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皮肤
HumanSkinDiagram zh.jpg
人类的皮肤
Elephant Skin.jpg
Skin of an elephant
细节
识别标示
拉丁语Cutis
MeSHD012867
TA98A16.0.00.002
TA27041
格雷氏p.1065
解剖学术语英语Anatomical terminology
犀牛皮肤的近距离照片

皮肤,包住脊椎动物的软层,是组织之一,在人体是最大的器官。皮肤挡住外来侵入,亦保住水分。有保暖、阻隔、感觉之用。

皮肤的作用因物种而异,有保暖、保护色、吸引异性等作用。各物种的皮有厚有薄,厚皮叫。皮肤是表皮系统的一部分,是动物最大的器官系统,由多层外胚层组织构成,可保护内部的肌肉骨骼韧带及其他内部的器官。[1]有的物种,例如鱼类爬虫类,会生保护。鸟类会生羽毛保护。两栖动物的皮肤是交换气体的器官。所有哺乳动物的皮肤都有,即使看似无毛的海洋哺乳动物其实也有毛。

皮肤的重要性在于其为身体和外界环境的界面,而且是防御外来影响的第一道防线。例如皮肤在保护身体免受病原影响[2]及避免过量水分流失[3]上有重要的作用。皮肤的其他作用包括隔热、温度调节、感觉及产生维生素D。严重受伤的皮肤愈合时会形成疤痕,有时皮肤的颜色会产生变化。动物皮肤的厚度会随部位而不同,例如人类眼睛下方的皮肤和眼睑周围皮肤最薄,厚度约0.5毫米厚,而且是最早出现像“鱼尾纹”或其他皱纹老化的情形。手掌及脚掌的皮肤最厚,厚度约4毫米。

毛皮是指有浓密毛发的皮肤[4]。有些皮肤会有浓密的毛发,一方面可以隔热,另一方面也是第二性征或作为伪装用。有些动物的皮肤很厚又很硬,处理后可作为皮革。爬虫类鱼类有坚硬的鳞片保护保护的皮肤,而鸟类也有硬羽毛,都是由坚硬的β-角蛋白所组成。两栖类动物的皮肤无法防止化学物质通过,因此化学物质很容易由皮肤渗透到体内。例如,暴露在麻醉剂中的青蛙会快速进入睡眠状态。两栖动物的皮肤对于其日常生存,以及可以居住在不同栖息地及生态系中的能力非常重要[5]

人类及哺乳类皮肤的构造

真皮
Gray942.png
血管在脚底皮肤中的分布(真皮Corium在右上方)
Gray940.png
皮肤的示意性截面图(点选图片可以放大显示)(真皮在中间位置)
识别标示
MeSHD012867
TA98A16.0.00.002
TA27041
格雷氏p.1065
解剖学术语英语Anatomical terminology

哺乳类皮肤分为以下的二层:

  • 表皮,防止水分渗入,以及做为阻隔致病原的屏障,避免感染。
  • 真皮,供皮肤上的皮肤附属器可以在固定的位置。

表皮

表皮是由皮肤最外层组织所组成,是身体表面的保护层,可以维持体内的水分,并且避免致病原进入体内。表皮是由分层的鳞状上皮组织组成[6],其中包括基底层的角质形成细胞

角质形成细胞是表皮最主要的细胞,约占95%[6],其他的细胞有默克尔细胞英语Merkel cell黑素细胞炎症细胞朗格汉斯细胞。表皮可以再分为以下几层(从最外层开始列)[7]

基底膜

表皮和真皮之间有一层薄的纤维层分隔,此一纤维层称为基底膜,是由表皮和真皮之间的作用而形成。

基底膜控制真皮和表皮之间细胞及分子的流动,不过基底膜也会和许多细胞因子成长因子结合,在生理重塑或修复过程中,适量的释放细胞因子及成长因子[8]

真皮

真皮是皮肤中位在表皮以下的组织,由结缔组织组成,可以缓冲身体受到的压力及应变。

真皮中有用胶原纤维微原纤维英语microfibrils弹性纤维组成的细胞外基质,包埋在透明质酸蛋白聚糖中,提供皮肤的张力及弹性[9]。皮肤蛋白多糖具有多样性,并且其位置非常特定[10]。例如透明质酸、多功能蛋白聚糖英语versican核心蛋白聚糖英语decorin在真皮及表皮的细胞外基质中,而双糖链蛋白聚糖英语biglycan凝溶胶蛋白只会出现在表皮。

真皮中有许多机械感受器(神经末梢),透过伤害感受器英语nociceptor热传受器英语thermoreceptors感知碰触热量。真皮中也有毛囊汗腺皮脂腺顶分泌腺英语apocrine glands淋巴管血管。真皮中的血管为真皮及表皮中的细胞提供营养,也移除代谢后产生的废弃物。

人类皮肤

人类皮肤是人体最大的器官,主要功能为保护身体、排汗感觉。皮肤的感觉是不同的,手指最敏感,特别是触觉,与异性接触有一种快感;一些地方十分迟钝,例如足底,生殖器的龟头也是皮肤,不是粘膜,感觉迟钝,但是对于挤压和摩擦有一种快感,是独有的。

皮肤一旦受到伤害,如果伤口轻微的话,身体可以自行产生胶原蛋白纤维蛋白去修复伤口。但假若伤口太大,就要进行植皮手术。由于大面积的皮肤伤害在火灾里很常见,因此世界各地对皮肤替代品的需求也很大。一块直径10厘米的人工皮的成本高达500美元,因此,先进国家大城市的医院都设有皮肤库,以培植和贮存适合作移植用途的皮肤。

皮肤是一个持续在重塑,并且有广泛神经分布的三层结构:表皮真皮皮下组织。另外有些皮肤附属器,包括指甲毛发汗腺、与皮脂腺分布于其中。毛囊乳腺则是哺乳类特有的两个构造,皆由表皮衍生而来。

皮肤内有三种密集的网络让皮肤能与身体的其他部分连结,分别是淋巴系统、血管系统、以及表皮神经。这些网络可以提供营养、氧气,移除有毒物质,产生免疫反应,而且对于体液的维持相当重要。

功能

皮肤有以下的功能:

  1. 保护:皮肤可保护身体内部的器官,免受病原或外部环境的影响。皮肤中的朗格汉斯细胞后天免疫系统的一部分[2][3]
  2. 感知:皮肤有许多体感温感英语thermoreceptor触觉、压力、振动及感知组织受伤的神经末梢(参照体感触-压觉)。
  3. 温度调节:增加血液灌注英语perfusion及散热,可以用收缩血管的方式大幅减少皮肤的血流量,并保存热能。立毛肌对动物而言非常重要。
  4. 控制蒸发:皮肤是一个比较干燥的半渗透屏障,可以减少液体的蒸发[3]
  5. 储存及合成:皮肤可以储存水分及脂质
  6. 吸收:透过皮肤可以扩散少量的氧气氮气二氧化碳。一些动物利用皮肤为其呼吸器官,人类皮肤表层0.25-0.40毫米的细胞几乎是使用来由外界空气中的氧气,但相较于呼吸而言,其供氧量很小,可以省略[11]
  7. 抗水:皮肤无法完全防水,不过是身体和外界的一道屏障,避免营养素流失到体外。皮肤外层有表皮,表皮内则有可以滋润皮肤的营养素和油脂,而部分的油脂即为皮肤中皮脂腺分泌的皮脂。只靠水分是无法消除皮肤的油脂,但若没有表皮,皮肤的油脂就会受到外界水分的影响[12]

力学

皮肤是一种软组织,有软组织共通的重要力学特性,其中最为人知的是应力应变的J曲线反应,在特定应力下有较大的应力,但是应变较小,对应于胶原纤维的微结构矫直和重新定向[13]。有时完整的皮肤会事先被拉伸,就像潜水夫的潜水衣一様,有些皮肤则是在受压力的状态下。依照压力分布的不同,皮肤上的小圆孔可能会拉伸变成椭圆,或是收缩并保持圆形[14]

皮肤的相关学说

  • 遗传学说---皮肤自然老化,指的是皮肤松弛下垂、正常皮纹加深。通常为全身性。
  • 环境因子学说---环境中之特殊因素,如自由基对皮肤产生之老化现象,指的是皮肤粗糙、皱纹增多、皮脂腺增大

组织学

  • 自然老化:弹性纤维轻度增加、变粗,细胞数变少,表皮变薄
  • 光老化:真皮中大量粗大弹力纤维形成团块,纤维母细胞变多、肥大细胞丰富、释出组织胺,表皮增厚、表皮细胞型态变得不规则、大小不等、染色特征改变

注释

  1. ^ "Skin care" (analysis), Health-Cares.net, 2007. [2012-09-04]. (原始内容存档于2007-12-12).
  2. ^ 2.0 2.1 Proksch E, Brandner JM, Jensen JM. (2008).The skin: an indispensable barrier. Exp Dermatol. 17(12):1063–72. PMID 19043850
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Madison KC. (2003). Barrier function of the skin: "la raison d'être" of the epidermis 页面存档备份,存于互联网档案馆. J Invest Dermatol. 121(2):231-41. doi:10.1046/j.1523-1747.2003.12359.x PMID 12880413
  4. ^ 存档副本. [2017-01-10]. (原始内容存档于2017-03-03).
  5. ^ Clarke, BT. The natural history of amphibian skin secretions, their normal functioning and potential medical applications.. Biological reviews of the Cambridge Philosophical Society. 1997, 72 (3): 365–379 [2017-01-10]. PMID 9336100. doi:10.1017/s0006323197005045. (原始内容存档于2015-02-09).
  6. ^ 6.0 6.1 McGrath, J.A.; Eady, R.A.; Pope, F.M. Rook's Textbook of Dermatology 7th. Blackwell Publishing. 2004: 3.1–3.6. ISBN 978-0-632-06429-8.
  7. ^ The Ageing Skin – Structure 页面存档备份,存于互联网档案馆. pharmaxchange.info. March 3, 2011
  8. ^ Iozzo, RV. Basement membrane proteoglycans: From cellar to ceiling. Nature reviews. Molecular cell biology. 2005, 6 (8): 646–56. PMID 16064139. doi:10.1038/nrm1702.
  9. ^ Breitkreutz, D; Mirancea, N; Nischt, R. Basement membranes in skin: Unique matrix structures with diverse functions?. Histochemistry and cell biology. 2009, 132 (1): 1–10. PMID 19333614. doi:10.1007/s00418-009-0586-0.
  10. ^ Smith MM, Melrose J. Proteoglycans in normal and healing skin. Adv. Wound Care. 2015, 4 (3): 152–73. PMID 25785238. doi:10.1089/wound.2013.0464.
  11. ^ Stücker, M., A. Struk, P. Altmeyer, M. Herde, H. Baumgärtl & D.W. Lübbers (2002). The cutaneous uptake of atmospheric oxygen contributes significantly to the oxygen supply of human dermis and epidermis.PDF Journal of Physiology 538(3): 985–994. doi:10.1113/jphysiol.2001.013067
  12. ^ McCracken, Thomas. New Atlas of Human Anatomy. China: Metro Books. 2000: 1–240. ISBN 1-58663-097-0.
  13. ^ Sherman, Vincent R. The materials science of collagen. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 2015, 52: 22–50. PMID 26144973. doi:10.1016/j.jmbbm.2015.05.023.
  14. ^ Bush, James A. Skin tension or skin compression? Small circular wounds are likely to shrink, not gape. Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery. 2015, 52: 22–50. PMID 26144973. doi:10.1016/j.jmbbm.2015.05.023.

参考资料

参见


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