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超詳細皮膚構造與功能

SKIN STRUCTURE & FUNCTION

本篇文章將為大家介紹身體最大的器官:皮膚,以及它的構造和功能。

人體的皮膚主要由二層結構所組成,分別為「表皮層 EPIDERMIS」與「真皮層 DERMIS」,而表皮層與真皮層間又由一層較薄的纖維層分隔開來,我們稱它為「基底膜BASEMENT MEMBRANE」。皮膚的每一層構造都有它特定的功能與任務。皮膚提供人體許多重要功能,例如提供屏障、防止外來異物的入侵,而它同時也是我們對外接觸的媒介,能夠感受溫度差異、舒適愉快,或是痛苦;皮膚也能幫助我們調解體溫、保持水分、傳送體內重要的營養成分與物質,以及電解質的平衡。除此之外,皮膚同時參與了維生素D的合成卻又能防止陽光的紫外線輻射對人體的傷害。

健康的人類的皮膚PH值平均介於4至7之間,健康成人的皮膚PH值約為5.3至5.7,而健康新生兒的皮膚PH值平均為7,換句話說,新生兒的皮膚PH值較成人高,且其皮膚的PH值會隨著成長而迅速下降。

皮膚主要的功能是保護人體、提供感覺與調節身體溫度。由身體的最外圍開始說起,皮膚構造分別為表皮層、基底膜與真皮層。而「表皮層」由外而內又分別可以區分為角質層 STRATUM CORNEUM 、透明層 STRATUM LUCIDUM、顆粒層 STRATUM GRANULOSUM、棘層 STRATUM SPINOSUM 與基底層 STRATUM BASALE。真皮層則包含兩個區域為乳頭狀區 PAPILLARY DERMIS 與網狀區 RETICULAR DERMIS。以下為大家介紹各層結構的相關小知識。

表皮層

Epidermis

表皮層可以說是一個統稱,它可再細分為四至五層,包含「角質層 STRATUM CORNEUM」、「透明層 STRATUM LUCIDUM」、「顆粒層 STRATUM GRANULOSUM」、「棘層 STRATUM SPINOSUM」,以及「基底層 STRATUM BASALE」。表皮層的90%是由角質形成細胞組成,而剩下的10%則是由其他細胞所組成,例如黑素細胞、朗格漢斯細胞、默克爾細胞和炎症細胞。

角質層

Stratum Corneum

人體表皮的最外層部分,即稱為角質層。它是從表皮層最底層的「基底層」不斷地進行末端分化的過程中,慢慢被推擠上來而形成的角質細胞,一個循環約為14天。角質層能減少水分流失、防止微生物入侵,並且為下層提供物理性的保護。雖然角質層是由15至20層扁平死亡的細胞組成,並沒有細胞核與細胞器,但現代醫學上普遍認為它是活組織,並且執行保護和適應生理的功能。想像一下,它就像是層層堆疊的瓦礫,提供我們人體重要的保護。

更細的來說,這些角質細胞是被埋在神經酰胺、膽固醇與脂肪酸組成的脂質基質中。角質細胞中含有「絲狀角蛋白KERATIN」,而角蛋白能吸收水分,減少水分流失,使皮膚保持濕潤,當我們浸泡在水中一段時間後,手指或腳趾的皮膚出現起皺現象的原因,就是角質層中角蛋白的作用。

透明層

Stratum Lucidum

角質層往下一層即是所謂的透明層,它位於顆粒層和角質層之間,因為透過光學顯微鏡可以看到半透明的細胞外觀而得名。很特別的是,透明層只存在於較厚的皮膚中,人體的手掌和腳掌等部位可以找到它,但是其他較薄的皮膚部位則沒有透明層。透明層細胞沒有顯示出明顯的邊界,並且內含豐富的「角母蛋白ELEIDIN」,是一種富含脂質的透明蛋白質,也是角蛋白的中間產物,最後會被轉化為角質層中的角蛋白。

顆粒層

Stratum Granulosum

在薄皮膚的身體部位,如前所述除了腳掌與手掌外之外,角質層之下即是顆粒層,其位於棘層之上,因其外觀為顆粒狀而得名。顆粒細胞中富含組氨酸和半胱氨酸的蛋白質,這些蛋白質會將「角蛋白絲」結合在一起,同時產生富含脂質的層狀體,而這些疏水的脂質層能防止人體中的水分和天然保濕因子NMF流失。隨著細胞死亡,細胞核和其他細胞器會逐漸崩解並留下角蛋白、角質透明蛋白及細胞膜,這些細胞膜將形成角質層,也是形成頭髮和指甲的輔助構造。

棘層

Stratum Spinosum

棘層位於顆粒層之下,棘層細胞是從更下層的基底層中的細胞分裂而成。有趣的是,棘層細胞的命名,是因為科學家在使用H&E染色時,造成橋粒之間的微絲收縮而看起來「多刺」而得名,但事實上,未染色時的棘層細胞外觀並非如此。棘層細胞的作用是合成細胞角蛋白,並釋出疏水的醣脂來達到防水功能。淋巴液會在棘層細胞中流動,負責補充養分,而棘層亦有感覺神經末梢,可以感覺外界的刺激。此外,棘層因內含一種名為「朗格漢斯細胞」的樹突狀細胞,會對這一層中出現的微生物和受損細胞進行巨噬作用。總體來說,棘層具有防止水分流失、補充營養、感覺神經,以及免疫的功能,又因它能形成張力絲TONOFIBRILS,可以緊密地結合相鄰細胞的橋粒和半橋粒,使細胞組織間更加緊密。

基底層

Stratum Basale

基底層為最底層的表皮層,其由圓柱形細胞整齊排列而成,是一層將表皮組織黏結真皮組織的薄膜,又稱為「基底膜」,其主要由第四型膠原蛋白所組成,是一個半滲透膜結構,可以防止微生物與大分子滲入真皮層,提供屏障且固定構造。基底層對人體而言相當重要,角質層中所形成的多數細胞都是由基底層細胞產生而成的,這一層的細胞經過有絲分裂,迅速繁殖成新的細胞,故又稱為「生髮層」。除此之外,基底層中還有兩種細胞,分別為默克爾細胞及黑素細胞,默克爾細胞是輕觸感覺的橢圓形物理感受器,負責刺激大腦感知觸覺的感覺神經,它們在手部和腳部的表面特別豐富;黑素細胞能避免陽光中的紫外線UV損傷人體的DNA,並且會產生色素,為我們的毛髮及皮膚提供顏色。

在進入下一個大類「真皮層Dermis」之前,讓我們來多多了解其他與基底層密切相關的皮膚構造。

「指紋」是胎兒在母體生長過程中就逐漸形成的,它位在基底層細胞與真皮層中的乳頭層的乳突相交之處。指紋會隨著基底層細胞而快速地增殖,稱之為「嵴形成」,當每個人體最初的紋線PRIMARY RIDGE形成後,即使身體、皮膚隨著年齡成長而增長變大,這個紋線也只會不斷擴大,但型態不會改變。

「原位癌」,又稱為第零期的癌症,即未穿越基底膜的惡性腫瘤細胞。基底膜藉由基質黏著分子,將上皮組織固定於疏鬆結締組織之上,這一層物理性的屏障,能防止惡性腫瘤細胞直接侵入其他組織,避免造成所謂的癌症轉移。

真皮層

Dermis

「真皮層」和前面所說的表皮層一樣,可說是一個統稱,其結構主要由膠原蛋白、彈性纖維和纖維外基質所組成,包含血管、淋巴管、毛囊、汗腺、皮脂腺(油腺)、頂泌腺和神經,其中血管與淋巴管能為皮膚提供養分及清除廢物。真皮層是由兩層結締組織組成的,分別為「乳頭層」與「網狀層」,但是這兩層結締組織沒有明顯的分界,乳頭層由纖維細胞產生的彈性蛋白組成,網狀層則是膠原纖維相互連接的網狀物。

乳頭層

Papillary Dermis

乳頭層位於表皮交界處的下方,它是真皮層中相對較薄的一層,由疏鬆的結締組織組成。乳頭層中包含了纖維細胞、少量脂肪細胞、吞噬細胞、血管、淋巴血管、神經纖維,以及 MEISSNER 受體等等組織,其中吞噬細胞能防禦外來細菌的入侵,血管可以提供無血管表皮重要的營養、進行體溫調節,而MEISSNER受體是一種束狀的神經束,可以感受光線,特別是介於10至50 HZ波長之間的光線,它在無毛皮膚上特別集中,例如手指。

網狀層

Reticular Dermis

網狀層是更深的一層皮膚構造,由緻密的不規則結締組織組成,這一層中具有良好的血管、豐富的感覺與交感神經。網狀層為我們的皮膚提供彈性,讓身體能夠像皮球一樣彈回原形,且它主要由結締組織構成,因此可以容納其他重要的上皮衍生結構,例如汗腺、毛囊、皮脂腺、肌肉、感覺神經元和血管,其中汗腺可以透過蒸發作用調節體溫,也是體味的來源,而皮脂腺會分泌皮脂,能保護皮膚免於乾燥並提供潤滑作用。