引言：皮膚相關創新藥物成為醫藥市場的熱點，尤其是在特應性皮炎、銀屑病等疾病領域，多個重磅藥物相繼上市，展現了巨大的商業潛力。

然而，在所有皮膚治療和護理的核心中，角質層作為皮膚屏障的第一道防線，始終扮演著不可或缺的角色。無論是藥物研發還是護膚產品設計，對角質層的深入理解都成為突破的關鍵。

本喵這篇將從生物醫藥的視角，系統解析角質層的結構與功能，探討其在創新藥研發和皮膚健康管理中的重要意義。

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角質層的結構簡介

皮膚的表皮是一個分層的、不斷更新的結構，而角質層是表皮的最外層。

角質層是皮膚表面的薄薄的一層膜，厚度約10-20um。

雖然厚度不大，但在這么薄的空間內也充斥了多達30層的代謝不活躍、充滿角蛋白的角質細胞。

健康的角質層遠非僅僅一個死的、干燥的表層！這些角質形成細胞以特定比例嵌入脂質基質中。

在結構上，可以用“磚和砂漿”來形容，角質細胞是磚塊，細胞外的脂質基質是結構的砂漿。

圖注：角質層的“磚和砂漿”結構示意圖

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角質層的成分及功能

角質細胞之間由角質硬纖維粒連接，角質硬絲體有助于它對機械應力源和選擇性滲透性有抵抗力。

圖注：角質層中的脂質成分示意圖

神經酰胺、膽固醇和脂肪酸是細胞外基質的主要脂質成分，比例大約是 3：1：1，他們對于維持皮膚的水分流失是非常必要的。

神經酰胺由一個含有氨基酸的鞘氨醇堿基組成，該堿基與疏水性脂肪酸鏈相連。神經酰胺不僅有助于形成皮膚的層狀屏障，保持皮膚水分，防止微生物進入，而且還在細胞內充當第二信使。

圖注：神經酰胺分子的成分及其命名

膽固醇約占角質層脂質的四分之一。它與神經酰胺一起，對角質層作為屏障發揮作用的能力至關重要。

脂肪酸（大多而非全部）是由角質形成細胞從頭合成的，占角質層脂質含量的10%-15%。調節皮膚表面的pH值，保持天然酸度，并有助于調節滲透性、皮膚的抗菌特性和炎癥反應。

除角質形成細胞合成的脂肪酸外，必需脂肪酸（EFA）亞油酸和α-亞麻酸也是表皮和真皮的關鍵元素。

這些必需脂肪酸須通過飲食提供或通過局部應用外源提供，并且是30多種對健康皮膚至關重要的衍生物的母體化合物。

除了神經酰胺、脂肪酸和膽固醇外，角質層還含有天然保濕因子，他們是來自絲聚蛋白、汗液和皮脂腺中甘油三酯轉換過程的小的、水溶性化合物的組合。

天然保濕因子約占角質層角質細胞干重的10%，還包括各種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、甘油和其它離子 。

脂腺產生的皮脂也存在于皮膚表面。皮脂由角鯊烯、三酰甘油酯和蠟酯組成，在前額、上胸部和上背部的含量最高。

角鯊烯是膽固醇生物合成的中間體，是一種特別有效的天然潤膚劑，可被皮膚有效吸收，有助于保持柔軟度和柔韌性。角鯊烯還具有保護作用，可快速中和自由基并保護皮膚免受氧化損傷。

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角質層的重要功能一：保水！

皮膚最廣為人知的作用是發揮選擇性滲透的物理屏障的作用，使其免受外部環境的影響。

構成角質層磚塊的多層角質細胞以及作為砂漿的脂質基質可以維持皮膚水分平衡。

健康的皮膚對于維持體溫以避免不受控制的水分和溶質流失至關重要。

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重要功能二：防紫外！

皮膚屏障是暴露于紫外線輻射的主要部位，因此太陽紫外線輻射（主要是 UVA和UVB）也是皮膚光老化的主要因素。

如果紫外線被其他皮膚成分吸收，除了細胞蛋白質和膜的特征性改變外，還可能導致活性氧的產生，然后形成DNA光產物。

如果沒有適當的護理，皮膚會隨著時間的推移積累紫外線損傷，導致從良性損傷（皺紋）到癌癥的各種表現。

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重要功能三：抗菌！

角質層是抵御許多微生物的第一道防線，可以利用多種機制來防止病原體附著。

第一個機制是“酸性”，健康皮膚的pH值維持在5.4-5.9之間，這個范圍內許多潛在的病原體無法生長，但共生菌又可以耐受。

其次，皮膚還會產生許多抗菌肽，這些肽可以是組成型，也可以是響應炎癥刺激而產生的。

防御素和殺螞蟻素（由角質形成細胞、汗腺和皮脂腺等部位產生）和皮調素（由皮脂腺表達）對微生物具有廣泛的殺菌活性，也可能有助于啟動免疫反應。

第三，某些皮膚脂質對金黃色葡萄球菌、化膿性鏈球菌和痤瘡丙酸桿菌等細菌物種也具有內在的抗菌活性。

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重要功能四：抗氧化！

眾所周知，紫外線輻射（前面討論過）、空氣污染和其他環境污染物會導致氧化應激。

空氣污染物以納米顆粒形式進入皮膚后，會產生活性氧，對皮膚的酶和非酶活性產生負面影響，并刺激促炎介質的釋放，以及其他負面影響。

皮膚包含酶和非酶系統的內源性網絡，通過淬滅環境損傷產生的自由基來對抗氧化應激。

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重要功能五：維持皮膚微生物菌群

皮膚還是各種各樣的細菌、真菌和病毒的載體，它們共同構成了皮膚微生物群，其組成根據皮膚的局部生理機能而有很大差異。

皮膚表面的共生菌可以阻止病原微生物的粘附。

此外，正常的微生物群不僅可以抵御潛在的有害微生物，還可以產生對皮膚直接有益的物質。如，共生表皮葡萄球菌產生保護性神經酰胺，有助于皮膚屏障穩態，從而有助于防止皮膚脫水和衰老。

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結論

如前所述，皮膚角質層具有多功能作用，包括防止環境侵害和維持體內平衡。它是皮膚外在可見的組成部分，維護角質層是整體皮膚健康的首要任務。

除外源性因素外，衰老還會導致角質層生物力學特性的變化，如角蛋白纖維變硬、細胞內聚力增加以及水通過角質層的運動減少，從而損害其完整性。

此外，所有3大類皮膚脂質（神經酰胺、膽固醇和脂肪酸）的數量也隨著年齡的增長和皮膚保護功能的損害而顯著下降。角質層的pH值隨著年齡的增長而增加。

因此，適當的日常皮膚護理，可以很容易地解決幾個可改變的風險因素，包括溫和清潔、使用旨在滋潤和支持皮膚屏障功能的外用產品，以及避免不必要的環境暴露、使用刺激性外用產品和長時間暴露在低濕度環境中。

相反，如果沒有適當的關注，角質層可能無法提供足夠的保護，導致可見和不可見的表現，如皮膚干燥、片狀、瘙癢和刺激。