2.2　皮肤的生理功能

2.2.1　保护作用

皮肤是身体的外壳。由于表皮坚韧，真皮中的胶原纤维及弹力纤维使皮肤有抗拉性及较好的弹性，加上皮下脂肪这一软垫作用，因而皮肤能缓冲外来压力、摩擦等机械性刺激，保护深部组织和器官不受损伤。经常受摩擦和压迫的部位，如手掌、足跖、臀部等，角质层增厚，可增强对机械性刺激的耐受性。皮肤损伤后发生的裂隙等可由纤维母细胞及表皮新生而愈合。

（1）角质层表面有一层脂质膜，可防止皮肤水分的过快蒸发及外界水分过快地渗入皮肤，调节和保持角质层适当的水含量，从而保持表皮的柔软，防止发生裂隙。

（2）角质层细胞有抵抗弱酸、弱碱的能力。角质层细胞排列紧密，对水分及一些化学物质有屏障作用，因而可以阻止体内液体的外渗和化学物质的内渗。

（3）皮肤对紫外线有防护作用。角质层有反射光线及吸收波长较短的紫外线（180～280nm）的作用。棘细胞层、基底层细胞和黑色素细胞可吸收波长较大的紫外线（320～400nm）。黑色素颗粒有反射和遮蔽光线的作用，以减轻光线对细胞的损伤。因此适量日光照射可促进黑色素细胞产生黑色素，增强皮肤对日光照射的耐受性。

（4）皮肤的防御作用。在人体生活的周围环境中，有许多致病微生物，其所以不能随便地侵入人体，就是由于皮肤发挥了重要的防御作用。皮肤表面是由从皮脂腺分泌出来的皮脂包覆着的，这层薄薄的皮脂呈弱酸性，pH值在4.5～6.5，不利于病菌的生存和繁殖。同时表皮角质的不断脱落、汗液的分泌可以把黏附在皮肤上的细菌清除掉一些。所以在完整、清洁的皮肤上，病菌是难以生存、繁殖的，也是难以侵入体内的。

2.2.2　皮肤的调节作用

皮肤是热的不良导体，既可防止过多的体内热外散，又可防止过高的体外热传入。不论是寒冷的冬天，还是炎热的夏季，人的体温总是保持在37℃左右，这是由于皮肤通过保温和散热两种方式参与体温的调节而发挥作用。当外界气温降低时，交感神经功能加强，皮肤毛细血管收缩，血流量减少；同时立毛肌收缩，排出皮脂，保护皮肤表面，阻止热量散失，防止体温过度降低。当外界气温升高时，交感神经功能降低，皮肤毛细血管扩张，血流量增多，流速加快，汗腺功能活跃，水分蒸发就多，促使热量散发，使体温不致过高。皮肤就是依靠辐射、传导和蒸发来维持人体恒定的体温。

2.2.3　皮肤的渗透能力和吸收作用

皮肤具有渗透能力和吸收作用。因为它不是绝对严密的无通透性的屏障，故某些物质可以通过表皮而被真皮吸收，影响全身。能否吸收取决于皮肤的状态、物质性状以及混合有该物质的基剂。吸收量则取决于物质量、接触时间、部位和涂敷面积等。皮肤吸收的主要途径是渗透，通过角质层细胞膜进入角质层细胞，然后通过表皮其他各层而进入真皮；其次是少量脂溶性及水溶性物质或不易渗透的大分子物质通过毛囊、皮脂腺和汗腺导管而被吸收；仅极少量通过角质层细胞间隙进入皮肤内。通常情况下，角质层吸收外物的能力很弱，但如使其软化，某些物质则可渗透过角质层细胞膜而进入角质层细胞，然后通过表皮各层而被吸收，如手或足在水中久浸，会肿胀发白，即证明水已浸入角质层。有关吸收的理论尚无定论，这里仅就影响皮肤吸收的因素予以介绍。

2.2.3.1　皮肤的状态

身体不同部位的角质层厚薄不一，吸收程度也不相同。掌、跖部角质层较厚，吸收作用较弱。柔软、细嫩、角质层较薄的皮肤容易吸收，如婴儿、儿童皮肤角质层较薄，吸收作用较成人为强。黏膜无角质层，吸收作用较强。如表皮角质层破损，人体失去屏障作用，吸收就会变得非常容易。如皮肤被水浸软后，则可增加渗透。

2.2.3.2　物质的性质

（1）水及水溶性成分不能经皮肤吸收。如电解质、维生素C及B族维生素、葡萄糖等。

（2）油和油溶性物质易从角质面和毛囊被吸收。皮肤对油脂类的吸收性的次序为：动物油脂>植物油>矿物油。猪油、羊毛脂、橄榄油等动植物油脂能被吸收。在维生素类中，脂溶性的维生素A、维生素D、维生素E、维生素K等比较容易被皮肤吸收。睾丸酮及皮质类固醇激素等也易被吸收。而凡士林、液体石蜡、角鲨烷等几乎不能或完全不能被皮肤吸收。酚类化合物、激素类等容易被皮肤吸收。

（3）皮肤对表面活性剂的吸收。曾有一些报道，一般HLB值低的亲油性表面活性剂较易被皮肤吸收，而且表面活性剂还具有促进皮肤对其他物质吸收的作用。

（4）有机溶剂能侵犯细胞膜的类脂质，可渗入皮肤，其中醚、氯仿、苯、煤油、汽油渗入力甚强，二甲基亚砜渗入力更强，而酒精渗入力较差。

2.2.3.3　剂型

皮肤对粉剂、水溶液、悬浮剂的吸收性较差，它们一般不能渗入皮肤。油剂、乳剂类由于能在皮肤表面形成油膜，阻止水分蒸发，使皮肤柔软，故能增加吸收。当基质中存在有表面活性剂时，对皮肤细胞膜的透过性将增强，吸收量也将增大。从两种乳化体的类型来说，一般认为O/W型乳化体较好，因为O/W型乳化体中的油成微粒分散，可促进对毛囊的渗透。但总的讲，O/W型和W/O型对皮肤的渗透性相差甚微。

2.2.3.4　使用方法

简单地搽于皮肤上的药，比加上包扎的药吸收得少。这是因为包扎使表皮角质层水分蒸发速度减慢，有利于增加皮肤的水分含量，保持皮肤柔软，故吸收作用较强。将皮肤浸入药剂中，有利于吸收。化妆品涂于润湿的皮肤上较干燥皮肤易吸收。在涂上化妆品的同时，配以按摩，加速血液循环，促进新陈代谢，有利于皮肤的吸收。

2.2.3.5　作用时间

在其他条件相同时，作用时间越长则吸收量越多。

供皮肤收敛、杀菌、增白等用途的化妆品，采用水溶性药剂为宜，以避免皮肤过度吸收，造成伤害；从皮肤表面吸收到体内起营养作用的化妆品，以油溶性药剂为宜。为了促进皮肤对化妆品营养成分的吸收，在涂搽化妆品前，先用皮肤清洁剂脱除皮脂（最好用温水），然后再用化妆品，并配以适当的按摩等，均会收到良好的效果。

2.2.4　皮肤的分泌和排泄作用

2.2.4.1　汗液的分泌和排泄

汗液是由小汗腺分泌出来的，在正常室温下分泌量较少，以肉眼看不见的气体形式散发出来。当气温高于临界温度（30℃）时，活动性小汗腺增加，排汗明显。当受精神上的影响时，汗的分泌量显著增加，如因羞耻、疼痛、恐怖等引起的发汗现象即属此例。小汗腺分泌的汗是无色透明的液体，其中水分占90%～99.5%，另外还有盐分、乳酸、氨基酸和尿素等。正常情况下汗液呈弱酸性，pH值为4.5～5.0，大量排汗时pH值可达7.0。汗液排出后与皮脂混合，形成乳状的脂膜，可使角质层柔软、润泽，防止干裂。同时汗液使皮肤带有酸性，可抑制一些细菌的生长。另外还有辅助肾脏的作用。大量排汗可使角质层吸收水分而膨胀，毛孔变窄，排汗困难，是痱子发生的原因之一。

2.2.4.2　皮脂的分泌和排泄

皮脂是由皮脂腺分泌的，主要含有脂肪酸和甘油三酯等。它具有润滑皮肤和毛发、防止体内水分蒸发和抑制细菌的作用，还有一定的保温作用。当皮脂排出达到一定量，且在皮肤表面扩展到一定厚度时，就减缓或停止皮脂分泌，这一量叫饱和皮脂量。此时如将皮肤表面上的皮脂除去，则皮脂腺又迅速排泄皮脂，表面上的皮脂从除去至达到饱和皮脂量需要2～4h。皮脂分泌量因身体部位各异而有所不同，皮脂腺多的头部、面部、胸部等的皮脂分泌量较多，手脚较少。从性别和年龄上看，皮脂排泄在儿童期较少；由于性激素的刺激，在接近青春期时皮脂排泄迅速增加，到了青春期及其以后一段时期，则比较稳定；到老年时，又有下降，尤以女性更甚。从季节上讲，夏季比冬季分泌量大，而且20～30℃时分泌量最大。同时，分泌量也受营养的影响，过多的糖和淀粉类食物使皮脂分泌量显著增加，而脂肪的影响则较小。

2.2.5　皮肤的感觉作用

（1）皮肤的表皮底层内和真皮中含有极为丰富的神经纤维网及各种神经末梢（感受器），每平方毫米内含有100多个。因此即使一个极细小的点受到刺激，也要同时刺激到许多神经末梢，并迅速传达到大脑。皮肤感觉可分为冷、热、触、痛四种单纯的感觉。痒感是一种较弱的痛觉，痒和痛无质的差别，仅有量上的差距。

（2）不同性质的各种皮肤感觉的形成机理至今还不十分清楚。有人提出特异感受器学说，认为皮肤存在特异感受器，这些特异感受器分别接受不同的刺激，即可引起不同的感受。也有人提出空间-时间型学说，认为皮肤感觉的性质不同，是因皮肤接受刺激后产生一组组在空间和时间序列上构型复杂的冲动，不同类型的冲动传达到中枢神经，引起不同的皮肤感觉。

（3）皮肤感觉最敏锐的是手指和舌尖，平滑、潮湿、干燥等感觉用指尖就可以判别出来。在测定皮肤的感觉时，可以发现皮肤的表面上除上述四种感觉外，还可以鉴别粗细、光滑、细腻、柔软、坚硬、湿润、震颤、轻重、质地（金属、木质、棉或丝织品等），因此，正常皮肤的感觉功能，在人体对适应外界环境的改变如气候、机械、物理或化学的损伤等，都起着非常重要的作用。

2.2.6　新陈代谢功能

皮肤作为人体整个机体的组成部分它和人体一样存在着一些基础的代谢活动，如糖、脂肪、水、电解质和蛋白质的代谢。同时，调节人体代谢的方式，如神经调节、内分泌调节和酶系统调节等，同样也在调节皮肤的代谢活动中发挥着积极的作用。

2.2.6.1　水和电解质代谢

皮肤的含水量占人体含水量的18%～20%，其中75%的水分在细胞外。主要存在于皮肤的真皮中，成为皮肤各种生理作用的重要内环境。同时对整体的水分起到一定的调节作用。当人体急性脱水时，皮肤可以提供其总水分的5%～7%来补充血液循环中的水分需求。当体内水分增多时，皮肤水分也随着增多，表现为皮肤水肿。皮肤和肾、肺及肠是人体排泄水分的主要途径。皮肤自身的排水总量可以达到300～420g/24h，比肺的排水量高出大约50%。在常温情况下，经皮肤通过非可见汗液的水分排泄占皮肤总水分排泄量的10%，其余的水分经表皮角质层排出体外。

电解质主要存在于皮肤的皮下组织中，皮肤也是人体电解质的重要储存部位之一。氯化钠是皮肤中含量最多的无机盐，能维持水的渗透压及酸碱平衡。电解质的代谢主要是经过肾脏和汗液，出汗多时，每24h可以排出20～40g电解质。钾、镁和磷存在于皮肤细胞中，钾可调节细胞内渗透压和酸碱平衡；镁可以激活一些酶的活性，同时具有抑制兴奋的作用；磷则是多种代谢物质和酶的重要成分，可以参与能基的储存和转换。铜在皮肤中的含量较高，是酪氨酸酶的成分之一，在皮肤黑色素的形成过程中具有很重要的作用，与角质层的形成也存在一定的关系。硫在皮肤中的含量也较多，分布在表皮和指甲角质蛋白中。

2.2.6.2　糖的代谢

皮肤中糖的代谢是以糖原、葡萄糖和黏多糖三种形式进行的。糖原分布在皮肤表皮的颗粒层，在皮肤皮脂腺边缘细胞内和汗管的基底细胞中也存在较多的糖原。然而，当皮脂腺细胞成熟及汗腺分泌细胞分泌活动增加时，糖原含量减少。葡萄糖在皮肤中的含量为60～80mg/kg，分布在各个皮肤层中。皮肤中的葡萄糖经过无氧酵解的作用变成乳酸，这种变化多发生在皮肤的表皮层中，为皮肤表面维持一定的酸度。皮肤的糖含量增加（如糖尿病患者）会有利于细菌和真菌的繁殖，易于发生皮肤感染。黏多糖存在于真皮基质中，是真皮基质的主要成分。黏多糖中的透明质酸多以自由状态存在，是一种不定形的胶体物质，有很强的黏性，可以黏附在细胞上，保存水分，使皮肤具有一定的弹性和韧性。

2.2.6.3　蛋白质的代谢

皮肤的蛋白质可以分成三个种类，即纤维蛋白、非纤维蛋白和球蛋白。球蛋白是细胞核内核蛋白的主要成分。皮肤的角朊细胞从基底细胞开始，向表皮层迁移，随着细胞结构的逐渐崩解和消失，其含有的蛋白质也随之更迭，到达颗粒层时出现透明角质，到达透明层变成为半液体状的基质，到达角质层时变为角蛋白。在皮肤中还存在着多种氨基酸类物质。表皮内主要含有酪氨酸、胱氨酸、色氨酸和组氨酸。真皮中则主要含有羟氨酸、辅氨酸、丙氨酸和苯丙氨酸等物质。

2.2.6.4　脂肪代谢

存在于皮肤表皮细胞中的脂肪类物质，包括胆固醇和磷脂类化合物。胆固醇多以游离胆固醇的形式存在，皮肤中的磷脂类物质对细胞膜的胶体状态和通透性有着重要意义。胆固醇中的7-去氢胆固醇是维生素D的前体，在受到紫外线照射时，会转变为具有活性的维生素D。在真皮和皮下组织中存在着中性脂肪。未成熟的皮脂腺腺细胞中主要含有磷脂成分，当腺体细胞成熟后，其中的脂肪成分转变为不饱和甘油酯。儿童皮肤表面的脂质膜内含有较高含量来自于表皮细胞的胆固醇；而成人皮肤表面脂质膜中的脂质成分则主要来自于皮脂，其次来自于表皮细胞。

2.2.6.5　黑色素代谢

人类皮肤有六种不同的颜色，即红色、黄色、棕色、蓝色、黑色和白色。这主要由不同皮肤的色素的数量及分布不同所致。黄种人的皮肤黑色素主要位于表皮基底层黑色素细胞内，棘细胞内较少；黑种人则黑色素颗粒较多，且棘细胞层及颗粒层均有，而白种人与黄种人的黑色素分布是一样的，但黑色素颗粒的数量要少。在人体不同的部位黑色素细胞的数目不同，颜色深浅也不一致，如头皮和阴部颜色较深，掌跖部皮肤颜色较浅。

黑色素细胞是黑色素的加工厂。如果黑色素细胞先天缺乏时，会导致白化病。而黑色素加工或运输异常，则会引起白癜风等色素减退性疾病。然而，决定皮肤颜色的主要因素是角朊细胞中所含有的黑色素量。由黑色素细胞合成的黑色素是一种蛋白质的衍生物，呈褐色或黑色。它由黑色素细胞内的酪氨酸酶通过氧化酪氨酸成为多巴，并使多巴进一步被氧化成多巴醌，逐渐形成黑色素体，完成黑色素化。黑色素细胞将成熟的黑色素体通过其树突分泌入邻近的角朊细胞，随着角朊细胞的不断分化，黑色素体不断向上转运最终脱落于皮面。一个黑色素细胞与其邻近的约36个角质形成细胞组成这样一个表皮黑色素单位。因此，整个黑色素代谢过程包括四个方面，即黑色素细胞内黑色素体的形成、黑色素体的黑色素化、黑色素体被分泌到角朊细胞内以及角质细胞内黑色素体的转运、降解或排出。黑色素代谢受多种因素影响：角朊细胞、内皮素、酪氨酸酶、微量元素、内分泌因素和紫外线照射等。如果代谢异常，就会导致黑色素合成速度、数量、分布的异常，而引起色素代谢失常类皮肤病。

2.2.6.6　表皮的增殖与分化（表皮细胞周期及其调节）

表皮与其他自我更新、增殖、分化的组织一样，表皮的角质形成细胞自最下层基底细胞不断增殖，向上移动产生坚韧的纤维角蛋白，形成角质细胞。角质形成细胞在胞核有丝分裂后，于细胞内逐渐进行一系列复杂的生物化学和结构活动，包括：①新的结构蛋白的合成和原有蛋白的修改；②新的细胞器的出现，原有细胞器的再造，乃至最后消失；③细胞体积增大，形态变扁平：④由一般性细胞代谢逐步改变为更“专化”代谢，以适应与角化有关的分子合成和细胞器的降解；⑤细胞膜、细胞表面抗原和受体的变化；⑥脱水。在正常情况下，角质形成细胞分裂、分化，在表皮浅层内形成不同的角化层次，即基底细胞层、棘细胞层、颗粒细胞层、透明层和角质层。

表皮基底层细胞周期可分G1期（DNA合成前期）、S期（DNA合成期）、G2期（分裂前期）、M期（分裂期）。少数基底细胞还有G0期（静止期）。标准测得的表皮细胞周期为213h，流式细胞分析则显示正常皮肤与银屑病患者皮肤基底细胞的细胞周期均为50h。基底细胞分裂周期为12天，部分新生的细胞向上移动，产生角蛋白，这个过程称为角化过程。角化过程约需14天，再由颗粒最上部分演变为角质层并脱落，需14天，共28天，称为更替时间或退化时间。也有人认为基底细胞分裂周期为19天，细胞退化时间52～75天。而银屑病的皮损处表皮更替时间则大大缩短，仅需4～8天。此外表皮厚度与表皮更替时间成反比。角质形成细胞离开基底板，开始终末分化过程；最后形成角质层并脱落。在正常皮肤中有丝分裂大多发生于基底层，位于基底层上的棘细胞层无分裂能力，但是有一定的代谢活动，至角质细胞（鳞屑）已无细胞核与细胞器，其中65%为不溶于水，含半胱氨酸的由二硫键连接起来的蛋白——角蛋白（keratin）。在角质层中，角蛋白细丝可在细丝聚集素的作用下积聚成束状，这一过程被称为角质形成。表皮的厚度与细胞数目在生理条件下保持相对恒定状态，所以基底细胞分裂的速度必须与角质脱落的速度一致。因此，表皮增殖的调节既有刺激信号，也有抑制信号，这些调节如下。

①环核苷酸　主要有环腺苷酸（cAMP）和环鸟苷酸（cGMP），其中cAMP可抑制表皮细胞有丝分裂和增殖，由ATP经腺苷酸环化酶作用而生成，存在于整层表皮中，同能影响该酶激活的因素均可间接影响表皮细胞的分化增殖。cGMP与之作用相反，由鸟苷酸环化酶作用产生，组胺及表皮生长因子可刺激该酶活性，故可间接促进表皮增生。

②花生四烯酸　花生四烯酸经环氧化酶作用变为前列腺素，经脂氧化酶作用而产生白三烯。前列腺素E2一方面可增加cAMP水平，另一方面可增加DNA合成导致表皮增殖。白三烯还有刺激DNA合成的作用。

③钙调蛋白（Calmodulin，CaM）：CaM能与腺苷酸环化酶结合，使其活化，从而使ATP生成cAMP。CaM通过对酶的调节可促进DNA的合成和使细胞内多肽含量增加。

④多胺和多氨酸脱羧酶（ODC）　在表皮增殖较强的过程中，特别在慢性增生性疾病中，两者常相互伴随。

⑤类固醇激素　表皮中有类固醇激素的受体。类固醇激素可抑制表皮有丝分裂，还能抑制磷脂酶A的活性和稳定腺苷酸环化酶的活性，从而使花生四烯酸类化合物减少，并使cAMP增多。

⑥表皮生长因子（EGF）　可促进表皮增生，加速表皮细胞的有丝分裂；增加表皮细胞DNA和RNA成分、二硫键成分和某些表皮酶如ODC及鸟苷酸环化酶的活性。

⑦抑素　这是一种组织特异而非种族特异的抑制性蛋白质。

⑧蛋白酶　细胞表面的蛋白酶活性可诱发表皮细胞增殖，如纤维酶原激活物和其他一些蛋白酶参与了一些增殖性疾病，如银屑病和肿瘤中的表皮增殖。

2.2.6.7　免疫作用

皮肤是机体免疫防御系统的一个重要组成部分。可以产生多种细胞因子，刺激机体的免疫系统，对来自机体内外的刺激作出积极的免疫应答。

表皮与真皮都具有免疫系统的防御功能、自稳功能和免疫监视三大功能。因此，皮肤也构成了具有免疫作用的独特单位，称为皮肤免疫系统。皮肤免疫系统的主要细胞成分有：角质形成细胞、朗格汉斯细胞、淋巴细胞和巨噬细胞等。角质形成细胞可预防细菌的入侵，分泌白介素（IL）1、2、3、6、7、8等细胞因子，参与皮肤免疫功能的调节，能趋化和激活白细胞。朗格汉斯细胞能结合处理抗原，并能将抗原信息传递给免疫活性细胞，主要是CT细胞，以启动免疫反应。朗格汉斯细胞具有吞噬、处理、传递抗原的能力，故称为专职性抗原递呈细胞。具有免疫作用。真皮的免疫活性细胞主要是淋巴细胞、巨噬细胞和白细胞。同时还发挥免疫监视作用，以识别发生突变的恶性细胞，从而调动各免疫活性细胞效应进行防御直至消灭。