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第二节 穴位与皮肤的结构与功能
《素问·皮部论》云:“皮者脉之部也。邪客于皮则腠理开,开则邪入客于络脉,络脉满则注于经脉,经脉满则入舍于腑脏也。”皮部是经络之气散布的区域,属于人体的最外层,又与经络气血相通,为机体卫外的屏障,具有保卫机体、抗御外邪和反映病理变化的作用。任何刺灸法首先而且无一例外都要对皮肤施加刺激,特别是皮内针刺激法、梅花针刺激法和所有的热灸刺激法,以及其他外治法如按摩、推拿、拔火罐、刮痧疗法等。故皮肤的结构和功能构成了产生针灸效应最重要的组织。
一、皮肤的一般结构与功能
皮肤是人体最大的器官,总重量约占体重的15%,总面积为1.5~1.8m 2,厚度因人或因部位而异,约为0.5~4mm。皮肤由表皮(epidermis)、真皮(dermis)和皮下(subcutis)组织组成,表皮与真皮之间由基底膜带连接(图6-1)。皮肤含有丰富的血管、淋巴管、神经、肌肉和各种皮肤附属器官,包括毛发、毛囊、皮脂腺、小汗腺、顶泌汗腺、甲等。皮肤覆盖整个体表,在口、鼻、尿道口、阴道口、肛门等处与体内管腔黏膜相移行。
图6-1 皮肤的结构
皮肤在演化的过程中,表皮的变化主要是角化程度不断地增加。皮肤覆盖全身,它使体内各种组织和器官免受物理性、机械性、化学性和病原微生物性的侵袭。皮肤具有两个方面的屏障作用:一方面防止体内水分、电解质和其他物质的丢失;另一方面阻止外界有害物质的侵入,保持着人体内环境的稳定,同时皮肤也参与人体的代谢过程。皮肤颜色的深浅主要取决于皮肤内黑色素和胡萝卜素含量的多少,也与真皮内血液供应的情况、表皮的厚薄以及生活环境中接触紫外线照射的多少有关。
1.表皮
表皮是皮肤最外面的一层,平均厚度为0.2mm。表皮由外胚层分化而来,属复层鳞状上皮,主要由角质形成细胞和树枝状细胞两大类组成。树枝状细胞包括黑素细胞(melanocyte)、朗格汉斯(Langerhans)细胞和Merkel细胞。
角质形成细胞是表皮的主要细胞,约占80%以上,在分化过程中产生角蛋白。表皮在光镜下由外向内分为角质层、透明层、颗粒层、棘层和基底层。角质层由5~20层已经死亡的扁平、无核的细胞组成,胞内细胞器结构消失;它能抵抗摩擦,防止体液外渗和化学物质内侵。透明层为2~3层扁平、境界不清、紧密相连的透明细胞,胞浆中有较多疏水的蛋白结合磷脂并与张力细丝融合在一起,有防止水及电解质通过的屏障作用;此层于掌、跖部位最明显。颗粒层一般为2~4层扁平梭形细胞,细胞核和细胞器在该层溶解;特征是细胞内可见形态不规则的嗜碱性的透明角质颗粒。棘层位于基底层上方,一般有4~8层多角形的棘细胞,核大呈圆形;离基底层越远,棘细胞分化越好,趋于扁平;胞浆内有许多张力细丝,聚集成束,并附着于桥粒上,棘层上部棘细胞胞浆中有一些100~300nm的长形有胞膜颗粒。基底层位于表皮的最下层,由一层排列呈栅状的圆柱细胞组成,长轴与基底膜带垂直;胞浆嗜碱性,胞核位置偏下,呈卵圆形、核仁明显,核分裂象较常见,胞浆内含有从黑素细胞获得的黑素颗粒,主要分布于细胞核上方,角质形成细胞每日大约有10%的细胞进行核分裂活动、上移,由基底层移行至颗粒层约需14日,再移至角质层表面而脱落又需14日。
皮肤的屏障主要是角质层,可有效防止机械性损伤。真皮内的胶原纤维、弹力纤维和网状纤维交织成网,使皮肤具有一定的弹性和伸展性,增强了抗拉力。皮下脂肪具有缓冲作用,能抵抗外界的冲击和挤压。皮肤对光线有反射和吸收作用,角质层细胞有反射光线和吸收短波紫外线(波长为180~280nm)的作用,棘细胞和基底细胞可吸收长波紫外线(波长为320~400nm)。皮肤的角质层也是防止外来化学物质进入体内的第一道防线。角质层细胞具有完整的脂质膜,胞浆富含角蛋白,细胞间有丰富的酸性糖胺聚糖,具有抗弱酸、弱碱的作用。致密的角质层和角质形成细胞间通过桥粒结构连接,能机械性地防止一些微生物的侵入。致密的角质层结构和表面的脂质膜可防止体液过度蒸发。但角质层深层含水量多,浅层含水分少,一些液体可通过浓度梯度的弥散而丢失。皮肤具有吸收外界物质的能力,主要通过透过角质层细胞和间隙、毛囊、皮脂腺和汗管吸收。
黑素细胞起源于外胚层神经嵴,在胚胎期50日左右移至基底层细胞间,约占基底层细胞的10%。毛囊和黏膜等也有黑素细胞。黑素细胞位于基底层角质形成细胞之间,胞浆透明,胞核较小。银染色及多巴染色显示有较多的树枝状突起,伸向邻近的角质形成细胞。黑素细胞与其邻近一定数量的角质形成细胞紧密配合,向它们输送黑素颗粒,形成表皮黑素单元。黑素细胞对紫外线的吸收作用最强,受紫外线照射后可产生更多的黑素,并传递给角质形成细胞,增强皮肤对紫外线照射的防护能力。
朗格汉斯细胞来源于骨髓的免疫活性细胞,分布于表皮基底层以上部位,约占表皮细胞的3%~5%。电镜下不含张力细丝及黑素小体,无桥粒结构。重要特点是胞浆中有特征性的Birbeck颗粒,它是吞噬外来抗原时胞膜内陷形成,是一种消化细胞外物质的吞噬体或抗原贮存形式。朗格汉斯细胞有吞噬处理抗原的能力,并迁移至局部引流淋巴结,分化为成熟的树枝状细胞,失去吞噬能力,但具有很强的抗原递呈能力(Stoitzner等,2006)。
Merkel细胞是具有短指状突的细胞,位于基底层之间。Merkel细胞与角质形成细胞有桥粒相连,常贴附于基底膜。胞浆内含有许多神经内分泌颗粒。胞核呈圆形,常有深凹陷或分叶状,细胞顶部伸出几个较粗短的突起到角质形成细胞之间。Merkel细胞多见于掌跖、指趾、生殖器部位及毛囊上皮中。Merkel细胞的基底部与脱髓鞘的神经末梢之间有非桥粒连接,形成Merkel细胞-轴索复合体,是一种突触结构,能感受触觉。原来认为,该细胞的祖系是神经嵴细胞,但根据Morrison等(2009)采用基因技术证明,去除神经嵴细胞祖系 Wnt1 Cre成分并不影响Merkel细胞,而去除皮肤的 Krt14 Cre成分则发育的皮肤不再有Merkel细胞,故而这种细胞源自于皮肤本身。
皮肤基底膜带位于表皮与真皮之间,可分为4个不同结构区域:胞膜层、透明层、致密层和致密下层。除使真皮、表皮紧密连接外,还具有渗透和屏障作用。表皮无血管,营养物质通过基底膜带进入表皮,代谢产物又通过其进入真皮。基底膜带限制相对分子质量大于4万的大分子通过。当基底膜带损伤时,炎症细胞和肿瘤细胞以及大分子可通过其进入表皮。如果基底膜带结构异常,可导致真皮与表皮分离,形成水疱。
2.真皮和其他附属组织
真皮由中胚层分化而来。真皮自上而下分为乳头层和网状层。乳头层为突向表皮底部的乳头状隆起,与表皮突犬牙交错样相接,内含丰富的毛细血管和毛细淋巴管,还有游离神经末梢和囊状神经小体。网状层较厚,位于乳头层下方,有较大的血管、淋巴管、神经、皮肤附属器及较粗纤维。
皮下组织位于真皮下方,其下与肌膜组织相连,由疏松结缔组织及脂肪小叶形成,又称皮下脂肪层。含有血管、淋巴管、神经、小汗腺、顶泌汗腺等。
有毛皮分长毛、短毛和毫毛3种。毛发由角化的角质细胞构成。每根毛发可分为露出皮肤以外的毛干和藏在皮肤之内的毛根两部分。毛根是毛发生长的基础,由于毛根不断生长,毛干才不断生长。毛根部含有色素细胞使毛发呈现颜色。毛囊是毛发根部的膨大部分,除了手掌、脚掌之外,毛囊分布全身。毛发的生长受内分泌控制,睾丸酮能促进须部、腋部和阴部毛发生长。毛发与皮肤间有一定的倾斜度,一侧有受交感神经支配的立毛肌,精神紧张和寒冷可引起立毛肌收缩。每平方厘米约5根汗毛。
皮脂腺属泡状腺体,由腺泡和短的导管构成。腺体呈泡状,无腺腔,外层为扁平或立方形细胞,周围有基底膜带和结缔组织包裹。腺体细胞由外向内逐渐增大,胞浆内脂滴增多,最终破裂而释出脂滴,经导管排出,故皮脂腺为全浆腺。导管由复层鳞状上皮构成,开口于毛囊上部,位于立毛肌和毛囊的夹角之间,立毛肌的收缩可促进皮脂的排泄。在颊黏膜、唇红部、妇女乳晕、大小阴唇、眼睑、包皮内侧等区域,皮脂腺不与毛囊相连,腺导管直接开口于皮肤表面。头、面及胸背上部等处皮脂腺较多,称为皮脂溢出部位。皮脂腺分布广泛,存在于掌跖和指趾屈侧以外的全身皮肤。每平方厘米约有15个皮脂腺,其分泌油性皮脂,盖在皮肤表面,防止水和水溶性物质透入而起保护作用。
小汗腺属单曲管状腺,分为分泌部和导管部。分泌部位于真皮深部和皮下组织,由单层分泌细胞排列成管状,盘绕成球形。分泌部的外方围绕一层肌上皮细胞,最外为基底膜带。小汗腺有两种分泌细胞,即明细胞和暗细胞。明细胞为分泌汗液的主要细胞。导管部也称汗管,由两层小立方形细胞组成。汗管与分泌部盘绕连接,向上穿行于真皮中,最后一段呈螺旋状穿过表皮,开口于汗孔。除唇红、包皮内侧、龟头、小阴唇及阴蒂外,小汗腺遍布全身,约为每平方厘米100个,以足跖、腋、额部较多,背部较少。小汗腺周围分布丰富的节后无髓交感神经,支配小汗腺分泌和排泄活动。神经末梢释放神经介质主要是乙酰胆碱,后者作用于腺体明细胞分泌出类似血浆的超滤液,再通过导管对Na +的重吸收变成低渗性。
顶泌汗腺(apocrine glands)主要位于腋窝、乳晕、脐窝、肛周和外生殖器等部位,一般要到青春期才充分发挥作用。
皮肤中有感觉神经和运动神经,通过它们与中枢神经系统联系,可产生各种感觉,支配运动及完成各种神经反射。皮肤的神经支配成节段状,但相邻节段间有重叠。皮肤中的神经纤维分布在真皮和皮下组织中。皮肤感觉神经分为两类:①分布在表皮的游离神经末梢或藤状终末器(Merkel细胞);游离神经末梢也含有围神经细胞,包括Schwann细胞质和多样细胞器。②分布在真皮部分也有游离神经末梢、毛囊神经纤维网和囊状小体。囊状小体系末梢外面有结缔组织的被囊包裹,能感受压、触、热和冷觉,包括:Vater-Pacini小体,分布于掌跖、乳头和生殖器的真皮和皮下组织;Meissner小体,分布于掌跖真皮乳头内;Ruffini小体,分布于掌皮肤真皮中;Krause小体,分布于龟头、包皮、阴蒂、小阴唇和肛周等处的真皮乳头层内。人体每平方厘米皮肤约有100~200个痛点,25~50个触点,13个冷觉点和2个热觉点。皮肤的感觉可分两类:一类是单一感觉,皮肤内的多种感觉神经末梢将不同的刺激转换成具有一定时空的神经动作电位,沿相应的神经纤维传入中枢,产生不同性质的感觉,如触觉、压觉、痛觉、冷觉和温觉;另一类是复合觉,即皮肤中不同类型感觉神经末梢共同感受的刺激传入中枢后,由大脑综合分析形成的感觉,如干、湿、光、糙、硬、软等。另外有形体觉、两点辨别觉、定位觉、图形觉等。这些感觉经大脑分析判断,作出有益于机体的反应。皮肤运动神经来自交感神经的节后纤维。交感神经的肾上腺素能神经纤维支配立毛肌、血管、血管球、顶泌汗腺和小汗腺的肌上皮细胞。交感神经的胆碱能神经纤维支配小汗腺的分泌细胞。
皮肤的血管具有营养皮肤组织和调节体温的作用。皮肤的血管有两种类型:①营养血管:真皮中有由微动脉和微静脉构成的乳头下血管网和真皮下血管网,相邻血管网之间有垂直的交通支相连。皮肤的毛细血管大多为连续型,由连续的内皮构成管壁,相邻的内皮细胞间有细胞连接。②具有调节体温作用的血管结构:在指趾、耳廓、鼻尖和唇等处真皮内有较多的动静脉吻合,称为血管球。当外界温度变化明显时,在神经支配下,球体可以扩张和收缩,控制血流,从而调节体温。
皮肤淋巴管的盲端起始于真皮乳头层的毛细淋巴管。毛细淋巴管管壁很薄,只由一层内皮细胞及稀疏的网状纤维构成。毛细淋巴管汇合为管壁较厚的具有瓣膜的淋巴管,形成乳头下浅淋巴网和真皮淋巴网,经皮下组织通向淋巴结。毛细淋巴管内的压力低于毛细血管及周围组织间隙的渗透压,故皮肤中的组织液、游走细胞、细菌、病理产物、肿瘤细胞等均易进入淋巴管而到达淋巴结,最后被吞噬处理或引起免疫反应。
皮肤内最常见的肌肉是立毛肌,由纤细的平滑肌纤维束构成。其一端起自真皮乳头层,另一端插入毛囊中部的结缔组织鞘内。精神紧张及寒冷可引起立毛肌的收缩。此外,尚有阴囊的肌膜和乳晕的平滑肌。汗腺周围的肌上皮细胞也有平滑肌的功能。
二、皮肤是重要的神经-内分泌器官
近年来,皮肤及皮肤神经、神经内分泌轴、免疫系统之间的交互作用网络的生物学体系已经建立,Skin-Brain-Axis(皮-脑轴)的现代概念已经完备。
皮肤作为人体的最大器官,在生物学功能上是构成机体内外环境间的一道屏障。它永久地暴露在各种不同的应激环境之中,如太阳和热的辐射,以及机械的、化学的和生物学的侵袭。由于它的功能特性和结构上的多样性,皮肤必须在进化过程中形成特有的生物学结构来应对各种有害应激源的攻击(图6-2A)。
图6-2 皮肤应激(此处以紫外线损伤为例)时皮肤的内分泌-免疫功能启动,刺激皮肤和肾上腺皮质激素分泌(A);针刺、热灸、刮痧等刺激也可能启动皮肤的这种功能。皮肤的这种内分泌-免疫调节可通过系统内分泌途径发挥作用,更可能通过局部的旁分泌和自分泌途径发挥作用(B)(引自Slominski等,2008)
从发生学来看,皮肤与中枢神经系统均来源于神经外胚层,皮肤神经末梢分布复杂并表达多种激素和相关受体,这种特性意味着皮肤与神经内分泌可能存在某种内在联系。近年来,人们已经注意到一些非内分泌组织中存在具有分泌功能的细胞,通过神经递质、激素或肽类物质传递信息,作用于邻近细胞或自身细胞,产生生理效应(图6-2B)。这种功能分别称为旁分泌(paracrine;细胞能分泌一些生物活性物质或激素,此类信息物质不进入血液循环,而是通过扩散作用于其周围细胞的受体,发挥调控功能)、邻分泌(justacrine;作用于毗邻的细胞受体);另外,还有一种是自分泌(autocrine;作用于分泌该激素或活性物质细胞自身的膜受体,发挥调控自身的功能)和胞内分泌(intracrine;细胞合成的活性物质直接作用于该细胞自身)。皮肤的神经内分泌系统在结构上紧密连接,分为表皮内分泌和真皮内分泌单元,它们又相互影响,可以通过溶解并透过基底膜,也可以通过感觉神经末梢连接真皮和表皮的结构。感觉神经元通过轴突反射释放神经肽到真皮或表皮的神经末梢,传递顺行或逆行的冲动,再通过特定的联系来传递信息到达靶细胞。靶细胞的活性由神经肽介导,而神经肽的合成和释放主要由无髓C-多觉感受器或有髓A感受纤维参与。皮肤具有独立的外周神经内分泌功能,角质形成细胞、黑色素细胞、成纤维细胞和免疫细胞被认为是神经内分泌单位,这些细胞通过旁分泌和自分泌的方式相互作用,形成一完整有序的神经内分泌网络。目前研究最为广泛和成熟的是皮肤存在与中枢相似的下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)系统。
一系列研究表明,皮肤中表皮和真皮的角质形成细胞(特别是毛囊周围的角质细胞)、黑素细胞、成纤维细胞、肥大细胞都具有合成、分泌和表达HPA轴成分,发挥中枢样HPA轴的功能;特别是皮脂腺和毛囊被认为是一完整的微内分泌器官(图6-3)。
图6-3 体外培养的人头皮毛囊HPA轴免疫反应(IR)的关键调控环节
用10 -7M CRH处理6天后,毛囊根部鞘外周(ORS)的ACTH-IR(A)、α-MSH-IR(B)和CRHR1/2-IR(C)与对照相比有显著增强。用10 -7M ACTH处理6天后,与对照相比皮质醇cortisol-IR(D)在ORS也显著增强。用10 -7M皮质醇处理6天后,糖皮质激素GR-IR(E)在ORS也比对照显著增强,而在ORS和基底膜的CRH-IR(F)和对照相比是下调的(引自Slominski等,2007)
1.皮肤角质形成细胞具有复杂的系统内分泌功能
表皮由三维的神经网络支配,末梢为无髓的C类纤维,起于真皮和基底膜,分别进入表皮的角质细胞、黑素细胞、朗格汉斯细胞和Merkel细胞。这4类细胞都有各类神经激素及细胞因子的受体,或者可以合成分泌激素和合成释放神经递质,调节局部和全身的活动。皮肤中表皮和真皮的角质形成细胞(特别是毛囊周围的角质细胞)具有相关激素和活性物质的合成酶系统及相关受体(Chen和Zouboulis,2009;Langan等,2010;Krahn-Bertil等,2010;Nordlind等,2008;Ohnemus等,2006;Roosterman等,Slominski等,2000;2006)。已经明确的有:乙酰胆碱(Ach)、降钙素基因相关肽(CGRP)受体、阿黑皮素原(POMC)肽[促黑素细胞激素(MSH)、促肾上腺皮质激素(ACTH)、β-内啡肽]、促肾上腺皮质激素释放激素受体(CRH-R)、内源性大麻素(EC)、白介素-31(IL-31)、激肽释放酶(KLK,血管舒缓素)、蛋白酶、激酶(Kinins)、白三烯(Leukotriene B 4)、内源性香草酸(Endovanilloids,TRPV-1)受体、神经生长因子(NGF)、神经营养因子(NT)、神经肽Y(NPY)、垂体腺苷酸环化酶激活肽(PACAP)、前列腺素(PG)、生长抑素(SST)、血管活性肠肽(VIP)、5-羟色胺(5-HT)、甲状腺素(TH)、雌激素和受体(图6-4)。
图6-4 在正常人类皮肤的雌激素相关受体(ERRβ)抗人类ERRβ抗体免疫组化反应
A:女性整块皮肤;C、D分别为×40和×100倍放大;E:汗腺;F:皮脂腺;G:毛囊;B:男性整块皮肤。阴性对照为插入的左下方方块,阳性对照示于图H的前列腺(引自Krahn-Bertil等,2010)
2.皮肤具有自身的褪黑激素生成系统
研究表明,褪黑激素参与毛发生长周期、色素沉着、黑色素瘤等皮肤功能。几种皮肤细胞如正常及恶变的角质化细胞、黑素细胞和成纤维细胞能够表达褪黑激素受体。褪黑激素也能抑制紫外(UV)引起的皮肤细胞损害,显示出很强的抗氧化活性。皮肤细胞也具有将L-色氨酸转化为5-HT和褪黑激素的酶系统。因此,局部合成的褪黑激素可以抵消或缓冲外部环境或内部应激对皮肤的损伤,以维持其体内的稳态系统(Slominski等,2005)。
黑素细胞还可释放Ach、内皮素、POMC肽(MSH、ACTH、β-内啡肽)、5-HT、甲状腺素等。
3.皮肤中Merkel细胞、Langerhans细胞、成纤维细胞、皮脂腺细胞等具有内分泌功能
Merkel胞浆含有丰富的颗粒状物质,其中包含VIP、M-脑啡肽、5-HT、P物质(SP)、胰抑制素、降钙素基因相关肽(CGRP)、垂体腺苷酸环化酶促多肽、生长抑素、食欲素原(Beiras-Fernández等,2004)、谷氨酸和胃泌素等主要神经递质或神经调质及其相应受体(Tachibana等,2005)。皮肤中Langerhans细胞具有分泌POMC肽(MSH、ACTH)、SST和TRPV-1等受体的功能。皮肤成纤维细胞具有分泌内皮素(ET)、NGF、NT、POMC、SST、5-HT的功能。皮脂腺细胞具有分泌POMC肽(MSH、ACTH、β-内啡肽)、雄性激素、雌激素的功能;具有雌激素受体和TRPV-1受体。
三、皮肤是重要的神经-免疫器官
人类对皮肤与免疫关系的认识经历了一个由浅入深的渐进过程。1970年,Fichtelium等提出皮肤是“初级淋巴器官”,前体淋巴细胞可在皮肤中分化成熟,成为免疫活性淋巴细胞;1978年,Streilein提出“皮肤相关淋巴样组织”,初步提出了皮肤内的角质形成细胞、淋巴细胞、朗格汉斯细胞和血管内皮细胞在皮肤免疫中可发挥不同的作用;1987年,Bos等提出皮肤免疫系统(SIS)学说,给免疫学的发展带来深远影响(图6-5)。皮肤的免疫系统包括定居的细胞群、募集的细胞群和再循环的细胞群。定居的细胞群为生理状况下构成皮肤的细胞,包括角质细胞、成纤维细胞、血管和淋巴内皮细胞、肥大细胞、组织巨噬细胞、T淋巴细胞和树突状细胞。募集的细胞群包括单核细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞和中性粒细胞,以及肥大细胞T和B淋巴细胞。再循环细胞群是通过循环到达皮肤的,包括树突细胞、自然杀伤细胞和T淋巴细胞。
图6-5 角质形成细胞产生的细胞因子有利于朗格汉斯细胞摄取和递呈抗原,并能控制T细胞迁移
皮肤组织内含有免疫相关细胞,如角质形成细胞、朗格汉斯细胞、淋巴细胞、肥大细胞等,这些细胞分泌多种细胞因子组成网络系统,为免疫活性细胞的分化、成熟提供良好的微环境,并对免疫反应起调节作用,以达到免疫的自稳性(引自Kupper和Fuhlbrigge,Nat Rev Immunol.2004,4:211-222)
SIS由两部分组成,即细胞成分及分子成分:
1.SIS的细胞成分
(1)角质形成细胞:
在表皮中,角质形成细胞数量最多,它能表达主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)-Ⅱ类抗原,在T细胞介导的免疫反应中起辅助效应。角质形成细胞能产生许多细胞因子(如IL-1、IL-6、IL-8、IL-10、TNF-α等),均可参与局部免疫反应。此外,角质形成细胞有吞噬功能,能对抗原物质进行粗加工,有利于朗格汉斯细胞摄取和递呈抗原。最近还发现,角质形成细胞可产生IL-10和IL-12,在皮肤免疫应答中起很大作用,IL-12促进Th1细胞发育成熟,而IL-10通过干扰APC抑制Th1发育,角质形成细胞通过选择性分泌IL-10或IL-12,调节皮肤局部Th1和Th2细胞之间的平衡,若二者平衡失调,则会导致病理改变如特应性皮炎(Th2占优势)或银屑病(Th1占优势)的发生。
(2)淋巴细胞:
在皮肤内的淋巴细胞主要为CD4 +T细胞,其次为CD8 +T细胞,主要分布于真皮乳头内毛细血管后小静脉丛周围。T细胞具有亲表皮特性,且能再循环,可在血循环和皮肤器官间进行交换,传递不同的信息。T细胞在角质形成细胞产生的IL-1等作用下分化成熟,并介导免疫反应。
(3)朗格汉斯细胞:
朗格汉斯细胞在表皮内能摄取、处理和递呈抗原,为表皮内主要的抗原提呈细胞(antigen presenting cell,APC)。朗格汉斯细胞分泌许多T细胞反应过程中所需要的细胞因子(如IL-1等),并能控制T细胞迁移。此外,它还参与免疫调节、免疫监视、免疫耐受、皮肤移植物排斥反应和接触性变态反应等。
(4)内皮细胞:
血管内大分子成分及血细胞与血管壁外进行物质交换及细胞外渗等均需内皮细胞积极参与。此外,血管内皮细胞还积极参与合成、分泌、炎症、修复和免疫等过程。内皮细胞形成的内皮转移通道在内吞、外排和物质交换中起重要作用。内皮细胞直接与血流接触,可受激素作用而改变功能;与循环抗体、抗原或免疫复合物接触,可调节这些物质进入血管外组织,因此内皮细胞涉及免疫反应的起始阶段。细胞因子可诱导内皮细胞活化,后者使白细胞的黏附增加,内皮细胞活化是积极和有益的现象,但少数情况下也可引起功能障碍导致疾病。内皮细胞还可合成很多生物活性物质(如纤维连接蛋白、凝血因子、内皮素等),其功能异常可引起许多物质活性和功能异常而导致疾病的发生。
(5)肥大细胞:
肥大细胞(mast cell,MC)由Ehrlich在1879年首先观察到和命名。MC起源于骨髓表达CD34、c-kit和CD13抗原的多能祖细胞,其在前体细胞(表达Fc-εRⅠ和FcγRⅡ/Ⅲ)阶段便离开骨髓,经过血液循环游走到结缔组织或黏膜组织后,增殖并分化成MC。肥大细胞在真皮乳头血管周围密度较高,其表面有IgE Fc受体,能与IgE结合,与Ⅰ型变态反应关系密切。免疫和非免疫机制均能活化MC,使它产生和释放多种生物活性介质(如血管活性物质、趋化因子、活性酶和结构糖蛋白等),参与机体的生理或病理过程。MC不仅参与Ⅰ型变态反应,也可参与迟发性超敏反应。在宿主对病原微生物的防御反应及在机体的免疫调节反应中也发挥着重要作用,而且它在维持机体生理功能恒定方面也有作用。MC作为一种重要的免疫细胞,在人和动物体内分布广泛,其胞浆颗粒内含有多种生物活性物质,如生物胺(如5-HT、组胺、多巴胺)、类胰蛋白酶、胃促胰酶、肿瘤坏死因子、白三烯、前列腺素、血小板活化因子等,MC通过释放这些生物活性物质发挥其功能。MC被认为是先天性免疫系统的“哨兵”,是机体中最古老的免疫细胞。MC数量巨大,位于皮肤上皮细胞表层之下,约10 000~20 000个/mm 3(Schmolke等,1994)。MC是通过其分泌的细胞因子或炎症介质实现其功能的。皮肤MC最重要的生物学功能是作为环境应激的“sensors(传感器)”,也被认为是神经源性炎性反应的“switchboard(开关)”,MC能够合成分泌50多种活性细胞因子;它们是被促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)和相关肽激活,也可被感觉神经纤维逆向激活而发挥其效应。MC脱颗粒可以以多种方式被诱发,其中IgE依赖的免疫学机制是一种主要方式(Collington等,2011)。
肽能神经末梢释放的P物质和神经肽Y(neuropeptide tyrosine,NPY)可通过受体非依赖机制实现促进MC的脱颗粒,进而诱导肥大细胞释放生物活性物质,促进超敏反应的进行,以调节周围靶细胞或靶组织产生复杂效应。而血管活性肠肽(vasoactive intestinal peptide,VIP)则具有抑制肥大细胞脱颗粒并改变其胞内颗粒含量的作用。MC激活后以脱颗粒的方式将类胰蛋白酶释放出来。它可以激活分布于含有神经肽类物质神经表面的蛋白酶激活受体,促进P物质等神经肽类物质的释放,表明MC和神经肽之间存在着功能上的密切联系(Harvima和Nilsson,2011)。
MC还具有释放内源性大麻素、内皮素、血管舒缓素、TRPV-1、NGF、神经营养因子、POMC的功能。
(6)巨噬细胞:
巨噬细胞主要位于真皮浅层,参与免疫反应,处理、调节和递呈抗原,产生和分泌白介素-1(IL-1)、干扰素(IFN)、各种酶、补体、花生四烯酸及其他产物。巨噬细胞在外来微生物的非特异性和特异性免疫反应及在炎症创伤修复中具有核心作用。
(7)真皮成纤维细胞:
真皮成纤维细胞在初级细胞因子刺激下可产生大量次级细胞因子,成纤维细胞还是角质形成细胞生长因子的主要产生细胞之一,后者在创伤修复及IL-1存在情况下产生明显增加。中波紫外线(UVB)照射后皮肤中大部分肿瘤坏死因子-α(TNF-α)由成纤维细胞产生,因此成纤维细胞与角质形成细胞分泌细胞因子间的相互作用对于维持SIS的自稳状态来说非常重要。
2.SIS的化学成分
(1)细胞因子:
表皮内细胞因子主要由角质形成细胞产生,其次为朗格汉斯细胞、T细胞等。细胞因子在细胞分化、增殖和活化等方面起很大作用。例如:①IL-1在皮肤局部可促进角质形成细胞、成纤维细胞增殖,使内皮细胞和成纤维细胞产生IL-1、IL-6、IL-8等;②IL-6具有刺激表皮增殖作用,与银屑病发病机制关系较密切;③IL-8具有加强中性粒细胞趋化活性、促进T细胞亲表皮性等作用;④角质形成细胞释放TNF-α可维持朗格汉斯细胞的生长。
(2)免疫球蛋白:
皮肤表面分泌型IgA在皮肤局部免疫中通过阻抑黏附、溶解、调理吞噬、中和等参与抗感染及抗过敏作用。
(3)补体:
皮肤中的补体成分通过溶解细胞、免疫吸附、杀菌和过敏毒素及促进介质释放等发挥非特异性和特异性免疫作用。
(4)神经肽:
皮肤神经末梢受外界有害刺激后释放感觉神经肽,在损伤局部产生风团和红斑反应。神经肽包括CGRP、SP、神经激酶A等。CGRP可使中性粒细胞聚集,SP有趋化中性粒细胞和巨噬细胞作用,并黏附于内皮细胞,参与免疫反应。
综上所述,皮肤组织内含有免疫相关细胞,如角质形成细胞、朗格汉斯细胞、淋巴细胞、肥大细胞等,这些细胞分泌多种细胞因子组成网络系统,为免疫活性细胞的分化、成熟提供良好的微环境,并对免疫反应起调节作用,保持Th1与Th2的平衡,使机体对外界异物产生适度的免疫反应,也对内部突变细胞进行免疫监视,防止癌肿发生,以达到免疫的自稳性。
四、“皮-脑轴”与穴位的广谱效应
对下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴(HPA)的调节是针灸广谱效应的核心。HPA轴参与对消化、循环、免疫、心智、性行为,以及能量贮存和消耗的调节。针刺对于许多疾病的治疗可能是通过调节HPA轴,启动外周神经内分泌免疫功能而发挥作用的,因此针灸对中枢及外周HPA轴的调节是针灸发挥广谱调节效应的核心所在。
景向红团队在最近开展的研究中观察到,针灸刺激可以触发穴位局部皮肤HPA轴的明显反应(图6-6,图6-7),表明以皮-脑轴为核心的多靶点、多环节、多系统的稳态调节是针灸发挥广谱效应和对数百种疾病产生一定治疗作用的关键因素。
已经观察到针灸可以引起穴位皮肤5-HT、SP、组胺(HA)、缓激肽(BK)、CGRP、TRPV-1等多种生物活性物质和免疫分子的表达变化。
图6-6 热灸后糖皮质激素受体α(glucocorticoidreceptorα,GR-α)在人体皮肤的表达
热灸穴位30分钟后,取局部皮肤(0.5mmφ)做免疫组化染色,在共聚焦显微镜下观察到GR-α在表皮角质细胞阳性表达(A)(橙色标记的是GR-α,DAPI染色的细胞核呈绿色)明显高于未给予热灸刺激的对侧穴位(B)
图6-7 热灸前后人体毛囊根部角质细胞糖皮质激素受体(GR-α)的表达
橙色为GR-α免疫阳性标记,绿色为DAPI标记的细胞核;右侧为共聚焦DAPI+FITC合成图。A为热灸前对照;B为灸后反应,可见热灸后呈橙色反应的GR-α阳性表达明显增强