§ 10. Покровы тела у животных

Особый плотный и гибкий наружный слой цитоплазмы со специализированными мембранными структурами (альвеолами), расположенный под клеточной мембраной некоторых одноклеточных животных (инфузорий, эвглен).

• 1. Строение — каркас из белковых микрофиламентов и мембранных пузырьков, формирующий постоянную форму клетки.
• 2. Функция — защищает одноклеточный организм от механических воздействий и разрыва, обеспечивая эластичное сгибание при движении.

Покровная ткань многоклеточных животных, состоящая из одного или нескольких слоёв плотно прилегающих друг к другу клеток с почти полным отсутствием межклеточного вещества, подстилаемая базальной мембраной.

• 1. Особенности организации — не содержит кровеносных сосудов (питается диффузно из соединительной ткани), обладает колоссальной скоростью регенерации и деления клеток.
• 2. Функциональное многообразие — образует защитный барьер кожи, выстилает полости внутренних органов, формирует железы (слизистые, потовые, сальные) и несёт рецепторы.

Специализированные чувствительные нервные окончания или видоизменённые клетки в толще покровной ткани, способные воспринимать сигналы внешней среды и преобразовывать их в электрические нервные импульсы.

• 1. Типы чувствительности — тактильные (осязание и давление), терморецепторы (тепло и холод), болевые окончания и хеморецепторы.
• 2. Биологическая функция — мгновенное оповещение нервной системы о механических повреждениях, угрозе хищника или параметрах среды.

Прочный неклеточный защитный слой, синтезируемый и выделяемый наружу эпителиальными клетками беспозвоночных животных.

• 1. У червей — плотный эластичный белковый покров (у круглых червей-нематод и кольчатых червей), предохраняющий тело от высыхания и едких пищеварительных соков хозяина.
• 2. У членистоногих — сложный экзоскелет из полисахарида хитина, укреплённый белками и минеральными солями, служащий броней и каркасом для прикрепления мышц.

Эпителий (покровная ткань) — это специализированная ткань многоклеточных животных, которая покрывает тело снаружи, выстилает все внутренние полости органов (желудочно-кишечного тракта, дыхательных путей, сосудов) и образует большинство желёз. Клетки эпителия плотно прижаты друг к другу межклеточными контактами, лежат на белковой базальной мембране, лишены собственных кровеносных сосудов и обладают высокой способностью к регенерации после травм.

Основные морфологические и физиологические особенности покровов:

• Плотность клеточных рядов: минимальный объём межклеточного вещества создает механически непроницаемый барьер для бактерий, вирусов, ядов и пыли.
• Трофика и обновление: питание осуществляется диффузно через тканевую жидкость из нижележащей соединительной ткани (дермы), а постоянное деление стволовых клеток обеспечивает быстрое заживление ран.
• Наличие желёз: в эпителии расположены слизистые, потовые, сальные, пахучие и ядовитые железы, регулирующие смазку, защиту и терморегуляцию.
• Производные структуры: эпителий способен синтезировать кутикулу, раковины (у моллюсков), хитиновые щитки (у членистоногих), а также роговые чешуи, щитки, перья, волосы, когти, ногти и рога (у позвоночных).
• Сенсорная насыщенность: в покровах густо распределены рецепторы осязания, температуры и боли.

Слизь, обильно выделяемая железистыми клетками эпителия, выполняет широкий спектр жизненно важных функций:

• Гидродинамическая и механическая защита: снижает коэффициент трения тела о воду (у рыб) или о почву (у червей и улиток), увеличивая скорость плавания и облегчая зарывание.
• Антимикробная и защитная функция: содержит ферменты (лизоцим) и бактерицидные белки, уничтожающие болезнетворные микроорганизмы и споры грибков.
• Защита от хищников: делает тело животного чрезвычайно скользким, мешая захвату зубами и лапами хищника, а у некоторых видов (например, земноводных-древолазов) слизь насыщена сильнейшими ядовитыми токсинами.
• Облегчение кожного дыхания: у земноводных слизь растворяет атмосферный кислород, обеспечивая его диффузию в густую сеть капилляров влажной кожи.

Защита от переохлаждения строится на фундаментальных законах теплофизики:

• Воздушная теплоизоляционная прослойка: волосы шерстного покрова (особенно тонкий извитой подшёрсток) и перья (пуховые перья и пух) создают густую пространственную сеть, удерживающую неподвижный слой воздуха непосредственно у поверхности кожи.
• Низкая теплопроводность воздуха: сухой неподвижный воздух является одним из лучших природных теплоизоляторов; он препятствует передаче тепла от нагретого тела животного в холодную внешнюю среду.
• Мышечная терморегуляция: сокращение подкожных гладких мышц поднимает волосы и перья дыбом (пилоэрекция), что мгновенно увеличивает толщину воздушной прослойки в морозную или ветреную погоду.
• Водоотталкивающие свойства: перья смазываются жироподобным секретом копчиковой железы, предотвращающим намокание оперения и потерю тепла в холодной воде.

Сравнительный анализ покровов:

• У червей: покровы образованы однослойным эпителием, выделяющим наружу гибкую белковую кутикулу и слизь. У кольчатых червей эпителий срастается с продольными и кольцевыми мышцами, формируя кожно-мускульный мешок; кутикула препятствует истиранию о почву, но покровы остаются мягкими и участвуют в дыхании.
• У моллюсков: однослойный эпителий мантии содержит специализированные известковые железы, выделяющие наружу прочную трёхслойную минерализованную раковину (наружный органический слой конхиолина, средний призматический слой извести и внутренний перламутровый слой), выполняющую функцию тяжёлого защитного убежища.
• У позвоночных животных: покровы принципиально усложняются и становятся двухслойными:
• Наружный слой — многослойный эпидермис (у наземных — с ороговевающим слущивающимся верхним слоем, защищающим от потери влаги);
• Внутренний слой — прочная волокнистая соединительнотканная дерма (собственно кожа), пронизанная капиллярами, нервами и подкожной жировой клетчаткой;
• Производные структуры — роговая чешуя, щитки, перья, волосяной покров, когти, копыта и развитый железистый аппарат.