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脊椎動物的器官 来自维基百科,自由的百科全书
皮膚,是包住脊椎動物的軟層,是器官之一。在人體是最大的器官。皮膚擋住外來侵入,亦保住水分,有保暖、阻隔、感覺之用。
皮膚的作用因物種而異,有保暖、保護色、吸引異性等作用。各物種的皮有厚有薄,厚皮叫革。皮膚是表皮系統的一部份,是動物最大的器官系統,由多層外胚層的組織構成,可保護內部的肌肉、骨骼、韌帶及其他內部器官。一些物種,例如魚類和爬蟲類,會生鱗保護。鳥類會生羽毛保護。兩棲動物的皮膚是交換氣體的器官。所有哺乳類動物的皮膚都有毛,即使看似無毛的海洋哺乳動物其實也有毛。
皮膚的重要性在於其為身體和外界環境的介面,而且是防禦外來影響的第一道防線。例如皮膚能保護身體免受病原影響[1]及避免過量的水分流失[2]上有重要的作用。皮膚的其他作用包括隔熱、調節溫度、感覺及產生維生素D。嚴重受傷的皮膚癒合時會形成疤痕,有時皮膚的顏色會產生變化。動物皮膚的厚度隨部位而不同,例如人類眼睛下方的皮膚和眼瞼周圍皮膚最薄,厚度約為0.5毫米,而且是最早出現像「魚尾紋」或其他皺紋老化的情形。手掌及腳掌的皮膚最厚,厚度約4毫米。
毛皮是指有濃密毛髮的皮膚[3]。有些皮膚會有濃密的毛髮,一方面可以隔熱,另一方面也是第二性徵或作為偽裝用。有些動物的皮膚很厚又很硬,經處理後可作為皮革。爬蟲類及魚類有堅硬的鱗片保護保護的皮膚,而鳥類也有硬羽毛,都是由堅硬的β-角蛋白所組成。兩棲類動物的皮膚無法防止化學物質通過,因此化學物質很容易由皮膚滲透到體內。例如,暴露在麻醉劑中的青蛙會快速進入睡眠狀態。兩棲動物的皮膚對於其日常生存,以及可以居住在不同棲息地及生態系中的能力非常重要[4]。
哺乳類皮膚分為以下兩層:
表皮是由皮膚最外層組織所組成,是身體表面的保護層,可以維持體內的水份,並且避免致病原進入體內。表皮是由分層的鱗狀上皮組織組成[5],其中包括基底層的角質形成細胞。
角質形成細胞是表皮最主要的細胞,約佔95%[5],其他的細胞有默克爾細胞、黑素細胞、炎症細胞及朗格漢斯細胞。表皮可以再分為以下幾層,由外至內為[6]:
表皮和真皮之間被一層薄的纖維層分隔,此一纖維層稱為基底膜,是由表皮和真皮之間的作用而形成。
基底膜控制真皮和表皮之間細胞及分子的流動,不過基底膜也會和許多細胞因子及成長因子結合,在生理重塑或修復過程中,適量的釋放細胞因子及成長因子[7]。
真皮是皮膚中位在表皮以下的組織,由結締組織組成,可以緩衝身體受到的壓力及應變。
真皮中有用膠原纖維、微原纖維和彈性纖維組成的細胞外基質,包埋在透明質酸和蛋白聚醣中,提供皮膚的張力及彈性[8]。皮膚蛋白多醣具有多樣性,並且其位置非常特定[9]。例如透明質酸、多功能蛋白聚醣及核心蛋白聚醣在真皮及表皮的細胞外基質中,而雙醣鏈蛋白聚醣及凝溶膠蛋白只會出現在表皮。
真皮中有許多機械感受器(神經末梢),透過傷害感受器及熱傳受器感知碰觸及熱量。真皮中也有毛囊、汗腺、皮脂腺、頂分泌腺、淋巴管及血管。真皮中的血管為真皮及表皮中的細胞提供營養,也移除代謝後產生的廢棄物。
人類皮膚是人體最大的器官,主要功能為保護身體、排汗及感覺。皮膚的感覺是不同的,手指最敏感,特別是觸覺;一些地方十分遲鈍,例如足底。
皮膚一旦受到傷害,如果傷口輕微的話,身體可以自行產生膠原蛋白和纖維蛋白去修復傷口。但假若傷口太大,就要進行植皮手術。由於大面積的皮膚傷害在火災裡很常見,因此世界各地對皮膚替代品的需求也很大。一塊直徑10厘米的人工皮的成本高達500美元,因此,先進國家大城市的醫院都設有皮膚庫,以培植和貯存適合作移植用途的皮膚。
皮膚是一個持續在重塑,並且有廣泛神經分布的三層結構:表皮、真皮、皮下組織。另外有些皮膚附屬器,包括指甲、毛髮、汗腺、與皮脂腺分布於其中。毛囊與乳腺則是哺乳類特有的兩個構造,皆由表皮衍生而來。
皮膚內有三種密集的網絡讓皮膚能與身體的其他部分連結,分別是淋巴系統、血管系統、以及表皮神經。這些網絡可以提供營養、氧氣,移除有毒物質,產生免疫反應,而且對於體液的維持相當重要。
皮膚有以下的功能:
皮膚是一種軟組織,有軟組織共通的重要力學特性,其中最為人知的是應力應變的J曲線反應,在特定應力下有較大的應力,但是應變較小,對應於膠原纖維的微結構矯直和重新定向[12]。有時完整的皮膚會事先被拉伸,就像潛水夫的潛水衣一様,有些皮膚則是在受壓力的狀態下。依照壓力分布的不同,皮膚上的小圓孔可能會拉伸變成橢圓,或是收縮並保持圓形[13]。
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