Монти Лиман - Сафари по коже. Удивительная жизнь органа, который у всех на виду

Под эпидермисом находится совершенно другой слой – дерма. Дерма составляет большую часть толщины кожи, и в ней происходит очень разнообразная активность. Представьте, что эпидермис – это крыша завода, с которой можно заглянуть в оживленный цех. Кабели нервных волокон и трубы кровеносных и лимфатических сосудов змеятся вокруг возвышающихся источников белка, а пространство вокруг них наполнено разнообразными рабочими – специализированными клетками.

Если кератиноциты – самые важные клетки эпидермиса, то в дерме это место отведено фибробластам – рабочим-строителям. Эти клетки производят белки, которые служат строительными лесами кожи: волокна коллагена придают коже силу и объем, а эластин позволяет ей растягиваться и восстанавливаться после деформаций. Пространство между этими несущими конструкциями заполнено гелеобразной матрицей, богатой живыми молекулами, например, гиалуроновой кислотой, которая несет множество функций, в том числе восстанавливает ткани после повреждений от солнца. Общая длина кровеносных сосудов в коже – одиннадцать миль [22] 17,703 км , этого достаточно, чтобы соединить Европу и Африку через Гибралтарский пролив. Сосуды доставляют питательные вещества развивающемуся эпидермису и многим специализированным структурам дермы.

В дерме находятся собственные миниатюрные органы кожи – потовые железы, сальные железы и волосяные луковицы, которые и определяют нашу кожу как человеческую. Если вы спросите у любой аудитории, что именно позволило нашему виду выжить, развиться и безоговорочно покорить планету, вы можете услышать в ответ «сложный мозг» или «противопоставленный большой палец», но человечества бы не случилось, если бы не уникальные, хотя и не слишком романтичные, свойства нашей кожи – отсутствие шерсти и способность потеть.

Независимо от температуры снаружи, нашему телу необходимо балансировать на тонкой линии между 36° C и 38° С, а температура выше 42 градусов для нас смертельна. Высокоразвитый, но чувствительный к жаре человеческий мозг не смог бы распространиться по всей планете без способности тела передвигаться на большие расстояния в жарком климате. Это было возможно только благодаря работе эккриновых потовых желез [23] Являются основными потовыми железами человека, которые располагаются практически по всей поверхности кожи, но особенно много их на ладонях и подошвах, а также на голове, и гораздо меньше на туловище и конечностях. . Этот вид потовых желез по форме напоминает длинные макаронины, один конец которых свернут в спираль в глубине дермы, а другой выходит к поверхности, заканчиваясь устьем. На коже около четырех миллионов этих желез, и все вместе они способны произвести буквально ведро пота ежедневно, а у некоторых людей выделяется три литра пота в час. В жаркие дни чувствительный гипоталамус отмечает повышение внутренней температуры тела и отправляет через автономные (работающие без участия сознания) нервы сигналы эккриновым железам, приказывая им вывести пот на поверхность кожи. Когда пот – по большей части состоящий из воды со следовыми количествами солей – оказывается на голой коже, он быстро испаряется. Процесс испарения удаляет высокоэнергетические, содержащие жар молекулы из организма, немедленно охлаждая кожу и кровеносные сосуды дермы. Охлажденная венозная кровь затем возвращается из кожи к органам, предотвращая опасный для жизни подъем температуры.

Эккриновые потовые железы есть по всей поверхности тела, но больше всего их на ладонях и ступнях. Тем не менее, эти области не выделяют много пота в ответ на жару или на нагрузку. Вместо этого железы на руках и ногах чутко реагируют на другой стимул для наших автономных нервов – на стресс. Это объясняет, почему у нас ладони становятся влажными независимо от температуры, когда мы сидим под дверью комнаты для собеседований. Возможно, это покажется неожиданным, но пот на ладонях и ступнях на самом деле увеличивает трение и способность кожи сцепляться с поверхностью, поскольку тело готовится вступить в схватку с врагом или взобраться на дерево. Пот нужен, в том числе, для самозащиты.

Но пот – только одна из составляющих терморегуляции кожи. Кровеносные сосуды дермы, на которые также воздействуют нервы, либо расширяются, чтобы отвести тепло от тела, либо сужаются, чтобы сохранить его. По сравнению с другими млекопитающими, на теле человека волосы практически отсутствуют, и это критично для испарения, с помощью которого мы теряем тепло. И напротив, когда нам нужно согреться, у нас может не быть толстого слоя меха, но волосяные луковицы начинают работать над созданием другого покрова. Волоски на нашей коже обычно просто лежат на ней, но, когда становится холодно, мышцы, поднимающие волос, которые прикрепляются к каждой волосяной луковице, сокращаются. Из-за этого сокращения волосы поднимаются, удерживая тонкий слой теплого воздуха у поверхности кожи и создавая временное укрытие. Термостат кожи ходит по тонкой грани, постоянно проверяя температуру и реагируя на нее, и этим поддерживает жизнь.

Другой тип потовых желез в дерме – апокриновые железы. Апокриновые железы физически устроены так же, как эккриновые, но их маслянистые выделения послужили в развитии человечества совершенно другой цели. Апокриновые железы находятся в подмышках, на сосках и в паху, что указывает на их явную роль в занятиях любовью.

Выделения апокриновых желез сами по себе не имеют запаха, но содержащийся в них коктейль из белков, стероидных гормонов и липидов – это настоящий пир для легионов бактерий, живущих на коже и перерабатывающих все это в не такой уж приятный запах тела. Долгое время считалось, что эти естественные «духи» содержат феромоны, химические соединения, которые запускают физическую или социальную реакцию у других людей. Хотя наука до сих пор не обнаружила молекул, которые могли бы повлиять на привлекательность, тем не менее, люди удивительно умело определяют «запах партнера». Если понюхать любимого человека, это запустит счастливые воспоминания и снизит уровень стресса [24] Hofer, M. K., Collins, H. K., Whillans, A. V. and Chen, F. S., ‘Olfactory cues from romantic partners and strangers influence women’s responses to stress’, Journal of Personality and Social Psychology, 114(1), 2018, p.1 .

Апокриновый пот – это еще и любовное зелье. Все указывает на то, что запах пота может играть роль в сексуальной готовности. В 2010 году в Университете Флориды исследователи предложили бесстрашным (ну или согласившимся за хорошее вознаграждение) мужчинам понюхать нестиранные футболки женщин-добровольцев. Интересно, что уровень тестостерона поднялся только у тех мужчин, кому достались футболки женщин, у которых была овуляция [25] Miller, S. L. and Maner, J. K., ‘Scent of a woman: Men’s testosterone responses to olfactory ovulation cues’, Psychological Science, 21(2), 2010, pp. 276–83 . Это «изучение потных футболок» впервые было проведено в 1995 году швейцарским ученым Клаусом Ведекиндом [26] Швейцарский биологический исследователь. , и оригинальный эксперимент показал потрясающие результаты. Сорок четыре участника-мужчины должны были не мыться и не менять футболку два дня. Затем футболки поместили в неподписанные коробки. Сорок девять женщин оценивали запах коробок, распределяя их по интенсивности, приятности и даже сексуальности. Результат был ошеломительным – оказалось, что женщин больше привлекал запах мужчин, гены главного комплекса гистосовместимости [27] Совместимость органов и тканей: например, при трансплантации совместимая ткань не отторгается организмом реципиента. (ГКС) которых отличались от их собственных [28] Wedekind, C., Seebeck, T., Bettens, F. and Paepke, A. J., ‘MHCdependent mate preferences in humans’, Proceedings of the Royal Society of London, Series B, Biological Sciences, 260(1359), 1995, pp. 245–9 . Эти гены отвечают за способность организма узнавать чужеродные молекулы (и, следовательно, опасных микробов), и они эффективно определяют рамки нашего иммунитета. У одного человека не может быть полного набора этих генов, вместо этого по человеческой популяции распределено бесчисленное количество вариаций. Такое разнообразие означает, что любой существующий микроорганизм будет опознан иммунной системой, по меньшей мере, нескольких человек и, например, эпидемия нового вида гриппа никогда не сможет уничтожить все человечество. Выбор партнера с непохожими генами имеет очевидное значение с точки зрения предотвращения близкородственной связи, но исследования показывают, что потомки партнеров с различными ГКС обладают более разнообразной и зачастую более сильной иммунной системой, чем дети от связи людей с более похожими генами ГКС [29] Kromer, J., Hummel, T., Pietrowski, D., Giani, A. S., Sauter, J., Ehninger, G., Schmidt, A. H. and Croy, I., ‘Influence of HLA on human partnership and sexual satisfaction’, Scientific Reports, 6, 2016, p.32550 . Вероятно, связь между кожей и носом, возможная благодаря апокриновым потовым железам, на самом деле может спасти нас от вымирания.