Основы биохимического обеспечения физиологических процессов в коже

1. Анатомия и физиология человека

Учебный модульV
Тема 6. Основы
биохимического
обеспечения
физиологических процессов
в коже.
Преподаватель Соколова Е.А.

2. 1. Участие кожи в обменных процессах организма

• Обменные процессы кожи
объединены со всем организмом
• Это подтверждается связью
патогенных (болезненных)
процессов в организме с
состоянием кожи
• Например, нарушение в жировом
обмене организма ведёт к
появлению СИБОРЕИ- заболеванию
сальных желез

3.

• Характерное изменение в
состоянии кожи происходит в
результате диабета:
• -часто появляется перхоть
• -появляются дерматиты
(воспаления кожи)
• Велико значение кожи в
депонировании различных
биологических жидкостейкрови, лимфы, продуктов
обмена

4.

• При некоторых заболеваниях в
коже задерживаются
некоторые вещества,
полученные в результате
обмена
• Например – результат белкового
обмена получается– азот, если он
не может выводится в следствии
нарушения процесса обмена
белков, то он задерживается в
тканях кожи

5.

• Это происходит при экземах,
красной волчанке, псориазе –
очень серьёзных заболеваниях

6.

• Такое участие кожи ослабляет
воздействие отработанных веществ
–шлаков, на головной мозг
• Кожа участвует в общем
обмене веществ организма
(белковом, углеводном, жировом,
водно-солевом)

7.

• В коже содержатся все виды
веществ (белки, углеводы, жиры,
соли и вода, пигменты,
нуклеиновые кислоты, витамины)
• Все вещества имеют определённую
локализацию в структурах кожи,
которая определяет их назначение:

8.

• -либо эти вещества участвуют в
образовании продуктов со
специфическими функциями
• -либо эти вещества
энергетически обеспечивают
протекание в организме обменных
процессов
• -либо эти вещества используются в
процессе строительства

9.

• -либо вещества являются
опорным материалом для
структур кожи
• 2.Водно-солевой обмен
кожи

10.

• Кожа непосредственно участвует в
поддержании баланса солей в
организме человека
• В коже содержится до 8% воды от
всей её массы в организме
• А в коже, от массы всего
вещества, она составляет 70%
• Эта цифра не постоянна и
меняется в зависимости от
потребляемого объёма и возраста
человека

11.

• В молодом возрасте потребление
воды высокое, а в преклонном
значительно ниже
• Вода поступает в кожу в основном
из кровеносной системы
• Она либо депонируется, либо
выводится через потовые железы

12.

• Очень малая часть воды с солями
поступает в кожу в процессе окисления
жиров гиподермы и продуктов обмена
• Вывод воды на поверхность кожи через
потовые железы регулируется
нервной системой
• Содержание воды и солей является
важным условием
жизнедеятельности клеток кожи

13.

• Этот процесс зависит от
содержания ионов Na+, К+,
Ca2+, в межтканевой жидкости
кожи
• Если преобладает Na+ - вода
задерживается в коже, т.е.
депонируется
• Если преобладает K+, Ca2+ вода выводится через потовые
железы на поверхность

14.

• Дерма и гиподерма всегда
насыщены водой и солями
растворёнными в ней
• Это обеспечивает все обменные
процессы в живой части
эпидермиса
• Вода из дермы через базальную
мембрану проходит в эпидермис

15. 3.Углеводный обмен в коже

• Углеводы - это основной
источник энергии в организме
• Этот источник используется для
обеспечения пластических
процессов, поддержания
целостности клеточных
структур

16.

• Процессы углеводного обмена связан
с накоплением молекул АТФ
• Это накопление происходит в процессе
аэробного (окисления –с присутствием
О2) и анаэробного (гликолиза без О2)
• Эти процессы связаны между собой, т.
к. в итоге происходит распад глюкозы

17.

• В коже человека содержится
глюкоза
• Основные углеводы в коже:
-1.полисахариды (сложные
углеводы) -гликоген
2.мукополесахариды
- гиалуроновая кислота
-гепарин
-гликопротеиды

18.

• Гликоген - используется для
формирования тканей и в виде
энергетических запасов:
• Он находится в дерме, в
фолликулах волос, в потовых и
сальных железах, в роговом
слое эпидермиса
• В дерме он участвует в синтезе
веществ и при делении клеток

19.

• Гиалуроновая кислота – Кислота
обеспечивает вязкость золя
дермы, удерживая молекулы
воды, она легко перемещается по
ткани кожи и возвращается назад
• Гепарин –накапливается в тучных
клетках, участвует в процессах
задержании свёртываемости
крови в капиллярах

20.

• Гликопротеиды – комплекс
сахаров связанных с белками, эти
вещества являются цементом
клеток эпидермиса

21. 4.Липидный обмен в коже

• Липиды трудно
проклассифицировать
• Простые: истинные жирные и
нейтральные кислоты, эфиры
жирных кислот и спиртов
• Сложные: липиды, фосфолипиды,
гликолипиды, стериды, воски – в
их состав входят углеводы (сахар и
фосфорные группы)

22.

• В коже и на её поверхности
содержатся простые и сложные
жиры
• В подкожно-жировую клетчатку
входят нейтральные жиры, где
преобладает триолетин
(t плавл. 15гр.С)
• В эпидермисе и в дерме
содержатся жиры в больших
количествах

23.

• Ими насыщены базальный ,
гранулярный и роговой слои
• Липиды содержатся в стенках сосудов,
в секрете сальных и потовых желез
• Жиры –это богатый источник энергии
• В коже они используются во время
роста волос совместно с глюкозой

24.

• Липиды активно используются во
время роста клеточных структур
дермы
• Выделяясь на поверхность кожи с
секретом сальных желез, липиды
растворяются в
цементирующем слое между
чешуйками
• Водно-липидная мантия кожи на
10-20% состоит из сквалена и
холестерола

25.

• При псориазе, дерматозе, экземе
увеличивается в составе
секрета сальных желез
холестерин
• При себореи – увеличивается
объём триалина
• Если с пищей жиры не поступают
3-4 месяца, начинается
воспаление кожи и выпадение
волос

26.

• Регуляция липидного обмена
осуществляется нервной и
эндокринной системами
• Если в пище мало метионина, то
сгорание жиров будит затруднено

27. 5. Общее представление о белковых веществах

• Для организма человека белки это элементарная основа
организма
• Белки выполняют
многочисленные функции в
организме

28.

ферменты
гормоны
структурные
нейрогормоны
регуляторные
Белки
антибиотики
рецепторные
токсины
транспортные
защитные

29.

• Белки это основа рациона питания
человека и животного мира
• Главным источником белков являются
мясо, молочные продукты, пшеница,
кукуруза, рис, соя, горох, рыба,
морепродукты
• Основное свойство белков питания –
переваримость и
сбалансированность по составу
аминокислот (из них состоят белки)

30.

• Белки - это высокомолекулярные
природные полимеры
протеины
• Белки построены из остатков
аминокислот, соединённых
амидной или (пептидной) связью
-CO – NH –
• Для каждого белка характерна
своя последовательность
аминокислот

31. По составу белки бывают простые и сложные

простые
Последовательность
аминокислот
сложные
Последовательность
аминокислот
+
радикалы

32.

• Радикалы могут быть
представлены веществами:
• -ионы металлов ( металлопротеин -ид)
• -пигменты (хромопротеин -ид)
• -комплекс липидов (липопротеин -ид)
• -нуклеиновые кислоты (нуклеопротеинид)
• -остатки фосфорной кислоты
(фосфопротеин -ид)
• -углеводы (гликопротеин -ид)

33.

• Аминокислоты, которые входят в
состав белков, составляют цепь
последовательности
• Известны 36 основных аминокислот
• В разных белках эти аминокислоты
связаны в разных цепях
последовательностей, а по бокам
этих цепей могут быть радикалы
(R)

34.

• В зависимости от свойств R они делятся
на 2-ве группы:
• 1 – ПОЛЯРНЫЕ РАДИКАЛЫ, которые
обладают гидрофильными ( сродни
воде) свойствами
• 2 – НЕ ПОЛЯРНЫЕ РАДИКАЛЫ, которые
обладают гидрофобными (сродни
липидам) свойствами
• И содержат группировки ионов несущих
свободный ЗАРЯД

35.

• Свободный заряд ведёт к тому, что
белки с неполярными радикалами в
щелочной или кислотной среде
могут самопроизвольно окисляться
• Поэтому получаются новые
аминокислоты и вещества, с
другими свойствами
• Например:

36.

|
|
COOH
|
|
NH2-C-H
NH – C- H
|
CH2
COOH
|
-S–S-
Это аминокислота
CH2
ЦИСТИН
Краткая запись цистина – CH2- S-S-CH2-

37.

• Воздействие на аминокислоту ЦИСТИН
щёлочью приводит к образованию
другой аминокислоты
• ЦИСТЕИН
|
2
(
СOO|
H2N – C – H
|
CH2
)
|
S-
Краткая запись 2(CH2-S)

38.

• Организация белковых молекул
называется
СТРУКТУРОЙ
• Существуют структуры белков:
-первичная
-вторичная
-третичная
-четвертичная

39.

• -Первичная структура белковых
молекул
• Это последовательность
аминокислотных остатков в
полипептидной цепи белка
• Например в белке эпидермиса
кожи - КЕРАТИНЕ содержится 18
аминокислот, где ЦИСТИН
составляет 60%
последовательности в цепи

40.

• -Вторичная структура белковых
молекул
• Это тип УКЛАДКИ полипептидной
цепи
укладки бывают:
• -спиралевидная
• -кленовый лист
• -бета-изгиб. И др
• Например, молекула белка
КЕРАТИНА в эпидермисе кожи
имеет тип укладки в виде СПИРАЛИ

41.

• -Третичная структура белковых
молекул
– Это расположение укладки
полипептидной цепи аминокислот
в пространстве
– Например молекулы КЕРАТИНА
эпидермиса кожи образуют
соединительнотканные
мельчайшие волоконца в
кератиноцитах и корнеоцитах

42.

• -Четвертичная структура белковых
молекул
• Это самая сложная структура
белковых молекул
• Её примером может служить живая
кожа, например дерма или белок
живого яйца
• Т.е. это живой белок

43. 6.1 Белковый обмен в коже

• Коллаген, ретикулин, эластин – это
основные, образующие каркас,
опорно-структурные белки дермы
• Коллаген – составляет основную
массу дермы
• Основные аминокислоты: глицин,
лизин, тирозин, метионин и др.

44.

• В основном имеет волокнистую
структуру, очень прочную, в виде
спирали
• Синтез коллагена идёт в фибробластах
• Волокно впитывает, как губка
молекулы Н2О, разбухая при этом
• С возрастом волокно распадается на
инертный белок – не волокнистый и
не впитывающий воду

45.

• Напомню, коллагеновое волокно
-это основа каркаса дермы

46.

47.

• Эластин – является вторым
белком дермы
• Он не растворим в воде, не
набухает в ней
• Молекула эластина - это агрегат
глобуллярных (сферы- глобулы)
белков, соединённых так, что они
образуют, фибриллярную
(волокнистую) форму

48.

• С возрастом эластин, в следствии
отложения солей Са2+, становится не
устойчивым к разрушениям
• Это волокно вместе с коллагеновыми
волокнами
(которые они оплетают) формирует
особую сетку линий растяжения
Лангера, поэтому с возрастом,
разрушаясь сетка, уже не сдерживает
форму дермы
• Эластин составная часть каркаса дермы

49.

50.

• Ретикулин – белок фибриллярной
структуры, очень близкий по
составу к коллагеновому волокну
• В нём есть соли серебра – отсюда 2
название аргирофильное волокно
• Самое прочное волокно
• Входит в состав верхних слоёв
каркаса дермы

51.

52. 6.2.Белки эпидермиса, волоса и ногтя

• 1.Кератин – это основной белок
эпидермиса кожи, волоса и ногтя
• Поэтому все клетки живого
эпидермиса называются –
кератиноцитами, а не живого корнеоцитами

53.

• Образование кератина - это
сложный процесс ороговевания
эпидермиса
• Кератин стоек к механическим и
физическим воздействиям
• Он делится на
1.-мягкий и 2.-твёрдый

54.

• В химическом отношении
молекулы твёрдого и мягкого
кератина мало, чем отличаются
• Молекула кератина в своём
строении содержит спиралевидную
часть и глобулярную

55.

• Глобулярная часть содержит много
–S-S –дисульфидных связей
• Спиралевидная- или фибриллярная
часть содержит спирали полипептида
белка
• Всего фибриллярная часть содержит
18 аминокислот, среди которых
повторяется много раз – ЦИСТИН(в
эпидермисе -62% кератина, в волосе –
78%кератина, в ногте – 83% кератина)

56.

• Глобулярная часть менее
организована, как вещество
• Дисульфидная связь соединяет цепи
фибриллярной части
• Дисульфидные мосты ( -S-S-) – это
самая прочная химическая связь,
которая обеспечивает физикохимическую стойкость кератина
• Эта связь удерживает глобулярную
часть с фибриллярной

57.

• Кроме дисульфидной связи в
кератине есть –С- солевая и –
• Н- водородная связи
• Т.о. в кератине присутствуют 3
главные химические связи,
которые обеспечивают свойства
КЕРАТИНА:
• 1-ВОДОРОДНАЯ
• 2-СОЛЕВАЯ
• 3-ДИСУЛЬФИДНАЯ

58.

• н- Разрушается водой
• -С- Разрушается очищающим молочком
• -S-S- Разрушается сильными окислами,
щелочами, кислотами – например
при химических пилингах кожи
разрушается ЦИСТИН переходит в
ЦИСТЕИН, поэтому чешуйки легко
растворяются - снимаются с
поверхностного слоя эпидермиса

59.

60.

61. 6.3.Понятие о кератинизации

• Процесс кератинизации - это
комплекс превращений белка
кератина, который ведёт к
ороговению ткани
• Он проходит
-в волосе
-в коже
-в ногте

62.

• Этот процесс проходит в два этапа:
I-Накопление белка кератина в
клетках эпидермиса, корня волоса,
в корне ногтя
II-Разрушение внутренних
структур клеток эпидермиса
(корня волоса, корня ногтя) и её
ороговение

63.

• Кератинизация эпидермиса кожи
проходит во всех кератиноцитах
• 1 этапом идёт накопление в
кератиноцитах кератина в виде
зёрен (мягкий), до самого
насыщенного слоя - гранулярного

64.

• 2 этапом идёт разрушение ядра
клеток эпидермиса (блестящий
слой)и превращение их в
чешуйки, заполненные
липидными веществами внутри и
между чешуйками - цирамидами
• Т.о.кератинизация эпидермиса
имеет большое значение

65.

• Этот механизм
приспособительных реакций
организма к окружающей среде
• В частности, выполняя защиту
организма от ультрафиолета
-фотозащита
• выполняя защиту организма от
проникновения М.О.- барьер

66.

• 6.4.Меланин – белок эпидермиса ,
волоса и ногтя
• Этот белок является пигментом
• Это целая группа меланинов,
нерастворимых в воде

67.

• Меланин – это особый пигмент,
который содержится в коже в
радужке глаза, в мозговом
веществе в волосах и ногтях
• Он имеет модификации –
феомеланин, эумеланин и др.
• ОН синтезируется в меланосомах
(бобовидных телах), которые
находятся в меланоцитах
базального слоя эпидермиса

68.

• Сначала образуется промеланин
• Который при облучении
ультрафиолетом переходит в
окрашенную форму
• В коже это происходит в
гранулярном слое эпидермиса
• В волосе это происходит в
волосяном канале волосяного
фолликула

69.

• Если меланоциты расположены
равномерно и синтез меланина
идёт в них во всех – то образуется
ровный загар
• Если не равномерно, то
образуются
веснушки или канопушки, или
пятна

70. 6.5. Понятие о меланизации-пигментации

6.5. Понятие о меланизациипигментации
• Процесс меланизации - это
комплекс выработки и созревания
белка промеланина, который
ведёт к его накоплению в клетках
кератиноцитах
• Процесс пигментации - это
проявление промеланина, под
воздействием ультрафиолета (УФ):
проявление окраски

71.

• В коже миланизация происходит в
базальном слое эпидермиса
• Промеланин синтезируется в
меланоцитах, меланосомах
базального слоя эпидермиса
• Когда пропигмент созрел, он
перетекает в рядом стоящие
кератиноциты, которые
поднимаясь в верх, в конце концов
достигают гранулярного слоя

72.

• В гранулярном слое на гранулы
пропигмента попадает
ультрафиолетовое излучение,
это приводит к проявления цвета
• Промеланин превращается в
меланин - это процесс
натуральной пигментации
• Это механизм приспособитеных
реакций организма к
окружающей среде

73.

• Это фотозащита организма
• 7.Ферменты,витамины,
коэнзимы, микроэлементы
кожи.
• 7.1.Ферменты
• В живом организме каждую
секунду идут 1000 превращений

74.

• Для того, чтобы реакции
осуществлялись в нужной
последовательности
• С нужной скоростью и без
образования побочных продуктов
• Работают особые белковые
вещества – ферменты
• Фермент устраивает реакции там,
где они быть не могут

75.

• Каждый фермент
специализируется на одной
реакции
• В процессе реакций фермент не
расходуется и не
модифицируется
• В коже работают ряд ферментов,
от которых зависит её внешний вид

76.

• 1.-Антиокислительные ферменты
–защищают кожу от свободных
радикалов:
-каталаза
-супероксиддисмутаза (СОД)
-глютатионпероксидаза
• 2.-Фермент синтеза меланин
-тирозиназа

77.

• 3.-Разрушающие связи между
роговыми чешуйками в роговом
слое (определяют скорость
слущивания чешуек с поверхности
кожи)
• 4.-Разрушающие межтканевое
вещество дермы-коллагеназа
-эластаза
-гиалуронидаза

78.

• 5.-Превращающий гормон
тестостерон в активную его форму,
от которой зависит сальная
секреция:
-5-альфа-редуктаза
• Обычно фермент состоит из
большой белковой молекулы
(апофермент)и кофермента –
активного центра
• В качестве кофермента входят:

79.

• -ионы металлов - цинк,
марганец, селен, железо, медь
• -многие витамины – В6, В12 и т.д.
• Поэтому даже не значительный
авитаминоз приводит к тяжёлым
последствиям для кожи

80.

7.2.Коэнзимы кожи
• Это низкомолекулярные
соединения, необходимые для
активизации ферментов

81.

• Коэнзим А (КоА)- производит
активизацию и перенос кислотных
остатков, регулируя синтез
веществ и липидный обмен кожи
• Глутатион – это ингибитор
(тормозящий) синтез меланина

82. 7.3.Микроэлементы кожи

• Микроэлементы – это химические
элементы, содержащиеся в
тканях организма в концентрации
–
1 : 100 000 и ниже
• Среди них особенно выделяются
незаменимые (эссенциальные)
микроэлементы

83.

• Это микроэлементы, которые
регулярно должны поступать с
водой и пищей для нормальной
жизнедеятельности организма
• Они входят в состав ферментов,
витаминов, гормонов и других
БАВ
• Более всего их в эпидермисе,
менее в гиподерме

84.

• Их называют макро и
микроэлементами
• Для кожи особенно важны:
Fe, K, Ca, Mg, Mn, Cu, As, Na, S,
Fh, Zn
• Fe –железо входит в гемоглобина
и других дыхательных ферментов,
кофермент синтеза коллагена

85.

• Калий К – обеспечивает работу
клеточных насосов
• Кальций Ca - важный компонент
системы свёртывания крови,
входит в состав костной ткани и
ткани дермы
• Магний Mg – важный компонент
активации ферментов кожи

86.

• Марганец Mn – коэнзим
ферментов кожи
• Медь Cu – входит в состав
гемоглобина, коэнзим ферментов
кожи, регулирует синтез меланина
и коллагена, входит в состав
сложных органических соединений
организма

87.

• Мышьяк As –участвует в процессе
снтеза кератина
• Натрий Na – участвует во многих
функциях, поддерживает водный
баланс, обеспечивает работу
клеточных насосов
• Сера S- активатор ферментов,
обеспечивает кератинизацию

88.

• Фосфор F- входит в состав
матрикса (золя)дермы
• Цинк Zn –входит в состав
инсулина, участвует в процессах
кроветворения, регенерации кожи,
является коэнзимом ферментов
кожи

89. 8. Старение кожи

• Современная наука считает, что
старение это результат
постепенного действующего
процесса
• С одной стороны это программа
заложенная с момента рождения
организма
• С другой стороны в организме, в
течении жизни, накапливаются
повреждения, т.е. его ИЗНОС

90.

• Современные технологии имеют
много приёмов и способов борьбы
со старением кожи
• Но старение это общий
комплексный закономерный
процесс для организма
• Следовательно все технологии
должны работать комплексно со всем организмом

91.

• Основные внешние признаки
старения на коже лица:
-потеря тургора
кожи(постоянной подтянутости,
напряжённости) кожи и
появление множества морщин
-потеря тургора мышц и
сползание лицевой мышечной
«маски» вниз, искажение овала
лица

92.

-дефекты сосудов, и как итог
потеря свежего цвета лица,
появление коричневых, бурых,
серовытых и других оттенков
-появление опухлостей и сухости
кожи лица, истончение кожи,
повышение чувствительности

93.

• В настоящее время выделяют 3
основных причины
преждевременного старения кожи:
• -Свободные радикалы
• -УФ – излучение
• -Обезвоживание

94.

• Все эти причины станут
вопросами исследования в
технологии косметических
услуг

95. Домашняя работа

• 1.Подготовиться к лаб работе и к
семинару по V-3