生皮组织构造及作用机制

生皮是一种很复杂的生物组织，在动物存活时期，起着保护机体，调节体温，排泄分泌物和感觉的作用。尽管各种生皮在外貌、大小、重量等方面因动物种类不同而有显著的差别，但除了鱼类、爬虫类和飞禽类的皮外，哺乳动物皮的组织结构基本上是一样的。

图1-1 生皮的垂直切面示意图

1—表皮 2—脂腺 3—毛 4—汗腺5—血管 6—脂肪细胞 7—竖毛肌

生皮在外观上可分为毛层（毛被）和皮层（皮板）两大部分。毛皮生产用的生皮首先注意毛被的质量，其次是皮层的质量，而制革生产用的生皮则主要注意皮层的质量。因为毛在生产过程中要被除掉。

若把皮层放在显微镜下观察它的纵切面，便可清楚地看到，生皮可分为3层：上层最薄，叫作表皮层；中层最厚、最紧密，叫作真皮层；下层最松软，叫作皮下组织层。

在切片上，除了这3层之外，还可看见附属于皮的一些其他组织，如毛、毛囊、竖毛肌、脂腺、汗腺等（图1-1）。在制革过程中，表皮、毛和皮下组织层都被除去，成品革中只保留真皮层。

一、表皮

表皮位于毛被之下，紧贴于真皮层的上面。表皮的厚度随动物种类和部位的不同而异。毛被发达稠密的动物或不经常承重，受摩擦的部位，如腹部，表皮较薄；毛被不发达的动物或经常承重，受摩擦的部位，如背部，表皮就厚些。猪皮的表皮较厚，一般占皮厚度的2%～5%；绵羊皮和山羊皮表皮占皮厚度的2%～3%；而牛皮表皮最薄，占皮厚度的0.5%～1.5%。

表皮根据其发达程度，可以分为2～5层。薄的表皮只能区分出2层：上层叫作角质层，下层叫作黏液层（又称生发层、马尔基比氏层）。厚的表皮可以区分出5层：由内向外分别叫作基底层、棘状层、粒状层、透明层、真角质层。

表皮由不同形状的细胞排列而成。事实上，各层的细胞是根据同一类细胞由于新陈代谢的不同阶段——分裂、成长、衰老及死亡所表现出来的形态改变来区分的。

紧贴于真皮层的基底层细胞可以通过微血管和淋巴腺获取营养和水分，细胞发育健壮，具有繁殖力，这些细胞以分裂法不停地分裂、繁殖，新生细胞逐渐取代老细胞的位置而向上推进。随着基底层细胞距离结缔组织越远，细胞则因接受营养困难而其形态越趋平片状。并因逐渐失去水分而干燥，导致最上层的逐渐角质化，直至最上面的真角质层，则变成了一种完全硬化了的片状细胞层。这层细胞继续向上推移，失去联系，就形成了皮屑而脱落（图1-2）。

图1-2 表皮各层细胞演变示意图

角质层对于酶、酸、碱等化学药品的侵蚀有一定的抵抗能力，所以，尽管表皮比较薄，在制革过程中又要和毛一起被除去，但它还是很重要的，因为生皮在生产之前若是表皮受了损伤，细菌就容易渗入真皮，引起脱毛，甚至造成生皮腐烂，从而影响皮革及制品的质量。所以，无论在动物存活期间或者在生皮初步加工、贮存及运输过程中都必须注意保护表皮。

二、真皮

真皮位于表皮之下，介于表皮与皮下组织之间，是生皮的主要部分。成品革就是由真皮加工制成的。成品革的许多特征都是由这真皮层的结构决定的。真皮的质量或厚度均占生皮的90%以上。

真皮主要由胶原纤维、弹性纤维和网状纤维编织而成，称为纤维成分。其中胶原纤维占95%～98%，是组成真皮的基本物质。真皮中还含有血管、汗腺、脂腺、毛囊、肌肉、淋巴管、神经、纤维间质和脂肪细胞等非纤维型成分，此外，真皮还可以分为乳头层和网状层，其纤维编织情况也各不相同。

（一）纤维成分

1.胶原纤维

胶原纤维是真皮中主要的纤维，由胶原（生胶蛋白质）所组成。这种纤维在水中长期熬煮后，分子降解，生成一种胶状物（即皮胶或明胶），所以称为胶原纤维，意思就是“胶之来源”。

胶原纤维通常概念是指胶原纤维束而言，它是由胶原的分子链（肽链）形成的极微小的初原纤维（直径1.2～1.7nm），然后逐级形成的纤维束（直径20～150μm）。

根据微观研究的结果，可将胶原纤维的细致结构作如下排列：肽链→初原纤维→纤维丝→原纤维→微纤维→纤维→纤维束。

胶原纤维束在真皮中相互穿插，交织成不同形式的编织物。较粗的纤维束有时分成几股较细的纤维束，这些较细的纤维束有时又和其他纤维束合并成另一较大的纤维束。如此不断地分而又合，合而又分，纵横交错，不知起讫地编织成一种特殊的立体网状结构，使得生皮及其成品革具有很高的力学强度。胶原纤维能够形成束这是它的特性之一。

2.弹性纤维

这种纤维在真皮中很少，仅为皮质量的0.1%～1%，弹性纤维很细，直径不超过8.0μm，是由弹性硬蛋白构成。在形态上，弹性纤维与胶原纤维不同之处在于弹性纤维呈分枝而不形成纤维束，有点像没有树叶的树枝。在性质上的区别在于弹性纤维有很大的弹性。

弹性纤维主要分布在真皮上层——粒面层（乳头层），位于毛囊、脂腺、汗腺、血管和竖毛肌的周围，弹性纤维在真皮中起着支撑和骨架作用，很像建筑物内的钢筋，支撑着皮内各种组织，如竖毛肌、脂腺、汗腺、毛囊、血管、神经等，使它们的地位保持固定。因而，普遍认为它对成革的柔软度有一定的影响。

3.网状纤维

这种纤维分布在表皮与真皮交界的地方，形成非常稠密的网膜，并且还在胶原纤维束的表面形成一个疏松的网套，把纤维束套住，并把它们保护起来。

在形态上，网状纤维呈分枝并联合，但它在性质上有许多地方和胶原纤维很相似，故有人认为网状纤维是一种“变异”的胶原纤维。

（二）非纤维成分

1.纤维间质

在真皮的纤维之间，填充着一种凝胶状物质，称为纤维间质。它主要由许多带黏性的蛋白质（白蛋白、球蛋白、黏蛋白和类黏蛋白等）和糖类物质所组成。纤维间质具有将皮中各个构造成分彼此黏结在一起和润滑作用。生皮干燥后，纤维间质失水而变硬。在制革准备工段中大部分被除去，以免阻碍鞣剂和其他化学药剂向皮内渗透。

2.汗腺

汗腺是能分泌汗液的组织，是简单的不分枝管状腺。分为分泌部分和排出部分（导管部分）。其导管穿过真皮和表皮，伸至皮面形成汗腺出口，排泄汗液。

3.脂腺

脂腺是一种像一簇葡萄状的小泡腺，紧贴在毛囊上，以一个细管与毛囊相通（图1-3）。脂腺能分泌出一种类脂物质，先储藏在脂腺内，然后沿着导管流入毛囊，并从那里流到皮的表面，润滑毛干和表皮。(www.xing528.com)

图1-3 脂腺示意图

1—在毛根鞘中的毛 2—皮脂腺的油囊

一个毛囊周围的脂腺多少不等，有的多达2～5个。脂腺的发达程度也随动物品种而异。

脂腺和汗腺的发达程度对成革质量的影响较大，由于它们多分布在乳头层，占据不少空间，因此当它们在加工过程中被除去之后，乳头层与网状层之间的联系就变得松弛，能够产生成革的“松面”现象。但它也有正面影响，腺体越发达，成革孔率也就越大，能够提高革的卫生性能。

4.脂肪细胞

真皮内的脂肪细胞大多数为圆形或椭圆形，细胞内充满脂肪，把核挤在一边。脂肪细胞多集中在皮下组织层，但也有少量分散在真皮的胶原纤维束之间和毛囊周围。

5.肌肉组织

真皮中含有少量肌肉组织，这就是竖毛肌。它位于脂腺之下，是一条狭长的平滑肌纤维束。它的一端附着于毛囊，另一端终止在真皮的乳头层处。当动物受到突然的刺激，如骤冷和惊恐时，它们就要收缩，这样会改变毛囊的角度，使毛竖立，而在皮肤上呈现“鸡皮疙瘩”，故称竖毛肌。竖毛肌的收缩程度，直接影响粒面的粗细度。

6.毛囊

表皮层沿着真皮凹凸不平的表面在有毛生长的地方陷入真皮内形成的一个管状鞘囊。毛囊倾斜地长在皮内，与真皮表面形成一定的角度。毛根位于毛囊之中。毛根底部膨大部分像葱头，称为毛球。

7.血管和淋巴管

生皮内有许多枝状血管。真皮内的血管是动物血液循环的分支，其功能是向动物全身各个部分输送营养物质。生皮中还含有大量的淋巴管，在乳头层中构成扁平的稠密网，并从那里向深处延伸，及至真皮和皮下组织之间，形成更大的淋巴网。

（三）真皮的乳头层和网状层

真皮主要由胶原纤维编织而成，其编织方式随生皮的层次和部位不同而异。根据纤维的编织形式，可将真皮分为上下两层：乳头层和网状层。两层以毛球和汗腺所在的水平面为分界线（但这种分界不适用于猪皮，猪毛是贯穿整个真皮的）。由于原料皮种类不同，毛根和汗腺透入真皮的深度也不同。所以，不同的原料皮，这两层的相对厚度是不相同的。

1.乳头层

乳头层的表面与表皮的下层相互嵌合，表皮除去后，乳头层的表面便出现乳头状的突起，所以称乳头层。又因乳头层中含有汗腺、脂腺、竖毛肌等，能调节动物的体温，又称为恒温层。制成革后，乳头层又是成革的粒面层。

各种生皮乳头层的厚度，以占全皮厚度的比例表示：牛皮为25%～35%，马皮约为40%，山羊皮为40%～65%，绵羊皮为50%～70%，猪皮因为毛囊贯穿整个真皮层，难以明确区分粒面层和网状层，但通常仍以粒面下纤维细小部分作为粒面层。

乳头层中胶原纤维束比较细小，而且编织疏松，这种疏松的程度又由于有毛囊及各种腺管的存在而加剧。因此，乳头层结构比较脆弱，容易受到伤害。

2.网状层

网状层较乳头层厚，是皮革的主要部分。网状层中胶原纤维束比较粗壮，编织比较紧密，有如网状，因此得名为网状层。网状层的弹性纤维和脂肪细胞很少，一般不含汗腺和脂腺、毛囊等组织。故网状层是真皮中最紧密和最结实的一层。成革的物理力学强度，除取决于生产方法外，也取决于网状层的发达程度及其胶原纤维的编织情况。网状层越发达、编织得越紧密的生皮，物理力学性能越好。例如：牛皮的物理力学性能就比羊皮好；猪皮也由于它的纤维束编织得特别紧密，编织的角度较大，其耐磨性往往胜过牛皮。

（四）真皮内胶原纤维的构型

胶原纤维构成真皮的编织形态是无规律的，并因动物皮的种类、部位和结构层次的不同而异。但是，这并不意味着在生皮组织学概念范围内，各类皮的组织结构不存在共性。通常，真皮内胶原纤维的构型在相应层次和部位上呈现明显的共性。

1.乳头层与网状层中胶原纤维的构型

乳头层中，胶原纤维束纤细、量小，编织无定型，纤维束之间的倾角小，且交错、纠缠在一起。越靠近表皮层，则纤维束越纤细，编织角度越小，逐渐与水平方向平行，但纤维束间的紧密度却由疏松趋于紧密，最终就形成了致密的皮革粒面部分。

网状层中胶原纤维束粗壮、量多，编织虽无规则，但纤维束之间的倾角大（有的接近90°角，呈“十”字状），编织均匀、紧密，纤维束分枝结合，纵横交错，相互扭结，形成不知起讫而又浑然一体的特殊立体网。在网状层中，又以它中间的纤维束最粗大，编织最紧密、最结实，有一定的编织构型。而它的上层纤维束（与乳头层紧连）和下层纤维束（与皮下组织紧连）逐渐变得细小起来。

胶原纤维这种特殊立体网的构型，赋予成革力学强度，各种常用原料皮的网状层具有大致相近的网状构型。不同的是胶原纤维束的粗壮程度和编织的紧密度存在差别。

2.背臀部与腹肷部中胶原纤维的构型

背臀部中胶原纤维束粗壮、量多，编织紧密、均匀，纤维束的走向很陡，趋向于直角交错。因此，背臀部组织紧密，手感坚实。

腹肷部中胶原纤维束纤细、量少，编织疏松、不均匀，纤维束的织角小，趋向于同水平方向平行。因此，腹肷部组织疏松，手感松软。

颈肩部中胶原纤维束及其构型一般介于背臀部与腹肷部之间。

胶原纤维在生皮不同部位的基本构型是常用原料皮所共有的特征。其中，尤以猪皮最为突出。在制革过程中，虽然采取一定措施进行弥补，以减小部位间的差别，但成革仍或多或少地存在部位差。

三、皮下组织层

这一层主要是由与生皮表面平行且编织疏松的胶原纤维和部分弹性纤维所组成。此外，还有血管、淋巴管、神经组织和大量的脂肪组织。皮下组织是动物皮与动物体之间相互联系的疏松组织，皮就是由这一层从动物身上剥下来的。