上篇 烧伤创疡学基础
第一章 皮肤组织结构与功能
第一节 皮肤的组织结构
皮肤(skin)被覆于人体表面,是人体最大的器官,可达1.2~2m2,约占体重的16%。皮肤由表皮和真皮构成,借皮下组织与深层组织相连。毛、皮脂腺、汗腺和指(趾)甲等是胚胎时期由表皮衍生的皮肤附属结构,称皮肤附属器。皮肤直接与外界环境接触,能阻挡异物和病原体侵入,防止组织液丢失,具有重要的保护作用,对维持人体内环境稳定极其重要。皮肤内具有丰富的感觉神经末梢,能感受外界的多种刺激。皮肤还有调节体温、分泌、排泄、参与合成维生素 D及参与免疫应答等多种生理功能。
一、表皮
表皮(epidermis)位于皮肤的浅层,由角化的复层扁平上皮组织组成,无血管分布。表皮的基底层细胞之间有色素细胞,色素细胞的多少是决定肤色的主要因素。表皮细胞分为两大类,一类是角质形成细胞(keratinocyte),是构成表皮的主要细胞成分;另一类是非角质形成细胞,散在于角质形成细胞之间。
1.表皮的分层与角化人体不同部位的表皮厚薄不一,一般厚度为0.07~0.12mm,手掌和足底最厚,达0.8~1.5mm。手掌和足底的厚表皮结构较典型,从基底到表面可依次分为5层。
(1)基底层(stratum basale):附着于基底膜上,与深层结缔组织的连接面弯曲不平,扩大了两者的接触面。基底层由一层矮柱状或立方形的基底细胞(basal cell)组成。细胞
核呈椭圆形或圆形,胞质内含有丰富的游离核糖体,故在 HE染色标本上呈强嗜碱性。电镜下还可见胞质内有散在或成束的角蛋白丝(keratin .lament),又称张力细丝。细胞的相邻面以桥粒相连,细胞基底面借半桥粒与基底膜相连。基底层细胞是表皮的干细胞,有活跃的分裂能力。正常情况下,约30%的基底层细胞处于核分裂期,新形成的细胞逐渐向浅层移动,并分化为表皮其余几层的细胞。由基底层移行至颗粒层约需14天,再移行至角质层表面并脱落又需14天,共约28天,此时间段称为表皮通过时间或更替时间。
(2)棘层(stratum spinosum):一般由4~10层多边形、体积较大的棘细胞(spinous cell)组成。棘细胞表面有许多细短的棘状突起,相邻细胞突起间以桥粒相连。棘细胞内游离核糖体较多,合成许多较粗的角蛋白丝束,并附着于桥粒上。胞质内有多个有膜包裹的分泌颗粒,呈明暗相间的板层状,故称为板层颗粒(lamellated granule),其内容物主要为糖脂和固醇,排放到细胞间隙,形成膜状物。
(3)颗粒层(stratum granulosum):由3~5层梭形或扁平细胞构成。颗粒层细胞的核与细胞器渐趋退化,胞质内板层颗粒增多,还出现许多形状不规则、强嗜碱性的透明角质颗粒(keratohyalin granule)。颗粒的主要成分为富有组氨酸的蛋白质。
(4)透明层(stratum lucidum):由2~3层扁平细胞组成。在 HE染色切片上,此层细胞呈均质透明状,细胞界限不清,呈强嗜酸性,折光性强,细胞核及细胞器均已消失。
(5)角质层(stratum corneum):为表皮的最浅层,由多层扁平的角质细胞(horny cell)组成。角质细胞为完全角化的、干硬的死细胞,细胞轮廓不清,无细胞核和细胞器, HE染色呈嗜酸性的均质状。胞质内充满密集、粗大的角蛋白丝束,浸埋在均质状基质中,角蛋白丝与均质状基质结合的复合物是一种硬蛋白质,即角蛋白,是角质细胞中的主要成分。角质层浅表细胞间的桥粒已消失或形成残体,易于脱落而成为皮屑。
人体大部分皮肤的表皮较薄,称为薄表皮,棘层、颗粒层及角质层层数均少,无透明层。表皮由基底层到角质层的结构变化反映了角质形成细胞增殖、迁移、分化及脱落的过程,同时也反映了角质形成细胞逐渐生成角蛋白即角化的过程。表皮角质形成细胞不断脱落和更新,其周期为3~4周。
表皮是皮肤的重要保护层。干硬的角质细胞赋予表皮对多种物理和化学性刺激很强的耐受力;棘层到角质层的细胞间隙中的脂类膜状物构成一道屏障,可阻止水及外界病原体等透过表皮,还能防止组织液外渗。
2.非角质形成细胞
(1)黑素细胞(melanocyte):是生成黑色素的细胞,有多个较长的突起,其胞体多散在于基底细胞之间,突起伸入基底细胞和棘细胞之间。在 HE染色切片上,黑素细胞位于基底层,数量约占基底层细胞总数的10%,胞体呈圆形,胞核深染而胞质透明,突起不易辨认(图1-1,图1-2)。电镜下可见,胞质内有特征性的黑素体(melanosome),内含酪氨酸酶,能将酪氨酸在小体内转化为黑色素。黑色素能吸收和反射紫外线,保护深部组织免受辐射损伤;紫外线则可激活酪氨酸酶活性,加速黑色素合成及黑素颗粒释放。
黑素细胞数量与部位、年龄有关,而与人种、性别等无关。黑素细胞合成黑素颗粒的能力及黑素颗粒的大小、多少、分布等是决定皮肤颜色的重要因素。
(2)朗格汉斯细胞(Langerhans cell):散在于棘层浅部,具有树枝状突起,细胞数量占表皮细胞总数的3%~5%。在 HE染色切片上,胞体呈圆形,核深染,胞质清亮,突起不易辨认(图1-1,图1-3)。电镜下,可见细胞核呈弯曲形或分叶状,胞质内有特征性伯贝克颗粒(Birbeck granule),颗粒一端或中间部可有透明的圆形膨大,切面呈杆状或网球拍状,内有纵向的致密线(图1-3)。朗格汉斯细胞是一种抗原提呈细胞,能识别、结合、处理侵入皮肤的抗原,并将抗原提呈给 T细胞,引发免疫应答,是皮肤行使免疫功能的免疫活性细胞,在对抗侵入皮肤的病原体、监视癌变细胞及排斥移植的异体组织中起重要作用。
图1-1 表皮细胞组成
图1-2 黑素细胞超微结构模式图
图1-3 朗格汉斯细胞超微结构模式图
(3)梅克尔细胞(Merkel cell):多位于毛囊附近的表皮基底细胞之间,在 HE染色切片上不易辨认。电镜下,细胞呈扁圆形,有短指状突起,胞核较小,形状不规则。细胞基底部胞质内含有许多致密核心颗粒。有的梅克尔细胞基底部可与感觉神经末梢形成突触(图1-4),可能为接受刺激的感觉细胞。表皮中还存在一些不与神经末梢接触的梅克尔细胞,故推测梅克尔细胞可能还有其他功能。
图1-4 梅克尔细胞超微结构模式图
N.梅克尔细胞核;D.桥粒;GY.糖原;G.高尔基复合体;BM.基底膜;A.轴突;NP.神经板
二、真皮
真皮(dermis)位于表皮下方,属于致密结缔组织,由纤维、基质和细胞成分组成,由浅至深可分为乳头层和网状层,两者之间无明显界限(图1-5)。身体各部位真皮的厚薄不等,一般为1~3mm。
图1-5 皮肤附属器模式图
1.乳头层(papillary layer)是紧邻表皮的薄层结缔组织,胶原纤维和弹力纤维较细密,细胞较多。此层的结缔组织向表皮突出形成许多嵴状或乳头状突起,称为真皮乳头(dermal papillae),使表皮与真皮的连接面扩大,有利于两者牢固连接,并有利于表皮从真皮组织液中获得营养。乳头层含丰富的毛细血管和游离神经末梢,手指等部位的真皮乳头内常含有触觉小体。
2.网状层(reticular layer)为乳头层下方较厚的致密结缔组织,内有粗大的胶原纤维束交织成网,并含有许多弹力纤维,使皮肤具有较大的韧性和弹性。此层内还有较多的血管、淋巴管和神经,深部常见环层小体。毛囊、皮脂腺、汗腺也多存在于此层。
三、皮肤的附属器
皮肤的附属器有毛、皮脂腺、汗腺和指(趾)甲,它们均由表皮衍生而来(图1-5)。
1.毛(hair)人体皮肤除了手掌和足底外,大部分都长有毛,毛的基本结构分为毛干(hair shaft)、毛根(hair root)和毛球(hair bulb)3部分。露出皮肤外面的为毛干,埋于皮肤内面的为毛根,包在毛根外面的上皮和结缔组织形成的鞘,称毛囊(hair follicle),毛囊末端膨大呈球状,称为毛球。毛和毛囊斜长于皮肤内,在它们与皮肤表面呈钝角的一侧,有一束斜行的平滑肌,连接毛囊和真皮,称立毛肌(arrector pilli muscle )(图1-5,图1-6)。立毛肌由交感神经支配,遇冷或恐惧时收缩,使毛发竖立。
2.皮脂腺(sebaceous gland)存在于几乎所有的皮肤(图1-5,图1-6),但手掌和
图1-6 人头皮光镜模式图
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