Прохождение ультрафиолета через кожу рептилий
Добавлено: 05 дек 2011, 08:34
Прохождение ультрафиолета через слинявшую кожу рептилий
Простые "опыты на кухне" для оценки относительного количества УФ В, достигающего более глубоких слоев кожи у различных видов ящериц и змей.
Введение
После того, как были проведены исследования синтеза витамина D в коже человека, вскоре было обнаружено, что цвет вашей кожи определяет, насколько чувствительна она к ультрафиолетовому свету. Благодаря коричневому пигменту меланину, который был обнаружен в коже, она защищается от повреждения солнцем (например, от солнечных ожогов), блокируя УФ. Так, если вы темнокожий человек, у вас меньше вероятность получить солнечный ожог, но ваша кожа не так эффективно вырабатывает витамин D3 на солнечном свете, как кожа белокожего человека. Если вы темнокожи и получаете мало УФ света, вы с большей вероятностью будете страдать от нехватки витамина D3, чем белокожий человек.
Итак, разные виды рептилий имеют очень разные типы кожи. Некоторые солнцелюбивые виды, такие как бородатые агамы и шипохвосты, имеют толстую броню; некоторые ночные гекконы обладают тонкой кожей, похожей на розовую папиросную бумагу. Нам стало интересно, сможем ли мы узнать, сколько УФ поглощается разными типами кожи рептилий.
Это имеет практическое применение. Если, например, УФ В лампа на расстоянии 30,48 см излучает 100uW/см2, и две ящерицы сидят под ней на этом расстоянии, будут ли они обе вырабатывать одинаковое количество витамина D3? Очевидно ответ "нет", если одна ящерица имеет кожу, которая блокирует больше УФ, чем кожа другой ящерицы. Чтобы ежедневно получать необходимое количество витамина D3, рептилии с менее чувствительной кожей будут весьма нуждаться либо в более высоких уровнях УФ В, либо в большем времени нахождения под лампой.
Мы решили больше узнать об этом, и прежде всего мы поближе посмотрели на кожу рептилий.
О коже рептилий
Кожа рептилий, как и кожа многих позвоночных, имеет два основных слоя: дерму, более глубокий слой соединительной ткани, богатую кровеносными сосудами и нервами, и эпидермис, который у рептилий состоит из нескольких (до 7-ми) подслоев, или слоев плотно расположенных клеток, образующих наружный покров, защищающий тело.
Эпидермис не снабжается кровью, но его внутренние живые клетки получают питание диффузией веществ к капиллярам и от капилляров, находящихся на поверхности дермы непосредственно под ними. На мембранах этих клеток под воздействием УФ из холестерина синтезируется провитамин витамина D3. Образовавшись на клеточных мембранах, провитамин витамина D3 выталкивается с мембран в межклеточную жидкость, где изомерируется в витамин D3. Витамин D3 распространяется по капиллярам дермы, подхватывается связывающим белком плазмы и переносится в организм.
Ультрафиолетовый свет, достигающий этих клеток, сначала должен пройти сквозь поверхностные слои эпидермиса. Эпидермис различных рептилий широко варьируется по своей толщине и пигментации. (Меланин, ответственный за коричневый окрас, обнаружен в клетках эпидермиса и поглощает УФ свет. У рептилий другие окрасы образуются клетками внутри дермы, которые могут содержать пигменты, дающие, например, красный или желтый, или отражать световые волны определенной длины, давая, например, радужные синие цвета)
Семь слоев эпидермиса:
1. Stratum germinativum, самый глубокий слой живых клеток, способный на быстрое деление клеток;
и шесть слоев, которые образуют каждое "поколение эпидермиса" – старые и новые слои кожи:
2-3 блестящий слой и лакунарный слой, которые превращаются в старые слои кожи, когда внутри вырастает новый слой кожи
4-6 альфа-слой, мезо-слой и бета-слой. Эти слои состоят из клеток, которые кератинизируются выработкой двух типов кератина (альфа- и бета-кератина). Таким образом клетки трансформируются в прочный защитный слой;
7. кутикулярный слой, который образует самый жесткий верхний слой кератинизированных, мертвых клеток кожи.
У большинства млекопитающих структура эпидермиса менее сложная, и самый верхний слой мертвых клеток кожи постоянно отслаивается (как "перхоть"). Защитный слой постоянно заменяется снизу. Самый глубокий слой клеток, stratum germinativum, постоянно делится и размножается, таким образом, все слои движутся наружу.
Однако у рептилий это деление клеток в stratum germinativum происходит только периодически, и когда это случается, все слои, находящиеся над ним в месте, где произошло деление клеток, заменяются полностью. Рептилия под старой кожей буквально выращивает вторую кожу, и затем "сбрасывает" старую.
Некоторые ящерицы (такие как пятнистый эублефар) и змеи сбрасывают кожу сразу со всего тела. Многие другие ящерицы линяют большими лоскутами. У бородатых агам, например, в одно время может линять только кожа на спине, хвосте или лапах. (Рис. 2 и 3)
За 2 недели до линьки клетки stratum germinativum начинают активно расти, и второй ряд слоев медленно образуется под старыми слоями. В конце этого процесса рептилия фактически имеет двойную кожу, и у многих видов это может быть заметно по потемнению окраса.
Затем клетки самых нижних слоев старой кожи (блестящего и лакунарного слоев) и кутикулярный слой находящейся снизу новой кожи окончательно созревают. Формируется так называемый комплекс линьки. Выделяется жидкость, которая образует жидкий слой между старой и новой кожей. Этот зазор между двумя "кожами" придает рептилий знакомый молочный вид. Энзимы, содержащиеся в этой жидкости, разрывают связи между двумя слоями. Старая кожа приподнимается, и рептилия активно её удаляет.
Полезную схему, которая демонстрирует структуру эпидермиса рептилии перед линькой можно посмотреть на сайте университета Мичиганского зоологического музея The Animal Diversity Web по этой ссылке. http://animaldiversity.ummz.umich.edu/s ... /view.html
Схема откроется в новом окне (мы не можем ее здесь разместить из-за авторских прав)
Простые "опыты на кухне" для оценки относительного количества УФ В, достигающего более глубоких слоев кожи у различных видов ящериц и змей.
Введение
После того, как были проведены исследования синтеза витамина D в коже человека, вскоре было обнаружено, что цвет вашей кожи определяет, насколько чувствительна она к ультрафиолетовому свету. Благодаря коричневому пигменту меланину, который был обнаружен в коже, она защищается от повреждения солнцем (например, от солнечных ожогов), блокируя УФ. Так, если вы темнокожий человек, у вас меньше вероятность получить солнечный ожог, но ваша кожа не так эффективно вырабатывает витамин D3 на солнечном свете, как кожа белокожего человека. Если вы темнокожи и получаете мало УФ света, вы с большей вероятностью будете страдать от нехватки витамина D3, чем белокожий человек.
Итак, разные виды рептилий имеют очень разные типы кожи. Некоторые солнцелюбивые виды, такие как бородатые агамы и шипохвосты, имеют толстую броню; некоторые ночные гекконы обладают тонкой кожей, похожей на розовую папиросную бумагу. Нам стало интересно, сможем ли мы узнать, сколько УФ поглощается разными типами кожи рептилий.
Это имеет практическое применение. Если, например, УФ В лампа на расстоянии 30,48 см излучает 100uW/см2, и две ящерицы сидят под ней на этом расстоянии, будут ли они обе вырабатывать одинаковое количество витамина D3? Очевидно ответ "нет", если одна ящерица имеет кожу, которая блокирует больше УФ, чем кожа другой ящерицы. Чтобы ежедневно получать необходимое количество витамина D3, рептилии с менее чувствительной кожей будут весьма нуждаться либо в более высоких уровнях УФ В, либо в большем времени нахождения под лампой.
Мы решили больше узнать об этом, и прежде всего мы поближе посмотрели на кожу рептилий.
О коже рептилий
Кожа рептилий, как и кожа многих позвоночных, имеет два основных слоя: дерму, более глубокий слой соединительной ткани, богатую кровеносными сосудами и нервами, и эпидермис, который у рептилий состоит из нескольких (до 7-ми) подслоев, или слоев плотно расположенных клеток, образующих наружный покров, защищающий тело.
Эпидермис не снабжается кровью, но его внутренние живые клетки получают питание диффузией веществ к капиллярам и от капилляров, находящихся на поверхности дермы непосредственно под ними. На мембранах этих клеток под воздействием УФ из холестерина синтезируется провитамин витамина D3. Образовавшись на клеточных мембранах, провитамин витамина D3 выталкивается с мембран в межклеточную жидкость, где изомерируется в витамин D3. Витамин D3 распространяется по капиллярам дермы, подхватывается связывающим белком плазмы и переносится в организм.
Ультрафиолетовый свет, достигающий этих клеток, сначала должен пройти сквозь поверхностные слои эпидермиса. Эпидермис различных рептилий широко варьируется по своей толщине и пигментации. (Меланин, ответственный за коричневый окрас, обнаружен в клетках эпидермиса и поглощает УФ свет. У рептилий другие окрасы образуются клетками внутри дермы, которые могут содержать пигменты, дающие, например, красный или желтый, или отражать световые волны определенной длины, давая, например, радужные синие цвета)
Семь слоев эпидермиса:
1. Stratum germinativum, самый глубокий слой живых клеток, способный на быстрое деление клеток;
и шесть слоев, которые образуют каждое "поколение эпидермиса" – старые и новые слои кожи:
2-3 блестящий слой и лакунарный слой, которые превращаются в старые слои кожи, когда внутри вырастает новый слой кожи
4-6 альфа-слой, мезо-слой и бета-слой. Эти слои состоят из клеток, которые кератинизируются выработкой двух типов кератина (альфа- и бета-кератина). Таким образом клетки трансформируются в прочный защитный слой;
7. кутикулярный слой, который образует самый жесткий верхний слой кератинизированных, мертвых клеток кожи.
У большинства млекопитающих структура эпидермиса менее сложная, и самый верхний слой мертвых клеток кожи постоянно отслаивается (как "перхоть"). Защитный слой постоянно заменяется снизу. Самый глубокий слой клеток, stratum germinativum, постоянно делится и размножается, таким образом, все слои движутся наружу.
Однако у рептилий это деление клеток в stratum germinativum происходит только периодически, и когда это случается, все слои, находящиеся над ним в месте, где произошло деление клеток, заменяются полностью. Рептилия под старой кожей буквально выращивает вторую кожу, и затем "сбрасывает" старую.
Некоторые ящерицы (такие как пятнистый эублефар) и змеи сбрасывают кожу сразу со всего тела. Многие другие ящерицы линяют большими лоскутами. У бородатых агам, например, в одно время может линять только кожа на спине, хвосте или лапах. (Рис. 2 и 3)
За 2 недели до линьки клетки stratum germinativum начинают активно расти, и второй ряд слоев медленно образуется под старыми слоями. В конце этого процесса рептилия фактически имеет двойную кожу, и у многих видов это может быть заметно по потемнению окраса.
Затем клетки самых нижних слоев старой кожи (блестящего и лакунарного слоев) и кутикулярный слой находящейся снизу новой кожи окончательно созревают. Формируется так называемый комплекс линьки. Выделяется жидкость, которая образует жидкий слой между старой и новой кожей. Этот зазор между двумя "кожами" придает рептилий знакомый молочный вид. Энзимы, содержащиеся в этой жидкости, разрывают связи между двумя слоями. Старая кожа приподнимается, и рептилия активно её удаляет.
Полезную схему, которая демонстрирует структуру эпидермиса рептилии перед линькой можно посмотреть на сайте университета Мичиганского зоологического музея The Animal Diversity Web по этой ссылке. http://animaldiversity.ummz.umich.edu/s ... /view.html
Схема откроется в новом окне (мы не можем ее здесь разместить из-за авторских прав)