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对于与生俱来的皮肤,我们都再熟悉不过,可是我们对它们的了解有多少?生命如此神奇,先看看皮肤组织和角化过程吧。
正常皮肤组织
从总体上看,皮肤是人体最大的器官。平均而言,皮肤重4 ~ 5kg,对生命至关重要。皮肤由3 层结构组成:表皮层、真皮层和皮下组织。一些解剖学家不认为皮下组织是皮肤的一部分,将其单独分类。这3 层结构分别执行不同的功能,皮肤的主要功能是通过不同方式保护人体,避开外界伤害。对亲水和疏水性的物质具有半通透性;是抵御微生物入侵的第一道屏障;含有获得性和先天性免疫系统成分;还具有很多生理功能,如合成维生素D。
表皮以角质形成细胞为主,还包括黑色素细胞、朗格汉斯细胞、Merkel 细胞。表皮无血管,通过真皮乳头浅表血管丛吸收营养。
黑色素细胞源于神经嵴,负责产生各种颜色的黑色素,后者储于黑色素小体。所有人黑色素细胞密度相同,肤色深者黑色素小体的密度较肤色浅者大,因此人类肤色各异。黑色素蛋白中主要的种类是真黑色素,它可使肤色表现为褐色和黑色。褐黑素是一种红头发人种才有的特殊色素类型。
皮肤与消化道的上皮层相连,包括口腔和肛门黏膜,这些连接处可见过渡带。皮肤还与球结膜及鼻腔黏膜相连。皮肤与相连的上皮组成一个完整的屏障,保护人体免受外界伤害。
皮肤还有很多附属器,其中最多的是毛囊。毛囊与皮脂腺和汗腺相连。绝大部分皮肤表面有毛。皮肤毛发绝大部分都是毳毛,头皮、眉毛、睫毛、腋毛和腹股沟区分布着较粗的终毛。无毛皮肤,没有毛囊分布,包括唇红、掌跖、阴茎头、小阴唇。
皮肤厚度各异。背部最厚,眼睑和阴囊最薄。虽然皮肤厚薄不同,却都具有同样的免疫功能和屏障作用。
一些皮肤附属器在特殊部位密度较大。皮脂腺主要分布于面部、前胸和背部, 在寻常痤疮的发病机制中扮演主要角色。皮脂腺与毛囊相连,因此,仅分布于有毛区域。与此相反,小汗腺无处不在,掌跖处密度最大。皮肤另一种主要的汗腺是顶泌汗腺,只分布于腋下和腹股沟区。顶泌汗腺与皮脂腺一样,与毛囊相连。
指甲由特殊的角蛋白组成。这些角蛋白聚集成坚硬的指甲,具有保护、搔抓和防御的功能。指甲和趾甲是同样的角蛋白以相同的结构组成,不同之处是指甲比趾甲长得稍快,拇指平均要6 个月更新完全,而趾却需要8 ~ 12个月时间。
皮肤在人际交往中不可或缺。触觉需要皮肤中特殊的受体。不可低估皮肤在建立人际关系中的功能。
皮肤生理: 角化的过程
角化,又称角质化,是皮肤表皮细胞的特质。人类皮肤的角化至关重要,使得人类可以在干旱的环境中生存。角化的过程开始于表皮的基底层,逐渐向上,直至角质层全部角化。角化的功能和目的即为形成角质层。
角质层结构严密,相对来说比较能抵抗物理和化学的伤害。角质层抵御微生物入侵的功能至关重要;是抵抗紫外线的第一道防线;它的很多酶可以降解外界毒素。角质层是半透膜性结构,具有不同选择性的亲水或亲脂性分子通道。不过,角质层最重要也是目前研究最为深入的功能,它能防止水分和电解质的过度流失,正如一道屏障,外御化学毒物,内安水分和电解质。一旦角质层受损,经表皮水丢失(transepidermal waterloss,TEWL)将增加。磷脂和鞘脂分子可以结合较多的水分子,是主要的防止水分丢失的脂类。
角质形成细胞从基底层开始的表皮之旅,历经形态和生物学特征的诸多改变:变得扁平、紧凑、多角,角质化细胞堆叠,如同砖墙,却仍通过桥粒紧密相连,此时,桥粒可称之为角化桥粒。
颗粒层之所以得名,源于这些角质形成细胞外观可见较多的嗜碱性透明角质颗粒。这些颗粒主要是聚合的丝聚蛋白原,经细胞内蛋白内切酶转化为丝聚蛋白。 丝聚蛋白因其为长丝状聚合的蛋白而得名。很快,丝聚蛋白分解为天然保湿因子(naturalmoisturizing factor,NMF) 和尿刊酸,NMF 是丝聚蛋白的降解产物,减缓角质细胞水分蒸发。
脂类和水分分布于细胞之间。脂类由板层小体(lamellar bodies,Odland bodies)降解而来,磷脂绝大部分是由板层小体降解而来,其他成分包括自由脂肪酸、胆固醇酯和蛋白酶。板层小体分布在细胞表面,向细胞间释放组分,板层小体与细胞表面依靠谷氨酰胺转氨酶I 结合。
与此同时, 角质化细胞包膜(cornified cell envelope,CCE)形成了, CCE 蛋白如包斑蛋白、兜甲蛋白、周斑蛋白、富含脯氨酸的小分子蛋白和内披蛋白通过谷氨酰胺转氨酶Ⅰ和Ⅲ相互结合,在角质层细胞膜内表面形成稳固的支撑。随着角质形成细胞向上移行,细胞膜崩解,释放磷脂,磷脂与CCE 结合。细胞继续上移至皮肤表层,丧失细胞核和细胞器。某些能迅速降解蛋白、DNA、RNA 和核膜的蛋白酶主导了细胞器的崩解过程。
一旦到达角质层上部,细胞开始脱落。一般说来,一个角质形成细胞在角质层到皮肤表层的脱屑过程需要2 周时间,破坏桥粒蛋白1的蛋白酶水解角化桥粒蛋白后,皮肤开始脱屑。
角质化在一些角化性疾病的发病过程中非常重要。角化过程中一个或数个重要蛋白受损,可引起一系列的皮肤病。比如板层状鱼鳞病,是由谷氨酰胺转氨酶Ⅰ(transglutaminaseⅠ)缺陷所致; Vohwinkel 综合征(keratoma hereditarium mutilans,遗传性残毁性角化病)由兜甲蛋白基因突变和CCE 合成缺陷所致。
ISBN:9787030514479
(美)奈特(FrankH.Netter)等主编;刘跃华主译
责任编辑:董林
作者以通俗易懂的形式,简明扼要地介绍了人体皮肤系统的正常解剖、生理与异常状态下的相关改变 , 以及疾病的关键知识,并配以形象逼真、高度概括的插图,将深奥的基础科学与临床医学融会贯通,瞬间使人领悟奇妙的人体结构和机体功能,以及疾病发生机制和临床表现的原由。本书实现了“医学与艺术”“理论与临床”“专业与科普”的三大完美结合,是一部具有近 70 年沉淀和辉煌的经典著作,既可作为医学院校学生和中青年医务人员的教科书,也可作为医学爱好者、患者及青少年医学科普教育读物。
(本期编辑:王芳)
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