人的皮肤总面积约1.5-2㎡,重量约占体重的16%(约为头部重量占比的两倍),厚度(皮下组织除外)约为0.5-4.0mm。
皮肤的PH值介于4.0-7.0之间,含水量约10%-30%。
生物课曾学过,皮肤由表皮、真皮和皮下组织构成。
皮肤结构示意图
皮肤各个组织结构和每类细胞均有自己的分工,构成了一个有机完整的生态系统。
表皮层及相关组织:
皮肤盾防示意图
角质层(防护盾):5-15层,水分15%,无细胞核无活性,充满角质蛋白。板层状,紧密、坚韧。
透明层:2-3层核死亡的扁平透明细胞组成,含角母蛋白。防止水分、电解质、化学物质的通过,又称屏障带,只位于手掌和脚掌。
颗粒层(持盾兵):3-5层扁平细胞。细胞核和细胞器退化,胶质颗粒形成。
角质颗粒对阳光起阻挡作用,同时含有的晶样角素,好比下图玻璃碎片,可折射紫外线,是皮肤阻挡阳光中紫外线伤害的重要屏障。
颗粒层与碎玻璃折射比喻图
晶样角素极易被盐、碱破坏,只存在弱酸及保湿的环境,而晶样角素也随年龄的增加而逐渐减少。
有棘层(辅助兵):4-10层多边形棘细胞,含丰富的游离核糖体,能快速合成;浅层含朗格汉斯细胞(抗原提呈细胞)。表皮最厚一层,参与创伤修复。
基底层(支援兵):又称生发层,附着在基底膜,矮柱状基底细胞构成。表皮干细胞,能不断分化成各类表皮细胞。含黑色素细胞(防御紫外线,生成黑色素)和梅克尔细胞(机械刺激敏感)。
基底细胞间夹杂的黑色素细胞(又称树枝状细胞),占整个基底细胞的4%-10%,能产生黑色素(色素颗粒),决定着皮肤颜色的深浅,是皮肤抵御紫外线的另一道防线。
皮肤表皮层防护示意图
基底膜(后勤兵):基底层与真皮之间,通过半桥粒和其他固定蛋白质(层黏蛋白、基底膜糖蛋白和Ⅳ型胶原蛋白)与真皮相连。
表皮层细胞从基底层形成到向上迁移变化,直至角质化脱落,整个过程约28天(其中自基底细胞分裂后到颗粒层最上层约为14天,形成角质层到最后脱落约为14天。细胞分裂一般为19天)。
皮肤表皮细胞进化及含水量图
角质层结构:
化学成分:丝聚蛋白、兜甲蛋白、内被蛋白等(占角质套膜中80%的蛋白),之间相互交联,成为不溶性致密结构;角质鞘之间为脂类,形成砖墙样结构。
皮脂膜:角质层最外层为皮脂膜,由皮脂腺分泌的油脂和汗腺分泌的汗水,经空气乳化后形成的弱酸性保护膜,保温,保湿及抑菌;防止皮肤水分过快蒸发,锁住皮肤水分;同时防止外界水分过量进入人体。
皮肤角质层结构图
脂性基质:脂性基质为中性脂肪,处于角质层细胞间,主要成分为脂质双分子层(脂质聚集形成的形式,疏水性的脂肪酸在里面而极性头朝外)和天然保湿因子(丝聚合蛋白:角化细胞内崩解而产生的亲水性吸湿物质)。
脂质双分子层结构图
皮肤的自调节保湿机能很大程度上基于脂质双分子层的屏障作用(角化细胞通过脂肪酸的粘合,会形成一种“砖混”结构的细胞墙)。而皮肤的吸水能力主要由天然保湿因子(NMF)决定(当皮肤含水量减少时,皮肤就会启动一些列生物过程把丝聚蛋白分解为氨基酸)。
角质细胞(脱水后)的20%-30%都是天然保湿因子(NMF),化学组成如下:
天然保湿因子化学成分图
当角质层中水分保持量在10%~20%时,皮肤张紧,富有弹性,是最理想的状态。
护肤品保湿的生物学原理:
皮肤保湿不单单靠天然保湿因子,还要靠细胞间隙的脂性基质和皮脂等油性成分,此外存在于真皮内的、起保水作用的粘多糖类也发挥了重要作用,这些共同构成了人皮肤的天然保湿系统。就像沼泽,除了不断地水源补充外,植被、土壤甚至动物等也起了重要作用,共同形成一个平衡的生态圈。
皮肤保湿类比沼泽湿地图
保湿、滋润与皮肤角化代谢过程相互影响:皮肤的干燥与老化,与保湿因子NMF的保湿性下降有关;而皮肤干燥、老化反过来有使皮肤的代谢紊乱。优质的保湿化妆品可以改善皮肤角化代谢过程,使残存于角质细胞中的细胞核消失,从而使角化过程恢复正常。
皮肤水分补护分析图
真皮层及相关组织:真皮位于表皮下方,厚度一般在1-2mm,支撑皮肤并执行大多数皮肤功能。
真皮层要由成纤维细胞及其产生的纤维、基质构成,并有血管、淋巴管、神经、皮肤附属器及其他细胞成分。
皮肤真皮结构图
乳头层:是靠近表皮的薄层疏松结缔组织。含有丰富的毛细血管和游离的神经末梢;在手指等部位乳头层内含较多的触觉小体。
整个乳头层就像喀斯特地貌,呈波纹凹凸起状,与表皮下沉的钉突相互交错融合,利于增大真皮层细胞液和神经末梢与基底膜的接触面积,利于营养的传输和防御细胞进入表皮层,并增加真皮层和表皮层的牢固连接。
皮肤如图与喀斯特地貌类比图
网织层:主要由粗大的胶原纤维,较多的弹性纤维和网状纤维组成。
弹力纤维的回缩性,可使皮肤在伸展后恢复正常,如果弹力纤维异常,皮肤呈松驰状态,并出现皱纹。
皮肤真皮层分层图
真皮属于不规则的致密结缔组织,由纤维、基质和细胞成分组成,以纤维成分为主,纤维之间仅有少量基质和细胞成分。
胶原纤维:主要化学成分是胶原蛋白(18种氨基酸构成),是真皮纤维中的主要成分(约占95%);其直径2~15μm,多呈束状,被认为与皮肤老化关系最为密切的真皮有形成分。
网状纤维:是幼稚、纤细的未成熟胶原纤维,直径0.2~1.0μm,仅见于表皮下、皮脂腺、毛细血管、毛囊及汗腺周围。
弹力纤维:由胶原纤维和弹力蛋白构成,直径1~3μm,呈细束,多与胶原纤维交织缠绕。
基质:由透明质酸、硫酸软骨素等黏多糖和蛋白质组成的复合物构成,即蛋白多糖;充填于胶原纤维及纤维束间隙和细胞间,具有亲水性。
基质主要含非硫酸盐酸性黏多糖,例如玻璃酸(又称玻尿酸或透明质酸),正常皮肤中含量很少,但可以吸收是其1000倍的水。透明质酸帮助皮肤从体内及皮肤表层吸得水分,增强皮肤长时间的保水能力。吸收水分后,使得弹力纤维及胶原蛋白处在充满湿润的环境中,皮肤因此具有了弹性。
透明质酸从25岁以后就开始流失,30岁时只剩下幼年期65%,60岁时只剩下25%;水分也会跟着透明质酸而散失,失去弹性与光泽,长久下来便出现皱纹的老化现象。
细胞:主要为成纤维细胞,其次为肥大细胞、巨噬细胞、树突状细胞、朗格汉斯细胞和噬色素细胞等,还有少量淋巴细胞和白细胞。
皮肤的免疫反应主要发生于真皮,当细菌入侵时也可在此引起炎症反应和超敏反应。
皮下组织:皮下组织又称皮下脂肪层,其中含有血管、汗腺、皮脂腺、毛囊、淋巴管和神经。
皮下脂肪层来源于中胚层,由结缔组织和脂肪小叶构成,有一定弹性,可缓和处来外来冲击,起到保护机体的作用,并供给身体储存热量,是皮肤各种组织和内脏器官的一道屏障。脂肪组织的数量在不同的个体、性别年龄,以及同一个体的不同部位都有较大的差别。
皮下组织脂肪的多少,决定人的胖瘦,过胖影响美容与健康,过瘦使皮肤松弛,缺乏光泽,显得苍老。
皮肤附属器:皮肤附属器包括毛发、皮脂腺、汗腺和指(趾)甲。
毛发:分两部分,露在皮肤以外的部分为毛干,埋在皮肤内的为毛根;毛根末端膨大部分为行乳头,它含丰富的血管和神经,以维持毛发的营养和生成。
皮肤毛发及相关组织结构图
毛根在皮肤内被管状囊所包绕,这囊叫毛囊。在毛囊的一侧有一束斜行的平滑肌叫立毛肌。立毛肌的一端连于毛囊,另一端附着于真皮的浅层,呈倾斜的方向。立毛肌受交感神经支配,收缩时可使毛发竖立,引起皮肤出现鸡皮的现象。
人体有毛发500万根。头部毛发最密,共约10—20万根,手背最稀疏;人的胡须约有1.5万根。 毛发的寿命通常2—4年,休止期1—3个月再生长新毛。成人每天可脱落50—100根。
皮脂腺:位于毛囊与立毛肌之间,开口于毛囊漏斗部,分腺体及导管两部分,在毛囊上1/3处。
皮肤皮脂问题示意图
皮脂腺分泌的游离脂肪酸可抑菌,皮脂可滋润皮肤,防止水分蒸发。分泌过盛时,皮肤油腻、粗糙和毛孔粗大,长粉刺和发生脂溢性皮炎、脂溢性脱发等;分泌过少导致皮肤干燥、脱屑、缺乏光泽、易老化、皮脂腺的分泌与皮肤性质有着密切关系。
皮肤皮脂腺分析图
汗腺:汗腺分小汗腺和大汗腺两种。
皮肤汗腺图
小汗腺:位于真皮下层,由腺体、导管和汗孔三部分组成,直接开口于皮肤表面,约有200万—300万个小汗腺。
小汗腺的分泌和排泄主要起着调节体温的作用,其次还有柔化角质层和杀菌等作用。排出的汗液99%以上为水,其它为氯化物、糖原、粘蛋白和尿素等。
大汗腺(顶泌汗腺):直接开口于毛囊处,分泌物分解为不饱和脂肪酸、尿素和硫化物。大汗腺主要分布于腋下,肚脐、乳晕、外生殖器和肛门周围,有异味,微黄,易感染。
汗液有协助肾脏排泄体内废物的功能。
皮肤的其他功能:新陈代谢:皮肤细胞有分裂繁殖、更新代谢的能力。皮肤的新陈代谢功能在晚上10点至凌晨2点之间最为活跃,在此期间保证良好的睡眠对养颜大有好处。
皮肤中有大量的水分和脂肪,它们不仅使皮肤丰满润泽,还为整个肌体活动提供能量,可以补充血液中的水分或储存人体多余的水分;皮肤是糖的储库,能调节血糖的浓度,以保持血糖的正常。
温度调节:皮肤的体温调节作用主要表现在散热上。皮肤散热占总散热量的90% 。
(1)血管神经性体温调节:皮肤的调节作用是体温调节中枢,控制皮肤血管的舒缩活动,精细地调节皮肤浅层的血流量,以增加或减少由体表散发的热量。
(2) 皮肤的散热调节:从皮肤散热的物理学机制有四种,即辐射、对流、传导和蒸发。①辐射:皮肤表面向周围以电磁波形式向外辐射。皮肤与环境间的温差越大,或机体有效辐射面积越大时,辐射散热量就越多。②对流:环境空气温度低或空气移动快时,对流散热的效果也随之增强。③传导:机体深部的热量以传导的方式移动到机体表层皮肤,再由皮肤直接传导给同它接触的物体。④蒸发:蒸发分为不显性出汗和显性出汗二种途径。水变成蒸汽时需要热,所以皮肤表面水分蒸发时可使皮肤冷却。
吸收途径:皮肤吸收一般有三个途径。
(1)使角质层软化,渗透过角质层细胞膜,进入角质层细胞,然后通过表皮其它各层。
(2)大分子及不易渗透的水溶性物质只有少量可以通过毛囊,皮脂腺和汗腺导管而被吸收。
(3)少量通过角质层细胞间隙而渗透进入。
自由基损害皮肤的原理:细胞的大分子含有成双配对的电子,这是这些分子稳定的基础。如果失去一个电子,电子就不再成“对”,分子就变成不稳定的“自由基”。
自由基形成示意图
自由基极为活跃。为了重归稳定状态,自由基就“抢”其他分子的电子来配对,在化学上就是“氧化应激反应”。
人身细胞及周边组织液中的正常新陈代谢也能产生微量的自由基,它是机体不可缺少的活性信号因子。机体内有自动清除自由基的抗氧化系统,可以及时清除多余的自由基,使两者处于平衡状态。但有害和过量产生的自由基,如果得不到及时清除,就可破坏生命攸关的物质,包括DNA、蛋白质、脂质等,对机体造成巨大伤害。
自由基对人体的损害主要有三个面:一、使细胞膜被破坏;二、使血清抗蛋白酶失去活性;三、损伤基因导致细胞变异的出现和蓄积。
皮肤自由基形成原因图
目前,最安全的去自由基方法是通过食物,主要是含有黄酮类物质、维生素C和E、胡萝卜素、卵磷脂、富硒类食物,其中以水果和青菜为主。
清除自由基需要抗氧化,以减缓细胞和组织中物质的分解。化妆品中常见抗氧化的化合物有辅酶Q10、生物类黄酮(维生素P)、维生素E、维生素C、硒、阝一胡萝卜素(Va前体)、番茄红素、超氧化物歧化酶(SOD)、天然虾青素(类胡
萝卜素,最强的抗氧化剂)、茶多酚、金属硫蛋白(MT)、谷胱甘肽等。
超氧化物歧化酶(又称SOD)是一种含有金属元素的活性蛋白酶,是自由基清除剂,它广泛存在于生物体的各种组织中,但是SOD不稳定、分子较大而难吸收,影响了它在化妆品中的作用效果。
维生素E又名生育酚,它的三大功能是抗氧化、促进雄性或雌性激素分泌、增加细胞中谷胱甘肽的含量,诚少黑色素生成量(美白作用)。
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