Строение кожи. Часть 2. Дерма. Волокнистая пленка кожистая скорлупа образуется в


Анатомия птицы

Скелет

В шейном отделе У кур 13-14 позвонков, у уток 14-15, у гусей 17-18. Остистые отростки слабы, суставные поверхности седловидные (движение по двум плоскостям - саггитальной и фронтальной). На атланте суставная поверхность в виде ямки, соответствует одному мыщелку затылочной кости, сустав многоостный.

Грудной отдел. У кур 7, утки 9. 1-2-е ребро, реже 3-е - астернальные, остальные стернальные. От заднего края позвоночной части ребра каудодорсально отходят крючковидные отростки которые соединяются со следующим ребром. Грудина хорошо развита, пластинчатая; в каудальном отделе хорошо выражены вырезка у кур, у уток меньше, у гуся запирается в отверстие; с вентральной стороны гребень (киль) который в норме у несушек к 240 дню окостеневает, если нет - нарушение обмена веществ; на краниальном конце суставная поверхность для соединения с каракоидной костью.

Поянично-крестцовый отдел. Сливаются образуя общий тазовый отдел. 11-14 позвонков сливаются, с ними же срастается подвздошная кость и первые хвостовые позвонки. Межпозвоночное отверстие видно только с вентральной стороны. Хвостовые позвонки соединены подвижно, у кур 5, у уток и гусей 7; вместе образуют копчик к которому крепятся рулевые перья

Череп Легкий, кости срастаются. Лицевой отдел - меньше по размерам, но сложнее мозгового. Имеется надклювье и подклювье. Надклювье - соединяется с мозговым подвижно 3-мя костями (1-я - квадратная - 4 суставных поверхности для височной, крыловидной, квадратно-скуловой и нижнечелюстной. 2-я - парная небная - ограничивает хоаны, соединяется с крыловидной и верхнечелюстной. 3-я - крыловидная - соединяется с небной, клиновидной и квадратной). В надклювье есть резцовая кость (самая крупная, непарная, срастается еще в яйце), верхнечелюстная (развита слабо) и носовые (лежат между резцовой, небной и верхнечелюстной). Носовая полость разделена перегородкой. Небные кости подвижны, ограничивают хоаны - основа твердого неба. Квадратные кости - четырехугольные. Подклювье - образована парной нижней челюстью, соединяется суставом с квадратной костью и при раскрывании рта одновременно опускается подклювье и поднимается надклювье.

Скелет конечностей

Плечевой пояс - как у рептилий сохранились 3 кости: лопатка, ключица и коракоид. Лопатка - в виде изогнутой узкой пластины, вдоль позвоночного столба, есть суставные поверхности для соединения с плечевой костью, лопаткой и коракоидом. Хрящ отсутствует. Коракоидная кость - самая крупная, верхним концом соединяется с плечевой костью, лопаткой и ключице, а так же с грудиной. Ключица (Clavicularia) - парная, срастается дистально образуя вилку.

Тазовый пояс - лонная и седалищные кости не соединяются по тазовому шву, а наоборот таз с широко раскрытыми вентральными поверхностями (облегчает кладку яиц). Седалищная кость - срастается с пояснично-крестцовой, участвует в образовании крыши тазовой полости, на вентральной поверхности есть углубления в которых располагаются почки. Подвздошная кость - пластинчатая, самая большая из костей таза, срастается с пояснично-крестцовым отделом. Лонная кость - длинная, узкая, расположена вентрально от седалищной кости.

Свободная грудная конечность (крыло). Плечевая кость. Проксимальный конец медиально имеет пневматическое отверстие, которое ведет в воздухоностную полость плечевой кости. Головка овальная, на дистальном конце 2-е суставных поверхности (одна для локтевой, другая для лучевой кости). Предплечье - лучше развита локтевая, лучевая кость тонкая и прямая. Между ними хорошо развито межкостное пространство. Кисть изменена во всех звеньях. Проксимальный ряд запястья - только 2-е кости, запястная лучевая срослась с промежуточной, а запястная локтевая с добавочной. Дистальный ряд полностью сросся с проксимальными концами пястных костей. В пястье сохранились 3 луча (2, 3, 4), срослись в одну кость. Среди пальцев кисти развиты 2-е фаланги у 3-го пальца и хуже у 2-го и 4-го пальцев - по одной фаланге.

Свободная тазовая конечность. Бедренная кость - короткая, изогнутая. На проксимальном конце головка и 1 вертел, на дистальном - мыщелки для голени и блок для коленной чашечки. В голени лучше развита большая берцовая. Малоберцовая сильноредуцирована, тонкая, сходит на нет на середине голени, срастается с большеберцовой. Стопа - заплюсна отсутствует, т. к. ее проксимальный ряд срастается с большеберцовой, а дистальный и центральная кость срастаются с костями плюсны. Плюсна - срослись 2, 3, 4 образуя длинную мощную кость. Вместе с костями заплюсны - цевка. На дистальном конце разделяется на 3 луча, где есть 3 суставных блока для 2-го, 3-го и 4-го пальцев. У петухов на цевке есть отросток. У птиц обычно 4 пальца: 1-й - задний и висячий (2 фаланги), 2-й - 3 фаланги, 3-й - 4 фаланги, 4-й - 5 фаланг. Количество пальцев и фаланг у разных птиц неодинаково. У перелетных птиц бедренная кость может быть пневматизирована для облегчения веса. В соединении костей серьезных отличий от млекопитающих нет.

Скелетная мускулатура

Выражена неравномерно. У плохо летающих мышцы бледно-розовые, у летающих темно-красные. Кожные мышцы Хорошо развиты, оканчиваются на перьевых влагалищах, помогают расслаблению перьев и напрягают перепонку крыла. Лицевая мускулатура Отсутствует. Челюстные мышцы Более дифференцированы чем у млекопитающих. Есть мышцы выдвигающие и оттягивающие квадратную кость. Кроме 4-х жевательных есть квадратно-челюстные, клиновидно-челюстные, подниматель квадратной кости, клиновидно-челюстные, слабо развиты мышцы грудного и пояснично-крестцового столба, шейный и хвостовой хорошо развиты и сильно дифференцированы. Мышцы грудной клетки - наружная и внутренняя межреберные, подниматели ребер, поперечная грудная, лестничная, диафрагмы нет (остается слабо развитая сухожильная складка). Брюшные мышцы Те же, но слабо развиты. Мышцы тазовой конечности Многочисленны и соответствую млекопитающим.

Кожный покров.

На коже нет желез, есть копчиковая железа под последними крестцовыми позвонками (работает как сальная, лучше развита у водоплавающих, для смазки перьев). К производным относят клюв, чешую, когти, шпоры петуха, гребни, сережки, бородку, перья, восковицу и перепонки у водоплавающих. В коже мало сосудов (кроме гребня и сережек).

Перья нужны для полета и сохранения тепла, имеют стержень и опахало. На стержне очин (часть пера помещаемая в сумку) и стебель от которого в разные стороны идут ветви, а от них лучи с крючочками. Перья бывают покровные (по всей поверхности), пуховые (лежат под покровными, опахало без крючочков), маховые (широкое опахало) и рулевые (хвост). На всем теле есть перьевые зоны (птерии) и лысые зоны (аптерии) - выполняют роль терморегуляции, внешне не видны, больше всего в подмышечной области, грудной и брюшной стенок. В области крыла от туловища к плечу и предплечью идет большая кожная складка - летательная перепонка между листками которой есть эластическая мембрана и напр. перепонку мышцы. При расправлении крыла мембрана сокращается и притягивает крыло к телу.

Аппарат пищеварения

Ротоглотка - Нет небной занавески, поэтому нет деления на ротовую полость и глотку. Вход в ротоглотку - клюв, у кур - твердый и конусовидный, у уток и гусей - сплюснутый, мягче, покрыт восковицей которая содержит много осязательных телец, у самцов цесарок восковица крупная и выпуклая. По краям ротоглотки у гусей и уток много перепончатый пластинок с нервными окончаниями (процеживая воду и задерживая съедобное).

Твердое небо - У кур посередине остается узкая небная щель, а поперек нее сосочки, т. е. ротоглотка сообщается с носовой полостью. По бокам на твердом небе отверстия слюнных желез, на дне ротоглотки - язык (форма соответствует клюву). Нитевидные сосочки у кур поперек основания языка, у гусей по бокам. Вкусовых сосочков нет, их роль выполняют тельца у основания языка и на твердом небе. Участок ротоглотки который можно назвать глоткой выстлан многослойным плоским эпителием, от него идет вход в гортань. Нет зубов.

Передняя кишка - Зоб и 2-хкамерный желудок. Пищевод - слизистая продольно складчатая. Перед входом в грудную полость у кур образуется выпячивание (расширение стенки пищевода - зоб, у водоплавающих он веретенообразный). Слизистая зоба содержит многочисленные железы, происходит предварительное смачивание и предварительная обработка корма. Желудок - сначала железистый, затем мышечный. Железистый лежит между долями печени, при переходе в мышечную часть сужается образуя перешеек. Мышечная оболочка железистого желудка состоит из тонкого наружного слоя (продольные волокна) и развитого внутреннего кольцевого слоя, слизистая оболочка содержит железы - желудочный сок. Через него пища проходит транзитом и только смачивается. Мышечный желудок компенсирует отсутствие зубов, хорошо развит у зерноядных, хуже у хищных, все мышцы связаны в единое целое, слизистая оболочка складчатая, содержит железы которые вырабатывают секрет который сразу застывает и образует защитный слой - кутикулу.

Тонкий кишечник - ДПК, тощая, подвздошная кишки. Длинней у зерноядных. Возраст влияет на длину ДПК которая в виде длинной петли в которой лежит поджелудочная железа. Поджелудочная железа у кур открывается 3-мя, у уток и гусей 2-мя протоками в ДПК. Сюда же впадают печеночный и желчный протоки. Печень - 2 доли, на правой желчный пузырь от которого идет желчный проток, а из левой сразу печеночный проток. У некоторых диких птиц желчный пузырь отсутствует. Тощая кишка на длинной брыжейке между воздухоносными мешками. Подвздошная идет между слепыми мешками.

Толстый отдел кишечника. Состоит из 2-х слепых и прямой кишок (прямая не соответствует пос строению млекопитающим). Прямая кишка короткая, впадает в клоаку. От клоаки отделена сфинктером, в слизистой находятся лимфоидные образования. Клоака - расширенная часть кишечника, 2-мя кольцеобразными складками разделена на 3 отдела: краниальный (открывается фабрицева сумка, с наступлением половой зрелости она редуцируется, максимальных размеров достигает к 90 дню; в складках слизистой оболочки бурсы фабрициуса расположены лимфоидные элементы которые вырабатывают В-лимфоциты (стимулируют выработку антител)), средний отдел (открываются мочеточники и выводные половые пути) и конечный отдел (заканчивается анальным отверстием). У селезня, гусака, лебедя, цесарки, страуса в клоаке находится пенис. У кур кишечник 160-170 см., в шесть раз превышает длину туловища, у уток и гусей в 4-5 раз, у хищных в 1,5-2 раза.

Аппарат дыхания

Особенности: 1. Малая величина и простое строение носовой полости. 2. Наличие в области бифуркации трахей органа голосообразования - певчая гортань. 3. Незначительная величина и положение легких, бронхи которых сообщаются с полостью воздухоносных мешков.

Носовая полость - в каждой половине по три хрящевых раковины, лабиринта решетчатой кости нет. Обонятельный нерв ветвится в раковинах и носовой перегородке.

Гортань лежит на дне глотки открываясь в нее узкой щелью. Выстлана мерцательным эпителием. Голосового аппарата нет. Состоит из кольцевидных и черпаловидных хрящей, щитовидного хряща и надгортанника нет. Хрящи подвижны, управляются мышцами гортани, вместо надгортанника - поперечная складка слизистой оболочки.

Трахея - образована хрящевыми кольцами, у старых гусей и уток они окостеневают. Слизистая богата железами альвеолярного типа. В области бифуркации - певчая гортань - представлена барабаном (утолщение кольца трахеи), полулунной складкой и барабанными перепонками (заменяют голосовые связки). Воздушный поток вибрирует под влиянием мембран и издают звуковые сигналы.

Легкие - светло-розовые. Левая и правая не делятся на доли. Стенки впячиваются в межреберные промежутки. Лежат от 1-го ребра до ножек. Отличия от млекопитающих:

1. В легочной ткани газообмен происходит не через стенку альвеол, а через стенки воздухоносных капилляров.

2. Главные бронхи проходят через легкие и заканчиваются в воздухоносных мешках. При вдохе воздух проходит через легкие и заполняет грудные и брюшные мешки. При выдохе проходит через легкие в шейные и межключичные мешки.

3. В плевральной полости лежат тонкие волокна соединительной ткани - соединяет легкие с грудной стенкой.

4. Различают 6 видов бронхов:

4.1. Главный бронх - входит в легкие и делится внутри них.

4.2. Бронхи 2-го порядка - стенка без хрящей.

4.3. Эктобронхи - отходят от 4.2., проходят через легкие в мешки.

4.4. Возвратные мешковые бронхи - идут из мешков в легкие.

4.5. Эндобронхи - не переходят в мешки, делятся внутри легких.

4.6. Парабронхи - d=0,5-2 мм., проводят воздух в воздухоносные капилляры от 4.3. и 4.5., выстланы плоским эпителием, под ним мышечные пучки и эластичная ткань изменяющей d бронхов.

5. Воздухоносные капилляры - короткие, плоский эпителий, окружены густой сетью капилляров, проходит газообмен, воздух проходит при вдохе и выдохе.

6. Воздухоносные мешки - внутри слизистая, а снаружи серозная оболочки. В стенках мало сосудов, т. е. слабо участвуют в газообмене. Функции - резерв воздуха при полете или нырянии под воду, воздух поступает в легкие и при вдохе и при выдохе, т. к. обмен веществ интенсивный, при полете ключичные и шейные мешки расширяются и сжимаются под влиянием мышц крыльев, расширение брюшных мешков создает давление на кишечник и клоаку (выделение помета), а так же на яичник и яйцевод (способствует яйцекладке), смена воздуха в мешках участвует в терморегуляции, у водоплавающих облегчает тело, при издавании звука усиливается воздушная струя при выдохе. Различают 4 парных и 1 непарный мешки:

6.1. Шейные - продолжение шейных эктобронхов, лежат под трахеей и пищеводом, пневматизированы шейные и грудные позвонки и ребра.

6.2. Краниальные грудные - лежат под легкими.

6.3. Каудальные грудные - в них входят ветви главного бронха, покрывает печень, желудок и кишечник.

6.4. Брюшные - самые большие, в них идет главный бронх, покрывают внутренние органы, пневматизируют пояснично-крестцовые позвонки, кости таза, бедренную кость. От каудальных грудных и брюшных в легкие рядом с эктобронхами идут возвратные мешковые бронхи.

6.5. Непарный межключичный - состоит из двух частей, выполняет роль мехов заменяющих движение грудной клетки при полете.

6.5.1. Внутригрудная часть - лежит между ключицами и охватывает сердце.

6.5.2. Внегрудная часть - образует ряд дивертикулов, самый крупный дивертикул - подмышечный - сообщается с плечевой костью.

Аппарат мочеотделения.

Почки - от бледно-розового до темно-красного цвета. Лежат в углублениях тазового отдела. Различают краниальную, среднюю и заднюю доли почек. Нет жировой капсулы. Граница между корковым и мозговым слоем не выражена. Нет лоханки и мочевого пузыря. Правый и левый мочеточники открываются в среднем отделе клоаки. Моча густая, беловато-серого цвета, много мочевой кислоты (специфический запах) и солей уратов (соли мочевой кислоты). Вместе с калом выводится из клоаки (помет).

Аппарат размножения самцов.

Представлен семенниками, канальцами, семяпроводом, придатками, семенными ампулами и органом совокупления (половые бугорки или член).

Семенники - закладываются и развиваются в брюшной полости т. к. отсутствует мошонка. Расположены семмитрично по обе стороны около переднего конца почек, подвешены на короткой брыжейке, бобовидной или яйцевидной формы, беловато-желтой окраски. Левый больше правого. Масса зависит от вида, возраста и физиологического состояния. У петухов яичных - 45г., у мясных - 70г., у селезней - 70. Зрелые семенники имеют большие извитые канальцы, содержат спермии на разных стадиях развития. От стенки канальца к просвету идут сперматогонии, сперматоциты 1-го и 2-го порядков, спермин. Так же на стенке и в просветах канальцев есть питающие клетки (клетки Сертолли) к которым крепятся спермии. В соединительной ткани между канальцами - клетки Лейдига - выделяют гормоны.

Придатки семенника - развиты слабо, видны в период половой активности. У млекопитающих в придатке происходит дозревание спермиев, а у птиц спермии из семенника сразу поступают в семяпроводы. Семяпроводы - это тонкие извитые трубочки, в период половой активности стенки толще, просвет шире, увеличивается число извивов, открывается в клоаку, перед входом в нее образует небольшие утолщения - семенные пузырьки. Пузырьки заполнены спермием - роль придатка.

Половой член у большинства птиц отсутствует, лучше развит у селезней и страусов, у гусаков и цесарок меньше. Образован складкой вентральной части задней стенки клоаки. Имеет пустоты которые во время эрекции заполняются лимфой. С поверхности слизистая оболочка, которая образует складку в виде желоба. Во время эрекции желоб превращается в канал, пенис удлиняется до 7-15 см. и выходит из клоаки. У страусов в пенисе есть кость. У петухов и цесарок для совокупления - копулятивный орган, который во время эрекции выпячивается из клоаки в виде небольшого выступа, сперма протекает по желобу.

Органы размножения самок.

Яичник - образуются яйцеклетки (желтки яиц) обогащенные питательными веществами. Развивается только левый яичник и соответственно левый яйцевод. Правый редуцируется на 7-8-й день инкубации. Подвешен на брыжейке, не оформлен, бугрист. Большую часть яичника образуют фолликулы на разных стадиях развития (от песчинки до полноценного желтка и напоминает виноградную гроздь). Снаружи покрыт эпителиальной и соединительно-тканной оболочкой под которой лежит фолликулярный слой, под ним - сосудистый слой - серозная оболочка богата кровеносными сосудаит.

Яйцевод - живут и сохраняются спермии до 3-х недель (от осеменения до оплодотворения). Это длинный извитой орган - у кур до 60 см., 10см в диаметре. Стенка эластична и изменяет размеры. Состоит из отделов в которых формируются оболочки яйца:

1. Воронка яйцевода - L=4 см., d=8-10 см., тонкая, мерцательный эпителий, здесь происходит оплодотворение, яйцо находится 15-20 мин., связкой крепится к брюшной стенке около яичника. Связка подвижна, обеспечивает захват зрелых фолликулов из яичника после овуляции.

2. Сужение воронки - переход в белочную часть.

3. Белочная оболочка - L=30-35 см., слизистая складчатая, много желез, выделяет белковый секрет. За 3-3,5 ч. желток обволакивается белком.

4. Перешеек - 8-10 см., толстый слой кольцевый мышц. В слизистой железы (кератиноиды) которые формируют подскорлуповую пленку (тонкая белковая и толстая волокнистая) - кожистая скорлупа. На тупом конце она расслаивается образуя воздушную камеру. Без видимых границ переходит в матку.

5. Птичья матка - толстостенная, широкая, L=8-10 см., слизистая складчатая, в конце матки сильный сфинктер. Образуется мелкопористая твердая иногда пигментированная известковая скорлупа.

6. Влагалище - конечный участок яйцевода, 8-10 см., слизистая содержит железы, образует подскорлуповую пленку, далее готовое яйцо переходит в средний отдел клоаки.

ССС.

Сердечная сумка соединяется связками с позвоночником и печенью. Верхушка сердца находится между долями печени. Кровеносные сосуды как у млекопитающих. От плечеголовного ствола отходят сонные на голову и подключичная в крыло. В каудальном направлении идет каудальная аорта, от которой отходят седалищные, боковые тазовые, межреберные, внутренние семенные, почечные, железистой и мышечной частей желудка, ДПК-ки, передней и задней брыжеечной артерии. Вены - 2 краниальных полых и 1 каудальная полая вены. В печень входит 2 воротных вены.

Лимфатическая система.

Нет лимфатических узлов, а есть скопление лимфоидной ткани в виде фолликулов в стенке органов дыхания, пищеварения, кожи. Есть глоточные и пищеводные миндалины. В слепой кишке есть бляшки и миндалины. У гусей и уток есть несколько оформленных лимфатических узлов около яремных вен у входа в грудную полость. В межклеточном веществе есть лимфатические капилляры, которые переходят в лимфатические сосуды. Лимфа оттекает в яремные вены. Селезенка небольшая, округлой формы. Тимус образует Т-лимфоциты, лежит под кожей от 2-го шейного до грудной клетки.

Железы внутренней секреции.

Аденогипофиз - большая и задняя доли меньше, промежуточной доли нет.

Эпифиз - сильно увеличивается в период яйценоскости.

Щитовидная железа - округлой формы, строение как у млекопитающих.

Надпочечники - находятся по бокам аорты около краниальной доли почек. У самцов прикрыты семянниками, у самок левый прикрыт яичником. Желто-коричневого цвета. Гормоны регулируют обмен веществ, воды и половые циклы.

Особенности НС.

Хорошо развит мозжечок, вместо четыреххолмия - двухолмие (нет ушной раковины). Слабо выражено мозолистое тело. Мало извилин на плаще, отсутствует лицевой нерв (нет мимической мускулатуры).

veterinarua.ru

Скорлупа — Википедия

Эта статья — об отделе головного мозга. О яичной скорлупе см. яйцо; об ореховой скорлупе см. орех. СкорлупаЛатинское название Система Каталоги
фиолетовый цвет = скорлупа, хвостатое ядро, миндалина, оранжевый = таламус
Putamen
Стриопаллидарная
  • MeSH
  • FMA
  • TA98
 Скорлупа на Викискладе

Скорлупа или Путáмен (от лат. Putamen — скорлупа) — базальное ядро, входит в состав стриопаллидарной системы и находится в основании переднего мозга (конечный мозг). Скорлупа, вместе с бледным шаром, образуют чечевицеобразное ядро, которое, в свою очередь, вместе хвостатым ядром образуют полосатое тело. С помощью различных путей скорлупа подключена к чёрной субстанции и бледному шару. Основными функциями скорлупы являются регулирование движения и влияние на различные виды обучения. В качестве главного нейротрансмиттера путамен использует дофамин. Путамен также играет роль в этиологии дегенеративных неврологических расстройств, таких как болезнь Паркинсона.

ru.wikipedia.org

КРЕПОСТЬ ДЛЯ ПТЕНЦА | Наука и жизнь

Птичье яйцо на первый взгляд устроено очень просто. На самом же деле это сложный организм, над совершенным "устройством" которого глубоко задумывались известнейшие ученые прошлого. Давайте и мы внимательно посмотрим на это чудо природы. В яйце - тайна жизни, тайна ее осуществления.

Куриное яйцо на двенадцатый день своего развития.

Прежде чем стать яйцом, яйцеклетка в организме птицы проходит долгий путь.

При возрастании массы яйца птицы увеличивается и площадь пор в скорлупе.

Так выглядят под большим увеличением (увеличение в 20 раз) поры в скорлупе вымершего родственника страуса - мадагаскарского эпиорниса.

Поры в скорлупе разных птиц имеют разное строение и длину; чем больше длина пор, тем толще скорлупа.

Вылупляющиеся черепахи, как и все рептилии, имеют особые "яйцевые" зубы, которыми они прорезают кожистое покрытие яйца.

У птенца на клюве есть специальный яйцевой бугорок, которым он пробивает скорлупу.

Так вылупляются крокодилы.

За 21 день инкубации зародыш курицы постепенно переходит к дыханию атмосферным воздухом.

Наука и жизнь // Иллюстрации

От типа гнезда зависит испарение воды через поры скорлупы у разных птиц.

Гнездо ласточки-береговушки.

Гнездо куропатки.

Гнездо серощекой поганки.

Гнездо серой цапли.

Императорский пингвин высиживает свое яйцо прямо на лапах.

Гнездо удода в щели каменной кладки.

Гнездо полярной крачки.

Гнездо голубя.

От яйцеклетки до яйца

Разобьем скорлупу куриного яйца - мы делаем это так часто! Под скорлупой обнаруживаем плотную, как пергамент, белую пленку. Это подскорлуповая оболочка. Под ней студенистая масса белка, сквозь которую просвечивает желток. С желтка, собственно, и начинается яйцо.

Несозревшее яйцо представляет собой яйцеклетку, одетую в тонкую оболочку. Развитие яйцеклетки протекает в клубке противоречивых требований, которые постепенно сводятся к единому знаменателю и приводят к благополучному появлению на свет полноценного живого существа. Стоит чуть-чуть сместить равновесие, убрать один из незначительных компонентов, ослабить одну из функций, и жизнь в яйце прекратится.

В яичнике птицы одновременно зреет несколько яйцеклеток, покрытых оболочкой, - фолликулов. Созревают они в разное время. Созревшая яйцеклетка, накопившая запасы желтка, прорывает оболочку фолликула и выпадает в широкую воронку яйцевода. Там и происходит оплодотворение. Теперь яйцу предстоит долгий путь: 24 часа оно "одевается" во все яйцевые оболочки.

Первая оболочка - белковая. Вещество белка выделяется особыми клетками и железами. Слой за слоем наматывается оно на желток в длинном, "основном", отделе яйцевода. На это уходит около пяти часов, после чего яйцо поступает в "перешеек" - наиболее узкий отдел, где оно покрывается еще двумя оболочками - подскорлуповыми. На выходе из "перешейка" яйцо делает первую остановку, которая длится пять часов. Здесь яйцо набухает, всасывает в себя воду и увеличивается, достигая своих нормальных размеров. Подскорлуповые оболочки все более растягиваются на набухающем яйце и в конце концов плотно облекают его поверхность. Наконец яйцо проходит в последний отдел яйцевода, в так называемую "скорлуповую железу". Там в течение 15-16 часов формируется скорлупа. Когда сложный процесс формирования скорлупы заканчивается (см. "Наука и жизнь" № 11, 1997 г.), яйцо покидает организм матери и начинает самостоятельную жизнь.

Зародыш, который начинает развиваться в яйце после оплодотворения, представляет собой сложную самоорганизующуюся систему; его развитие осуществляется по заданной программе. Эта программа заложена в наследственном материале, передающемся из поколения в поколение. Однако безошибочное развертывание закодированной в хромосомах информации возможно лишь при определенных условиях, которые создаются внутри яйца.

Зародыш развивается - сплошные проблемы

Процессы, которые протекают при развитии зародыша, можно сравнить со строительством дома или, еще лучше, крепости, поскольку от внешнего мира зародыш отгорожен крепкой стеной - скорлупой.

При постройке дома необходимы строительный материал и энергия. Строительным материалом зародышу служат высокомолекулярные органические соединения - белки, углеводы и жиры. Это своего рода "руда", из которой растущий организм черпает строительные кирпичики, прежде всего аминокислоты и сахара, чтобы построить из них собственные белки и углеводы.

Топливом являются те же углеводы и жиры. Для их сжигания необходим кислород, который поступает к зародышу через поры в скорлупе. Но и это еще не все. В процессе построения тела эмбриона образуются "строительные шлаки" и отходы от сжигания топлива - ядовитые для организма азотистые вещества и углекислый газ. Их необходимо удалять из растущего организма и его непосредственного окружения. Как видим, проблем немало. Как же они решаются?

Питательные вещества заблаговременно запасаются в яйце: желток, по существу, - кладовая с пищевыми запасами. По мере развития зародыша желток расходуется так активно, что от него к моменту вылупления птенца почти ничего не остается - он, как принято говорить, рассасывается. Итак, проблема энергии и стройматериалов решена.

А вот куда девать токсичные вещества? Хорошо рыбам и амфибиям. Их яйцо - икринка - развивается в водной среде и отгорожено от воды только слоем слизи и тонкой мембраной. В этом случае "шлаки" выводятся прямо в воду и легко растворяются. Поэтому рыбы и амфибии выделяют не мочевину, как млекопитающие, а хорошо растворимый аммиак.

А как же быть птицам (и крокодилам, и черепахам), у которых яйцо покрыто плотной оболочкой и развивается не в воде, а на суше? Они захоранивают отходы прямо в яйце, в особом "мусорном" мешочке, называемом аллантоисом. Аллантоис связан с кровеносной системой зародыша и вместе со "шлаками" остается в яйце после того, как птенец уже вылупится и покинет яйцо. Продукты распада выделяются в сухой, плохо растворимой форме (иначе они могли бы отравить зародыш) - это не мочевина и не аммиак, а "сухая" мочевая кислота.

В яйцах рептилий и птиц есть и другие эмбриональные оболочки кроме аллантоиса, в частности амнион. Эта оболочка тонкой пленкой обрастает развивающийся зародыш, как бы включает его в себя, и заполняется специальной жидкостью. Таким способом будущий птенец образует внутри яйца свою собственную "водную" прослойку, которая защищает его от возможных сотрясений и механических повреждений. Чем не ров с водой вокруг стен крепости? Не перестаешь удивляться, как премудро все устроено в природе.

А как решается вопрос с "топливом"? Как проникает в яйцо кислород? И как выводится из него углекислый газ? Здесь все удивительно продумано, до мелочей. Скорлупа пронизана многочисленны ми узкими трубочками - поровыми, или дыхательными , каналами, попросту порами. Пор в яйце тысячи, через них и осуществляется газообмен: поступает кислород, уходит углекислый газ. Но и это еще не все. Чтобы быстро доставить поступающий по порам кислород к тканям растущего эмбриона, в яйце формируется особый дыхательный орган, похожий на плаценту у млекопитающих. Это хориоаллантоис - сложная сеть кровеносных сосудов, выстилающих яйцо изнутри.

Но остается еще одна проблема: как доставить зародышу воду? Она необходима для его формирующихся тканей, и без нее зародыш не может нормально развиваться. Разные животные решают эту проблему по-разному. У змей и ящериц, например, яйца впитывают воду из почвы. При этом яйцо увеличивается в объеме в 2-2,5 раза. Но у ящериц и змей яйца покрыты эластичной волокнистой оболочкой, у птиц же они закованы в панцирь скорлупы. Да и где в птичьем гнезде взять воду? Остается одно: запасти ее заранее, пока яйцо еще находится в яйцеводе. Для этого и служит белок яйца.

Что же, теперь-то все проблемы решены? Нет, это только кажется. Развитие зародыша протекает в клубке противоречий и проблем. Благополучное осуществление новой жизни - воистину невероятный процесс, скользящий по лезвию бритвы, между двумя безднами. Решение одной проблемы тут же порождает другую. Например, поры в скорлупе позволяют зародышу получать кислород. Но через поры же испаряется драгоценная вода. Поэтому вода хранится в белке с "запасом", а испарение используется для особых нужд. Благодаря такому частичному испарению воды на широком полюсе яйца постепенно образуется свободное пространство, которое называют воздушной камерой. К этому времени птенец переходит на активное дыхание легкими. В "камере" же накапливается воздух, которым птенец наполняет легкие после того, как прорвет клювом подскорлуповую оболочку. Кислород здесь еще сильно перемешан с углекислым газом, так что собирающийся начать самостоятельную жизнь птенец как бы постепенно привыкает к дыханию атмосферным воздухом.

Как дышит яйцо

Итак, яйцо птицы "дышит" благодаря порам в скорлупе. Кислород поступает в яйцо, а пары воды и углекислый газ выводятся наружу. Если пор много и поровый канал широкий, то газообмен проходит быстро. Если поровый канал длинный, то есть скорлупа толстая, газообмен идет медленно: чем толще скорлупа, тем медленнее, поскольку обмен затруднен вязкостью воздуха. Поэтому в толстой скорлупе поры должны быть широкие, а в тонкой - узкие.

Несмотря на особенности газообмена, концентрация кислорода в крови эмбрионов самых разных птиц довольно постоянна. Таково требование их физиологии. Следовательно, скорость, с которой поступает в яйцо воздух, должна быть не меньше некой пороговой величины.

Казалось бы, чего проще, пусть пор будет как можно больше и они будут как можно шире - и кислорода хватит, и углекислый газ будет отлично выводиться. Но не будем забывать про воду. За все время инкубации яйцо может потерять не более 15-20% воды от своего первоначального веса, иначе эмбрион погибнет. Говоря другими словами, существует и верхний предел для увеличения скорости газообмена. Оптимальное решение при заданном числе пор и других их количественных характеристиках должно быть задано уже во время формирования скорлупы.

Чем больше яйцо, тем быстрее должен поступать в него кислород. Это связано с закономерностью: объем яйца (и масса эмбриона, и его потребность в кислороде) растет в кубе, а площадь поверхности яйца - только в квадрате. Величина же яйца меняется у птиц от одного грамма у колибри до килограмма у африканского страуса - объем такого яйца около полутора литров. А у вымерших в пятнадцатом веке мадагаскарских эпиорнисов, родственников страусов, объем яйца достигал восьми - десяти литров!

Как справляется со всеми этими сложностями скорлупа? Этот вопрос впервые поставил тридцать лет назад американский профессор Герман Ран. Позднее исследования специалистов из различных лабораторий мира подтвердили, что скорость газообмена через скорлупу (или газовая проводимость скорлупы) действительно возрастает при увеличении размеров яйца. Однако зависимость оказалась не прямо пропорциональной. При десятикратном увеличении массы яйца проницаемость скорлупы для кислорода возрастает только в 6,5 раза. При этом длина поровых каналов, то есть толщина скорлупы, не уменьшается (это снижало бы прочность скорлупы), а тоже увеличивается, хотя и медленнее. Зато число пор в шестисотграммовом яйце страуса-нанду в 18 раз больше, чем в курином яйце, весящем шестьдесят граммов.

Для наглядности все эти соотношения были представлены в виде уравнений корреляции, а также графически, в виде соответствующих уравнений корреляционных прямых. Это не формула для точного расчета какой-то неизвестной величины, а только представленные на языке символов некие идеальные "правила поведения" взаимосвязанных величин, которые мы наблюдали бы на самом деле, если бы в природе всегда выполнялись равные условия. В нашем случае такими равными условиями являются перепад давления газов через скорлупу, или, в конечном счете, давление водяных паров внутри гнезда.

В природе же "прочие равные условия" далеко не всегда соблюдаются, а потому и интересующие биологов взаимосвязанные величины ведут себя не так хорошо, как следовало бы по заданным уравнениям корреляции. На рисунке видно, что все действительные значения газовой проводимости скорлупы в яйцах разных видов птиц не лежат в точности на прямой. Все они, в той или иной степени, оказываются как бы исключениями из идеального правила. Заданная графиком идеальная взаимосвязь между массой яйца, газовой проводимостью скорлупы и общим числом пор в скорлупе выполнялась бы в том случае, если бы все яйца насиживались на одной и той же высоте над уровнем моря и при одних и тех же "нормально-сухих" условиях, которые мы задаем в эксперименте. Но этого никогда не бывает. Если птица гнездится в средней полосе России и помещает гнездо в "нормально" продуваемом месте - на ветвях деревьев или открыто на земле, то для скорлупы яиц этой птицы числовые отношения будут близки к идеальному правилу. Если же яйца развиваются в более влажных или более сухих условиях, то реальные соотношения будут заметно отличаться от идеальных.

Например, яйца некоторых видов птиц теряют воду несколько быстрее, чем это должно было бы быть при "нормально-сухих" условиях. Что это значит? Да то, что яйца у таких видов насиживаются в чрезмерно влажных условиях. Это происходит у ласточек-береговушек, зимородков, щурок, буревестников, которые гнездятся в норах, у сорных кур, которые откладывают яйца в растительные кучи-инкубаторы, а также у птиц, устраивающих гнезда в дуплах. Вентиляция в норах и дуплах неважная, поэтому по мере насиживания яиц влажность из-за испарения воды возрастает, содержание кислорода уменьшается, а углекислого газа - увеличивается. Приходится повышать пропускную способность "газового барьера". Проводимость скорлупы в яйцах ласточек-береговушек, гнездящихся в норах, значительно выше, чем у ласточек-касаток, делающих открытые гнезда, хотя размеры яиц у обоих видов почти одинаковы.

Повышена газовая проницаемость скорлупы и у тех птиц, что строят гнезда у самой воды или даже на плаву - на кучах из веток, водорослей, листьев. Это гагары, поганки и лысухи.

Пользуясь уравнениями корреляции, ученые могут заранее предвидеть особенности развития яиц какого-то вида. Это важно в тех случаях, когда нужно разводить птиц в неволе, например в зоопарке, или выращивать птенцов в инкубаторе. Уравнения Рана применяют и в палеонтологических исследованиях. Вычислив объем, а по нему и первоначальную массу определенного яйца динозавра, по уравнениям рассчитывают величину газовой проницаемости скорлупы данного яйца, ожидаемую для "нормально -сухих" условий. Затем, подсчитав число пор, измерив их сечение и толщину скорлупы, вычисляют действительное значение проницаемости скорлупы данного яйца. Сопоставив действительную величину с ожидаемой, можно установить, как отличались условия развития яиц тех или иных динозавров от обычных условий развития яиц в гнездах птиц. И тогда можно сделать твердое заключение, что диплодоки и бронтозавры откадывали яйца во влажный песок, а яйца тираннозавров развивались в гораздо более сухих условиях (см. "Наука и жизнь" № 5, 1997 г.).

Страусенок вылупляется

Птенца внутри яйца подстерегают и другие опасности: если поры в скорлупе ничем не прикрыты сверху, то поровые каналы работают как капилляры, и вода легко проникает по ним в яйцо. А с водой в яйцо попадают микробы - начинается гниение. Лишь у некоторых птиц, гнездящихся в дуплах, например у попугаев и голубей, поры ничем не прикрыты. У большинства птиц скорлупа яйца сверху покрыта тонкой органической пленкой - кутикулой. Воду кутикула не пропускает, а кислород и пары воды проходят сквозь нее беспрепятственно.

Но у кутикулы есть свой враг - плесневые грибки. Грибок пожирает "органику" кутикулы, и тонкие нити его мицелия быстро проникают по поровым каналам в яйцо. У птиц, которые не поддерживают чистоту в гнездах (цапли, бакланы, пеликаны), а также у тех, кто делает гнезда на воде, в жидкой илистой грязи или в преющих кучах растительности (так устроены плавающие гнезда чомги и других поганок, грязевые конусы фламинго и гнезда-инкубаторы сорных кур), есть своеобразная "противоплесневая" защита. Скорлупа у этих птиц имеет особые поверхностные наслоения неорганического вещества, богатого карбонатом и фосфатом кальция. Такое покрытие хорошо защищает дыхательные каналы не только от воды и плесени, но и от грязи, которая препятствует нормальному дыханию зародыша. Воздух же это покрытие пропускает, так как внутри оно пронизано микротрещинками.

Наконец птенец миновал все трудности развития и готов появиться на свет. И снова перед ним проблема. Разлом скорлупы - очень ответственное событие. Даже тонкую, но упругую волокнистую оболочку бесскорлупового яйца рептилий прорезать непросто. Для этого у эмбрионов ящериц и змей имеются специальные "яйцевые" зубы, сидящие, как и положено зубам, на челюстных костях. Этими зубами змеиные детеныши прорезают кожистую оболочку яйца, как лезвием.

У готового вылупиться птенца таких зубов нет. Зато есть другое приспособление: яйцевый бугорок, роговой вырост на надклювье, которым птенец разрывает подскорлуповую оболочку перед тем, как проломить скорлупу. А вот у австралийских сорных кур никакого яйцевого бугорка нет, их птенцы разламывают скорлупу коготками на лапах.

Оказалось, что те, кто пользуется яйцевым бугорком, тоже делают это по-разному. Группа английских биологов, возглавляемая профессором Р. Боодом из университета в городке Бат, обнаружила, что птенцы одних групп птиц прокалывают многочисленные крошечные отверстия по окружности яйца у его широкого полюса и потом, поднажав, выдавливают участок скорлупы. Другие пробивают в скорлупе всего одно-два отверстия, и она трескается, как фарфоровая чашка.

Все зависит от механических свойств скорлупы, а ее свойства - от деталей внутреннего строения. От "фарфоровой" скорлупы освободиться труднее, чем от вязкой, но у нее есть и ряд преимуществ. В частности, "фарфоровая" скорлупа может выдержать большие статические нагрузки - попробуйте равномерно сдавить по окружности казалось бы хрупкую хрустальную рюмку. Разбить ее таким образом будет нелегко. То же происходит и с яйцами, когда их в гнезде много и лежат они "кучей", одно на другом, а вес насиживающей птицы не мал, как у многих куриных, уток и особенно у страусов. Скорлупа яйца при насиживании может выдерживать большие нагрузки.

А как же появлялись на свет молодые эпиорнисы, если они были замурованы внутри "капсулы" с полуторасантиметровой броней? Такую скорлупу и руками-то разломить нелегко. Но в природе все предусмотрено. Поровые каналы внутри скорлупы яйца эпиорниса ветвятся, причем в одной плоскости, параллельно продольной оси яйца. На поверхности яйца образуется цепочка узких желобков-насечек, куда и открываются поровые каналы. Такая скорлупа легко треснет, когда птенец надавит на нее изнутри своим яйцевым бугорком. Не так ли поступаем и мы, когда наносим алмазным резаком насечки на поверхности стекла, облегчая его раскол вдоль намеченной линии?

Итак, птенец вылупился. Вопреки всем проблемам и, казалось бы, неразрешимым противоречиям. Из небытия перешел в бытие. Началась новая жизнь. Поистине все простое в природе сложно по своему воплощению. Задумаемся об этом, когда в очередной раз вынем из холодильника простое куриное яйцо. Яйцо, в котором заключена тайна жизни.

www.nkj.ru

5 - Покровные ткани » СтудИзба

Лекция 5.

Покровные ткани

 

Эпидерма

Перидерма

Пробка (феллема)

Ритидом

Механические ткани

Колленхима

Склеренхима

Склереиды

Организация тела растения с точки зрения строительно-механических принципов

К этой категории относятся ткани, покрывающие органы растений. Они защищают внутренние ткани от вредных наружных воздействий и ослабляют действие факторов внешней среды, которые при высокой интенсивности могут быть опасными для растений.

Особенно большое значение покровные ткани имеют для надземных органов, обитающих в переменчивой (динамичной) воздушной среде.

Покровные ткани предохраняют органы растения от резких температурных колебаний (сильного нагревания или охлаждения), от чрезмерной потери воды, путем испарения, от повреждения каплями дождя, града, твердыми частицами атмосферной пыли, от проникновения внутрь растения болезнетворных организмов. Многие из этих моментов имеют значение и в отношении подземных и подводных органов.

У корней роль первичной защитной покровной ткани играет экзодерма, а у стеблей и листьев ≈ эпидерма (кожица).

На смену первичной покровной ткани у многих растений образуется вторичная покровная ткань ≈ пробка (феллема), она является частью комплекса тканей, называемого перидермой.

Еще позже, во многих случаях образуется весьма сложный тканевый комплекс ≈ корка (третичная покровная ткань).

Рассмотрим все по порядку.

Эпидерма

Покровные ткани не могут наглухо изолировать растение от внешней среды, растение находится в состоянии непрерывного обмена со средой. Поэтому второй, не менее важной, чем защитная, функцией эпидермы является регуляция газообмена и транспирации (естественного испарения воды живыми тканями).

В процессе эволюции эпидерма возникла очень давно, в самом начале приспособления растений к условиям жизни на суше. Без нее не мыслимо существование высших сухопутных растений. Уже у ринии имелась вполне развитая эпидерма.

Кроме типичных функций, характерных для покровной ткани, эпидерма может функционировать как всасывающая ткань, принимает участие в синтезе различных веществ, в восприятии раздражений, в движении листьев. Таким образом, эпидерма многофункциональная ткань.

В структурном отношении эпидерма - сложная ткань, поскольку в ее состав входит ряд морфологически различных элементов:

основные клетки эпидермы;

замыкающие и побочные клетки устьиц;

трихомы (производные эпидермальных клеток в виде выростов и волосков).

Основная ткань эпидермы состоит из живых плотно сомкнутых клеток, имеющих нередко извилистые стенки. За счет извилистости стенок увеличивается сила сцепления клеток и дополнительно повышается прочность ткани.

Обычно основные клетки эпидермы прозрачны и не содержат хлоропластов, а если хлоропласты и имеются, то в очень незначительном количестве. Через прозрачные клетки основной ткани беспрепятственно проходят солнечные лучи.

Оболочки клеток кожицы утолщены неравномерно: в каждой клетке наиболее толста наружная стенка, боковые стенки несколько тоньше, внутренние еще более тонки.

Клетки эпидермы обычно покрыты тонкой пленкой ≈ кутикулой. Она представляет собой продукт жизнедеятельности цитоплазмы, клетки, которая выделяет через оболочку на ее поверхность жидкий кутин, затвердевающий в пленку.

Обычно кутикула неоднородна в своем строении и многослойна. Кутикулярные слои нередко пропитаны воском, залегающим в виде включений и прослоек.

Отложения воска на поверхности кутикулы разнообразны и имеют вид: а) мелких зерен, расположенных равномерным слоем; б) чешуек; в) тонких палочек, часто изогнутых и на конце закрученных, например, на стеблях сахарного тростника палочки воска достигают длины 0,1 мм.

Восковой налет снижает интенсивность транспирации у листьев: в опытах листья эвкалипта, с которых осторожно удаляли воск, испаряли воды на 30% больше по сравнению с контрольными.

Восковой покров может иметь и иное значение, особенно для растений теплых дождливых районов. Он делает поверхность органов несмачиваемой и с них легко и быстро стекает вода.

У насекомоядных растений из рода Nepenthes цветы имеют вид урночек или колпачков. Их поверхность изнутри покрыта мелкими восковыми чешуйками, легко отделяющимися при нажиме лапок насекомых. Даже бескрылые осы, способные ползать по вертикальной поверхности стекла, садясь на окраину урны, не могут удержаться и неизбежно падают на дно.

Эпидерма листьев и стеблей растений, растущих погруженными в воду, почти не имеет кутикулы и, тем более, воскового налета. Чем суше местообитание растения, тем кутикулярная пленка более отчетливо выражена.

Иногда эпидерма состоит из нескольких слоев клетки. Предполагают, что в этом случае эпидерма выполняет водозапасающую функцию. Поскольку такая эпидерма отмечена преимущественно у тропических растений, произрастающих в условиях непостоянной обеспеченности водой, таких как фикусы, бегонии.

В клетках эпидермы могут образовываться различные продукты жизнедеятельности протопласта. Особенно интересны так называемые цистолиты. Они формируются в гипертрофически разросшихся клетках эпидермы и представляют собой гроздьевидные кристаллы углекислой извести. Клетки с цистолитами представляют собой идиобласты.

Другая особенность внешних стенок клеток эпидермы отдельных растений ≈ пропитывание их минеральными солями кальция и кремния. У осок кремний отлагается даже в кутикуле. В некоторых случаях клеточные оболочки приобретают настолько большую прочность, что хвощи, например, в кожице которых отлагается кремнезем, используют для полировки.

Наличие непрерывного слоя кутикулы лишило бы растения возможности какого-либо газообмена со средой, что неизбежно привело бы его к гибели. Поэтому в процессе эволюции возникли специфические структуры ≈ устьица. Через них и осуществляется сообщение с внешней средой. Там, где нет кутикулы, например, у подводных растений, нет и устьиц. Чем толще кутикула, тем многочисленнее устьица. Через устьица проходит чрезвычайно интенсивная диффузия водяного пара, кислорода и углекислого газа.

Каждое устьице состоит из пары замыкающих клеток и устьичной щели, которая представляет собой межклетник. Замыкающие клетки отличаются от окружающих их обычных эпидермальных клеток своей формой и наличием хлоропластов. Чаще всего замыкающие клетки имеют бобовидную форму. Кроме того, замыкающие клетки обычно имеют более мелкие размеры.

Как правило, замыкающие клетки окружены так называемыми побочными клетками устьиц, отличающимися морфологически от основных клеток эпидермы. Побочные клетки функционально тесно связаны с замыкающими и составляют вместе устьичный аппарат (или устьичный комплекс). Побочные клетки устьиц весьма разнообразны по форме, для них даже разработана специальная классификация, а примитивные высшие растения вообще не имеют побочных клеток.

Раскрывание и закрывание устьиц представляет чрезвычайно важное явление в жизни растений. Полностью механизм работы устьичного аппарата был выявлен совсем недавно, но уже со времен Швенденера известно, что основным фактором здесь является изменение тургора (осмотического давления) внутри замыкающих клеток.

Раскрыванию устьиц, кроме того, способствует неравномерно утолщенные оболочки замыкающих клеток. Внутренние стенки, окаймляющие устьичную щель, более толстые, чем наружные. Поэтому при повышении давления в замыкающих клетках наружные стенки изгибаются сильнее и устьичная щель приоткрывается.

Изменение тургорного давления в замыкающих клетках обусловлено изменением в них концентрации ионов калия. Ионы калия закачиваются в замыкающие клетки против градиента концентрации. На это требуется большое количество энергии, поэтому замыкающие клетки содержат многочисленные митохондрии. Углеводы, необходимые для активной деятельности митохондрий, синтезируются хлоропластами.

При высокой концентрации калия вода всасывается в замыкающие клетки, их объем увеличивается и устьице открывается.

Отток ионов калия и соответственно воды совершается пассивно.

Резервуаром ионов калия служат побочные клетки.

В движении устьиц особое значение имеет также и радиальная ориентация целлюлозных микрофибрилл в оболочках замыкающих клеток. Эти радиальные мицеллы позволяют замыкающим клеткам удлиняться и одновременно не дают им расширяться.

В большинстве случаев устьица в значительно больших количествах расположены на нижней стороне листовых пластинок, чем на верхней. В этом случае устьица не подвержены прямому воздействию солнечных лучей и меньше нагреваются.

Устьица на верхней стороне листа преобладают у травянистых растений, обитающих на сильно нагреваемых каменистых склонах.

И, наконец, у водных растений, таких, как кувшинки, водной лилии, у которых листья расположены на поверхности воды, устьица находятся только на верхней стороне листа.

Таким образом, количество устьиц и их локализация в значительной мере зависит от экологических условий. В среднем на 1мм2 поверхности листа насчитывается 100-300 устьиц.

У огромного большинства высших растений клетки эпидермы образуют выросты ≈ трихомы или волоски (греч. трихос ≈ волосок). К трихомам относятся самые разнообразные выросты эпидермы. Некоторые из них действительно напоминают формой волоски, другие имеют вид сосочков, бугорков, крючочков, чешуек.

Трихомы бывают железистые и кроющие. В железистых трихомах накапливаются экскреты, поэтому их относят к выделительной системе.

Кроме того, различают волоски одноклеточные и многоклеточные, мертвые и живые.

Мертвые волоски лишены протопласта, полости их заполнены воздухом, вследствие чего они кажутся белыми. Растение густо покрытое мертвыми волосками, имеет седой вид. Такие волоски лучше отражают солнечные лучи и этим уменьшают нагревание и испарение у растения.

Форма волосков очень разнообразна и характерна для того или иного вида растения. Волоски бывают головчатые, звездчатые, крючковидные, чешуйчатые, ветвистые.

Нередко трихомы защищают растения от насекомых. При этом, чем гуще опушено растение, тем реже насекомые посещают его и используют в качестве пищи и для откладки яиц.

От трихомов следует отличать эмергенцы (лат. emergere - выдаваться) ≈ структуры, в образовании которых принимает участие не только эпидерма, но и глубже расположенные ткани. У некоторых растений, малин, роз, образуются эмергенцы, называемые шипами. В образовании шипов у шиповника, например, кроме эпидермы участвуют 2 ниже лежащих слоя. От настоящих колючек (метаморфозов органов) эмергенцы отличаются беспорядочным расположением.

Перидерма

У большинства многолетних растений осевые органы (корень и стебель) неуклонно нарастают в толщину, за счет деятельности вторичных меристем. Но первичная покровная ткань ≈ эпидерма не обладает меристематической активностью и не может следовать за утолщением органов. Под напором образующихся вторичных тканей она разрывается и слущивается. На смену ей приходит сложная вторичная покровная ткань ≈ перидерма.

Начало образованию перидермы кладется формированием вторичной латеральной меристемы ≈ пробкового камбия или феллогена.

Феллоген работает на две стороны. Наружу он откладывает слои пробки (или феллему), а внутрь органа ≈ живую паренхимную ткань ≈ феллодерму.

На поперечном срезе органа феллоген выглядит в виде кольца плотно сомкнутых тонкостенных клеток, имеющих, как правило, прямоугольные очертания.

Пробка (феллема)

Клетки пробки образуют правильные радиальные ряды над производящими их клетками феллогена.

Характерная особенность клеток феллемы ≈ суберинизация их оболочек. Жироподобное вещество суберин откладывается в виде сплошных пластинок, а сами целлюлозные оболочки, кроме этого, нередко одревесневают. Оболочки пробковых клеток могут иметь коричневый или желтый цвет.

Поры в клетках пробки развиты слабо. В этом нет необходимости, поскольку живое содержимое в клетках пробки обычно рано отмирает и полости клеток заполняются воздухом.

У некоторых растений в клетках пробки имеется зернистое содержимое, например, белое смолоподобное вещество бетулин у березы или церин в клетках дуба. Предполагают, что эти вещества обладают антисептическими свойствами.

У многих растений, например, у берез, ежегодно образуются новые тонкостенные и толстостенные слои пробки, что-то вроде годичных колец. Именно поэтому береста легко расслаивается.

Мощность феллемы сильно варьирует. Чрезвычайно мощную пробку имеют знаменитые пробковые дубы (бутылочная пробка).

Пробка функционирует в качестве покровной (защитной) ткани. Особенно велика роль пробки у надземных органов. Пробка непроницаема для воды, поэтому предохраняет стволы и ветви от высыхания.

Ритидом

У большинства древесных пород на смену вторичной покровной ткани перидерме приходит третичная покровная ткань - корка или ритидом.

Деятельность пробкового камбия не может продолжаться неограниченно долго. Обычно через определенный период времени его активность затухает и тогда в более глубоких слоях коры закладывается новый слой феллогена, производящий пробку. Так, в результате многократного заложения новых прослоек перидермы и образуется третичная покровная ткань - ритидом. Живые клетки, попавшие между этими прослойками, гибнут. Таким образом, корка представляет собой сложный тканевый комплекс, состоящий из чередующихся слоев пробки и других отмерших тканей.

Мертвые ткани, составляющие корку, растрескиваются под напором нарастающих изнутри тканей, поэтому в отличие от гладкой пробки, корка характеризуется трещиноватостью.

Особенно ярко граница между гладкой перидермой (берестой) и трещиноватой коркой выражена при основании стволов березы.

Грубая, нередко толстая корка надежно предохраняет стволы деревьев от механических повреждений, резкой смены температур и даже лесных пожаров.

Механические ткани

Высшие растения ведут прикрепленный образ жизни, поэтому способность противостоять нагрузкам имеет для них особое значение. Некоторые растения вынуждены десятки и даже сотни лет оказывать сопротивление бурям, ливням, граду и снегу.

Любая растительная клетка (за редким исключением) имеет наружный скелет в виде целлюлозной оболочки. Поэтому, весьма примечательно, сто в обеспечении прочности тела растения нет резкого разграничения между различными тканями. В то время как работа фотосинтеза может выполняться лишь специализированными клетками, снабженными хлоропластами, функцию укрепления растительного тела в той или иной мере выполняют все клетки и ткани, живые и мертвые. Еще раз повторю, что в обеспечении прочности растения принимают участие все клетки и ткани.

Однако если для небольших многоклеточных организмов (особенно погруженных в воду) наличие тонких оболочек у каждой из клеток оказывается вполне достаточным для обеспечения прочности и поддержания формы, то для крупных наземных растений такая опорная система явно недостаточна и у них возникли специализированные механические ткани, которые даже после отмирания живого содержимого продолжают выполнять опорную функцию.

Тело растения в целом представляется чем-то вроде железобетонной конструкции, где механические ткани соответствуют арматуре (тяжам проволоки и стержням), а остальные ткани играют роль наполнителя (бетона). Именно поэтому Ф.М. Раздорский считал более правильным называть механические ткани ≈ арматурными.

Различают два основных типа механических тканей: колленхиму и склеренхиму.

Колленхима

Колленхима (греч. кола - клей), которую рассматривают как опорную ткань, состоит из толстостенных клеток. Она очень близка к паренхиме. Клетки обеих тканей содержат протопласты со всеми органеллами. Для той и другой ткани характерны первичные и нелигнифицированные оболочки клеток. Отличие между этими тканями состоит главным образом в том, что у колленхимы оболочки толще, а клетки прозенхимные вытянуты в длину и имеют скошенные концы.

Кроме того, характернейшая особенность клеток колленхимы состоит в том, что их оболочки неравномерно утолщены, что придает этой ткани на поперечном срезе очень своеобразный вид.

В зависимости от характера утолщения различают три основных типа колленхимы: 1) уголковую; 2) пластинчатую и 3) рыхлую.

В клетках уголковой колленхимы оболочка сильно утолщается в углах, где соприкасается несколько клеток.

Пластинчатая колленхима, менее распространенная, характеризуется тем, что утолщенные части оболочек расположены параллельными слоями, а сами клетки на поперечном срезе имеют форму прямоугольников.

Сравнительно редко встречается рыхлая колленхима. Строение этой ткани усложняется тем, что клетки на ранних стадиях развития разъединяются в углах с образованием межклетника. Оболочки же утолщаются именно в местах примыкающих к межклетнику.

Колленхима приспособлена прежде всего для выполнения функции опоры растущих листьев и стеблей. Колленхима появляется на ранних этапах развития побега. Ее оболочки пластичны и способны к растяжению. Поэтому она не препятствует удлинению органа. Если бы в это время возникали жесткие ткани, неспособные к растяжению, то и удлинение органов было бы невозможным. Кроме того, колленхима способна не только пассивно растягиваться, но и активно расти, благодаря сохранению в клетках живого содержимого.

Одна из особенностей колленхимы состоит в том, что она выполняет свое назначение только в состоянии тургора. Если молодые побеги теряют воду, тонкие участки оболочек складываются "гармошкой" и побеги увядают, то есть теряют упругость, обвисают.

Итак, колленхима живая ткань, состоящая из вытянутых клеток с неравномерно утолщенными стенками, способная растягиваться и выполняющая свои функции лишь в состоянии тургора клеток.

Для колленхимы характерно периферическое положение в побеге. Она располагается либо непосредственно под эпидермой, либо на расстоянии одного или нескольких слоев от нее. В стеблях колленхима чаще образует сплошной кольцевой слой. Она встречается иногда и в форме тяжей в ребрах травянистых стеблей.

Склеренхима

Склеренхима ≈ это наиболее распространенный в растительном царстве тип механической ткани.

Как и колленхима, она состоит из вытянутых прозенхимных заостренных на концах клеток, но в остальном заметно от нее отличается.

Типичная склеренхима состоит из равномерно утолщенных, плотно сомкнутых клеток. Сформировавшись, клетки склеренхимы обычно теряют живое содержимое и их полости заполняются воздухом; клеточные стенки к этому времени в большинстве случаев одревесневают; сравнительно редко они остаются чисто целлюлозными. Таким образом, склеренхима выполняет свою функцию уже после отмирания протопластов.

Материал клеточных стенок склеренхимы обладает высокой прочностью и упругостью. По прочности на разрыв он близок к строительной стали, а по упругости даже превышает ее. Склеренхима значительно превосходит сталь в способности противостоять динамическим (ударным) нагрузкам без деформации.

Склеренхима имеется в вегетативных органах почти всех сосудистых растений. Ее нет или она слабо развита в погруженных в воду органах.

Обычно склеренхимные клетки подразделяются на две группы: 1) волокна и 2) склереиды.

Волокна представляют собой длинные узкие прозенхимные клетки, длина которых во много раз превышает ширину. Обычно волокна имеют толстые стенки и очень узкую полость. Прочность стенок повышается еще и оттого, что фибриллы целлюлозы проходят в них винтообразно, а направление витков в слоях чередуется.

Волокна вторичного происхождения отмечаются специальными терминами. Наружу от камбия в лубе формируются так называемые лубяные волокна, а внутрь от камбия в древесине откладываются древесинные волокна или либриформ.

Волокна могут размещаться в виде сплошного кольца, отдельными тяжами и даже поодиночке.

В практике лубяные пучки называют техническим волокном. Лубяные волокна некоторых растений широко используются в промышленности. Прочность и сырьевое качество технического волокна зависят от степени сцепления лубяных клеток между собой и плотности соединения их в пучки, а также от длины волокна. Текстильные ткани из длинных тонких и извитых волокон имеют большую прочность.

В производстве особенно ценны те редкие растения, у которых волокна не одревесневают, например, лен.

Назову лишь наиболее известные волокнистые растения и изделия из них изготавливаемые: конопля (Cannabis sativa) ≈ канаты и веревки; джут (Corchorus capsularis) ≈ канаты, веревки и грубые ткани; кенаф (Hibiscus cannabinus) ≈ грубые ткани; лен (Linum usitatissimum) ≈ тканию; рами (Bochmeria nivea) ≈ ткани.

Склереиды

Склереиды не имеют форму волокон и сильно варьируют по форме. Обычно по форме клеток их и классифицируют.

Наиболее распространенными являются изодиаметрические округлые склереиды, называемые брахисклереидами или каменистыми клетками.

Брахисклереиды встречаются в скорлупе плодов лещины, желудя; в косточках плодов сливовых, грецкого ореха; в мякоти плодов груши, айвы; в кожуре семян кедровой сосны.

Брахисклереиды встречаются и в подземных органах ≈ в коре корневищ пионов, в корнях хрена, клубнях георгина.

Остеосклереиды имеют длинноцилиндрическую форму с расширениями на концах, напоминающими сочленовые головки костей.

Астросклереиды или звездчатые склереиды имеют ветвистую форму. Чаще всего астросклереиды встречаются в листьях кожистой консистенции. Они придают листовым пластинках дополнительную прочность.

Склереиды могут образовывать сплошные группы, тканевую массу, как в скорлупе плодов. Могут они встречаться и поодиночке, в виде идиобластов, как, например, в листьях.

Организация тела растения с точки зрения строительно-механических принципов

Прикрепленные к месту растения не имеют возможности укрываться от действия стихий. При этом растения нередко обладают очень крупными размерами и почти всегда ≈ огромной наружной поверхностью. Они подвергаются энергичному воздействию разнообразных механических нагрузок. К тому же многие нагрузки существуют десятки и сотни лет, то есть являются многократными.

Поэтому растения обладают поразительной способностью противостоять различного рода механическим нагрузкам. Тонкая соломина поддерживает тяжелый колос и листья, раскачивается при порывах ветра и не ломается.

Эта ржаная соломина долге время вызывала изумление ботаников. Ее сравнивали то с Эйфелевой башней, то с высокими дымовыми трубами. У соломины высота в 500 раз превышает диаметр при основании, а инженерные сооружения по этому показателю заметно проигрывают.

Целесообразность строения растений с точки зрения механики пытался объяснить еще Галилей. Его интересовал вопрос, как меняются пропорции тела организмов при значительном изменении их размеров. Много внимания этим вопросам уделяли Грю и Гук. Однако лишь два века спустя в 1874г немецкий ботаник Швенденер подробно рассмотрел распределение механических тканей в теле растения с точки зрения инженерной теории сопротивления материалов.

Было выдвинуто положение, утверждающее, что органы растений строятся в соответствии с принципами достижения прочности при экономной затрате материала.

Рассмотрим это положение более подробно.

Если стержень, испытываемый на прочность, положить на две опоры и нагрузить, то он прогнется. При этом его нижняя сторона будет растягиваться, то есть противодействовать разрыву. Наоборот, верхняя сторона будет противодействовать раздавливанию и сжиматься. Материал же находящийся в центре стержня останется в этом отношении нейтральным.

Таким образом, с точки зрения инженерным расчетов материал целесообразно сосредоточить в верхней и нижней частях стержней, где он будет выполнять наибольшую нагрузку. В центре же с целью экономии употребить лишь в той мере, чтобы предотвратить сжатие конструкции в поперечном направлении.

В соответствии с этими принципами инженеры установили наиболее экономичную и целесообразную конструкцию в виде двутавровой балки, применяемой для перекрытий.

Швенденер показал, что в листьях растений механические ткани по расположению очень напоминают двутавровые балки.

Стебель подвергается изгибам в различных направлениях и его можно сравнить с вертикальной трубой. В целях наибольшей экономии и прочности механические элементы должны быть отнесены к периферии такой конструкции. Действительно, в стеблях колленхима и склеренхима чаще всего располагаются непосредственно под эпидермой или близко к поверхности. Центр стебля обычно занят тонкостенной паренхимой или даже имеет обширную полость. Соломина злаков является типичной полой трубой.

Корню, окруженному почвой, не грозит опасность изгиба и излома. Корень выполняет другую механическую задачу, он "заякоривает" растения в почве и противодействует напряжениям, стремящимся выдернуть его, то есть противодействует разрыву. В соответствие с этим, механические ткани размещаются в центре корня.

Существенный вклад в рассматриваемую проблему внес отечественные ботаник В.Ф.Раздорский. Прежде всего Раздорский показал, что рассмотренные нами принципы распределения механических тканей в различных органах растения реализуются не столь однозначно. Дело в том, что растения повергаются воздействию механических нагрузок 2-х категорий, предъявляющих к ним совершенно противоположные требования, нагрузкам: 1) статическим и 2) динамическим.

К первым относится воздействие силы тяжести, собственного веса. Иногда статические нагрузки заметно увеличиваются, например, при оседании снега в ветвях крон.

К механическим факторам динамического (ударного) рода можно отнести порывы ветра, удары капель дождя и града.

Схема, предложенная Швенедером, в большей мере соответствует противодействию статическим нагрузкам.

Однако, с точки зрения динамики, как показал Раздорский, органы растения должны работать подобно пружинам изгиба, способным всякий раз возвращаться в исходное состояние после снятия нагрузки. Поэтому ствол дерева, раскачивающийся под тяжестью кроны, имеет конструкцию не полой жесткой трубы, а сплошной упругой пружины.

Кроме того, "инженерные требования" растений заметно меняются в ходе онтогенеза. У молодого проростка отчетливо проявляется периферическая тенденция развития механических тканей. В этой стадии растение тянется к свету и его задача возможно быстрее достигнуть максимальной высоты с возможной экономией материала.

Но, выбравшись к свету, растение начинает ветвиться и подвергается более сильному воздействию ветра и других динамических факторов. Соответственно меняется и распределение механических тканей: в большей степени укрепляется центр.

Раздорский же впервые обратил внимание на сходство растений с так называемыми комплексными сооружениями, к разряду которых главным образом относятся железобетонные конструкции.

В органах растения бетону соответствует основная масса мягких и тонкостенных тканей, а каркасу (арматуре) ≈ механические тяжи.

Но растительные конструкции стоят на более высокой ступени, чем технические сооружения. Бетон разрушается уже при незначительном удлинении в 0,01%. Поэтому в железобетоне высокие механические качества железа используются далеко не полностью. В растительных конструкциях основная масса способна сильно деформироваться, ткани заполнения могут разрушиться лишь после разрыва тяжей арматуры. Поэтому в органах растений сопротивление арматуры используется полностью.

Кроме того, железо обладает свойством текучести, то есть железный прут либо вытягивается, либо пучится при сжатии, без возврата в исходное состояние. Растительная арматура текучестью не обладает.

Однако природа всегда многообразнее, чем наши суждения о ней. Некоторые растения строятся как бы наперекор инженерным принципам. Например, южно-африканские клейнни (Kleinia - из семейства сложноцветных) имеют стебли тонкие у основания и утолщающиеся на вершине. В результате ветви отламываются при малейшем ветре. Отломившиеся побеги служат для вегетативного размножения.

 

studizba.com

Косметология анатомия - поверхностная пленка, эпидермис, дерма, гиподерма

КОСМЕТОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ АНАТОМИИ, ФИЗИОЛОГИИ КОЖИ И ПРИДАТКОВ КОЖИ.

Знание косметических недостатков аспектов анатомии и физиологии кожи необходимо преждевсего косметологу. Однако умение по внешнему виду и функциям определить здоровую кожу, классифицировать еепо конкретным показателям может оказать несомненную помощь дерматологу при лечении кожных больных. Видкожи обусловливают ее цвет и рисунок, характер и качество кожной пленки, эластичность, тургор, состояниекожных придатков.

ПОВЕРХНОСТНАЯ ПЛЕНКА.

Образуется путем эмульгации сала потом и продуктами рогового слоя. Имеет слабокислуюреакцию (рН 4,5—5,5). Находясь на границе внешней и внутренней среды, поверхностная пленка обеспечиваетмеханическую прочность кожи, резистентность к внешним воздействиям химического характера, сохранениебаланса гидрофильных субстанций эпидермиса.

Состояние поверхностной пленки служит индикатором функции сальных желез, критериемоценки здоровья кожи.

ЭПИДЕРМИС

Наружный слой кожи, обладающий выраженными барьерными функциями. Особенности строенияэпидермиса обеспечивают его прочность, эластичность, а высокие регенеративные свойства обусловливаютбыстрое восстановление при повреждениях. Жизненный цикл эпидермальных клеток составляет 26—28 дней.Эпидермис состоит из 5 слоев. Самый глубокий, основной, слой содержит меланоциты, вырабатывающие пигмент. Ввиде мелких зерен пигмент частично проникает в собственно кожу, где подвергается фагоцитозу иметаболизируется. Отчасти пигмент обнаруживается также в роговом слое.

Основной слой переходит в шиловидный. Оба они носят общее название «зародышевыйслой». Кроме эпидермальных, здесь обнаруживаются дендритические клетки Лангерганса. В последнее времямногие исследователи указывают на участие их в иммунном ответе

кожи на проникновение чужеродных субстанций в организм человека. Отмечена ихчувствительность к облучению, в том числе к ультрафиолетовому, которое снижает их активность. В зернистом иблестящем слое эпидермиса происходит созревание эпидермальных клеток. Клетки этих слоев содержат крупные,преломляющие свет кератогиалиновые зерна, принимающие активное участие в процессе кератинизации.

Самый верхний, роговой, слой представляет собой ороговевшую массу, постоянноотшелушивающуюся с поверхности мелкими чешуйками. За сутки их потеря составляет 6—14 г.

Соединение отдельных клеток между собой происходит за счет сцепления их отростков, аклетки рогового слоя связаны между собой дополнительно слоем цементирующей межклеточной субстанции.

Образованная структура в сочетании с поверхностной пленкой представляет прекрасныйгидрофобный барьер, быстро восстанавливающийся в случае повреждения эпидермиса.

Поверхность кожи, таким образом, является сложной совершенной микроструктурой, прекрасноприспособленной к борьбе с внешними воздействиями.

ДЕРМА

Наряду с эпидермисом дерма обусловливает механическую прочность кожи, ее тургор иэластичность. Содержит 2 слоя. Поверхностный сосочковый слой вдается в эпидермис, образуя кожные сосочки.Более глубокий сетчатый слой образован коллагеновой соединительной тканью и является как бы каркасомдермы.

В дерме есть 3 вида волокон: ретикулярные, эластические, коллагеновые. Они создаютмеханическую прочность дермы. Кроме того, эластические волокна образуют на лице густую, упорядоченную понаправлению растяжения сеть — линии Лангера. Послеоперационные эстетические рубцы получаются припроизводстве разрезов по ходу этих линий. Линии не восстанавливаются при поперечном их пересечении.

Клеточные элементы соединительной ткани дермы представлены, прежде всего, фиброцитами ифибробластами, синтезирующими вещества, из которых построены соединительнотканные волокна. В дерменаходятся тучные клетки, гистиоциты и макрофаги, принимающие активное участие в иммунологических реакцияхорганизма. Значительное место в этих реакциях отводится лимфоцитам, которые проникают в дерму через стенкисосудов. Они могут происходить от Т-лимфоцитов, обусловливающих клеточный тип иммунных реакций, иВ-лимфоцитов, обеспечивающих гуморальный тип иммунного ответа. В результате иммунного ответа послетрансформации Т- и В-лимфоцитов в коже образуются различные клетки.

Между соединительнотканными волокнами и клетками находится основная цементирующаясубстанция, состоящая из мукополисахаридов, и межуточное вещество, содержащее воду, соли, мукопротеины. Вмежклеточном пространстве проколлаген, выделяемый фибробластами, превращается в преколлаген. От состоянияколлагеновых волокон и цементирующей субстанции в значительной мере зависит связывание воды в дерме, что, всвою очередь, обеспечивает тургор кожи.

ГИПОДЕРМА

Представляет собой самый глубокий слой кожи. Состоит из редких соединительнотканныхволокон и жировой клетчатки. Жировая клетчатка образована жировыми клетками мезенхимального происхождения— липоцитами с характерной особенностью активно задерживать воду. Количество их варьирует в широкихпределах, увеличиваясь при гиперпластической форме ожирения. В процессе голодания нейтральные жиры влейкоцитах распадаются на жирные кислоты и глицерин, которые через клеточную мембрану и стенки капилляровпроникают в кровь. Подкожножировой слой защищает от перепада температур и механических поврежденийрасположенные под ним органы. Он является источником энергии и обеспечивает подвижность кожи.

Получить консультацию врача./>

www.vahaklinika.ru

Коллагеновые волокна кожи

Коллагеновые волокна играют важную роль в человеческом организме. Они отвечают не только за упругость кожи, но и поддерживают структуру внутренних органов. Сегодня коллаген также активно используют в косметологии. Благодаря этому кожа выглядит более молодо и привлекательно. В нашей статье вы можете ознакомиться с более подробной информацией о коллагеновых волокнах и их функциях.

Общая информация о коллагеновых волокнах

Коллагеновые волокна - это фибриллярный белок. Он является одной из составляющих соединительной ткани тела. Волокна обеспечивают ей эластичность и прочность. Они присутствуют у всех многоклеточных животных. Коллагеновые волокна отсутствуют у растений, животных, грибов и микроорганизмов.

Волокна коллагена - это самый распространенный белок у млекопитающих. Его содержание в организме колеблется от 25 %. Продуктом денатурации коллагена является желатин.

Функция коллагеновых волокон играет важную роль в жизни женщин. Не секрет, что они больше, чем представители мужского пола, переживают за свой внешний вид. Благодаря высокому содержанию волокон можно замедлить процесс старения и избавиться от некоторых морщин. Они также используются во многих сферах нашей жизнедеятельности, а именно в пищевой промышленности, косметологии, науке и медицине.

Синтез волокон

Синтез коллагеновых волокон - сложный процесс, который протекает при наличии достаточного количества витаминов и микроэлементов. Он проходит в фибробласте. Один из самых важных моментов в процессе - реакция гидроксилирования, которая позволяет продолжить дальнейший процесс формирования коллагена. Катализатором являются специфические ферменты.

Синтез коллагеновых волокон может нарушить дефицит аскорбиновой кислоты. В таком случае будет формироваться так называемый аномальный коллаген. По своей консистенции он более рыхлый. Такой синтез может быть причиной развития цинги.

Коллагеновые, эластиновые волокна - это основа кожного покрова. Первый прекращает вырабатывать ферменты в возрасте 20-25 лет, а второй в 13-14 лет. После этого кожа не восстанавливается, начинается процесс старения. Однако сегодня существует огромное количество косметических средств, в состав которых входит коллаген. Благодаря им можно частично восстановить кожный покров и избавиться от неглубоких морщин.

Образование волокон

Образование коллагеновых волокон регулируется проколлаген-пептидазами. Такие молекулы не способны на спонтанное формирование. Для образования волокон необходимо предварительное отщепление N- и С-концевых пептидов. Из этого следует, что формирование волокон коллагена совпадает с образованием нитей фибрина. В двух этих процессах главным условием является специфическое протеолитическое расщепление.

Коллагеновое волокно формируется во внеклеточной жидкости недалеко от поверхности фибробласта, но ни в коем случае не внутри него. Это связано с тем, что проколлаген-пептидазы находятся за пределами данной клетки. Конечные пептиды препятствуют несвоевременному формированию белка.

Состав волокон

Коллагеновые волокна состоят из фибрилл и включают в себя специфический белок - коллаген. Они необычайно прочны и имеют способность к набуханию. В зависимости от расположения аминокислот в полипептидных цепочках, а также от качества углеводного компонента различают более 10 типов белка коллагена. Данные разновидности входят не только в состав коллагеновых волокон, но и в базальные мембраны эпителиальных и хрящевых тканей, а также других структур. При развитии определенных патологических процессов может произойти распад коллагена. В связи с этим он попадает в кровь.

В состав коллагеновых волокон входит также:

  • аргинин;
  • лейцин;
  • валин;
  • серин;
  • тирозин и другие полезные вещества.

Старение волокон

Со временем коллагеновые волокна стареют. Это неизбежный процесс, который невозможно остановить. Он затрагивает все аспекты жизни. Постепенно снижается трудоспособность, ухудшается самочувствие и происходит существенное изменение внешнего вида.

Старение коллагеновых волокон вызывает изменение кожных покровов в возрасте 33-35 лет. В связи с этим появляются морщины. Современные процедуры омоложения и пластические операции позволяют существенно замедлить данный процесс. Однако они достаточно дорогостоящие. Продолжительность эффекта от таких процедур индивидуальна. К сожалению, некоторым они не подходят. Согласно результатам исследования, которые проводили специалисты, некоторые люди имеют переизбыток коллагена третьего типа. Из-за этого они имеют предрасположенность к раннему старению. Проведенные процедуры по омоложению будут иметь непродолжительный эффект.

Не секрет, что с возрастом человек с трудом достает кончиками пальцев до пола, не сгибая ног в коленях. Это связано с тем, что со временем уменьшается амплитуда сгибания позвоночника и конечностей. Ограничителем степени растяжения является коллаген. Он защищает ткань от перерастяжений, а также повреждений сосудов и нервов. Специалисты рекомендуют регулярно заниматься спортом, несмотря на возраст. Они утверждают, что это позволит улучшить коллагеновые волокна и чувствовать себя как можно лучше.

Восстановление коллагеновых волокон

Специалисты со всего мира на протяжении многих лет желают создать идеальное вещество, которое позволит восстановить коллагеновые волокна. Подобной функцией обладает аскорбиновая кислота, пептиды и растительные экстракты. Именно их активно используют при создании специальных кремов и масок. Однако такой состав не дает 100%-го результата. Ученые научились дробить молекулы перечисленных компонентов и заключать их в особые составы. Благодаря этому вещество проходит сквозь эпидермис.

Сегодня любой желающий может приобрести косметическое средство, в состав которого входят коллагеновые волокна. Однако специалисты утверждают, что в таком случае молекулы велики и не способны проникнуть в кожный покров для того, чтобы восстановить количество коллагена в организме. К положительным качествам такого средства можно отнести только то, что оно увлажняет верхний слой покрова.

Для предотвращения процесса старения и восстановления уровня коллагена специалисты рекомендуют инъекции. Таким образом белок доставляется глубоко в кожу и положительно воздействует на ее состояние.

Для того чтобы замедлить процесс старения, который возникает из-за прекращения выработки ферментов коллагеновыми волокнами, необходимо в обязательном порядке вести здоровый образ жизни. Известно пять врагов коллагеновых волокон:

  • курение;
  • алкоголь;
  • стресс;
  • недостаточное увлажнение кожного покрова;
  • излишний ультрафиолет.

Правильное питание для выработки коллагена

Питание играет важную роль в выработке коллагена. Важно отдавать предпочтение только качественным, полезным и свежим продуктам. Это связано с тем, что коллагеновые волокна формируются из целого ряда аминокислот, которые поступают в организм только с белками. Их нехватка может сказываться на состоянии кожи, ногтей и волос.

Употребление пищи, которая богата белками, способствует построению полноценной молекулы коллагена. Этим можно объяснить изменение состояния кожи у тех девушек, которые нередко прибегают к самым разнообразным диетам.

Аминокислоты, которые попадают в тело вместе с белком, позволяют организму образовывать собственный коллаген. Однако при недостатке хотя бы одной аминокислоты процесс формирования волокон приостанавливается. Постепенно начинают выпадать волосы, кожа тускнеет, а ногти становятся ломкими.

Каким продуктам стоит отдавать предпочтение для выработки коллагена?

Далеко не все продукты могут помочь восстановить коллагеновые волокна. Наиболее ценным продуктом считается рыба и морепродукты. Особо полезен лосось. Он содержит в своем составе жирные кислоты омега-3, а также богат природным коллагеном. Любой косметолог знает, что морская рыба - это источник здоровья, красоты и молодости. Она в обязательном порядке должна входить в регулярный рацион. Такими же свойствами обладают креветки, крабы, устрицы, мидии и морская капуста. Благодаря данным продуктам можно не только восстановить коллагеновые волокна, но и избавиться от йододефицита.

Еще одним ценным продуктом является мясо индейки. Благодаря ему стабилизируется выработка коллагеновых волокон и предотвращается их преждевременное разрушение. Мало кому известно, но свинина и говядина замедляют формирование коллагена. Именно поэтому рекомендовано отдавать предпочтение именно индейке.

Не секрет, что овощи необычайно полезны для организма. Они являются источником разнообразных витаминов и минералов. Для восстановления коллагеновых волокон важно отдавать предпочтение овощам зеленого цвета. Помимо этого, они позволят нормализовать обменные процессы. Также состояние кожных покровов улучшается при употреблении яблок, моркови и помидоров.

Особое внимание нужно уделить продуктам, которые содержат в себе витамин С. Он является главным стимулятором, от которого зависит эластичность кожи. Витамин С содержится в апельсинах, мандаринах, абрикосах, лимонах и персиках.

Инъекции коллагена

С каждым годом инъекции с коллагеном становятся все более популярными. Стоимость такой процедуры зависит от типа используемого коллагена. Существует три разновидности вещества:

  1. Животный. Его получают из шкур крупного рогатого скота. Считается, что это самый опасный и неэффективный вид коллагена. Он может вызвать серьезную аллергическую реакцию.
  2. Растительный. Добывается биотехническим путем из протеинов пшеницы. Такой коллаген не вызывает аллергических реакций. Он используется в косметике класса люкс и отличается высокой стоимостью.
  3. Морской. Молекулы такого коллагена схожи с теми, которые вырабатываются человеческим организмом. Он доступен по цене, но в некоторых случаях может вызывать аллергическую реакцию.

Волокна коллагена и медицина

Коллагеновые волокна кожи играют важную роль в жизни человечества. Ученые доказали, что нарушение синтеза коллагена в организме лежит в основе многих наследственных заболеваний. К главным проявлениям таких болезней можно отнести:

  • повреждение связочного аппарата;
  • повреждение хрящей;
  • наличие пороков сердечных клапанов.

Болезни, вызванные дефектами при биосинтезе коллагена, возникают из-за множества причин. Они могут быть связаны с мутациями в генах или ошибками модификации коллагена. Еще одна причина - недостаток ферментов. Для борьбы с такими заболеваниями необходимо нормализовать их количество.

Подводим итоги

Почти каждый мечтает замедлить процесс старения. Однако не всем известно, с чем он связан и как с ним бороться. Сегодня существует огромное количество косметических средств с коллагеном. При их приобретении важно обращать внимание на состав. Коллагеновые волокна, которые входят в то или иное средство, не всегда могут гарантировать 100%-й результат. Для восстановления коллагена в организме рекомендуем регулярно заниматься спортом и употреблять только качественную пищу. Благодаря этому коллагеновые волокна будут функционировать с максимальной пользой для организма, а ваша кожа будет оставаться упругой и привлекательной как можно дольше.

fb.ru

Строение кожи. Дерма

Итак, мы продолжаем разговор о строении кожи. В прошлом посте мы поговорили о коже в целом и разобрали её 1-й слой — эпидермис. А сегодняшний пост о 2-м слое кожи — дерме.

Дерма — это каркас нашей кожи. И интересна она в 1-ю очередь тем, что именно в ней расположены такие вкусняшки как коллаген, эластин и гиалуроновая кислота. Они обеспечивает коже упругость, прочность и растяжимость и окружены множеством мифов.

Чтобы понимать как работают увлажняющие средства, продукты anti-age и кремы от растяжек, абсолютный must — это разобраться с дермой.

В этом посте мы подробно поговорим о строении дермы, её функционировании и, конечно, вкусняшках.

Базальная мембрана

Прежде чем полностью погрузиться в дерму, следует упомянуть о базальной мембране.

Базальная мембрана — это тонкий слой межклеточного вещества. Она разделяет эпидермис и дерму.С помощью базальной мембраны протекают обменные процессы между этими слоями.

Вспомним, что в эпидермисе нет кровеносных сосудов. А питание и увлажнение кожи напрямую зависят от кровеносной системы. Базальная мембрана является проводником для воды и питательных веществ, которые поступают в эпидермис из дермы.

А теперь переходим к самому интересному. Устраивайтесь поудобнее. ☺

Строение дермы

Дерма — это средний, основной слой кожи. Она расположена между эпидермисом и гиподермой.Толщина дермы составляет от 0.5 до 5 мм.

Слои

Дерма, как и эпидермис, слоёная, но в отличие от него, состоит всего из 2-х слоёв.

1. Сосочковый

Верхний, тонкий слой дермы.

Называется так потому, что имеет сосочки, которые вдаются в эпидермис. Благодаря им значительно повышается площадь взаимодействия эпидермиса и дермы.Этот слой играет большую роль в питании эпидермиса. Питательные вещества из кровеносных сосудов сетчатого слоя дермы проходят сначала через сосочковый слой, затем через базальную мембрану и, наконец, попадают в эпидермис.

Сосочки создают характерный рисунок кожи, строго индивидуальный для каждого человека. Именно благодаря этому у нас всех разные отпечатки пальцев и вы никогда не найдёте 2-х одинаковых.

Величина и количество сосочков различается в зависимости от части тела. Наибольшее их количество — на ладонях и ступнях. А на лице они практически отсутствуют.

2. Сетчатый

Нижний, толстый слой дермы. Располагается от сосочкового слоя до нижнего слоя кожи — гиподермы.

В нём находятся:

  • кровеносные сосуды;
  • лимфатические сосуды;
  • нервные рецепторы;
  • потовые железы;
  • сальные железы;
  • канал, корень и луковица волоса;
  • мышца, поднимающая волос;
  • корни ногтей.

Кроме того, именно в сетчатом слое располагаются наши вкусняшки:

  • клетки фибробласты;
  • коллагеновые волокна;
  • эластиновые волокна;
  • межклеточное вещество (гиалуроновая кислота).

И о них мы поговорим отдельно, потому что они составляют основу нашей кожи.

От сетчатого слоя дермы зависит прочность кожи. Коллагеновые волокна в нём переплетаются крестообразно, в форме ячеек, образуя плотную сеть.

Водно-пружинный матрас

Чтобы лучше понять строение дермы, представьте себе комбинацию пружинного и водного матраса.Пружинки матраса — это волокна коллагена и эластина. А водная составляющая между ними — это гель из гиалуроновой кислоты.

Давайте кратко пробежимся по коллагену, эластину и гиалуронке для возбуждения аппетита ☺А подробнее поговорим о них в отдельных постах.

Коллаген

Коллаген — это белок, основной компонент дермы.

Молекулы коллагена состоят из аминокислот. Аминокислоты, словно бусинки, соединяются в цепочки. Эти цепочки тесно связаны между собой и формируют 3 нити. А нити, перекручиваясь как бечёвка, образуют спираль, похожую на пружинку.

Такое строение придаёт коллагеновым волокнам особую прочность и сопротивляемость растяжению.Только представьте — волокно толщиной всего 1 мм способно выдержать нагрузку до 10 кг.

Волокна коллагена не растягиваются, но могут изгибаться.

Подробнее про коллаген читайте в посте Работает ли коллаген в косметике.

Эластин

Эластин — это 2-й белок дермы. Как и коллаген, он состоит из аминокислот и образует нити.

Название эластина не зря происходит от слова «эластичность», ведь именно это свойство он обеспечивает нашей коже. А, кроме того, он придаёт ей упругость.Эластиновые волокна более тонкие и менее прочные, чем коллагеновые. Они позволяют коже растягиваться при движениях тела и возвращаться к исходному состоянию.

Коллаген нужен нашей кожи для поддержания прочности. Эластин — для упругости и гибкости.Благодаря этим свойствам коллагена и эластина кожа может растягиваться, скручиваться, выдерживать серьёзную нагрузку и при этом не рваться как бумага.

Дерма определяет толщину кожи именно за счёт эластиновых и коллагеновых волокон.

На участках кожи, испытывающих большую нагрузку (стопы, локти, подушечки пальцев), дерма толще и количество коллагеновых волокон больше.

На участках кожи, подверженных постоянному сгибанию и растяжению (шея, лицо, колени, тыльная сторона локтей), дерма тоньше и больше эластиновых волокон.

Подробнее про эластин читайте в посте Работает ли эластин в косметике.

Пучки эластиновых и коллагеновых волокон в дерме пересекаются в форме ромбов, длинные диагонали этих ромбов называются массажные линии (линии наименьшего растяжения, линии Лангера).

Именно по ним проводят массаж, а также наносят косметические средства. Благодаря этой технике кожа меньше растягивается и травмируется.

Гиалуроновая кислота

Пространство между волокнами коллагена и эластина заполнено гелеобразными веществами по имени гликозаминогликаны (слово страшное, но необходимое ☺).

Гликозаминогликаны — это вещества, состоящие из углеводов и белков. Они отлично удерживают влагу.

Возвращаясь к аналогии с матрасом, гликозаминогликаны составляют его «набивку». Они располагаются между «пружинками» (волоками коллагена и эластина).

Главный гликозаминогликан дермы — гиалуроновая кислота, или «гиалуронка» как многие привыкли её называть в обиходе.

Молекулы гиалуроновой кислоты образуют сеть с ячейками. Гиалуронка притягивает огромное количество воды и удерживает её молекулы в ячейках сети (как в «гиалуроновой тюрьме» ☺). В результате образуется гель. Он то и формирует упругость кожи.

Подробнее про «гиалуронку» читайте в посте Работает ли гиалуроновая кислота в косметике.

Итак, коллаген и эластин формируют прочный каркас, гиалуронка формирует мягкий каркас, а вместе они обеспечивают тургор (наполненность) кожи. За счёт чего она выглядит гладкой, упругой и наполненной влагой, как сочный персик.

Мы разобрали коллаген, эластин и гиалуроновую кислоту и у нас осталась последняя важная вкусняшка, на десерт.

Фибробласты

Это основные клетки дермы. Они располагаются в межклеточном веществе дермы между волокнами.

Фибробласты, как мини-фабрики, без устали производят молекулы коллагена, эластина и гиалуроновой кислоты. Затем они разрушают их с помощью определённых ферментов и синтезируют заново.

Это непрерывный процесс, поэтому межклеточное вещество дермы постоянно обновляется. И если бы этот процесс протекал с одной скоростью на протяжении всей жизни, наша кожа всегда была бы молодой. Однако с возрастом активность фибробластов снижается, процессы обновления замедляются, способность к синтезу утрачивается, повреждённые молекулы и волокна накапливаются. А процессы разрушения между тем продолжаются с прежней скоростью. В результате кожа становится более сухой, менее эластичной, появляются морщины.

Подведём итог

Мы выяснили, что дерма, как эпидермис и кожа, тоже слоёная. На нижнем этаже дружно взявшись за руки живут коллаген, эластин и гиалуронка. Они образуют каркас нашей кожи. Плотность, эластичность и тургор кожи напрямую зависят от состояния этих компонентов.

Вспомним аналогию с матрасом. Внешний вид кожи напрямую зависит от состояния «пружинок» — волокон коллагена и эластина и качества «набивки» — водного геля, образованного гликозаминогликанами.

Со временем пружинки расшатываются и продавливаются. Набивка комкуется и проседает. Волокна ослабевают, а гель перестаёт удерживать влагу. В итоге кожа начинает терять тонус, провисать, сморщиваться, образуются складки.

Теперь когда вы знаете, из каких компонентов состоит дерма и как она функционирует, вам будет гораздо проще понять принцип действия увлажняющих, антивозрастных продуктов и средств от растяжек. И отличить правду от рекламы. Конечно, об этом у нас обязательно будут отдельные посты.

А о том, проникает ли косметика, содержащая коллаген, эластин и гиалуронку в дерму, вы можете прочитать в отдельной серии постов.

Итак, мы разобрались с 2-мя основными слоями кожи, отвечающими за её состояние.

Однако, мы не можем обделить вниманием 3-й слой — гиподерму (подкожно-жировую клетчатку). Ведь именно она отвечает за формирование целлюлита, а, следовательно, оказывает огромное влияние на внешний вид нашей кожи. Поэтому в следующем посте мы поговорим о гиподерме.

Делитесь впечатлениями и задавайте вопросы в комментариях.

До новых встреч в эфире LaraBarBlog. ♫

larabar.ru


Sititreid | Все права защищены © 2018 | Карта сайта