皮肤的结构分析

皮肤的结构分析一、皮肤的解剖皮肤(skin)由表皮、真皮和皮下组织组成，表皮与真皮之间由基底膜带连接。除了本身结构外，尚有丰富的血管、淋巴管、神经、肌肉和各种皮肤附属器，包括毛发、毛囊、皮脂腺、小汗腺、顶泌汗腺、甲。皮肤覆盖整个体表，在口、鼻、尿道口、阴道口、肛门等处与体内管腔粘膜相移行。皮肤为人体最大的器官，其总重量约占体重的16％，成人皮肤的总面积约1.5m2，新生儿约0.21m2。皮肤的厚度根据年龄、部位的不同而异，不包括皮下组织，约在0.5～4mm之间。表皮的厚度平均约0.1mm，而真皮的厚度是表皮的15倍～40倍。眼睑、外阴、乳房的皮肤最薄；四肢伸侧的皮肤比屈侧厚；掌跖部的皮肤最厚，约为3～4mm。皮肤表面有许多皮沟(skingroove)，是由真皮纤维束的排列和牵拉所致。皮沟将皮肤表面划分为细长较平行，略隆起的皮崤(skinridge)。较深的皮沟又构成三角形、多边形或菱形的小区称为皮野(skinfield)。皮嵴以指趾末端屈面最明显，呈涡纹状形成指纹。指纹的形态受遗传因素决定，除同卵双生子外，个体之间均有差异。掌跖、指趾屈面及其末节伸面、唇红、乳头、龟头、包皮内侧、小阴唇、大阴唇内侧、等处无毛，称为无毛皮肤。其他部位皮肤有长短不一的毛，称为有毛皮肤。头发、胡须、阴毛及腋毛为长毛；眉毛、鼻毛、睫毛、外耳道毛为短毛；面、颈、躯干及四肢的毛发细软、色淡，为毳毛。指趾末节伸面有指趾甲。皮肤的颜色因种族、年龄、性别、营养及部位不同而异。二、表皮表皮(epidermis)由外胚层分化而来，属复层鳞状上皮，主要由角质形成细胞和树枝状细胞(dendriticcell)两大类细胞组成，树枝状细胞包括黑素细胞、朗格汉斯细胞和Merkel细胞。(一)角质形成细胞(keratinocyte)角质形成细胞是表皮的主要细胞，占表皮细胞的80％以上，在分化过程中产生角蛋白。角质形成细胞之间有一定间隙，可见细胞间桥，即电镜下所见的桥粒。根据角质形成细胞的分化阶段和特点，表皮在光镜下由内向外依次分为基底层、棘层、颗粒层、透明层和角质层。基底层借助基底膜带与真皮连接。1.基底层(stratumbasale)位于表皮的最下层，仅为一层立方形或圆柱状细胞，长轴与基底膜带垂直；胞浆嗜碱性；胞核位置偏下，呈卵圆形；核仁明显；核分裂象较常见；胞浆内含有从黑素细胞获得的黑素颗粒，主要分布于细胞核上方。电镜下基底细胞内可见7nm～8nm的张力细丝(tonofilament)。正常情况下，基底层细胞不断地增殖产生新的角质形成细胞，亦称生发层。角质形成细胞增殖有一定的规律性，每日大约有10％的细胞进行核分裂活动，有次序地逐渐向上移动。由基底层移行至颗粒层最上层约需14日，再移至角质层表面而脱落又需14日，共约28日，称为表皮通过时间或更替时间。2.棘层(stratumspinosum)位于基底层上方，一般有4～10层多角形细胞，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。电镜下胞浆内有许多张力细丝，聚集成束，并附着于桥粒上。棘层上部棘细胞胞浆中有一些直径100～300nm的长形有包膜颗粒，称角质小体或Odland小体。3.颗粒层(stratumgranulosum)在棘层之上，一般为2～4层梭形细胞。细胞核和细胞器将在该层内溶解。特征是细胞内可见形态不规则的嗜碱性的透明角质颗粒。电镜下颗粒无包膜，沉积于成束的张力细丝间。。4.透明层(stratumlucidum)仅见于掌跖。光镜下角质层与颗粒层之间可见2～3层扁平、境界不清、无核、嗜酸性、紧密相连的细胞。胞浆中有较多疏水的蛋白结合磷脂并与张力细丝融合在一起，有防止水及电解质通过的屏障作用。5.角质层(stratumcorneum)由5～20层已经死亡的扁平、无核的细胞组成，胞内细胞器结构消失。电镜下胞浆内充满由张力细丝和均质状物质结合形成的角蛋白(keratin)。下方角质层细胞间尚可见桥粒，而上方角质层细胞间桥粒消失，易于脱落。6.角质形成细胞间以及与基底膜带的连接桥粒(desmosome)是角质形成细胞间连接的主要结构，由相邻细胞的细胞膜发生卵圆形致密增厚而共同构成。电镜下呈盘状，直径约为0.2～0.5μm，厚约30～60nm。连接区相邻两细胞膜平行，电子透明细胞间隙宽约20～30nm，内含低密度细丝状物。间隙中央电子密度较高的致密层称中央层(centralstratum)；中央层的中间还可见一条更深染的间线(intermediateline)，为高度嗜锇层。中央层的粘合物质是糖蛋白。在构成桥粒的相邻细胞膜内侧各有一增厚的盘状附着板(attachmentplaque)，长约0.2μm～0.3μm，厚约30nm。许多直径约为lOnm的张力细丝呈袢状附着于附着板上，其两端均反折向胞质内，附着板上较细的张力细丝从内侧钩住张力细丝袢。附着板处张力细丝伸入细胞间隙与中央层的张力细丝相连，此为跨膜细丝。新生的角质形成细胞由基底层逐渐向表皮上层移动，在细胞分化过程中桥粒可以分离，也可重新形成，使表皮细胞逐渐到达角质层而有规律的脱落。桥粒由两类蛋白质构成：一类是跨膜蛋白，位于桥粒芯(desmosomalcore)，主要由桥粒芯糖蛋白(desmoglein，DG)和桥粒芯胶蛋白(desmocollin，DC)构成，它们形成桥粒的电子透明细胞间隙和细胞间接触层。另一类为胞浆内的桥粒斑(desmosomalplaque)蛋白，是盘状附着板的组成部分，主要成分为桥粒斑蛋白(desmoplakin，DP)和桥粒斑珠蛋白(plakoglobulin，PG)。桥粒具有很强的抗牵张力，通过相邻细胞间张力细丝网的机械性连接，形成一连续的结构网，使细胞间的连接更为牢固。桥粒结构的破坏势必引起角质形成细胞的松解，形成表皮内水疱或大疱。半桥粒(hemidesmosome)是基底层角质形成细胞与其下方基底膜带连接的主要连接结构，由角质形成细胞向真皮侧不规则的多个胞膜突起与基底膜带相互嵌合而成。电镜下突起的胞膜内侧增厚，为附着斑块，状似半个桥粒样结构。胞浆内的张力细丝即附着于这些斑块上并折向细胞内，构成半桥粒。(二)黑素细胞(melanocyte)黑素细胞起源于外胚层神经峭，在胚胎期50日左右移至基底层细胞间，约占基底层细胞的10％。毛囊和粘膜等也有黑素细胞。HE染色可见黑素细胞位于基底层角质形成细胞之间，胞浆透明，胞核较校银染色及多巴染色显示有较多的树枝状突起，伸向邻近的角质形成细胞。黑素细胞与其邻近一定数量(10～36个)的角质形成细胞紧密配合，向它们输送黑素颗粒，形成表皮黑素单元(epidermalmelaninunit)。电镜下黑素细胞内无张力细丝和桥粒；可见有特征性的黑素小体(melanosome)，为含酪氨酸酶的细胞器。(三)朗格汉斯细胞(1angerhans)朗格汉斯细胞来源于骨髓的免疫活性细胞，分布于表皮基底层以上部位，约占表皮细胞的3％～5％，其密度因部位、年龄和性别而异。HE染色不着色，多巴染色阴性，氯化金染色显示树枝状突起，ATP酶染色阳性。细胞呈现代谢活跃的细胞结构特点，如胞核呈分叶状或弯曲，有较多的线粒体、发达的高尔基复合体、内质网，并有溶酶体。电镜下朗格汉斯细胞不含张力细丝及黑素小体，无桥粒结构。最重要的特点是胞浆中有特征性的Birbeck颗粒(朗格汉斯颗粒)，多位于胞核凹陷附近的胞浆内，长约150～300nm，宽约40nm，呈杆状，中央有一细丝，其上有约6nm的周期性横纹，有时可见杆的一端有突出的球形泡，呈现网球拍样的结构。目前认为Birbeck颗粒是朗格汉斯细胞吞噬外来抗原时胞膜内陷形成，是一种消化细胞外物质的吞噬体或抗原贮存形式。朗格汉斯细胞有多种表面标记，包括FcR、C3R、HLA-DR抗原和CD1抗原等。朗格汉斯细胞有吞噬处理抗原能力，并迁移至局部引流淋巴结，分化为成熟的树枝状细胞，失去吞噬能力，但具有很强的抗原递呈能力，因而被称为专职性抗原递呈细胞。(四)Merkel细胞Merkel细胞是一种具有短指状突的细胞，位于基底层细胞之间。电镜下，Merkel细胞与角质形成细胞有桥粒相连，常贴附于基底膜。胞浆中含许多神经内分泌颗粒，直径为80～130nm，有膜包裹，内有致密的核心。胞核呈圆形，常有深凹陷或呈分叶状，细胞顶部伸出几个较粗短的突起到角质形成细胞之间。Merkel细胞多见于掌跖、指趾、生殖器部位及毛囊上皮中。Merkel细胞的基底部与脱髓鞘的神经末梢之间有非桥粒型的连接，形成Merkel细胞-轴索复合体(Merkelcell-neuritecomplex)，它是一种突触结构，能感受触觉。三、基底膜带皮肤基底膜带(basementmembranezone，BMZ)位于表皮与真皮之间，用PAS(过碘酸-雪夫)染色时，在真皮与表皮之间见一约0.5～1.0tim的紫红色均质带。电镜下，BMZ可分为四个不同结构区域：胞膜层，透明层、致密层和致密下层。(一)胞膜层约8nm厚，为基底层角质形成细胞真皮侧的细胞膜，可见半桥粒。一方面胞膜内侧的半桥粒附着斑与胞浆内张力细丝相连接；另一方面，半桥粒有多种跨膜蛋白如ⅩⅦ胶原、亲和素a2p4等伸入或穿过透明板，发挥粘附作用。因此，半桥粒在皮肤基底膜带中就象一个铆钉把表皮与真皮紧密地钉在一起。(二)透明层(1aminalucida)厚约35～40nm，电子密度较低，其主要成分是板层素及其异构体，它们组成了细胞外基质和锚丝。锚丝(anchoringfilament)从角质形成细胞的基底面通过透明层达到致密层。在锚丝中，板层素(1aminin)是其主要组成成分，主要有板层素1、5和6。(三)致密层(1aminadensa)厚约35～45nm，构成此层的物质主要是Ⅳ型胶原，也有板层素。Ⅳ型胶原分子通过自体间的相互交连，形成连续的三维网格，是稳定BMZ的重要支持结构。(四)致密下层也称网板(reticularlamina)，与真皮无明显界限，其中有锚原纤维(anchoringfibril)通过，把致密层和其下方的真皮连接在一起。Ⅶ型胶原是构成锚原纤维的主要成分，它与锚斑结合，并与真皮纤维交织在一起，维持表皮细胞与结缔组织之间的固着。BMZ四层中各种不同成分有机结合在一起，除使真表皮紧密连接外，还具有渗透和屏障作用。表皮无血管，营养物质通过其进入表皮，代谢产物又通过其进入真皮。BMZ限制分子量大于4万的大分子通过。当BMZ损伤时，炎症细胞和肿瘤细胞以及大分子可通过其进入表皮。如果BMZ结构异常，可导致真皮与表皮分离，形成水疱或大疱。四、真皮真皮(dermis)由中胚层分化而来。全身部位厚薄不一，一般约1～3mm，眼睑最薄，为0.3mm。真皮内不但有毛囊、皮脂腺及汗腺等皮肤附属器，而且含有丰富的血管、淋巴管、神经和肌肉。真皮从上至下分为乳头层和网状层，但二层之间并无明确界限。乳头层为凸向表皮底部的乳头状隆起，与表皮突呈犬牙交错样相接，内含丰富的毛细血管和毛细淋巴管，还有游离神经末梢和囊状神经小体。网状层较厚，位于乳头层下方，有较大的血管、淋巴管、神经、皮肤附属器及较粗纤维。真皮属于不规则的致密结缔组织，由纤维、基质和细胞成分组成，以纤维成分为主，胶原纤维和弹力纤维互相交织在一起，丰富的粗大胶原纤维相互交织形成致密的板层结构，纤维之间有少量基质和细胞成分。