- 天然化妝品原料與配方工藝手冊
- 余麗麗主編 姚琳副主編
- 10541字
- 2021-12-30 15:20:18
2.1.3 皮膚的功能
2.1.3.1 皮膚的防護功能
皮膚的防護功能體現在兩方面:一方面皮膚可保護器官和組織免受機械性、物理性、化學性等因素的損害;另一方面皮膚可防止體內水分、電解質、各種營養物質的丟失,具有保護機體內環境穩定的作用。
(1)對機械性損傷的防護作用 表皮和角質層是皮膚的主要屏障,角質層細胞呈扁平六角形,角質層細胞之間互相交錯,緊密相連;角質層致密且柔韌,對機械性刺激(摩擦、擠壓及牽拉等)具有一定的防護作用。掌、跖、臀部等處是經常受摩擦和擠壓的部位,在這些部位角質層增厚,甚至形成胼胝,以增加對機械性刺激的耐受力。角質層細胞胞漿中富含角蛋白絲,使角質層致密柔韌。真皮中的膠原纖維、彈力纖維和網狀纖維交織成網,使皮膚具有一定的伸展性和彈性。皮下脂肪具有緩沖作用,使皮膚能抵抗一定的沖擊、牽拉和擠壓。皮膚具有再生現象,能夠修復皮膚創傷,利于保持皮膚完整性。
(2)對物理性損傷的防護作用 皮膚角質層含水分少,電阻較大,是電的不良導體。皮膚對光線具有吸收和反射作用,皮膚各層對光線的吸收呈現選擇性。角質層細胞和黑素細胞是皮膚抵御紫外線輻射的主要屏障,其中黑素細胞吸收紫外線的作用最強。黑素細胞生成的黑素顆粒傳遞至角質形成細胞,增強皮膚對紫外線的防護能力。黑色素對紫外線損傷的保護作用與黑素化程度有關。黑色素對紫外線的吸收大于可見光,另外,黑色素還可作為自由基滅活劑使紫外線誘導的自由基失去活性。黑素化程度越高,皮膚對紫外線的防御作用越好。一般來說,其他人種對日光照射的耐受性明顯高于白種人。
在紫外線的光譜中,波長越長其透射越深。角質層細胞可反射大部分日光,可吸收短波段紫外線(UVC,其波長范圍為180~280nm);棘層、基底層和黑素細胞能吸收長波段紫外線(UVA,波長范圍為320~400nm)。中波段紫外線(UVB,波長范圍為290~320nm)被認為與皮膚老化有關,短時間暴露可引起皮膚紅斑,長時間暴露易引起皮膚癌。長波段紫外線是導致皮膚老化的主要原因,可透過真皮。長期慢性的日光暴露會使表皮增厚,嚴重的會引起皮膚癌。日曬促使角質層增厚,增強對紫外線的防護。
(3)對化學性刺激的防護作用 正常皮膚表面大部分偏酸性,pH值為5.5~7.0,不同部位皮膚的pH值在4.0~9.6,因此皮膚對酸和堿均具有一定緩沖作用,對堿性物質的緩沖作用稱為堿中和作用,對酸性物質的緩沖作用稱為酸中和作用。
角質層是皮膚防止化學物質刺激的主要結構。角質層細胞結構致密,具有完整的脂質細胞膜、豐富的胞漿角蛋白,以及胞間填充的豐富的酸性糖胺聚糖,使表皮具有屏障作用,具有抗弱酸和弱堿的能力。
角質層對化學刺激的防護作用是相對的,有些物質可通過皮膚彌散進入人體內,其彌散速度與化學物質的理化性質、濃度、溶解度及角質層的厚度等有關。另外,當皮膚有糜爛或潰瘍時,化學物質吸收增加,皮膚屏障作用喪失,甚至可引起中毒。當角質層水化或脫脂后,其對化學刺激的防護效果降低。
(4)對生物學刺激的防護作用 角質層和角質形成細胞間通過橋粒結構鑲嵌排列,能機械性地阻擋微生物的入侵。干燥的皮膚表面和弱酸性環境不利于微生物繁殖;角質層的生理性脫落,也會清除一些皮膚表面的微生物。正常皮膚表面寄居的細菌(痤瘡桿菌、馬拉色菌等)產生的脂酶,可分解皮脂中的甘油三酯,分解后形成的游離脂肪酸對葡萄球菌、鏈球菌和白色念珠菌等具有抑制作用。真皮基質組成的立體分子篩網結構能將進入真皮的細菌限制在局部,利于白細胞對細菌的吞噬。皮膚表面的酸性膜還具有抑制細菌繁殖的功能。
角質層中存在多種常駐菌群(每平方米1013個),葡萄球菌、棒狀桿菌和丙酸桿菌能抵抗酸性環境和抗菌肽。這三種細菌依賴角質細胞的碎屑存活,可抑制其他有害菌的生長繁殖,而清潔度不夠或過度清潔均會引起皮膚菌群的失衡。
(5)防止營養物質丟失的作用 角質層和皮膚的多層結構以及皮膚表面的皮脂膜,可防止體內電解質和營養物質的丟失。皮脂膜可顯著減少皮膚水分的丟失,但由于角質層深層和淺層含水量的不同,體液仍可濃度梯度地彌散丟失。在僅考慮顯性出汗的情況下,成人每天有240~280mL的水分經皮膚彌散丟失,若角質層全部喪失,每天經皮膚丟失的水分將增加10倍。
2.1.3.2 皮膚的吸收功能
皮膚具有吸收外界物質的功能,這種吸收功能是皮膚外用藥物治療的基礎,也是化妝品作用的基礎。皮膚的吸收作用主要通過角質層、毛囊皮脂腺和汗管三條途徑。角質層是皮膚吸收的主要途徑,角質層細胞在皮膚表面形成完整的半通透膜,它的細胞膜、細胞內容物和細胞間基質均與皮膚的吸收功能有關。物質可通過角質層細胞膜或細胞間隙吸收進入真皮,化學物質和少數重金屬通過皮脂腺和汗腺管側壁進入真皮。幾乎所有的物質都能透過皮膚,但不同物質與皮膚的通透率卻相差很大。其中,真皮吸收更完全。
(1)影響皮膚吸收的因素
①皮膚的部位、年齡和性別。人體不同部位的角質層薄厚不一,而皮膚的吸收能力與角質層的薄厚、完整度及通透性相關,因此皮膚的吸收能力因皮膚部位不同而不同。吸收能力強弱依次為陰囊、前額、大腿屈側、上臂屈側、前臂、掌跖。黏膜因無角質層,其吸收能力強;嬰幼兒角質層薄,皮膚的吸收能力強于成人。角質層的完整性也影響皮膚的吸收能力,糜爛、潰瘍造成角質層破壞,吸收增加,因此應注意皮膚出現大面積損傷時會出現吸收過量的情況。
②角質層水合程度。角質層水合程度越高,皮膚吸收能力越好。因此,在進行皮膚保濕性能分析時,往往同時進行滲透性能的分析。
③被吸收物質的性質。細胞膜脂蛋白的結構決定了表皮的通透性,角質層細胞中蛋白質占75%~80%,脂質占20%~25%,因此完整皮膚對脂溶性和油脂類物質吸收良好,主要經毛囊和皮脂腺吸收,吸收強弱規律為:羊毛脂>凡士林>植物油>液體石蠟。
皮膚對水溶性物質和電解質吸收差,能吸收汞、砷、鉛等重金屬。一般情況下,物質的濃度與吸收能力成正比。物質的劑型也影響物質的吸收,膏劑促進吸收,霜劑少量吸收,而粉劑和水溶液較難吸收。有些物質能增加皮膚的滲透性,可顯著提高物質的吸收,如丙二醇、二甲基亞砜等。
④外界環境。皮膚的吸收與外界環境有關,環境溫度高,皮膚血管擴張、血流加速,物質的彌散速度加快,皮膚吸收能力增強。濕度影響皮膚對水分的吸收,環境濕度大,增加角質層的水合程度,皮膚對水分的吸收增強;濕度低則皮膚干燥,當角質層含水量低于10%時,皮膚對水分吸收的能力明顯增加。
(2)皮膚吸收的主要物質
①水分。水分占皮膚角質層的10%~15%,適當的水分使角質層強韌而富有彈性。當皮膚角質層含水量低于10%時,皮膚就會干燥、缺乏彈性。水分主要通過角質層細胞膜進入體內,但完整皮膚只能吸收少量水分。
②脂溶性物質。脂溶性物質的皮膚通透率較好,脂溶性維生素(維生素A、維生素D、維生素E、維生素K)易經毛囊皮脂腺滲入皮膚,而水溶性維生素(維生素B和維生素C)不易被吸收。脂溶性激素(雌激素、黃體酮等)也易被吸收。
③油脂。油脂可經毛囊皮脂腺進入皮膚,角質層對油脂的吸收有限。
④重金屬及其鹽類。重金屬的脂溶性鹽可經毛囊皮脂腺進入皮膚,如氧化汞、甘汞等;鉛、砷、銅等可與皮質中的脂肪酸形成復合物,從而易被吸收。
2.1.3.3 皮膚的分泌和排泄功能
皮膚具有豐富的皮脂腺和汗腺,二者主要承擔皮膚的分泌和排泄功能。皮膚出汗可散熱,具有調節體溫、濕潤皮膚、調節皮膚pH值和排泄代謝產物的作用,對人體適應外界環境具有重要作用。
(1)小汗腺的分泌和排泄 體表遍布小汗腺,成人皮膚有200萬~500萬個小汗腺。小汗腺受交感神經支配,主要為膽堿能神經遞質。小汗腺的分泌受溫度、精神及飲食的影響。室溫下,僅有少數小汗腺處于活動狀態,當溫度升高至32℃以上時,活動狀態的小汗腺顯著增加,皮膚可見到顯性出汗;溫度低于32℃時,汗腺分泌肉眼不可見,只有在顯微鏡下才能看見,也就是不顯性出汗。不顯性出汗的原因主要是在臨界溫度(32℃)下,汗珠太小、剛分泌至皮膚表面就被蒸發,而不顯性出汗是機體不自覺失水的主要組成部分。熱性出汗受下丘腦熱調節中樞的調控,全身皮膚可見,以面部和軀干上部為主。精神緊張、情緒激動時,大腦皮質興奮,掌跖、前額等部位汗液增加,此現象稱為精神性出汗。攝入辛辣食物時,口周、鼻尖及頰部等出汗增多,稱為味覺性出汗。
表皮汗液的數量變化與小汗腺分泌絲球部的汗液分泌率有關,汗液的排泄則與肌上皮細胞的收縮相關。小汗液的相對密度為1.001~1.006,pH值為5.0~6.0。汗液是稀薄的水樣液體,水分占99%~99.5%,固體有機物和固體無機物成分占0.5%~1%。無機物以氯化鈉為主,此外還含有鈣、磷、鎂和鐵。有機物中尿素和乳酸占多數,還含有多種氨基酸。
(2)頂泌汗腺的分泌和排泄 分布于腋窩和外陰部位的頂泌汗腺的分泌受情緒影響,青春期后增強,感情沖動可增加頂泌汗腺的分泌和排泄。頂泌汗腺主要受腎上腺素能神經纖維調控,其包括三種分泌方式:頂漿分泌、裂殖分泌和全漿分泌。頂漿分泌是分泌細胞的頂部胞質分離到管腔中。裂殖分泌是在分泌細胞的胞質頂部形成小泡樣的分泌顆粒,顆粒的體積不斷增大最終分泌至管腔中。全漿分泌則是整個分泌細胞從細胞層中分離至汗腺管腔中。機體內不同部位的頂泌汗腺分泌也是不規律的。
大汗液的組成也可分為液體和固體。水是液體的主要組成,固體中包括鐵、脂質、有臭物質、有色物質、熒光物質等。大汗腺是人體鐵排泄的主要途徑。頂泌汗腺分泌的脂質包括中性脂肪、膽固醇、脂肪酸和脂質。頂泌汗腺分泌的汗液呈黏稠的奶狀,經細菌酵解后可引起臭汗癥。頂泌汗腺中含有有色物質,使局部皮膚或衣服染色,稱為色汗癥。大汗液中含有熒光物質,經紫外線照射后顯熒光。另外,大汗液中可能含有過多的尿素和磷,分別稱為尿汗和磷汗。
(3)皮脂腺的分泌和排泄 機體除掌跖外均分布著皮脂腺,但不同部位皮脂腺的差異較大,頭面部、軀干中部等皮脂腺分布密度大的部位稱為皮脂溢出部位。皮脂腺分泌排泄的皮脂,是由游離脂肪酸、甘油酯類、固醇類等組成的混合物。皮脂可與表皮細胞和水分形成皮脂膜,具有潤滑皮膚、防止皮膚干燥的功能。皮脂中含有的脂肪酸可輕度抑制真菌和細菌的生長。
皮脂腺的分泌受內分泌系統調節,雄激素促使皮脂腺增大,增加皮脂合成。皮脂腺的分泌受人種、年齡、性別、氣候等因素的影響。新生兒受母體激素水平的影響,皮脂腺分泌活躍,皮脂較多,之后皮脂減少至成人的1/3,而到青春期則再次受雄激素的影響分泌增多。雌激素抑制皮脂腺的分泌,因此男性皮脂腺多于女性,女性在絕經期后皮脂腺迅速減少,男性70歲后皮脂腺減少。黑種人皮脂分泌多于白種人。溫度升高,皮脂分泌量增多,皮膚溫度每升高1℃,皮脂分泌量可增加10%。攝入過多的糖和淀粉使皮脂量顯著增加。
2.1.3.4 皮膚的代謝功能
(1)能量代謝 表皮再生速度較快,其能量代謝也比較活躍。葡萄糖或脂肪是皮膚的主要能量物質,無氧糖酵解及有氧氧化是葡萄糖分解的兩條途徑,其中糖酵解是皮膚的主要供能途徑。表皮中糖的無氧酵解特別旺盛。有氧條件下,表皮中有50%~75%的葡萄糖通過無氧酵解產能,而無氧條件下,70%~80%的葡萄糖通過糖酵解途徑產能。表皮細胞內含有與糖酵解相關的所有酶。己糖磷酸激酶是糖酵解的關鍵酶,已知其存在于多數的皮膚附屬器內,又以頭皮小汗腺胞質內含量最高。在有氧條件下,表皮細胞糖酵解產生的丙酮酸進入線粒體,進而被催化成乙酰輔酶A進入三磷酸循環,產生三磷酸腺苷。此外,葡萄糖是黏多糖、脂質、糖原、核酸和蛋白質等合成的底物。研究顯示,皮膚中糖的利用率高于肌肉,表皮的糖利用率高于真皮。毛囊生長期的糖利用率高于休止期。
(2)糖代謝 糖原、葡萄糖和黏多糖等為皮膚中的主要糖類物質。表皮中葡萄糖的含量最高,為60~80mg/kg,為血糖濃度的2/3。糖尿病患者的皮膚中糖含量增高,增加了真菌和細菌的感染風險。表皮細胞僅含有少量的糖原。胎兒時期的皮膚糖原含量最高,成人期降至最低。人體表皮細胞具有合成糖原的能力,其合成的糖原主要分布于表皮的顆粒層及顆粒層以下的角質形成細胞、外毛根鞘細胞、皮脂腺邊緣的基底細胞及汗管的上皮細胞。皮膚創傷后,表皮基底細胞4h內即可合成糖原,8~16h糖原的合成達到高峰。糖原主要通過單糖縮合及糖醛途徑在表皮細胞的光面內質網中合成。糖原的降解過程較為復雜,受環磷腺苷系統控制,磷酸化酶是其降解的關鍵酶。皮膚糖原的降解受到胰島素、胰高血糖素等因素的調節。
(3)蛋白質代謝 皮膚蛋白質由表皮蛋白質和真皮蛋白質組成,其中表皮蛋白質又包括纖維性和非纖維性蛋白質兩類。
纖維性蛋白質主要包括角蛋白、膠原蛋白和彈力蛋白等。角蛋白是角質形成細胞和毛發上皮細胞的代謝產物,也是二者的主要組成成分。角蛋白種類繁多,至少包括20種上皮角蛋白、10種毛發角蛋白。角蛋白中間絲復雜排列于細胞核,與核骨架的核纖層復合物緊密連接,形成類似籃網樣的結構。另外,角蛋白中間絲還能穿過細胞質,附著于橋粒和半橋粒,形成的連續網絡結構維持了表皮的結構完整性。研究表明,維生素等物質能影響角蛋白的表達,例如:維A酸具有改變角蛋白基因表達的作用,并可改變與角化相關的細胞成分基因的表達。維生素D的類似物則可直接逆轉角蛋白的表達。氫化可的松能夠促進角質形成細胞的分化。膠原蛋白是細胞外基質的主要構成成分,其占皮膚干重的75%左右。膠原蛋白主要為Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅶ型。根據其分子結構,Ⅰ和Ⅲ型膠原為纖維型膠原,分子量較大,是由三條α鏈組成的三螺旋結構。Ⅳ和Ⅶ型膠原分子量較小,除具有上述三螺旋結構外,還含有非膠原成分。膠原纖維主要由Ⅰ型和Ⅲ型膠原蛋白組成,網狀纖維主要由Ⅲ型膠原蛋白組成,而基底膜帶的主要成分是Ⅳ型和Ⅶ型膠原蛋白。彈力蛋白是真皮組織內彈力纖維的主要成分,其總量占皮膚總量的2%~4%。纖蛋白是彈力蛋白微絲的主要構成成分,它是一種非膠原蛋白質,通過分子間二硫鍵的結合聚合成非連續性的微絲結構。
非纖維性蛋白質包括富含組氨酸的蛋白質和角質層堿性蛋白。富含組氨酸的蛋白質主要以磷酸化的狀態存在于顆粒層細胞的透明角質顆粒中,當其轉移到角質層時經過去磷酸化轉變為角質層堿性蛋白。角質層堿性蛋白可與角質層細胞內的角蛋白細絲結合,促進細絲聚集。細胞內核蛋白及胞外調節代謝的各種酶類也屬于非纖維性蛋白質的范疇。
(4)脂類代謝 皮膚脂質包括表皮脂質和皮脂脂質。表皮脂質中固醇類占多數,另含有皮脂脂質中少有的固醇類和磷脂,表皮還含有維生素D合成前體7-脫氫膽固醇;皮脂脂質中含有角鯊烯、甘油三酯、游離脂肪酸及蠟酯,而這些成分在表皮脂質中明顯缺乏。
皮膚中的脂類包含脂肪和類脂質,脂類占皮膚總質量的3.5%~6%。類脂質是生物膜的主要構成成分,是某些生物活性物質合成的原料。
脂肪(甘油三酯)約占表皮脂類的45%。脂肪的功能主要是能量儲存和氧化供能,脂類主要存在于真皮和皮下組織,其主要在表皮細胞中合成。脂肪在胞質中分解產生甘油和脂肪酸。脂肪酸在表皮脂質和皮脂脂質中均占約60%,表皮細胞的光面內質網具有脂肪酸合成轉酰酶,能夠合成硬脂酸和軟脂酸,二者通過脫飽和反應生成部分不飽和脂肪酸。甘油磷酸化后進入糖代謝途徑,而脂肪酸酰化后轉運至線粒體,經β-氧化,其產物進入三羧酸循環生成三磷酸腺苷(ATP),產生能量。
在表皮細胞分化的各個階段,類脂質的組成具有顯著差異。基底層和棘層細胞代謝活躍,處于增殖期和分化期,細胞中磷脂較高、固醇類較低;而處于死亡和衰老期的角質層細胞和顆粒層細胞,固醇類較高、而磷脂缺乏。
(5)水和電解質代謝 皮膚中大部分水分儲存于真皮。成人皮膚含水量約為7.5kg,兒童皮膚含水量則高于成人,女性皮膚含水量略高于男性。全身水分代謝會影響皮膚內的水分代謝,當機體脫水時,皮膚可提供其水量的5%~7%以維持循環血容量。
皮膚含有各種電解質,電解質的含量約占皮膚的0.6%,其大部分儲存在皮下組織中。其中,鈉離子和氯離子含量較高,主要儲存于細胞間液,鉀、鈣和鎂離子則分布于胞內,離子濃度對維持細胞間的滲透壓和細胞內外的酸堿平衡起著重要作用。銅離子在皮膚中的含量較少,但其在黑色素和角蛋白形成中起重要作用,銅缺乏可引起角化不全或毛發卷曲。皮膚受損即在皮膚炎癥狀態下,水、氯及鈉的含量會出現明顯上升。
(6)黑色素代謝 皮膚的顏色與黑色素有關。黑色素分真黑色素、褐黑色素和神經黑色素三種。真黑色素不溶于水,呈黑色或褐色,經5,6-二羥基吲哚氧化、聚合而來;褐黑色素為紅黃色或褐色,是真黑色素合成過程中的中間產物,含有氮和硫,易溶于堿性溶液;神經黑色素呈棕色,主要存在于中樞神經系統的軸突中。
黑色素合成的場所是黑素小體,黑素小體按其分化程度可分為Ⅰ~Ⅳ期。Ⅰ期黑素小體含有無定形蛋白及微泡;Ⅱ期黑素小體含有大量的黑素細絲及板層狀物質;Ⅲ期黑素小體板層上有黑色素合成并沉積;Ⅳ期黑素小體則已充滿黑色素。黑素小體轉移至角質形成細胞,形成次級溶酶體。皮膚膚色與黑素小體的數目、大小、形狀、分布和降解方式有關。黑種人皮膚中,黑素小體長0.7~10μm,直徑0.3μm,在角質形成細胞中分散不聚集,不易被酸性水解酶降解,色素較深。白種人的皮膚中黑素小體較黑種人小,且多聚集成群,并與次級溶酶體融合形成黑素小體復合物,易被酸性水解酶降解。
遺傳、激素、年齡及炎癥等因素均可影響黑色素的調節。遺傳決定機體固有的膚色;紫外線能促進促黑素細胞激素或促腎上腺皮質激素的分泌和活性,二者皆可激活黑素細胞,使皮膚顏色加深。黑色素在機體中的變化規律大致分為新生兒期、嬰兒期、幼兒期、發育期、中年期及老年期。皮膚或毛發內的黑素細胞隨年齡增長而減少,老年人頭發由黑色變為灰色或白色是黑色素變化與年齡相關性最典型的例子。炎癥釋放的炎癥因子對黑素細胞具有顯著影響,其作用包括色素脫失或色素沉著。炎癥產生的白細胞介素(IL-1、IL-6等)能抑制黑色素的生成和增殖,導致色素減退。
2.1.3.5 皮膚的感覺功能
皮膚內含有豐富的神經末梢,包括游離神經末梢、毛囊周圍的神經纖維網和形狀特殊的囊狀感受器,分布于表皮、真皮和皮下組織內。當環境變化或受外界刺激時,游離的感覺神經末梢和感受器感知刺激,并將刺激轉換成神經動作電位,沿感覺神經纖維傳入中樞皮層感覺區,從而產生性質不同的感覺。皮膚有六種基本感覺,分別是觸覺、痛覺、溫覺、癢覺、壓覺和冷覺。皮膚的感覺分為兩類:一類是單一感覺,皮膚中的感覺神經末梢或感受器受單一性刺激,產生如觸覺、痛覺、溫覺等;另一類是復合感覺,皮膚不同類型的感覺神經末梢或感受器共同感受外界刺激后,傳入大腦中樞,形成綜合分析的感覺,如硬和軟等。另外皮膚還有形體覺、圖形覺等。皮膚的感覺作用對人體是非常重要的,借助皮膚的感覺作用,人類才能做出有益于機體的反應。
痛覺是一種伴有真正或潛在組織損傷的不愉快的感覺。常見的致痛介質包括:P物質、乙酰膽堿、組胺等。皮膚表面分布著豐富的痛點,微弱的機械性刺激就可興奮皮膚淺層的觸覺感受器引起痛感,但只有達到一定痛閾值才會被感知。
癢覺又稱瘙癢,是皮膚的一種特有感覺,能直接引起騷抓或引起強烈騷抓欲望的一種不愉快的感覺。瘙癢的產生機制目前尚不清楚,至今未發現特殊的癢覺感受器。外界刺激、變態反應、炎癥反應(組胺等)、代謝異常(糖尿病、甲狀腺功能亢進)等均可引起瘙癢。皮膚中存在無髓C纖維,其末梢可進入表皮或進入表皮-真皮交界處,上述致癢劑通過激活C纖維,引起軸突反射釋放神經介質。中樞神經系統可對瘙癢進行調控,焦慮、煩躁及過度關注可加重瘙癢,而轉移注意力、精神安定可減輕癢覺。有人認為痛覺和癢覺關系密切,相互互補,二者均為保護性機制,痛覺使機體脫離可能的損傷刺激。較低強度的刺激侵襲皮膚引起癢覺,強烈刺激引起疼痛。熱可使癢覺消失,但對痛覺無影響。
觸覺是微弱的機械刺激通過興奮皮膚淺層的觸覺感受器引起的感覺。皮膚內分布著三種特殊的觸覺感受器,分別是位于平滑皮膚處的Meissner小體、分布在有毛皮膚處的Pinkus小體和分布在表皮突基底的Merkel細胞。觸碰毛發實際上是一種機械能,觸碰毛發時會對毛囊周圍的末梢神經網產生一定壓力,使之牽拉毛發出口處的皮膚進而發生變形。
壓覺是較強的機械刺激引起深部組織變形時引起的感覺。壓覺由皮膚處的Pinkus小體傳導,其主要分布在手指、乳房等平滑皮膚處,另外在胰腺、淋巴結等處也有分布。觸覺與壓覺相類似,二者只是引起感覺的刺激強度不同,因此可統稱為觸-壓覺。
冷覺是由皮膚內的Krause小體傳導,其主要分布在唇紅、牙齦、舌、眼瞼等無毛皮膚處。在有毛皮膚和摩擦部位未發現冷覺感受器。但皮膚表面確實有成群的冷點出現,其數量與皮膚溫度成正比。皮膚溫度越高,活動性冷點的數目越多,反之亦然。溫覺又被稱為熱覺,主要由Ruffini小體傳導。皮膚表面存在熱點,其數目也隨著皮膚溫度的變化而變化。冷覺和熱覺統稱為溫度覺。
2.1.3.6 皮膚的體溫調節功能
表層溫度指機體表層溫度,表層溫度部位間差異大且不穩定,與局部血流量有關,與皮膚血管舒縮功能相關的因素(環境溫度、精神因素等)均能改變皮膚的表層溫度。心、肺、腦和內臟等處的溫度稱為深部溫度,深部溫度較穩定且差異小。一般來說,人體的體溫不超過37℃,而皮膚溫度低于37℃,軀干的溫度高于四肢,而耳廓、鼻尖、指趾端的溫度最低。人體溫度每日周期性波動,女性基礎體溫隨月經周期波動,新生兒、老人體溫較低,而兒童體溫較高,肌肉活動時體溫升高,情緒波動、精神緊張等情況下體溫也會產生波動。
皮膚對體溫的調節作用體現在兩方面:一方面是作為外周感受器,將外界環境溫度的信息提供至體溫調節中樞;另一方面是作為效應器,通過物理性體溫調節的方式,保持機體溫度恒定。皮膚的體溫調節功能對保持機體正常體溫具有重要作用,是機體自主性調節體溫的重要手段。皮膚的溫度感受器分為冷覺和熱覺感受器,全身點狀分布,通過感受外界環境溫度的變化,將神經沖動傳至下丘腦體溫調節中樞,作用于血管和汗腺,引起二者的擴張或收縮反應,出現寒顫或出汗等生理反應,使機體體溫維持穩定。
成人皮膚的體表面積大,利于吸收和散發熱量。皮膚具有發達的動脈網和靜脈叢,皮膚的血管受交感神經系統的支配,其通過調控血管的管徑來增減皮膚的血流量。外界溫度高,交感神經的緊張度下降,皮膚血管舒張,血流量增加,血流攜帶較多的體熱轉移至表皮,增加了皮膚的溫度,進而散熱增加。當外界溫度低時,交感神經興奮,皮膚血管收縮,血流量降低,散熱減少。皮膚血流量一般占全身血流量的8.5%,但熱應激時,皮膚血流量可增加10倍。這種調節方式使皮膚血流量具有較大范圍的變動,利于體溫調節。
體表主要通過輻射、傳導、對流三種方式來散熱,另有小部分可通過汗液蒸發、呼吸、排尿等方式散熱。環境與皮膚之間的溫度差決定了散熱量的多少,溫度差越大散熱量越多。反之,溫度差越小散熱量越少。外界溫度為21℃時,輻射、傳導、對流散熱是機體的主要散熱方式,其共占機體散熱的70%,另外皮膚汗液蒸發占27%,呼吸散熱占2%,剩余1%的體熱則通過排尿及排糞的方式散熱。輻射是機體最主要的散熱方式,其是通過熱射線將熱量從溫度較高一方傳遞至溫度較低一方的一種方式,其約占皮膚總散熱量的60%,以發射波長為5~20μm的紅外熱輻射向四周散熱。輻射散熱與機體的有效輻射面積及皮膚與外界的溫差有關。當周圍空氣的溫度低于皮膚所接觸的空氣溫度時,高溫空氣向低溫空氣轉換,轉換移動越強烈皮膚散熱量越大。傳導散熱則是機體將熱量直接傳遞給與之相接觸的較冷物體的方式。因皮膚是熱的不良導體,所以傳導在皮膚散熱中作用甚微。傳導散熱是機體內部熱量傳遞的主要方式,熱量通過傳導的方式到達皮膚表層,皮膚再傳導給接觸的其他物體。對流散熱是通過氣體或液體的流動來交換熱量的方式。
蒸發散熱是體表散熱的另一種重要方式。皮膚具有豐富的汗腺,出汗時可帶走熱量。當皮膚和環境間的溫差較小時,輻射、傳導和對流散熱的作用減少,蒸發散熱作用則明顯增加。當環境溫度高于皮膚溫度時,輻射、傳導和對流散熱基本不起作用,此時汗液蒸發則成為機體散熱的主要方式。蒸發散熱包括不感蒸發和可感蒸發兩種方式。不感蒸發是機體處在低溫環境下沒有汗液蒸發,但是在呼吸道、皮膚處仍有水分滲出,這種水分蒸發不易被察覺,又被稱為不顯性出汗,此類出汗與汗腺的活動無關。可感蒸發是機體能意識到有明顯的汗液分泌,其與汗腺的活動密切相關,也稱為顯性出汗。顯性出汗時每蒸發1g汗液可帶走2.43kJ的熱量,此時皮膚散熱量是正常情況下的10倍。
2.1.3.7 皮膚的免疫功能
皮膚是機體免疫屏障的第一道防線。皮膚不是一個被動的免疫器官,其具有主動的免疫防御、監視和自穩的功能,被稱為皮膚免疫系統。皮膚的免疫屏障功能,為機體遭受損傷和感染提供了免疫保護。皮膚免疫系統包括兩部分:免疫細胞和免疫分子。各種免疫細胞和分子共同形成了一個復雜的網絡系統,與體內其他免疫系統共同為機體提供良好的皮膚微環境,并保持人體內環境的穩定,因此皮膚免疫系統是機體免疫系統的一部分。
(1)皮膚免疫系統的細胞 皮膚免疫系統的細胞成分包括角質形成細胞、朗格漢斯細胞及淋巴細胞等。
①角質形成細胞是皮膚免疫系統的第一道防線,其數量最多,是皮膚免疫系統的主要組成。角質形成細胞能表達主要組織相容性復合體(MHC-Ⅱ)類抗原,能夠合成和分泌白介素、干擾素等細胞因子。這些抗原和細胞因子參與調節皮膚的免疫功能。角質形成細胞還具有吞噬功能,可對抗原進行粗加工,參與外來抗原的遞呈。
②朗格漢斯細胞負責抗原的遞呈。朗格漢斯細胞可分泌T淋巴細胞反應中所需的細胞因子,并可調控T淋巴細胞的遷移,參與免疫調節、免疫監視、皮膚移植物的排斥反應及接觸性超敏反應等。
③皮膚內的淋巴細胞主要為T淋巴細胞,其主要分布在真皮毛細血管后的小靜脈叢周圍,T淋巴細胞可隨血液循環和皮膚器官之間進行交換和傳遞信息,通過產生白介素等細胞因子介導免疫反應。
(2)皮膚免疫系統的分子
①細胞因子。表皮內多種細胞均可產生細胞因子,其中角質形成細胞分泌最多。細胞因子參與細胞的分化、增殖和活化,參與免疫自穩機制及相關病理生理過程。細胞因子不僅作用于皮膚局部,還可作用于全身。
②黏附分子。黏附分子介導細胞之間或細胞與基質間的相互接觸或結合,而這種接觸或結合是許多生物學過程完成的先決條件。糖蛋白是黏附分子的主要構成,在某些病理狀態下,黏附分子表達的增加可作為監測疾病的指標。
③其他分子。免疫球蛋白通過阻礙黏附、調理吞噬及中和等方式參與抗過敏和抗感染;補體通過溶解、殺菌及促進介質釋放等方式參與特異性或非特異性反應;神經肽具有趨化中性粒細胞、巨噬細胞等作用,參與免疫反應。