皮肤学知识 | 认识表皮层

表皮层

表皮是皮肤的最外层。在显微镜下，表皮按细胞形态，由外往里可分为角质层、透明层、颗粒层、棘层和基底层五层，透明层仅存在于掌跖，因此大多数部位皮肤只有四层，而在皮肤最薄的部位仅有角质层与基底层二层。表皮底层有感觉神经末梢，但表皮中无血管、淋巴管及肌肉。表皮的完整性、厚度、质地和水合程度在一定程度上决定着皮肤的美观和皮肤的生理功能，表皮的健康攸关皮肤的健美。

表皮的细胞由角质形成细胞和树枝状细胞（黑素细胞、朗格汉斯细胞、麦克尔细胞等)构成。其中，角质形成细胞又称为上皮细胞或角朊细胞，占表皮细胞总量的95%以上，是表皮各层的主要构成细胞。角质形成细胞在分化和成熟的不同阶段，细胞的结构、形态、大小及排列均有变化，最终在角质层形成富含角蛋白的角质细胞而脱落。表皮分为五层就是根据角质形成细胞各阶段分化的特点而划分的。黑素细胞具有分泌黑色素功能，朗格汉斯细胞具有免疫细胞功能，麦克尔细胞具有分泌神经介质而参与皮肤触觉功能。

表皮(pidermis)属复层鳞状上皮，主要由角质形成细胞、黑素细胞、朗格汉斯细胞和麦克尔细胞等构成。表皮借基底膜带与真皮相连接。

1.角质形成细胞(keratinocyte)由外胚层分化而来，是表皮的主要构成细胞，数量占表皮细胞的80%以上，在分化过程中可产生角蛋白(keratin)。角质形成细胞之间及与下层结构之间存在一些特殊的连接结构如桥粒和半桥粒。根据分化阶段和特点可将分为五层，由深至浅分别为基底层、棘层、颗粒层、透明层和角质层。

2.黑素细胞

是合成与分泌黑素的细胞，占基底细胞的4%～10%。面部、乳晕、腋窝及外生殖器部位数目较多。每个黑素细胞的树枝状胞质突与周围大约36个角质形成细胞相连接，形成表皮黑素单位。黑素细胞通过树枝状突起将黑素颗粒输送到基底细胞与毛基质细胞中。基底细胞中的黑素颗粒呈伞形聚集于胞核上部，对紫外线起到防护作用。

3.朗格汉斯细胞

源于骨髓，属单核-巨噬细胞系统。细胞形态呈树枝状，多位于表皮棘层，约占表皮细胞的4%。电镜下见胞核呈分叶状，胞质中有杵状或网球拍状的小体，又称为Birbeck颗粒。朗格汉斯细胞具有吞噬功能，可识别、处理及呈递抗原，参与免疫反应及同种异体移植的排斥反应，是一种具有重要功能的免疫细胞。

4.梅克尔细胞

位于基底细胞间，有绒毛状胞质突。电镜下可见胞内含有神经内分泌颗粒，被认为是一种皮肤神经内分泌细胞，与感觉神经纤维构成细胞轴突复合体，可能是一种触觉感受器。

表皮层结构

1.基底层（stratum basale)

位于表皮底层，由一层立方形或圆柱状细胞构成，细胞长轴与真皮一表皮交界线垂直。胞质呈嗜碱性，胞核卵圆形，核仁明显，核分裂象较常见，胞核上方可见黑素颗粒聚集或呈帽状排列。电镜下可见胞质内有许多走向规则的张力细丝，直径约5m,常与表皮垂直。基底层细胞底部借半桥粒与基底膜带相附着。

基底层攸关皮肤的再生修复、创伤愈合功能，基底层细胞分裂再生能力差，则皮肤修复、愈合慢，老化加快。当外伤或手术时，基底细胞会加速分裂以修复创伤；使用表皮生长因子等美容药物可促进基底细胞分裂以达到表皮再生与抗衰老效果。保护基底细胞少受损伤是有创美容治疗中的重要注意事项，当进行面部美容磨削术与激光治疗时，需注意创面不要突破真皮浅层使基底细胞大量损伤，避免由真皮结缔组织增生修复创面留下瘢痕。

角质形成细胞从基底层分化移至角质层脱落约需28天，称为角质形成细胞通过时间或表皮更替时间。面部磨削术、化学剥脱术等一些美容治疗，可能会缩短表皮更替时间，过于频繁进行使表皮更替时间缩短的美容术可能对表皮健康产生不利影响。

基底细胞由存在于基底层中的表皮干细胞分裂产生，表皮干细胞约占基底层细胞数量的10%。基底细胞分祕的水通道蛋白3(AQP3)能转运水、尿囊素和甘油到达表皮，促进水合作用，是维持皮肤水合作用的一个关键因素。紫外线会使AQP3表达下降，导致皮肤缺水而干燥。

基底层细胞分裂、逐渐分化成熟为角质层细胞并最终由皮肤表面脱落是一个受到精密调控的过程。正常情况下约30%的基底层细胞处于核分裂期，新生的角质形成细胞有次序地逐渐向上移动，由基底层移行至颗粒层约需14天，再移行至角质层表面并脱落又需14天，共约28天，称为表皮通过时间或更替时间。

基底层制造出的新生细胞，不断向上推送，最后到达角质层，成为新生角化细胞，新生角质细胞经过14天左右变成老化、死亡的角质细胞而剥落，细胞的生成过程约为19天，角化过程加上角质剥落过程约28天，共为47天，这个过程称为表皮新陈代谢。

基底层参与皮肤的修复和再生，因此一般做面部美容磨削术/换肤手术、二氧化碳激光等手术时，深度最好只到达真皮乳头浅层，这样术后可内嵌在立浅层的表皮基底细胞修复创面，而不留下癍痕

基底层的黑色素母细胞是制造黑色素的大本营，黑色素细胞在基底层中约占10%左右。这种比例无论是黑种人还是黄种人或白种人都是一样的。黑色素多少及大小决定肌肤颜色。

黑色素细胞透过黑色素吸收阳光中的紫外线，保护真皮层，防止紫外线过分渗入体内，紫外线照射下会产生更多黑色素。

黑色素的产生和代谢受多种因素影响，如紫外线、内分泌、细胞因子、精神因素、睡眠及使用含铅汞重金属化妆品等。黑素细胞功能异常可导致色素增加性皮肤病，如：黄褐斑、雀斑、瑞尔氏黑变病，黑素减少性皮肤病，如：白癜风、白化病等。这些疾病发生于身体的暴露部位时，直接影响皮肤的颜色、光泽、细腻等美学特征。

2.有棘层(stratum spinosum)

棘细胞层有分裂功能，可参与表皮的损伤修复，还具有一定的吸收长波紫外线(UVA)作用。位于基底层上方，由4~8层多角形细胞构成，细胞轮廓渐趋扁平。细胞表面有许多细小突起，相邻细胞的突起互相连接，形成桥粒。电镜下可见胞质内有许多张力细丝聚集成束，并附着于桥粒上，棘层上部细胞胞质中散在分布直径为100300nm的包膜颗粒，称角质小体或0 dland小体。

棘层可以参与表皮的损伤修复，还具有一定的吸收紫外线作用。起到基底层与表皮外层之间的桥梁作用。

是细胞间的淋巴液及搬运工的作用。可以帮助输送营养和氧气。

具有细胞分裂作用，参与细胞的修复是由许多感情神经末梢，可以感知外界各种刺激。

富含大量水分，具有细胞分裂增殖能力，维持表皮层皮肤弹性。它位于基底层上方，一般有多角形细胞，核大呈圆形，细胞间桥明显呈棘状，故称棘细胞。离基底层越远，棘细胞分化越好，趋向扁平棘层，是表皮中最厚的一层，各棘细胞间有空隙，贮存淋巴液，以供给营养。

3.颗粒层(stratum granulosum)

颗粒层中的酸性磷酸酶、疏水性磷脂及溶酶体等构成一个防水屏障，使水分既不易从体外渗入，也阻止了角质层下水分向角质层渗透。

位于棘层上方，在角质层薄的部位由1~3层梭形或扁平细胞构成，而在掌跖等部位细胞可厚达10层，细胞长轴与皮面平行。细胞核和细胞器溶解，胞质中可见大量形态不规则的透明角质颗粒(keratohylinegranule)沉积于张力细丝束之间。

【颗粒层组成】

颗粒层由2-4层梭形细胞组成，可以进一步向角质层分化，与角质层共同组成表皮的防御带。

颗粒层细胞之间连接紧密，主要起保水作用。位于棘细胞层浅部，一般由3-5层扁平细胞或梭形细胞组成，是进一步向表皮细胞分化的细胞，由于它在正常表皮细胞和死亡细胞之间过渡，因此也称过渡带。

【颗粒层的主要作用及养护】

折射紫外线、防止水分流失、防止细菌进入。

角质层中的兰格罕细胞能够分泌免疫物质，防止细菌进入；含有晶样角素，可以曲折阳光，减弱紫外线的伤害，但其极易被盐、碱所破坏，因此必须在颗粒层水分达到65%-70%以上才能起作用。

能为颗粒层提供水分和营养的护肤产品为水和乳液，只有当颗粒层中水和营养满足所需时，才能起到阻挡紫外线的作用。

生物化学研究表明颗粒内富含组氨酸蛋白，颗粒层中含有矿物质，以钙最多。颗粒层上部的细胞内的“膜被颗粒”向细胞间隙释放磷酯类物质，是邻近细胞间不易分离，称为防水屏障，使表皮水分不易渗入，也阻止体内水外渗，常温下呈封闭状态，防止水分流失及细菌感染。

遇热会产生裂隙而吸收营养。皮肤能合成糖原，成年人皮肤内含糖约80mg，主要分布于颗粒层，糖尿病人皮肤含糖量会增高，故易受细菌和真菌感染，人体摄入过多糖份，也会促使衰老加速。

4.透明层(stratum lucidum)

透明层仅见于掌趾部位，具有防止水、电解质与化学物质通过的屏障作用。位于颗粒层与角质层之间，由2~3层较扁平的细胞构成。细胞界限不清，易被伊红染色，光镜下胞质呈均质状并有强折光性。

透明层通常位于易受摩擦的部位，以及皮肤较厚的部位，身体皮肤较薄的部位可能仅存在少量或不存在透明层。由于手掌和脚底都是处于长期受压、摩擦的状态，因此透明层存在于手掌、脚底可以起到缓冲作用。另外，透明层在正常状态下能抵挡一些化学物质、微生物、致病原等进入表皮，起到皮肤屏障作用，同时透明层有较多疏水的蛋白可以结合磷脂，能锁住营养物质、电解质、水分等，避免这些成分流失，维持人体表皮的正常生理功能。当表皮遭受轻微创伤时，也会使透明层受伤，一般使用碘伏、酒精消毒即可。

当透明层受伤后，可能会影响皮肤的屏障功能，继而创口部位接触细菌等致病原，可能会出现炎症，患者应当及时到医院皮肤科、感染科就诊，然后进行相应的处理。

5.角质层(stratum corneum)

位于表皮最上层，由5~20层已经死亡的扁平细胞构成，在掌跖部位可厚达40、50层。细胞正常结构消失，胞质中充满由张力细丝与均质状物质结合而形成的角蛋白。角质层上部细胞间桥粒消失或形成残体，故易于脱落。

角质形成细胞是从基底层产生的主要细胞这些细胞随着时间推移分裂和迁移到皮肤表面到达表皮外层后，转变为无核的扁平细胞，富含蛋白，称之为角质细胞。此过程称为分化。角质细胞不再有生命力，它们已经停止分裂，留在角质层直到被去除，这个过程称为脱屑。

角质层的主要作用是保护其皮下组织，防止皮下组织遭受感染（infection），脱水（dehydration）以及抵抗化学（chemical）和外力（mechanica）所带来的压力。角质层的细胞内含有角蛋白（keratin）。它有助减少水分蒸发，甚至能吸收水分，使皮肤保持湿润。由于角蛋白的吸水作用，不少动物（包括人类在内）的皮肤在浸泡于水中一段时间后会出现起皱的现象。角质层一般介乎10至40微米不等，取决于其对应的身体部分需要多少保护。例如手掌、脚掌等与外界接触、磨擦较多的部位，角质层会较厚。

角质细胞间通过桥粒连接、层叠交错，使角质层形成致密结构，这种致密而牢固的结构被称为“砖墙结构”，角质细胞为“砖块”，细胞间质为“灰浆”。角质层是与皮肤美容关系最密切的结构之一，维护角质层的健康是皮肤保养的重要一环。

(1)角质细胞角质细胞的结构是角质化细胞套膜结构，内层为角蛋白包膜，外层为脂质包膜，内含有调节角质代谢的转谷氨酰胺酶等活性酶。

(2)细胞间质细胞间质主要含脂质与天然保湿因子(NMF)成分。

①胞间脂质：主要成分是神经酰胺、游离脂肪酸、胆固醇。神经酰胺

是主要的功能脂质，具有疏水和亲水双性。

②天然保湿因子：是存在于角质层内发挥水合保湿作用的一系列低分子量物质的总称，包括游离氨基酸、吡咯烷酮羧酸、乳酸、尿素、离子等。

(3)皮脂膜皮脂膜是皮脂腺分泌和角质细胞崩解的润泽脂质与汗腺分泌的汗液乳化形成的覆盖于皮肤表面的一层透明的弱酸性薄膜。其主要成分为具有保湿作用的神经酰胺、防晒作用的角鲨烯及抗炎作用的亚油酸、亚麻酸及脂质成分。皮脂膜对于阻隔皮肤水分蒸发、维持屏障功能具有重要的意义。

(4)角质层的五大功能

①保护功能：角质层结构的致密性与坚韧性能有效防止外界物理、化学、生物性有害因素的侵袭，如抗摩擦，阻隔微生物入侵，缓冲、耐受酸、碱等化学物质侵害等。

②吸收功能：角质层是半通透膜，是皮肤吸收的主要途径，脂溶性和水溶性物质均可通过角质层吸收。

③防晒功能：角质层能吸收大量的中波紫外线(UVB)和少量的短波紫外线(UVC),保护机体免受日光的损伤。

④保湿功能：角质层内含有的天然保湿因子和脂质等物质，使角质层的含水量保持在20%左右，稳定的水合状态是维持角质层正常生理功能的必需条件，使皮肤光泽有弹性。当角质层含水量低于10%时，皮肤就会出现干燥症状。水合状态与角质层的厚薄及NMF、脂质的含量密切相关。角质层越薄，保湿力越差；NMF发挥水合、锁水作用，含量越多，保湿力越强；脂质阻隔水分蒸发，缺少则皮肤干燥。

⑤美学功能：角质层的状态及适当的厚度直接体现皮肤的美观。角质层过厚，皮肤透亮度低，光泽差，皮肤颜色发黄，会显得粗糙、黯淡无光，同时毛孔易形成堵塞，外观与触感粗糙；角质层过薄，皮肤屏障功能不完整，防御功能减弱，易受到外界刺激因子的侵害而出现皮肤潮红、毛细血管扩张、过敏、色素沉着、皮肤老化等问题。

皮肤的表皮层的结构是典型的砖墙结构。皮肤含水量约为70-80%。角质层是保护皮肤的第一道防线。角质细胞是位于角质层（SC）的特化细胞。细胞主要由蛋白质（角蛋白）和周围角质包膜构成。胞内也含有天然保湿因子（NMF）。

角质细胞形成角质层的基本结构，它是“砖墙结构”中的砖。它们作为皮肤的物理屏障，防止病原体（如病毒、细菌）、化学品和污染物的进入，以及防止皮肤水分的丢失。角蛋白作为其蛋白质的存在形式，能够保持细胞内水分，从而保持皮肤的水合作用水合的细胞更有弹性，使皮肤对环境有更好的适应能力。

细胞间的结构性脂质由神经酰胺、胆固醇、游离脂肪酸按一定的比例构成，即砖墙结构的灰浆。细胞间脂质由颗粒层的板层小体合成。当皮肤屏障破坏后，人体会合成更多的板层小体，继而生成细胞间脂质，其实我们的皮肤是有自我修复能力的。

皮肤通过结合和保持角质层中的水分来维持皮肤的湿度。“天然保湿因子”，主要分布于角质形成细胞内，是皮肤自我分泌的保湿成分。NMF的构成上，大约50％是氨基酸，50％是盐类，主要包括乳酸盐和尿素。NMF中的氨基酸成分主要是来自角质层中一种高分子多聚体蛋白的降解，即丝聚蛋白。角质形成细胞中先形成丝聚蛋白的前体，随后加工成氨基酸保湿因子。

脂质层由一些独特的脂质种类组成，其结构高度有序、各组分比例平衡:神经酰胺（50％）胆固醇（30％）和游离脂肪酸（20％）。分析和测量脂质方法的进步，增加了我们对其复杂性的理解，以及它们如何排列，堆叠成层状结构，这种结构是保持皮肤水分的关键所在。

参考文献：《实用皮肤与形体美容》、《美容皮肤科学》、《皮肤美容学基础与应用》等

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