Структура отдельных слоев кожного покрова

Кожный покров (рис. 1) состоит из двух функционально и структурно различающихся слоев, имеющих различное происхождение: эпидермиса — клеточного слоя, возникающего из эктодермы, и дермы (кориума) — волокнистой соединительной ткани.

Эпидермис составляет 1%, дерма — 85% всей толщины кожного покрова и состоит из трехмерно переплетающихся коллагеновых волокон. Она связана с эпидермисом базальной мембраной и состоит из сосочкового слоя (на глубину залегания волоса) и лежащего под ним сетчатого слоя, образованного толстыми и прочными пучками волокон.

Вопрос о наличии между эпидермисом и дермой базальной мембраны и о ее природе до сих пор окончательно не решен. Предполагалось, что она имеет бесструктурный стекловидный характер.

Таблица 1

Рис. 1. Шкура крупного рогатого скота:

1 — верхний слой кожного покрова; 2, 3— сосочковый и сетчатый слои, составляющие дерму; 4 — подкожная соединительная ткань.

Рис. 2. Строение дермы:

1— основное вещество (матрица); 2 — коллагеновые волокна; 3 — эластиновые волокна; 4 — фибробласты.

Электронно-микроскопическое исследование базальной мембраны показало, что она состоит из 20±2 слоев, каждый из которых в свою очередь состоит из основного вещества и параллельно расположенных коллагеновых волокон. Базальная мембрана прочно связана с эпидермисом, но легко отделяется от дермы.

Дерма является основным слоем шкуры, расположенным непосредственно под эпидермисом, и состоит из достаточно сложных переплетений коллагеновых волокон, образующих так называемую вязь.

Дерма (рис. 2) состоит из трех основных элементов: клеток, основного (межуточного) вещества и волокнистых образований.

Клетки (фибробласты) представляют собой сложную систему и обусловливают строение дермы и ее возобновление, а также играют основную роль в обмене белков, жиров и углеводов. В них протекает биосинтез коллагена и элементов межуточного вещества.

Основное (межуточное) вещество, которое называют также цементирующим веществом, представляет собой гелеобразную массу с неоднородным химическим составом и низкомолекулярными составными частями крови, глюкопротеидами и белками еще неизвестного состава, и прежде всего комплексами белков с нейтральными и кислыми мукополисахаридами. Хорошо изучены кислые и нейтральные мукополисахариды, а также комплексы белков и мукополисахаридов, выделенные из основного вещества.

Волокнистые .образования дермы составляют главным образом волокна коллагена, а также ретикулина и эластнновые.

Коллаген в живом организме синтезируется в растворимой форме и представляет собой жесткие палочкообразные частицы, состоящие из трех спиральных полипептидных цепей, которые вместе свернуты в спираль. Эти трехспиральные частицы принято считать макромолекулами коллагена. Перемещаясь из клетки в межклеточное пространство, макромолекулы агрегируются в фибриллы, которые вначале могут растворяться в растворах нейтральных солей, например в 0,14—0,45 М раствора NaCl (проколлаген) или разбавленных кислот (тропоколлаген), но затем переходят в нерастворимое состояние в результате возникновенйя ковалентных внутри и межмолекулярных связей. Первые скрепляют между собой отдельные полипептидные цепи, а вторые — макромолекулы коллагена внутри фибрилл (рис. 3).

Рис. 3. Схема образования фибрилл коллагена в дерме.

Нерастворимая фибрилла — это форма, в которой коллаген выполняет в организме животного свои физиологические функции в качестве опорного и защитного вещества. Фибриллы коллагена имеют диаметр от 100 до 1000 А, и при рассмотрении в электронном микроскопе видна поперечная исчерченность с макропериодом около 700 А, который на снимках разделяется на 12—14 светлых и темных зон. В современном электронном микроскопе можно рассмотреть даже отдельные макромолекулы коллагена. Более крупные образования из нескольких пучков фибрилл называются волокнами. Диаметры волокон различных тканей неодинаковы, однако точно определить их величину невозможно, так как фибриллы постепенно переходят в пучки волокон. Кроме того, волокна или пучки волокон всегда разветвляются, причем ответвляющая часть объединяется с другими в новые пучки. Волокна коллагена расположены более или менее параллельно или находятся в беспорядочном трехмерном переплетении. Параллельное расположение волокон- характерно для сухожилий, трехмерное беспорядочное переплетение — для дермы шкур крупного рогатого скота.

Чтобы получить более полное представление о строении дермы, можно выделить следующие ее основные признаки:

ориентировка коллагеновых пучков по отношению к осям тела животного, то есть основная направленность пучков в шкуре и толщина дермы,— наиболее распространена вязь, составленная из двух систем пучков, направленных параллельно основным осям тела животного: продольной,— от головы к хвосту и поперечной —поперек туловища;

форма коллагеновых пучков — пучки могут быть прямолинейными, разветвленными, волнистыми и петлевидными (рис. 4, а). Вязь более однородна, когда преобладают пучки одной формы, или неоднородна, когда она составлена из пучков различной формы;
характер расположения пучков, то есть положение пучков по отношению к поверхности кожи (рис. 4,б), горизонтальное, когда коллагеновые пучки расположены пластами параллельно поверхности кожи; вертикальное, когда пучки расположены почти под прямым углом к поверхности кожи; ромбовидное, когда коллагеновые пучки расположены под острым углом относительно поверхности кожи;

характер переплетения пучков вязи (рис. 4,в) — простое, когда переплетение образуется при пересечении пучков между собой, и более сложное, когда переплетение образуется по типу расположения волокон в веревке или по типу петли.

Прочность вязи в целом зависит от расположения и формы пучков. .

Условно по прочности переплетения вязь разделяют на слабую, среднюю и сильную.

Волокна коллагена можно легко узнать и отличить от других волокнистых структур дермы или при помощи поляризационного микроскопа по двойному лучепреломлению или после желто-красного окрашивания, например по Ван-Гизону (кислый фуксин, пикриновая кислота), при помощи обычного светового микроскопа.

Рис. 4. Основные признаки, характеризующие волокнистую структуру кожевой ткани:

а —форма коллагеновых пучков: 1— прямолинейная; 2 — разветвленная; 3 — волнистая; 4 — петлевидная; б — расположение пучков: 1 — горизонтальное; 2 — вертикальное; 3 — ромбовидное; в — переплетение пучков: 1— простое; 2 — по типу переплетения волокон в веревке; 3 — по типу петли.

Ретикулиновые волокна, содержащиеся в дерме, тоньше коллагеновых и напоминают крупноячеистую, пространственно разветвленную структуру. Солями серебра они окрашиваются в черный цвет.

Эластиновые волокна по своему химическому составу, свойствам и функциям значительно отличаются от коллагеновых и ретикулиновых волокон. Эластиновыми волокнами их назвали за резиноподобную эластичность. В нативном состоянии эластин окрашивается в желтый цвет. Он более устойчив к действию кипящей воды, разбавленных кислот и оснований, чем коллаген. Эластиновые волокна в виде отдельных тонких нитей пронизывают дерму. Количество их по сравнению с коллагеновыми волокнами значительно меньше. Они составляют лишь около 1/70 количества коллагена.

Техническое значение дермы и в первую очередь коллагена огромно. Кожи вырабатываются из шкур животных, а желатин и клей — из коллагенеодержащих отходов и костей. В настоящее время появилась новая область применения коллагена — производство белковой колбасной оболочки. Сырьем для производства оболочки является гольевой спилок шкур крупного рогатого скота, который почти на 30% состоит из переплетений коллагеновых волокон.

Рис. 5. Топография шкуры крупного рогатого скота: 1—короток; 2 — чепрак (крупон); 3 — огузок; 4 — пола.

Конфигурация шкуры и свойства отдельных топографических участков ее зависят от метода съема шкуры с туши животного и качества выполнения этой операции. На рис. 5 представлена топография шкуры крупного рогатого скота, снятой с животного по основному в СССР методу пласта, заключающемуся в том, что шкуру снимают, сделав продольный разрез по белой, линии (середине живота) от шеи вниз к хребту и четыре разреза с внутренней стороны передних и задних ног с сохранением частей шкуры с головы и ног. При этом шкуру снимают также с хвоста на расстоянии не менее 8 см от его основания. Различают следующие топографические участки, которые идут на гольевой спилок: вороток — рыхлый и тягучий с большим количеством поперечных складок, чепрак (крупон) — наиболее плотная и толстая часть шкуры, отличающаяся, большой прочностью на разрыв и) малым удлинением при растяжении;! нижняя часть чепрака (огузок) — наиболее плотная и прочная часть шкуры; полы — части шкуры, снятые с брюшной полости животного, включая переднюю и заднюю лапы.
Здесь расположены наиболее тонкие и рыхлые участки шкуры— пашины (впадины у ног), которые отличаются наибольшим удлинением при растяжении.

Как видно из рис. 5, пласт шкуры состоит из неоднородных по строению, толщине и физико-механическим свойствам участков и по контуру имеет далеко выступающие в стороны ноги, хвост и голову (челку). Все это усложняет обработку гольевого спилка шкур крупного рогатого скота при производстве белковой колбасной оболочки. В процессе переработки сырья отдельные участки спилка с меньшей толщиной обрабатываются быстрее и интенсивнее, чем участки с большей толщиной. Для преодоления этого недостатка шкуры крупного рогатого скота на кожевенных заводах разрезают на отдельные элементы по соответствующим топографическим участкам, что облегчает пооперационную обработку спилка. Для получения белковой колбасной оболочки кожевенные заводы должны поставлять спилок с воротков и пол. Можно использовать также голову и припольные участки шкуры при условии качественного их мездрения и снятия лицевого слоя.