Покровная система (лат. Integumentum, от in + tegere — «покрывать») — система органов, защищает тело от повреждения и состоит из кожи, желез внешней и иногда внутренней секреции и многочисленных выростов, таких как волосы, ногти, когти, рога, чешуи и другие. Многочисленные функции системы включают видштовхнення воды, смягчения ударов, защита глубоких тканей, барьер для проникновения загрязнения, патогенов и ультрафиолетового излучения, терморегуляция, место расположения рецепторов осязания, давления и боли, сохранения жира, иногда синтез некоторых веществ, например витамина D у человека. Также у большого числа небольших, преимущественно беспозвоночных, водных животных или животных обитающих во влажных средах, покровная система отвечает за дыхание. Эта система является крупнейшей по размеру системой органов.

Слои кожи

Кожа является самым большим по площади органом тела животных, например у человека его площадь составляет около 1,7 м². Кожа состоит из трех слоев, эпидермиса (наружного слоя), дермы и гиподермы (внутреннего слоя).

Эпидермис

Эпидермис в свою очередь делится на несколько подслоев (обычно 3-5), содержащих клетки четырех типов. Главной функцией кератиноцитов является синтез кератина, белка, придает коже ее эластичные свойства и водостойкость. Меланоциты отвечают за секрецию меланина, темного (коричневого или черного) пигмента, придает цвет коже многих животных. Клетки Меркеля среди других функций вовлечены в ощущение прикосновения. Наконец клетки Лангерганса входящих в иммунной системы, отвечая на антигены.

Самый низкий слой эпидермиса называется базальным слоем (stratum basale), это слой толщиной в одну клетку, что покоится на базальной мембране — слое внеклеточной матрицы между дермиса и эпидермисом. Клетки этого слоя постоянно делятся, заменяя собой отмирающие клетки верхних слоев кожи. Эпидермис не имеет кровеносных сосудов, а все питательные вещества поставляются из дермы. В результате только клетки базального слоя получают питание, остальные клеток быстро отмирает. Когда клетки достигают поверхности кожи, они отшелушиваются, этот процесс называется десквамацией.

Следующий слой, шиповатый слой (stratum spinosum), состоит из 4-5 рядов шиповатых клеток, переплетенных между собой. За ним расположен зернистый слой (stratum granulosum), что является главным источником кератина кожи. С выделением кератина начинается смерть клеток кожи. Во время десквамации кератиноциты перемещаются к поверхности кожи, при этом активно синтезируя кератин, быстро начинает доминировать в их химическом составе. Когда эти клетки достигают верхних слоев эпидермиса, кератин уже вытесняет большинство других внутриклеточных компонентов. Эти клетки быстро умирают и рождаются, в случае человека эпидермис обновляется каждые 35-45 дней.

Над шиповатым слоем находится зернистый слой (stratum granulosum), состоящий из нескольких рядов ромбовидных клеток, в протоплазме которых содержатся зерна и глыбки, составленные из предвестника кератина, кератогиалина. Следующее, блестящий слой (stratum lucidum), обычно тонкий и часто отсутствует, но хорошо выражен на подошвах и ладонях. Он состоит из плоских безъядерных клеток, сильно преломляет свет и является главным в защите от ультрафиолетового излучения. Последним слоем является роговой (stratum corneum), толстый и составленный из мертвых клеток. Эти клетки содержат сформированы кератиновые волокна, придающие ему эластичность и защищают от высыхания.

Дерма

Дерма, или «настоящая кожа», является главным носителем механических свойств кожи, обеспечивая ее прочность и эластичность. Дерма расположена непосредственно под эпидермисом и отделена от него базальной мембраной, которая образует вырасти в сторону эпидермиса — сосочки. Благодаря такому строению обеспечивается прочное соединение дермы и эпидермиса. Ее толщина в человека колеблется от 0,5 до 5 мм. Дерма содержит немного клеток, и большая часть ее объема занята внеклеточной матрицей. Главным компонентом этой матрицы является коллагеновые волокна, хотя также содержатся эластиновые и аргирофильные волокна. Клетки дермы представлены фибробластами, тучными клетками, макрофагами, лейкоцитами. Обычно дерму разделяют на два слоя: менее плотный сосочковый и плотный сетчатый. Между этими слоями нет четкой границы, из-за чего ел трудно различить.

Сосочковый слой расположен непосредственно под эпидермисом и содержит сосочки. Некоторые из них имеют капилляры, снабжающие к коже питательные вещества, другие содержит рецепторы прикосновения. Двойные ряды сосочков на пальцах формируют отпечатки пальцев, помогающие повышению жорствости кожи на сдвиг.

Сетчатый слой содержит плотную сеть коллагена, собранная в виде линий Ланжера. Порезы, параллельные этим линиям заживают быстрее и с меньшим образованием шрамов. Этот слой также содержит рецепторы давления — корпускулы Пасиниана, потовые железы, лимфатические узлы, гладкие мышцы и волосяные луковицы.

Гиподерма

Гиподерма является третьим слоем кожи, хотя часто считается подкожным слоем. Это слой соединительной ткани, содержащей разветвленную сеть кровеносных и лимфатических сосудов, вдоль которых проходят ответвления глубоких кожных нервов, в окружении аргирофильных и коллагеновых волокон. Сеть волокон плотная между эпидермой и дермой, от этого слоя вглубь опускаются пучки волокон, образуя структуру, подобная решетки, окружающей жировые клетки. Здесь хранится большая часть жира, составляет у человека около половины. В этот слой также проникают сальные и потовые железы и волосяные луковицы.

Потовые и сальные железы

В коже млекопитающих находится большое число ассоциированных структур, таких как потовые и сальные железы. Потовые железы бывают двух типов: еккринни расположены глубже и распределены по всей поверхности, а апокринные сконцентрированы у поверхности пидмишок, сосков и района гениталий. Еккринни железы отвечают на высокую температуру и выделяют пот, состоящий преимущественно из воды и содержит до 1% солей и жиров. Апокринные железы выделяют также феромоны, обеспечивающих привлечение представителей другого пола во время спаривания или подают другие сигналы представителям как своего, так и других видов. Эти железы отвечают на сексуальное возбуждение и стресс. Существует также несколько модифицированных и более специализированных вариантов апокринные желез. Одним из примеров является расположены в ушах церуминозни железы, выделяющие ушную серу. другим примером является молочные железы самок, предназначенные для выделения молока.

Сальные железы расположены почти по всему телу, за исключением стоп и ладоней. Эти железы выходят в протоки волосяных луковиц и выделяют кожное сало — смесь жиров, восков и углеводородов. Кожное сало отталкивает воду и защищает тело от воды, высыхания и патогенов. Сальные железы особенно многочисленны на ладонях и лице.

Волосы и ногти

Волосы состоят из ороговевших волокон клеток, которые развиваются в эпидермисе. Каждый волос делится на луковицу и стержень, стержень содержит мозговое вещество, корковое вещество и кутикулу (оболочку). В центре волоса находится мозговое вещество, содержащее ороговевшие полигональные клетки, мягкие кератиновые волокна и воздуха. Пушковые волосы мозгового вещества нет. Корковое вещество формирует толстый слой и содержит пигменты, придающие волосам цвет. Кутикула, внешний слой, сформированная из мертвых клеток, перекрывающихся как чешуи. Как корковое вещество, так и кутикула, содержат жесткий кератин. Корни волоса находится в волосяном фолликуле, глубокая часть которого, погруженная в дерму, называется волосяной луковицы. К луковицы проникает один сосочек дермы и поставляет ему питательные вещества, необходимые для роста волоса. Все луковицы формируются во время эмбрионального развития, после чего новых луковиц уже не появляется.

Волосы постоянно выпадает и отрастает заново, хотя рост не постоянен, существуют периоды роста и покоя. Главными функциями волос является защитная от загрязнения и воды и теплоизоляционная. Специализированные типы волос защищают определенные части тела. Особым типом волос является перья птиц, не только защищает тело, но и позволяет птицам летать.

К волосяным фуликулив прикреплены выпрямительные мышцы, гладкие мышцы, при сокращении приводят волос в вертикальное положение и образуя бугорки на коже («гусиную кожу»). Эти мышцы находятся под контролем нервной системы, они активизируются в случае холода или страха.

Ногти или когти являются твердыми пластинами кератинизованих клеток на концах пальцев. Подобно волос, они развиваются из эпидермиса. Ногти / когти помогают хватать объекты, чесаться, и защищают пальцы. компонентами ногтя является ногтевая луночку (белая часть в основе), тело и корень (скрытый под кожей, именно здесь происходит рост). Ноготь покоится на толстом слое эпителиальных клеток — ложе ногтя, тогда как вокруг корня расположено другое утолщенной кожи- матрица. Во время эмбрионального развития ноготь покрытый тонким слоем эпителия — епонихимою, от которой у взрослого животного может остаться только кутикула — слой, покрывающий основу ногтя.

Чешуи является другим типом структур, которые могут формироваться на поверхности кожи многих животных. Эти структуры разнообразны у разных животных. Тогда как во многих рыб чешуи формируются из эпидермиса и также содержат кератин, чешуи птиц и пресмыкающихся (также известные как «щитки») формируются из дермы и богатые хитин, чешуи насекомых состоят из композитного материала, который может содержать несколько разных белков.

Пигментация

Цвет кожи и волос предоставляется такими пигментами как меланин (чаще всего черный или коричневый, некоторые формы красные), каротин (желтый или оранжевый) и кровью в капиллярах, которые можно увидеть через прозрачные слои кожи. Меланин в наибольшей степени поглощает ультрафиолетовое излучение, которое может вызвать рак, а воздействие солнечного света вызывает увеличение секреции меланина — загар, — временно увеличивает защиту от ультрафиолета. Меланин в наибольшей степени отвечает за цвет кожи и волос животных; мутанты, способные вырабатывать меланин, называются альбиносами.