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皮肤、毛囊与甲的解剖和生理 
皮肤科医师之家       2013年4月27日        阅读数:3161        字体:      

 

一  皮肤的一般概念

Skin: The natural outer layer of a human or animal body.

               朗文当代高级英语辞典,外语教学与研究出版社

二  皮肤的解剖结构

       皮肤位于人体表面,是人体的第一道防线,是人体最大的器官;正常成年人皮肤的总面积大约1.5-2M2,新生儿大约0.21 M2;皮肤的厚度因人而异、不同部位的皮肤厚度也不一样,除皮下组织以外,约在0.5-4mm之间。

从解剖结构上来说,皮肤是由表皮(epidermis)、真皮(dermis)、皮下组织(subcutaneous tissue)或皮下脂肪(subcutaneous fat)三层组织的(见图1)。

       2.1  表皮(epidermis

表皮位于最外层,不同部位的皮肤相对其厚度有显著性差异,掌跖部最厚约为1.6mm,眼睑部位约0.04mm。表皮属于复层鳞状上皮,主要由角质形成细胞(keratinocyte)、黑素细胞(melanocytes)、朗格汉斯细胞(langerhans cells)和Merkel细胞组成,表皮在光镜下由外向内分为五层:角质层、透明层、颗粒层、棘层、基底层。

角质形成细胞占表皮细胞的80%-95%,在分化过程中形成具有保护作用的角蛋白。基底细胞又称为表皮母质细胞或表皮生发细胞,基底细胞层基底层发生增殖到表皮角质层直至脱落的时间成为表皮通过时间(epidermal transit time)或表皮更替时间(epidermal turnover time),正常人一般为28天。相邻的基底细胞之间以及基底细胞与其上面相邻的棘细胞之间、相邻的棘细胞之间通过细胞间桥即桥粒联系,基底层与其下的基底膜则通过半桥粒相互联系。

基膜带(basement membrane zoneBMZ)在电镜下分为四层:胞浆膜、透明板、致密板和网板。
   
棘细胞层又叫鳞状上皮层,由5-10层细胞构成;颗粒细胞层由2-3层构成,特点是胞浆内含有嗜碱性的角质透明颗粒和角蛋白细丝,颗粒细胞层细胞之间通过紧密连接相互连接,紧密连接的主要跨膜蛋白是封闭连接蛋白和claudin,其功能是防止体液的渗漏;透明层是由2-3层扁平无核细胞构成,仅见于掌跖等角质层肥厚的表皮,有防止水及电解质通过的屏障作用;角质层位于表皮的最外层,正常情况下主要是由扁平、多角形的、无核角化细胞构成,含有大量的角蛋白,可以防止水分的丢失,保持水油平衡,角质层细胞间的脂质主要是神经酰胺(ceramides),还包括胆固醇、游离脂肪酸等,这些脂质填充在角化细胞之间,对于防止经表皮水丢失中起了相当重要的作用。

黑素细胞起源于外胚层的神经鞘,在胚胎期50天左右转移至基底细胞层,占基底细胞层的10%左右,其数量与部位、年龄有关,与肤色、种族、性别无关;面部和男性生殖器部位黑素细胞密度最高,约2000/mm2,而躯干部位最低,约为800/mm2。一个黑素细胞一般约与36个角质细胞形成功能单位,称为黑素单位.电镜下黑素细胞没有张力丝和桥粒,其胞浆和树枝状突中有丰富的黑素小体(melanosome)。

    朗格汉斯细胞是起源于骨髓的免疫活性细胞,在胚胎第七周就出现在表皮中,正常情况下位于棘细胞层,约占3%-5%,密度为460-1000/mm2;最重要的特点是胞浆中有特征性的Birbeck颗粒,多位于胞核凹陷附近的胞浆内;朗格汉斯细胞的重要功能是识别、摄取、处理和提呈抗原给

Merkel细胞多见于掌跖、指趾、生殖器部位及毛囊上皮中,在感觉敏感部位密度最大,位于基底细胞之间,是一种具有短指状突的细胞;电镜下,Merkel细胞与角质形成细胞有桥粒相连,

        2.2  真皮(dermis

真皮从由中胚层分化而来,主要由致密结缔组织构成,真皮内不但有毛囊、皮脂腺及汗腺等附属器,还含有丰富的血管、淋巴管、神经和肌肉。真皮从上到下分为乳头层和网状层,二者之间并没有明显的界限,乳头层内含丰富的毛细血管、毛细淋巴管、游离神经末梢等,网状层较厚,有较大的血管、淋巴管、神经、皮肤附属器及较粗的纤维。

胶原纤维在真皮结缔组织中含量最多,占真皮干重的70%,包括、Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅴ型;乳头层内主要是Ⅲ型胶原,网状层内主要是Ⅰ型胶原;电镜下,胶原纤维的长度为100-500nm,特征是每间隔68nm有重复的横行条纹。

弹力纤维较细,直径约1-3umHE染色不易辨认,用醛晶红染色呈紫色;弹力纤维主要由弹力蛋白和微原纤维构成,呈波浪状并与胶原纤维束缠绕在一起,以保持皮肤的完整性、强度和弹性。

网状纤维在HE染色难以显示,银染呈黑色,是一种嗜银性的Ⅲ型胶原,直径约0.2-1um;它并非独立的纤维成分,仅是幼稚的、纤细的未成熟胶原纤维。

基质是填充于纤维、纤维束间隙和细胞之间的无定形物质,主要由糖胺聚糖或酸性粘多糖和电解质组成的,酸性粘多糖主要成分是透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素和中性粘多糖。

真皮中还包含很多细胞,主要包括成纤维细胞、肥大细胞、巨噬细胞、真皮树突状细胞、噬色素细胞等,还有少量淋巴细胞和其他白细胞,其中成纤维细胞和肥大细胞是真皮结缔组织中主要的常驻细胞。成纤维细胞来源于间充质细胞,可以合成真皮中所有的三种纤维(胶原、弹力、网状纤维)及碱性物质;肥大细胞来源于骨髓,位于血管周围,尤其是毛细血管后静脉周围,其可以释放组胺、肝素、某些细胞因子,导致过敏反应,还能产生释放炎症物质,如前列腺素、白三烯、血小板活化因子等,在炎症反应中发挥重要作用。

        2.3  皮下组织(脂肪)

真皮下方的结缔组织为脂肪层,由疏松结缔组织和脂肪小叶组成,其中的脂肪细胞胞浆内含有脂肪;胶原束将这些脂肪细胞分为小叶,小叶之间有纤维间隔,间隔中含有血管、神经、淋巴管、小汗腺和顶泌汗腺等。

三  皮肤的生理功能

        3.1  保护作用

人体正常皮肤的屏障功能主要包括两方面,一方面保护体内各种器官和组织免受外界有害因素,另一方面防止体内水分、电解质及营养物质的丢失。正常皮肤对于光有吸收作用,以保护机体免受光损伤,如角质层主要吸收短波紫外线,而棘细胞层和基底层主要吸收长波紫外线;皮肤角质层是防护化学性刺激的主要结构,角质层细胞具有完整的脂质膜、丰富的细胞质角蛋白及细胞间质酸性糖胺聚糖,有抗酸抗碱作用。皮肤直接与外界环境接触,会接触到各种病原微生物,因此皮肤对微生物的防御作用显得极为重要。

       3.2  感觉作用

皮肤的感觉主要包括痒觉(瘙痒)、痛觉、温觉、冷觉、触觉等;温觉认为主要是由Ruffini小体传导,冷觉认为主要是由Krause小体传导,分布于唇、舌、齿龈、眼睑、龟头等处,触觉感受器主要是Meissner小体、Merkel小体、Pinkus小体。

        3.3  调节体温作用

皮肤对于体温恒定有重要的调节作用,一方面作为外周感受器,向体温调节中枢提供外界环境温度的相关信息,另一方面又可作为体温调节的效应器,通过物理性体温调节的方式保持体温恒定。

        3.4  分泌和排泄作用

皮肤的分泌和排泄作用主要通过汗腺和皮脂腺完成;小汗腺几乎分布在全身,其分布于部位有关,掌跖最多,背部最少,总数大概160-400万个;顶泌汗腺的分泌在青春期后增强,并受情绪影响;皮脂腺的分泌是全浆分泌,整个皮脂腺细胞破裂,胞内物质全部排入管腔,进一步分布皮肤表面形成皮脂膜。

        3.5  吸收作用

经皮吸收是指通过完整未受损的皮肤被动吸收药物、变应原以及其他物质的过程;皮肤主要通过三种途径进行吸收:⑴角质层⑵毛囊、皮脂腺⑶汗管。身体不同部位的皮肤吸收作用是不同的,阴囊的通透力是最强的,其次是前额、大腿屈侧、上臂屈侧、前臂,掌跖部位的皮肤几乎对除水以外所有的分子都是不可通透的。

        3.6  代谢功能

糖代谢,皮肤中的糖类物质主要有糖原、葡萄糖和黏多糖;脂类代谢,皮肤中的脂类主要包括脂肪和类脂质,脂肪的主要功能是存储能量和氧化功能,类脂质是细胞膜结构的主要成分和某些活性物质合成的原料;蛋白质代谢,皮肤蛋白质包括纤维性和非纤维性蛋白质,主要有角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白、核蛋白以及调节细胞代谢的各种酶类。

        3.7  免疫功能

皮肤具有非常复杂的防御系统,涉及多种不同类型的细胞相互作用,皮肤的免疫功能首先是通过朗格汉斯细胞实现的,它是骨髓来源的树突状细胞,继而T淋巴细胞核巨噬细胞参与后续过程。皮肤免疫系统包括免疫细胞和免疫分子,免疫细胞包括朗格汉斯细胞(抗原提呈细胞)、CD4T细胞、CD8T细胞等;免疫分子包括细胞因子、粘附分子、分泌型IgA等。

        3.8  生物工程学与皮肤

近年来,皮肤科的客观测量的重要性逐渐被认识,目前很多种生物工程学测量参数和技术正在研究,如经表皮水分丢失、角质层含水量、皮肤血流、皮肤颜色测量、皮肤表皮pH值以及多种生物工程技术在接触性皮炎中的研究。

四  毛囊的解剖结构和生理功能

毛囊是由细胞和组织呈几个圆柱层组成的,并包绕毛发。毛囊在其成熟过程中在其下侧形成三个隆起;最上端的一个形成顶泌汗腺,但仅限于某些区域,中间的一个形成皮脂腺,最下面的一个形成立毛肌的附着处。纵切面上,从上到下毛囊分为三个部位:毛囊漏斗部、毛囊峡部、下部是从立毛肌的附着处到毛囊底部;毛囊从内到外由内毛根鞘、外毛根鞘及结缔组织鞘组成。(见图7




7毛囊结构图

sebaceous gland (SG) arrector pili muscle (M)fibrous sheath (FS)outer and inner root sheaths (ORS, IRS)hair shaft (HS)dermal papilla (DP)capillary loop (C)bulge (B)medulla (MD)




8 毛囊结构横断面,HE染色

人类毛囊的发育彼此独立,相邻的正常毛囊可以处于不同的毛发生长周期;生长期一般为3年,退化期一般为3周,休止期一般为3月。正常人的毛发85%-90%处于生长期,一般每日可以脱落70-100根头发,当然也有等量的头发生长。头发生长速度每天约0.27-0.4mm3-4年可以长50-60cm;眉毛和睫毛的生长期为2个月,故较短。




9 毛发重理周期

五  甲的解剖结构和生理功能

甲(甲单位)是由甲板、甲小皮、甲下皮、甲皱襞、甲母质及甲床构成,并对甲的形成、支撑、保护和塑性起重要作用。(见图10,图11



10 甲单位



11 手指甲结构示意图

在临床上和组织学上,甲板的上皮与身体其他部位不同,是一种硬角蛋白,围绕甲板的近端、两侧以及远端的皮肤分别成为近端甲皱襞、侧甲皱襞和远端甲皱襞;在甲皱襞和甲板之间就是甲沟。甲床皮肤没有真正的皮下组织和皮脂腺结构,但含有弹力纤维、脂肪组织、血管、淋巴管及神经末梢。指甲的生长速度约每3个月1cm,趾甲生长速度约每9个月1cm

                           


参考文献

赵辨主编,中国临床皮肤病学,江苏科学技术出版社

项蕾红、姚志荣主译,儿童皮肤病学,人民军医出版社

黄长征主编,皮肤性病学(英汉双语),华中科技大学出版社
    Clinical DermatologyFifth Edition),Thomas P.HabifElsevier2010