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皮膚

包住脊椎動物的軟層
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皮膚，是包住脊椎動物的軟層，是器官之一。在人體是最大的器官。皮膚擋住外來侵入，亦保住水分，有保暖、阻隔、感覺之用。

皮膚
人類的皮膚
一隻大象的皮膚
標識字符
拉丁文Cutis
MeSHD012867
TA98A16.0.00.002
TA27041
格雷氏p.1065
《解剖學術語》
犀牛皮膚的近距離照片

皮膚的作用因物種而異，有保暖、保護色、吸引異性等作用。各物種的皮有厚有薄，厚皮叫革。皮膚是表皮系統的一部份，是動物最大的器官系統，由多層外胚層的組織構成，可保護內部的肌肉、骨骼、韌帶及其他內部器官。一些物種，例如魚類和爬蟲類，會生鱗保護。鳥類會生羽毛保護。兩棲動物的皮膚是交換氣體的器官。所有哺乳類動物的皮膚都有毛，即使看似無毛的海洋哺乳動物其實也有毛。

皮膚的重要性在於其為身體和外界環境的介面，而且是防禦外來影響的第一道防線。例如皮膚能保護身體免受病原影響[1]及避免過量的水分流失[2]上有重要的作用。皮膚的其他作用包括隔熱、調節溫度、感覺及產生維生素D。嚴重受傷的皮膚癒合時會形成疤痕，有時皮膚的顏色會產生變化。動物皮膚的厚度隨部位而不同，例如人類眼睛下方的皮膚和眼瞼周圍皮膚最薄，厚度約為0.5毫米，而且是最早出現像「魚尾紋」或其他皺紋老化的情形。手掌及腳掌的皮膚最厚，厚度約4毫米。

毛皮是指有濃密毛髮的皮膚[3]。有些皮膚會有濃密的毛髮，一方面可以隔熱，另一方面也是第二性徵或作為偽裝用。有些動物的皮膚很厚又很硬，經處理後可作為皮革。爬蟲類及魚類有堅硬的鱗片保護保護的皮膚，而鳥類也有硬羽毛，都是由堅硬的β-角蛋白所組成。兩棲類動物的皮膚無法防止化學物質通過，因此化學物質很容易由皮膚滲透到體內。例如，暴露在麻醉劑中的青蛙會快速進入睡眠狀態。兩棲動物的皮膚對於其日常生存，以及可以居住在不同棲息地及生態系中的能力非常重要[4]。

人類及哺乳類皮膚的構造

真皮
 
血管在腳底皮膚中的分佈（真皮Corium在右上方）
 
皮膚的示意性截面圖（點選圖片可以放大顯示）（真皮在中間位置）
標識字符
MeSHD012867
TA98A16.0.00.002
TA27041
格雷氏p.1065
《解剖學術語》

哺乳類皮膚分為以下兩層：

  • 表皮，防止水份滲入，以及作為阻隔致病原的屏障，避免感染。
  • 真皮，供皮膚上的皮膚附屬器可以在固定的位置。

表皮

主條目：表皮 (皮膚)

表皮是由皮膚最外層組織所組成，是身體表面的保護層，可以維持體內的水份，並且避免致病原進入體內。表皮是由分層的鱗狀上皮組織組成[5]，其中包括基底層的角質形成細胞。

角質形成細胞是表皮最主要的細胞，約佔95%[5]，其他的細胞有默克爾細胞、黑素細胞、炎症細胞及朗格漢斯細胞。表皮可以再分為以下幾層，由外至內為[6]：

基底膜

主條目：基底膜

表皮和真皮之間被一層薄的纖維層分隔，此一纖維層稱為基底膜，是由表皮和真皮之間的作用而形成。

基底膜控制真皮和表皮之間細胞及分子的流動，不過基底膜也會和許多細胞因子及成長因子結合，在生理重塑或修復過程中，適量的釋放細胞因子及成長因子[7]。

真皮

主條目：真皮

真皮是皮膚中位在表皮以下的組織，由結締組織組成，可以緩衝身體受到的壓力及應變。

真皮中有用膠原纖維、微原纖維（英語：microfibrils）和彈性纖維組成的細胞外基質，包埋在透明質酸和蛋白聚醣中，提供皮膚的張力及彈性[8]。皮膚蛋白多醣具有多樣性，並且其位置非常特定[9]。例如透明質酸、多功能蛋白聚醣（英語：versican）及核心蛋白聚醣（英語：decorin）在真皮及表皮的細胞外基質中，而雙醣鏈蛋白聚醣（英語：biglycan）及凝溶膠蛋白只會出現在表皮。

真皮中有許多機械感受器（神經末梢），透過傷害感受器（英語：nociceptor）及熱傳受器（英語：thermoreceptors）感知碰觸及熱量。真皮中也有毛囊、汗腺、皮脂腺、頂分泌腺（英語：apocrine glands）、淋巴管及血管。真皮中的血管為真皮及表皮中的細胞提供營養，也移除代謝後產生的廢棄物。

人類皮膚

人類皮膚是人體最大的器官，主要功能為保護身體、排汗及感覺。皮膚的感覺是不同的，手指最敏感，特別是觸覺；一些地方十分遲鈍，例如足底。

皮膚一旦受到傷害，如果傷口輕微的話，身體可以自行產生膠原蛋白和纖維蛋白去修復傷口。但假若傷口太大，就要進行植皮手術。由於大面積的皮膚傷害在火災裏很常見，因此世界各地對皮膚替代品的需求也很大。一塊直徑10厘米的人工皮的成本高達500美元，因此，先進國家大城市的醫院都設有皮膚庫，以培植和貯存適合作移植用途的皮膚。

皮膚是一個持續在重塑，並且有廣泛神經分佈的三層結構：表皮、真皮、皮下組織。另外有些皮膚附屬器，包括指甲、毛髮、汗腺、與皮脂腺分佈於其中。毛囊與乳腺則是哺乳類特有的兩個構造，皆由表皮衍生而來。

皮膚內有三種密集的網絡讓皮膚能與身體的其他部分連結，分別是淋巴系統、血管系統、以及表皮神經。這些網絡可以提供營養、氧氣，移除有毒物質，產生免疫反應，而且對於體液的維持相當重要。

功能

皮膚有以下的功能：

  1. 保護：皮膚可保護身體內部的器官，免受病原或外部環境的影響。皮膚中的朗格漢斯細胞是後天免疫系統的一部份[1][2]。
  2. 感知：皮膚有許多體感、溫感（英語：thermoreceptor）、觸覺、壓力、振動及感知組織受傷的神經末梢（參照體感及觸-壓覺）。
  3. 溫度調節：增加血液灌注（英語：perfusion）及散熱，可以用收縮血管的方式大幅減少皮膚的血流量，並保存熱能。立毛肌對動物而言非常重要。
  4. 控制蒸發：皮膚是一個比較乾燥的半滲透屏障，可以減少液體的蒸發[2]。
  5. 儲存及合成：皮膚可以儲存水份及脂質。
  6. 吸收：透過皮膚可以擴散少量的氧氣、氮氣和二氧化碳。一些動物利用皮膚為其呼吸器官，人類皮膚表層0.25-0.40毫米的細胞幾乎是使用來由外界空氣中的氧氣，但相較於呼吸而言，其供氧量很小，可以省略[10]。
  7. 抗水：皮膚無法完全防水，不過是身體和外界的一道屏障，避免營養素流失到體外。皮膚外層有表皮，表皮內則有可以滋潤皮膚的營養素和油脂，而部份的油脂即為皮膚中皮脂腺分泌的皮脂。只靠水份是無法消除皮膚的油脂，但若沒有表皮，皮膚的油脂就會受到外界水份的影響[11]。

力學

皮膚是一種軟組織，有軟組織共通的重要力學特性，其中最為人知的是應力應變的J曲線反應，在特定應力下有較大的應力，但是應變較小，對應於膠原纖維的微結構矯直和重新定向[12]。有時完整的皮膚會事先被拉伸，就像潛水夫的潛水衣一様，有些皮膚則是在受壓力的狀態下。依照壓力分佈的不同，皮膚上的小圓孔可能會拉伸變成橢圓，或是收縮並保持圓形[13]。

皮膚的相關學說

  • 遺傳學說---皮膚自然老化，指的是皮膚鬆弛下垂、正常皮紋加深。通常為全身性。
  • 環境因子學說---環境中之特殊因素，如自由基對皮膚產生之老化現象，指的是皮膚粗糙、皺紋增多、皮脂腺增大

組織學

  • 自然老化：彈性纖維輕度增加、變粗，細胞數變少，表皮變薄
  • 光老化：真皮中大量粗大彈力纖維形成團塊，纖維母細胞變多、肥大細胞豐富、釋出組織胺，表皮增厚、表皮細胞型態變得不規則、大小不等、染色特徵改變

註釋

  1. ^ 1.0 1.1 Proksch E, Brandner JM, Jensen JM. (2008).The skin: an indispensable barrier. Exp Dermatol. 17(12):1063–72. PMID 19043850
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 Madison KC. (2003). Barrier function of the skin: "la raison d'être" of the epidermis （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）. J Invest Dermatol. 121(2):231-41. doi:10.1046/j.1523-1747.2003.12359.x PMID 12880413
  3. ^ 存档副本. [2017-01-10]. （原始內容存檔於2017-03-03）. 
  4. ^ Clarke, BT. The natural history of amphibian skin secretions, their normal functioning and potential medical applications.. Biological reviews of the Cambridge Philosophical Society. 1997, 72 (3): 365–379 [2017-01-10]. PMID 9336100. doi:10.1017/s0006323197005045. （原始內容存檔於2015-02-09）. 
  5. ^ 5.0 5.1 McGrath, J.A.; Eady, R.A.; Pope, F.M. Rook's Textbook of Dermatology 7th. Blackwell Publishing. 2004: 3.1–3.6. ISBN 978-0-632-06429-8. 
  6. ^ The Ageing Skin – Structure （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）. pharmaxchange.info. March 3, 2011
  7. ^ Iozzo, RV. Basement membrane proteoglycans: From cellar to ceiling. Nature reviews. Molecular cell biology. 2005, 6 (8): 646–56. PMID 16064139. doi:10.1038/nrm1702. 
  8. ^ Breitkreutz, D; Mirancea, N; Nischt, R. Basement membranes in skin: Unique matrix structures with diverse functions?. Histochemistry and cell biology. 2009, 132 (1): 1–10. PMID 19333614. doi:10.1007/s00418-009-0586-0. 
  9. ^ Smith MM, Melrose J. Proteoglycans in normal and healing skin. Adv. Wound Care. 2015, 4 (3): 152–73. PMID 25785238. doi:10.1089/wound.2013.0464. 
  10. ^ Stücker, M., A. Struk, P. Altmeyer, M. Herde, H. Baumgärtl & D.W. Lübbers (2002). The cutaneous uptake of atmospheric oxygen contributes significantly to the oxygen supply of human dermis and epidermis.PDF Journal of Physiology 538(3): 985–994. doi:10.1113/jphysiol.2001.013067
  11. ^ McCracken, Thomas. New Atlas of Human Anatomy. China: Metro Books. 2000: 1–240. ISBN 1-58663-097-0. 
  12. ^ Sherman, Vincent R. The materials science of collagen. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 2015, 52: 22–50. PMID 26144973. doi:10.1016/j.jmbbm.2015.05.023. 
  13. ^ Bush, James A. Skin tension or skin compression? Small circular wounds are likely to shrink, not gape. Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery. 2015, 52: 22–50. PMID 26144973. doi:10.1016/j.jmbbm.2015.05.023. 

參見

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