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文化

曾夢(mèng)龍10 月 17 日

作者簡(jiǎn)介：

傅田光洋（Mitsuhiro Denda）：日本資生堂生命科學(xué)研究中心主研究員。日本科學(xué)技術(shù)振興機構（JST）戰略性創(chuàng )造研究項目（CREST）研究員。 1960 年出生于神戶(hù)市。 1983 年畢業(yè)于京都大學(xué)工學(xué)系工業(yè)化學(xué)專(zhuān)業(yè)， 1985 年京都大學(xué)工學(xué)研究科分子工學(xué)方向碩士畢業(yè)。 1994 年獲京都大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位。 1993 年— 1996 年任加州大學(xué)舊金山分校研究員。2002年起任日本資生堂生命科學(xué)研究中心主研究員，主要研究環(huán)境對皮膚的影響，以及表皮的再生功能，其研究成果在海外獲得很高關(guān)注。參與編寫(xiě)了多部英文著(zhù)作。 1999 年和 2005 年曾在著(zhù)名的高登研究會(huì )議（GRC，Gordon Research Conference）上發(fā)表演講。

書(shū)籍摘錄：

第一章　“外臟”皮膚——人體最大的器官

我任職于企業(yè)的研發(fā)部門(mén)，但有幾名好友在宣傳部門(mén)。在成果評價(jià)方面，研發(fā)和宣傳其實(shí)一樣，關(guān)鍵都在于社會(huì )的認可。若得不到大眾和媒體好評，即便在公司內部譽(yù)滿(mǎn)天下也毫無(wú)意義?？赡芤驗檫@種相似性，我和從事設計、拍攝、廣告文案創(chuàng )作的朋友尤其談得來(lái)。

一次，和這幾個(gè)朋友喝酒聊天時(shí)我隨口說(shuō)了句：“皮膚可是非常重要的器官啊?！边@時(shí)，撰寫(xiě)廣告文案的朋友端著(zhù)啤酒杯問(wèn)我：“心臟、胃、肝臟這些是內臟，那皮膚難道是‘外臟’嗎？”“外臟”這詞當然是他自己創(chuàng )造的，但我覺(jué)得這個(gè)形容很準確。如果把企業(yè)看成人體，那么人事部、財務(wù)部等部門(mén)是內臟，宣傳部門(mén)就相當于“外臟”。

成年人的皮膚面積約為 1.6 平方米，大約相當于一張榻榻米的大小。去除皮下組織后，雖然不同部位的皮膚厚度存在差異，但基本為 1.5 毫米～ 4 毫米。皮膚重約 3 千克，與 1.4 千克的大腦、 1.2 千克～ 2 千克的肝臟相比可謂是“重量級選手”。對于人類(lèi)而言，可以說(shuō)皮膚就是最大的器官了。

皮膚的結構

大致來(lái)看的話(huà)，皮膚可以分為最外層較薄的表皮，以及表皮下較厚的真皮。圖 1 為皮膚結構示意圖。身體不同部位的表皮，其厚度各不相同，但整體的厚度為 0.06 毫米～ 0.2 毫米。

角質(zhì)形成細胞是表皮的主要構成細胞之一。表皮最深處會(huì )發(fā)生細胞分裂，之后，這些細胞的形狀會(huì )發(fā)生變化（細胞分化），并向皮膚表面轉移，隨后自動(dòng)死亡。細胞在死亡的同時(shí)還會(huì )分泌出脂質(zhì)，死亡細胞和脂質(zhì)一起形成了阻止水分通過(guò)的角質(zhì)層。所以嚴格意義上說(shuō)，皮膚的表面就是由死亡細胞和脂質(zhì)形成的角質(zhì)層。

人體不同部位的角質(zhì)層厚度各不相同。大多數部位的角質(zhì)層都非常薄，只有 10 微米～ 20 微米（1 微米為 1 毫米的千分之一），但手掌、腳掌，特別是腳后跟的角質(zhì)層能達到毫米級的厚度。不少人腳后跟皸裂后都撕下過(guò)一層皮吧，那層皮就是比較厚的角質(zhì)層。

角質(zhì)層形成后，不久會(huì )變成皮屑從皮膚脫落。表皮底層會(huì )繼續分裂出細胞，這些細胞上移至表層形成新的角質(zhì)層，新的角質(zhì)層形成后，不久又會(huì )成為皮屑。健康的皮膚會(huì )以固定的速度不斷重復上述過(guò)程。除了角質(zhì)形成細胞，表皮基底層還有能夠產(chǎn)生主要決定皮膚顏色的黑色素細胞，免疫活性細胞郎格罕細胞，以及影響觸覺(jué)的梅克爾細胞。

真皮主要由膠原蛋白等纖維狀蛋白質(zhì)構成，厚度為 1 毫米～ 4毫米。動(dòng)物皮革制品就是對真皮中的纖維狀蛋白質(zhì)進(jìn)行防腐、柔化處理后制成的。真皮中含有能產(chǎn)生膠原蛋白的成纖維細胞、與免疫以及炎癥相關(guān)的肥大細胞等多種細胞。

真皮內存在呈網(wǎng)狀分布的血管（毛細血管），但血管不會(huì )延伸至表皮內。表皮所需的營(yíng)養等“物資”，都由真皮來(lái)供給。皮膚中的神經(jīng)會(huì )與表皮基底層中的梅克爾細胞、郎格罕細胞接觸，部分神經(jīng)還會(huì )延伸進(jìn)表皮里。

“塑料膜”與皮膚屏障

生命誕生于海洋，我們的體內現在也依然存在“海洋的痕跡”。我們都知道，人類(lèi)體重的 70% 左右是水分。不過(guò)，對于陸地上的生物而言，為了不喪失身體內部的“小海洋”，就必須有一張非常結實(shí)的“膜”來(lái)防止體內水分流失。

承擔這種屏障功能的“膜”，就是前文提到的角質(zhì)層。角質(zhì)層由表皮中的死亡細胞和脂質(zhì)構成，厚度只有百分之一毫米到五十分之一毫米。前文中曾提到，人體皮膚若被燒去三分之一，人就會(huì )死亡，這種情況實(shí)際上指的就是角質(zhì)層的損傷程度。

僅靠死亡細胞和脂質(zhì)，如何去完成如此重要的屏障任務(wù)呢？這個(gè)秘密就藏在角質(zhì)層的特殊結構里。

角質(zhì)層的結構示意圖如圖 2 所示。從圖中可以看到，角質(zhì)層的結構類(lèi)似在巨大的鋼筋混凝土結構中砌進(jìn)了磚塊。我的導師，加州大學(xué)舊金山分校的彼得·伊萊亞斯（Peter M. Elias）博士通過(guò)顯微鏡觀(guān)察到這種結構并將其命名為“磚和泥漿的結構”。這里的 “磚”指的是已經(jīng)死亡變硬的細胞，填充在磚塊縫隙間的“泥漿”是脂質(zhì)。脂質(zhì)是神經(jīng)酰胺、膽固醇、游離脂肪酸的混合物，另外，通過(guò)電子顯微鏡觀(guān)察可知脂質(zhì)的結構為層狀（圖 3）。

充當“泥漿”的脂質(zhì)按照正確的規則排列，是皮膚屏障維持良好狀態(tài)的必要條件。所以，脂質(zhì)成分中的神經(jīng)酰胺、膽固醇、游離脂肪酸，三者保持特定的比例非常重要。那么，結構如此精妙的角質(zhì)層又是如何形成的呢？

圖 4 為角質(zhì)層形成過(guò)程的示意圖。前文已經(jīng)說(shuō)過(guò)，角質(zhì)形成細胞在表皮最深處誕生后，會(huì )逐漸上移至皮膚表層。當角質(zhì)形成細胞到達角質(zhì)層下方時(shí)，細胞中會(huì )生成由“泥漿”脂質(zhì)聚集成的小顆粒，這種顆粒叫作板層顆粒。

角質(zhì)形成細胞到達表皮的角質(zhì)層下方時(shí)就會(huì )死亡，這是一種預先設定好的死亡。角質(zhì)形成細胞死亡時(shí)，會(huì )將板層顆粒中的脂質(zhì)推到細胞外。角質(zhì)形成細胞死亡后會(huì )變硬變平，而被推到細胞外的脂質(zhì)則會(huì )擴散到死亡細胞的縫隙間形成層狀結構，由此角質(zhì)層便形成了。健康的皮膚會(huì )不斷重復這個(gè)過(guò)程。所以在角質(zhì)層形成后，下一批更新的角質(zhì)層又在不斷誕生并上移至皮膚表面。舊的角質(zhì)層無(wú)法再維持屏障作用時(shí)，就會(huì )逐漸成為皮屑從皮膚脫落。

“自知”的皮膚

角質(zhì)層會(huì )不斷更新，大家不覺(jué)得這很神奇嗎？健康的角質(zhì)層雖然在不同部位的厚度有別，但每個(gè)部位的角質(zhì)層厚度卻又相對固定。所以即使你偷懶幾天不洗澡，身體其他部位的角質(zhì)層也不會(huì )變得像腳后跟的角質(zhì)層那樣厚。

美國舊金山的伊萊亞斯實(shí)驗室曾做過(guò)一個(gè)有趣的實(shí)驗。用透明膠帶破壞角質(zhì)層，或者用有機溶媒抽提脂質(zhì)的方法破壞角質(zhì)層的屏障功能。之后，如果將板層顆粒中的脂質(zhì)釋放到細胞外，會(huì )加速屏障的修復。大約一天后，屏障功能就能恢復 80%。有意思的是，在破壞屏障功能時(shí)，若將防止水分滲透的塑料膜覆蓋在皮膚上，屏障則不會(huì )再生修復。而如果將不影響水分滲透的戈爾特克斯膜覆蓋在皮膚上，屏障仍會(huì )逐漸修復。也就是說(shuō)，皮膚的屏障功能會(huì )時(shí)刻監測當前屏障的具體狀況，并進(jìn)行相應的自我調節。

還有一個(gè)非常有意思的實(shí)驗，這個(gè)實(shí)驗主要是以我們研究團隊為中心來(lái)推進(jìn)實(shí)施的。將皮膚分別暴露在干燥環(huán)境（濕度 10%以下）、普通環(huán)境（濕度 40% ～ 70%）、高濕度環(huán)境（濕度 80% 以上）一周以上。結果發(fā)現在低濕度中，皮膚角質(zhì)層變厚，屏障功能自然相應增強，也就是說(shuō)皮膚順利地適應了干燥環(huán)境。但在高濕度環(huán)境中，角質(zhì)層的屏障功能似乎會(huì )開(kāi)始“偷懶”，角質(zhì)層變薄，皮膚屏障功能會(huì )稍稍減弱。

其實(shí)仔細想來(lái)，在面對外界壓力與刺激時(shí)，角質(zhì)層同樣會(huì )表現出這種環(huán)境適應能力。例如寫(xiě)字較多的人，中指的握筆處會(huì )生出老繭。皮膚局部持續受到壓力后，角質(zhì)層就會(huì )變厚，最后形成老繭，這其實(shí)就是皮膚對外界持續壓力與刺激的適應能力?，F代人用打字代替了手寫(xiě)，可能中指上的老繭不常見(jiàn)了，但年輕人長(cháng)時(shí)間用手機打字，雙手大拇指上又可能會(huì )長(cháng)出新的“老繭”。

人腳掌的角質(zhì)層是在直立行走后變厚的。還未直立行走的嬰兒，其腳掌是非常柔軟的。而在炎熱環(huán)境中長(cháng)期赤腳行走的人群，其角質(zhì)層會(huì )非常厚，厚到即使他們光腳走在石子上也沒(méi)有不適感。

角質(zhì)層受損后的自我修復，是遠離神經(jīng)系統和循環(huán)系統的表皮的一種自主行動(dòng)機制。伊萊亞斯研究室曾做過(guò)一個(gè)實(shí)驗，提取角質(zhì)層屏障形成前的白鼠的表皮進(jìn)行培養，結果發(fā)現，尚未形成屏障功能的幼鼠表皮切片，在其表面與空氣接觸后，也逐漸形成了完整的屏障功能。這項實(shí)驗中，皮膚與神經(jīng)、血管被隔開(kāi)，由此可見(jiàn)角質(zhì)層的形成以及受到損傷后的再生修復，都是表皮自主活動(dòng)的結果。

表皮會(huì )一直監測自身的屏障功能以及周?chē)h(huán)境的變化。若環(huán)境發(fā)生變化進(jìn)而引起屏障功能變化，表皮就會(huì )自主地去適應這種變化。

題圖為電影《吾棲之膚》劇照，來(lái)自：豆瓣