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[病例讨论] 人体皮肤

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发表于 2019-8-1 00:01:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
人体皮肤是身体的外层覆盖物,是整个系统的最大器官。皮肤最多有七层外胚层组织,可以保护下面的肌肉,骨骼,韧带和内脏。[1]人体皮肤与大多数其他哺乳动物皮肤相似,与猪皮肤非常相似。[2] [3]虽然几乎所有的人类皮肤都被毛囊覆盖,但它看起来似乎没有毛发。有两种一般类型的皮肤,多毛和无毛的皮肤(无毛)。[4]形容词皮肤字面意思是“皮肤”(来自拉丁文皮肤,皮肤)。

因为它与环境相互作用,皮肤在保护身体免受病原体[5]和过度水分流失方面起着重要的免疫作用。[6]它的其他功能是绝缘,温度调节,感觉,维生素D的合成,以及维生素B叶酸的保护。严重受损的皮肤会试图通过形成疤痕组织来愈合。这经常变色和脱色。

在人类中,皮肤色素沉着因人群而异,皮肤类型可以从干燥到油性。这种皮肤品种为细菌提供了丰富多样的栖息地,这些细菌大约有1000种来自人体皮肤上存在的19种门。[7] [8]


表皮,真皮和皮下组织,显示毛囊,腺体和皮脂腺

目录
1 结构
1.1 表皮
1.2 真皮
1.3 皮下组织
1.4 断面
2 发展
2.1 肤色
2.2 老化
3 功能
3.1 皮肤菌群
4 临床意义
5 社会与文化
5.1 卫生和皮肤护理
6 渗透性
6.1 纳米粒子
6.2 增加渗透性
6.3 应用
6.4 防晒和防晒霜
6.5 饮食
7 参考

结构
皮肤具有中胚层细胞,色素沉着,例如由黑素细胞提供的黑色素,其在阳光下吸收一些潜在危险的紫外线(UV)。它还含有有助于逆转紫外线损伤的DNA修复酶,因此缺乏这些酶基因的人患皮肤癌的比例很高。主要由紫外线,恶性黑素瘤产生的一种形式是特别侵入性的,导致其快速扩散,并且通常是致命的。人体皮肤色素沉着在人群中以惊人的方式变化。这导致了基于肤色的人的分类。[9]

就表面积而言,皮肤是人体中的第二大器官(小肠内部是15至20倍大)。 对于普通成年人而言,皮肤的表面积在1.5-2.0平方米(16.1-21.5平方英尺)之间。 皮肤的厚度在身体的所有部位,男性和女性以及年轻人和老年人之间变化很大。 一个例子是前臂上的皮肤,男性平均为1.3毫米,女性为1.26毫米。[10] 平均每平方英寸(6.5平方厘米)的皮肤可容纳650个汗腺,20个血管,60,000个黑色素细胞和1000多个神经末梢。[11] [需要更好的来源]平均人体皮肤细胞直径约30微米,但 有变种。 皮肤细胞通常在25-40微米(平方)的范围内,这取决于多种因素。

皮肤由三个主要层组成:表皮,真皮和皮下组织。[10]


人体皮肤的层,受体和附属物
表皮
主要文章:表皮
表皮,“epi”来自希腊语“over”或“on”,是皮肤的最外层。它在身体表面形成防水保护性包裹,也可作为感染的屏障,由分层的鳞状上皮和下面的基底层组成。

表皮不含血管,最深层的细胞几乎完全由来自周围空气的扩散氧[12]营养,并且通过延伸到真皮外层的毛细血管得到的程度要小得多。构成表皮的主要细胞类型是Merkel细胞,角质形成细胞,也存在黑素细胞和朗格汉斯细胞。表皮可以进一步细分为以下层(从最外层开始):角质层、透明质层(仅在手掌和脚底),颗粒层、棘皮层、基底层。细胞通过基底层的有丝分裂形成。子细胞(参见细胞分裂)向上移动,因为它们从血液中分离,因此在死亡时会改变形状和成分。释放细胞质并插入蛋白质角蛋白。它们最终到达角质层并脱落(脱屑)。该过程称为“角质化”。这种角质化的皮肤层负责保持体内水分,并保持其他有害化学物质和病原体,使皮肤成为感染的天然屏障。


在指尖处的皮肤的3D OCT-断层照片的2D投影,描绘角质层(~500μm厚),顶部的层状分离层和中间的层状透明层。底部是真皮的表面部分。汗水清晰可见。 (另请参阅:旋转3D版本)
组件
表皮不含血管,并且通过真皮的扩散来滋养。构成表皮的主要细胞类型是角质形成细胞,黑素细胞,朗格汉斯细胞和默克尔细胞。表皮有助于皮肤调节体温。

图层
表皮被分成几层,其中细胞通过最内层的有丝分裂形成。当它们分化并充满角蛋白时,它们向上移动地层改变形状和组成。它们最终到达称为角质层的顶层,脱落或脱落。这个过程称为角质化,并在几周内发生。表皮的最外层由25至30层死细胞组成。

子层
表皮分为以下5个子层或层:

角质层
透明质层
颗粒层
棘皮层
基底层(也称为“stratum basale”)。
在表皮下方发现了毛细血管,并与小动脉和小静脉相连。动脉分流血管可以在朵,鼻子和指尖绕过网络。

基因和蛋白质在表皮中表达
大约70%的人类蛋白质编码基因在皮肤中表达。[13] [14]近500种基因在皮肤中具有升高的表达模式。有少于100个特异于皮肤的基因,这些基因在表皮中表达。[15]对相应蛋白质的分析表明,这些蛋白质主要在角质形成细胞中表达,并具有与鳞状分化和角质化有关的功能。

真皮
主要文章:真皮
真皮是表皮下面的皮肤层,由结缔组织组成,缓解身体的压力和紧张。真皮通过基底膜与表皮紧密连接。它还拥有许多神经末梢,提供触觉和热量。它包含毛囊,汗腺,皮脂腺,顶泌腺,淋巴管和血管。真皮中的血管从其自身细胞以及表皮的基底层提供营养和废物清除。

真皮在结构上分为两个区域:与表皮相邻的表面区域,称为乳头区域,以及称为网状区域的深层较厚的区域。

乳头状区域
乳头状区域由松散的乳晕结缔组织组成。它以指状乳突的指状突起命名,向表皮延伸。乳头为真皮提供了“凹凸不平”的表面,与表皮交叉,加强了两层皮肤之间的连接。

在手掌,手指,脚掌和脚趾中,乳突突出到表皮中的影响在皮肤表面形成轮廓。这些表皮脊以图案(参见:指纹)出现,这些图案是基因和表观遗传决定的,因此对个体而言是独一无二的,因此可以使用指纹或足迹作为识别手段。

网状区域
网状区域位于乳头状区域的深处,通常更厚。它由致密的不规则结缔组织组成,其名称来源于密集的胶原,弹性和网状纤维,并在其中编织。这些蛋白质纤维赋予真皮强度,延展性和弹性。

位于网状区域内的还有毛发根部,皮脂腺,汗腺,受体,指甲和血管。

纹身墨水保持在真皮中。妊娠纹通常来自妊娠和肥胖,也位于真皮层。

皮下组织
皮下组织(也是皮下组织和皮下组织)不是皮肤的一部分,并且位于皮肤的真皮下方。其目的是将皮肤附着在下面的骨骼和肌肉上,并为其提供血管和神经。它由疏松的结缔组织,脂肪组织和弹性蛋白组成。主要细胞类型是成纤维细胞,巨噬细胞和脂肪细胞(皮下组织含有50%的体脂)。脂肪用作身体的填充物和绝缘材料。

横截面


皮肤层,有毛和无毛的皮肤

发展
进一步的信息:人类胚胎发生§外在系统
肤色
主要文章:人体肤色
人体皮肤呈现出从最深棕色到最浅粉红色 - 白色色调的高肤色。人体皮肤显示出比任何其他单一哺乳动物物种更高的颜色变化,并且是自然选择的结果。人体皮肤色素沉着进化到主要调节紫外线(UVR)穿透皮肤的数量,控制其生化作用。[16]

不同人的实际肤色受许多物质的影响,尽管决定人体肤色的最重要的一种物质是色素黑色素。黑色素是在称为黑素细胞的细胞皮肤内产生的,它是深色皮肤人类皮肤颜色的主要决定因素。具有浅色皮肤的人的皮肤颜色主要由真皮下的蓝白色结缔组织和在真皮静脉中循环的血红蛋白决定。皮肤下面的红色变得更加明显,特别是在脸部,当由于体育锻炼或神经系统的刺激(愤怒,恐惧),小动脉扩张。[17]

至少有五种不同的色素可以决定皮肤的颜色。[18] [19]这些颜料存在于不同的水平和位置。

黑色素:它呈棕色,存在于表皮的基底层。
类黑素:它类似于黑色素,但在整个表皮中弥散。
胡萝卜素:这种颜料的颜色为黄色至橙色。它存在于真皮和浅筋膜的角质层和脂肪细胞中。
血红蛋白:它存在于血液中,不是皮肤的色素,而是呈现紫色。
氧合血红蛋白:它也存在于血液中,不是皮肤的色素。它呈红色。
紫外线辐射(UVR)的地理分布与世界各地土着皮肤色素沉着的分布之间存在相关性。突出较高UVR量的区域反映了较深肤色的群体,通常位于赤道附近。远离热带地区且靠近极地的地区的紫外线辐射浓度较低,这反映在肤色较浅的人群中。[20]

在相同的人群中,已经观察到成年人类女性的皮肤色素沉着比男性轻得多。女性在怀孕和哺乳期间需要更多的钙,而从阳光中合成的维生素D有助于吸收钙。由于这个原因,人们认为女性可能已经进化为皮肤较轻,以帮助身体吸收更多的钙。[21]

Fitzpatrick量表[22] [23]是1975年开发的人体肤色的数值分类图,用于分类不同类型皮肤对紫外线(UV)的典型反应:

老化
进一步的信息:衰老
进一步的信息:内在和外在的老化


典型的皮疹


皮肤感染疥疮
随着皮肤老化,它变得更薄,更容易损坏。强化这种效果的是随着年龄的增长,皮肤自我愈合的能力下降。

除其他外,皮肤老化通过体积和弹性的减少来指出。皮肤老化有许多内部和外部原因。例如,老化的皮肤接受较少的血流和较低的腺体活动。

经验证的综合评分量表将皮肤衰老的临床表现分类为松弛(下垂),皱纹(皱纹)和光老化的各个方面,包括红斑(发红),毛细血管扩张,色素沉着(棕色变色),太阳弹性蛋白沉着症(泛黄) ),角化病(异常生长)和质地差。[24]

皮质醇导致胶原蛋白降解,[25]加速皮肤老化。[26]

抗衰老补充剂用于治疗皮肤老化。

光老化
主要文章:光老化
光老化有两个主要问题:皮肤癌风险增加和皮肤受损。在较年轻的皮肤中,由于表皮中的细胞具有更快的周转率,因此太阳损伤将愈合得更快,而在老年人群中,皮肤变得更薄并且细胞修复的表皮周转率更低,这可能导致真皮层被损坏。 [27]

功能
皮肤执行以下功能:

保护:身体防御中的病原体解剖屏障和内外环境之间的损害;皮肤中的朗格汉斯细胞是适应性免疫系统的一部分。[5] [6]汗液含有溶菌酶,可破坏细菌细胞壁内的键。[28]
感觉:包含各种神经末梢,对热和冷,触觉,压力,振动和组织损伤做出反应;看体感系统和触觉。
热调节:皮肤含有远远超过其要求的血液供应,可以通过辐射,对流和传导精确控制能量损失。扩张的血管增加灌注和热量损失,而收缩的血管大大减少皮肤血流量并保存热量。
控制蒸发:皮肤为液体流失提供了相对干燥和半不透水的屏障。[6]失去这种功能会导致烧伤中大量的液体流失。
美学和沟通:其他人看到我们的皮肤,可以评估我们的情绪,身体状况和吸引力。
储存和合成:作为脂质和水的储存中心,以及通过紫外线对皮肤某些部位的作用合成维生素D的方法。
排泄:汗液含有尿素,但其浓度是尿液的1/130,因此出汗排泄至多是温度调节的次要功能。
吸收:包含最外层0.25-0.40毫米皮肤的细胞“几乎完全由外部氧气供应”,尽管“对总呼吸的贡献可以忽略不计”。[12]此外,药物可以通过皮肤,软膏或通过粘合贴剂(例如尼古丁贴剂或离子电渗疗法)给药。皮肤是许多其他生物体的重要运输场所。
防水性:皮肤起到防水屏障的作用,因此必需的营养成分不会从身体中排出。

皮肤菌群
主要文章:皮肤菌群
人体皮肤是微生物的丰富环境。[7] [8]已发现来自19个细菌门的约1000种细菌。大多数来自仅四种门:Actinobacteria(51.8%),Firmicutes(24.4%),Proteobacteria(16.5%)和Bacteroidetes(6.3%)。 Propionibacteria和Staphylococci物种是皮脂腺区的主要种类。有三个主要的生态区域:潮湿,干燥和皮脂腺。在身体潮湿的地方,棒状杆菌和葡萄球菌一起占主导地位。在干燥地区,有一种物种混合物,但以β-变形杆菌和黄杆菌属为主。在生态上,皮脂腺区域比湿润和干燥区域具有更大的物种丰富度。物种中人与人之间最不相似的区域是手指之间的空间,脚趾之间的空间,腋窝和脐带残端。最类似的是在鼻孔旁边,鼻孔里面(鼻孔里面)和背面。

反映人类皮肤微生物组的人类皮肤的多样性已经观察到:“毛茸茸的,潮湿的腋下离光滑干燥的前臂很短的距离,但这两个壁龛可能与雨林的沙漠生态不同。”[7]

美国国立卫生研究院启动了人类微生物组计划,以表征人类微生物群,其中包括皮肤上的微生物群以及这种微生物群在健康和疾病中的作用。[29]

像表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)这样的微生物在皮肤表面定殖。皮肤菌群的密度取决于皮肤区域。消毒的皮肤表面从位于毛囊,肠道和泌尿生殖器开口的较深区域的细菌中重新定殖。

临床意义
更多信息:皮肤病
皮肤疾病包括皮肤感染和皮肤肿瘤(包括皮肤癌)。

皮肤病学是处理皮肤状况的医学分支。[4]

社会与文化
卫生和皮肤护理
另请参见:去角质(美容
皮肤支持自己的微生物生态系统,包括酵母和细菌,不能通过任何清洁去除。估计将个人细菌的数量放在一平方英寸(6.5平方厘米)的人体皮肤表面上,达到5000万,尽管这个数字在平均20平方英尺(1.9平方米)的人体皮肤上变化很大。油性表面,如面部,每平方英寸(6.5平方厘米)可能含有超过5亿个细菌。尽管数量巨大,但皮肤表面的所有细菌都会达到豌豆大小的体积。[30]通常,微生物彼此控制并且是健康皮肤的一部分。当平衡被扰乱时,可能存在过度生长和感染,例如当抗生素杀死微生物时,导致酵母过度生长。皮肤在孔口处与身体的内上皮衬里连续,每个孔支撑其自身的微生物补充物。

化妆品应小心使用在皮肤上,因为这些可能会引起过敏反应。每个季节都需要合适的衣服,以促进汗液的蒸发。阳光,水和空气在保持皮肤健康方面发挥着重要作用。

油性皮肤
油性皮肤是由过度活跃的皮脂腺引起的,这种皮脂腺会产生一种叫做皮脂的物质,一种天然健康的皮肤润滑剂。[1]当皮肤产生过多的皮脂时,它会变得沉重而厚重。油性皮肤以光泽,瑕疵和粉刺为代表。[1]油性皮肤类型不一定是坏的,因为这种皮肤不易起皱或其他老化迹象,[1]因为油有助于保持所需的水分锁定在表皮(皮肤的最外层)。

油性皮肤类型的消极方面是油性肤色特别容易堵塞毛孔,黑头和皮肤表面死皮细胞的堆积。[1]油性皮肤可以是粗糙和粗糙的质地,除了眼睛和脖子外,到处都有大而清晰可见的毛孔。[1]

渗透性
人体皮肤渗透性低;也就是说,大多数外来物质不能穿透和扩散通过皮肤。皮肤的最外层,即角质层,是大多数无机纳米粒子的有效屏障。[31] [32]这可以保护身体免受外部颗粒(如毒素)的侵害,不会让它们与内部组织接触。然而,在某些情况下,希望允许颗粒通过皮肤进入身体。这种粒子转移的潜在医学应用促使纳米医学和生物学的发展以增加皮肤渗透性。经皮颗粒递送的一种应用可以是定位和治疗癌症。纳米医学研究人员寻求针对表皮和活跃细胞分裂的其他层,其中纳米粒子可以直接与失去其生长控制机制的细胞(癌细胞)相互作用。这种直接相互作用可用于更准确地诊断特定肿瘤的特性或通过递送具有细胞特异性的药物来治疗它们。

纳米粒子
直径40纳米的纳米粒子已成功渗透皮肤。[33] [34] [35]研究证实,大于40纳米的纳米颗粒不会穿透角质层的皮肤。[33]大多数穿透的颗粒会通过皮肤细胞扩散,但有些颗粒会沿着毛囊向下移动并到达真皮层。

还研究了皮肤相对于不同形状的纳米颗粒的渗透性。研究表明,与椭圆形(椭圆形)颗粒相比,球形颗粒具有更好的穿透皮肤的能力,因为球体在所有三个空间维度上都是对称的。[35]一项研究比较了两种形状和记录的数据,表明球形颗粒位于表皮和真皮的深处,而椭圆形颗粒主要存在于角质层和表皮层。[36]纳米棒用于实验,因为它们具有独特的荧光特性,但显示出平庸的渗透性。

不同材料的纳米粒子显示出皮肤的渗透性限制。在许多实验中,使用直径为40nm或更小的金纳米颗粒并且已显示渗透到表皮中。氧化钛(TiO2),氧化锌(ZnO)和银纳米粒子在穿过角质层的皮肤中无效[37] [38]。已证明硒化镉(CdSe)量子点在具有某些特性时能够非常有效地穿透。由于CdSe对生物体有毒,因此必须将颗粒覆盖在表面组中。比较涂覆在聚乙二醇(PEG),PEG-胺和羧酸中的量子点的渗透性的实验得出结论,PEG和PEG-胺表面基团允许颗粒的最大渗透。羧酸包覆的颗粒没有穿透角质层。[36]

增加渗透性
科学家此前认为,皮肤是无机颗粒的有效屏障。机械应力源造成的损害被认为是增加其渗透性的唯一途径。[39]

最近,已经开发出用于增加皮肤渗透性的更简单和更有效的方法。紫外线辐射(UVR)会轻微损伤皮肤表面,并导致时间依赖性缺陷,使纳米粒子更容易渗透。[40] UVR的高能量导致细胞重组,削弱了角质层和表皮层之间的边界。[40] [41]皮肤损伤通常通过经皮水分流失(TEWL)来测量,尽管TEWL可能需要3-5天才能达到其峰值。当TEWL达到其最高值时,纳米颗粒的最大密度能够渗透皮肤。虽然UVR暴露后渗透性增加的效果可导致渗透皮肤的颗粒数量增加,但UVR暴露后皮肤的特定渗透性相对于不同尺寸和材料的颗粒尚未确定。[40]

还有其他方法可以通过皮肤损伤来增加纳米粒子的渗透性:胶带剥离是将胶带涂在皮肤上然后抬起去除皮肤顶层的过程。通过从皮肤表面刮掉顶部5-10微米来完成皮肤磨损;化学增强将化学物质如聚乙烯吡咯烷酮(PVP),二甲基亚砜(DMSO)和油酸应用于皮肤表面以增加渗透性; [42] [43]电穿孔通过施加短脉冲电场增加皮肤渗透性。脉冲是高电压,施加时为毫秒级。在皮肤暴露于电场脉冲之后,带电分子比中性分子更频繁地穿透皮肤。结果显示大约100微米的分子易于渗透电穿孔的皮肤。[43]

应用
对纳米医学感兴趣的大部分领域是透皮贴剂,因为可以无痛地应用具有极少副作用的治疗剂。由于皮肤渗透性的限制,透皮贴剂限于施用少量药物,例如尼古丁。开发增加皮肤渗透性的技术已经导致更多的药物可以通过透皮贴剂施用,并为患者提供更多选择。[43]

增加皮肤的渗透性允许纳米颗粒穿透并靶向癌细胞。纳米粒子以及多模态成像技术已被用作非侵入性地诊断癌症的方式。具有高渗透性的皮肤允许具有附着于表面的抗体的量子点用于主动靶向以成功穿透并识别小鼠中的癌性肿瘤。肿瘤靶向是有益的,因为可以使用荧光显微镜激发粒子并发射将破坏癌细胞的光能和热量。[44]

防晒和防晒霜
防晒和防晒霜是不同的重要护肤品,尽管它们都能提供全面的防晒保护。[45] [46]

防晒 - 防晒霜不透明且比防晒霜更强,因为它能够阻挡大部分UVA / UVB射线和来自太阳的辐射,并且不需要在一天内多次重新施用。二氧化钛和氧化锌是防晒霜中的两种重要成分。[47]

防晒 - 防晒霜一旦涂抹在皮肤上就会更透明,并且还能够抵御UVA / UVB射线,尽管防晒霜的成分一旦暴露​​在阳光下就能够以更快的速度分解,并且一些辐射能够渗透到皮肤。为了使防晒剂更有效,必须一致地重新涂抹并使用具有更高防晒系数的防晒剂。

饮食
维生素A,也称为类维生素A,通过使角质化正常化,下调导致痤疮的皮脂生成,以及逆转和治疗光损伤,皮纹和橘皮组织,使皮肤受益。

维生素D和类似物用于下调皮肤免疫系统和上皮细胞增殖,同时促进分化。

维生素C是一种抗氧化剂,可调节胶原蛋白的合成,形成屏障脂质,再生维生素E,并提供光保护作用。

维生素E是一种膜抗氧化剂,可以防止氧化损伤,还可以防止有害的紫外线。[48]

一些科学研究证实,基线营养状况的变化会影响皮肤状况。[49]

梅奥诊所列出了他们声称帮助皮肤的食物:水果和蔬菜,全谷物,深色绿叶蔬菜,坚果和种子。[50]

另见
Acid mantle
Anthropodermic bibliopegy
Artificial skin
Callus, thick area of skin
List of cutaneous conditions
Cutaneous structure development
Fingerprint, skin on fingertips
Hyperpigmentation, about excess skin color
Intertriginous
Meissner's corpuscle
Pacinian corpuscle
Polyphenol antioxidant
Skin lesion
Skin repair

参考:
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