皮肤生理学

皮肤除有屏障、吸收、分泌与排泄、代谢、感觉和体温调节等生理功能外，还是重要的免疫活性器官。

一、皮肤的屏障功能

皮肤屏障主要由角质层、表皮脂质、天然保湿因子等组成，主要功能是防止水分丢失和外界环境因素的侵害。天然保湿因子是由表皮内中间丝相关蛋白分解产生，包括氨基酸、吡咯烷酮羧酸、乳酸、尿素等多种小分子物质，在角质层内与水结合而维持皮肤屏障功能。

1．机械性损伤的防护 角质层柔韧而致密，含水量仅10%～20%，是皮肤的主要屏障结构。掌跖部角质层可明显增厚。真皮中胶原纤维和弹性纤维交织成网，使皮肤具有张力和弹性。皮下脂肪具有软垫作用，可抵抗外力的冲击。

2．物理性损伤的防护 角质层含水量少，电阻较大，对低电压电流有一定的阻抗能力。潮湿的皮肤电阻下降，易发生电击伤。皮肤对光线有反射和吸收作用，但各种组织对光线的吸收具有选择性，如角质层细胞主要吸收短波紫外线，而棘层和基底层细胞主要吸收长波紫外线，其中黑素颗粒对紫外线的吸收作用最强。黑素细胞受紫外线照射后可产生更多的黑素，增强皮肤对紫外线照射的防护能力。

3．化学性损伤的防护 正常皮肤表面偏酸性，pH为5．5～7．0，对酸和碱有一定的缓冲能力。角质层细胞具有完整的脂质膜，细胞质富含角蛋白，细胞间有丰富的酸性糖胺聚糖，具有抗弱酸、弱碱的作用。

4．生物性损伤的防护 致密的角质层和角质形成细胞间通过桥粒结构互相镶嵌状排列，可机械性阻止一些微生物的入侵。角质形成细胞的不断脱落，可清除一些寄居的微生物。正常皮肤表面的一些寄居菌，如痤疮丙酸杆菌和马拉色菌可产生脂酶，将皮脂中的三酰甘油分解成游离脂肪酸，后者抑制葡萄球菌、链球菌和白念珠菌等的生长繁殖。青春期后个体分泌的皮脂中含有不饱和脂肪酸，如十一烯酸可抑制真菌的繁殖。

5．防止体液和营养物质丢失 正常皮肤的角质层具有半透膜性质，可防止体内的营养物质和电解质丢失。成年人通过皮肤而丢失的水分为240～480ml，称为不显性出汗。若将角质层去掉，其不显性出汗增加10倍以上。

二、皮肤的吸收功能

1．皮肤的吸收途径 皮肤主要通过三个途径吸收外界物质，即角质层、毛囊皮脂腺及汗管口（图1-20）。

图1-20　经皮吸收的解剖路径

2．不同部位吸收的差异 因角质层厚度不同，吸收能力亦不同。阴囊皮肤的吸收能力最强，前额、大腿内侧、上臂屈侧和前臂次之，掌跖最弱。在伴有角质层损伤的皮肤病（如湿疹、银屑病等）中，皮损处吸收能力明显增强。角质层水合程度增加，皮肤吸收能力增强。在封包疗法中，因角质层水合增加而增强皮肤通透性，药物吸收亦随之增多。

3．理化性质对吸收的影响 水溶性物质可通过细胞中蛋白质透入，但其吸收量较少。单纯性水溶性物质如维生素B、维生素C、蔗糖、乳糖及葡萄糖都不被吸收。皮肤对脂溶性物质可大量吸收，如维生素A、维生素D及维生素K、雌激素、黄体酮、脱氧皮质类固醇。凡在脂及水中都能溶解的物质吸收最好。吸收强弱顺序依次为羊毛脂、凡士林、植物油、液状石蜡。一些重金属（如汞、铅、砷等）可能通过与皮脂中脂肪酸结合变成脂溶性而被皮肤吸收。另外，皮肤吸收能力还受药物剂型的影响，如粉剂、水溶液中药物很难吸收，霜剂者可被少量吸收，软膏及硬膏可促进药物吸收。

三、皮肤的感觉功能

正常皮肤内分布有感觉神经及运动神经，其神经末梢和特殊感受器分布在表皮、真皮及皮下组织。感知各种刺激而产生各种感觉。通常皮肤内感觉神经末梢分为三种，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，分别传导触觉、压觉、冷觉、温觉、痛觉、痒觉。感觉神经纤维可分为有髓A纤维和无髓C纤维。感觉传入神经纤维通过纤细的有髓Aδ纤维（传导速度为10～30m／s）传导疼痛和冷觉，而灼痛、温觉和瘙痒是由慢传导的无髓C纤维（传导速度为0．5～2m／s）传导。感觉神经纤维主要为肽能神经，P物质（substance P，SP）和降钙素基因相关肽（calcitonin gene-related peptide，CGRP）是其主要介质。

（一）瘙痒

瘙痒（pruritus，itching）是一种直接引起搔抓或引起搔抓欲望的感觉。瘙痒是一种生理性自我保护机制。

1．神经传导 瘙痒由皮肤中无髓C纤维传导，其游离末梢终止于表皮-真皮交界处，有时可进入表皮。致痒剂或物理因素（如热刺激）可激活皮肤C纤维，并通过轴突反射引起神经介质释放。

2．瘙痒有关的化学介质 瘙痒可由机械性和热刺激直接激发或通过化学介质间接引起，还可不依赖于外周刺激而在中枢神经系统中产生。传导瘙痒的初级传入C纤维不仅对神经介质敏感，而且对组胺和其他炎性介质敏感。许多物质可引起试验性瘙痒，包括胺类、前列腺素和神经肽。致痒剂可与化学敏感性神经末梢表面的瘙痒受体特异性结合，从而诱导轴突发放。

（二）疼痛

疼痛（pain）是一种伴有真正的或潜在性组织损伤的不愉快感觉和情绪体验。致痛物质。

1．致痛物质 伤害性刺激可引起局部组织破坏而导致疼痛，包括K＋、H＋、组胺、缓激肽、5-HT、乙酰胆碱和P物质。

2．神经传导 疼痛由伤害性感受器传导。伤害性感受器传导是非特化的游离神经末梢，广泛分布在皮肤、肌肉、关节和内脏器官。根据对伤害性刺激的反应不同，伤害性感受器分为机械性和多觉性；前者仅对机械性刺激发生反应，后者则对多种伤害性刺激（化学、机械、热等）起反应。根据传入纤维的直径，伤害性感受器分为Aδ和C伤害性感受器，两者分别由有髓鞘Aδ纤维、无髓鞘C纤维传导，分别传导刺痛和灼痛。

四、皮肤的分泌和排泄功能

皮肤的分泌和排泄功能主要是通过汗腺和皮脂腺进行的。汗腺是分泌而皮脂腺是排泄。

1．小汗腺的分泌和排泄 支配小汗腺的交感神经活动主要受热、精神和味觉刺激的控制。

（1）热性出汗：见于全身皮肤，以躯干上部和面部为主，由下丘脑中的热调节中枢控制，传出神经通路涉及延髓、脊髓侧角和交感神经节。

（2）精神性出汗：控制精神性出汗的中枢和神经通路尚未完全阐明，额叶皮质中存在此类中枢，精神性刺激可引起出汗（特别是掌跖）。

（3）味觉性出汗：指进食辛辣、热烫食物后发生的口周、鼻、面、颈、背等处出汗，可为生理性或病理性，后者系自主神经系统病变（如头颈部交感神经损伤、糖尿病、带状疱疹）所致。

在低温环境中，皮肤中不断有水分渗出而被蒸发，人体无出汗的感觉，称为不显性出汗，此与经表皮水丧失和汗腺活动有关。在不出汗的情况下，人体水分蒸发量为13～15g／（m2·h），相当于1．8m2体表面积丧失热量16～18W，经过皮肤和呼吸道约各占1／2。在安静状态下，当环境温度达到30℃左右时，皮肤上可见明显的出汗，人体有出汗的感觉，称为显性出汗；在最大刺激情况下，人体可在24h内产生汗液12L。

小汗腺腺体的透明细胞首先分泌等渗性液体，部分Na＋、Cl-在汗管中被重吸收，最后排出的汗液为低渗性。汗液为无色、无味的透明液体，呈酸性（pH为4．0～6．8）。汗液中水分占99．0%～99．5%，固体成分含量不足1%。在固体成分中，大部分为氯化钠，少数为氯化钾、乳酸盐和尿素，其他物质还有葡萄糖、氨基酸、蛋白质、重金属、药物等；其中部分成分有特殊的功能，如尿激酶型纤溶酶原激活物可在汗孔糖蛋白栓的消化中起一定的作用，灰黄霉素和酮康唑可发挥抗真菌效应。

2．顶泌汗腺的分泌和排泄 顶泌汗腺分泌物的化学成分含有水、脂肪酸、中性脂肪、胆固醇等。人类皮肤气味主要取决于顶泌汗腺分泌物，有臭味物质分解发出臭味。约10%正常人的顶泌腺分泌物呈黄色、蓝色或绿色，但一般并未引起注意。人类顶泌汗腺仅在青春期后才对情感刺激有反应，去神经支配并不能消除这种反应，且局部或系统性应用肾上腺素和去甲肾上腺素均可刺激其分泌，提示其受这两种循环激素的影响。

3．皮脂腺的分泌和排泄 皮脂腺活动主要受雄激素的调节。新生儿受母体雄激素为主的激素影响，皮脂腺功能活跃，可发生新生儿痤疮，此后皮脂腺减少，到成年人有1／3左右青春期皮脂腺再次增加，女性绝经期后皮脂量急剧减少，男性70岁后减少。男子比女子皮脂腺多。成年人一天约排泄皮脂2g，皮面的皮脂于除去后再恢复一般需3h左右。皮脂排泄的调节有两个力量调控，一是皮脂腺压力，另一为排泄到皮面上的皮脂的反压力，当排泄的皮脂在皮面达一定厚度其对抗力可超过皮脂腺的压力，使皮脂排泄停止。

皮脂是多种脂类的混合物，包括甘油酯、蜡酯、鲨烯、胆固醇脂、胆固醇和游离脂肪酸等。游离脂肪酸在刚分泌的皮脂中并不存在，而是由毛囊中痤疮丙酸杆菌和马拉色菌等微生物分解三酰甘油后产生。皮脂形成的脂膜既有润滑皮肤的作用，又可防止水分的丢失。脂类的脂酸对真菌和细菌的生长有轻度抑制作用。

五、皮肤的体温调节功能

1．维持体温平衡 人和其他恒温动物需耗费大量生理性资源来维持体温达到37℃左右。体温每升高1℃，液体和热量需要就会增加13%。在一昼夜之中，人体体温呈周期性波动，清晨2～6时体温最低，午后1：00～6：00最高，波动幅度一般不超过1℃。皮肤既可通过温度感受器向体温调节中枢传送环境温度的信息，又可作为体温调节的效应器，通过辐射、对流、传导、蒸发对体温进行调节。

2．感受与传达冷热信息 调节皮肤温度感受器可分热敏感受器和冷敏感受器，无规律地分布于全身；这些感受器对环境温度变化起反应，并将信息发送到下丘脑，使机体产生出汗或寒战等反应。

3．神经血管控制 皮肤血管受双重血管运动神经控制。在大多数皮肤中，热暴露所致的血管扩张依赖于交感神经活动（主动性血管扩张），在热平衡温度内血管几乎无收缩活动；此区域皮肤血流对热平衡温度微小变化不敏感，只有在人体接近出汗时才会发生主动性血管扩张。在肢端部位（唇、耳、鼻、掌、跖）皮肤和表浅静脉中，血管收缩纤维是主要的神经支配，热暴露所致的血管扩张主要是因血管收缩活动减少之故；此区域皮肤血流对热平衡温度的微小变化敏感，可能负责热量丧失的精细调节。此外，冷暴露所致的反射性血管收缩主要由皮肤中广泛分布的肾上腺素能神经介导，而这些纤维发出的神经冲动减少导致血管扩张。

局部温度对皮肤血流的影响：局部冷却通过神经信号和血管收缩物质加强血管收缩，而局部加热直接引起血管扩张，这种直接效应在皮肤温度高于35℃时特别明显。当皮肤温度高于血液温度时，血流增多有助于降低皮肤温度，保护皮肤免受热损伤。

4．汗腺 皮肤含有丰富的小汗腺，可通过分泌和蒸发汗液来散发大量热量，故小汗腺在体温调节中起着极为重要的作用。当环境温度超过36℃时，蒸发是唯一的散热方式。局部温度对汗腺也有同样的影响，局部加热或冷却可分别增加或减少反射性刺激、乙酰胆碱所致的出汗反应，剧烈的局部加热可直接激发出汗反应。在热暴露引起大量出汗数小时后，出汗速度逐渐降低，汗腺对局部应用的胆碱能药物的反应也减弱，这种现象称为汗腺疲劳（sweat gland fatigue）。皮肤润湿引起角质层肿胀，可导致汗管机械性堵塞和汗液分泌减少。

（吴志华 吴 江）