皮肤色素沉着与调节

黑素细胞起源于神经嵴,分布于表皮基底层和毛囊,与周围角质形成细胞构成表皮黑素单位,HE染色显示细胞质透明,多巴染色阳性。黑素细胞在表皮内的密度随人种和部位不同而有所差异,平均1500个/mm2左右,以暴露部位和外阴部较密。电镜下黑素细胞没有张力微丝,有发达的Golgi体,并可见成熟过程中各个阶段的黑素小体。

皮肤的颜色

正常皮肤的颜色是由四种生物色素构成:褐色的黑素、黄色的胡萝卜素、红色的氧合血红蛋白和蓝色的还氧血红蛋白。其中胡萝卜素为外源性色素,不能由人体自身合成,分布于表皮和皮下脂肪,其余三种均为内源性色素,由机体自身合成。黑素分布于表皮,血红蛋白位于真皮。黑素是皮肤颜色的主要决定因素。

  1. 黑素小体:黑素细胞位于表皮基底层,其树突可伸人生发层而将黑素小体转运至角质形成细胞。不同部位的表皮黑素单位的活性有所不同,黑素小体转运至角质形成细胞后,即被膜包裹形成次级溶酶体。黑种人皮肤及黑色、棕色毛发中,黑素小体较大,在角质形成细胞中不聚集,胞核上的帽状结构很少见,不易被酸性水解酶降解,因此色素较深:相反,白种人皮肤黑素小体相对较小,多成群,并与次级溶酶体融合形成黑素小体复合物,在角质形成细胞核上形成帽状结构,易被酸性水解酶降解。黑素细胞具有合成酪氨酸酶的活性,后者进入黑素小体后,可启动黑素的合成和贮存。黑素合成是—个多步骤的酶促生化反应,有着复杂而精细的调控。酪氨酸酶是黑素合成的关键酶,该酶催化黑素合成早期限速步骤,即底物酪氨酸羟化和多巴氧化。黑素合成的速率与酪氨酸酶的量和活性直接相关。细胞骨架成分在促进黑素小体的转移中发挥重要作用。
  2. 黑素小体向角质形成细胞的移行:黑素细胞以胞吐的方式释放黑素小体,继而被周围的角质形成细胞吞入胞内。黑素小体进入角质形成细胞后,有选择地向细胞的表皮侧移动,一般聚集在角质形成细胞核的上方,随着角质形成细胞到达角质层,黑素小体结构也不断降解,并最终消失。
  3. 黑素的排泄:被摄人角质形成细胞的黑素小体通常从基底细胞向棘层细胞、颗粒层细胞移行,最后到达角质层,随角质层细胞脱落而消失,部分在表皮被角质形成细胞的溶解酶消化而消失;黑素颗粒也可从黑素细胞直接或被基底细胞吞入后向真皮内移行,被组织细胞吞噬后从淋巴管排出。病理情况下,真皮内有大量的色素颗粒,组织学上称为色素失禁。

黑素沉着的调节

各种因素可通过作用于黑素细胞本身、酪氨酸酶的活性或黑素小体向角质形成细胞移行三个阶段而影响皮肤色素的状态。

遗传:遗传因素决定种族固有的肤色。当皮肤受阳光照射,或由于促黑素细胞激素(MSH)及促肾上腺皮质激素(ACTH)水平增高,可使皮肤颜色加深,这种可变肤色也在一定程度上受基因调控。

激素:MSH、ACTH和雌激素等均能调节黑素代谢,影响黑素沉着。

紫外线:紫外线对黑素系统有广泛的影响,能促进MSH分泌、增强MSH受体活性和激活黑素细胞。有研究显示紫外线照射后皮肤内皮素、酪氨酸酶相关蛋白-1和IL-2三种基因表达水平均增加。紫外线辐射诱导蛋白酶活性受体-2 (PAR-2)的活性增加,PAR-2活化后角质形成细胞突出膜数量和长度增加,从而引起黑素小体传递过程增强,进而使皮肤色素增加。

年龄:人类一生中,黑素变化的规律大致可分为新生儿期、婴儿期、幼儿期、发育期、中年期和老年期,随着年龄的增长,皮肤和毛囊内有活性的黑素细胞数量逐渐减少,在非曝光部位,皮肤内黑素细胞每十年降低8%-10%。年龄与黑素细胞变化最明显的例子是老年人头发变灰。很多色素性皮肤病的发病与年龄也有一定的关系。

炎症:炎症对皮肤色素的影响包括色素沉着或色素脱失。皮肤炎症时所释放出的炎症介质对黑素细胞功能有重要影响,同时在炎症性皮肤病中黑素细胞也能分泌一些炎症介质参与炎症过程。

自由基对黑素细胞的影响:黑素细胞对外源性H2O2和内源性氧自由基损伤非常敏感,可能与缺乏过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶(SOD)有关。

其他因素

  1. 巯基:表皮中正常存在的巯基能与酪氨酸酶中的铜离子结合而抑制其功能。正常时巯基与酪氨酸酶间经常保持一定的平衡关系,任何使表皮内巯基减少的因素如紫外线照射、炎症等均可使黑素生成增多。
  2. 神经因素:神经冲动对黑素的形成有一定影响,交感神经过度兴奋时产生黑素抑制因子,对MSH有拮抗作用而使色素减退;副交感神经则可使色素增加。一些动物(如某些鱼类、蛙、蜥蜴等)肤色迅速变化也与神经调控有关。
  3. 微量元素:铜、锌离子参与黑素的形成,在黑素代谢中起触酶作用,若缺乏可使动物毛变白;某些金属如铁、银、砷、汞、铋、金等可与巯基结合,使酪氨酸酶活性增强而使色素增加。
  4. 维生素:复合维生素B、叶酸能促进氧化可使色素增加;泛酸参与酪氨酸酶的合成;维生素C为还原剂,在黑素代谢中可使深色氧化型醌式产物还原,从而使色素减退;维生素E为抗氧化剂,可使色素减退;维生素A缺乏可使巯基消耗而引起色素沉着;烟酸缺乏可增加对光敏感性而出现色素沉着。

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