皮肤新生细胞如何到达表皮

皮肤覆盖着人体表面，形成一个天然的屏障，保护着全身各种器官和组织。皮肤除有防护功能外，还有感觉、调节体温、参与各种物质代谢和免疫反应，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。目前，研究还发现正常表皮具有抑制瘢痕形成的作用。

一、防护作用

1.机械性损伤的防护　人体全身均有皮肤覆盖，表皮外层有脂膜和角质层，可防止轻微的擦伤、扎伤和昆虫的叮咬。手掌尤其足掌其厚度（600μm）比其他部位（15μm）厚40倍，故可以支持全身体重，承受摩擦。当皮肤受到机械外力时，表皮、真皮和皮下脂肪的缓冲保护作用可以使皮肤变形而不裂开，外力消失时又可以恢复原状。这种缓冲保护作用除了保护皮肤本身的完整性以外，尚可避免或减轻外力对皮下的血管、肌腱、骨、关节、神经和脏器的损伤。

2.物理性损伤的防护　皮肤角质层含水量少，电阻较大，对低电压电流有一定的阻抗作用，当皮肤潮湿时，电阻下降，易受电击伤。大剂量紫外线照射发生光化学反应和产生的氧自由基可以损伤皮肤细胞，并有致癌作用。皮肤表面的角质层有反射光线和吸收短波紫外线（波长为180～280nm）的作用，棘细胞和基底细胞可吸收长波紫外线（波长为320～400nm）。但防止紫外线照射损伤主要是依靠表皮基底细胞层中黑素细胞产生的黑素。黑素细胞有较强的吸收紫外线的能力，黑素细胞还产生黑素并输送到表皮的其他层细胞中去，黑素聚集于细胞核，面向表层方向，保护核内的遗传物质不受紫外线的影响。皮肤经长期日晒，可使角质层增厚，皮肤粗糙，使表皮的生发层中的色素细胞内的黑素量增多、增大。不同肤色表皮内色素细胞的数量相似，但黑素的产生和分布不同，白种人色素细胞内黑素体少、且体积小，并有膜包裹。而黑种人的色素细胞的胞质内含有大颗粒的、无膜包裹的、散在的黑素体。肤色较深的种族对紫外线的保护能力为白种人的30倍。此外，表皮中含有的氨基酸如色氨酸、酪氨酸、核酸和尿酸等也可以吸收部分紫外线。

3.化学性刺激的防护　表皮的角质层及脂膜有较强的斥水性，可以防止液体、有害气体及有害物质的侵入。但是这种屏障功能是相对的，皮肤长期浸泡浸渍、皮肤糜烂溃疡或缺损、药物外用时间过长和用量过大，均能促使化学物质的吸收，甚至引起中毒。

4.微生物入侵的防护　皮肤表面致密的角质层能机械地防护一些微生物的侵入，角质细胞的代谢脱落，也能清除一些寄居的微生物。皮肤表面的pH为4～6，偏酸性，有一定的抑菌作用。

5.体液平衡的调整　完整的皮肤可以防止体内水分的蒸发和丢失，烧伤后水分蒸发量可以比正常皮肤大10～20倍。完整的皮肤尚可防止电解质、蛋白质等的外渗丢失。

二、感觉功能

皮肤是人体最大的感觉器官，感觉神经末梢和特殊的感觉小体分布于全身，将外环境的变化和各类刺激传导到神经中枢，使机体做出相应的反应，以避免外来的损伤，维持机体内环境的稳定性，是机体保护作用的一个重要环节。皮肤的感觉大致分为两类：一类是单一感觉，如触觉、压觉、痛觉、冷觉和温觉；另一类是复合觉，由不同类型感觉神经末梢共同感受的刺激传入大脑后，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。各种感觉小体在体表分布部位和功能不完全相同，帕西尼小体（Pacini corpuscles）存在于真皮的深层和皮下脂肪内，在口唇、阴茎、阴蒂和乳头、手指等部位较丰富，主要传导压觉。麦斯纳小体（Meissner corpuscles）分布于手掌、足底、会阴等的真皮的乳头层，主要传导轻的触觉。平克斯小体（Pinkus corpuscles）又名梅克尔（Merkel）触盘，主要分布在有毛发的部位，在颈部和前臂伸部较多，主要感受切变应力和冷感觉。

外界刺激作用于皮肤能产生感觉的最低值称为感觉阈值（perception threshold），这种阈值在不同个体、不同部位有所差异，如手指、口唇、会阴部的触觉阈值最低，亦即对触觉最为敏感。皮肤感觉阈值也受情绪，如强烈的精神刺激、恐惧、忧虑等的影响而改变。适度的外界刺激经常作用于皮肤可以导致感觉适应，如人们穿衣服后对衣服的压觉短期内就可消失，在40℃水中入浴后不久，就不再觉有灼热感了。此外，皮肤内尚有不能自主的自律运动（autonomic motor）神经系统，具有调控皮肤血管舒缩，毛发竖立及出汗等功能。

皮肤移植术后，如是用含有血管神经束的带蒂皮瓣移植，则移植后皮肤的感觉为原来供皮区部位的感觉。如是游离植皮，则感觉神经末梢从创面边缘正常皮肤和创面基底部缓慢长入，但各类感觉小体不能再生，尤其在手掌、手指、足底、颜面、会阴等部位，不能恢复正常皮肤的感觉。烧伤后瘢痕多伴有不同程度的瘙痒感觉。瘙痒是皮肤或黏膜的一种引起搔抓欲望的不愉快的感觉，瘙痒产生的机制目前尚不完全清楚。

三、体温调节功能

人类是哺乳类动物，保持恒定的体温，是生命活动正常运行的基本条件。皮肤作为外周感受器，向体温调节中枢提供环境温度的信息，同时作为效应器，是物理性体温调节的主要部位。皮肤中的温度感受器细胞呈点状分布于全身，感受环境温度的变化，向下丘脑发送信息，使机体产生血管扩张或收缩、寒战或出汗等反应。

皮肤的体温调节是通过辐射、传导、对流、皮肤血流量改变，以及皮肤水分蒸发和出汗等机制来调节。

辐射是热源与受热物体不直接接触，通过空气中以红外线或电磁波方式进行传热，当皮肤温度高于周围环境温度时，可通过辐射而散热，在舒适的环境温度（25℃）辐射散热占皮肤的散热量的60%左右。

传导是物体间互相接触后热的直接传播，如衣服、床褥和皮肤接触后的保温和散热。皮肤为热的不良导体，尤其是脂肪层，人体热量由传导引起的散热量，在全身散热量中所占比例不大，除非皮肤与所接触的物体两者温度相差太大，如医疗中的冷敷和热敷，可以起到局部或全身的降温或升温的作用。

对流是指人体皮肤与流动的空气或水接触后，其表面上的空气或水的分子不断地被不同温度的空气或水的分子所代替，形成升温或降温。在夏天应用电风扇就是应用加强空气的对流作用达到降温的效果。在寒冷的环境中，15%的热量是通过热的对流散失的。

皮肤血管的分布也有利于体温的调节，真皮乳头下层形成动脉网，皮肤毛细血管弯曲形成丰富的静脉网，这种解剖学特点使皮肤血流量的可调节性非常大。一般情况下，皮肤血流量仅占全身血流量的8.5%，但是在热应激血管完全扩张的情况下，皮肤血流量可增加10倍，散热相应增加，相反在冷应激血管明显收缩，皮肤血流可暂时中断，散热明显减少，从而有效地调节体温。皮肤的血流尚受到情绪的影响，如恐惧时血管收缩，面色发白；羞耻时血管扩张，面色发红；发怒时血管部分收缩，面色发青；着急时手掌血管收缩，手发凉、出汗。

正常成年人每日有500～600ml的水分从皮肤和肺部蒸发，即称为无形的水分丢失，其中从呼吸道丢失的约占30%。每蒸发1ml水分丢失2447.6J（0.58kcal）的热量。在正常舒适的环境，这种无形的水分丢失约占总热量丢失的30%。当皮肤的血管扩张和血流增加后仍不足以散热时，身体就开始利用出汗来散热降温。皮肤出汗后，汗液散布到皮肤表面，汗液中水分蒸发时可以散发热量，使体温下降。当人体处于高温环境、发热、进行高强度体育锻炼或体力劳动，出汗是全身散热的主要手段。正常成年人皮肤约有2.5×106个汗腺，大面积深度烧伤病人治愈后，由于汗腺破坏后不能再生，能出汗的正常皮肤又很少，所以在夏天特别怕热。

四、代谢作用

皮肤中葡萄糖含量为60mg/100g～t81mg/100g，是血糖浓度的2/3，表皮中含量最高，表皮细胞具有合成糖原的能力，皮肤中的无氧糖酵解在人体各组织中最快，这与表皮无血管而氧含量较低有关。在糖尿病时，皮肤中糖含量更高，易受真菌和细菌的感染，临床上糖尿病患者烫伤创面也很容易感染、加深，严格控制血糖水平是治疗的关键。

皮肤内的7-脱氢胆固醇在紫外线的作用下，合成维生素D3（胆钙化醇，cholecalciferol），再在肝和肾内羟化成具有强活性的1，25-二羟维生素D3。维生素D对钙、磷的吸收，尤其对钙的吸收、利用，对骨的新生和维持坚韧性等具有重要作用。皮肤接受适量的紫外线对健康是有益的，将手、上臂和面部每周日晒1h就可满足人体合成维生素D的需要。日晒时间过长，除了可使皮肤粗糙变黑外，尚有引起皮肤癌的可能。

皮肤是人体内的一个主要储水库，大部分水储存在真皮内。65kg体重的人，皮肤含水量约7.5kg，儿童皮肤含水量更高。皮肤内水分代谢受全身水分代谢活动的影响，如脱水时，皮肤可提供部分水分以补充血容量。皮肤也是电解质的重要储存库之一，大部分储存在皮下组织内，包括钠、氯、钾、镁、磷等。其中氯和钠含量最高，主要存在于细胞间液中，对维持渗透压和酸碱平衡起着重要作用。大面积烧伤患者休克期补充大量生理盐水，导致皮下组织中氯和钠蓄积，是并发高钠血症的一个原因。许多酶含有微量锌，与蛋白质、糖类、脂质和核酸代谢有关。锌缺乏时可导致多种物质代谢障碍，实验及临床证明，烧伤创面局部使用含锌的外用药能促进创面愈合。

人类皮肤可呈红、黄、棕及黑色，主要与皮肤内黑素含量有关。黑素小体的数目、大小、形态、分布和降解方式的不同决定种族及部位的肤色差异。皮肤浅度烧伤愈合后，往往发生色素沉着，深度创面植皮后，皮片的颜色一般也会有较大的变化。同一个体，皮肤内黑素的形成与紫外线的照射量有密切关系，因此，一般建议烧伤愈合皮肤在早期应减少日晒，避免紫外线照射加重色素沉着。

五、免疫功能

1970年Fichtelium 提出皮肤是“初级淋巴组织”，前体淋巴细胞通过皮肤分化成熟为有免疫活性的淋巴细胞。1978年Streileiln提出“皮肤相关淋巴样组织”，初步提出了皮肤内的角质形成细胞、淋巴细胞、朗格汉斯细胞和血管内皮在皮肤免疫中发挥不同的作用；1986年Bos提出“皮肤免疫系统”（skinimmune systern，SIS）；1993年Nickoloff提出“真皮免疫系统”进一步补充了Bos的观点。皮肤免疫系统由两部分组成，即细胞成分和分子成分。

（一）皮肤免疫系统的细胞成分

1.角质形成细胞　在表皮、角质形成细胞数量最多，它能表达主要组织相容性复合体Ⅱ类抗原（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呈递抗原。最近发现，角质形成细胞分泌的IL-10和IL-12在皮肤免疫应答中起重要作用。IL-12促进Th1细胞发育成熟，而IL-10通过干扰抗原呈递细胞抑制Th1细胞发育。角质形成细胞通过选择性分泌IL-10或IL-12使皮肤局部Th1细胞或Th2细胞占优势，Th1细胞与Th2细胞的平衡失调，导致病理改变。

2.淋巴细胞　皮肤内的淋巴细胞主要为CD4+T淋巴细胞，其次为CD8+T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淋巴细胞具有亲表皮性，且能再循环，可在血循环和皮肤器官间进行交换，传递不同的信息。

3.朗格汉斯细胞　朗格汉斯细胞在表皮内能摄取、处理和呈递抗原，为表皮内主要的抗原呈递细胞。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、皮肤抑制物排斥反应和接触性变态反应等。

4.肥大细胞　真皮乳头血管周围有7000个/mm2肥大细胞。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递质，如血管活性物质、趋化因子、活性酶等，参与机体的生理或病理过程，肥大细胞不仅参与I型变态反应，也参与迟发性超敏反应。

5.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、调节和呈递抗原，产生和分泌IL-1、IFN、各种酶、补体、花生四烯酸及其他产物。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。

6.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，真皮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。

（二）皮肤免疫系统的分子

1.细胞因子　细胞因子在细胞分化、增殖和活化等方面起很大作用，例如IL-1可促进角质形成细胞和成纤维细胞增殖。表皮内细胞因子主要由角质形成细胞产生。

2.免疫球蛋白　分泌型IgA在皮肤局部免疫中通过阻抑黏附、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。