皮肤屏障功能研究与修复方法（上）
皮肤是人体最大的器官，覆盖于整个体表，起到重要的屏障作用。一方面保护机体内各种器官和组织免受外界环境中机械的、物理的、化学的和生物的有害因素的侵袭；另一方面防止组织内的各种营养物质、水分、电解质和其他物质的丧失，从而保持机体内环境的相对稳定。
皮肤屏障从结构上可分为广义和狭义的屏障。其中，广义的皮肤屏障主要包括与皮肤各层结构相关的屏障，包括物理屏障、色素屏障、神经屏障、免疫屏障。狭义的皮肤屏障主要指物理性屏障，主要涉及皮肤角质层（SC）结构相关的屏障。我们平时说的皮肤屏障都是物理屏障。
1. 皮肤角质层的相关屏障结构和功能[1,2]
由于皮肤与外界环境直接接触，皮肤角质层是防止外界有害刺激如各种化学物质和病原微生物等经皮渗透的重要屏障，同时能够承受机械外力作用并具有调节经皮水分流失（TEWL）的功能。角质层作为一个连续性屏障，主要由角质细胞和细胞间脂质构成。其中，角质细胞的胞液含有丰富的角蛋白和天然保湿因子（NMFs）。通常把皮肤屏障比喻为“砖墙”结构，角质细胞好比墙之“砖”，而细胞间脂质好比墙之“灰浆”，它将角质细胞严密地连接起来，使皮肤屏障正常，保证既不丢失水分，又不受外界侵犯。同时覆盖在这层砖墙结构之外还有一层皮脂膜，和砖墙结构共同构成了皮肤的物理性屏障。
1.1 皮脂膜
皮脂膜为覆盖于皮肤表面的一层透明薄膜，又称为水脂膜。主要由皮脂腺分泌的皮脂、角质层细胞崩解产生的脂质与汗腺分泌的汗液乳化形成，呈弱酸性，其主要成分角鲨烯、亚油酸、亚麻酸及脂质成分，具有润滑皮肤、减少皮肤表面水分蒸发、参与皮肤屏障功能的形成、影响皮肤PH值及一定的抗炎作用。
1.2 角质细胞
角质细胞是皮肤屏障的主要组成成分，在角质层屏障功能中起重要作用，具有渗透以及抗物理性、机械性损伤等功能。呈叠瓦状垂直分布的角质细胞阻止细胞外基质过度伸展，从而减少水分丢失。此外，角质细胞胞质能够产生水解丝聚蛋白的产物，从而参与角质层的水合作用。
1.3 脂质
皮肤的屏障功能主要靠表皮的角质层，表皮的角质层组成为富含蛋白的角化细胞和细胞间脂质，
脂质化学组成为50%神经酰胺、25%胆固醇、15%游离脂肪酸和少量的磷脂及其他脂质组成，神经酰胺是表皮脂质的主要成分。
角质层细胞间脂质的物理特性与经皮水分丢失息息相关，其脂质类型决定水分的吸收与丢失，当角质层细胞内的脂质由凝胶状态转变为晶体状态时，可出现大量的水分丢失，脂质的物理状态的转化是与外界温湿度的变化相伴行的。
1.4 桥粒
角质形成细胞之间借助桥粒互相连接，桥粒主要由桥粒芯和桥粒斑两类蛋白组成。在电镜下，桥粒多数为成对的纽扣样结构，两侧具有细胞间隙，间隙内充满细丝样物质，另外还有更细的张力丝、跨膜连接丝形成交错连接的细丝网，使得细胞间形成一个连续结构的网，使相邻细胞间的关系更为牢固。在角质层内，桥粒在相邻细胞膜之间形成一种嗜锇小体，这种小体与相邻细胞有一层较不透明的地带，当角质细胞脱落时，桥粒常在上述地带发生断裂。
1.5 蛋白
角质形成细胞来源于基底层干细胞，合成角蛋白K5和K14，K1和K10（分化相关蛋白），以及角质化包膜蛋白。角蛋白与丝聚蛋白为表皮中的主要结构蛋白，其中角蛋白在结构上具有独特性，因而其在功能上也具有特异性。在正常皮肤，角蛋白K5和K14（基底角蛋白）局限于基底层，细胞由终末分化移行至棘层，K1／K10蛋白对的表达相对增多，伴随着细胞的进一步分化，K1／K10的表达增多到最大限度，而K5／K14蛋白对的表达则渐趋下降，达颗粒层上部时，K5／K14消失，整个角蛋白纤维全部由K1／K10组成。同时，在角质层内细胞膜也发生了变化，细胞膜间发生广泛的交联，形成不溶性坚韧外膜即角质包膜（Cornified Envelope，CE）。角质包膜的形成标志角质形成细胞分化的终末产物角质细胞的产生，是表皮作为一种防御屏障的基础。
1.6 角质包膜（Cornified Envelope，CE）
角质包膜（CE）是角质形成细胞由基底层至角质层向上移行分化的过程中，细胞膜间交联所形成的不溶性的坚韧外膜，具有一定的生物机械特性，能够抵御外界机械刺激。CE的形成是皮肤屏障发挥其功能的关键途径，其分化的失调则是导致特异性皮炎（Atopic Dermatitis，AD）患者皮损形成的重要原理。此外CE与细胞间隙的板层脂质共价紧密连接，能够限制细胞内水分及水溶性氨基酸的流失，构成水通透性屏障。在干燥的皮肤中，不成熟的CE的比例较健康皮肤有所上升，并且变得脆弱、疏水性降低，并且CE与神经酰胺共价结合能力降低，直接影响皮肤屏障结构的紧密和完整性。丝聚合蛋白（Filaggrin）、兜甲蛋白（Loricrin）、内披蛋白（Involucrin）、小分子富含脯氨酸蛋白（Small Proline Rich Proteins，SPRPS）等蛋白是目前研究比较清楚的几种角质包膜的主要前体成分。
1.7 天然保湿因子（Natural Moisturizing Factors，NMFs）天然保湿因子（NMFs）的合成，是一种存在于人体表皮层中的蛋白质-丝聚合蛋白(Filaggrin)，于角质层的角化细胞内崩解而产生的亲水性吸湿物质。NMFs由多种成分所构成，包括氨基酸、吡咯烷酮羧酸钠、乳酸盐、尿素等及其他未知的物质，它是一种高效的、天然的保湿剂，通过调节角质细胞的水合功能，维持皮肤正常渗透性，是参与减少皮肤经皮失水的重要分子。例如，当受伤或外界环境的伤害导致屏障受损，皮肤含水量减少时，皮肤就会发出一些生化信号，指引形成更多的丝聚蛋白，丝聚蛋白分解为氨基酸，然后合成NMFs，NMFs吸收并结合水分，保持角质层的湿度。
以上便是皮肤角质层的相关屏障结构种类及其功能介绍。那么，影响皮肤屏障功能因素有哪些？如果皮肤屏障受到损伤，怎样进行修复呢？我们下期继续分析，敬请关注！
参考文献：
[1] 陈教全，梁碧华，李华平，等.角质层结构及功能的研究进展[J].皮肤性病诊疗学杂志，2020,27(1):53-56.
[2] 杨杨，马慧军，胡蓉，等.皮肤角质层的相关屏障结构和功能的研究进展[J].Z中国美容医学，2012,21(1):158-161
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