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皮肤性病学/表皮

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表皮(epidermis)来源于外胚层,属于复层鳞状上皮。表皮由角质形成细胞(keratinocytes,KC)和非角质形成细胞(non keratinocytes)两大类细胞组成。

角质形成细胞

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角质形成细胞是表皮的主要成分。根据KC的发展阶段和特点,可将表皮分为5层。由里向外分别是基底细胞层、棘细胞层、颗粒细胞层、透明层和角质层。在正常情况下,基底细胞分裂周期为13~19d。分裂后形成的KC由基底层移行至颗粒层最上部的时间为14d,从颗粒层表面再移至角质层表面而又脱落约需14d,共28d,称表皮的更替时间(turm overtime)或表皮的通过时间(transit time)。

基底细胞层(basal cell layer)

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位于表皮的最深层,由一层圆柱状细胞组成,呈栅栏状排列,其长轴与表皮下基底膜带垂直,胞质嗜碱性,胞核浓染呈椭圆形,位置偏下方。核分裂象常见,正常情况下一部分基底细胞可进入分裂象,产生新生的角质形成细胞,故基底层又叫生发层。一些因素可促进基底细胞的增生,如外伤、肿瘤、雌二醇、表皮细胞生长因子(epidermal growth factor,EGF)及环磷鸟苷(cyclic guanosine monophosphate,cGMP)等。而另一些因素如表皮抑素(chalone)及环磷腺苷(cyclic adenosine monophsphate,cAMP)可抑制细胞分裂。正常情况下,表皮细胞的分裂增生与抑制维持在适度的比例,使新生的细胞与脱落的角质层细胞保持平衡,以保证其生理需要的厚度。
基底细胞层与真皮的交界面呈波浪状,表皮向真皮伸入的部分称表皮脚,真皮向表皮嵴出的部分称真皮乳头,两者相互镶嵌,其间交界处用PAS染色(过碘酸-雪夫染色)可见0.5~1.0μm厚的紫红色的均匀质带,称之为表皮下基底带(subepidermal basement zone,BMZ),将表皮与真皮紧密连接起来。此膜具有渗透的屏障作用,可阻止分子量大于40000的物质通过。表皮内无血管,营养物质、抗体及白细胞等物质可通过BMZ进入表皮,而表皮的代谢产物则可通过BMZ进入真皮,故此膜具有半渗透膜的作用。相邻的基底细胞、棘细胞间以桥粒相连。基底细胞与真皮则以半桥粒相连。其结构在电镜下是相邻的细胞膜内侧各形成附着板,胞质内的张力细丝附着于附着板上,再折回胞质内。每个桥粒的中央为电子致密的细胞间接触,并与两侧胞膜之间形成电子透明的细胞间隙。基底细胞底部的胞膜内侧有增厚的附着板,其上也有张力细丝附着并折回胞质,称为半桥粒,它对表皮与真皮的连接和支持、表皮的代谢和物质交换及免疫功能等有重要作用。

棘细胞层(prickle cell layer)

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位于基底层上方,一般由4~10层多角形、有棘突的棘细胞构成,胞核较大呈圆形,相邻细胞之间的突起以桥粒相连。最深层的棘细胞也有分裂功能,参与基底细胞共同组成生发层。由里向外,棘细胞渐趋扁平,电镜下,胞质内出现许多直径200~300nm的椭圆形有膜颗粒,称为被膜颗粒(membranecoating granule),亦称为角蛋白小体或角质小体(keratinosome)或Odland小体,其内含有双极性磷酸脂质,可在角质形成细胞外形成一层薄膜,使之具有屏障作用,它的酸性磷酸酶可溶解细胞间的黏合物而使角层细胞脱落。

颗粒层(stratum granulosum)

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位于棘细胞层上方,由1~3层梭形细胞组成。胞内有较多大小不一、形状不规则、HE染色示强嗜碱性的透明角质颗粒(keratohyalin granule),故名颗粒层。在颗粒层上部,被膜颗粒增多,并向细胞膜移动,渐与胞膜融合,可释放出酸性黏多糖和疏水磷脂,形成多层膜状结构,充满细胞间隙,在颗粒层与角质层及角质细胞之间形成一个防水屏障,使体内水分不易渗出,也阻止体外水分向内渗入。

透明层(stratum lucidum)

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仅见于掌跖的表皮,位于颗粒层上方。HE染色可见在角质层与颗粒层之间有2~3层扁平、境界不清、无核、嗜酸性、紧密相连的细胞,胞质中疏水的蛋白结合磷脂与张力细丝融合在一起形成防止水及电解质通过的屏障。 ==角质层(stratum corneum)==位于表皮的最外层。由5~10层扁平、无核的细胞组成。光镜下,细胞器几尽消失,细胞与皮肤表面平行。细胞之间交错排列呈叠瓦状,结构紧密。由于细胞脱水变得比较坚韧,因此能抵抗摩擦,阻止水分、电解质及微生物的通过,起到屏障作用;同时对一些理化因素,如酸碱、紫外线有一定的耐受力,起到保护作用。角质形成细胞间由于桥粒逐渐消失,保证了它不断地形成和有规则地脱落,使表皮厚度处于稳定平衡状态。

非角质形成细胞

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非角质形成细胞又称树枝状细胞。包括黑素细胞、朗格汉斯细胞、梅克尔细胞、未定类细胞及少量的淋巴细胞。

黑素细胞(melanocytes)

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位于基底层,来源于外胚叶的神经嵴,以后移至皮肤中,分散至基底细胞之间,约占基底细胞的10%。此外,也可见于毛发、黏膜、眼色素层和软脑膜等处。在暴露部位的皮肤、乳晕、腋窝、生殖器及会阴区较多。黑素细胞的功能是产生黑素。每个黑素细胞借助树枝状突起伸向邻近的基底细胞和棘细胞,输送黑素颗粒。每个黑素细胞的树枝状突起可与10~36个KC相接触,形成一个表皮黑素单元。黑素颗粒进入KC后像伞样聚集于细胞核顶上方,起到遮挡和反射光线的作用,保护细胞核免受辐射损伤。日光照射可促进黑素的生成。黑素的多少决定了皮肤颜色的深浅。

朗格汉斯细胞(Langerhans cell,LC)

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是一种来源于骨髓的免疫活性细胞。主要分布于表皮中上部,约占表皮细胞的4%。
HE染色表现为透明细胞,氯化金染色显示出树枝状突起。电镜下,胞核呈扭曲状、胞质清亮,无张力细丝、黑素小体和桥粒。它有12个树突与邻近的角质形成细胞接触。细胞内有特征性的伯贝克(Birbeck)颗粒,又称Langerhans颗粒。细胞表面有多种标志,包括IgG、IgE和C3b等的受体以及Ia(HLA-DR)、CD4、CD45S-100等抗原。LC有识别、处理入侵抗原的功能,并将抗原信息呈递给T细胞使之活化、增殖,产生淋巴因子。因此LC在皮肤迟发性超敏反应、同种异体皮肤移植免疫和免疫监视等方面均起着重要作用。

梅克尔细胞(Merkel cell)

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散在分布于基底细胞之间,一般认为来源于外胚叶的神经嵴。梅克尔细胞基底部与脱去髓鞘的神经轴索接近,并合成细胞轴索复合体。推测该细胞的功能与感觉有关。

未定类细胞(indeterminate cell)

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位于表皮基底层,其来源和功能不十分清楚。目前多认为该细胞可能是未成熟的或未找到伯贝克(Birbeck)颗粒的LC。

角质形成细胞间及其与真皮间的连接

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