皮肤的结构与功能

皮肤的结构与功能 课程名称 皮肤性病学 撰写时间 2003年1月 第一次课（2学时） 皮肤的结构 皮肤的功能 掌握皮肤的分层，表皮的分层和细胞；掌握皮肤有哪些附属器 结构；了解皮肤的功能。 重点：皮肤的分层；表皮的分层和细胞；毛发的生长 难点：基底膜带的结构；皮肤的免疫功能 多媒体教学、结合图谱加深印象 桥粒的结构 皮肤的结构：1.2学时 皮肤的功能：0.8学时 皮肤是由表皮真皮和皮下组织构成，表皮与真皮之间由基底膜 带连接。表皮自内向外分为基底层、棘层、颗粒层、透明层和 角质层。表皮主要由角质形成细胞和树枝状细胞组成。树枝状 细胞包括黑素细胞、朗格汗细胞和Merlel细胞。皮肤附属器 包括毛发、毛囊、皮脂腺、汗腺、顶泌汗腺和甲。皮肤除有防 护、吸收、分泌、排泄、感觉和调节体温等生理功能外，还参 与各种物质的代谢。目前，还发现皮肤是一个重要的免疫器官， 除积极参与免疫反应外，还具有免疫监视的功能，使机体有一 个稳定的内环境，能更好地适应外环境的各种变化。 1 • • 皮肤的组成：表皮、真皮和皮下组织，包括皮肤附属器（毛发、皮 脂腺、汗腺、甲）和血管、淋巴管、神经、肌肉等。 • 皮肤的重量、面积和厚度：皮肤占体重的16%；成人面积约1.5m，新生儿约0.21m；厚约0.5-4mm（不包括皮下组织），其中表皮约 0.1mm。 • （一） 表皮的细胞组成：属于复层鳞状上皮细胞，主要由角质形 成细胞和树枝状细胞两大类细胞组成。 • 1. 角质形成细胞的特点：是表皮的主要细胞，在分化过程中产生 角蛋白，细胞之间具有细胞间桥。 • 2. 角质形成细胞的组成：基底层、棘层、颗粒层、透明层和角质 层。 • 3. 树枝状细胞的组成：黑素细胞、朗格汉斯细胞和Merkel细胞。（二） 表皮的分层及各层的特点 1. 分层 （1）. 基底层 • 位于表皮的最下层，为一层立方形或圆柱状细胞，细胞的长轴与基 底膜带垂直，胞核呈卵圆形，胞浆内含有黑素颗粒，核分裂象常见。 • 具有不断分裂增殖的能力，因此又称为生发层。由基底层移行至颗 粒层最上层约需14天，再移行至角质层表面脱落又需14天，称为表 2 皮通过时间。 （2）. 棘层 • 由4-10层多角形细胞组成，细胞间桥明显呈棘状。 （3）. 颗粒层 • 由2-4层梭形细胞组成，细胞内含有透明角质颗粒。 （4）. 透明层 • 仅见于掌跖。由2-3层扁平无核细胞组成。 （5）. 角质层 • 位于表皮的最外层，由5-20层死亡的扁平无核细胞组成，胞内细胞 器结构消失，充满角蛋白。 2. 表皮的细胞 （1）. 黑素细胞 • 位于角质形成之间，约占基底层细胞的10%。银染色和多巴染色显示具有较多的树枝状突起，伸向邻近的角质形成细胞。黑素细胞与 其邻近的角质形成细胞紧密配合，向其输送黑素颗粒，构成表皮黑 素单元。 • 电镜下见特征性的黑素小体，无张力细丝和桥粒。 （2）. 朗格汉斯细胞 • 是来源于骨髓的免疫活性细胞，约占表皮细胞的3%-5%。 • HE染色不着色，多巴染色阴性，ATP酶染色阳性，氯化金染色显示 树枝状突起。 3 • 电镜下最重要的特点是胞浆内含有特征性的Birbeck颗粒，无张力细丝、桥粒和黑素小体。 • 具有多种细胞表面标记，包括FcR、C3R、HLA-DR抗原、CD1抗原。 • 具有吞噬处理抗原和抗原递呈的功能。 （3）. Merkel细胞 • 位于基底层细胞之间，具有短指状突。 • 电镜下见与角质形成细胞有桥粒相连，胞浆内含有许多神经内分泌 颗粒。 • 与脱髓鞘的神经末梢形成Merkel细胞-轴索复合体，可感受触觉。 三、 真皮的结构 • 1. 分层：真皮分为乳头层和网状层两层。 • 2 真皮的纤维组织 • 真皮属于致密结缔组织，由纤维、基质和细胞成分组成，以纤 维成为为主。 （1）. 胶原纤维： 较粗，主要由I型胶原组成，韧性大，抗拉力强，缺乏弹性， 在真皮内相互交织成网。 • （2） 弹力纤维： • 较细，由弹力蛋白和微原纤维组成，使皮肤具有弹性。 （3） 网状纤维： • 主要由III型胶原组成，分布于真皮乳头层以及皮肤附属 器、血管和神经周围。 4 • 3. 真皮的组织和细胞： • 真皮内含有毛囊、皮脂腺、汗腺等皮肤附属器以及丰富的血管、 淋巴管、神经、肌肉、基质和细胞。 • 基质：填充于纤维、纤维束间隙和细胞间的无定型物质，主要 成分为蛋白多糖。 • 细胞：主要有成纤维细胞、肥大细胞、巨噬细胞、真皮树枝状 细胞等。 位于真皮下方，其下与肌膜相连，由疏松结缔组织和脂肪小叶 组成，又称皮下脂肪层，含有血管、淋巴管、神经、小汗腺和顶泌汗 腺。 • 表皮细胞之间通过细胞间桥（桥粒）相互连接一起。 • 表皮与真皮之间通过半桥粒和基底膜带相互连接一起。 1、桥粒和半桥粒 • 桥粒是角质形成细胞之间连接的主要结构，由相邻细胞的细胞膜发 生卵圆形致密增厚而共同形成，包括附着板和张力细丝。 • 桥粒具有很强的抗牵张力，桥粒结构的破坏引起角质形成细胞的松 解。 2、皮肤基底膜带（BMZ） • 位于表皮与真皮之间，PAS染色呈现约0.5-1.0um厚的紫红色均质条带。 5 • 电镜下BMZ分为胞膜层、透明层、致密层和致密下层。 • 胞膜层包括半桥粒，半桥粒内有多种跨膜蛋白如XVII胶原和整合素αβ等伸入或穿过透明板，发挥粘附作用。 64 • 透明层主要成分是板层素及其异构体，它们组成细胞外基质和锚 丝，锚丝从角质形成细胞的基底面通过透明层到达致密层。 • 致密层主要成分是IV型胶原，该分子通过自体间的相互交连形成连 续的三维网格，是稳定BMZ的重要支持结构。 • 致密下层又称网板，主要成分只VII型胶原，该分子组成锚原纤维 和锚斑，锚原纤维与锚斑、真皮纤维相互连接维持表皮细胞与结缔 组织之间的固着。 • BMZ功能：起连接、渗透和屏障作用。BMZ损伤时引起上述功能的 丧失。 • 包括毛发与毛囊、皮脂腺、小汗腺、顶泌汗腺和指趾甲。 1、毛发与毛囊 • 名词：毛干、毛根、毛球、毛乳头、毛基质和毛囊。 • 毛发包括髓质、皮质和毛小皮三部分。毛乳头为毛发提供营养，毛 基质为毛发的生长区。 • 毛囊由内毛根鞘、外毛根鞘和结缔组织鞘组成，分为漏斗部和峡部 两段。 • 毛发的生长周期分为生长期（3年）、退行期（3周）和休止期（3月）。不同部位的毛发长短与生长周期时间不同有关。正常情况下 6 毛发的生长与脱落处于动态平衡。头发的生长速度约每日0.3mm。 2、皮脂腺 • 由腺泡和短的导管组成，无腺腔，腺体细胞由外向内逐渐增大，胞 浆内脂滴增多，最终破裂释放出脂滴经导管排出，因此属于全浆腺。 导管开口于毛囊上部（口唇、乳晕、包皮内板等部位除外）。 • 头、面、胸背上部皮脂腺丰富，称皮脂溢出部位。 3、小汗腺 • 包括分泌部和导管，分泌部位于真皮深部和皮下组织，外层包绕一 层肌上皮细胞，导管呈螺旋状穿过表皮。 • 小汗腺受交感神经纤维支配。 4、顶泌汗腺 • 由分泌部和导管组成，分泌部位于皮下组织，导管通常开口于毛囊 的皮脂腺入口的上方。分泌时连同细胞部分顶部胞浆一起脱落。 • 主要分布于腋窝、乳晕、脐周、会阴和肛周。 • 分泌活动主要受性激素影响。 5、指趾甲 • 名词：甲板、甲根、甲廓、甲床、甲母质、甲半月。 • 甲母质是甲的生长区。 • 指甲生长速度约为0.1mm/日，趾甲生长速度约为0.03mm/日。 • 皮肤内神经包括感觉神经和运动神经。 • 皮肤内血管具有营养皮肤组织和调节体温的作用。 7 皮肤除有防护、吸收、分泌、排泄、感觉和调节体温等生理功能 外，还参与各种物质的代谢。目前，还发现皮肤是一个重要的免疫器 官，除积极参与免疫反应外，还具有免疫监视的功能，使机体有一个 稳定的内环境，能更好地适应外环境的各种变化。 皮肤是人体最大的器官，它完整地覆盖于身体表面，一方面防止 体内水份、电解质和营养物质的丧失；另一方面可阻抑外界有害的或 不需要的物质侵入，可使机体免受机械性、物理性、化学性和生物性 等因素的侵袭，达到有效的防护，保持机体内环境的稳定。 （一）机械性损伤的防护 （二）物理性损害的防护 （三）化学性刺激的防护 （四）微生物的防御作用 （五）防止体液过度丢失 皮肤虽有上述的防护功能，但还是可以通透一些物质。事实上， 皮肤具有吸收外界物质的能力，如长期外用糖皮质激素除局部产生萎 缩和毛细血管扩张外还可产生全身性影响。这一吸收功能在皮肤病外 用药物治疗作用上有着重要的意义。皮肤的吸收作用主要通过以下3条途径：1．透过角质层细胞；2．角质层细胞间隙和毛囊；3．皮脂腺或汗管。如果角质层，甚至全表皮丧失，几乎完全可通过真皮，吸 8 收更完全。 影响皮肤吸收的因素主要如下： （一）皮肤的结构和部位 （二）皮肤角质层水合程度 （三）物质的理化性质 皮肤的感觉可以分为两类： 一类是单一感觉，皮肤内的多种感觉神经末梢将不同的刺激转换 成具有一定时空的神经动作电位，沿相应的神经纤维传入中枢，产生 不同性质的感觉，如触觉、压觉、痛觉、冷觉和温觉； 另一类是复合觉，即皮肤中不同类型感觉神经末梢共同感受的刺 激传入中枢后，由大脑综合分析形成的感觉，如干、湿、光、糙、硬、 软等。另外有形体觉、两点辨别觉、定位觉、图形觉等。 瘙痒是皮肤或粘膜的一种引起搔抓欲望的不愉快的感觉。瘙痒产 生的机制尚不完全清楚。 目前已发现许多因素与瘙痒有关，如机械性刺激、电刺激、酸、 碱、植物的细刺、动物的纤毛及毒刺、皮肤的微细裂隙、代谢异常（如 糖尿病、黄疸等）、变态反应和炎症反应的化学介质（如组胺、蛋白 酶、多肽等）均可引起瘙痒。为解除瘙痒感觉，必须避免上述各种刺 激。 皮肤的分泌和排泄功能主要通过汗腺和皮脂腺完成。 9 （一）小汗腺的分泌和排泄 （二）顶泌汗腺的分泌和排泄 （三）皮脂腺的分泌和排泄 皮肤对体温的调节作用，一是作为外周感受器，向体温调节中枢 提供环境温度的信息；二是作为效应器，是物理性体温调节的重要方 式，使机体温度保持恒定。 体表热量的扩散主要通过皮肤表面的热辐射、空气对流、传导和 汗液的蒸发。在外界温度高于或等于皮温时，辐射、传导和对流等方 式散热不起作用，出汗是机体散热的唯一途径。另外，在寒冷环境中， 减少出汗和皮下脂肪组织的隔热作用，能减少热量散失，保持恒定的 体温。 （一）糖代谢 皮肤中糖类物质主要为糖原、葡萄糖和粘多糖等。 皮肤含葡萄糖的量为60mg%～81mg%，为血糖浓度的2/3，表皮中含量最高。皮肤中的糖主要是提供所需能量 （二）蛋白质代谢 表皮蛋白质一般分两种，即纤维性和非纤维 性蛋白质。纤维性蛋白质包括角蛋白、胶原蛋白和弹力蛋白等。结构 蛋白的降解等。 （三）脂类代谢 皮肤脂类包括脂肪和类脂质 （四）水和电解质代谢 皮肤是人体内的一个主要贮水库，大部 分水分贮存于真皮内。65kg体重的人，皮肤中含水约7.5kg。 10 皮肤也是电解质的重要贮存库之一，大部分贮存在皮下组织内， 包括钠、氯、钾、钙、镁、磷、铜、锌等。 （五）黑素代谢 人类皮肤可呈红、黄、棕及黑色，主要与黑素 有关。黑素小体的数目、大小、形状，分布和降解方式的不同决定种 族及部位的肤色差异。 （一）皮肤免疫系统的细胞成分 1．角质形成细胞 在表皮中，角质形成细胞数量最多，它能表 达MHC-II类抗原，在T淋巴细胞介导的免疫反应中起辅助效应。角 质形成细胞能产生许多细胞因子，如IL-1、IL-6、IL-8、IL-10、TNF-α等参与局部免疫反应。此外，角质形成细胞有吞噬功能，能粗加工 抗原物质，有利于朗格汉斯细胞摄取和递呈抗原 2．淋巴细胞 在皮肤内的淋巴细胞主要为CD4 +T淋巴细胞，其 +次为CD8T淋巴细胞，主要分布于真皮乳头内的毛细血管后小静脉丛 周围。T淋巴细胞在皮肤中，通过角质形成细胞产生的IL-1等作用，分化成熟，并介导免疫反应。 3．朗格汉斯细胞 朗格汉斯细胞在表皮内能摄取、处理和递呈抗 原，为表皮内主要的抗原递呈细胞。朗格汉斯细胞分泌许多T淋巴细胞反应过程中所需要的细胞因子，如IL-1等，并能控制T淋巴细胞迁移。此外，它还参与免疫调节、免疫监视、免疫耐受、皮肤移植物 排斥反应和接触性变态反应等。 4．内皮细胞 血管内大分子成分及血细胞与血管壁外物质交换 11 及细胞外渗等均需内皮细胞积极参与。此外，血管内皮细胞还积极参 与合成、分泌、炎症、修复和免疫等过程。内皮细胞形成的内皮转移 通道在内吞、外排和物质交换中起重要作用。 25．肥大细胞 真皮乳头血管周围，有7000个/mm肥大细胞，密度较高。肥大细胞表面有IgE Fc受体能与IgE结合，与I型变态反应关系密切。通过免疫和非免疫机制活化肥大细胞，使它产生和释放 多种生物活性介质。 6．巨噬细胞 巨噬细胞主要位于真皮浅层，它参与免疫反应， 处理、调节和递呈抗原，产生和分泌IL-1、IFN、各种酶、补体、花生四烯酸及其它产物。巨噬细胞对外来微生物的非特异性和特异性免 疫反应，炎症创伤修复中具有核心作用。 7．真皮成纤维细胞 真皮成纤维细胞在初级细胞因子刺激下可产 生大量次级细胞因子，成纤维细胞还是产生角质形成细胞生长因子的 主要细胞之一，在创伤修复及IL-1存在情况下产生角质形成细胞生 长因子明显增加。 （二）皮肤免疫系统的分子 1．细胞因子 表皮内许多细胞因子主要由角质形成细胞产生， 其次为朗格汉斯细胞、T淋巴细胞等。细胞因子在细胞分化、增殖和 活化等方面起很大作用。 2．免疫球蛋白 皮肤表面分泌型IgA在皮肤局部免疫中通过阻抑粘附、溶解、调理吞噬、中和等参与抗感染及抗过敏作用。 3．补体 皮肤中的补体成分通过溶解细胞、免疫吸附、杀菌和 12 过敏毒素及促进介质释放等发挥非特异性和特异性免疫作用。 4．神经肽 皮肤神经末稍受外界有害刺激后释放感觉神经肽， 在损伤局部产生风团和红斑反应。神经肽包括降钙素基因相关肽 (CGRP)、P物质(SP)、神经激酶A等。CGRP可使中性粒细胞聚集，SP有趋化中性粒细胞和巨噬细胞作用，并粘附于内皮细胞，参与免疫反 应。 综上所述，皮肤组织内含有免疫相关细胞，如角质形成细胞、郎 格汉斯细胞、淋巴细胞、肥大细胞等，这些细胞分泌多种细胞因子组 成网络系统。皮肤为免疫活性细胞的分化、成熟提供良好的微环境， 并对免疫反应起调节作用，保持Th1细胞与Th2细胞的平衡，使机体 对外界异物产生适度的免疫反应，也对内部突变细胞进行免疫监视， 防止癌肿发生，以达到免疫的自稳性。因此，皮肤应被看作是免疫系 统的一个部分，即皮肤免疫系统。 13