Кожа представляет собой не только совершенный покров тела, но является сложным органом, выполняющим важные функции: поддержание гомеостаза; участие в процессе терморегуляции, регуляция общего обмена веществ в организме, секреторная функция (работа сальных и потовых желез), защита от повреждающего действия механических, физических, химических, инфекционных агентов. Она представляет собой обширное рецепторное поле, воспринимающее извне и передающее в ЦНС целый ряд ощущений. Кожа — граница раздела между телом и окружающей средой, поэтому она обладает значительной механической прочностью. Кожа — самый крупный орган тела, важная анатомо-физиологическая часть целостного организма. При различных заболеваниях, в том числе и внутренних органов, в коже происходят те или иные изменения. Кожу часто рассматривают как гетерогенную ткань, состоящую из трех наложенных друг на друга слоев, которые тесно связаны между собой, но четко различаются по природе, структуре, свойствам. Схематическое изображение основных трех слоев — эпидермиса, дермы, подкожной клетчатки представлено на рис. 11.16. Эпидермис покрыт сверху роговым слоем.
Рис. 11.17. Толщина слоев кожи для отдельных участков тела
Функции каждого слоя, в том числе и механические, отражают биомеханическую природу ее компонентов и их структурную организацию. Соотношение толщины слоев на различных участках тела различно, что показано для некоторых участков на рис. 11.17. Толщина эпидермиса L и такая механическая характеристика, как модуль упругости Юнга Е, для различных участков сильно отличаются: лицо, туловище L = 34—92 мкм Е=104— 106Па ладони L = 500—600 мкм Е=107Па подошвы L = 5000—9000 мкм Е=108Па Среднюю толщину эпидермиса часто принято характеризовать его поверхностной плотностью, значения которой для различных участков на теле показано на рис. 11.18. В общий состав кожи входят волокна коллагена, эластина и основной ткани — матрицы. Коллаген составляет 75% сухой массы, а эластин — около 4%. Плотность кожи в норме (область рук, груди) составляет 1100 кг/м3. Эластин растягивается очень сильно (до 200—300%). Коллаген может растягиваться до 10%. Механические характеристики компонентов кожи: • коллаген — Е = 10—100 МПа, σпр =100 МПа; • эластин — Е = 0,5 МПа, σпр = 5 МПа.
Рис. 11.16. Схематическое изображение слоев кожи
Рис. 11.18. Поверхностная плотность эпидермиса для различных участков тела
Механические свойства кожи в норме изменяются с возрастом. Это показано ниже на примере кожи груди.
Параметр До 1 года 5—9 лет 25—30 лет σМПа 2-3 17-20 15—27 ε, % 70-100 130—145 80—140 Vсдвиг м/с 25—35 30-45 40—60
При исследовании механических свойств кожи с помощью акустического анализатора тканей, позволяющего оценивать скорость распространения акустических возмущений звукового диапазона (5—6 кГц) была выявлена акустическая анизотропия кожи. Это проявляется в том, что скорость распространения поверхностной волны (V) во взаимно перпендикулярных направлениях — вдоль вертикальной (У) и горизонтальной (X) осей тела различается. Для количественной оценки степени выраженности акустической анизотропии был использован коэффициент анизотропии, который вычислялся по формуле
где Vу — скорость вдоль вертикальной оси, Vx — вдоль горизонтальной оси. Коэффициент анизотропии принимается за положительный (К+), если Vу > Vx;npи Vу < Vx коэффициент принимается за отрицательный (К-). Проявление акустической анизотропии на различных участках кожи представлено в табл. 11.5, где указаны преимущественные соотношения скоростей и коэффициенты акустической анизотропии (данные указаны для лиц 18—30 лет). Доля проявления соответствующей акустической анизотропии указана для лиц нормального телосложения. Таблица 11.5 Проявление акустической анизотропии в коже Область измерений Соотношение скоростей Коэффициент анизотропии Доля проявления Лоб (середина) Vу> Vx K+ 90% Лоб (края) Vу < Vx К- 90% Веко верхнее Vу < Vx К- 95% Щека (середина) Vу < Vx К- 70% Предплечье Vу> Vx К+ 83% Запястье Vy< Vx К- 85% Пальцы Vу> Vx К+ 80% Ладонь Vy< Vx К- 90% Лопатка Vy< Vx К- 87% Молочная железа Vy< Vx К- 88% Грудь Vy< Vx К- 93% Поясница Vy< Vx К- 85% Живот (средн. лин.) Vy< Vx К- 79% Подколенный сгиб Vy< Vx К- 75% Голень Vу> Vx К+ 94% Проявление акустической анизотропии находится в соответствии с ориентацией линий естественного натяжения кожи, так называемых линий Лангера. Сопоставление ориентации линий Лангера и вида акустической анизотропии показано на рис. 11.19.
Рис. 11.19. Проявление акустической анизотропии и ориентация линий Лангера на различных участках тела
Степень анизотропии кожи при некоторых патологиях сильно возрастает. Например, при псориазе, при атонических дерматитах (особенно в областях сгибательных поверхностей) или на коже верхнего века при прогрессирующей близорукости. На некоторых участках кожи проявляется асимметрия. Так, коэффициенты акустической анизотропии на коже голени различны для левой и правой ноги. Существуют некоторые различия механических свойств кожи в зависимости от пола. Сжимаемость кожной складки у девушек в области ягодиц больше, чем у юношей. В области задней поверхности шеи, на бедре, бицепсах, в надколенной и икроножной области наоборот, меньше у девушек, чем у юношей. У женщин степень растяжимости кожи выше, а эластичность меньше по сравнению с мужчинами. На тепловые раздражители реакции кожи (развитие терморегуляторных реакций) у мужчин и женщин одинаковы. Холодовые реакции существенно различаются у мужчин и женщин. Причем зимой толерантность к холодовому воздействию существенно выше у женщин. Летом различия менее выражены. Механические свойства кожи .зависят от содержания в ней влаги. Влажность окружающей среды существенно влияет на эластичность кожи. Все указанные особенности кожи необходимо учитывать при проведении реабилитационных мероприятий, в частности, при проведении массажа.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Кожа» з дисципліни «Біомеханіка»
