Кожа — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Эта статья — о наружном покрове животных. О материале см. Кожа (материал).Ко́жа (лат. cutis) — наружный покров тела животного[1] — орган[2]. В биологии — наружный покров позвоночных животных. Кожа защищает тело от широкого спектра внешних воздействий, участвует в дыхании, терморегуляции, обменных и многих других процессах. Кроме того, кожа представляет массивное рецептивное поле различных видов поверхностной чувствительности (боли, давления, температуры и т. д.). Кожа является самым большим по площади органом[3]. Площадь кожи у взрослого человека достигает 1,5—2,3 м²[4], масса 4-6 %, а вместе с гиподермой 16-17 % от общей массы тела[5].
Строение кожи
Кожа в разрезе Эпидермис и дерма кожи человека. Гистопрепарат окраска гематоксилин-эозинКожа состоит из эпидермиса, дермы и подкожно-жировой клетчатки (гиподермы).
- Эпидермис или
Самый нижний слой — базальный — располагается на базальной мембране и представляет собой 1 ряд призматического эпителия. Сразу над ним лежит шиповатый слой (3-8 рядов клеток с цитоплазматическими выростами), затем следует зернистый слой (1-5 рядов уплощенных клеток), блестящий (2-4 ряда безъядерных клеток, различим на ладонях и стопах) и роговой слой, состоящий из многослойного ороговевающего эпителия. Эпидермис также содержит меланин, который окрашивает кожу и вызывает эффект загара. - Дерма представляет собой соединительную ткань и состоит из 2-х слоев — сосочкового слоя, на котором располагаются многочисленные выросты, содержащие в себе петли капилляров и нервные окончания, и сетчатого слоя, содержащего кровеносные и лимфатические сосуды, нервные окончания, фолликулы волос, железы, а также эластические, коллагеновые и гладкомышечные волокна, придающие коже прочность и эластичность.
- Подкожно-жировая клетчатка состоит из пучков соединительной ткани и жировых скоплений, пронизанных кровеносными сосудами и нервными волокнами. Физиологическая функция жировой ткани заключается в накоплении и хранении питательных веществ. Кроме того, она служит для терморегуляции и дополнительной защиты внутренних органов.
Самый нижний слой — базальный — располагается на базальной мембране и представляет собой 1 ряд призматического эпителия. Сразу над ним лежит шиповатый слой (3-8 рядов клеток с цитоплазматическими выростами), затем следует зернистый слой (1-5 рядов уплощенных клеток), блестящий (2-4 ряда безъядерных клеток, различим на ладонях и стопах) и роговой слой, состоящий из многослойного ороговевающего эпителия. Эпидермис также содержит меланин, который окрашивает кожу и вызывает эффект загара.
Физиологическая функция жировой ткани заключается в накоплении и хранении питательных веществ. Кроме того, она служит для терморегуляции и дополнительной защиты внутренних органов.Помимо самой кожи в организме имеются её анатомические производные — образования, которые получают развитие из кожи и её зачатков. Различные выделения желёз, расположенных в коже, также являются частью наружного покрова организма.
Производные элементы (придатки)
Строение кожи человека и ее функции
Кожа – один из самых многофункциональных органов человека. Она также подвластна многочисленным факторам, что влияет на общее состояние. Зная строение кожи, ее функции и особенности, вы можете контролировать многие процессы в своем организме.
Говоря о человеческой коже и ее особенностях, стоит уделить большое внимание покрову на лице. Дело в том, что этот участок тела наиболее открыт, поэтому кожа здесь больше всего подвергается внешнему воздействию. Общее состояние кожи зависит от вашего образа жизни, привычек, питания и так далее.
Таким образом, вы сами можете контролировать, настолько хорошо сохраняется ваша внешность с возрастом.
Важные факты о человеческой коже:
- Это один из немногих органов, клетки которого отмирают и восстанавливаются сами по себе.
- На протяжении всей жизни около 20 кг кожи возобновляется.
- На коже присутствует около 5 миллионов волосков в среднем.
- От 3% до 8% веса всего тела человека – масса кожи.
- Кожа взрослого человека содержит около 65% влаги; у ребенка – почти 90%.
- Самая толстая и плотная кожа находится на ступнях; самая тонкая – на веках.
- Каждый квадратный миллиметр кожи содержит около 10 пор и 20 рецепторов.
- Особенное строение кожи человека делает ее самой сложной частью во всем организме.
Кожа связана практически со всеми внутренними органами человека. Этому способствует тот факт, что в ней находится огромное количество вен, артерий, капилляров, нервов и протоков желез (сальных и потовых). Именно поэтому от состояния кожи зависит общее состояние организма человека.
Прежде чем приступить к основной информации, обязательно посмотрите короткий информационный видеоролик. Это позволит вам предварительно ознакомиться с основным строением кожного покрова и его предварительными функциями:
Строение и функции кожи человека:
- Эпидермис – наружный слой.
Клетки эпидермиса расположены в несколько десятков слоев. Сами клетки сильно отличаются между собой, в зависимости от конкретного слоя. Так, например, верхняя часть эпидермиса состоит из отмерших клеток, которые постепенно отпадают, а им на замену приходят новые клетки из более глубоких слоев.
Этот процесс никогда не останавливается на протяжении всей человеческой жизни. Примечательно, что время обновления клеток зависит от конкретной части тела. То есть, от толщины кожи. Так, на локтях процесс занимает не больше 12 дней. Вы сами могли замечать, что локти как бы «лущатся».
А вот на стопах кожа обновляется в течение 30-35 дней.
Так называемые роговые (отмершие) клетки отыгрывают очень важную роль. Именно благодаря этому слою в организм не проникает излишнее тепло, а также вредоносные микроорганизмы. Эту же функцию выполняет специальное покрытие. Кислотная мантия, расположенная на самом верхнем слое эпидермиса, в свою очередь защищает роговые клетки от воздействия внешних факторов.
Медики, объясняя сложные процессы простым языком, называют это покрытие специальным кремом, который выделяется самим человеческим телом. Это кислотная среда, поэтому большинство бактерий отмирает в ней, так и не попадая в организм.
Не менее интересна функция самого нижнего слоя эпидермиса. Здесь выделяется специфический пигмент меланин, от которого напрямую зависит внешность человека. Дело в том, что, чем больше этого пигмента выделяет организм, тем темнее кожа.
Загар – прямой пример работы меланина. Это объясняется тем, что меланин выделяется гораздо активнее под воздействием ультрафиолета.
Именно функции и строение дали ответ на вопрос, как называется наружный слой кожи. Отсюда пошли и следующие названия.
- Дерма – второй слой.
В верхнем слое дермы заложены сальные железы. Они выделяют специальный сальный секрет, который проходит по каналам и порам, после чего образует на верхнем слое роговых клеток эпидермиса еще одну мантию. Бактерии, которые не отмирают в кислотной среде, не могут проникнуть дальше водно-жировой мантии, выделяемой сальными железами. Поэтому важно периодически устраивать очистку пор.
- Гиподерма – третий слой.
Эта часть отвечает по большей степени за защиту внутренней части организма.
Плотные волокна отвечают за дополнительную эластичность, защищая внутренние органы от внешнего механического воздействия. Жировая прослойка выполняет теплоизоляционную функцию. Благодаря ей внутри организма поддерживается нужная для нормального функционирования температура.
Количество определенных клеток и толщина слоев зависит от конкретной части тела. Средняя площадь кожи человека во взрослом возрасте составляет от 1.5 до 2 м, в зависимости от габаритов тела.
Плотность слоев кожи
Самый плотный слой человеческой кожи – сетчатый. Именно эта часть отвечает за упругость кожного покрова. Дело в том, что здесь содержится наибольшее количество эластичных волокон. Также данный слой является самым плотным по той причине, что здесь содержится наибольшее количество желез. В частности, сальные и потовые железы находятся именно здесь. Сальный секрет и пот выводится наружу по специальным каналам.
Сосочковый слой самый нежный. Это также объясняется количеством эластичных волокон.
Плотность подкожной жировой клетчатки напрямую зависит от ее толщины. В свою очередь толщина слоя зависит от части тела, в которой она расположена. Как и другие слои кожи, жировая прослойка выполняет отдельные функции. Так, например, на животе, ягодицах и ладонях этот слой развит особенно хорошо. Здесь толщина его увеличена, что, само собой, влияет и на плотность. Наименьшая толщина подкожной жировой клетчатки – на ушных раковинах и губах.
Основная функция этого слоя кожи – защитная. Он принимает на себя все внешние факторы воздействия, включая удары и ушибы. Как следствие, внутренние органы остаются в безопасности. Среди дополнительных функций жировой клетчатки стоит отметить термоизоляционную. Благодаря этому слою человеческое тело способно удерживать стабильную температуру, вне зависимости от внешних факторов при определенных условиях.
Какой слой кожи расходуется
Вы наверняка замечали, что во время тяжелой болезни масса и внешний вид человека сильно меняются. Первое, что приходит в голову – снижение веса объясняется резким снижением аппетита при болезни. На самом же деле причина в том, что клетки жировой клетчатки сильно расходуются во время борьбы с патологией и долго восстанавливаются. Это помогает организму быстрее перебороть злокачественные бактерии.
Обратите внимание!
Практика показывает, что кожный покров намного эластичнее у худощавых людей. У человека с большой массой жировая клетчатка намного толще, что влияет и на подвижность всего тела. При снижении веса тела сжигаются клетки нижнего слоя кожи. Как следствие, подвижность человека автоматически увеличивается.
Этот слой кожи является самым насыщенным, так как среди жировых клеток размещены железы, кровеносные сосуды, нервные окончания, лимфатические сосуды и волосяные фолликулы. В этом месте все перечисленные органы наиболее защищены от внешнего воздействия.
Основные функции кожи человека
Защитные:
- Механическая – все три слоя кожи так или иначе защищают организм от внешнего механического воздействия.
- Иммунологическая – определенные части слоев кожного покрова способствуют развитию иммунной системы в организме.
- Терморегуляторная – за эту функцию в основном отвечает подкожная жировая клетчатка. Но дерма и эпидермис также имеют в своем составе клетки, отвечающие за термоизоляцию организма.
- Регенераторная – клетки кожи самостоятельно отмирают и восстанавливаются. Это делает орган самым надежным во всем человеческом организме.
- Бактерицидная – бактерии, проникающие в здоровую кожу, отмирают уже на втором слое.
Обменные:
- Кожа непосредственно участвует в выделении половых гормонов человека.
- Синтез витамина D под воздействием ультрафиолетовых лучей.
- Витамин А копится в кожном покрове, откуда и проникает дальше в организм.
- Мышцы и печень отвечают за метаболические процессы в организме. Но кожа имеет не менее важную функцию, так как именно она влияет на водный, жировой, белковый, минеральный и углеводный процессы.
Кожа также является основным индикатором состояния человека. По ее внешнему виду можно определить такие эмоции, как страх, волнение, стеснение.
Разные эмоции провоцируют обильное потоотделение в конкретных участках, бледность, гиперемию (покраснение), пиломоторный рефлекс (проявление «гусиной кожи»), появление красных пятен по всему телу или в конкретном участке.
Было зафиксировано, что функции и общее состояние кожного покрова зависит от возраста человека. Например, работа органа наименее стабильна во время полового созревания. В этот период регенерационная функция практически не работает, сильно уменьшается или увеличивается влажность кожи (потовые железы работают намного медленнее или, наоборот, быстрее), организм подвержен внешним негативным факторам воздействия.
В этот период врачи рекомендуют принимать специальные препараты для улучшения состояния кожи или комплексы витаминов. Например, в это время витамин накапливается в кожном покрове намного хуже. Регулярное употребление препарата Роаккутана в таком случае позволить восстановить и оптимизировать баланс.
Обязательно обращайтесь к врачу, чтобы получить индивидуальную инструкцию к применению. Если вы принимаете таблетки в неподходящем количестве, вполне возможно проявление гипервитаминоза А, что только ухудшит состояние вашего кожного покрова.
Элементы состава кожи человека тесно связаны между собой. Так, малейшее нарушение одного из слоев может повлиять на работоспособность всего органа. Например, если количество эластичных волокон дермы снижается по какой-либо причине, поверхность эпидермиса становится бугристой. Текстура меняется практически сразу.
Кожа, как один из органов чувств
Нос, глаза, уши и рот приходят на ум сразу, как только речь заходит об органах человеческих чувств.
В этом случае кожа является очень недооцененным элементом. Дело в том, что именно этот орган является самым большим и чувствительным. Кожный покров предупреждает нас о любых видах опасности. Благодаря нервным окончаниям мы чувствуем разные виды и уровни боли. Благодаря этому мозг распознает степень опасности для организма в той или иной ситуации.
Этот процесс объясняется наличием во всех слоях кожи нервных окончаний, которые в свою очередь связаны с головным и косным мозгом. Благодаря этому сигнал об опасности поступает в организм незамедлительно.
Строение и функции кожи человека показывают нам, что за этим органом нужно следить особенно внимательно, так как он является наружным. Именно поэтому врачи категорически запрещают давить любые прыщи и угри самостоятельно, а также рекомендует сразу же обрабатывать специальными средствами любые повреждения.
Примечательно, что, чем моложе кожа, тем больше полезных функций она выполняет. Смотрите, почему кожа стареет, и как вы можете замедлить процесс:
youtube.com/embed/acbQNcbp6yQ” frameborder=”0″ allowfullscreen=”allowfullscreen”/>Особенности строения кожи делают ее довольно сложным органом. А учитывая размеры, следует вывод, что беречь кожу нужно особенно тщательно. Обращайтесь к специалистам, при первом же появлении проблем с кожным покровом. Так как в дальнейшем такие патологии могут привести к более серьезным проблемам.Химический состав кожи – quality21
Роговой слой и эпидермис обладают несколько различными химическими составами. Во внутреннем слое, например, содержится немало глюкозы, гликогена, полисахаридов. В эпидермисе крайне мало липидов. Холестерину, как правило, сопутствуют жирные кислоты и эргострол. В небольшом количестве присутствуют также фосфолипиды.
В наличии также сульфгидрильные группы, белок, пептиды, аминокислоты. Клетки основного слоя включают в свой состав рибонуклеиновую и дезоксирибонуклеиновую кислоту. Правда, содержатся они в малых количествах. Еще меньше этих веществ в потовых железах.
Кожа богата катализирующими ферментами. Среди них: цитохромодиксидаза, цитохромдегидрогеназа, щелочная фосфатаза, гиалуронидаза, тирозиназа. Живые клетки эпидермиса богаты глюкатионом, меланином, каротиноидным пигментом, аскорбиновой кислотой, минеральными солями. Причем калий разлагается вне клеток, а магний и натрий – внутри клеток.
Под кератинизацией клеток эпидермиса следует понимать оксиюдацию цистеина, которая приводит к образованию цистина. Кератин является, по сути, очень резистентным склеропротеином. В одной его молекуле содержится 18 аминокислот, преобладает тирозин и цистин. Кератином мягкого типа богат эпидермис кожи. Плотный кератин наполняет придатки кожи – волосы, ногти.
Поверх эпидермиса расположена водно-жировая эмульсионная пленка. В ее состав входит пот, жирные кислоты, кожное сало, провитамин эргокальциферола. Этот слой необходим для того, чтобы защитить кожу от избытка пота и влаги, предотвратить ее высыхание. Без водно-жировой пленке коже было бы труднее справляться с перепадами температуры окружающей среды, сопротивляться патогенным микроорганизмам.
Эта пленка обеспечивает стерилизацию кожи.
Кожа на 60% состоит из воды. Наибольшее содержание воды наблюдается в коже детей. У людей среднего возраста в коже воды не так много. У пожилых людей и стариков наблюдается повышенное содержание воды в коже. В коже, помимо всего прочего, присутствует свинец, магний, марганец, цинк, медь, железо, титан, сурьма, алюминий, серебро и т.д.
В коллагеновых волокнах содержится 98,8% всех белков, входящих в состав кожи. Эти белки состоят из десяти разных аминокислот. Преобладают среди них пролин, оксипролин и глицин. Основу эластичных волокон составляют моноаминовые кислоты, ацидофильный эластин и тирозин (небольшое количество).
Изменение цвета кожи человека | Программа «Происхождение человека» Смитсоновского института
Перейти к основному содержанию Меню часто задаваемые вопросы Поддержите нашу работуФорма поиска
Поиск
- Исследования эволюции человека
- Климат и эволюция человека
- Влияние климата на эволюцию человека
- Выживание адаптируемого
- Восточноафриканские исследовательские проекты
- Блог Olorgesailie Field
- Проект бурения Олоргесайли
- Приключения в Рифтовой долине: интерактивные
- Канам, Кения
- Канджера, Кения
- Ол Педжета, Кения
- Олоргесайли, Кения
- Эволюция человеческих инноваций
- Азиатские исследовательские проекты
- “Хоббиты” на Флоресе, Индонезия
- Древнейшие люди в Китае
- Бозе, Китай
- Антропоцен: эпоха людей
- Fossil Forensics: Interactive
- Что нового в происхождении человека?
- Цифровой архив зубов копытных и хищных животных
- Климат и эволюция человека
- Свидетельства эволюции человека
- Поведение
- Поведение приматов
- Следы
- Каменные инструменты
- Получение еды
- Переноска и хранение
- Очаги и укрытия
- Захоронение
- Информация о записи
- Изготовление одежды
- Искусство и музыка
- Окаменелости человека
- Виды
- Окаменелости
- Mystery Skull Интерактивные
- Шанидар 3 – Скелет неандертальца
- 3D Коллекция
- Артефакты
- Окаменелости
- Приматы
- Другие животные
- Генетика
- Изменение цвета кожи человека
- Древняя ДНК и неандертальцы
- Один вид, живущий по всему миру
- Знакомства
- Временная шкала Интерактивная
- Семейное древо человека
- Снимки во времени
- Поведение
- Характеристики человека
Совершенный цифровой человек | SkinGen, Skin, Morph, Makeup
Что такое CC3 Base Plus (CC3 +) и нужен ли CC3 + для использования SkinGen и Ultimate Morphs?
CC3 + – это новое поколение базы символов CC, представленное в версии 3.
3, с улучшенной топологией, улучшенным скин-ригом и оптимизированным UV расположением деталей текстуры; CC3 + дает вам полное визуальное обновление для цифрового дизайна человека. Узнать больше
Где взять персонажей CC3 +?
После обновления CC3.3 персонажи и морфы по умолчанию разработаны на базе CC3 +. Есть два бесплатных образца CC3 + – Калеб и Кэтрин, которые также можно найти в галерее контента.На основе Ultimate Digital Human 4-in-1 Bundle и Headshot Plug-in можно создать больше высококачественных персонажей CC3 +.
Могу ли я преобразовать существующие символы CC в CC3 +?
В CC3.3 вы можете использовать инструмент преобразования символов для обновления символов с CC1 / CC3 до CC3 +. Для пользователей с большим набором символов CC1 или CC3 доступен пакетный конвертер для преобразования символов, хранящихся в выбранных папках.
Узнать больше
Является ли SkinGen бесплатным обновлением для Character Creator 3?
Да, SkinGen – это встроенная функция для Character Creator 3 Pipeline и Character Creator 3 для iClone. См. Обзор функций в таблице выше.
В чем разница между SkinGen и редактором внешнего вида CC1?
Когда редактор внешнего вида был впервые представлен в Character Creator 1 (2014), он включал в себя один инструмент Substance, охватывающий функции как кожи, так и макияжа.Однако интегрированный подход ограничивал гибкость смешивания ресурсов и вызывал проблемы с производительностью. Чтобы устранить этот структурный барьер, Reallusion построил архитектуру стека слоев, подобную Photoshop, для синтеза текстур высокого разрешения.
SkinGen использует множество специализированных инструментов для определенных функций, чтобы уменьшить влияние на производительность при настройке атрибутов на одном уровне.
SkinGen разработан для сверхреалистичных шейдеров Digital Human и включает в себя лучшие ресурсы сканирования, лицензированные TexturingXYZ, для непревзойденного реализма кожи.
Совместимы ли Skin, Makeup и Morph Pack с бесплатной утилитой SkinGen?
Да, пакеты Skin и Makeup полностью функциональны без надстройки SkinGen Premium. Пакет Morph совместим с новой базой CC3.3, которая предоставляется бесплатно с выпуском CC3.3.
Какие цены на товары? Какие-нибудь специальные предложения для участников?
Настоятельно рекомендуемый комплект:
Прейскурантная цена продукта:
- Плагин SkinGen Premium: $ 99
- Пакет “Реалистичная кожа человека”: $ 99
- Набор для макияжа и спецэффектов: $ 79 Набор
- Ultimate Morphs: $ 99
Reallusion предлагает стоимость членства / повышения класса обслуживания как обычно; пожалуйста, не забудьте сначала авторизоваться, чтобы увидеть цену.
Ultimate Digital Human 4-in-1 Bundle – лучшее предложение для всех пользователей CC3. Он включает эксклюзивный бонусный набор символов анатомии (стоимость 720 долларов).
Для пользователей, которые не знакомы с Character Creator, Ultimate Digital Human Creation Bundle предлагает им комплексное решение «все в одном» для начала работы.
Могу ли я экспортировать персонажей, созданных с помощью текстур SkinGen, в другие инструменты 3D?
Да, конечно.Динамические материалы SkinGen можно запечь или сплющить как текстуры изображения и экспортировать вместе с персонажем в другое программное обеспечение для 3D. Помимо прямой совместимости с iClone, все текстуры, шейдеры и параметры SkinGen будут перенесены в Unreal Engine через плагин автоматической настройки для Unreal.
Протеом человека в коже
АНДНО
Поле
Все название гена Класс белка Uniprot ключевое слово Хромосома Внешний идентификатор Оценка надежности ткань (IHC) Оценка надежности мышиный мозг Оценка надежности клеток (ICC) Белковый массив (PA) Вестерн-блот (WB) Иммуногистохимия (IHC) Иммуноцитохимия (ICC) Местоположение секретома Местоположение клеток Субклеточная аннотация (ICC) Расположение клеток Субклеточная аннотация (ICC) (ICC) Фаза пика субклеточного клеточного цикла Экспрессия ткани (IHC) Категория ткани (РНК) Категория типа клеток (РНК) Категория линии клеток (РНК) Категория рака (РНК) Категория области мозга (РНК) Категория клеток крови (РНК) Категория клеток крови (РНК) Категория мозга мыши (РНК) Категория мозга свиньи (РНК) Прогностический рак Метаболический путьСводка доказательств Доказательства UniProt Нет доказательствProt доказательствHPA доказательстваMS доказательстваС антителами Имеются данные о белках Сортировать по
Класс
, антигенные белки группы крови, гены, связанные с раком, гены-кандидаты, гены сердечно-сосудистых заболеваний, маркеры CD, белки, связанные с циклом лимонной кислоты, гены, связанные с заболеваниями, ферменты, одобренные FDA, рецепторы, сопряженные с G-белками.
Белки Рибосомные белки Белки, родственные РНК-полимеразе Факторы транскрипции Транспортеры Ионные каналы, управляемые напряжением
Подкласс
Класс
Биологический процесс Молекулярная функция Болезнь
Ключевое слово
Хромосома
12345678910111213141516171819202122MTUnmappedXY
Надежность
ПовышеннаяПоддерживается ОдобреноНеопределено
Надежность
Поддерживается Одобрено
Надежность
ПовышеннаяПоддерживается УтвержденоНеопределено
Подтверждение
Поддерживается УтвержденоНеопределено
Проверка
Enhanced – CaptureEnhanced – GeneticEnhanced – IndependentEnhanced – OrthogonalEnhanced – РекомбинантнаяПоддерживаемаяПодтвержденнаяНеопределенная
Проверка
Enhanced – IndependentEnhanced – OrthogonalSupportedApprovedUncertain
Проверка
Enhanced – GeneticEnhanced – IndependentEnhanced – РекомбинантнаяПоддерживаемаяПодтвержденнаяНеопределенная
Аннотация
Внутриклеточно и мембранно, секретно – неизвестное местоположение, секретируется в мозге, секретируется в женской репродуктивной системе, секретируется в мужской репродуктивной системе, секретируется в других тканях, секретируется в кровь, секретируется в пищеварительную систему, секретируется во внеклеточном матриксе
Место
актина filamentsAggresomeCell JunctionsCentriolar satelliteCentrosomeCleavage furrowCytokinetic bridgeCytoplasmic bodiesCytosolEndoplasmic reticulumEndosomesFocal адгезия sitesGolgi apparatusIntermediate filamentsKinetochoreLipid dropletsLysosomesMicrotubule endsMicrotubulesMidbodyMidbody ringMitochondriaMitotic chromosomeMitotic spindleNuclear bodiesNuclear membraneNuclear specklesNucleoliNucleoli фибриллярный centerNucleoli rimNucleoplasmPeroxisomesPlasma мембрана
Гены, ответственные за разнообразие цветов кожи человека, идентифицированных – ScienceDaily
человека населения имеют широкую палитру кожи тонов.
Но до сих пор было показано, что лишь несколько генов способствуют нормальному изменению цвета кожи, и они были обнаружены в основном в ходе исследований европейского населения.
Исследование различных африканских групп, проведенное генетиками из Пенсильванского университета, выявило новые генетические варианты, связанные с пигментацией кожи. Полученные данные помогают объяснить широкий диапазон цветов кожи на африканском континенте, проливают свет на эволюцию человека и дают представление о генетических факторах риска таких состояний, как рак кожи.
«Мы определили новые генетические варианты, которые вносят свой вклад в генетическую основу одного из самых поразительно изменчивых признаков у современных людей», – сказала Сара Тишкофф, профессор в области интеграции знаний Пенсильвании и профессор генетики и биологии Университета Дэвида и Лин Сильфен. в Медицинской школе Перельмана и Школе искусств и наук. “Когда люди думают о цвете кожи в Африке, большинство думают о более темной коже, но мы показываем, что в Африке существует огромное количество вариаций, от кожи такой же светлой, как у некоторых азиатов, до самой темной кожи на глобальном уровне и всего, что между ними.
.Мы идентифицируем генетические варианты, влияющие на эти черты, и показываем, что мутации, влияющие на светлую и темную кожу, существовали очень давно, еще до появления современных людей ».
Результаты опубликованы в журнале Science . Тишкофф, старший автор, сотрудничал с первым автором и сотрудником лаборатории Николасом Кроуфордом, докторантом, и многопрофильной международной командой.
Тишкофф давно изучает генетику африканских популяций, обращая внимание на такие черты, как рост, толерантность к лактозе, чувствительность к горькому вкусу и высотная адаптация.Цвет кожи стал интересным признаком ее опыта работы на континенте и наблюдения за разнообразием групп.
«Цвет кожи – это классическая изменчивая черта человека, и она считается адаптивной», – сказал Тишкофф. «Анализ генетической основы изменения цвета кожи проливает свет на то, как развиваются адаптивные черты, в том числе те, которые играют роль в риске заболеваний».
Пигментация как светлой, так и темной кожи дает преимущества: например, считается, что более темная кожа помогает предотвратить некоторые негативные воздействия ультрафиолетового излучения, тогда как более светлая кожа лучше способна стимулировать синтез витамина D в регионах с низким уровнем воздействия ультрафиолета.
.
Чтобы объективно зафиксировать диапазон пигментации кожи в Африке, Тишкофф и его коллеги использовали измеритель цвета для измерения коэффициента отражения света от кожи более 2000 африканцев из этнически и генетически разнообразных популяций. Измерения снимали с внутренней стороны руки, когда солнце было минимальным. Измерения могут быть использованы для определения уровней пигмента меланина кожи. Они получили ряд измерений; Самая темная кожа наблюдалась у нило-сахарских скотоводов в Восточной Африке, а самая светлая кожа наблюдалась у популяций охотников-собирателей сан в южной Африке.
Исследователи получили генетическую информацию от почти 1600 человек, изучив более 4 миллионов однонуклеотидных полиморфизмов в геноме, места, где код ДНК может отличаться на одну «букву». Из этого набора данных исследователи смогли провести общегеномное ассоциативное исследование и обнаружили четыре ключевых области генома, где вариации тесно коррелировали с различиями в цвете кожи.
Регион с наиболее сильными ассоциациями находился в районе гена SLC24A5 , один вариант которого, как известно, играет роль в светлом цвете кожи у европейцев и некоторых южноазиатских популяций и, как полагают, возник более 30 000 лет назад.Этот вариант был распространен в популяциях в Эфиопии и Танзании, которые, как известно, имели происхождение из Юго-Восточной Азии и Ближнего Востока, что позволяет предположить, что он был занесен в Африку из этих регионов и, исходя из его частоты, мог быть положительно выбран.
Другая область, которая содержит ген MFSD12 , имела вторую по значимости ассоциацию с пигментацией кожи. Этот ген экспрессируется на низком уровне в депигментированной коже у людей с витилиго, состоянием, при котором кожа теряет пигмент на некоторых участках.
«Я все еще помню« ах-ха! » момент, когда мы увидели, что этот ген был связан с витилиго, – сказал Кроуфорд. «Именно тогда мы узнали, что нашли что-то новое и захватывающее».
Команда обнаружила, что мутации в этом гене и вокруг него, которые были связаны с темной пигментацией, присутствовали с высокой частотой в популяциях нило-сахарского происхождения, у которых, как правило, очень темная кожа, а также во всех популяциях к югу от Сахары, за исключением народа сан. , у которых кожа светлее. Они также идентифицировали эти варианты, а также другие варианты, связанные с темной пигментацией кожи, в популяциях южноазиатских индейцев и австрало-меланезийцев, у которых, как правило, самая темная окраска кожи за пределами Африки.
«Происхождение таких черт, как текстура волос, цвет кожи и рост, которые характерны для некоторых коренных народов Меланезии и Австралии и некоторых африканцев к югу от Сахары, долгое время оставалось загадкой». – сказал Тишков. «Некоторые утверждали, что они независимо развили эти мутации из-за конвергентной эволюции, но наше исследование обнаруживает, что в генах, связанных с цветом кожи, у них есть те же варианты, которые связаны с темной кожей, как и у африканцев.
«Наши данные согласуются с предполагаемым событием ранней миграции современных людей из Африки вдоль южного побережья Азии в Австрало-Меланезию и вторичной миграцией в другие регионы.Однако также возможно, что существовала одна африканская исходная популяция, которая содержала генетические варианты, связанные как со светлой, так и с темной кожей, и что варианты, связанные с темной пигментацией, сохранялись только у жителей Южной Азии и австрало-меланезийцев и были потеряны у других евразийцев из-за естественный отбор ».
Также представляло интерес то, что генетические варианты MFSD12 , OCA2 и HERC2 , связанные со светлой пигментацией кожи, наиболее часто встречались в африканской популяции сан, которая имеет самые старые генетические линии в мире, а также в Европейцы.
MFSD12 высоко экспрессируется в меланоцитах, клетках, вырабатывающих меланин. Чтобы проверить роль гена в пигментации кожи, исследователи заблокировали экспрессию гена в клетках в культуре и обнаружили увеличение выработки эумеланина, типа пигмента, отвечающего за черный и коричневый цвет кожи, волос и глаз.
Выключение гена у рыбок данио привело к потере клеток, вырабатывающих желтый пигмент. А у мышей отключение гена изменило цвет их шерсти с агути, вызванного волосками с красно-желтым пигментом, до однородного серого цвета за счет прекращения производства феомеланина, типа пигмента, который также встречается у людей.
«Помимо одного исследования, показывающего, что MFSD12 был связан с поражениями витилиго, мы больше ничего об этом не знали, – сказал Кроуфорд, – поэтому эти функциональные тесты были действительно важны».
«Мы вышли за рамки большинства полногеномных ассоциативных исследований, чтобы провести функциональные анализы, – сказал Тишкофф, – и обнаружили, что отключение MFSD12 резко повлияло на пигментацию рыб и мышей. Это указывает на то, что это очень консервативная черта у всех видов.
«Мы не знаем точно, почему, но блокирование этого гена приводит к снижению выработки феомеланина и увеличению выработки эумеланина», – добавил Тишкофф.
«Мы также показали, что африканцы имеют более низкий уровень экспрессии MFSD12, что имеет смысл, поскольку низкие уровни гена означают большее производство эумеланина».
Соавтор работы Майкл Маркс, профессор кафедры патологии, лабораторной медицины и физиологии Детской больницы Филадельфии и Пенсильванского университета, продемонстрировал, что ген MFSD12 влияет на пигментацию эумеланина по-новому. В отличие от других генов пигментации, которые экспрессируются в основном в меланосомах, органеллах, в которых вырабатывается меланин, MFSD12 экспрессируется в лизосомах, органеллах, отличных от меланосом, которые продуцируют эумеланин.
«Наши результаты предполагают, что должна существовать какая-то еще не охарактеризованная форма перекрестного взаимодействия между лизосомами и меланосомами, которые производят эумеланины», – сказал Маркс. «Понимание того, как это работает, может дать новые идеи о способах манипулирования пигментацией кожи в терапевтических целях.
«Кроме того, – сказал Маркс, – тот факт, что потеря экспрессии MFSD12 имела противоположные эффекты на два типа меланинов, увеличивая выработку эумеланина при подавлении феомеланина,» предполагает, что меланосомы, вырабатывающие феомеланины, могут быть в большей степени связаны с лизосомами, чем те.
которые производят эумеланин.«
Дополнительные ассоциации с цветом кожи были обнаружены в генах OCA2 и HERC2 , которые были связаны с изменением цвета кожи, глаз и волос у европейцев, хотя выявленные мутации являются новыми. Мутации в OCA2 также вызывают форму альбинизма, которая чаще встречается у африканцев, чем у других популяций. Исследователи наблюдали генетические варианты в соседнем гене HERC2 , который регулирует экспрессию OCA2 .В пределах OCA2 они идентифицировали вариант, распространенный у европейцев и San, который связан с более короткой версией белка с измененной функцией. Они наблюдали сигнал балансирующего отбора OCA2 , что означает, что две разные версии гена сохраняются, в данном случае более 600000 лет.
«Это говорит нам, – сказал Тишкофф, – что, вероятно, существует некоторая селективная сила, поддерживающая эти два аллеля. Вероятно, что этот ген играет роль в других важных аспектах физиологии человека.
«
Последняя генетическая область, которая, как обнаружили исследователи, связана с пигментацией кожи, включала гены, которые играют роль в реакции на ультрафиолетовое излучение и риске меланомы. Главным геном-кандидатом в этой области является DDB1 , участвующий в репарации ДНК после воздействия УФ-излучения.
«Африканцы не очень часто болеют меланомой», – сказал Тишкофф. «Варианты рядом с этими генами наиболее высоки в популяциях, которые живут в районах с наивысшей интенсивностью ультрафиолетового излучения, поэтому имеет смысл, что они могут играть роль в защите от ультрафиолета.«
Мутации, идентифицированные командой, играют роль в регуляции экспрессии DDB1 и других близлежащих генов.
«Хотя мы еще не знаем механизма, с помощью которого DDB1 влияет на пигментацию, интересно отметить, что этот ген, который является высококонсервативным у разных видов, также играет роль в пигментации растений, таких как помидоры», – сказал Тишков.
Команда увидела доказательства того, что эта область генома была сильной мишенью естественного отбора за пределами Африки; мутации, связанные со светлым цветом кожи, достигли почти 100-процентной частоты у неафриканцев, что является одним из немногих примеров «выборочной зачистки» у всех евразийцев; возраст селективного зачистки оценивался примерно в 60 000–80 000 лет, примерно во время миграции современного человека из Африки.
Еще один вывод из этой работы – более широкая картина эволюции цвета кожи у людей. Большинство генетических вариантов, связанных со светлой и темной пигментацией, из исследования, по-видимому, возникли более 300000 лет назад, а некоторые возникли примерно 1 миллион лет назад, задолго до появления современных людей. Более старая версия этих вариантов во многих случаях была связана с более светлой кожей, предполагая, что, возможно, у людей была умеренно пигментированная кожа, а не темная пигментация.
«Если бы вы побрили шимпанзе, у него была бы светлая пигментация», – сказал Тишкофф, – «поэтому имеет смысл, что цвет кожи у предков современных людей мог быть относительно светлым.
Вполне вероятно, что когда мы потеряли шерсть, покрывающую нашу тела и переместились из лесов в открытую саванну, нам нужна была более темная кожа. Мутации, влияющие как на светлую, так и на темную кожу, продолжали развиваться у людей даже в течение последних нескольких тысяч лет ».
Тишкофф отметил, что работа подчеркивает разнообразие африканских популяций и отсутствие поддержки биологических представлений о расе.
«Многие из генов и новых генетических вариантов, которые, как мы определили, связаны с цветом кожи, возможно, никогда не были обнаружены за пределами Африки, потому что они не так сильно изменчивы», – сказал Тишкофф. «В Африке так много разнообразия, что не всегда ценится. Не существует такого понятия, как африканская раса. Мы показываем, что цвет кожи на африканском континенте чрезвычайно изменчив и что он все еще развивается. Кроме того, в большинстве случаев связаны генетические варианты. со светлой кожей возник в Африке.«
Модель кожи заменяет эксперименты над людьми – ScienceDaily
Содержание влаги в коже человека влияет на ее характеристики.
Добавление влаги смягчает кожу и меняет ее внешний вид. Это можно увидеть, например, в работе своими руками: тонкий слой пота помогает лучше держать руку при использовании молотка или отвертки; однако из-за чрезмерного потоотделения инструменты могут соскользнуть. Влага вызывает набухание верхнего слоя кожи (рогового слоя). Он становится более мягким и гладким, что обеспечивает большую площадь контакта, что увеличивает трение.Однако слишком большое трение может иметь отрицательный эффект. Результат: волдыри на ногах или руках, раздражение или сыпь. Такие реакции часты и, соответственно, нежелательны, особенно в отношении тканей, которые покрывают нашу кожу.
Для проверки взаимодействия кожи и тканей были привлечены добровольцы, которых попросили потереться кожей о исследуемый материал. После этого можно было определить, как кожа на него реагирует. Это может быть дорогостоящим и трудоемким, иногда болезненным и сопряженным с определенным риском для добровольцев.Текстиль также по-разному реагирует на влажность поверхности кожи.
Небольшое потоотделение при ходьбе, сильное потоотделение при занятиях спортом на выносливость или бегом домой во время летнего ливня: все оказывает влияние.
Предварительные испытания с использованием модели вместо людей
В будущем добровольцам больше не нужно будет тереться о футболку. Исследователь EMPA Агнешка Домбровска разработала модель кожи, которая может точно имитировать характеристики человеческой кожи и может воспроизводить ее поведение при трении о текстильные изделия в сухих и увлажненных условиях.В будущем эту модель можно будет использовать для разработки текстильных изделий, а также других материалов, которые могут напрямую контактировать с кожей человека. В этих условиях модель меняет свои характеристики точно так же, как и настоящая человеческая кожа, и, таким образом, может дать первоначальное представление, не подвергая людей риску травм или вреда.
Поверхность модели кожи изменяется точно так же, как и натуральная кожа: она набухает при контакте с водой и, таким образом, становится более гладкой и мягкой.
Конечно, все еще необходимо «испытать это» на натуральной коже при последующей разработке текстиля, но неподходящие текстильные материалы могут быть сначала отклонены на ранней стадии удобно, без риска и без больших затрат и усилие.
Мармеладный мишка делает это возможным
Основа модели – стандартный желатин, который Агнешка Домбровская заливает слоем хлопка. Однако нормальный желатин растворяется при контакте с водой. Чтобы предотвратить это, Домбровска добавляет процесс сшивки, при котором полимерные цепи соединяются посредством химической реакции.Это удерживает молекулы вместе и предотвращает растворение окончательной модели кожи. «Изначально я хотела работать с кератином», – говорит Домбровска. Кератин – это нерастворимый в воде волокнистый белок кожи. Но продукт крайне дорогой. «Желатин имеет те же характеристики, что и кератин, но намного дешевле», – говорит Домбровска. «Есть также исследователи, которые проводили предварительные эксперименты, например, с мармеладными мишками».
Они также набухают при контакте с водой – точно так же, как человеческая кожа.Модель из желатина стоит всего несколько швейцарских франков по сравнению с моделью из кератина, которая может быстро вырасти до нескольких тысяч франков.
Исследователь EMPA Домбровска делает еще один шаг вперед: в настоящее время модель зависит от внешнего источника воды, но скоро это изменится. Ее команда хотела бы, чтобы искусственная кожа потела через несколько пор, чтобы еще на шаг приблизить реальность.
История Источник:
Материалы предоставлены Швейцарскими федеральными лабораториями материаловедения и технологий (EMPA) . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.
Цвет кожи человека
2
Криминалистика: новый инструмент предсказывает цвет глаз, волос и кожи по образцу ДНК неустановленного лица
14 мая 2018 г. – Международная группа разработчиков разработала новый инструмент для точного прогнозирования цвета глаз, волос и кожи на основе биологического материала человека – даже небольшого образца ДНК – например, оставленного на месте преступления или.
..
Дети рассматривают поведение и психологические характеристики людей в зависимости от окружающей среды
23 января 2018 г. – Новое исследование показало, что дети в возрасте от 5 до 6 лет рассматривают окружающую среду, а не цвет кожи, как наиболее важный фактор, определяющий свое поведение и психологические характеристики. Эти …
В учебниках для медицинских школ необходимо больше разнообразия
1 марта 2018 г. – Изображение расы и оттенка кожи в учебниках по анатомии, широко используемых в медицинских школах Северной Америки, может способствовать расовым предубеждениям в лечении, новое исследование…
Татуировка и искусство ощущения кожи
18 июля 2019 – Искусство татуировки, возможно, нашло диагностический поворот. Группа ученых из Германии разработала постоянные кожные датчики, которые можно использовать в качестве художественных татуировок. Колориметрический аналитик …
Безболезненная повязка на коже собирает жидкость для диагностического тестирования
5 июня 2019 г.
– Хотя кровь содержит множество потенциальных биомаркеров болезней, получить и проанализировать ее может быть непросто.Пациенты испытывают беспокойство, когда приходится воткнуть большую иглу …
Использование солнцезащитного крема может улучшить здоровье кровеносных сосудов
7 апреля 2019 г. – Новое исследование показывает, что солнцезащитный крем защищает кровеносные сосуды кожи от вредного воздействия ультрафиолетового излучения (УФИ), защищая от расширения кровеносных сосудов. Пот на …
Почему люди испытывают сезонные изменения кожи
Мар.7, 2018 – Новое исследование предоставляет информацию, которая может помочь объяснить, почему многие люди испытывают экзему и сухость кожи в …
Кожные заболевания встречаются чаще, чем мы думаем
20 марта 2019 г. – Кожные заболевания занимают четвертое место среди наиболее частых причин болезней человека, но многие больные не обращаются к врачу. Новое исследование оценивает распространенность кожных заболеваний за пределами .