皮肤(skin)是人体最大的器官,被覆于身体表面,在口、鼻、肛门、尿道口、阴道口等处与体内管腔黏膜相移行。成人的皮肤总面积约1.2~2.0m2,新生儿约0.21m2。皮肤也是人体最重的器官之一,占总体重的16%,其平均厚度为0.5~4mm,掌跖部最厚,眼睑部最薄。
皮肤由表皮、真皮和皮下组织等组成,其间分布有丰富的血管、淋巴、神经和皮肤附属器,还有肌肉。
皮肤表面有许多皮沟(grooves)和皮嵴(ridges)。皮嵴顶部常有汗孔。指(趾)末端屈面皮嵴明显平行且呈涡纹状,特称指纹,其形态格式终生不变。除同一卵孪生者外,个体之间均有差异,故常用以鉴别个体。
人体肛门周围、乳晕和外阴部皮肤颜色较深。在个体和种族之间,皮肤颜色也有差异。掌跖、唇红、乳头、龟头及阴蒂等处无毛,称为无毛皮肤,有较多的被囊神经末梢。其他部位的皮肤均有或长或短的毛,被囊神经末梢较少,称为有毛皮肤。硬毛粗硬有髓质,色深。毳毛细软无髓质,色淡。指(趾)末端伸侧,盖以坚实的指(趾)甲,具有保护作用。
皮肤的腺体包括大小汗腺和皮脂腺。人体有200~500万个小汗腺,几乎遍布全身,但分布不均匀,面部及掌跖最多,大汗腺在成人期仅见于腋、乳晕、脐、生殖器和肛门等处。除掌跖外,皮脂腺也分布于全身,但头皮、前额、鼻翼及躯干中部等处非常丰富,因此这些部位以及腋窝、外阴部称为皮脂溢出区,大部分皮脂腺开口于毛囊,与毛囊、毛发共同构成毛—皮脂单位(pilosebaceous unit)。面部及躯干上部的皮脂腺大部分呈多房性,毛囊小,毛囊漏斗部较宽,这是毛—皮脂单位的特殊分化,称为皮脂腺滤泡(sebaceous follicle)或称皮脂腺毛囊。眼睑(睑板腺)、唇红及颊黏膜法狄昔(Fordyce's spots)、包皮(包皮腺)、乳晕(蒙哥马利结节,Montgomery's tubercle)等处皮脂腺直接开口于皮肤,称为游离皮脂腺。
一、皮肤的组织结构
从胚胎学的观点来看,皮肤有两种主要组成部分:①上皮部分,由外胚叶分化而来,称为表皮。②结缔组织部分,由中胚叶分化而来。通常又可分为两层:位于表皮下方较为致密者,为真皮;位于真皮下方比较疏松者,称为皮下组织。由于皮下组织含有脂肪组织,故又名皮下脂肪层,或称脂膜。
在组织切片中,表皮与其下方的真皮相结合处,通常呈波浪形曲线。真皮以乳头似手指状伸入表皮,表皮则相应地伸入真皮,两者之间犬牙交错,表皮伸入真皮部分称为表皮嵴(以往称为表皮突或皮突)。在掌跖部的乳头体和表皮嵴比较深长,而且数量上较多。其次在口唇、阴茎、包皮、小阴唇和乳头部分,也有许多比较深长的乳头体和表皮嵴。但在其他一些部位,如面部、下腹部等处,不仅表皮比较薄,而且乳头体和表皮嵴也较少而短。
(一)表皮
表皮由两大类细胞所组成,即角质形成细胞(keratinocyte,以往称为角朊细胞)与树枝状细胞(dendritic cells)。两者迥然不同,角质形成细胞具有细胞间桥以及丰富的胞质,用HE染色即可着色;而树枝状细胞则无细胞间桥,其胞质需用特殊染色或组织化学方法,甚至在电镜下才能识别。现将两类细胞分述如下:
1.表皮的角质形成细胞
角质形成细胞最终产生角质蛋白,在其向角质细胞演变过程中,一般可以分为4层,即基底层、棘层、颗粒层以及角质层。有人又把前3层或前2层称为生发层或马尔匹基层。此外,在某些部位,特别在掌跖部位,在角质层的下方还可见到透明层。
(1)基底层。由一层圆柱状基底细胞所组成。通常排列整齐,如栅栏状。其长轴与表皮和真皮之间的交界线垂直。胞质深嗜碱性,胞核卵圆形,呈暗黑色。基底细胞之间以及与其上方的棘细胞之间是通过细胞间桥相连接的。
基底细胞的底部则附着于表皮下基底膜带,此带在HE染色时不易辨认,只有用特殊染色,如过碘酸雪夫(PAS)反应时才能显示出来。基底细胞内尚有多少不等的黑素,其含量的多少与皮肤的颜色是一致的。白皮肤的人,基底细胞内仅含少量黑素颗粒,以致在HE染色切片内看不清楚;而晒黑或黑皮肤的人,其基底细胞内则有大量黑素颗粒。通常黑素颗粒主要位于基底细胞核的上方,但数量甚多时,则散布于胞质内。
(2)棘层。此层由4~8层多角形细胞所构成,愈位于表层,细胞形态愈扁平。每个细胞均有很多胞质突,称为棘突,因此这层细胞也称为棘细胞。正常皮肤的棘突在高倍镜下看不清楚,但在有细胞间水肿时,则清晰可见。
(3)颗粒层。通常由1~3层扁平或菱形细胞所组成。胞质内充满粗大、深嗜碱性的透明角质颗粒。正常皮肤颗粒层的厚度与角质层的厚度成正比例,在角质层薄的部位仅1~3层,而在角质层厚的部位,如掌跖,颗粒层则较厚,甚至多达10层。
(4)角质层。此层细胞已不含细胞核。染色呈嗜酸性。由于角质层外层常不断脱落,因此难以确定其厚度。在福尔马林固定的标本中,角质层内因有较大的细胞内外间隙,故往往呈网状,这是制片过程中所造成的。
(5)透明层。在掌跖皮肤角质层厚的部位,如取材用福尔马林固定,切片用HE染色后,在角质层的最下部分,可见一薄层均匀一致的嗜酸性带,称之为透明层。特别是在足跟部位皮肤组织切片中,此层最明显。
(6)表皮下基底膜带(basement membrane zone)。在PAS染色时,在表皮真皮连接处可见0.5~1μm厚、均匀一致紫红色的带,称之为表皮下基底膜带。此带在HE染色时看不到,而PAS反应阳性,说明其中有相当多的中性粘多糖。此外,如用硝酸银浸染时,在真皮最上部可见网状纤维。如再用阿尔新蓝(Alcian blue)同时染多糖带和网状纤维,则可见多糖带位于网状纤维网之上。光学显微镜下所见到的PAS阳性的表皮下基底膜带,与电镜下所见到的基底板(basal lamina)不同,后者仅有35~45nm厚,是一种超微结构;而光学显微镜下的基底膜带,比电镜所见的基底板平均要厚20倍之多。毛囊及汗腺腺体周围也可见到此带。
2.表皮的树枝状细胞
在表皮内有四种类型的树枝状细胞,其功能结构各不相同。
其中只有一种,即黑素细胞,在HE染色的组织切片内可以辨认;而第二种,即朗格汉斯细胞(Langerhans cell,LC),需要用组织化学或免疫组化方法或电镜才能辨认;第三种为未定型树枝状细胞,则只能用电镜才能辨认;第四种是梅克尔细胞(Merkel cell),这类细胞的情况尚不完全清楚,在HE染色切片中也不能辨认,需要用电镜或免疫组化方法加以确认。
(1)黑素细胞。HE染色的切片中,黑素细胞有一小而浓染的核和透明的胞质,故又名透明细胞(clear cell)。此种细胞镶嵌于表皮基底细胞之间。黑素细胞的数目随身体的部位不同而异,而且在紫外线反复照射后可以增多。在HE染色的垂直切片中,透明细胞的平均数是每10个基底细胞中有1个透明细胞。但是,在常规切片内并非所有见到的透明细胞都是黑素细胞,因为基底细胞偶尔也可出现人工性的皱缩,和黑素细胞很难区别。黑素细胞具有形成黑素的功能,因此多巴反应阳性;同时由于其中含有黑素,故银染色阳性。通常黑素细胞的树枝状突起需用多巴反应才能显示出来,但如含有大量黑素时,银染色也常能看出。黑素就是通过黑素细胞的树枝状突输送到基底细胞内。
(2)朗格汉斯细胞(LC)。在HE染色切片中,这种细胞虽然也表现为透明细胞,但是位于表皮中上部,不像黑素细胞常位于基底层内。LC如用氯化金浸染,可以表现为树枝状细胞,而多巴反应则为阴性,同时ATP酶阳性,电镜下证实其细胞胞质内有独特的伯贝克颗粒(Birbeck granule),故与黑素细胞可以区别。单克隆抗体CDla(OKT6或Leu6)及免疫荧光或免疫细胞化学技术是观察此种细胞的最好方法。
关于LC的功能尚不太清楚,以往一直认为是衰老的黑素细胞,后来证实与免疫有关,特别是在迟发超敏反应及蕈样肉芽肿的发病机理中占重要地位。此种细胞来源于骨髓,据统计,表皮内此细胞约有460~1 000/mm2,真皮内也偶可见到。具有吞噬细胞功能,能摄取、处理与携带或递呈抗原,将其带到淋巴结的免疫反应区域,激活淋巴细胞。其细胞表面具有补体与IgG的Fc受体,以及Ia抗原等,同时与皮肤移植异体排斥有关。
以往已证实组织细胞增生症的细胞中有伯贝克颗粒,故可确定来源于LC。近年来发现异位性皮炎的表皮LC携带IgE分子,不久后又在其他一些皮肤病如蕈样肉芽肿、接触性皮炎、银屑病等也观察到患者皮肤内存在IgE阳性的LC。以后又证实正常人此种细胞具有IgE的受体,其性质是高亲和力IgE~Fc受体。
(3)未定型细胞(indeterminate cell)。此种树枝状细胞常位于表皮最下层,只有电镜下才能证实。
(4)梅克尔细胞(Merkel cell)。梅克尔细胞位于表皮和口腔黏膜的下面,相当罕见,分布不规则,偶尔成群排列。这样的梅克尔细胞,在光学显微镜切片中,不能辨认。然而,在哺乳动物有毛皮肤中,梅克尔细胞簇集成盘状,比较特殊,因此有人称之为毛盘或Merkel盘。在银浸染切片中,在每个梅克尔细胞基底下部紧贴着一个半月板样的神经末梢,所以才称为Merkel盘,并有一根感觉神经纤维在盘处终止。推测它们是一种触觉感觉器。
通过细胞化学及电镜的研究,一般认为梅克尔细胞的本质应属于APUD(amino precursor uptake and decarboxylation)细胞系统。
(二)真皮
真皮主要由结缔组织构成,但其中尚有其他组织,如神经和神经末梢、血管、淋巴管、肌肉以及皮肤的附属器。
真皮主要分为两层,即乳头层及网织层,但也有将乳头层再分为真皮乳头及乳头下层者(或者两者合称为真皮上部)。网织层也可分为真皮中部与真皮下部,但两者之间没有明确界限。
真皮结缔组织是由胶原纤维与弹性纤维、基质以及细胞成分组成。胶原纤维和弹性纤维互相交织在一起,埋于基质内。正常真皮中细胞成分包括成纤维细胞、组织细胞及肥大细胞等。胶原纤维、弹性纤维和基质都是由成纤维母细胞形成的。网状纤维仅是幼稚的胶原纤维,并非一独立成分。
1.胶原纤维
真皮结缔组织中,胶原纤维成分最为丰富。除了表皮下、表皮附属器和血管附近者外,真皮内的胶原纤维均结合成束。
胶原纤维的直径大小不一,约在2~15μm之间。组织切片中的胶原束在各个部位粗细不等,在真皮下部最粗,而在真皮上部最细,乳头层胶原束不但细小,而且无一定行走方向,但在真皮中部和下部,胶原束的方向几乎与皮面平行,并互相交织在一起,在一个水平面上向各种方向延伸。因此,在组织切片中,可以同时看到胶原束的纵切面和横切面。纵切的胶原束通常稍呈波浪状。在胶原束中,有少量成纤维细胞散在,其细胞核染色较深,其纵切呈棱形。在HE染色时,成纤维细胞胞质边界不能辨认。
此外,在正常真皮上部有嗜黑素细胞,在血管周围尚可见到少量肥大细胞及组织细胞。通常肥大细胞需要用Giemsa染色等才能加以证明。
2.网状纤维
在HE染色时,此种纤维不易辨认,但因其具有嗜银性,故可用硝酸银溶液浸染加以显示。网状纤维是纤细的胶原纤维,其直径仅为0.2~1.0μm。在胚胎时期,网状纤维出现最早。在正常成人皮肤中,网状纤维稀少,仅见于表皮下、汗腺、皮脂腺、毛囊和毛细血管周围。表皮下网状纤维排列呈网状。每个脂肪细胞周围也有网状纤维围绕。但在某些病变时,如创伤愈合以及成纤维细胞增生活跃或有新胶原形成的病变中,网状纤维大量增生。
3.弹性纤维
在光学显微镜下HE染色时,可见弹性纤维缠绕在胶原束之间,因弹性纤维较胶原纤维细得多(直径1~3μm),并且呈波浪状,因此在切片内仅能见到弹力纤维的一部分,甚至正常弹性纤维表现为碎片状。弹性纤维在真皮部最粗,其排列方向和胶原束相同,与表皮平行。而在表皮下的乳头体中,细小的弹性纤维几乎呈垂直方向上升至表皮下,终止于表皮真皮交界处的下方。
4.基质
为一种无定型物质,充满于胶原纤维和胶原束之间的间隙内,在正常皮肤中含量甚少。因此,如用HE染色时,除了生长期毛发的毛乳头中含有较多的非硫酸盐和硫酸盐酸性粘多糖外,经常不能显示基质的存在。在真皮乳头体中,皮肤附属器和毛细血管周围,仅偶见少量非硫酸盐酸性粘多糖。正常真皮内基质主要含非硫酸盐酸性粘多糖,如透明质酸。而在创伤愈合时,有新胶原的形成,基质中除含有非硫酸盐粘多糖外,尚有硫酸盐粘多糖,主要为硫酸软骨素。
(三)皮下组织
皮下组织又称皮下脂肪层或脂膜。其结缔组织纤维皆自真皮下部延续而来,但较疏松,而且充满脂肪细胞,其他结构与真皮类似。
(四)皮肤附属器
皮肤附属器包括毛发、毛囊、汗腺、皮脂腺与指(趾)甲等。
(五)皮肤的神经
皮肤组织中神经装置特别丰富,不仅有向心性感觉神经纤维,而且有离心性运动神经纤维。皮肤的神经是周围神经的分支。
1.周围神经干的构造
某些部位的真皮组织深部或皮下组织中,有时能看到皮神经,它是细小的周围神经干。正常的周围神经干有一层神经外膜(epineurium),由结缔组织及脂肪组织构成,其中有血管和淋巴管,整个神经干可分成许多神经束。每个神经束周围有结缔组织构成的膜,即神经束膜(perineurium),神经束膜形成小梁状的结缔组织中隔,称为神经内膜(endoneurium),伸入神经束内,把神经束分成许多不完全分隔的区域,每个区域内有许多神经纤维。
2.神经纤维的构造
(1)有髓神经纤维。每一神经纤维的轴心部分均见有轴索。轴索由圆筒状的神经胞质和神经原纤维构成。有髓神经纤维除了由Schwann细胞所构成的神经膜呈圆筒状包绕着神经轴索外,尚有很厚的髓鞘围绕轴索的外围。
通过电镜观察证明,Schwann细胞扁平卷曲呈多层圆筒状,髓鞘位于Schwann细胞胞质内,因此也呈层板状。有髓神经纤维的另一特点是呈节段状,神经纤维每在一定距离处,即出现环形狭窄,即Ranvier结,位于两个Schwann细胞交界处,轴索的分支在此分出。有髓神经纤维干在皮下组织内,其长轴与皮肤表面相平行,其分支随动脉分支进入真皮,以后再分出细支进入真皮乳头层内,呈网状分布。
(2)无髓神经纤维。与有髓神经纤维一样,在轴索的外围有一层Schwann细胞形成的神经膜包围着,但无髓鞘,也没有Ranvier结。
3.神经末梢
皮肤内所有植物神经末梢均呈细小树枝状分布,而感觉神经末梢则可分为游离神经末梢和终末小体两种。后者除有神经纤维的终末外,有的还有特殊的结构。
(1)触觉感受器。又名Meissner小体,呈椭圆形。分布于真皮乳头体内,小儿指尖皮肤内最多见。
(2)痛觉感受器。结构简单,位于表皮内。其有髓神经纤维进入表皮后即失去神经膜,并分支呈网状或小球状,分散于表皮细胞的间隙中。
(3)温觉感受器。呈圆形、卵圆形或梭形,外围有一薄层结缔组织包膜,感觉神经纤维末梢进入包膜后,分成很多小支盘绕成球状。接受冷觉者为球状小体,又名Krause球,位于真皮浅层;接受热觉者为梭形小体,又名Ruffini球,位于真皮深部。
(4)压觉感受器。又称Pacini小体,呈同心圆形,其切面可呈环层结构,甚似洋葱,故又名环层小体。体积最大,直径可达0.5~2mm以上,位于真皮较深部和皮下组织中。
(六)皮肤的血管
皮肤血管分布于真皮及皮下组织内,可分为五丛,由内而外分述如下:
1.皮下血管丛
位于皮下组织深部,是皮肤内最大的血管丛,供给皮下组织的营养。
2.真皮下血管丛
位于皮下组织的上部,供给汗腺、汗管、毛乳头和皮脂腺的营养。
3.真皮中静脉丛
位于真皮深部,主要调节各丛血管之间的血液循环,并供给汗管、毛囊和皮脂腺的营养。
4.乳头下血管丛
位于乳头层下部,具有贮血的功能。此丛血管的走向与表皮平行,故对皮肤颜色影响很大。
5.乳头层血管丛
位于真皮乳头层上部。此丛血管多袢曲,主要供给真皮乳头以及表皮营养。
根据管径的大小,动脉可分为大、中、小3种。皮肤动脉都属于中小型。皮肤血管有下列几种:
1.中动脉
其中膜层有大量的平滑肌,故又名肌性动脉。多位于皮下脂肪组织内。其结构如下:
(1)内膜。近管腔最内的一层为内皮层,由单层扁平的内皮细胞组成。在内皮层外有内皮下层,是一薄层结缔组织。再外为内弹性膜,由一层弹性纤维组成。
(2)中膜。由20~40层平滑肌纤维束组成,排列成环状或螺旋状。在平滑肌纤维之间,夹有弹性纤维等结缔组织,与血管的收缩和弹性有关。
(3)外膜。主要由纵行排列的结缔组织组成,其中有的含有散在的平滑肌纤维束和弹性纤维,并有细小的营养血管。(www.xing528.com)
2.小动脉
指血管管腔直径在2mm以下的动脉,结构与中动脉基本相同,但愈接近毛细血管的小动脉结构愈简单。
3.细动脉
血管管腔直径在0.2mm以下,除内皮细胞外,往往只有一层平滑肌细胞和少量结缔组织。
4.毛细血管
直径平均为7~9μm,一般可容1~2个红细胞通过。管壁仅由单层内皮细胞所构成。内皮细胞外围有外被细胞(或称周细胞)及一薄层嗜银膜。
5.静脉
往往与动脉平行分布。管壁也分为3层,但内膜和中膜很薄,而外膜相对地较厚。3层的分界不如动脉清楚。管腔与管壁的比例较动脉为大,并且多有瓣膜,用以防止血液的倒流。这些是与动脉区别的要点。
6.血管球
这是一种动静脉之间的特别辅助装置,通过血管球的血液,可由动脉端直接进入静脉端,不需要通过毛细血管。最后向下垂直汇入较深的血管丛内。血管球在指(趾)末端最多见,位于真皮浅层。其结构可分为4个部分:①输入动脉,与小动脉相似;②动脉段,无弹性膜,管腔狭窄,但管壁较厚,由血管球细胞及外围的神经网构成;③静脉段,仅有一层扁平内皮细胞,管腔较大;④输出静脉,短而直,其结构与小静脉相似。
(七)皮肤的淋巴管
皮肤中的淋巴管比较少,在正常皮肤组织内一般不易辨认。淋巴液循环于表皮细胞的间隙和真皮胶原纤维之间,淋巴管开始于真皮乳头层的中下部交界处,由此汇入皮下组织的淋巴管,再经淋巴结达到大淋巴管,然后进入全身的大循环。
淋巴管的构造与静脉相同,也可分为3层。与静脉不同的是管壁更薄,腔内无红细胞,中膜内平滑肌纤维的排列不规则,外膜较厚。毛细淋巴管与毛细血管的结构也相同,其不同点为管腔不规则,呈窦状,周围没有外被细胞,即Rouget细胞。
(八)皮肤的肌肉
皮肤内最常见到的是竖毛肌,是由纤细的平滑肌纤维束所构成,其一端起至真皮的乳头层,而另一端插入毛囊中部的纤维鞘内。此外尚有阴囊的肌膜和乳晕的平滑肌,在血管壁上也有平滑肌。汗腺周围的肌上皮细胞,也有平滑肌的功能。面部皮肤内可见横纹肌,即表情肌。
二、皮肤的生理功能
皮肤是人体重要的屏障,不仅可以防止体液丢失和阻止外界有害物质的入侵,而且还可感受各种刺激,参与全身的各种机能活动并维持内环境的稳定。
现在还发现皮肤是一个重要的免疫器官,除发挥抗原呈递细胞因子分泌等功能外,还具有免疫监视功能。近年来随着分子生物学的发展,皮肤的某些生物化学过程也被逐渐阐明,并极大地推动了皮肤病学的进展。
(一)屏障保护功能
人体正常皮肤有两方面的屏障作用,一方面保护机体内各种器官和组织免受外界环境中有害因素的损伤,另一方面防止体液丢失。
1.对机械性损伤的防护
表皮角质层细胞呈扁平六角形、犬牙交错、紧密相连,胞浆中富含角蛋白细丝,使角质层致密而又具柔韧性,对机械性刺激有一定的防护作用。经常受摩擦和受压的部位,如掌、跖、臀部等处,角质层增厚,甚至形成胼胝,增强了对机械性刺激的耐受性。真皮中的胶原纤维、弹力纤维和网状纤维交织成网,使皮肤具有伸展性和弹性。皮下脂肪又具缓冲作用,这样使皮肤具有较好的抗牵拉、抗冲击和抗挤压作用。皮肤的再生作用还可以修复创伤。
2.对物理性损伤的防护
皮肤的角质层含水分少,电阻值较大,对低电压电流有一定的阻抗能力。潮湿的皮肤电阻值下降,只有干燥皮肤电阻值的1/3,故易受电击。
皮肤对光线有吸收作用。角质层的角化细胞可吸收大量的短波紫外线(波长为180~280nm),棘细胞和基底细胞可吸收长波紫外线(波长为320~400nm),黑素细胞产生的多聚体黑素对紫外线的吸收作用更强。黑素细胞受紫外线照射后可产生更多的黑素,传递给角化细胞,从而增强了皮肤对紫外线辐射的防护能力。皮肤和毛发表面凹凸不平,部分细胞呈剥离状态,可反射光线,减少可见光的损害。
3.对化学性损伤的防护
皮肤的角质层是防止化学物质进入体内的主要屏障区。角质层细胞具有完整的脂质细胞膜、胞浆富含角蛋白、细胞间隙又填充丰富的酸性糖胺聚糖,从而使表皮对水分及一些化学物质有一定的屏障作用。但这种屏障作用不是绝对的,一些化学物质仍可通过皮肤弥散作用而进人体内。其弥散的速度与化学物质的性质、浓度及角质层的厚度等因素有关。
正常皮肤表面偏酸性,pH值为5.5~7.0,但不同部位的皮肤其pH值亦不同,所以皮肤对弱酸和弱碱有一定的缓冲能力,可以防止一些弱酸或弱碱性物质对机体的损害。
4.对生物性损伤的防护
致密的角质层和表皮细胞镶嵌状排列,能机械地阻挡一些微生物。干燥的皮肤表面及其弱酸性环境不利于细菌在其表面大量繁殖。正常皮肤表面寄生的细菌所产生的脂酶,可将皮脂中的甘油三酯分解成游离脂肪酸,对葡萄球菌、链球菌及白念珠菌等有一定的抑制作用。真皮的分子筛结构能将进入真皮的细菌限制于局部,以利于白细胞的吞噬。
5.防止体液丢失
皮肤的多层结构和致密的角质层,以及皮肤表面的脂质膜可阻止体液丢失,但由于角质层内外侧含水分的不同,仍有部分水分可通过浓度梯度的弥散作用而丢失。成人24h内通过皮肤弥散丢失的水分约为240~480mL(不显性出汗),如果角质层全部丧失,水经皮肤外渗可增加30倍。
(二)感觉功能
正常皮肤内分布有感觉神经及运动神经,它们的神经末稍和特殊感受器广泛地分布在表皮、真皮及皮下组织内,由皮肤中不同类型的感受器共同感受的信号传入中枢后,经过大脑皮质整理综合而形成,以感知体内外的各种刺激,引起相应的神经反射,作出有益机体的反应,维护机体的健康。
1.感觉分类
正常皮肤内感觉神经末梢分为3种,即游离神经末梢、毛囊周围末梢神经网及特殊形状的囊状感受器。它们能分别传导6种基本感觉:触觉、痛觉、冷觉、温觉、压觉及痒觉。一般感知的感觉可以分为2大类:一类是单一感觉,这种感觉是由于神经末梢或特殊的囊状感受器接受体内外单一性刺激引起的;另一类是复合感觉,如潮湿、干燥、平滑、粗糙、坚硬及柔软等,这些复合的感觉不是某一种特殊的感受器能完全感知的,而是由几种不同的感受器或神经末梢共同感知的,并由大脑皮层进行分析综合的结果。
2.六种基本感觉的特点
(1)触觉。正常皮肤内感知触觉的特殊感受器有3种:在平滑皮肤处主要是Meissner小体,位于表皮突基底的为Merkel细胞,在有毛皮肤处则为Pinkus小体。这些感受器接受的外界刺激,实际上是一种机械能,如刺激毛发的末梢神经网的压力及毛发出口处皮肤受到牵拉变形。
皮肤表面散布有触点,触点的大小是不同的,有的直径可以大到0.5mm,其分布也不规则,一般指端腹面最多,头部有300个/cm2小腿外侧只有7个/cm2。由于触点较大,故常常获得的感觉是混合感觉,而不容易将两种以上的感觉区别开来。
(2)冷觉。一般认为是由皮肤内的Krause小体(又称皮肤黏膜感受器)传导的。主要分布在唇红、舌、牙龈、眼睑、龟头、阴蒂及肛门周围等处,在有毛皮肤及摩擦部位尚未发现这种感受器。皮肤表面确有冷点存在,常成群分布,在2cm2内约33个。冷点的数目一般和皮肤的温度变化成正比,皮肤温度愈低,活动性冷点数目愈少,反之,则冷点数目增多。
(3)温觉。有的人称为热觉,它主要是由Ruffini小体传导。有人认为皮肤血管球上的游离末梢也参与活动。皮肤表面也有热点存在,但难以测定,在2cm2内约有29个。它也随皮肤温度的变化而增减。
(4)痛觉。它是由皮肤内的游离神经末梢传导的。在皮肤表面有痛点存在,分布密集,痛点中心区痛觉最敏感,在两个痛点之间可以有无痛区。任何物理性或化学性刺激都可以引起痛感,但它必须达到一定的痛阈值,才能感知。
疼痛的过程一般分为3个阶段,首先是感觉到有刺激,继之引起暂时性、局限性刺痛感,最后形成弥漫性的灼痛。
对产生疼痛的机理有2种观点:一种认为是由于直接刺激了神经末梢;另一种认为是由于外界刺激损伤了神经末梢周围的细胞,产生了某种致痛物质,然后作用于神经末梢的结果,如组胺、乙酰胆碱、钾离子、舒缓激肽及5—羟色胺等都可能引起疼痛。此处细胞受损后释放的酸性物质,也可能影响组织内的pH值,引起疼痛感。
(5)压觉。它是由皮肤内的Pacini小体传导的。这种感受器主要分布在平滑皮肤处,如手指、外阴及乳房等处,胰腺、腹后壁、浆膜及淋巴结等处也有。它常和其他的感觉器或游离神经末梢共同感知各种复杂的复合感觉。
(6)痒觉。迄今为止从组织学上尚未发现特殊的痒觉感受器。一般认为它和痛觉关系密切,可能是通过游离神经末梢或毛囊周围末梢神经网传导的。
痒觉发生的机理是很复杂的,许多体内外因素,如机械性的搔抓、强酸、醋酸、甲酸、弱碱、甲基溴化物、芥子气、某些植物以及机体细胞受损后所产生的一些物质(如组胺、活性蛋白酶及多肽类物质)等,皆可引起痒感。实验证明,皮肤内注射组胺后,20~30s内在注射的局部皮肤会发生痒感,数分钟后其周围出现“痒皮肤(itchy skin)”状态,痒感加剧,并持续较长时间。它和“自发性痒感(spontaneous itch)”不同,前者用力搔抓也不解痒,后者轻轻摩擦或搔抓就可以止痒。中枢神经系统的功能状态对痒感有一定的影响,烦恼或对痒感过度注意时,瘙痒加重;精神安定或转移注意力,使瘙痒减轻。搔抓达到疼痛可减轻或抑制瘙痒,说明痛觉本身也可以影响瘙痒。热水可以使瘙痒消失,但不能使疼痛消失。有些化学物质如吗啡可诱发或使瘙痒加剧,然而能使疼痛消失。
也有学者对上述6种基本感觉各有其特殊的感受器持不同的意见。他们认为,皮肤中的神经分布,呈极复杂的网状,每一点都有许多神经分支交叉分布,产生在空间及时间上的不同刺激,引起不同型的神经冲动,对中枢神经系统产生不同的刺激而产生不同的感觉。
(三)吸收功能
皮肤的吸收作用主要是通过角质层细胞膜实现的。少量脂溶性及水溶性物质、不易通过角层的大分子可通过毛囊下部的无角质区及汗管而被吸收。角质层细胞间隙也有极少量的离子(如汞、钠、钾、碘、氯)等通过。
皮肤的吸收与角质层的厚薄、皮肤的含水量、物质的化学性质及皮肤疾患等因素有关。
掌、跖部角质层较厚,吸收作用较低。黏膜无角质层,吸收作用较强。婴幼儿角质层较成人薄,故吸收较多。皮肤含水量多吸收增加。封包疗法可以减少局部汗液和皮肤水分的蒸发,增加角质层水分,并使局部温度升高,血管舒张,利于药物的透入,增加疗效。水分可通过人体皮肤,但完整的表皮浸水后仅有极微量的水分被吸收入人体内。电解质一般较难被皮肤吸收,仅少量的碘、氯、钠、钾和脂溶性汞可被吸收。脂溶性物质容易被吸收,如脂溶性维生素A、D、K易通过皮肤,雌激素、孕酮、睾酮及皮质类固醇激素等以及动植物性和矿物性油脂可经毛囊皮脂腺而被吸收。而水溶性维生素及水溶性非电解质,如维生素C、葡萄糖等不能通过皮肤。在皮肤外用药中,粉剂、水溶液很难被吸收。霜剂中的药物可被少量吸收。软膏及硬膏能阻止水分的蒸发,使皮肤浸软,故可促进药物的吸收。有机溶媒如乙醚、
煤油、氯仿及二甲基亚砜等对皮肤的渗透性强,且可溶去皮肤上的脂类物质,可增加脂溶性和水溶性物质的吸收。一般而言,化学物质的浓度越高,接触皮肤的时间越长,吸收越多。
但某些化学物质浓度过高时可凝固蛋白妨碍通过。皮肤损伤及影响角层的皮肤病(如湿疹、银屑病)可降低皮肤的屏障作用,增加皮肤的吸收。气体如氧气、二氧化碳气可经皮肤少量吸收,一氧化碳气不能吸收。
(四)体温调节功能
皮肤在体温调节过程中不仅可作为外周感受器,向体温调节中枢提供环境温度的相关信息,而且作为体温调节的效应器,是物理性体温调节的主要方式。
1.皮肤温度感受器
皮肤中的温度感受器细胞多以点状分布于全身皮肤,可分为热敏感感受器和冷敏感感受器。皮肤中的温度感受器作为一种外周恒温器(peripheral the ermostat),可首先感受环境温度的变化,若高于或低于阈值时,皮肤感受器就可向下丘脑传递信息,从而出现寒战反应或出汗减少。与体温调节中枢相比,皮肤感受器就不那么灵敏,因为中枢温度下降0.3℃和皮肤温度下降10℃所出现的反应是一致的,但皮肤感受可影响所有效应机制,如血管扩张或收缩、寒战及出汗。与体温调节相比,皮肤温度变化对行为的影响更大,而使人处于一种舒适的温度,这也是体温调节的重要方法。如在寒冷环境中,皮肤温度感受器向下丘脑传递冲动,引起对寒冷刺激的行为防御反应,如走动、多穿一些或到温暖环境中等;在炎热环境中则可见到相反的反应。
2.与体温调节有关的皮肤结构
皮肤表面积较大,正常成人可达2m2,这就为吸收环境热量及散热提供了有利条件。散热的方式有辐射、传导、对流及蒸发。辐射所能得到或损失的能量主要受皮温与环境温度差及有效辐射面积等因素的影响。表面积较大时,通过蒸发散热更有效。
皮肤血管的排列更适于散热或保存热量,皮肤血流量的改变是体温调节的重要方式,所以皮肤血管的首要功能是参与体温调节,其次才是供应营养。在基础条件下,皮肤血流量占全身血流量的8.5%(相当于450mL/min),但在热应激及血管完全扩张的情况下,皮肤血流量可增加10倍,而在冷应激时皮肤血流可因血管收缩而完全中断,这种反应可见于手、足、耳及唇等处。皮肤血管中有一些特殊的结构与体温调节有关,在皮下脂肪层广泛分布有静脉丛,其血流量变化较大,在收缩时的流量仅为每分钟10~25mL/m2,而在完全扩张时血流量可增至每分钟1~1.5L/m2。在动脉与静脉丛之间由动静脉吻合相连,其启闭受交感神经支配,在体温正常时,交感神经中血管收缩纤维可使其完全关闭;在热应激时,动静脉吻合扩张,使大量温热血液绕过毛细血管而直接注入静脉丛,皮肤血流量增加而散热随之增加。此外,四肢由大动脉供应的血液也可通过浅静脉或深静脉回流,体温高时此处的血流受交感神经支配,通过表浅毛细血管床回流而有效地散热;体温低时大部分血流则经过深静脉回流,由于深静脉多与大动脉伴行,故可从大动脉接受热量,以保持体温。
3.汗腺的反应
在环境温度较高时,辐射、传导及对流并不能防止身体过热,这时就依靠外泌汗腺的分泌使汗液通过蒸发而带走大量热量,从表皮表面每蒸发1g水就可带走5.80Cal的热量;在热应激情况下,汗液可达3~4L/h,此时散热是基础条件下的10倍。当血浆Na+浓度升高时,就可有效地减少排汗,使中枢温度升高。此外,热适应可使外泌汗腺增大,而且单位长度的腺管分泌汗液增多。
4.皮肤的其他体温调节机理
皮肤可作为内脏与环境之间的一种隔热层,其中皮下脂肪层的作用更为明显,因为它与含水量较高的组织相比,传导作用弱80%左右,而且皮下脂肪层还是一种能量贮存场所,既可用于代谢,又能产热。
(五)分泌和排泄功能
皮肤的分泌和排泄是通过汗腺和皮脂腺进行的。
汗腺分为小汗腺和大汗腺,两者均受双重神经支配,小汗腺以胆碱能神经纤维支配为主,大汗腺主要受肾上腺素能神经调节。在室温条件下,只有少数小汗腺有分泌功能,随着皮肤温度的上升,参与功能活动的小汗腺数目增多,分泌量也增加。小汗腺的汗液是无色透明的,其中含水分99%~99.5%,固体成分中含氯化钠(5~18mmol/L)、乳酸(约33.3mmol/L (300mg/dL))、尿素氮(约11~22mmol/L(30~60mg/dL))及少量钾等。正常情况下,汗液通过汗管时受醛固酮的作用,其中钠的1/4及氯的一小部分可被汗管重吸收,水分及钾的重吸收较少,故汗液是低渗的,比重为1.001~1.006。汗管对汗液具有酸化作用,使汗液的pH在4.5~5.5之间,大量排汗时pH可达7.0。汗液中物质的浓度随出汗速度而异。出汗速度快,钠、氯化物的浓度上升,钾、乳酸和尿素浓度下降。所以大量出汗时大量的钠将丢失。汗液排出后与皮脂混合,形成乳状脂膜,可使角质层柔软、润泽、防止干裂。大汗腺分泌于晨间稍高,夜间较低。大汗液也包括液体和固体两部分。前者主要为水分,后者包括铁、脂质(中性脂肪、脂肪酸、胆固醇和类脂质)、荧光物质。有的人大汗腺可分泌一些有色物质,使汗液呈黄、绿、红、黑等颜色,临床称为色汗症。
皮质腺多数开口于毛囊漏斗部。皮脂的分泌以青春期后至壮年期旺盛,老年逐渐减少。各年龄组比较男性比女性皮脂多,黑人比白人皮脂多。雄激素、长期内服大剂量的皮质激素可使皮脂腺增生肥大,分泌增加,雌激素则可抑制皮脂腺的分泌。皮脂的主要成分为甘油三脂(50%以上)、蜡脂(26%)、固醇类(4.3%)和角鲨烯等,其中蜡脂和角鲨烯只从皮脂腺来,故可作为测定皮脂的指标。皮脂的熔点约30℃,环境温度越高,皮脂粘稠度越低,较易从毛囊口排出。皮脂腺的分泌受乳状脂膜的反压力和皮脂排出压力的影响,两者接近后皮脂排出减缓或停止。用脂溶剂除去脂膜后,皮脂分泌增加,约30min后皮肤表面皮脂即可恢复原状。皮脂可乳化水分、润泽毛发、防止皮肤干裂;脂类的脂酸对真菌、细菌的生长繁殖有一定抑制作用;表皮内的7-脱氢胆固醇经紫外钱照射可转化为维生素D,并被送入血液循环,参与钙的代谢。
(六)代谢功能
皮肤与其他器官组织一起参与整个机体的代谢活动,此外,还有其特有的代谢过程,如:表皮的角化及其调节,皮肤脂质代谢,黑素的形成等。
(七)免疫功能
免疫是机体“识别异己”和“排斥异己”的生物现象。皮肤具有独特的免疫功能并与全身免疫系统密切相关。皮肤的免疫包括非特异性免疫和特异性免疫。
非特异性免疫是指皮肤的机械阻挡与排除作用和各种细胞体液因子的非特异性防卫作用。如皮肤角质层能阻止病原微生物入侵,角质层细胞脱落可清除大量粘附于其上的细菌;皮脂腺分泌的脂肪酸及汗液中的乳酸均有杀菌作用;体表的正常菌群可阻止或限制外来微生物或毒力较强微生物的定居和繁殖,并刺激机体产生天然抗体;表皮Langerhan细胞可吞噬清除入侵的微生物及异物;皮肤内的细胞体液因子对某些细菌可分别表现出抑菌、杀菌或溶菌等作用。
皮肤的特异性免疫是通过皮肤免疫系统(SIS)相互作用实现的。SIS由细胞和体液两大部分组成。细胞成分有角朊细胞、Langerhans细胞、组织细胞(树枝状细胞、巨噬细胞)、T淋巴细胞、粒细胞、肥大细胞、内皮细胞等。角朊细胞构成表皮的极大部分,为抗原的摄取和识别创造了一个有利的微环境。淋巴细胞,特别是再循环T淋巴细胞亚群,有一种趋向皮肤的本能——亲表皮性,对抗原起到特异性免疫作用。表皮Langerhans细胞和树枝状细胞以及巨噬细胞一起加工抗原,并在皮肤或引流淋巴结内递呈抗原,活化免疫效应淋巴细胞。皮肤血管的内皮细胞能使循环淋巴细胞进入真皮和直接进入表皮。肥大细胞产生和释放多种生物活性物质,参与Ⅰ型超敏反应和迟发性超敏反应。SIS的体液成分有抗微生物肽类、纤维蛋白溶酶、花生四烯酸、补体、免疫球蛋白、细胞因子等,它们分别参与相应的免疫反应。
皮肤正常的免疫功能不仅为皮肤起免疫保护作用,也加强了机体与外界环境之间的天然屏障,对维护机体内环境相对稳定具有重要作用。
(魏明波 朱友家 王继华)
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。