Многие считают, что ногти — всего лишь рудимент, оставшийся от когтей и не нужный практически ни для чего — разве что для маникюра. На самом деле это не так. Ногти человека выполняют несколько важных функций:
- Защищают кончики пальцев от механических воздействий [1, 2, 3].
- Участвуют в тактильной чувствительности: во время прикосновения к различным предметам ногтевые пластинки оказывают противодавление на подушечки пальцев. Это помогает не только лучше ощущать текстуру поверхностей и формы предметов, но и повышает точность мелкой моторики [4, 5, 6, 7].
- Хотя это и не когти, их можно использовать как «инструмент»: что-то подцепить, поцарапать, соскрести. При желании ногти большого и указательного пальца можно использовать как подобие пинцета [8, 9, 10].
- Ногти участвуют в терморегуляции. В ногтевом ложе и ногтевой матрице есть гломусы — соединения между мелкими артериями и венами. В зависимости от интенсивности кровотока в них, кончики пальцев слабее или интенсивнее отдают тепло [11, 12].
- А еще внешний вид ногтей может многое рассказать о состоянии здоровья. Цвет, характер поверхности, форма, длина и ширина ногтевой пластинки, — всё это может помочь в диагностике множества заболеваний, если, конечно, доктор умеет правильно «читать» эти признаки.
Строение ногтей
То, что мы видим снаружи на конце пальца — только часть ногтя. Много интересного еще спрятано внутри (рис. 1). Рассмотрим всё по порядку.
Ногтевые пластинки
Это, собственно, то, что обычно называют ногтями. Ногтевая пластинка состоит примерно из 196 рядов клеток-онихоцитов. По сути, это те же самые корнеоциты — клетки рогового слоя эпидермиса. В них нет ядер, содержится много белка-кератина, они полупрозрачные и расположены компактно. От собратьев, покрывающих остальные участки кожи, их отличает низкое содержание липидов, воды, высокое содержание аминокислоты цистеина, обеспечивающей прочные дисульфидные связи между молекулами кератина.Набор белков-кератинов в ногтях практически идентичен таковому в волосах. На 80−90% он представлен твердыми α-кератинами, и только на 10−20% — другими, «мягкими» кератинами. Строение кератиновых волокон представлено на рис. 2. Сначала из аминокислот синтезируются α-спиральные цепи — это первичная структура белка. Затем за счет дисульфидных связей две цепи образуют димерную спираль. Димеры соединяются между собой по принципу «хвост к голове» с образованием протофибрилл, а отдельные протофибриллы объединяются в промежуточные филаменты [14, 15, 16, 17, 18].
Онихоциты имеют более плоскую форму, чем корнеоциты, и не шелушатся. Ногтевое ложе под ногтевой пластинкой содержит только ростковый слой эпителия, а сам ноготь, таким образом — это измененный роговой слой [20, 21, 22, 23, 24].
Ногтевую пластинку можно разделить на три слоя: дорсальный (наружный), промежуточный и вентральный (внутренний). В промежуточном слое все кератиновые волокна проходят в одном направлении, перпендикулярно направлению роста ногтя. В дорсальном и вентральном слоях они расположены более хаотично и формируют как бы перекрывающие друг друга плитки (рис. 3). За счет такой структуры обеспечивается прочность ногтевой пластинки.
Каждая ногтевая пластинка имеет гладкую поверхность, покрыта мелкими продольными бороздами и гребнями — этот рисунок может усиливаться при некоторых заболеваниях. За счет того, что ноготь изогнут в продольном и поперечном направлении, он более прочный и более плотно прилегает к околоногтевым валикам [26].
В ногтевой пластинке выделяют три части:
- Корень — задняя часть, практически полностью находящаяся под кожей. Она заметна снаружи лишь немного, в виде беловатой полоски полулунной формы у основания ногтя. Это так называемая лунка ногтя, или лунула.
- Тело ногтя — основная часть, расположенная на ногтевом ложе.
- Край — свободный передний конец ногтя, не прикрепленный к ногтевому ложу. Именно его срезают, когда стригут ногти [27, 28].
Ногтевая матрица
Так фактически называют корень ногтевой пластинки, потому что именно здесь находятся клетки, за счет которых растут ногти. Задний край ногтевой матрицы находится примерно посередине между задним околоногтевым валиком (кожей, покрывающей ноготь сзади) и дистальным межфаланговым суставом. Передний край, как мы уже упомянули, выступает наружу в виде лунки ногтя. Самые крупные лунулы видны на больших пальцах, а по направлению к мизинцам они уменьшаются [29, 30].Если изучить ногтевую матрицу под микроскопом, то окажется, что она состоит из многослойного плоского эпителия. В нем есть все те же слои, что и в эпидермисе кожи, кроме зернистого. На краю лунулы, там, где она переходит в ногтевое ложе, эпителий становится намного тоньше.
Слой, в котором клетки-кератиноциты теряют ядра, уплощаются и превращаются в онихоциты, называется кератогенной зоной. Под ней находится прекератогенная зона, а еще ниже — базальный слой. Корень ногтя — его единственная часть, в которой есть пигментные клетки-меланоциты — примерно 217 на квадратный миллиметр (это меньше, чем в коже). Еще здесь есть клетки Лангерганса и клетки Меркеля — о них мы подробно рассказывали в главах, посвященных строению кожи [31].
Под слоем эпидермиса в ногтевой матрице находится дерма. Ее сосочковый слой тонкий, а ретикулярный — толстый. Еще глубже расположена жировая клетчатка — она продолжает гиподерму околоногтевых валиков, сильно истончается по мере приближения к ногтевому ложу, а затем и вовсе сходит на нет [32].
Клетки ногтевой матрицы постоянно делятся, постепенно сдвигаются вперед, и так формируется ногтевая пластинка. Причем верхняя часть ногтевой пластинки образуется из той части матрицы, которая находится позади, а нижняя — из той, что впереди (рис. 4). На 80−90% ногтевую пластинку формирует задняя часть матрицы. Об этом знают врачи: если нужно провести биопсию корня ногтя, то лучше брать материал из его передней части, так меньше нарушится рост ногтевой пластинки [33, 34].
Ногтевое ложе
Так называют место на пальце, к которому прикрепляется ногтевая пластинка. Ногтевое ложе начинается сразу кпереди от лунулы и заканчивается возле переднего края ногтя. Тут находится обычная кожа. Эпидермис состоит из базального (росткового) и шиповатого слоев, а зернистого слоя, как и в ногтевой матрице, нет. Роговой слой тоже отсутствует — его роль играет ногтевая пластинка. Однако при утрате ногтя и онихолизисе (заболевании, при котором ногтевая пластинка отслаивается) ногтевое ложе начинает ороговевать.Поверхность ногтевого ложа неровная: по ней в продольном направлении проходит много гребней. Такие же гребни есть на нижней поверхности ногтевой пластинки. За счет этого увеличивается площадь сцепления между поверхностями и ноготь надежнее прикрепляется, может выдерживать высокие механические нагрузки, когда человек что-то ковыряет или царапает. При изучении под микроскопом в гребнях видны клетки-меланоциты, но их очень мало.
Дерма в ногтевом ложе состоит из коллагеновых и эластических волокон. Она тонкая и сразу прилегает к надкостнице дистальной (последней) фаланги пальца. Жировой клетчатки тут нет, поэтому инфекции с ногтей легко распространяются на кость и вызывают остеомиелит [36].
Подногтевая пластинка (гипонихий)
Гипонихий начинается там, где заканчивается ногтевое ложе, под передним свободным краем ногтя. Это обычный эпидермис, в нем присутствуют все слои, включая зернистый, и он толще, чем в области ногтевого ложа — примерно как в матрице. Между гипонихием и ногтевым ложем есть борозда. На глаз она едва различима, но для микроорганизмов это целый огромный окоп: в нем можно пережить даже тщательное мытье рук. В этой борозде далеко не всегда прячутся безобидные представители микрофлоры. Нередко скрываются возбудители опасных инфекций. Поэтому хирургам приходится так тщательно обрабатывать руки перед операциями [37, 38, 39, 40].Между гипонихием и ногтевым ложем находится переходная зона. В ней зернистый слой присутствует лишь местами, а корнеоциты прочно прикреплены к ногтевой пластинке. За счет этого ноготь как бы «запечатывается», и предотвращается его отслойка [41, 42].
Околоногтевые валики
Околоногтевые валики — структуры из мягких тканей, окружающие ноготь сзади и с боков. Они придают ногтям характерную форму и защищают их:- Проксимальный околоногтевой валик покрывает заднюю часть ногтевой пластинки. Он защищает ногтевую матрицу от ультрафиолетовых лучей, способных повреждать ДНК и вызывать опасные мутации. Снаружи проксимальный околоногтевой валик — это продолжение эпидермиса кожи пальцев. Внутри он подворачивается и образует вентральный слой, более нежный и тонкий. В свою очередь, вентральный слой делится на две части: проксимальная (находится позади) является продолжением ногтевой матрицы, а дистальная (передняя) просто покрывает ноготь и называется эпонихием. Спереди от нее отходит тонкая пластинка ороговевшего эпителия — кутикула. Кутикула плотно прилегает к ногтевой пластинке и защищает матрицу от воды, токсичных веществ, болезнетворных микроорганизмов. Во время маникюра эту тонкую кожицу обычно удаляют. Без нее пальцы выглядят более аккуратно, но становятся более уязвимыми к инфекциям. Повышается риск развития паронихия — воспаления околоногтевого валика. Строение проксимального околоногтевого валика представлено на рис. 5 [43, 44, 45].
- Боковые околоногтевые валики ограничивают ногтевую пластинку с наружной и внутренней сторон. По строению это самая обычная кожа, за исключением того, что здесь отсутствуют волосяные фолликулы и сальные железы [46].
В местах, где боковые околоногтевые валики переходят в ногтевую пластинку, находятся узкие щели — боковые пазухи (синусы). Их обрабатывают во время маникюра, и это нужно делать с осторожностью, чтобы не занести инфекцию.
Интересные факты о росте ногтей
Ногтевая матрица появляется еще на 8−9 неделе внутриутробного развития — вскоре после того, как эмбрион официально превращается в плод. В это время на пальцах рук и ног возникают крохотные бугорки. К 16 неделе, если бы мама могла посмотреть на своего будущего ребенка, она бы уже заметила у него на пальчиках крохотные ноготки. На 5 месяце беременности ногтевые пластинки становятся сформированными и полностью покрывают ногтевые ложа. Интересно, что в формировании ногтей и костей фаланг пальцев играют роль одни и те же сигнальные молекулы — хотя эти структуры и относятся к разным типам тканей. Поэтому врожденные нарушения развития ногтей часто сочетаются с аномалиями скелета пальцев, например, раздвоениями фаланг. А у взрослых при псориатическом артрите болезнь нередко также захватывает ногтевые пластинки и меняет их внешний вид [48, 49, 50, 51, 52].У взрослого человека скорость роста ногтей варьируется от 1−1,8 мм в месяц на ногах до 3−4 мм в месяц и более на руках. В среднем ногти на руках удлиняются на 0,1 мм ежедневно. Для того чтобы полностью восстановилась утраченная ногтевая пластинка на руке, требуется примерно 6 месяцев, а на ноге — 12−18 месяцев [53, 54, 55, 56, 57].
Это средние показатели, а в реальности скорость роста ногтей у всех людей немного разная. На нее влияют разные факторы (табл. 1).
Характер роста ногтя определяет и его форму. Ногтевые пластинки в норме выпуклые как раз из-за того, что они по большей части формируются из задней части ногтевой матрицы. А закругленный край ногтя обусловлен тем, что матрица внутри тоже закруглена в форме полумесяца — по бокам она образует рога, направленные назад (рис. 6) [62].
Ногти как индикатор здоровья
Опытный врач-терапевт по одному только внешнему виду пациента может многое сказать о его здоровье. С появлением современных диагностических процедур ценность врачебного осмотра несколько упала, студентов в медицинских ВУЗах уже не так строго обучают подмечать малейшие изменения во внешности больного — ведь снимки всё покажут намного быстрее и точнее. Тем не менее эти навыки по-прежнему могут оказаться очень ценными. В табл. 2 перечислены некоторые изменения ногтей и заболевания внутренних органов, о которых они могут свидетельствовать.
Изменения ногтей во время старения
После 20−25 лет рост ногтей замедляется на 0,5% в год. И это замедление продолжается всю жизнь — по крайней мере, ученые наблюдали его у людей до 100 лет [72]. В пожилом возрасте у ногтей изменяется цвет, контуры, характер поверхности, толщина. Всё это обусловлено процессами, происходящими на биохимическом и гистологическом уровнях. Анализы показывают, что в стареющих ногтях уменьшается содержание железа, зато становится много кальция. Во время микроскопии видно, что онихоциты имеют более крупные размеры, чем у молодых людей, в них всё чаще встречаются остатки ядер. В дерме ногтевого ложа утолщаются кровеносные сосуды, эластичная ткань [73, 74].Ученые считают, что возрастным изменениям ногтей способствуют такие факторы, как нарушение кровообращения, изменения биомеханики, снижение защитных сил организма и повышенная уязвимость к инфекциям, доброкачественные и злокачественные новообразования (риск развития многих из них повышается в стареющем организме), ультрафиолетовое солнечное излучение (его эффекты в тканях накапливаются в течение многих лет), заболевания кожи и всего организма [75].
Всё это приводит к тому, что ногтевые пластинки становятся тусклыми, ломкими, более толстыми и твердыми (иногда, наоборот, более тонкими), могут стать непрозрачными и приобрести желтоватый оттенок. Зачастую на них появляется заметная продольная исчерченность в виде множества гребней. Продольная кривизна ногтевых пластинок уменьшается, а поперечная становится сильно выпуклой [76, 77].
У 20% людей старше 70 лет наблюдаются изменения под названием «неаполитанский ноготь». При этом лунка ногтя исчезает, а на ногтевой пластинке появляются три поперечные полоски: белая, темная и непрозрачная. Одно исследование показало, что, как правило, такая картина наблюдается у людей с остеопорозом и тонкой кожей. У ученых есть предположение, что виной тому аномалии коллагена [78].
Нередко в пожилом возрасте ногти становятся очень ломкими, на них могут появляться трещины. Повышается риск развития вросшего ногтя на ноге — когда боковой край ногтевой пластинки внедряется в околоногтевой валик и развивается воспаление [79].
Вообще, в пожилом возрасте повышается риск развития многих аномалий и поражений ногтей. И не всегда удается объяснить, что именно приводит к тем или иным изменениям. Это прояснят будущие научные исследования.