Основы биохимического обеспечения физиологических процессов в коже презентация

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

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

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

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

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

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:

-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

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

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

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

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

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

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

3.Углеводный обмен в коже
Углеводы - это основной источник энергии в организме
Этот источник используется для обеспечения пластических процессов, поддержания целостности клеточных структур

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

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

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

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

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

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)

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

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

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

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

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

5. Общее представление о белковых веществах
Для организма человека белки - это элементарная основа организма
Белки выполняют многочисленные функции в организме

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)

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

По составу белки бывают простые и сложные

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

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)

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

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:

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

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

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

-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

-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

-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

-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

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.

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

Напомню, коллагеновое волокно -это основа каркаса дермы

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

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

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

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

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

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

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)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

6.5. Понятие о меланизации-пигментации
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

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

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

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

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

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

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

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

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:

-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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

-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

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

Все эти причины станут вопросами исследования в технологии косметических услуг