Шкіра і терморегуляція

Шкіра — найбільший орган людини. Її площа в дорослої людини сягає приблизно 1,5–2 м², а маса — близько 15–20 % від загальної маси тіла. Вона утворює зовнішній покрив, що відмежовує внутрішнє середовище організму від зовнішнього світу. У будові шкіри виділяють три шари: епідерміс (надшкір'я), дерму (власне шкіру) і підшкірну жирову клітковину.

Епідерміс (надшкір'я)

Епідерміс — це зовнішній шар шкіри, утворений багатошаровим плоским епітелієм. У ньому немає кровоносних судин, тому живлення клітин відбувається дифузією поживних речовин із глибшої дерми. Епідерміс складається з кількох шарів клітин, з яких найважливіші — ростковий (глибокий) і роговий (поверхневий).

У ростковому шарі клітини постійно діляться, утворюючи нові клітини. У міру просування до поверхні вони накопичують роговий білок кератин, поступово втрачають ядро й органели та відмирають. Так формується роговий шар, що складається з мертвих зроговілих клітин. Цей шар постійно злущується (ти втрачаєш мільйони клітин щодня) й одразу ж оновлюється завдяки поділу клітин росткового шару.

Найтовщий епідерміс — на долонях і підошвах, де він витримує найбільше тертя й тиску. Там кількість шарів зроговілих клітин значно більша, ніж, наприклад, на повіках.

Меланін

У ростковому шарі епідермісу розташовані клітини-меланоцити, які виробляють темний пігмент меланін. Він поглинає ультрафіолетове випромінювання й захищає глибші шари шкіри від його пошкоджувальної дії. Під впливом сонячного світла вироблення меланіну зростає — це явище називають засмагою. У людей з альбінізмом меланоцити не здатні синтезувати меланін, тому шкіра, волосся й райдужка очей позбавлені пігментації.

Дерма (власне шкіра)

Дерма — це середній шар шкіри, утворений щільною сполучною тканиною. Вона містить колагенові волокна (надають міцності) та еластичні волокна (надають пружності, дозволяють шкірі розтягуватися й повертатися у вихідний стан). Верхня частина дерми утворює сосочки, які впинаються в епідерміс — саме завдяки їхньому розташуванню на пальцях формуються індивідуальні шкірні візерунки (папілярні лінії).

У дермі розташовані:

• кровоносні й лімфатичні судини;

• нервові закінчення та рецептори (дотику, тиску, болю, тепла й холоду);

• потові залози;

• сальні залози;

• волосяні сумки (фолікули) з коренями волосся й м'язами, що піднімають волосся.

Підшкірна жирова клітковина

Підшкірна жирова клітковина (гіподерма) — найглибший шар, утворений пухкою сполучною тканиною, багатою на жирові клітини (адипоцити). Вона виконує три основні функції: теплоізоляція (затримує тепло всередині тіла), пом'якшення ударів (амортизація) і запас енергії (жири — резервне джерело енергії).

Окрім трьох шарів, шкіра має похідні утвори — структури, що розвиваються з епідермісу, але мають власну спеціалізовану будову. До них належать волосся, нігті, потові, сальні й молочні залози.

Волосся й нігті

Волосся і нігті — це зроговілі утвори епідермісу. Їх видима частина складається з мертвих клітин, заповнених кератином. Однак ріст забезпечують живі клітини, що містяться в корені волосся (у волосяній сумці дерми) та в нігтьовому ложі. Саме тому стрижка волосся або обрізання нігтів безболісні — ти видаляєш уже мертву тканину.

Потові залози

Потові залози — це трубчасті залози, розташовані в дермі. Їхні протоки відкриваються на поверхні шкіри отворами — порами. Піт — рідина, що виділяється потовими залозами, — містить понад 98 % води, а також розчинені солі (NaCl), сечовину, сечову кислоту, аміак та інші продукти обміну. Саме тому шкіра виконує важливу видільну функцію, допомагаючи ниркам виводити з організму зайві речовини.

Крім виділення, потовиділення має терморегуляторне значення: під час випаровування поту з поверхні шкіри забирається велика кількість тепла, що охолоджує тіло.

Сальні залози

Сальні залози розташовані в дермі й відкриваються своїми протоками не на поверхню шкіри, а у волосяні сумки. Вони виробляють шкірне сало (себум), яке змащує шкіру й волосся, робить їх еластичними, м'якими та водовідштовхувальними. Шкірне сало також має бактерицидні властивості.

Функції шкіри

Шкіра виконує багато життєво важливих функцій. Розглянемо їх у таблиці.

Догляд за шкірою та гігієна

Шкіра потребує регулярного догляду. Щоденне миття видаляє надлишок шкірного сала, піт, бруд і мікроорганізми. Особливо важливо мити руки після відвідування громадських місць і перед їжею. Слід носити чистий одяг із натуральних тканин, який пропускає повітря.

Від тривалого перебування на сонці шкіру захищають сонцезахисним кремом і головним убором — надлишок ультрафіолету спричиняє опіки й підвищує ризик розвитку раку шкіри. Вугрі (акне) виникають через закупорення й запалення сальних залоз. Грибкові хвороби шкіри (наприклад, стригучий лишай) і короста передаються через чужі речі (рушники, одяг) або тісний контакт з хворою людиною.

Температура тіла людини залишається сталою — близько 36,6 °C (при вимірюванні в пахвовій западині). Цю сталість забезпечує механізм терморегуляції, центром якого є гіпоталамус — відділ проміжного мозку. Гіпоталамус отримує сигнали від терморецепторів шкіри й внутрішніх органів і координує дві протилежні ланки: теплоутворення й тепловіддачу.

Теплоутворення (хімічна терморегуляція)

Тепло в організмі утворюється під час окиснення поживних речовин у клітинах — цей процес постійно відбувається в усіх органах. Найбільше тепла продукують м'язи (навіть у стані спокою) і печінка. Коли температура зовнішнього середовища знижується, організм посилює теплоутворення трьома способами:

• м'язове тремтіння — мимовільні швидкі скорочення м'язів, які різко збільшують теплопродукцію;

• довільна фізична робота — рухи, ходьба, присідання;

• гормональне посилення обміну речовин — тироксин (щитоподібна залоза) і адреналін (наднирники) прискорюють клітинне окиснення.

Тепловіддача (фізична терморегуляція)

Організм віддає тепло в навколишнє середовище кількома шляхами:

• випромінювання — теплові промені від поверхні тіла;

• проведення (кондукція) — передача тепла повітрю, одягу, предметам при безпосередньому контакті;

• випаровування поту — найефективніший спосіб у спеку: випаровування 1 літра поту забирає близько 2400 кДж тепла.

Важливо знати: у вологому повітрі піт випаровується набагато гірше, ніж у сухому. Тому в спеку з високою вологістю перегрітися легше — піт просто стікає з тіла, не охолоджуючи його.

Як організм реагує на холод

На холоді відбуваються такі зміни:

• судини шкіри звужуються — менше теплої крові надходить до поверхні, тепловіддача зменшується, шкіра блідне;

• потовиділення майже припиняється;

• м'язи, що піднімають волосся, скорочуються, утворюючи «гусячу шкіру» — цей рудиментарний рефлекс успадкований від тварин, які настовбурчують шерсть для кращої теплоізоляції.

Як організм реагує на спеку

У спеку механізми працюють у зворотному напрямку:

• судини шкіри розширюються — до поверхні надходить більше теплої крові, тепловіддача зростає, шкіра червоніє;

• потовиділення різко посилюється — випаровування охолоджує тіло.

Одяг, житло й харчування теж допомагають підтримувати температуру тіла. Узимку теплий одяг зменшує тепловіддачу, а гаряча їжа й напої сприяють теплоутворенню. Улітку легкий світлий одяг відбиває сонячне проміння й полегшує тепловіддачу.

У програмі НМТ важливе місце посідають знання про домедичну допомогу. Ти маєш не лише знати, що робити, а й уміти відкинути шкідливі дії, які нерідко пропонують у побуті.

Опіки

Опіки — ушкодження тканин, спричинені високою температурою, хімічними речовинами, електричним струмом або випромінюванням. За глибиною ураження розрізняють чотири ступені:

Правильна домедична допомога при опіку:

• припинити дію ушкоджувального чинника (погасити полум'я, відійти від гарячої поверхні);

• охолоджувати уражене місце прохолодною (не крижаною!) проточною водою 10–20 хвилин — це зменшує біль і запобігає поширенню опіку вглиб;

• накрити опік чистою сухою пов'язкою (не ватою!);

• при великому опіку — викликати 103.

НЕ МОЖНА: проколювати пухирі, змащувати опік олією, жиром, кремом чи сметаною, відривати прилиплий до рани одяг. Усі ці дії збільшують ризик інфікування й поглиблюють ушкодження.

Обмороження

Обмороження — ушкодження тканин під дією низьких температур. Ознаки: шкіра бліда, холодна на дотик, втрачає чутливість. Згодом можуть з'явитися пухирі, подібні до опікових.

Правильна домедична допомога при обмороженні:

• перевести постраждалого в тепле приміщення;

• зняти мокрий і тісний одяг;

• зігрівати постраждалу ділянку поступово: тепла (не гаряча!) вода (36–38 °C), теплі ковдри;

• дати тепле пиття (чай, молоко);

• накласти суху пов'язку й звернутися до лікаря.

НЕ МОЖНА: розтирати обморожене місце снігом, рукавицею чи спиртом, прикладати гарячу воду чи грілку, занурювати кінцівку в гарячу воду. Розтирання снігом пошкоджує шкіру кристалами льоду й посилює запалення.

Тепловий і сонячний удари

Важливо розрізняти два стани, які мають спільні ознаки, але різні причини:

Домедична допомога при тепловому й сонячному ударі однакова:

• перенести постраждалого в тінь або прохолодне місце;

• звільнити від зайвого одягу;

• покласти з трохи піднятою головою (для полегшення венозного відтоку);

• прикласти холод до голови, шиї, пахв (місця, де проходять великі судини);

• обтирати тіло прохолодною водою й обмахувати;

• якщо людина при свідомості — давати пити прохолодну воду малими ковтками;

• викликати 103 (особливо при втраті свідомості, судомах, високій температурі).

Профілактика

У спеку: носити головний убір і світлий легкий одяг із натуральних тканин, дотримуватися питного режиму, уникати прямого сонця в найспекотніші години (11:00–16:00). У мороз: тепле сухе взуття, рукавиці, не виходити на холод утомленим або голодним.

У цьому розділі ти побачиш, як виглядають типові завдання НМТ на тему шкіри й терморегуляції, і навчишся їх розв'язувати крок за кроком.

Приклад 1. Логічні пари: позначка на рисунку шкіри → функція

Уяви рисунок шкіри в розрізі, на якому цифрами 1–4 позначено: 1 — роговий шар епідермісу, 2 — потова залоза, 3 — сальна залоза біля волосяної сумки, 4 — підшкірна жирова клітковина. До кожної цифри треба дібрати правильну функцію з переліку А–Д.

Розв'язання: Роговий шар епідермісу складається з мертвих зроговілих клітин — він захищає (1 → А). Потова залоза виділяє піт, який випаровується й охолоджує тіло, а також виводить продукти обміну (2 → Б). Сальна залоза виробляє шкірне сало для змащення (3 → В). Підшкірна жирова клітковина зберігає тепло й слугує запасом енергії (4 → Г). Відповідь Д («утворення вітаміну C») — зайва, бо вітамін C організм не синтезує самостійно; у шкірі під дією УФ утворюється вітамін D, а не C.

Ключ: 1А, 2Б, 3В, 4Г.

Приклад 2. Вибір однієї відповіді: судини шкіри й потовиділення на морозі

Завдання: Як змінюються просвіт кровоносних судин шкіри й потовиділення, коли людина перебуває на морозі?

• А) судини розширюються, потовиділення зменшується

• Б) судини звужуються, потовиділення зменшується

• В) судини розширюються, потовиділення посилюється

• Г) судини звужуються, потовиділення посилюється

Розв'язання: На холоді організм прагне зменшити втрати тепла. Тому судини шкіри звужуються — менше крові протікає біля поверхні, тепловіддача знижується. Потовиділення майже припиняється, щоб не витрачати тепло на випаровування. Правильна відповідь — Б.

Чому інші варіанти неправильні:

• А — судини на холоді НЕ розширюються (розширення було б у спеку);

• В — обидві зміни протилежні реальним;

• Г — потовиділення на морозі не посилюється.

Приклад 3. Вибір однієї відповіді: допомога при сонячному ударі

Завдання: Турист після кількох годин ходьби в спеку без головного убора скаржиться на головний біль і запаморочення, обличчя червоне. Яка домедична допомога правильна?

• А) укутати в ковдру, щоб спітнів, дати гарячий чай

• Б) дати випити кави й лишити на сонці, продовжити похід

• В) перенести в тінь, прикласти холод до голови, дати пити прохолодну воду малими ковтками

• Г) полити голову гарячою водою й дати гарячий чай

Розв'язання: Ознаки вказують на сонячний удар (перегрівання голови сонцем). Постраждалого треба перенести в тінь, охолодити голову й дати пити прохолодну воду. Правильна відповідь — В.

Варіанти А й Г — шкідливі: укутування й гаряче лише посилять перегрівання. Варіант Б — небезпечний: кава й продовження походу погіршать стан.

Приклад 4. Вибір однієї відповіді: два твердження

Завдання: Оцініть правильність тверджень.

I. Меланін захищає глибші шари шкіри від ультрафіолетового випромінювання.

II. Обморожене місце слід розтерти снігом, щоб відновити кровообіг.

• А) правильне лише I

• Б) правильне лише II

• В) обидва правильні

• Г) обидва неправильні

Розв'язання: Твердження I — правильне: меланін справді поглинає ультрафіолет і захищає глибші шари. Твердження II — неправильне: розтирати обморожене місце снігом не можна, це пошкоджує шкіру й погіршує стан. Правильна відповідь — А.

Розгляньмо типові помилки в завданнях на тему шкіри й терморегуляції. Запам'ятай їх, щоб не потрапити в пастку.

• Помилка: вважають, що на холоді судини шкіри розширюються. Насправді вони звужуються — це зменшує тепловіддачу й допомагає зберегти тепло всередині тіла. Розширення судин відбувається в спеку, коли потрібно віддати зайве тепло.

• Помилка: вважають, що в епідермісі є кровоносні судини й потові залози. Насправді епідерміс — безсудинний шар, живлення клітин відбувається дифузією з дерми. Потові й сальні залози, а також усі судини розташовані в дермі.

• Помилка: змащують опік олією, жиром, кремом або сметаною й проколюють пухирі. Олія створює плівку, яка перешкоджає відведенню тепла, посилюючи опік. Проколювання пухирів відкриває шлях інфекції.

• Помилка: розтирають обморожене місце снігом або одразу занурюють у гарячу воду. Сніг пошкоджує шкіру кристалами льоду, гаряча вода викликає різке розширення судин і поглиблює ушкодження тканин.

• Помилка: не розрізняють тепловий удар і сонячний удар. Тепловий — це перегрівання всього тіла (спека, висока вологість, важка робота). Сонячний — це перегрівання голови прямими сонячними променями. Допомога при обох станах однакова, але причини різні.

• Помилка: вважають потові залози лише органами терморегуляції, забуваючи про видільну функцію. Піт містить не лише воду, а й сечовину, сечову кислоту, аміак, солі — шкіра виводить ці продукти обміну, допомагаючи ниркам.

Тема «Шкіра і терморегуляція» відповідає темі 4.11 програми НМТ з біології. Вона вимагає знати:

• складники шкіри — епідерміс, дерму, підшкірну жирову клітковину, меланін;

• похідні шкіри й залози (потові, сальні);

• причини сонячного й теплового удару;

• уміти візуально розпізнавати елементи будови шкіри на рисунку;

• пов'язувати будову з функціями;

• розпізнавати ознаки сонячного й теплового ударів та обирати спосіб надання домедичної допомоги (допомогу при опіках і обмороженнях програма окремо не називає — це додатковий матеріал).

Формати завдань на НМТ

У демоваріанті НМТ-2026 тему 4.11 представляє завдання № 21 — вибір однієї відповіді з чотирьох (формат А–Г), яке оцінюється в 1 бал. Крім того, завдання на логічні пари (номери 25–28) теж можуть стосуватися шкіри: формат 1–4 → А–Д, по 1 балу за кожну правильно встановлену пару. Варіанти таких пар:

• позначка на рисунку шкіри → функція цієї структури;

• стан (опік, обмороження, тепловий удар) → правильна домедична допомога.

Зверни увагу: рисунок, схема або фото є в 15 із 30 завдань демоваріанта НМТ-2026. Тому вміння читати й аналізувати зображення будови шкіри — важлива навичка.

Стратегія для завдань про домедичну допомогу

Для завдань на вибір правильної допомоги застосовуй таку стратегію:

1. Спочатку відкинь варіанти, які містять свідомо шкідливі дії: олія на опік, сніг при обмороженні, гаряче пиття чи укутування при перегріванні.

2. Серед варіантів, що залишилися, обери той, що відповідає стандартним правилам домедичної допомоги.

• Шкіра має три шари: епідерміс (роговий шар + клітини з меланіном), дерму (залози, рецептори, судини) і підшкірну жирову клітковину (теплоізоляція, запас енергії).

• Потові залози виділяють піт — воду, солі й трохи сечовини, тому шкіра виконує видільну функцію. Випаровування поту охолоджує тіло.

• Центр терморегуляції — гіпоталамус. Тепло утворюють передусім м'язи й печінка (хімічна терморегуляція).

• На холоді судини шкіри звужуються, потовиділення зменшується, посилюється м'язове тремтіння — так зберігається тепло.

• У спеку судини шкіри розширюються, потовиділення посилюється — так тепло віддається в довкілля.

• При опіку: охолоджувати прохолодною водою 10–20 хв, накрити сухою пов'язкою. Без олії, жиру й проколювання пухирів.

• При обмороженні: поступове зігрівання, тепле пиття. Без розтирання снігом і гарячої води.

• При тепловому й сонячному ударах: тінь, прохолода, холод на голову, пиття малими ковтками, виклик 103.