【《人体皮肤中生物组分的含量及变化规律综述》2600字】

人体皮肤中生物组分的含量及变化规律综述人体皮肤中含有大量的水分。这些水不仅为皮肤自身的生理活动提供稳定的环境，同时也参与人体全身的水调节。P.J.Caspers等人运用体内共聚焦拉曼光谱技术和共聚焦显微镜，对人体不同部位皮肤的水含量进行检测[1]。结果显示，在不同部位的角质层中，只有手掌处的角质层水含量稳定，其变化发生在角质层与活表皮交界处，越过该交界处后，水浓度大大增加。图8水含量变化曲线图8水含量变化曲线[1]实验证明，NMF只存在于角质层。由下图我们可以看到，在皮下深度约145μm处，浓度急剧下降。该处同时也是角质层与活表皮的交界处（图9），而含量再次发生骤变的原因符合其生成的原理，也就是活表皮的含水量远大于角质层（图10）。在含水量高的地方，丝聚蛋白的水解将被抑制2，合成所必须的氨基酸及其衍生物无法生成，因此在含水量高的活表皮中，含量低于含水量低的角质层。图9含量变化曲线[1]除了可以构成天然保湿因子，氨基酸也可以构成皮肤中另一种重要的成分——蛋白质。蛋白质是一种由氨基酸经过脱水缩合后经肽键连接的大生物分子，不同的氨基酸元与空间折叠结构可以体现出不同的性质、实现不同的功能。在表皮层的角质层中，就存在着许多细胞角化后形成的角蛋白。细胞角化是指表皮层中的基层细胞不断分化、向上移动穿过棘层与颗粒层，最终抵达角质层的过程。角化后的细胞没有细胞核与细胞器，细胞内只有有蛋白质组成的细胞质。这些蛋白质在角质层中有80%的质量分数。角蛋白主要由半胱氨酸（分子式如上）合成，其主要交联结构与半胱氨酸相同，皮肤中的角蛋白隶属于图9含量变化曲线[1]角质层中还含有一定量的黑色素。黑色素是一种氨基酸衍生物，除了因基因信息产生并存在于皮肤基底层影响肤色的黑色素外，照射刺激基底层的酪氨酸酶和由色素母细胞产生的麦拉宁色素形成肌肤对紫外线的保护。由此可见，长期的日照可能会影响皮肤中黑色素的含量。ZHIWEIHUANG和他的团队在2004年对非洲志愿者前臂皮肤使用快速拉曼检测8，并与乌贼体内的真黑色素进行对比，可以看到两者的特征谱峰基本相同。需要注意的是，黑色素在皮肤中的含量可能因人种（基因）的不同而不同，且易受到外界影响，因此通常不作为可供参考的定标物质。脂质也是角质层中较多的生物组分。角质层中含有的脂质包括神经酰胺和胆固醇等，其中神经酰胺（分子式如下）含量占角质层脂质的40%-50%，是细胞间基质的主要构成成分。在后续结合拉曼光谱对人体皮肤的分析中10，我们可以通过对比看到神经酰胺在角质层的丰富含量对角质层拉曼谱线的影响。广东化工的硕士研究生粟雨桑与其导师采用高效液色相谱法对人脸部皮肤中的神经酰胺含量进行测定[9]，得到志愿者的脸部皮肤神经酰胺含量为3.601μg/cm2。真皮层中的主要生物组分为两种蛋白，分别是胶原蛋白与弹性蛋白，其中胶原蛋白的占比高达90%，是真皮拉曼光谱中能显现出的最主要的成分。真皮中的蛋白质多呈α-螺旋状排列，这是一种紧密度相对较低的结构，方便蛋白质与周围的环境发生维持生命活动必须的生理化学作用。胶原蛋白水解得到的主要氨基酸包括甘氨酸、丙氨酸和谷氨酸等，其中甘氨酸的含量最为丰富，约为30%。脯氨酸和羟脯氨酸则是胶原蛋白中特有的两种氨基酸，含量均约为14%。胶原蛋白分子含有三条α多肽链，每一条链都由不断重复的结构单元（Gly-x-y）组成[25]，其中有35%的x与y为脯氨酸和羟脯氨酸。该重复的结构单元如下所示：可以看到，x与y的成分取决于与-CH相连的R基团。（gly为甘氨酸（分子式如左），pro为脯氨酸（分子式如右），hyp为羟脯氨酸。）透明质酸也是真皮层中存在的一种粘多糖，和天然保湿因子类似，具有保湿吸水的效果。真皮层中还有汗管这一人体散热的重要结构，汗管中的汗液主要由乳酸和尿素组成。尿素是一种简单有机化合物，乳酸则是一种含有α-羟基的羧酸。需要注意的是，汗液只是在皮肤表层有较高的浓度，作为人体散热的一环为维持人体内部的体温恒定做出贡献，表层以下则难以检测到汗液的存在，以皮肤表层为边界，汗液的浓度急剧下降。真皮层中的皮脂腺分泌的皮脂也是该层次含有的主要生物组分。皮脂腺分泌的脂质包括角鲨烯、甘油三酯、蜡酯和胆固醇、棕榈酸等，其中棕榈酸为皮脂细胞的主要成分之一。从整体上看，皮肤中的生物成分还包括糖类与色素等。皮肤中存在葡萄糖、糖原、黏多糖等糖类物质，其中浓度最高的是葡萄糖，约为血糖浓度的2/3。人体皮肤中还含有重要的、与抗氧化息息相关的色素——类胡萝卜素。此外也有研究表明，皮肤的拉曼光谱基本一致，从不同人种的志愿者身上提取到的皮肤样品的拉曼谱基本没有很大的差别，其中含有较多色素的皮肤（黑种人与黄种人）的拉曼光谱中因为色素的沉积会出现荧光背景的增强。综上所述，我们可以以表格的形式对人体皮肤内存在的物质及其浓度和浓度的变化规律进行列举总结：表1皮肤层次含有的物质物质浓度&变化规律表皮-角质层水浓度在手掌角质层种恒定，在手臂上随深度增加而增加角蛋白占角质层干重80%神经酰胺角质层中脂质的40-50%为神经酰胺天然保湿因子在角质层含量丰富，角质层与活表皮交界处含量急剧下降活表皮（除角质层外表皮层其余几层）水水含量约为70%黑色素可能受基因或紫外线刺激基底层生成真皮层胶原蛋白（甘氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸）、弹性蛋白胶原蛋白占真皮层总蛋白质含量90%（甘氨酸占胶原蛋白总构成30%，脯氨酸与羟脯氨酸各占14%）皮脂（角鲨烯、棕榈酸、胆固醇）角鲨烯含量约为5%，