李婧怡, 吳艷華
(1.暨南大學中醫(yī)學院,廣東 廣州 510632;2.暨南大學醫(yī)學院附屬廣州紅十字會醫(yī)院中醫(yī)科,廣東 廣州 510220)
表皮屏障主要由角質(zhì)層(stratum corneum,SC)組成,即角質(zhì)細胞所組成的復層板層結(jié)構(gòu)。這些角質(zhì)細胞像磚塊一樣“堆砌”于細胞間的脂類中,而這些脂質(zhì),則被比喻為“灰漿”,二者共同構(gòu)成了經(jīng)典的“磚-墻”結(jié)構(gòu)體系。在此體系中,還有角蛋白組成的角質(zhì)化包膜以及作為其他連接結(jié)構(gòu)。
角質(zhì)細胞是角質(zhì)層的主要成分,是角質(zhì)形成細胞(keratinocyte, KC)分化的最終狀態(tài)。扁平狀的角質(zhì)形成細胞可隨著皮膚表面起伏,防止細胞外基質(zhì)的過度伸展以減少水分丟失,并可合成多種脂類與酶等物質(zhì),從而維持皮膚的滲透功能[1]。Wu等[2]研究發(fā)現(xiàn),小鼠被敲除角質(zhì)形成細胞中的Nrf2基因后,皮膚的纖維化加劇,這說明角質(zhì)形成細胞中的Nrf2基因?qū)ζつw的纖維化具有保護作用。然而,角質(zhì)形成細胞如何在表皮屏障的形成和維持中協(xié)調(diào)其分化和脂質(zhì)代謝仍然不是十分明晰[3],有待進一步探究。
角質(zhì)化包膜(cornified envelope,CE)是一種主要由細胞角蛋白(keratin)和角蛋白中間絲相關蛋白(keratin intermediate filament associated protein,KIFAP)組成的蛋白-脂質(zhì)聚合結(jié)構(gòu)。細胞角蛋白主要負責維持角質(zhì)形成細胞的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和完整性,并使表皮細胞能夠抵抗機械應力。在表皮受到創(chuàng)傷后,角質(zhì)形成細胞會迅速誘導K16/17-K6的表達[4-6],促進自身的遷移和增殖,但如果缺乏角蛋白則會導致細胞硬化減緩。Karsch等[7]發(fā)現(xiàn)角蛋白的缺失會使細胞間的連接喪失,傷口閉合效率低下。隨著對角蛋白研究的不斷深入,發(fā)現(xiàn)其對人體的意義不僅局限在應對直接的物理損傷,如Tommasi等[8]發(fā)現(xiàn)K10可以抑制水痘—帶狀皰疹病毒的增殖,Scheffschick等[9]研究則發(fā)現(xiàn)缺乏角蛋白會觸發(fā)細胞因子、趨化因子等物質(zhì)的表達,導致炎癥反應。
絲聚蛋白是中間絲相關蛋白之一,它參與角質(zhì)化包膜和透明角質(zhì)顆粒的形成,并可分解生成大量的天然保濕因子,保持皮膚的水分和屏障功能,并促使角質(zhì)形成細胞轉(zhuǎn)變?yōu)榻琴|(zhì)細胞。Elias等[10]研究表明FLG基因被敲除后,角質(zhì)層厚度降低,透明質(zhì)顆粒變小,數(shù)量減少,而在Drislane等[11]研究中, FLG的缺失則限制了T細胞的擴張,加劇了特應性皮炎中的免疫失衡。兜甲蛋白(loricrin,LOR)也是十分重要的中間絲相關蛋白,它可以高度抵抗蛋白質(zhì)水解,從而增強角質(zhì)化包膜的屏障能力。以往認為LOR在UVB光保護中的作用并不能由其他角質(zhì)包膜成分來補償[12]。但Rice等[13]研究發(fā)現(xiàn),LOR基因敲除的小鼠雖然會導致一些角蛋白等成分的結(jié)合減少,但會有其他蛋白進行補償。因此,LOR的基因缺陷對于皮膚屏障的影響還有待進一步研究。
橋粒(desmosomes,DSMs)作為角質(zhì)層的連接結(jié)構(gòu)之一,是一種連接中間絲和質(zhì)膜的蛋白復合物,具有高度和低度兩種粘附狀態(tài),可以在抵抗機械應力的同時不影響角質(zhì)細胞的遷移,從而促進皮膚傷口的愈合,因此橋粒是一種動態(tài)結(jié)構(gòu)。正因為如此,橋粒對于皮膚屏障的保護并不局限于維持角質(zhì)細胞間的連接,還在于及時將凋亡的細胞從角質(zhì)層中擠壓出去,維護細胞的正常代謝。Thomas等[14]研究表明,當橋粒存在缺陷時,會使擠壓過程受損,無法將凋亡的細胞正常排出。
緊密連接(tight junction,TJ)位于顆粒層,與橋粒一起負責封閉角質(zhì)層的細胞間隙,TJ同樣是一個高度動態(tài)的結(jié)構(gòu),但與橋粒不同的是,它不僅是個連接結(jié)構(gòu),還是具有離子和大小選擇性的細胞旁通道,同時可以向細胞內(nèi)部傳遞信號,在各種細胞過程中調(diào)節(jié)細胞的基因表達、增殖和分化,并在細胞應激反應中發(fā)揮作用[15]。Claudin-1是表皮TJ的主要成分,在Claudin-1基因敲除的小鼠中,會出現(xiàn)TJ功能障礙、角質(zhì)層形成異常等現(xiàn)象。當Claudin-1完全喪失時,還會出現(xiàn)NISCH綜合征[16]。
表皮脂質(zhì)分為兩種,一種為細胞間脂質(zhì)即結(jié)構(gòu)性脂類(lipids),其有利于某些小分子營養(yǎng)物質(zhì)的吸收滲透,并結(jié)合、固定一部分水分子,防止表皮出現(xiàn)干燥缺水的現(xiàn)象;另一種為潤澤脂質(zhì),又被稱為皮脂膜(sebum membrane),具有潤滑皮膚、穩(wěn)定皮膚屏障、抗感染等作用。
神經(jīng)酰胺類化合物(ceramide,Cer)是結(jié)構(gòu)性脂質(zhì)的主要成分,含有大量的親水性基團,可以促進表皮的水合作用,防止皮膚干燥脫屑。神經(jīng)酰胺還可以調(diào)節(jié)樹突狀細胞的凋亡、成熟和抗原提呈能力,以及中性粒細胞的吞噬和遷移,介導病毒傳入等[17]。局部應用神經(jīng)酰胺為主的潤膚劑可以防止特異性皮炎的發(fā)生[18]。但有研究表明,神經(jīng)酰胺可以在感染后誘導促炎性細胞因子的下游信號產(chǎn)生傳導,協(xié)調(diào)免疫細胞的激活,從而產(chǎn)生M-CSF等生存因子[17]。這在一定程度上加重了皮膚屏障的炎癥破壞。據(jù)此,在皮膚疾病的臨床治療中,應注意神經(jīng)酰胺在炎癥方面的雙向作用。
膽固醇(cholesterol,CHOL)是角質(zhì)層主要的類固醇物質(zhì),同樣屬于結(jié)構(gòu)性脂質(zhì),負責調(diào)節(jié)角質(zhì)層細胞的聚合和剝離。膽固醇與皮膚屏障的通透性密切相關,當皮膚屏障遭到急性破壞后,膽固醇加速生成以修復皮膚屏障。此前有研究認為膽固醇含量與加速從皮膚失水中恢復有關,但Sochorová等[19]研究發(fā)現(xiàn),無膽固醇和40%膽固醇之間的皮膚水分損失沒有變化。因此,膽固醇含量對皮膚水分的影響還有待進一步詳細研究。Sandoval等[20]在臨床治療中發(fā)現(xiàn)局部應用膽固醇與膽固醇合成抑制劑具有逆轉(zhuǎn)兒童綜合征的皮膚癥狀的潛力,同時可以抑制有毒代謝產(chǎn)物的積累。
游離脂肪酸(free fatty acid,F(xiàn)FA)是結(jié)構(gòu)性脂質(zhì)中另一重要組分,它可以維持皮膚pH值,控制脂質(zhì)膜的物理性質(zhì)和穩(wěn)定性[21]。此外,游離脂肪酸鏈的長度對于保護皮膚屏障方面具有重要的作用,在特應性皮炎(atopic dermatitis,AD)患者中,游離脂肪酸鏈的長度縮短使得皮膚滲透性增加[22]。
角鯊烯是潤澤脂質(zhì)的標志性成分,它可以保護機體的皮脂,抵御紫外線引起的過氧化反應,并通過增強抗原呈遞和炎癥反應來抑制微生物的生長繁殖。
在臨床中有許多皮膚病都與皮膚屏障功能異常有關。銀屑病作為臨床常見皮膚疾病,其病理表現(xiàn)通常是表皮角化過度伴有角化不全,且角質(zhì)細胞還會分泌多種炎癥因子,例如近年研究發(fā)現(xiàn),在銀屑病的炎癥微環(huán)境下,角質(zhì)形成細胞會高度表達成纖維細胞生長誘導因子14,進而促進細胞增殖及相關炎癥反應[23]。神經(jīng)酰胺作為皮膚重要的脂質(zhì)成分,當其傳輸過程受阻,會造成角質(zhì)化包膜形成障礙,導致魚鱗病的發(fā)生[24]。有些表皮結(jié)構(gòu)還會和疾病形成惡性循環(huán),如AD的病理學表現(xiàn)為皮膚屏障遭到破壞,誘導趨化因子增加[25],造成 TJ 滲漏,而皮炎可能通過 TJ 滲漏進一步損害角質(zhì)層屏障,形成AD的慢性炎癥[26-27]。
中醫(yī)學里并沒有皮膚屏障一詞,但有腠理、皮毛等說法,這些概念與現(xiàn)代醫(yī)學中的皮膚屏障有相似之處?!夺t(yī)學衷中參西錄》中說: “人之營衛(wèi)皆在太陽部位,衛(wèi)主皮毛,皮毛之內(nèi)有白膜一層名為腠理”。在皮膚疾病的臨床診療中,皮膚的疾患往往不是孤立存在的,而是與內(nèi)在的機體功能相關。
2.1.1 皮膚屏障與肺 《素問·五臟生成論篇》:“肺之合皮也,其榮毛也?!狈沃饕簧碇畾猓隗w合皮,其華在毛。皮毛在人體起到防御外邪、調(diào)整代謝、維持體溫等功能,而這些正契合了皮膚屏障的生理功能。皮膚屏障功能的正常發(fā)揮,其基礎在于肺。肺臟功能直接影響著皮膚屏障功能。肺主宣發(fā)衛(wèi)氣,衛(wèi)氣宣發(fā)充分,可抵御外邪侵襲;且能溫煦筋脈肌肉,使其能正常發(fā)揮屏障功能。肺氣還能宣發(fā)津液氣血等物質(zhì)于皮膚以潤澤之,使皮毛獲得濡養(yǎng)、滋潤及抵御外邪的能力[28]。正如《靈樞·本臟》云:“衛(wèi)氣者,所以溫分肉,充皮膚,肥腠理,司開闔者也……衛(wèi)氣和則分肉解利,皮膚調(diào)柔,腠理致密矣”,指衛(wèi)氣有溫養(yǎng)肌肉,使之滑潤,通利無滯;充養(yǎng)皮膚腠理使之柔潤有光澤,腠理致密;主司腠理玄府開合使汗液排泄有制[29]。若肺的宣發(fā)肅降功能失常,衛(wèi)氣無以為出,無法護衛(wèi)機體,皮膚易發(fā)生風團,瘙癢;水精無法布散于皮毛肌表,皮膚屏障功能被削弱,出現(xiàn)皮膚干燥、脫屑。
2.1.2 皮膚屏障與脾 脾主運化,主肌肉四肢。脾為后天之本,氣血生化之源,皮膚屏障功能的正常發(fā)揮要仰仗脾胃所化生的水谷精微,故脾是皮膚屏障發(fā)揮正常功能的物質(zhì)基礎。脾升胃降,升清降濁,如此循環(huán),營養(yǎng)全身,熏蒸皮毛。脾臟將水谷中的精微物質(zhì)上輸于肺,布散周身,同時化生氣血津液,內(nèi)養(yǎng)臟腑,外榮肌膚。若脾失健運,水濕內(nèi)停,濕郁化熱,外泛肌膚,則發(fā)為水皰、濕疹等疾患;脾胃功能紊亂,氣血化生乏源,皮膚則容易出現(xiàn)晦暗干燥,角化和萎縮;又因為脾開竅于口,脾胃濕氣外泛口角,則發(fā)為口周皮炎、唇炎等疾病。目前臨床上已經(jīng)運用中藥通過加強脾胃功能來改善皮膚屏障,如趙紹斌等[30]用參苓白術(shù)散加減治療脾虛濕盛型濕疹92例,發(fā)現(xiàn)可有效地改善患者皮膚瘙癢、紅斑、丘疹等癥狀。
2.1.3 皮膚屏障與心 “諸痛瘡瘍皆屬于心”,心主血脈,為五臟六腑之大主,任何臟腑的病變都與心有關,心是皮膚屏障正常發(fā)揮功能的內(nèi)在動力。脾主升清,輸送水谷精微貫注于心,心化赤為血,充盈血脈,滋養(yǎng)臟腑,濡養(yǎng)肌膚,氣血津液充足,皮膚屏障的分泌與增殖活動以及細胞間連接才能正常。心屬火,火性炎上,若心火熾盛,隨氣血外發(fā)肌膚,角質(zhì)細胞發(fā)生腫脹變形,細胞間連接被破壞,則發(fā)為瘡瘍、膿皰。心火上炎,熏蒸面部,則出現(xiàn)面赤、口舌生瘡等癥狀。通過清心降火、滋陰補腎可以治療面部的火熱性疾病。肖巍[31]用以導赤散為基礎的消風導赤散聯(lián)合醫(yī)學護膚品治療兒童特應性皮炎,結(jié)果發(fā)現(xiàn)治療組臨床療效較對照組更佳(P<0.05),且復發(fā)率更低。
2.1.4 皮膚屏障與肝 肝主藏血,主疏泄,喜調(diào)達而惡抑郁。肝可疏泄膽汁協(xié)助脾胃運化,輔助脾胃升降,運化精微;肝還可藏血以輔助脾臟統(tǒng)血之權(quán),使血液不泛于肌膚之間,進一步保護皮膚屏障功能。因此,肝臟是調(diào)節(jié)皮膚屏障功能的樞紐。肝臟與肺構(gòu)成升降樞機,影響著表皮黑色素的轉(zhuǎn)運,肝臟氣機條達,與肺臟升降相應,黑色素就可在皮膚中正常轉(zhuǎn)運和代謝;若肝氣郁滯,肝失疏泄,樞機不利,黑色素的合成和代謝失常,堆積于表皮,造成色素沉著性疾病,如黃褐斑等。肝失疏泄,影響脾胃運化,脾胃化生氣血乏力,不能滋養(yǎng)體膚,皮膚屏障功能則會降低;肝無以藏血,肝陰虧虛,肝風內(nèi)動,造成皮膚干燥、脫屑等癥狀。陳軍等[32]利用不同濃度的小柴胡湯對培養(yǎng)的細胞進行處理,發(fā)現(xiàn)與正常組比較,隨著濃度的增加,小柴胡湯水煎液能夠明顯下調(diào)細胞TYR、TRP-1、TRP-2 mRNA 的表達(P<0.05),從而抑制黑色素的生成。
2.1.5 皮膚屏障與腎 腎主封藏,為先天之本,也為一身陰陽之根本,腎之陽氣溫煦全身,溫暖脾土以化水谷,蒸化水液以助肺之肅降;腎之陰精濡潤臟腑,上制心火,滋養(yǎng)心陰,充養(yǎng)血脈;下養(yǎng)肝血,制約肝陽,防止肝氣上逆。腎的生理功能是皮膚屏障功能得以形成的本源。由于腎為先天之本,故許多先天性皮膚疾病多與腎臟關系密切,腎之陰陽失衡,可引發(fā)紅斑狼瘡、肌痹等多種疾?。荒I之精血不足,皮膚失于滋養(yǎng),可發(fā)生皮膚屏障功能的異常,造成毛發(fā)病變和色素異常性皮膚疾病。利用中藥補腎益精可治療相關的疾病。郭健欣等[33]以去卵巢的大鼠作為實驗對象探究左歸丸對其老化的影響機制,結(jié)果發(fā)現(xiàn)左歸丸組皮膚組織細胞外基質(zhì)中的水含量增多(P<0.05),皮膚組織中的透明質(zhì)酸濃度、HABP1蛋白和COL1蛋白表達上調(diào),說明左歸丸可以保護去卵巢大鼠的皮膚。
氣血是構(gòu)成人體和維持人體生命活動的基本物質(zhì),氣血環(huán)流全身,內(nèi)走臟腑,外行肌膚,所以皮膚的功能與形態(tài)變化與氣血有著直接的關系,其盛衰與否以及運行是否正常是皮膚屏障重要的影響因素。氣行肌表,維持皮膚屏障的功能,保證角質(zhì)細胞的正常代謝和腺體的正常分泌;血的濡養(yǎng)則可保證角質(zhì)細胞的正常形態(tài)。氣血虛弱,衛(wèi)外不固,可引起蕁麻疹;氣滯血瘀,則容易造成皮膚的瘀斑及形成色素沉著。楊皓然等[34]通過觀察六君子湯對皮膚功能障礙小鼠的影響,發(fā)現(xiàn)六君子湯可降低經(jīng)皮水分丟失量并升高神經(jīng)酰胺的含量。王麗芬等[35]用健脾養(yǎng)血祛風湯治療血虛風燥型特應性皮炎患者,治療后患者 TEWL 水平明顯降低,皮脂含量與角質(zhì)層含水量明顯升高,瘙癢程度VAS評分減輕。王建軍等[36]利用血府逐瘀湯加減治療日曬斑,發(fā)現(xiàn)治療組臨床療效優(yōu)于對照組(P<0.05),主要癥狀改善優(yōu)于對照組(P<0.05)。
津液是指人體內(nèi)正常水液的總稱,是組成人體和維持機體生命活動的基礎物質(zhì),具有潤澤和營養(yǎng)的作用。在現(xiàn)代醫(yī)學中,皮膚同樣具有儲存水分的功能,其所含的水分可以維持角質(zhì)層和機體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定以及調(diào)節(jié)機體水液代謝,故津液不僅影響著皮膚屏障的功能,更是皮膚屏障的重要組成部分。若津液虧損,臟器和孔竅失于濡養(yǎng),角質(zhì)層的含水量下降,角質(zhì)細胞缺乏彈性,臨床上出現(xiàn)皮膚干燥脫屑、毛發(fā)枯槁等癥狀。若臟腑失調(diào),水液停聚,角質(zhì)細胞過度水合,外界的刺激物則易穿透表皮,造成過敏,臨床上常出現(xiàn)濕疹等疾病。中醫(yī)可通過祛風潤燥、利水除濕等方法進行治療。余登敏等[37]利用加味玉女煎治療血熱風燥型面部脂溢性皮炎,結(jié)果發(fā)現(xiàn)治療組總有效率為 97.06%,高于對照組的87.10%。王怡冰等[38]用加味除濕胃苓湯治療慢性蕁麻疹,結(jié)果顯示:治療組有效率為91.43%,高于對照組的68.57%。
現(xiàn)代醫(yī)學對于皮膚屏障的研究不斷深入,從更微觀、更全面的角度進一步發(fā)現(xiàn)角質(zhì)層各組分的生理功能。中醫(yī)中雖無皮膚屏障這一概念,但中醫(yī)的整體觀念在皮膚病的治療中是重要的指導原則,皮膚與人體的臟腑及氣血津液等都有密切的聯(lián)系。通過進一步了解皮膚屏障功能,并發(fā)揮中醫(yī)藥的獨特優(yōu)勢,對于皮膚病的臨床診療具有重要意義,也為以后的研究提供了新的視角和方向。