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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。

Sensist 皮膚構造

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。

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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。

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