R189txcQLrPTb

Skin

Link to lesson

Before you start you should know
  • the human body consists of cells, tissues, organs and organ systems;

  • an organ's structure depends on its function.

You will learn
  • explain and give examples that skin functions depend on its structure;

  • interpret the condition of the skin – causes of its paleness or redness;

  • assess whether it is worth sunbathing intensively;

  • explain whether sweating is an uncomfortable nuisance or a necessary function of the skin.

ROtCPu7pl4WJu
Nagranie dźwiękowe abstraktu

Protective function of the epidermis

SkinskinSkin consists of three layers of a different thickness – the epidermis, the dermis and the subcutaneous tissue. EpidermisepidermisEpidermis is made of the epithelial tissue. Its tightly arranged cells create a barrier for bacteria, fungi and other harmful factors. The cells of the epidermis are arranged in layers. In the deepest part there is the reproductive layer, on the outside there is the horny layer of the skin. The cells of the reproductive layer divide all the time, and the newly formed generations of cells move outside and die over time. They are filled with keratin, protein that is impermeable to water and pathogens.

RsFXpfyl6vxb4
Epithelial tissue
Source: Ed Uthman, Tomorrow Sp. z o.o., www.flickr.com, licencja: CC BY 2.0.

Dead epidermal cells constantly peel off, and microbes, sebum and dust are removed from the skin surface along with them. The thickness of the horny layer depends on its location. It is the thickest where it is more exposed to mechanical factors and greater friction, e.g. on the underside of the foot's surface.

The importance of melanin

Between the cells of the epidermis pigmented cells are located, which contain a brown dye – melaninmelaninmelanin. The greatest amount of this dye is found in indigenous people in environments where solar radiation is very intense. Its presence determines not only the colour of the skin, hair and eyes, but it also protects the genetic material of deeper cells against the harmful effects of UV radiation. However, complete skin isolation from sun is not recommended. Sunlight plays an important role in the synthesis of vitamin D3, which is responsible for calcium management of the body and a proper development of the skeletal system.

R1eXmoafLj7aF1
Ilustracja przedstawia schematycznie wpływ promieniowania UV na skórę. W centrum znajduje się duży sześcian, ilustrujący przekrój skóry. Od góry w jego wierzchnią warstwę uderzają faliste, fioletowe linie, czyli promienie ultrafioletowe. Wokół przekroju umieszczono kolejno powiększenia, ilustrujące uszkodzenia skóry przez promieniowanie i reakcję na nie. Strzałki wskazują miejsce, opisane przy powiększeniu. Od góry od lewej przedstawiono uszkodzenie komórek. Komórka ma brązowe, poszarpane brzegi ,jasnoróżowe jądro komórki jest odsłonięte. Następuje wzrost wytwarzania melaniny. Symbolizują to czerwone gwiazdki pomiędzy fioletowymi, kwadratowymi ścianami komórek. Trzecie kółko przedstawia uaktywnienie wolnych rodników. Z liliowych komórek unoszą się fioletowe kropki. Następnie ilustracja nasilonego rozpadu białek komórki. Kilka liliowych pasm jest przeciętych żółtymi pasmami. Po prawej u góry ukazano nadmierne rogowacenie. Brązowe łuski to najstarsze komórki, ale z jądrami . Niektóre zadzierają się do góry. Na powierzchni skóry wskazano, że w tym miejscu wyraźnie się zapada. Elementy wskazano i podpisano: 1- excessive keratosis- sunburn caused by UV radiation leads to excessive keratosis 2- intensification of cell protein breakdown- under the influence of UV radiation, the breakdown process of cellular proteins intensifies 3- increase in melanin production- for better protection against UV radiation melanin production increases 4- cell damage- radiation causes damage to the skin cells 5- activation of free radicals- UV radiation leads to the activation of free radicals, which are the cause of skin diseases and its faster aging
Effects of UV radiation on the skin
Source: Aleksandra Ryczkowska, Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Task 1

Explain why the skin of European people has a small amount of brown dye.

Dermis and subcutaneous tissue

The dermis contains protein fibres that give it elasticity and mechanical strength. Numerous blood vessels supply skin cells with nutrients, discharge cell metabolism products and participate in processes of thermoregulationthermoregulationthermoregulation.

In this layer there are cells that receive the stimuli of pain, touch, pressure and temperature from the external environment. Their largest clusters are on the fingertips and on the lips. The subcutaneous layer is made of fat cells. Its thickness depends on the position in the body, the way of eating, lifestyle, gender. It protects deeply located tissues against mechanical injuries. It is also a thermal insulation layer, and a storage of chemical compounds.

R1YNqY6E42A2W
Microscopic photo of fat tissue
Source: Nephron, commons.wikimedia.org, licencja: CC BY-SA 3.0.
R1JXuCGuxFjFd1
Ilustracja interaktywna przedstawia przekrój przez skórę 1. epidermis it contains pigment, melanin, that gives the skin and the hair their colour. It also protects the skin against UV radiation., 2. dermis it includes nerves and nerve endings, sebaceous glands and sweat glands, as well as the hair bulbs., 3. subcutaneous tissue it cushions hits and pressure, improves the feeling of touch and heat., 4. hair grows out of the dermis, creating a channel called a hair follicle., 5. sweat gland place where sweat is created. Sweat consists of water, salt and urea., 6. sweat pore this is where sweat is secreted from, which, through evaporation, cools down the surface of the skin, 7. sebaceous gland secrete an oily or waxy matter, called sebum
Skin construction
Source: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Experiment 1
Research problem

How are the touch receptorsreceptorreceptors located in the skin?

Hypothesis

The receptors are more dense on the finger than in other body parts.

You will need
  • a compass with an adjustable leg spacing,

  • ruler;

Instruction
  1. Cover your friend’s eyes and use the compass to check the sensitivity of the skin.

  2. Simultaneously, use the compass which is spaced at 2, 4, 8, 12, 20 mm to touch the skin of the friend's fingertip, neck and forearm in the places chosen by you.

  3. Ask if the examined person feels 1 or 2 touches.

RPlfkMPDJQ5jL
Distance between receptors
Source: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Summary

If the touch using the compasses spaced 8 mm apart was felt on the forearm as 1 sting, and on the fingertip as 2, the distance between the receptors is greater on the forearm.

Task 2

Explain:

  1. why the above experience cannot be carried out on yourself,

  2. why the person who was touched by the compass was blindfolded.

Hair and nails

Products of the epidermis are, among others, hair and nails. The hair consists of two parts: a shaft protruding above the skin surface and a root immersed in the subcutaneous tissue. The shaft is formed of dead cells filled with keratin and water. In the root there are reproductive cells responsible for the growth of the hair and dye cells. The hair root adheres to the hair erector muscle, which, when contracting, causes goose bumps and stiffening (putting up) of hair. Raised hair together with the layer of air between them reduce the loss of heat from the body. The hair covers the scalp most abundantly protecting it against heat loss and overheating.

On the outer surface of the fingers the epidermis produces hard plates – nails that protect the fingertips against injury.

RJmNXn6sK3lNP
Nail structure
Source: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.

Skin glands

Sebaceous glands occur in the close vicinity of the hair. Sebum that is produced by the glands contains fatty substances that protect the hair against drying and breaking, provide elasticity of the skin and prevent the penetration of pathogenic microorganisms into the body.

Sweat glands give off sweat, which mainly contains water. This, having high evaporation heat, rises from the surface of the skin and cools it. Sodium chloride present in the secretion of sweat glands gives the skin a salty taste. Along with sweat, some unnecessary metabolic products, such as uric acid, are removed from the body, which gives the skin an acid reaction. Thanks to this, some pathogenic microorganisms for which such an environment is unfriendly do not pose a threat to humans.

Mammary glands are activated in women after childbirth. Their secretion is milk containing protein, sugars and fats, immune substances, vitamins and other ingredients necessary for a proper growth and development of a child in the first months of life.

Observation 1

Describing the excretion of sweat.

You will need
  • magnifier,

  • paper towel.

Instruction
  1. After intense physical exercise, when your body is covered with sweat, wipe the fingertip thoroughly.

  2. Observe the fingerprints on the finger with the magnifying glass and the small cavities.

  3. Observe the formation of sweat drops.

Summary

If drops of liquid appeared above the cavities on the ridge of the fingerprints, this means that the observed holes are the mouths of the sweat glands.

R7aW6NUTw48rQ1
Exercise 1
Ćwiczenie zastanów się i omów funkcję naskórka.
R5MnSEzMLTsWQ1
Exercise 2
Ćwiczenie połącz w pary. Match the pairs: English words with Polish definition. melanin Możliwe odpowiedzi: 1. zewnętrzna warstwa skóry pełniąca funkcję ochronną, 2. zespół mechanizmów fizjologicznych oraz odpowiednich zachowań pozwalających utrzymać stałą temperaturę ciała, 3. brunatny barwnik występujący u ludzi w skórze, włosach i tęczówce, chroniący przed promieniowaniem ultrafioletowym, 4. narząd pokrywający ciało kręgowców, chroniący przed wpływem środowiska zewnętrznego, zapewniający z nim kontakt, odpowiedzialny za wydalanie, termoregulację, wrażliwość, 5. komórka odbierające informacje z otoczenia; przekształca energię bodźca w impuls nerwowy epidermis Możliwe odpowiedzi: 1. zewnętrzna warstwa skóry pełniąca funkcję ochronną, 2. zespół mechanizmów fizjologicznych oraz odpowiednich zachowań pozwalających utrzymać stałą temperaturę ciała, 3. brunatny barwnik występujący u ludzi w skórze, włosach i tęczówce, chroniący przed promieniowaniem ultrafioletowym, 4. narząd pokrywający ciało kręgowców, chroniący przed wpływem środowiska zewnętrznego, zapewniający z nim kontakt, odpowiedzialny za wydalanie, termoregulację, wrażliwość, 5. komórka odbierające informacje z otoczenia; przekształca energię bodźca w impuls nerwowy receptor Możliwe odpowiedzi: 1. zewnętrzna warstwa skóry pełniąca funkcję ochronną, 2. zespół mechanizmów fizjologicznych oraz odpowiednich zachowań pozwalających utrzymać stałą temperaturę ciała, 3. brunatny barwnik występujący u ludzi w skórze, włosach i tęczówce, chroniący przed promieniowaniem ultrafioletowym, 4. narząd pokrywający ciało kręgowców, chroniący przed wpływem środowiska zewnętrznego, zapewniający z nim kontakt, odpowiedzialny za wydalanie, termoregulację, wrażliwość, 5. komórka odbierające informacje z otoczenia; przekształca energię bodźca w impuls nerwowy skin Możliwe odpowiedzi: 1. zewnętrzna warstwa skóry pełniąca funkcję ochronną, 2. zespół mechanizmów fizjologicznych oraz odpowiednich zachowań pozwalających utrzymać stałą temperaturę ciała, 3. brunatny barwnik występujący u ludzi w skórze, włosach i tęczówce, chroniący przed promieniowaniem ultrafioletowym, 4. narząd pokrywający ciało kręgowców, chroniący przed wpływem środowiska zewnętrznego, zapewniający z nim kontakt, odpowiedzialny za wydalanie, termoregulację, wrażliwość, 5. komórka odbierające informacje z otoczenia; przekształca energię bodźca w impuls nerwowy thermoregulation Możliwe odpowiedzi: 1. zewnętrzna warstwa skóry pełniąca funkcję ochronną, 2. zespół mechanizmów fizjologicznych oraz odpowiednich zachowań pozwalających utrzymać stałą temperaturę ciała, 3. brunatny barwnik występujący u ludzi w skórze, włosach i tęczówce, chroniący przed promieniowaniem ultrafioletowym, 4. narząd pokrywający ciało kręgowców, chroniący przed wpływem środowiska zewnętrznego, zapewniający z nim kontakt, odpowiedzialny za wydalanie, termoregulację, wrażliwość, 5. komórka odbierające informacje z otoczenia; przekształca energię bodźca w impuls nerwowy

Summary

  • The skin is the body’s coating.

  • Cells of the external layer (epidermis) constantly exfoliate and help to remove dirt and pathogenic germs from the skin surface.

  • Melanin contained in epidermal cells forms a natural protective filter against harmful UV radiation.

  • Epidermis products – hair, nails and glands support the protective function of the skin

Homework
Task 3.1

Explain how the secretion from excretion differs.

Keywords

skin, melanin, epidermis, dermis, skin glands

Glossary

melanin
melanin
R18FaqLYR0y6d
Nagranie dźwiękowe słówka

melanina – brunatny barwnik występujący u ludzi w skórze, włosach i tęczówce, chroniący przed promieniowaniem ultrafioletowym

epidermis
epidermis
RkD3YPockdpZs
Nagranie dźwiękowe słówka

naskórek – zewnętrzna warstwa skóry pełniąca funkcję ochronną

receptor
receptor
R1OjndKjLUpUy
Nagranie dźwiękowe słówka

receptor – komórka odbierające informacje z otoczenia; przekształca energię bodźca w impuls nerwowy

skin
skin
Rk5EyTDA9bHfW
Nagranie dźwiękowe słówka

skóra – narząd pokrywający ciało kręgowców, chroniący przed wpływem środowiska zewnętrznego, zapewniający z nim kontakt, odpowiedzialny za wydalanie, termoregulację, wrażliwość

thermoregulation
thermoregulation
R23oy0CuKpWwr
Nagranie dźwiękowe słówka

termoregulacja – zespół mechanizmów fizjologicznych oraz odpowiednich zachowań pozwalających utrzymać stałą temperaturę ciała