引言：皮肤相关创新药物成为医药市场的热点，尤其是在特应性皮炎、银屑病等疾病领域，多个重磅药物相继上市，展现了巨大的商业潜力。
然而，在所有皮肤治疗和护理的核心中，角质层作为皮肤屏障的第一道防线，始终扮演着不可或缺的角色。无论是药物研发还是护肤产品设计，对角质层的深入理解都成为突破的关键。
本喵这篇将从生物医药的视角，系统解析角质层的结构与功能，探讨其在创新药研发和皮肤健康管理中的重要意义。
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角质层的结构简介
皮肤的表皮是一个分层的、不断更新的结构，而角质层是表皮的最外层。
角质层是皮肤表面的薄薄的一层膜，厚度约10-20um。
虽然厚度不大，但在这么薄的空间内也充斥了多达30层的代谢不活跃、充满角蛋白的角质细胞。
健康的角质层远非仅仅一个死的、干燥的表层！这些角质形成细胞以特定比例嵌入脂质基质中。
在结构上，可以用“砖和砂浆”来形容，角质细胞是砖块，细胞外的脂质基质是结构的砂浆。
图注：角质层的“砖和砂浆”结构示意图
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角质层的成分及功能
角质细胞之间由角质硬纤维粒连接，角质硬丝体有助于它对机械应力源和选择性渗透性有抵抗力。
图注：角质层中的脂质成分示意图
神经酰胺、胆固醇和脂肪酸是细胞外基质的主要脂质成分，比例大约是 3：1：1，他们对于维持皮肤的水分流失是非常必要的。
神经酰胺由一个含有氨基酸的鞘氨醇碱基组成，该碱基与疏水性脂肪酸链相连。神经酰胺不仅有助于形成皮肤的层状屏障，保持皮肤水分，防止微生物进入，而且还在细胞内充当第二信使。
图注：神经酰胺分子的成分及其命名
胆固醇约占角质层脂质的四分之一。它与神经酰胺一起，对角质层作为屏障发挥作用的能力至关重要。
脂肪酸（大多而非全部）是由角质形成细胞从头合成的，占角质层脂质含量的10%-15%。调节皮肤表面的pH值，保持天然酸度，并有助于调节渗透性、皮肤的抗菌特性和炎症反应。
除角质形成细胞合成的脂肪酸外，必需脂肪酸（EFA）亚油酸和α-亚麻酸也是表皮和真皮的关键元素。
这些必需脂肪酸须通过饮食提供或通过局部应用外源提供，并且是30多种对健康皮肤至关重要的衍生物的母体化合物。
除了神经酰胺、脂肪酸和胆固醇外，角质层还含有天然保湿因子，他们是来自丝聚蛋白、汗液和皮脂腺中甘油三酯转换过程的小的、水溶性化合物的组合。
天然保湿因子约占角质层角质细胞干重的10%，还包括各种氨基酸和氨基酸衍生物（如吡咯烷酮羧酸和尿酸）、乳酸、糖、尿素、甘油和其它离子 。
脂腺产生的皮脂也存在于皮肤表面。皮脂由角鲨烯、三酰甘油酯和蜡酯组成，在前额、上胸部和上背部的含量最高。
角鲨烯是胆固醇生物合成的中间体，是一种特别有效的天然润肤剂，可被皮肤有效吸收，有助于保持柔软度和柔韧性。角鲨烯还具有保护作用，可快速中和自由基并保护皮肤免受氧化损伤。
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角质层的重要功能一：保水！
皮肤最广为人知的作用是发挥选择性渗透的物理屏障的作用，使其免受外部环境的影响。
构成角质层砖块的多层角质细胞以及作为砂浆的脂质基质可以维持皮肤水分平衡。
健康的皮肤对于维持体温以避免不受控制的水分和溶质流失至关重要。
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重要功能二：防紫外！
皮肤屏障是暴露于紫外线辐射的主要部位，因此太阳紫外线辐射（主要是 UVA和UVB）也是皮肤光老化的主要因素。
如果紫外线被其他皮肤成分吸收，除了细胞蛋白质和膜的特征性改变外，还可能导致活性氧的产生，然后形成DNA光产物。
如果没有适当的护理，皮肤会随着时间的推移积累紫外线损伤，导致从良性损伤（皱纹）到癌症的各种表现。
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重要功能三：抗菌！
角质层是抵御许多微生物的第一道防线，可以利用多种机制来防止病原体附着。
第一个机制是“酸性”，健康皮肤的pH值维持在5.4-5.9之间，这个范围内许多潜在的病原体无法生长，但共生菌又可以耐受。
其次，皮肤还会产生许多抗菌肽，这些肽可以是组成型，也可以是响应炎症刺激而产生的。
防御素和杀蚂蚁素（由角质形成细胞、汗腺和皮脂腺等部位产生）和皮调素（由皮脂腺表达）对微生物具有广泛的杀菌活性，也可能有助于启动免疫反应。
第三，某些皮肤脂质对金黄色葡萄球菌、化脓性链球菌和痤疮丙酸杆菌等细菌物种也具有内在的抗菌活性。
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重要功能四：抗氧化！
众所周知，紫外线辐射（前面讨论过）、空气污染和其他环境污染物会导致氧化应激。
空气污染物以纳米颗粒形式进入皮肤后，会产生活性氧，对皮肤的酶和非酶活性产生负面影响，并刺激促炎介质的释放，以及其他负面影响。
皮肤包含酶和非酶系统的内源性网络，通过淬灭环境损伤产生的自由基来对抗氧化应激。
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重要功能五：维持皮肤微生物菌群
皮肤还是各种各样的细菌、真菌和病毒的载体，它们共同构成了皮肤微生物群，其组成根据皮肤的局部生理机能而有很大差异。
皮肤表面的共生菌可以阻止病原微生物的粘附。
此外，正常的微生物群不仅可以抵御潜在的有害微生物，还可以产生对皮肤直接有益的物质。如，共生表皮葡萄球菌产生保护性神经酰胺，有助于皮肤屏障稳态，从而有助于防止皮肤脱水和衰老。
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结论
如前所述，皮肤角质层具有多功能作用，包括防止环境侵害和维持体内平衡。它是皮肤外在可见的组成部分，维护角质层是整体皮肤健康的首要任务。
除外源性因素外，衰老还会导致角质层生物力学特性的变化，如角蛋白纤维变硬、细胞内聚力增加以及水通过角质层的运动减少，从而损害其完整性。
此外，所有3大类皮肤脂质（神经酰胺、胆固醇和脂肪酸）的数量也随着年龄的增长和皮肤保护功能的损害而显着下降。角质层的pH值随着年龄的增长而增加。
因此，适当的日常皮肤护理，可以很容易地解决几个可改变的风险因素，包括温和清洁、使用旨在滋润和支持皮肤屏障功能的外用产品，以及避免不必要的环境暴露、使用刺激性外用产品和长时间暴露在低湿度环境中。
相反，如果没有适当的关注，角质层可能无法提供足够的保护，导致可见和不可见的表现，如皮肤干燥、片状、瘙痒和刺激。
