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第一节 皮肤细胞作为最前沿的感觉系统
近20年来,许多研究显示皮肤、免疫和神经系统之间存在交互作用。感觉神经元的周围突从皮下穿过表皮-真皮交界面支配表皮细胞。它们通过真皮和穿透基底膜以游离神经末梢的形式来支配表皮细胞。这些新的资料如此迷人,以至于人们不得不考虑表皮细胞在它们之间起的媒介作用:由于神经末梢-感受器分布以约数百微米的距离分割,中间填充着大量的表皮细胞,如角质细胞、黑素细胞、Langerhans细胞和Merkel细胞,这些细胞也表达感受器蛋白。有研究提示:表皮细胞与神经末梢之间的交互作用参与了感受过程,角质细胞可能是构成皮肤感觉系统的关键部分(Denda和Tsutsumi,2011)。
外周神经系统的各种感受装置对组织的物理或化学刺激发生反应,这些反应在皮肤的表皮角质细胞也有表达。神经递质及其受体以及调节皮肤神经内分泌系统的受体也存在于角质细胞中。因此从广义上来讲,表皮角质细胞似乎配备有类似于外周和中枢神经系统的传感系统,具有辨识各种环境因素、整合并将这些相关信息传达给神经系统的功能(Denda等,2007)。各种传感器蛋白存在于外周神经组织中,这些蛋白被认为是皮肤感知的独特传感器。在颜面部、指尖或生殖器区域神经纤维是密集的,而在躯干和肢体部分神经末梢较为稀疏,但并不减少触觉的敏感度(Johansson等,1999)。表皮细胞被认为是信号转导的传送装置,因为它们能够表达许多在感觉神经元中被发现的传感器蛋白;这些蛋白质是主要的跨膜蛋白,其功能是将触觉、渗透压力、温度或化学的刺激转换为细胞内的生化信息(Denda等,2007;Boulais等,2007)。这些类似于神经元样的功能表明整个表皮有感觉功能。在这些传感器蛋白中,与痛温觉密切相关的瞬时受体电位(TRP)家族和与触压觉密切相关的酸离子敏感通道(ASCI)是感受针灸信息最重要的,其广泛存在于各种表皮细胞中。
目前,皮肤已被广泛认同于是一个通讯器官(Misery,2005);与神经、内分泌和免疫系统紧密相关(Peters等,2006),而皮肤的Langerhans细胞和Merkel细胞是这种紧密联系的关键桥梁。表皮细胞被认为具有调整触觉和痛觉信息的功能。皮肤角质细胞由于配备有类似神经元的传感器蛋白而作为一个前沿的感官系统发挥重要的作用。已经发现TRPV-1、TRPV-3和TRPV-4受体可以在角质细胞表达(Dhaka等,2006)。这些受体可以感受热、痛刺激或渗透压变化,继而促进神经肽释放(如P物质),这些活性物质作为神经递质作用于靶器官细胞和调节表皮细胞功能。角化细胞与神经细胞的相互作用已在体外培养的样本中得到证实(Ulmann等,2007)。皮肤黑色素细胞与感觉末梢存在突触联系。黑色素细胞属于神经-免疫皮肤系统,可能与表皮的感觉功能有关,但到目前为止仍缺乏明确的证据(Hara等,1996)。皮肤Langerhans细胞是抗原递呈细胞,它表达许多神经肽及其受体,但并不表达瞬态感受器电位阳离子通道(TRPV)或瞬态感受器阳离子电压通道(TRPM),对热刺激却敏感(Misery,1998)。皮肤Merkel细胞分布在基底表皮和毛囊外根鞘的表皮细胞层(Boulais等,2007)。在细胞致密中心的神经内分泌颗粒合成多种神经肽;相应的受体也存在于Merkel细胞的表面,显示出自分泌和旁分泌的功能。Merkel细胞属于神经-内分泌细胞的家族,具有神经-免疫功能。Merkel感受器是由神经纤维与Merkel细胞相联组成,它与感觉传入神经形成突触联系,组成一个复合的感官装置(Merkel cell-neurite complex),它属Aβ-慢适应机械感受器。不同的触觉性质由各自的触觉感受器编码,轻触觉的触觉辨识形状是由Merkel细胞介导的。然而最近的研究表明,C和Aδ-纤维也支配Merkel细胞(Reinisch和Tschachler,2005),因此Merkel细胞可能涉及触觉感知和其他功能。人类表皮Merkel细胞不表达TRPV-1和SP,故可能不参与传导痛刺激(Maricich等,2009)。
把表皮作为一个感觉和内分泌组织的研究资料正逐渐增加,一些作者已经将皮肤定义为弥散脑;然而,皮肤和脑之间的关系虽然吸引人,但目前仍然知之甚少。