Skin and Its Functions: Layers, Pigments, Glands, and More

HUMAN ANATOMY AND PHYSIOLOGY LECTURE  CHAPTER 5 - INTEGUMENTARY SYSTEM  INTEGUMENARY SYSTEM    •   Integument - covering   •   Components   o   Skin   o   Hair   o   Nails   o   Glands   •   Functions   o   Protection  - water loss, microbes, UV light  o   Sensation  -   hot, cold, pain, pressure   o   Temperature regulation  - helps maintain  homeostasis  o   Excretion  - removes waste   o   Vitamin D production  - UV light stimulates  production  •   Skin  o   Weighs 9 lbs.  o   Used to determine body fat  o   2 main regions:  epidermis and dermis    EPIDERMIS  •   1 st  major skin region (outside)  •   Composed of stratified squamous epithelium  •   Keratinization  o   process in which new cells (with keratin) push old cells to surface  o   940-56 days for new cells to reach surface  •   Strata of Epidermis   o   Stratum corneum   ▪   outermost layer of epidermis  ▪   20-30 layers of dead squamous cells filled with keratin  ▪   accounts for 75% of epidermal thickness  ▪   dandruff  is this layer flaking off scalp  o   Callus -  forms when stratum corneum has frequent  friction  o   Stratum basale   o   deepest layer of epidermis  o   single layer of cells  o   firmly attached to dermis  DERMIS  •   2 nd  major skin region  •   Dense connective tissue  •   Contains collagen and elastic fibers  •   Contains fibroblasts, nerve endings, smooth muscle, glands, blood vessels, and hair follicles  •   Cleavage lines   o   area where skin is most resistant to stretching  o   due to orientation of collagen fibers  o   important in scarring  •   Layers of Dermis   o   Papillary layer -  thin connective tissue layer that  contains blood vessels  ▪   Dermal papillae   •   projections that extend up into epidermis   •   remove waste and help regulate body temp.  •   ridged on hands and feet (fingerprints)  •   pattern is genetically determined  o   Reticular layer   o   deepest layer of dermis  o   accounts for 80% of dermis    HYPODERMIS  •   Below dermis  •   Foundation of skin  •   Attaches skin to underlying muscle and bone   •   Contains loose and adipose tissue  •   Contains ½ of body’s fat  •   Body fat for females 20-23%, males 13-25%    SKIN CLOR AND VARIATIONS  •   Determined by:  o   pigments   o   genetics  o   blood circulation  o   thickness of stratum corneum  •   Melanocytes of darker skinned people produce more and darker melanin than fairer skinned people  •   All races have same number of melanocytes 

SKIN PIGMENTS  •   Melanin   o   produced by  melanocytes    o   ranges from yellow to reddish-brown to black  o   responsible for hair and eye color  o   provides protection against UV light  o   amt. produced determined by genetics, UV light,        hormones   o   freckles  - accumulation of melanin  o   albinism  - absence of melanin  •   Carotene   o   yellow-orange pigment found in plants  o   accumulates in stratum corneum  •   Hemoglobin   o   gives pinkish-red color  o   found in red blood cells  •   Tanning and Sunburns   o   Exposure to UV light stimulates melanocytes to increase production of melanin  o   Melanin builds up to help protect skin against UV radiation (tan)  o   A sunburn is the skin reacting to UV exposure  o   UV light causes elastic fibers to clump and become leathery  o   UV light can alter DNA in cells causing them to mutate (cancer)  •   Skin Color and Disease   o   Redness -  fever, hypertension, inflammation,  allergies  o   Pallor -  anemia or low blood pressure  o   Jaundice -  liver disorder (yellow)  o   Bronzing -  Addison’s disease (kidney disease)  o   Bruising -  broken blood vessels  HAIR  •   Hair/shaft -  flexible strands of keratinized cells   •   Root -  below skin (scalp)  •   Hair Bulb - base  of root; where hair is produced  •   Hair Follicle-  group of cells that surround root and bulb; gives hair different shapesfgh          •   How is hair produced?  o   Hair is produced in  hair   bulb   o   Hair bulb rests on blood vessels to supply it with nutrients  o   Hair grows longer as cells are added to base of hair bulb  •   Hair Facts   o   Testosterone and good nutrition promote hair growth  o   Growth occurs in cycles:  active and resting   o   Scalp hair grows for 3 years and rests for 1 year  o   Eyelashes grow for 30 days and rest for 105 days  o   We lose about 90 scalp hairs/day  o   Grey hair is the loss or fading of melanin  o   Male pattern baldness is from the loss of the hair follicle   •   Hair Muscles   o   Arrector Pili:   ▪   smooth muscle that surrounds each hair follicle  ▪   contracts and hair stands on end (goose bumps)  •   Glands   o   Sebaceous glands   ▪   connected to hair follicle  ▪   sebum -  oily substance that lubricates hair and       skin to prevent drying  o   Eccrine sweat glands   ▪   all over body and open into sweat pores  ▪   water and salt secretions  o   Apocrine sweat glands:   ▪   open into hair follicle  ▪   only in armpits and genitalia  ▪   thick, rich secretions  ▪   become active during puberty and cause body odor  NAILS  •   thin plate with layers of dead stratum corneum cells with hard keratin  •   Nail Structure  o   Nail body -  visual part   o   Nail root -  covered by skin  o   Cuticle -  stratum corneum that extends into nail body  o   Nail matrix -  continuation of nail root; gives rises to  most of nail  o   Nail bed -  attaches to nail and is distal to nail matrix  o   Lunula -  part of nail matrix; whitish, crescent shaped  area; base of nail    VITAMIN D PRODUCTION  1.  UV light causes skin to produce a precursor  molecule of  vitamin D  2.  Precursor is carried by blood to liver where it is modified 3.  Next to kidneys where it is modified again to form active  vitamin D   

•   Vitamin D   o   can also be ingested through fish oils, fortified milk, eggs, and butter.  o   stimulates intestine to absorb calcium and phosphate (bone growth and muscle function)  TEMPERATURE REGULATION  •   Body temp. should be 98.6 o C  •   Rate of chemical reactions (metabolism) is altered by changes in temp.  •   To cool body:     o   blood vessels in dermis dilate and heat is transferred from deep in tissues to skin and sweat is produced  •   Too heat body:     o   blood vessels constrict to reduce blood flow to skin and heat is retained  AGING AND THE INTEGUMENT  •   Blood flow decreases and skin becomes thinner due to decreased amounts of collagen  •   Decreased activity of sebaceous and sweat glands make temperature regulation more difficult  •   Loss of elastic fibers cause skin to sag and wrinkle  BURNS  •   1 st  degree:   o   damages only epidermis  o   redness, slight swelling, pain  o   heals within 2-3 days (usually no scar)  o   includes sunburns or exposure to cold  •   2 nd  degree:   o   damages epidermis and upper dermis  o   redness, swelling, pain, blisters  o   heals in 2 weeks with some scarring  •   3 rd  degree:   o   destroys epidermis and dermis  o   burned areas are cherry red to black  o   nerve endings are destroyed  o   skin graft might be necessary    SKIN CANCER  •   Most common cancer  •   Mainly caused by UV light exposure  •   Fair-skinned people more prone   •   Prevented by limiting sun exposure and using sunscreens   •   UVA rays cause tan and is associated with malignant melanomas  •   UVB rays cause sunburns  •   Sunscreens should block UVA and UVB rays  •   Basal cell carcinoma:   o   cells in stratum basale affected  o   cancer removed by surgery  •   Squamous cell carcinoma:   o   cells above stratum basale affected  o   can cause death  •   Malignant melanoma:   o   arises from melanocytes in a mole  o   rare type  o   can cause death