Виды мембран: Что такое мембрана? Виды и ключевые модели

Топ-5 мембран на все случаи жизни

Несмотря на то, что в названии статьи сказано обо всех случаях жизни, конечно, надо понимать, что производители мембранных тканей – не джины из бутылки, и решить все проблемы пользователей не способны, хоть и очень стараются. Дабы составить представление о том, что такое мембранные ткани и какие задачи они способны решать, давайте коротко разберемся в строении мембран, способах производства и свойствах.

Виды мембран

Мембранные ткани различаются строением, методом производства и образом действия. По строению мембраны делятся на беспоровые, поровые, комбинированные и электроспиннинговые.

Беспоровые мембраны (гидрофильные) – сплошное покрытие, осуществляющее транспортировку влаги изнутри за счет диффузии. Необходима разница в давлении и влажности. Поэтому, прежде чем выйти наружу, влага скапливается внутри мембраны в достаточном для вытеснения на поверхность количестве. Материал всегда ощущается слегка влажным. Соответственно, беспоровая мембрана не слишком хорошо выводит пары влаги при открытой вентиляции, влажной погоде и при минусовых температурах. К положительным качествам можно отнести долговечность, высокие показатели водостойкости и паропроницаемости, абсолютную ветроустойчивость и относительно низкую стоимость. Наиболее известные примеры: Toray Dermizax, Marmot Membrane, Mountain Hardware Conduit.

Поровые мембраны (гидрофобные) – представляют собой тонкий слой полиуретана или тефлона (политетрафторэтилена – ПТФЭ), растянутый до такой степени, что распадается на отдельные волокна, между которыми образуются поры. Поровые мембраны хорошо работают на отведение паров влаги и имеют хорошую водостойкость. Такие мембраны работают во влажной атмосфере и при низких температурах. Однако, поры быстро загрязняются, а сама мембрана слишком нежна и подвержена повреждениям от механического воздействия. Наиболее известные примеры: Gore-Tex 30-летней давности, первые мембраны eVent и другие.

Поровая мембрана под микроскопом

Комбинированные мембранные материалы сочетают в себе поровую мембрану и беспоровое покрытие, защищающее ее от механических повреждений. Классический представитель данной конструкции – современный Gore-Tex. Беспоровое покрытие значительно тоньше стандартной беспоровой полиуретановой мембраны, а потому ее недостатки практически не проявляются. Таким образом, комбинированный мембранный материал обладает преимуществами поровых мембран и надежностью беспорового покрытия.

Электроспиннинговый мембранный материал — относительно свежее изобретение. Яркими представителями служат Polartec Neoshell (2012 год), Outdoor Research AscentShell (2016 год) и The North Face Futurelight™ (2019 год). Особенностью конструкции является нанопокрытие из полиуретана, наносимое практически на любую ткань с помощью множества миниатюрных сопел. Процесс схож с работой струйного принтера. Толщина полиуретановых нитей настолько мала, что на поверхности ткани образуется тончайшая пространственная решетка, обладающая свойствами мембраны. Плотность мембранной пленки очень низка, ткань сохраняет эластичность и имеет чрезвычайно высокие показатели паропроницаемости. Благодаря контролируемому процессу характеристиками такой мембраны можно управлять еще во время нанесения нановолокон на ткань. Считается, что данная технология – будущее outdoor индустрии.

Ради чего же проводятся все эти дорогостоящие исследования, запускаются невероятные технологические процессы, создаются производственные мощности и делаются сумасшедшие открытия? Ведь можно просто надеть полиэтиленовый пакет размером с человеческий организм и остаться сухим во время сильнейшего ливня. Да, если вы бежите из дачного домика накрыть огурцы в огороде, чтобы их не побило градом. Люди, покоряющие вершины гор и проходящие маршрут  в суровых природных условиях, нуждаются в чем-то большем, чем полиэтиленовый пакет. Им необходима надежность, безопасность, максимально возможный комфорт и минимум мыслей о том, как работает их одежда, подведет ли она в самый ответственный момент. Им нужно ощущение сухости изнутри. Прочность и долговечность. Возможность довериться своему снаряжению, поскольку от этого часто зависит их жизнь.

Свойства мембран

Итак, что мы можем получить от мембранного материала?

Паропроницаемость – способность ткани выводить наружу избыточную влагу, которая непременно образуется у человека во время интенсивных нагрузок. Влага выводится в виде пара после испарения с поверхности кожи. Эта способность защищает от переохлаждения в холодную погоду и от перегрева во время физической активности.

Водостойкость – свойство мембраны препятствовать проникновению влаги снаружи. Пар и капля воды состоят из молекул одинакового размера, поскольку это всего лишь разные агрегатные состояния воды. Это мы знаем из школьного курса физики. Однако, связь между молекулами в капле значительно выше, капля плотнее, а значит, ее проще задержать на поверхности. Так и работает мембрана. Вода снаружи задерживается, не проникая внутрь, а избыточный пар изнутри свободно выводится на поверхность.

И тут кроется задачка, справиться с которой производителям мембранных материалов пока не под силу. Если придать мембране высокие показатели паропроницаемости, она потеряет в водостойкости. Сделав мембрану максимально водостойкой, чрезвычайно сложно придать ей высокие влагоотводящие показатели. Должен соблюдаться определенный баланс. Или теряется универсальность.

Ветроустойчивость или воздухопроницаемость – характеристика, описывающая возможность мембранной ткани пропускать воздух или противостоять ветру. Ветер может быть как помощником, охлаждающим организм во время высокой активности, так и ярым противником, выдувающим из-под одежды драгоценное тепло. Чем более устойчива к ветру мембранная ткань куртки или брюк, тем выше вероятность сохранения внутреннего микроклимата даже в экстремальных условиях. Показатели воздухопроницаемости крайне редко указываются производителями мембранных тканей. Чаще всего приблизительно пишут о процентах ветроустойчивости.

Топ-5

Рассмотрим пять наиболее известных мембранных тканей, достаточно универсальных, чтобы подойти «на все случаи жизни». Как мы уже поняли, всякая универсальность имеет границы. Поэтому выбирать мембранную ткань стоит, исходя из условий использования и собственных требований к конкретному снаряжению.

А вот и «случаи жизни» – сферы деятельности, в которых нам необходима высокотехнологичная одежда и обувь с мембраной:

• все виды альпинизма
• скалолазание на естественном рельефе
• зимние виды спорта: сноуборд, горные лыжи, в том числе экстремальные дисциплины, такие как фрирайд и хелиски.
• хайкинг, треккинг и горный туризм
• рыбалка и охота
• мотоспорт и автоспорт

Gore-Tex Pro

Согласно заявлению производителя – мембранная ткань из категории Ultimate. Бескомпромиссная защита от ветра и воды, высокие показатели паропроницаемости и отменная прочность. Везде, где от одежды требуется полная отдача, подойдет мембранная ткань Gore-Tex Pro.

Мембранные ткани Gore-Tex Pro имеют высокие показатели паропроницаемости, следовательно, при интенсивных нагрузках внутренний микроклимат будет сохраняться, что поможет избежать перегрева или переохлаждения в суровых условиях. К тому же образующийся во время двигательной активности липкий пот – явление малоприятное. Дождь, снег и попадание под водопад мембрана держит очень долгое время. В ботинках Gore-Tex Pro можно смело измерять глубину луж и долго идти по горным тропам в проливной дождь. Сухость изнутри гарантирована. Ледяной ветер остужает одежду-оболочку, но не проникает внутрь через ткань, а значит, не выдувает тепло и не охлаждает организм.

Показатели в числах:

• паропроницаемость – RET <6 м² Pa/W (тест, определяющий способность ткани сопротивляться проникновению пара; чем ниже показатель, тем лучше паропроницаемость)
• водостойкость – 28 000 мм водяного столба

Конструкция Gore-Tex Pro представляет собой 3 полноценных слоя: верхняя ткань, мембрана и внутренняя ткань. Внешний слой обычно имеет водоотталкивающую пропитку DWR, которая не позволяет ему намокать и накапливать влагу. Сухой внешний слой обеспечивает защиту от механических повреждений и беспрепятственную работу мембраны по транспортировке избыточной влаги от тела. Внутренний слой защищает мембрану от трения о средние и базовые слои одежды, не препятствует отводу влаги.

Мембрана Gore—Tex под микроскопом

Плюсы очевидны. Сюрпризы природы в виде дождя, снега и ветра обладателю комплекта одежды с мембраной Gore-Tex Pro не страшны. А значит, можно заниматься любимым видом деятельности, не отвлекаясь на мелочи. Однако если вам нравится, например, бег по пересеченной местности, и вы совершаете пробежки в любую погоду, включая июльскую жару, стоит обратить внимание на другие продукты Gore-Tex, более подходящие для теплой погоды.

Мембранные материалы Gore-Tex используют практически все известные производители снаряжения для экстремальных видов спорта. В нашем магазине это бренды Arcteryx, Asolo, Berghaus, Dakine, Haglofs, La Sportiva, Montura, Norrona, Mammut, Mountain Equipment, Mountain Hardwear, Patagonia и другие.

.

Toray Dermizax NX

Мембранная ткань Dermizax NX японского производителя Toray представляет последнее поколение беспоровых мембран. Очень тонкая и эластичная  полиуретановая ткань, имеющая кристаллическую структуру, высочайшие показатели паропроницаемости и водостойкости. Поскольку такая ткань не имеет пор, она способна растягиваться до 200%. Прочная и устойчивая к жесткой эксплуатации, не забивается частицами грязи или кожного жира, совершенно не пропускает ветер. С использованием мембраны Dermizax NX производятся эффективно работающие трехслойные ткани для одежды outdoor.

Показатели в числах:

• паропроницаемость – 30 000 до 40 000 г/м²/24ч
• водостойкость – 20 000 мм водяного столба и выше

Транспортировка влаги на поверхность материала достигается за счет процесса диффузии, благодаря разнице во влажности изнутри и снаружи. Dermizax NX осуществляет перенос быстро, демонстрируя минимальный уровень конденсации, а время является важным показателем качества мембраны. Соответственно, при высоких температурах влага будет накапливаться быстрее, транспортировка тоже ускорится.

Структура мембраны Dermizax

Группа тканей Toray Dermizax напрямую соперничает с Gore-Tex по своим характеристикам и показателям.

Бренд с мембранами группы Dermizax, представленный в нашем магазине: Bergans.

.

The North Face Futurelight™

Фирменный мембранный материал от бренда The North Face, полученный посредством электроспиннинговой технологии. В компании назвали процесс производства «наноспиннинг».

Futurelight™ – трехслойная ткань. На внешний слой из переработанных материалов нанесена тончайшая полимерная сетка. Вместо пор – микроскопические промежутки между волокнами полиуретана. Внутренний слой – мягкая подкладка, также сделанная из переработанных материалов. Внешний слой ткани обрабатывается стойкой водоотталкивающей пропиткой DWR без полифторированных соединений в составе (PFC-Free).

По утверждению производителя наноструктура мембраны Futurelight™ позволяет существенно повысить показатели паропроницаемости без ущерба водонепроницаемости и долговечности, а процесс производства – задать эти свойства на этапе нанесения волокон полиуретана на ткань. В итоге получилась водостойкая, ветрозащитная, отлично «дышащая», тонкая, эластичная и прочная ткань, способная защитить пользователя в самых суровых условиях. Плотность мембранного слоя невысока и содержит до 85% воздуха, поэтому материал имеет малый вес, сохраняет некоторую воздухопроницаемость. Плюс, с помощью данной технологии можно создавать бесшовные переходы между более водостойкими и воздухопроницаемыми зонами на одежде. То есть, в стратегически расположенных зонах мембрана будет или защищать от проникновения воды извне, или помогать телу дышать, осуществляя транспортировку влаги на поверхность с большей эффективностью.

Несмотря на свежесть разработки, уже были проведены полевые и лабораторные испытания. Компания The North Face сотрудничает с американской организацией Underwriters Laboratories Inc. (далее – UL), занимающейся стандартизацией и сертификацией в области техники безопасности. UL подвергла ткань Futurelight™ тем же испытаниям на водостойкость, что использовались для пожарного снаряжения. На одежду сбрасывалось более 200 галлонов (757 л) воды в час. Futurelight™ выдержала испытание и получила сертификат UL, гарантирующий 100% водонепроницаемость при сохранении высокого уровня воздухопроницаемости. Однако, конкретные числа компанией не раскрываются.

Показатели паропроницаемости известны и являются максимальными из существующих на рынке – верхний возможный предел 75 000 г/м²/24 ч. Мембрана превосходно работает на выведение влаги и не позволяет конденсату образовываться на внутренней поверхности одежды.

Полевые испытания прошли успешно в экстремальных условиях гор от Эвереста до первого спуска на лыжах с вершины Лходзе.

В нашем магазине товары бренда с мембраной Futurelight™ можно посмотреть здесь: The North Face.

.

Patagonia h3No

h3No – собственная разработка компании Patagonia. История и идеология бренда базируются на гуманном отношении к природе, поэтому основной отличительной особенностью тканей Patagonia является включение в их состав переработанных и биоразлагаемых  материалов. Трехслойная мембранная ткань h3No, детали производства которой не разглашаются, состоит из 100% переработанного нейлона, поликарбонатной мембраны с 13% биоразлагаемых компонентов и трикотажной подкладки. Плюс, стойкая водоотталкивающая пропитка без PFC – Deluge® DWR, которая считается более надежной, чем классическая DWR.

Чтобы продукция бренда служила дольше и менялась пользователями реже, материалам придана исключительная долговечность, прочность и износоустойчивость. Patagonia подвергает свои ткани жесточайшим тестам. Тест на прочность, например, называется «Killer Wash» – «стирка-убийца». Тест за 24 часа имитирует годы интенсивной эксплуатации во влажных условиях, проверяя продукцию на стойкость к заломам и истиранию. Тест на водостойкость предполагает три дня испытаний небольшим дождем, ливнями и на специальном оборудовании. Паропроницаемость тестируется по стандартам MVTR (Moisture Vapor Transmission Rate).

Показатели в числах:

• паропроницаемость: 15 000 г/м²/24ч
• водостойкость – 20000 мм водяного столба до теста Killer Wash и 10000 мм после теста

Таким образом, компания Patagonia вот уже несколько лет предлагает нашему вниманию одежду с собственной мембраной. Одежду, способную выдержать экстремальные нагрузки, полностью защитить от воды и ветра, эффективно транспортировать пары пота изнутри, препятствовать конденсации влаги и быстро сохнуть.

Одежда бренда Patagonia есть в наших магазинах.

.

Event DValpine

Мембранная ткань бренда Event производится компанией BHA Technologies с 1999 года. Огромный шаг вперед был сделан, когда появилась собственная технология Direct Venting™ (DV). Классическая поровая мембрана без покрытия быстро теряет свои свойства из-за загрязнения пор. Основными загрязнителями являются жиры, которые накапливаются в материале ePTFE (ПФТЭ) поскольку он олеофилен. Direct Venting™ Technology создало мембрану, которая всегда имеет открытые поры и не накапливает загрязнения. С этой целью на волокна мембраны наносится олеофобное покрытие, предотвращающее оседание жиров и масел и сохраняющее свойства ткани.

Благодаря технологии Direct Venting™ пары влаги свободно выходят через поры на поверхность. Материал не накапливает влагу, не нуждается в разнице давления для ее транспортировки, хорошо работает при низких температурах и в условиях высокой влажности. То есть, не имеет «болячек» первых беспоровых мембран. Организм человека даже при интенсивной нагрузке находится в так называемой «сухой зоне». Он достаточно охлаждается, чтобы не перегреться в результате неэффективного испарения, и не замерзает, поскольку влага не скапливается под одеждой.

Ламинат DValpine состоит из 3 слоев: верхний слой с обработкой DWR, мембрана с технологией Direct Venting™ и мягкая, комфортная подкладка, не препятствующая переносу влаги.

Показатели в числах:

• паропроницаемость: 20 000 г/м²/24ч
• водостойкость: 20000 мм водяного столба

В нашем магазине мембраны Event представлены брендом Hoka.

Бонус – Hydroshell Elite Pro

Hydroshell  – мембранные ткани британской компании Berghaus, которая имеет пятидесятилетний опыт создания водонепроницаемого снаряжения. Впервые одежда с мембраной Hydroshell  была представлена в 2015 году.

Hydroshell Elite Pro абсолютно водонепроницаема, обладает высокими показателями паропроницаемости, отличным соотношением прочности и веса. Сверхлегкая конструкция из 2.5 слоев, верхний из которых – прочный нейлон. Стойкая и долговечная водоотталкивающая обработка DWR, которую используют в Berghaus, не содержит полифторированных соединений в составе (PFC-Free). Производитель утверждает, что пропитка держится дольше своих аналогов и реже требует восстановления.

Показатели в числах:

• паропроницаемость: 20000 г/м2/24ч
• водостойкость: 20000 мм

В нашем магазине есть продукция бренда Berghaus с мембранами Hydroshell.

.

Заключение

Выбирать мембрану стоит, исходя из предполагаемого вида деятельности и его особенностей. Рассмотренные нами примеры максимально универсальны и способны защитить от суровых погодных условий.

Однако надо быть готовым к нескольким моментам, которые сложно обойти в процессе использования одежды из мембранных материалов.

1. Куртка с мембраной не будет корректно выполнять свою задачу, если под ней обычные вещи, не поддерживающие систему слоев. Мембрана не сможет вывести влагу, если ее накапливает белье или свитер. Куртка будет работать в качестве дождевика, а внутри все равно образуется конденсат.
2. У каждой мембраны есть предел времени или количества влаги, по окончании которого она начнет промокать. Это не значит, что материал плох. Просто он достиг своего предела.
3. Мембрана с показателем водонепроницаемости 10 000 мм водяного столба защитит вас от сильного дождя, если вы не гуляете под ним весь день. Большинству пользователей такой степени защиты достаточно. От 20 000 мм и выше – рассчитаны на экстремальный уровень. Поэтому не гоняйтесь за цифрами, выбирайте по потребностям.
4. Как и любые ткани, мембранные материалы постепенно изнашиваются и теряют свои свойства. Но можно продлить срок службы, если правильно ухаживать за своими вещами. О бережном отношении не говорим, ведь предназначены они для эксплуатации в экстремальных условиях. Хотя, это тоже помогло бы.
5. Кроме Gore-Tex, Dermizax, Futurelight, h3No, Event и Hydroshell, существует огромное количество похожих по принципу действия мембранных материалов. Старайтесь не выбирать «noname» за цену и доступность. Процесс производства, тестирования и сертификации очень дорог. Мембрана не может быть дешевой. Такая покупка не решит проблему и не прослужит долго.

До встречи в горах!

Перевод выполнила Драгунова Анна

Виды климатических мембран

Современные климатические мембраны — это сложные многослойные материалы, которые отличаются как по своим характеристикам, так и по назначению. О конструктивных особенностях и специфических различиях мембран — в этом материале

В статье «Чудеса в решете, или Что такое климатическая мембрана» мы рассказали о двух базовых типах мембран — поровом и беспоровом. На практике любая климатическая мембрана в одежде является либо поровой, либо беспоровой, либо комбинированной, то есть включающей в свою конструкцию оба базовых типа.

Конструкции мембран в одежде*

Принципиальная схема любой мембраны в одежде выглядит просто: между наружным и внутренним слоями ткани, каждый из которых является водо- и паропроницаемым, помещается мембранный материал, который препятствует проникновению воды под одежду, но позволяет выходить наружу пару.

 Принципиальная схема мембранного слоя в одежде

Однако реальные мембраны в одежде обычно имеют более сложное строение. Их производители стараются учесть специфические требования самых разных групп потребителей — от профессиональных спортсменов до тех, кто ограничивается лишь утренними пробежками. Результатом такого подхода является многообразие мембран, каждая из которых позиционируется как едва ли не самая лучшая из представленных на рынке.

Мы не будем спорить с производителями, а просто попытаемся классифицировать их продукцию, определив ключевые особенности и свойства различных типов мембранных конструкций.

Мембраны-ламинаты и мембраны-покрытия

Ламинаты (laminated) являются самостоятельным пленочным материалом. Сами по себе они не обладают достаточной механической прочностью, поэтому для достижения стабильности характеристик и долговечности их приклеивают к другим материалам, входящим в конструкцию одежды, — внешним и внутренним тканевым слоям и специальным подкладкам.

Покрытия (coating) наносятся на слой ткани в жидком виде. После высыхания они образуют с тканевой основой единый композитный слой, обладающий необходимыми мембранными свойствами.

С потребительской точки зрения принадлежность мембраны к группе ламинатов или покрытий особого значения не имеет, поэтому требовать у продавца детальную информацию на эту тему вряд ли стоит.

Количество слоев в мембранном «бутерброде»

Мембраны могут быть двух- и трехслойными или иметь промежуточную конструкцию — 2,5-слоя. Также, в зависимости от назначения мембранной одежды, применяются разные способы интеграции мембраны в изделие.

Двухслойная мембрана — это такая конструкция, в которой слой мембранного материала соединен со слоем ткани. Обычно этот слой ткани в одежде является наружным, а мембранная пленка приклеена к нему изнутри. Так выглядят большинство простых двухслойных мембран. Мембранный слой в них может быть как поровым или беспоровым, так и комбинированным.

Двухслойные мембранные конструкции

В двухслойной конструкции мембранный слой механически защищен тканью только с «уличной» стороны, поэтому с внутренней стороны часто используется защитная подкладка, сетка или специальное покрытие, которые предохраняют мембрану от повреждений изнутри. Двухслойную мембрану с дополнительным защитным покрытием иногда называют 2,5-слойной.

 Двухслойные мембранные конструкции с защитой

Двухслойная мембрана без дополнительной защиты также используется в одежде с утеплителем, слой которого выполняет защитные функции, предохраняя мембрану от механических воздействий изнутри. В таких случаях мембранное покрытие сначала соединяется со слоем легкой ткани и уже затем эта двухслойная конструкция свободно размещается между наружным и внутренними слоями одежды.

Трехслойная мембрана отличается от двухслойной тем, что мембранный слой прикреплен не к одному слою, а вклеен между двумя слоями ткани — наружным и подкладочным, образуя с ними одно целое. Такая трехслойная конструкция прочнее и надежнее, так как в ней мембрана защищена с обеих сторон.

 Трехслойные мембранные конструкции

Поскольку оба вида мембран, и поровые, и беспоровые, имеют свои достоинства и недостатки, производители часто объединяют их в одной конструкции для улучшения характеристик. Так  получаются комбинированные мембраны.

Комбинированная мембрана — это конструкция, в которой мембранный слой объединяет в себе поровую и беспоровую мембраны. При производстве комбинированной мембраны к ткани сначала прикрепляется поровый слой, а затем на него наносится беспоровый. Комбинированная мембрана, так же как одиночные поровая или беспоровая, может применяться в составе двух- или трехслойной мембранной конструкции.

Комбинированные мембраны

Если предполагается  использование мембраны в качестве самостоятельного слоя, то такая одежда обычно имеет в своем названии английский термин “shell”, что переводится как оболочка, скорлупа, раковина. Также можно услышать термин “hardshell”, применяемый к верхним слоям outdoor-одежды, если речь идет, например, о штормовках.

К важным особенностям некоторых видов мембран относится также их способность растягиваться. Это позволяет использовать такие мембраны в одежде со стрейчевыми свойствами.

Характеристики любой мембраны, применяемой в одежде, зависят не только от ее конструкции, но и от множества других факторов, среди которых толщина мембранного слоя и его однородность, тип материала и структура тканевой основы мембраны, качество ламинации и многие другие. Наиболее продвинутыми и сбалансированными характеристиками обладают, как правило, трехслойные комбинированные мембраны. Правда, они при этом несколько тяжелее и обычно дороже.

Выбирая мембранную одежду, следует помнить, что ее эффективность будет в первую очередь зависеть от конкретных условий эксплуатации. Экстремальная штормовка hardshell вряд ли подойдет для оздоровительного бега, а легкая мембранная курточка для велопрогулок не поможет вам во время восхождения. Учитывайте назначение мембранной одежды — и тогда ее достоинства не превратятся в недостатки.

Классификация по сырью для производства мембран

Для понимания принципа действия мембран и выбора мембранной одежды название и химическая формула используемого для производства мембраны материала значения не имеют. Тем не менее отметим, что для производства мембран применяются:

Полиуретановыми могут быть как поровые, так и беспоровые мембраны, а PTFE используется только для производства поровых. В комбинированных трехслойных мембранах поровый ламинат из PTFE может быть защищен беспоровым слоем полиуретана.

Резюме

__________________________________

*  Мы не можем гарантировать, что все термины, используемые в данной статье, соответствуют терминологии производителей или продавцов изделий с климатическими мембранами.

Типы тканей – анатомия и физиология

Уровень организации тканей

OpenStaxCollege

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Определять четыре основных типа тканей
• Обсудите функции каждого типа ткани
• Соотнесите структуру каждого типа ткани с их функцией
• Обсудите эмбриональное происхождение ткани
• Определите три основных зародышевых листка
• Определите основные типы тканевых мембран

Термин ткань используется для описания группы клеток, находящихся вместе в организме. Клетки внутри ткани имеют общее эмбриональное происхождение. Наблюдение под микроскопом показывает, что клетки в ткани имеют общие морфологические особенности и расположены в упорядоченном порядке, обеспечивающем функции ткани. С эволюционной точки зрения ткани появляются у более сложных организмов. Например, многоклеточные протисты, древние эукариоты, не имеют клеток, организованных в ткани.

Хотя в человеческом теле существует много типов клеток, они организованы в четыре основные категории тканей: эпителиальные, соединительные, мышечные и нервные. Каждая из этих категорий характеризуется определенными функциями, которые способствуют общему здоровью и поддержанию организма. Нарушение структуры является признаком травмы или заболевания. Такие изменения можно обнаружить с помощью гистологии, микроскопического изучения внешнего вида, организации и функции ткани.

Эпителиальная ткань, также называемая эпителием, представляет собой слои клеток, покрывающие внешние поверхности тела, выстилающие внутренние полости и проходы и образующие определенные железы. Соединительная ткань, как следует из ее названия, связывает клетки и органы тела вместе и выполняет функции защиты, поддержки и интеграции всех частей тела. Мышечная ткань возбудима, реагирует на стимуляцию и сокращается, чтобы обеспечить движение, и встречается в трех основных типах: скелетные (произвольные) мышцы, гладкие мышцы и сердечная мышца в сердце. Нервная ткань также возбудима, что позволяет распространять электрохимические сигналы в виде нервных импульсов, которые сообщаются между различными областями тела ([ссылка]).

Следующим уровнем организации является орган, где несколько типов тканей объединяются, образуя рабочую единицу. Точно так же, как знание структуры и функции клеток помогает вам в изучении тканей, знание тканей поможет вам понять, как функционируют органы. Эпителиальные и соединительные ткани подробно обсуждаются в этой главе. Мышцы и нервные ткани будут рассмотрены в этой главе лишь кратко.

Четыре типа тканей: тело

Примерами четырех типов тканей являются нервная ткань, многослойная чешуйчатая эпителиальная ткань, ткань сердечной мышцы и соединительная ткань тонкой кишки. По часовой стрелке из нервной ткани, LM × 872, LM × 282, LM × 460, LM × 800. (Микрофотографии предоставлены Regents of Michigan Medical School © 2012)

Зигота, или оплодотворенная яйцеклетка, представляет собой одиночную клетку, образованную путем слияния яйцеклетки и сперматозоида. После оплодотворения зигота дает начало быстрым митотическим циклам, образуя множество клеток для формирования эмбриона. Первые сгенерированные эмбриональные клетки обладают способностью дифференцироваться в клетки любого типа в организме и, как таковые, называются тотипотентными, что означает, что каждая из них способна делиться, дифференцироваться и развиваться в новый организм. По мере пролиферации клеток в эмбрионе формируются три основных клеточных клона. Как объясняется в одной из последующих глав, каждая из этих линий эмбриональных клеток образует отдельные зародышевые листки, из которых в конечном итоге формируются все ткани и органы человеческого тела. Каждый зародышевый слой идентифицируется по его относительному положению: эктодерма (экто- = «внешний»), мезодерма (мезо- = «средний») и энтодерма (эндо- = «внутренний»). [ссылка] показывает типы тканей и органов, связанных с каждым из трех зародышевых листков. Обратите внимание, что эпителиальная ткань возникает во всех трех слоях, тогда как нервная ткань происходит в основном из эктодермы, а мышечная ткань — из мезодермы.

Эмбриональное происхождение тканей и основных органов

Просмотрите это слайд-шоу, чтобы узнать больше о стволовых клетках. Чем соматические стволовые клетки отличаются от эмбриональных стволовых клеток?

Тканевая оболочка представляет собой тонкий слой или пласт клеток, покрывающий внешнюю часть тела (например, кожу), органы (например, перикард), внутренние проходы, ведущие наружу тела (например, брюшную брыжейки) и выстилка полостей подвижных суставов. Существует два основных типа тканевых мембран: соединительнотканные и эпителиальные мембраны ([ссылка]).

Тканевые мембраны

Две широкие категории тканевых мембран в организме: (1) соединительнотканные мембраны, которые включают синовиальные оболочки, и (2) эпителиальные мембраны, которые включают слизистые оболочки, серозные оболочки и кожные оболочки, в Другими словами, кожа.

Соединительнотканные мембраны

Соединительнотканные мембраны образованы исключительно из соединительной ткани. Эти мембраны инкапсулируют органы, такие как почки, и выстилают наши подвижные суставы. Синовиальная оболочка представляет собой разновидность соединительнотканной оболочки, выстилающей полость свободно подвижного сустава. Например, синовиальные оболочки окружают суставы плеча, локтя и колена. Фибробласты во внутреннем слое синовиальной оболочки выделяют гиалуронан в полость сустава. Гиалуронан эффективно улавливает доступную воду, образуя синовиальную жидкость, естественную смазку, которая позволяет костям сустава свободно двигаться относительно друг друга без особого трения. Эта синовиальная жидкость легко обменивается водой и питательными веществами с кровью, как и все жидкости организма.

Эпителиальные мембраны

Эпителиальная мембрана состоит из эпителия, прикрепленного к слою соединительной ткани, например к вашей коже. Слизистая оболочка также состоит из соединительной и эпителиальной тканей. Эти эпителиальные мембраны, иногда называемые слизистыми оболочками, выстилают полости тела и полые проходы, открывающиеся во внешнюю среду, и включают пищеварительный, дыхательный, выделительный и репродуктивный тракты. Слизь, вырабатываемая эпителиальными экзокринными железами, покрывает эпителиальный слой. Основная соединительная ткань, называемая собственной пластинкой (буквально «собственный слой»), помогает поддерживать хрупкий эпителиальный слой.

Серозная оболочка представляет собой эпителиальную мембрану, состоящую из мезодермального эпителия, называемого мезотелием, который поддерживается соединительной тканью. Эти оболочки выстилают целомические полости тела, т. е. те полости, которые не открываются наружу, и покрывают органы, расположенные внутри этих полостей. По сути, это перепончатые мешки с мезотелием внутри и соединительной тканью снаружи. Серозная жидкость, выделяемая клетками тонкого чешуйчатого мезотелия, смазывает мембрану и уменьшает истирание и трение между органами. Серозные оболочки идентифицируют в зависимости от локализации. Три серозные оболочки выстилают грудную полость; две плевры, покрывающие легкие, и перикард, покрывающий сердце. Четвертая, брюшина, представляет собой серозную оболочку в брюшной полости, которая покрывает органы брюшной полости и образует двойные слои брыжейки, на которых подвешены многие органы пищеварения.

Кожа представляет собой эпителиальную мембрану, также называемую кожной мембраной. Это многослойный плоский эпителий, покрывающий соединительную ткань. Апикальная поверхность этой мембраны подвергается воздействию внешней среды и покрыта мертвыми ороговевшими клетками, которые помогают защитить организм от высыхания и патогенов.

Человеческое тело содержит более 200 типов клеток, которые можно разделить на четыре типа тканей: эпителиальные, соединительные, мышечные и нервные. Эпителиальные ткани действуют как покрытия, контролирующие движение материалов по поверхности. Соединительная ткань объединяет различные части тела и обеспечивает поддержку и защиту органов. Мышечная ткань позволяет телу двигаться. Нервные ткани распространяют информацию.

Изучение формы и расположения клеток в ткани называется гистологией. Все клетки и ткани в организме происходят из трех зародышевых листков эмбриона: эктодермы, мезодермы и энтодермы.

Различные типы тканей образуют мембраны, окружающие органы, обеспечивают взаимодействие между органами без трения и удерживают органы вместе. Синовиальные мембраны представляют собой мембраны из соединительной ткани, которые защищают суставы и выстилают их. Эпителиальные оболочки образуются из эпителиальной ткани, прикрепленной к прослойке соединительной ткани. Различают три типа эпителиальных оболочек: слизистые, содержащие железы; серозные, выделяющие жидкость; и кожный, из которого состоит кожа.

Посмотрите это слайд-шоу, чтобы узнать больше о стволовых клетках. Чем соматические стволовые клетки отличаются от эмбриональных стволовых клеток?

Большинство соматических стволовых клеток дают начало только нескольким типам клеток.

Что из нижеперечисленного не является типом ткани?

1. мышцы
2. нервный
3. эмбриональный
4. эпителиальный

C

Процесс превращения менее специализированной клетки в более специализированную называется ________.

1. дифференциация
2. созревание
3. модификация
4. специализация

A

Дифференцированные клетки развивающегося эмбриона происходят из ________.

1. эндотелий, мезотелий и эпителий
2. эктодерма, мезодерма и энтодерма
3. соединительная ткань, эпителиальная ткань и мышечная ткань
4. эпидермис, мезодерма и эндотелий

B

Какие из следующих линий полостей тела подвергаются воздействию внешней среды?

1. мезотелий
2. собственная пластинка
3. брыжейки
4. слизистая оболочка

Д

Определите четыре типа тканей в организме и опишите основные функции каждой ткани.

Четыре типа тканей в организме: эпителиальная, соединительная, мышечная и нервная. Эпителиальная ткань состоит из слоев клеток, которые покрывают поверхности тела, соприкасающиеся с внешним миром, выстилают внутренние полости и образуют железы. Соединительная ткань связывает клетки и органы тела вместе и выполняет множество функций, особенно в защите, поддержке и интеграции тела. Мышечная ткань, которая реагирует на стимуляцию и сокращается для обеспечения движения, делится на три основных типа: скелетные (произвольные) мышцы, гладкие мышцы и сердечная мышца сердца. Нервная ткань позволяет организму получать сигналы и передавать информацию в виде электрических импульсов из одной области тела в другую.

Зигота описывается как тотипотентная, потому что она в конечном итоге дает начало всем клеткам вашего тела, включая узкоспециализированные клетки вашей нервной системы. Опишите этот переход, обсуждая этапы и процессы, ведущие к этим специализированным клеткам.

Зигота делится на множество клеток. Когда эти клетки становятся специализированными, они теряют способность дифференцироваться во все ткани. Сначала они образуют три первичных зародышевых листка. Вслед за клетками эктодермального зародышевого слоя они также становятся более ограниченными в том, что они могут образовывать. В конечном итоге некоторые из этих эктодермальных клеток становятся еще более ограниченными и дифференцируются в нервные клетки.

Какова функция синовиальных оболочек?

Синовиальные мембраны представляют собой тип соединительнотканной мембраны, поддерживающей подвижность в суставах. Мембрана выстилает полость сустава и содержит фибробласты, вырабатывающие гиалуронан, что приводит к выработке синовиальной жидкости, естественной смазки, позволяющей костям сустава свободно двигаться относительно друг друга.

Глоссарий

соединительная ткань

тип ткани, которая служит для фиксации, соединения и интеграции органов и систем организма

соединительнотканная мембрана

соединительная ткань, покрывающая органы и выстилающая подвижные суставы

кожная оболочка

кожа

; эпителиальная ткань, состоящая из клеток многослойного плоского эпителия, покрывающая тело снаружи

эктодерма

самый внешний эмбриональный зародышевый листок, из которого происходят эпидермис и нервная ткань

энтодерма

самый внутренний эмбриональный зародышевый листок, из которого происходит большая часть пищеварительной системы и нижних дыхательных путей

эпителиальная мембрана

эпителий, прикрепленный к слою соединительной ткани

эпителиальная ткань

тип ткани, служащей главным образом для покрытия или подкладки частей тела, защищающих тело; он также участвует в абсорбции, транспорте и секреции 90 156

гистология

микроскопическое исследование архитектуры, организации и функции тканей

собственная пластинка

ареолярная соединительная ткань, подстилающая слизистую оболочку

мезодерма

средний эмбриональный зародышевый листок, из которого образуются соединительная ткань, мышечная ткань и часть эпителиальной ткани

слизистая оболочка

тканевая мембрана, которая покрыта защитной слизистой оболочкой и выстилает ткань, подвергающуюся воздействию внешней среды

мышечная ткань

тип ткани, способной сокращаться и генерировать напряжение в ответ на раздражение; производит движение.

нервная ткань

тип ткани, способной посылать и получать импульсы посредством электрохимических сигналов.

серозная оболочка

тип тканевой оболочки, выстилающей полости тела и смазывающей их серозной жидкостью

синовиальная оболочка

соединительнотканная оболочка, выстилающая полости свободно подвижных суставов, вырабатывающая синовиальную жидкость для смазки

ткань

группа клеток, сходных по форме и выполняющих родственные функции

тканевая мембрана

тонкий слой или пласт клеток, покрывающий тело, органы и внутренние полости снаружи

тотипотентный

эмбриональные клетки, способные дифференцироваться в любой тип клеток и органов в организме

Три типа мембран

1. Кожные покровы = кожа = покровная система. У нас есть эпидермис, который представляет собой наружную эпителиальную ткань, и дерма, которая представляет собой соединительную ткань.

2. Слизистые (слизистые) мембраны выстилают внутреннюю часть полых органов, которые открываются наружу. (Рот, прямая кишка, репродуктивная, мочевая)

3. Серозная оболочка (serosa/serosae pl.)

Три закрытые полости: плевральная (легкие), перитонеальная (брюшная) и перикардиальная (сердце) полости.

Состоит из простого (однослойного) плоского (сдавленного) эпителия, расположенного поверх рыхлой ареолярной соединительной ткани.

Серозный состоит из фильтрата, просочившегося из капиллярной крови в соединительную ткань, плюс смазывающие молекулы, секретируемые мезотелиальными клетками.

полость линий париетального листка; Висцеральный слой покрывает органы (висцеральный=внутренний)

Способность к регенерации

От хорошего до отличного: Эпителиальная ткань, КТ кости, КТ ареолярного отростка, плотная нерегулярная КТ и КТ кроветворения

Умеренная: Гладкая мускулатура (кишка ), плотная регулярная КТ (типа сухожилия)

Слабая: Скелетная мышечная ткань и хрящ.

Нет: Сердечная мышечная ткань, нервная ткань. Когда сердечная мышца умирает, она становится рубцовой тканью. Вот почему для вас так плохо иметь сердечный приступ. То же самое касается нервной ткани, хотя можно пересадить мозг и переобучить человека. Но там, где в спинном мозге есть срезы, мы не можем их восстановить.

Ткани на протяжении жизни

К концу второго месяца беременности формируются четыре основные ткани и все основные органы находятся на месте.

Ваши кости, мышцы и нервная ткань с возрастом атрофируются из-за меньшего использования. Если вы будете оставаться активными, они не будут.

Количество коллагена уменьшается, а эпителиальная выстилка истончается.

Плохое питание и кровообращение истощают организм, в конечном итоге создавая осложнения для здоровья за десятилетия неправильного использования тела.

Используйте это оглавление, чтобы перейти к следующей статье

Картина Майкла Риди

Основы. Начните здесь. Это ваш Фонд.

• Введение в анатомию человека
• Строительные блоки клеток

ВЫ ЗДЕСЬ В ЭПИТЕЛИИ И КТ

Эпителиальная и соединительная ткань

• Основы эпителиальной ткани
• Восемь типов эпителиальной ткани
• Подробные характеристики эпителия
• Основы соединительной ткани
• Три типа мембран

Кожа, волосы, ногти, потовые железы

• Покровная система, часть 1
• Покровная система, часть 2

Скелетная система

• Хрящи и кости
• География черепа
• Специальные части черепа
• Позвоночник
• Грудная клетка, ребра, роднички

Мышечная система

• Мышцы головы
• Мышцы шеи и позвоночника
• Мышцы грудной клетки для дыхания и тазового дна (диафрагма)
• Мышцы брюшной стенки
• Мышцы предплечья

Центральная нервная система

• Основы нервной системы и нервной ткани
• ЦНС: введение в мозг и желудочки, продолговатый мозг, мост, средний мозг и мозжечок
• Центральная нервная система: спинной мозг
• Промежуточный мозг
• Полушария головного мозга
• Функциональные области коры головного мозга
• Белое и серое вещество головного мозга и базальные ганглии
• Лимбическая система и ретикулярная формация
• Защита головного мозга: мозговые оболочки, спинномозговая жидкость, гематоэнцефалический барьер
• Заболевания центральной нервной системы

Периферическая нервная система

• Периферическая нервная система: черепные нервы
• Периферическая нервная система: спинномозговые нервы и сплетения
• Иннервация кожи: дерматомы

Вегетативная нервная система

• Вегетативная нервная система (включает симпатическую и парасимпатическую системы)
• Висцеральные сенсорные нейроны и отраженная боль

Специальные чувства

• Химическое чувство: вкус (вкус)
• Химическое чувство: запах (обоняние)
• Глаз и зрение

Сердечно-сосудистая система

• Введение в сердце
• Кровоток сердца (поток кровообращения)
• Миокард
• Проводящая система сердца (поток нервных импульсов)
• Четыре угла сердца
• Слои перикарда, стенки сердца и спиральное расположение
• Функция атриовентрикулярных и полулунных клапанов
• Компоненты крови, гемоглобин, тип/резус-фактор, агглютинация
• Кровеносные сосуды

Специализированные системы

• Эндокринная система (гипофиз, щитовидная железа, поджелудочная железа, надпочечники, половые железы и т. д.)
• Лимфатическая система (селезенка, вилочковая железа, лимфатические сосуды, узлы и т. д.)
• Дыхательная система (легкие, альвеолы, бронхи, трахея, гортань, носовые полости и др.)
• Иммунная система
• Мочевая система: почки
• Мочевая система: мочеточник и мочевой пузырь

Хотите стать сильным и гибким? 💪 Проверьте мои программы!

Ищете простую и понятную программу силовых тренировок с собственным весом, которая не займет много времени? Ты не один!

Опрос I… [Подробнее]

У меня есть три программы гибкости премиум-класса, которые я предлагаю, и многие из вас требовали пакетного пакета, так что вот он!

Теперь вы можете купить… [Подробнее]

Это для тех, кто хочет стать сильнее и получать удовольствие от упражнений, вдохновленных гимнастикой. Он очень ориентирован на упражнения с собственным весом (без внешних весов) и… [Подробнее]

Эта программа тренировок направлена ​​в основном на увеличение силы и мышечной массы (мышечная гипертрофия).