусловлено расширением капилляров в ответ на повреждение кожи. Спустя несколько минут расширение артериол приводит к увеличению зоны гиперемии, а экссудация плазмы из просветов капилляров вызывает формирование бледного отечного валика. Этот феномен представляет собой «тройную реакцию» кожи на раздражение. Формирование зон гиперемии и отечного валика обусловлено аксон-рефлексом чувствительных кожных нервов. Происходящие процессы описаны в соответствии с нумерацией на рисунке ниже.

1. Полимодальные ноцицепторы преобразуют действие болевого раздражителя в нервные импульсы.

2. Аксоны посылают нервные импульсы в центральную нервную систему не только в обычном ортодромном направлении, но и в противоположном антидромном направлении от мест бифуркации к прилежащим участкам кожи. Ответная реакция ноцицептивных нервных окончаний на антидромную стимуляцию проявляется в высвобождении пептидных веществ, среди которых в большом количестве представлена субстанция Р.

3. Субстанция Р связывается с рецепторами на стенках артериол и вызывает их расширение, что приводит к появлению гиперемии.

4. Кроме того, субстанция Р связывается с рецепторами на поверхности тучных клеток, что приводит к высвобождению из них гистамина. Гистамин увеличивает проницаемость капилляров, за счет чего происходит местное накопление тканевой жидкости, обусловливающее возникновение бледного отечного валика.

г) Лепра. Возбудитель лепры — микобактерия, которая проникает в организм человека через мельчайшие повреждения кожи и, распространяясь проксимально по периневрию кожных нервов, вызывает гибель шванновских клеток. Утрата миелиновой оболочки на определенных участках крупных нервных волокон («сегментарная демиелинизация») приводит к нарушению проведения нервных импульсов. Вследствие ответной воспалительной реакции на внедрение возбудителя происходит сдавление всех аксонов, что приводит к валлеровской дегенерации нервов и значительному разрастанию их соединительнотканных оболочек. В результате этого на коже пальцев верхних и нижних конечностей, а также на носу и ушах формируются участки, лишенные чувствительности. Поскольку защитная функция кожной чувствительности нарушается, эти участки становятся более подверженными травматизации, что приводит к повреждению тканей. По мере прогрессирования заболевания возникает двигательный паралич, обусловленный поражением стволов смешанных нервов, расположенных проксимально по отношению к точкам отхождения их кожных ветвей.

д) Резюме. Направляющиеся к коже нервы разветвляются и образуют дермальное нервное сплетение. Чувствительные нервные волокна дермального сплетения разветвляются и перекрывают друг друга. Каждое стволовое нервное волокно и его рецепторы формируют чувствительную единицу. Область, иннервируемую стволовым нервным волокном, называют его рецептивным полем.

К чувствительным единицам со свободными нервными окончаниями относят рецепторы температурной чувствительности, а также механические и температурные рецепторы болевой чувствительности. Рецепторы волосяных фолликулов—быстро адаптирующиеся осязательные механорецепторы, которые активируются только при движении волос. Комплексы клеток Меркеля с нервными терминалями обеспечивают восприятие края предметов, их относят к медленно адаптирующимся.

Инкапсулированные нервные окончания являются механорецепторами. Тельца Мейснера расположены в пространствах между гребешками эпидермиса гладкой кожи, их относят к быстро адаптирующимся. Тельца Руффини—рецепторы растяжения кожи—расположены вблизи ногтей и волосяных фолликулов, их относят к медленно адаптирующимся. Тельца Пачини—подкожные быстро адаптирующиеся нервные окончания, обладающие вибрационной чувствительностью и являющиеся «детекторами событий». На уровне задней части теменной доли коры головного мозга происходит объединение кодированной информации, полученной от кожи, мышц и суставов, что способствует осуществлению тактильного восприятия и стереогностической чувствительности.

Тело человека покрыто кожей. У взрослого человека площадь кожного покрова составляет 1,5 — 2 квадратных метра, а толщина варьируется от 0,1 до 4 миллиметров. Кожа век и наружных слуховых каналов самая тонкая, а толще всего она на ладонях и стопах. Вес кожи вместе со слоем подкожного жира составляет 16 — 17,7% от общей массы тела человека.

На коже головы человека находятся в среднем 150000 волос, а всего на теле около 5 миллионов волосяных фолликулов. За сутки волосы вырастают примерно на 0,1-0,5 миллиметров. Через потовые железы выделяется 300-800 миллилитров пота, а в некоторых случаях даже 1,5 литра и больше.

В строении кожи выделяются 3 основных слоя:

Поверхностный слой, или эпидермис
Средний слой, или дерма
Подкожная жировая клетчатка

В свою очередь, эпидермис состоит из четырех слоев – рогового, зернистого, шиповатого и базального. Роговой слой образуют не имеющие ядра кератиносодержащие клетки. Этот слой кожи толще на стопах и ладонях и тоньше в области бровей и половых органов. В базальном слое различают цилиндрические и дендритные клетки. Цилиндрические клетки размножаются путем митоза и образуют новый поверхностный слой. Дендритные клетки производят кожный пигмент. В эпидермисе нет кровеносных сосудов, однако в него выходят нервные окончания.

Средний слой кожи состоит из двух слоев. Непосредственно под эпидермисом располагается папиллярный (или сосочковый) слой и глубже под ним – сетчатый слой. Дерму пронизывают множество кровеносных сосудов и капилляров.

Кроме того, средний слой кожи снабжается так же лимфой, в нем находятся волосяные фолликулы, потовые протоки и сальные железы. На стопах и ладонях сальных желез нет. Потовые железы разделяются на апокринные и эккринные. Эккринные железы расположены на теле везде, кроме губ, головки полового члена и малых половых губ. Особенно много эккринных желез на ладонях, стопах, лбу, груди, животе и плечевом поясе.

Апокринные железы располагаются под мышками, вокруг анального отверстия, в области сосков и внешних половых органов у женщин, в паху и вокруг пупка. Апокринные железы залегают глубоко в жировом слое и начинают работать только с наступлением периода полового созревания.

Функция кожи в жизнедеятельности человека крайне важна, т.к. именно она служит барьером между организмом и внешней средой и обеспечивает защиту внутренних органов.

Кожа защищает ткани и органы от механический повреждений (удары, трение и т.п.) благодаря содержащимся с среднем слое коллагену и эластичным волокнам и подкожной жировой клетчатке. Так как роговой слой является плохим теплопроводником, он защищает более глубокие слои от пересыхания. Пигментное вещество меланин поглощает ультрафиолетовые лучи, тем самым защищая организм от вредного излучения.

Уровень кислотности кожи (pH) составляет 5,0-6,0, что способствует нейтрализации химических веществ и уничтожению вредных микробов. Ту же функцию выполняют сальные и потовые железы, а значит излишне частое мытье может привести к ослаблению защитной функции кожи.

Кожа – это орган чувств человека. Через нее мы чувствуем боль, прикосновение, давление, вибрацию, тепло и холод.

Кроме того, кожа выполняет так же секреторные и экскреторные функции. Химический состав человеческого пота меняется в зависимости от общего состояния человека и количества отделяемого пота. Так, в случае заболеваний обмена веществ, в составе пота обнаруживаются вещества, в нормальном состоянии там не присутствующие (например сахар у больных диабетом). Кожа помогает вывести из организма мышьяк, йод, бром, хинин и прочие вещества. На поверхности кожи пот и кожное сало смешиваются, образуя тонкий слой водно-жировой эмульсии, помогающий сохранению нормального состояния кожного покрова. Работа потовых и сальных желез регулируется нервной системой, половыми гормонами, вилочковой железой и корой надпочечников.

Через кожу происходит так же процесс дыхания. По сравнению с легкими объемы потребляемого кислорода и выделяемого углекислого газа, конечно же, ничтожно малы – всего 1/180 и 1/90 соответственно. Вместе с тем, в течение суток через кожу выделяется 800 грамм водяного пара, что в 2-3 раза больше, чем через легкие.

Кожа не впитывает воду, однако впитывает жирорастворимые вещества. Кожа играет важную роль также в обмене веществ. В коже вырабатываются кератин, меланин и витамин Д, происходят обменные процессы с участием воды, жиров, белков, углеводов, гормонов, ферментов, витаминов и микроэлементов.

Таким образом, функция кожи в нашем организме не менее важна, чем функции других органов! Кожа – зеркало организма, берегите ее!

Читайте также: