第2章 皮肤、毛发与指甲
2.1 皮肤
2.1.1 皮肤的结构
皮肤是覆盖于人体表面的一层柔韧、富有弹性、具有延伸性的软组织。皮肤是人体的第一道防线，其与外界环境直接接触，也是人体重要的免疫器官之一。在解剖学上，一般将皮肤划分为表皮（epidermis）、基底膜带（basement membrane zone）、真皮（dermis）、皮下组织或皮下脂肪（subcutaneous tissue/subcutaneous fat）（图2-1）。除此以外，皮肤上具有各种附属器（如毛发、甲等）、血管、淋巴管、肌肉和神经。
图2-1 皮肤组织结构图
2.1.1.1 表皮
皮肤的表皮由外胚层分化而来，直接与外界接触，是角化的多层鳞状上皮。表皮主要由角质形成细胞（keratinocyte）和树枝状细胞（dendrocyte）组成。
（1）角质形成细胞 角质形成细胞规则排列形成表皮，表皮细胞80%以上是角质形成细胞，其基本功能是合成角蛋白。在显微镜下，表皮由内向外依次分为四层：基底层（stratum basale）、棘层（stratum spinosum）、颗粒层（stratum granulosum）和角质层（stratum corneum）。在掌趾部，颗粒层和角质层之间还存在透明层（stratum lucidum）。基底膜带是基底层与真皮连接的桥梁。
①基底层。基底细胞也称为表皮母质细胞或表皮生发细胞，位于表皮最底层。部分基底层细胞（占总细胞数的30%～50%）可不断增殖及分化，新生的细胞不断向表皮上部移动直至形成角质后脱落。基底细胞从增殖到脱落的时间称为表皮更替时间（28d），其中从发生增殖到移至颗粒层上部约需14d，移至角质层上部而脱落又需14d。
基底细胞呈立方形或圆柱形，胞浆嗜碱性，细胞核位置偏下，呈椭圆形，染色质深；基底细胞长轴与基底膜带相垂直，呈单排栅栏状排列，胞浆内含有从相邻黑素细胞获得的黑素颗粒，黑素颗粒的含量与皮肤的肤色相匹配。基底细胞内还含有张力细丝。
基底细胞通过桥粒与其上方的棘细胞相连，借助半桥粒与下方的基底膜带处相连。角质形成细胞间具有三种连接形式——桥粒、黏附连接和缝隙连接。其中，桥粒是角质形成细胞间最常见的连接方式，也是上皮细胞间特有的一种连接结构，其密度平均约为160个/100μm2。桥粒具备较强的抗牵张性，其通过相邻细胞间张力细丝网的机械性连接，形成一种连续的结构网，从而使细胞间的连接更为牢固。若桥粒结构被破坏，则会使角质形成细胞松懈，形成裂隙。半桥粒是一种间断性致密斑，是由基底细胞凸向真皮侧的不规则突起形成的附着斑块，其内侧与胞质内的角蛋白张力细丝连接并折向胞质。在形态学上，半桥粒相当于桥粒结构的一半，但二者最明显的不同在于半桥粒与基质相连，而桥粒则是细胞间的相互黏合连接。
②棘层。棘细胞呈多角形，核大，细胞表面具有细小的突起，与邻近细胞的突起相连形成细胞间桥，由于细胞间桥呈棘状，故被称为棘细胞。棘层由4～8层细胞排列组成，离基底层细胞远。棘层的下层细胞呈多角形，上层细胞趋向扁平，细胞的长轴与表皮表面相平行。棘细胞的胞浆内含有张力细丝，相邻棘细胞间隙含有糖蛋白和脂质。
③颗粒层。颗粒层位于棘层之上，颗粒层的厚度与角质层厚度正相关。颗粒层细胞扁平，胞浆内含有嗜碱性透明角质颗粒和角蛋白细丝。在角质层较薄的部位，由1～3层细胞构成颗粒层；而在角质层较厚的部位（如掌趾），由10层细胞构成颗粒层。颗粒层细胞之间通过跨膜蛋白相互连接。
④透明层。透明层仅在掌趾等角质较厚的部位出现，位于颗粒层和角质层之间，由2～3层较扁平的细胞构成。透明层细胞界限不清、无核、嗜酸性。其胞浆内含有疏水的蛋白结合磷脂，并与张力细丝相融合，起到屏障功能，能防止水和电解质的通过。
⑤角质层。角质层在表皮最外层，由5～20层死亡的扁平或多角形、无核的角化细胞组成，在掌趾部可达到40～50层。角质细胞层下方的细胞间通过桥粒连接，而上方的角质层细胞间桥粒缺失，容易脱落。细胞的胞浆内含有大量由张力细丝和均质状物质结合而形成的角蛋白，角蛋白起细胞骨架的功能，可以防止细胞脱水。
（2）树枝状细胞
①黑素细胞（melanocyte）。黑素细胞是合成和分泌黑色素的场所，位于表皮基底层细胞之间或基底层下方，是影响皮肤颜色的主要因素。黑素细胞是树枝状细胞的一种，每个细胞向外伸出多个细长树枝状突起，与周围多个角质形成细胞（1∶10～1∶36）构成表皮-黑素单位，负责输送黑素颗粒至角质形成细胞。在机体的所有组织中几乎都有黑素细胞，尤以表皮基底层、毛囊、真皮、血管周围、脉络膜等处较多。
黑素细胞的数量与人群、种族及性别无关，但与机体的部位和年龄有关，如面部及生殖器部位的黑素细胞密度高于躯干部。黑色素合成的主要场所是黑素小体。按黑素细胞的形态，其可分为树枝状和非树枝状，二者皆可合成黑色素。树枝状黑素细胞与皮肤相关，可将黑色素转移至其他细胞内；非树枝状黑素细胞主要存在于脉络膜、视网膜等处，只具有储存黑色素的作用。黑素颗粒和黑素细胞能吸收紫外线，可保护角质形成细胞，如朗格汉斯细胞，使深层皮肤组织避免紫外线辐射的伤害。另外，紫外线也可激活黑素细胞，使单位面积内黑素细胞的数量增多、黑素小体代谢旺盛，促进黑色素的生成。
②朗格汉斯细胞（Langerhans cell）。朗格汉斯细胞呈多角形，也是树枝状细胞的一种。朗格汉斯细胞位于表皮基底层以上，其密度与机体部位、年龄和性别有关。朗格汉斯细胞不是表皮的常驻细胞，其数量仅占表皮细胞总数的3%～5%，细胞密度约为每平方毫米460～1000个。朗格汉斯细胞来源于骨髓免疫活性细胞，经一定的循环通路到达表皮。
朗格汉斯细胞代谢活跃，有丰富的线粒体、高尔基复合体和内质网，最显著的特点是胞浆内含有朗格汉斯颗粒，或称Birbeck颗粒。目前普遍认为Birbeck颗粒是细胞消化外来物质时的吞噬体或是抗原的储存形式。朗格汉斯细胞内不含黑素小体，表面具有IgG的Fc受体、C3受体及CD1a、S100等抗原，参与皮肤的免疫反应，吞噬处理侵入表皮的抗原，并将抗原迁移至淋巴结的免疫反应区，激活淋巴细胞，传递至T细胞，呈现出较强的抗原递呈能力。
③梅克尔细胞（Merkel cell）。Merkel细胞是1875年由Merkel在真-表皮交界处发现并命名的一种细胞。Merkel细胞具有短指状突起，位于表皮基底层细胞之间，其细胞长轴与基膜相平行，细胞顶部有较粗短的突起伸至角质形成细胞之间。
Merkel细胞基底面与失去髓鞘的神经末梢形成Merkel细胞-轴索复合体，具有非神经末梢介导的感觉促进作用，因此Merkel细胞被认为是一种触觉细胞。Merkel细胞的胞质中含有神经内分泌颗粒，这些颗粒与肾上腺髓质中的颗粒类似，多聚集在近神经末梢的一侧，成群位于突触结构中。Merkel细胞多见于感觉敏锐的部位，包括手掌表皮、甲床上皮、毛囊上皮、口腔及生殖道黏膜的上皮等。
2.1.1.2 基底膜带
皮肤基底膜带是真皮和表皮的连接结构，厚0.5～1.0μm，属于结缔组织。基底膜带可分为胞膜层（lamina）、透明层（lamina lucida）、致密层（lamina densa）及致密下层（reticular lamina）四部分。真-表皮连接的四层中的不同组分相互结合，完美地连接了真皮和表皮。机体表皮没有血管，外界物质可通过基底膜带进入表皮，其代谢产物则进一步通过基底膜带进入真皮。基底膜带可限制分子量大于4万的物质通过，具有渗透屏障作用。基底膜带结构异常时可导致真皮与表皮发生分离；基底膜带损伤可导致炎症或肿瘤细胞进入表皮。
（1）胞膜层 胞膜层厚约8nm，由基底层角质形成细胞真皮侧的胞膜和半桥粒构成。半桥粒在基底细胞浆膜的内外侧分布。内外两侧的致密斑和中间的基底细胞质膜呈夹心饼状，半桥粒具有的Ⅹ、Ⅶ胶原等多种跨膜蛋白能穿透并黏附于透明层。半桥粒中还含有大疱性类天疱疮抗原、整合素等蛋白。半桥粒的数目基本恒定，与年龄、性别、部位等无关。
（2）透明层 透明层厚35～40nm，位于半桥粒以下，其主要成分是板层素及其异构体（缰蛋白和表皮异构体缰蛋白）。板层素也是锚丝的主要组成，锚丝穿过透明层并附着在致密斑上。
（3）致密层 致密层厚35～45nm，位于透明层之下，Ⅳ型胶原是其主要组成成分。Ⅳ型胶原分子通过自体相互交联，形成稳定的三维网格，构成支持基底膜带稳定的重要支撑。
（4）致密下层 致密下层又称致密板下带或网板，与真皮连接紧密，主要由锚原纤维构成。锚原纤维主要成分是Ⅶ型胶原，可与致密板和锚斑结合，通过与真皮纤维相互交织，从而使致密板和真皮乳头紧密联系。
2.1.1.3 真皮
真皮是支撑皮肤的致密且富有弹性的结缔组织，位于基底膜和皮下组织之间。真皮层以纤维为主，其中弹力纤维和胶原纤维交织成网状，细胞成分和细胞外基质填充于该网状结构中。真皮内具有毛囊、皮脂腺等皮肤附属器，还具有血管、淋巴管、肌肉及神经。
通常将真皮从上到下分为乳头层和网状层，二者界限不明。乳头层紧靠表皮，较薄，呈乳头状隆起并凸向表皮底部，与表皮突交错连接，这种相互啮合的结构是维持皮肤表面平整的关键。乳头层中毛细血管和毛细淋巴管丰富，具有游离的神经末梢和神经末梢器官。网状层位于乳头层下，较厚，与乳头层无明显界限，纤维粗且排列松散，具有较大的血管、淋巴管、神经和皮肤附属器。真皮的厚薄与纤维成分和基质的多少相关，真皮的老化与成纤维细胞和基质的失衡相关。
（1）纤维成分
①胶原纤维。胶原纤维在真皮结缔组织中含量最多。在电镜下，胶原纤维的表面为纵横交错的胶原束。胶原纤维的主要成分是Ⅰ型和Ⅲ型胶原，其中Ⅰ型占80%～90%。胶原纤维由胶原原纤维组成，原纤维直径约100nm，纵切面为带形，横切面为圆形，含有明暗相交的周期性横纹，横纹直径约64nm。乳头层胶原纤维细小，方向不定。网状层中胶原纤维结合成束并相互交织。胶原纤维坚韧、抗张力强，但缺乏弹性。皮肤老化被认为与胶原纤维有密切关系。
②网状纤维。网状纤维由幼嫩纤细的原纤维组成，可看作是新生的胶原纤维，具有周期性横纹的特点。网状纤维的原纤维横纹直径较小，一般为40～65nm。网状纤维主要位于乳头层，以Ⅲ型胶原为主要成分。正常成人皮肤中网状纤维含量少，表皮下的网状纤维排列呈网状。
③弹力纤维。弹力纤维表现为大小不一的块状物。弹力纤维较细，波浪状交织缠绕在胶原纤维束间。弹力纤维由弹性蛋白和微纤维构成，点状或丝状的微纤维包埋于弹性蛋白内或聚集包绕于其外周。弹力纤维位于真皮、皮下组织内，与皮肤弹性有关。在皮肤附属器和神经末梢的弹力纤维起支架作用。
（2）细胞成分 真皮中的细胞成分主要含有成纤维细胞、肥大细胞、淋巴细胞和组织细胞等。
①成纤维细胞。成纤维细胞形态为梭形，胞质内含有粗面内质网、高尔基复合体及游离核糖体等细胞器。当细胞静止时，细胞体积较小；而当细胞功能活跃时，胞内内质网的数目和体积增大。成纤维细胞可合成胶原纤维和氨基多糖，产生基质和纤维。成纤维细胞是真皮的常驻细胞，同时也是皮肤深层组织损伤后的主要修复细胞。
②肥大细胞。肥大细胞形态多样，可呈圆形、星形、梭形等不同形态。肥大细胞膜上有褶皱，并具有绒毛，胞质中含有大量特征性的圆形颗粒。颗粒由大小和密度不同的颗粒性物质组成，直径为0.2～0.6μm，具有粗面内质网及高尔基复合体。肥大细胞内含有蛋白多糖、蛋白酶及血管活性物质等。肥大细胞同成纤维细胞一样也是真皮常驻细胞和主要修复细胞。
③淋巴细胞。淋巴细胞形态多样，不同功能的淋巴细胞形态和功能不一。淋巴细胞中80%是T细胞，其余为B细胞。一般来说，小淋巴细胞的核致密、核仁突出、胞质内含有较多的粗面内质网和多聚核蛋白体。
④组织细胞。组织细胞又称巨噬细胞，直径为15～25μm。组织细胞核大、呈圆形或肾形、胞质丰富，含有丰富的溶酶和吞噬体。
⑤中性粒细胞。中性粒细胞表面有短的微绒毛突起，直径为10～12μm。中性粒细胞的细胞核分叶，叶间有异染色质丝连接，胞质内不含游离核蛋白体，线粒体小且少，少见粗面内质网，高尔基复合体不发达。胞质内富含糖原颗粒、中性粒细胞A颗粒和S颗粒。
⑥嗜酸性粒细胞。嗜酸性粒细胞的直径在12～17μm，核分叶，胞质内富含糖原，缺乏细胞器。嗜酸性粒细胞分为两类：一类是椭圆形或圆形的颗粒，内含结晶芯，直径0.5～1.0μm；另一类是少数呈圆形且电子致密的均质颗粒。
⑦嗜碱性粒细胞。嗜碱性粒细胞直径为10～12μm，核分叶，胞质内含少量细胞器，具有特异性的嗜碱性颗粒。嗜碱性颗粒具多层结构，横截面可见致密点呈同心圆形排列。
⑧浆细胞。浆细胞高尔基复合体较大，其由外形扁平而表面光滑的囊、运输小泡和分泌泡组成，细胞表面具有指状突，粗面内质网增大，蛋白质合成增加。
（3）基质 基质主要成分是蛋白多糖，无定形填充于纤维、纤维束间隙和细胞间隙中。蛋白多糖以透明质酸为骨架，支链连接于蛋白质，支链侧链与多糖相连接，形成具有丰富空隙的立体筛网结构。水、电解质、营养物质、代谢产物等小于空隙的物质均可自由通过，而大于这些空隙的物质（如细菌、病毒等）被阻挡，利于吞噬细胞的吞噬。透明质酸结合大量水分形成凝胶状基质，胶原纤维、网状纤维和弹力纤维交织成的网状结构埋于上述基质中，使肌肤富有弹性，保持水润。
2.1.1.4 皮下组织
皮下组织主要成分是脂肪，又称皮下脂肪，其基本单位是由脂肪细胞聚集而成的一级小叶。一级小叶构成二级小叶，二级小叶周围含有纤维间隔。血管、淋巴管和神经从纤维间隔中穿过。皮下脂肪位于真皮下，与真皮无明显界限，二者结缔组织相互延伸，其下与筋膜、腱膜或骨膜相连。皮下组织受内分泌调节的影响，也受性别、年龄和机体部位等因素的影响。皮下组织的主要功能是热绝缘体、营养储备和振动吸收器等。
2.1.1.5 皮肤附属器
（1）毛发与毛囊（hair and hair follicle） 毛发是由角化的上皮细胞组成的杆状物。其结构详见2.2.2节。
（2）皮脂腺（sebaceous gland） 皮肤中皮脂腺分布广泛，除手掌、足跖、足背的皮肤外均含有皮脂腺。皮肤皮脂腺的密度约为每平方厘米100个，其中头面部及胸背上部的皮脂腺分布较多，称为皮脂溢出部位。面部和头皮的皮脂腺数目可达到每平方厘米400～900个。皮脂腺由腺体及短导管组成，腺体呈泡状，导管位于毛囊和立毛肌夹角之间，开口于毛囊上。而一些无毛的薄皮肤，导管直接开口于皮肤而不与毛囊相连。
腺体由外而内逐渐增大，胞浆中的脂滴也随之增多，腺体破裂释放脂滴，经导管排出，立毛肌收缩促进皮脂排放。皮脂中含有角鲨烯和蜡质，具有保护毛发和润滑皮肤的作用。皮脂在皮肤表面形成脂质膜，其中含有细菌分解产生的游离脂肪酸，使脂质膜的pH偏酸性（pH值为5.5～7.0），具有杀菌和缓冲的作用。皮脂的分泌随年龄增长而变化。新生儿期前额皮脂分泌较多，儿童期分泌降低，青春期时又逐渐增加。女性皮脂分泌的高峰期为10～20岁，之后迅速降低；男性皮脂分泌的高峰期在30～40岁，50岁之后仍然分泌旺盛。在化妆品中通常需要添加脂质成分来补充皮肤皮脂分泌不足造成的皮肤干燥和脱皮现象。
（3）汗腺 汗腺可分为小汗腺（eccrine sweat gland）和顶泌汗腺（apocrine sweat gland）两类。
小汗腺由腺体和导管构成，管状的单层分泌细胞高度盘曲形成腺体，并位于真皮深部及皮下组织中。导管也称汗管，较细，导管与腺体盘绕连接，向上直行穿过真皮，最后螺旋状穿过表皮，开口于汗孔。人出生后不会再生成新的汗腺，全身小汗腺总数为160万～400万个，密度每平方厘米80～600个，其分布与皮肤的部位和遗传有关，四肢屈侧密集，上肢比下肢密集，掌趾、腋窝及额部最多，头部、躯干及四肢次之，唇缘、乳头等部位无小汗腺。机体出汗有显性和不显性之分。显性出汗是指小汗腺活动性增加，全身皮肤均可见汗液；不显性出汗是指机体在环境温度低于31℃时，无明显出汗，但在皮肤中有水分不断渗出，在显微镜下可看到汗珠。
顶泌汗腺属大管状腺体，仅存在于腋窝、乳晕、会阴和肛门等处，外耳的耵聍腺和眼睑的睫腺也属于顶泌汗腺。顶泌汗腺同样由腺体和导管构成，腺体位于皮下脂肪层，其直径是小汗腺直径的10倍，大多数导管开口于毛囊漏斗部，少数直接开口于皮肤表面。顶泌汗腺的新鲜分泌物无味，但排出后经细胞分解可产生臭味，即腋臭。顶泌汗腺受性激素的影响，在出生时已明显可见，但尚不成熟，青春期时成熟显现，分泌旺盛。
（4）甲（nails） 甲是位于指（趾）末端伸面的，由多层紧密角化细胞排列构成的坚硬角质。详见2.3.1指甲的构造和功能。
2.1.1.6 皮肤的血管、淋巴管、肌肉及神经
（1）血管 皮肤中的血管主要是指由动脉和静脉交织而形成的四个主要血管丛，可分为浅层血管和深层血管。浅层血管包括乳头下血管丛和乳头内血管丛，深层血管则包括皮下血管丛和真皮下部血管丛。皮肤内的血管丛与皮肤平行层状排布，通过垂直走向的血管连接浅层和深层血管。
深层血管与浅层血管在结构上稍有不同。深层的血管直径较粗，为40～50μm，有5层左右的平滑肌细胞，胶原原纤维分布在平滑肌细胞和内皮下层之间，且与血管平行。浅层血管直径较小，为18～23μm，仅有1～2层平滑肌细胞，胶原原纤维大多单独分散在血管壁边缘。
微血管包含微动脉和微静脉。微动脉管壁具有弹力蛋白，动脉内皮细胞内外的肌丝束相连，断断续续的弹力纤维相互交融构成弹力层，并包埋在均一的基底膜物质中。微静脉无弹力纤维，管壁上的基底膜物质呈分层状排列，管壁外围包裹着一层扁平的帘细胞。
皮肤的血管根据功能可分为两种类型：一种是营养血管，包括动脉、静脉和毛细血管；另一种是调节体温的血管，指趾、鼻唇等处真皮中具有动静脉吻合的血管球，通过球体的扩张或收缩控制血流，调节体温。
（2）淋巴管 皮肤淋巴管网的盲端起于真皮乳头层中的毛细淋巴管，与血管丛网相平行。毛细淋巴管仅由一层内皮细胞和稀薄的结缔组织构成。具有瓣膜且管壁较厚的一部分淋巴管，形成乳头下浅淋巴网和真皮淋巴网，再通向深部淋巴管。毛细淋巴管的内皮细胞具较大的通透性，毛细血管周围组织间隙的渗透压高于毛细淋巴管的管内压力，皮肤中的细菌、肿瘤、游走细胞等易进入淋巴管到达淋巴结，引起免疫反应。
（3）肌肉 皮肤肌肉分为横纹肌和平滑肌。立毛肌属于平滑肌纤维，是皮肤最常见的肌肉类型。立毛肌肌膜薄，梭形，其一端在真皮乳头层中，另一端在毛囊中部的结缔组织鞘中，寒冷、精神紧张可引起立毛肌收缩，形成所谓的“鸡皮疙瘩”。横纹肌主要存在于面部的表情肌和颈部的颈阔肌。
（4）神经 皮肤分布着丰富的感觉神经和运动神经。皮肤的神经由神经纤维和神经末梢组成，分布于真皮和皮下组织中。皮肤的神经可感受环境刺激（触、拉、压等）、温度刺激（冷和热）和伤害性刺激，这些刺激由神经纤维和神经末梢器官感受，传导至脑脊神经节，进而产生各种感觉。
①感觉神经。皮肤感觉神经大多是有髓神经，其末端在皮肤各层中广泛分布。感觉神经末梢分为游离神经末梢和神经小体。
游离神经末梢主要分布在皮肤浅层和毛囊周围，其感受功能的专一性较差，能感受痛觉、温觉、触觉及压觉。
神经小体分为囊状与非囊状小体。囊状小体末梢被结缔组织包裹，包括环层小体、触觉小体、球状小体、梭形小体。环层小体在掌趾分布较多，主要感受压觉。触觉小体主要感受触觉，在指尖分布最多。球状小体分布于龟头、包皮、阴蒂等处。梭形小体主要分布于手掌皮肤中。
采用不同的刺激方式检查人的皮肤时，发现触压觉、温觉、冷觉和痛觉呈点状分布，推测不同的神经末梢感受不同的感觉。除以上单一感受器外，还存在多觉型感受器，其能感受不同的刺激。
②运动神经。运动神经来源于交感神经节后纤维。肾上腺素能控制神经纤维支配血管、血管球、立毛肌、汗腺的肌上皮细胞，胆碱能控制神经纤维支配小汗腺的分泌细胞，面部横纹肌受面神经支配。