表皮层钙离子对皮肤再生修复的影响

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1、表皮层钙离子对皮肤再生修复的影响黄新凡(美国Genepharm皮肤生物医学研究中心)【摘要】：在正常人体皮肤表皮中，钙离子浓度呈现基底层浓度低、越接近角质层浓度越高的‘个’形分布。钙离子在表皮中的这种特殊浓度梯度分布，调控皮肤细胞的正常分裂、分化以及细胞间皮脂的合成，进而影响皮肤屏障的形成、自律以及受损后的再生。我们的研究证明，表皮损伤后，如立刻恢复和维持表皮层钙离子浓度梯度，皮肤屏障功能的恢复将明显加速(24小时达80％)，而没有及时恢复钙离子浓度的创面，皮肤屏障功能，仅恢复50％。沐浴于富含钙的死海水(Dead

2、SeaWater)中，可改善皮肤屏障受损相关的皮肤疾病，如过敏性皮炎、牛皮癣、湿疹等，增加皮肤含水量，都是利用高浓度钙离子，加速正常皮肤屏障再生的证明。在正常人体皮肤表皮中，钙离子浓度呈现基底层浓度低、越接近角质层浓度越高的‘‘r’形分布。钙离子在表皮中的这种特殊浓度梯度分布，调控皮肤细胞的正常分裂、分化以及细胞间皮脂的合成，进而影响皮肤屏障的形成、自律以及受损后的再生。愈来愈多的研究发现，调节皮肤表皮层钙离子正常浓度梯度，对于医学美容疗程(特别是激光美容术后)肌肤的修复、皮肤屏障的再生自律；皮肤屏障受损相关的皮肤

3、疾病的治疗，都具有相当大的重要性。1、皮肤表皮层中钙离子浓度分布为用质子诱导X光放射分析法对健康人体表皮切片进行检测，钙离子在表皮角质层的浓度最高，约为800pg／每克组织、随表皮深度而逐渐降低、至表皮基底层时，钙离子浓度降到最低(约100pg，每克组织)，即表皮各层中，钙离子浓度呈现为基底层浓度低、愈接近角质层浓度愈高的T一型梯度分布(如下图l所示)60而在老化皮肤7、肾性皮肤瘙痒症病人。、皮肤病变(牛皮癣和湿疹)病人9，表皮钙离子浓度梯度都呈现紊乱状态。所以，这种特殊的T-型浓度梯度分布，是为调控皮肤表皮细胞币

4、常分裂、分化，皮脂蛋白合成，以及皮肤屏障保护功能的再生和自律的重要因素。图I：上小图为皮肤表皮符层示意(右侧为皮肤表l且i，角质层：左侧为皮肤深层，基底层)；下图为表皮小同深度巾钙离子浓度分布，J÷意图2、表皮钙离子浓度调控表皮角质细胞的分裂和分化表皮层钙离子浓度的这种特定梯度分布的内环境，直接调控皮肤表皮细胞的分裂和分化。在体外皮肤表皮角质细胞培养实验中证实，胞外钙离子浓度直接影响细胞分裂和分化。当胞外钙离子浓度低于O．1mM时角质细胞快速分裂、融合而形成单层状态，此状况下角质细胞不分层，而呈现表皮基底细胞的特性

5、：当胞外钙离子浓度高于1．0rnM时，则诱使角质细胞分化，快速扁平化、形成胞桥小体、并分化成多层构造，且最外层细胞形成角质化封套10。钙离子调控表皮角质细胞分裂和分化的分子生物学机理，主要是通过增加细胞内钙离子浓度、胞内钙离子与钙结合蛋白(Calmodulin)链接、Calmodulin激活多种细胞内活性酶、进而调控角质细胞的分裂和分化。对角质细胞而占，胞内与胞外钙离子浓度必须维持在特定的平衡。正常情况下，胞外的钙离子浓度为1．5mM，比胞内钙钙离子浓度(O．1pM)高一万倍以上11。胞内与胞外钙离子浓度梯度由穿越

6、细胞膜、内质网、与线粒体内膜的主动运输所维持。钙离子的传输由Ca2+．ATPa．踺、钙离子帮浦、传输系统与离子通道等调控。维持细胞内低钙离子浓度的重要之处，在于可减少调控酶活性所需消耗的能量。当细胞内钙离子浓度随细胞外钙离子增加而提高时，胞内钙离子迅速与钙结合蛋白(Calmodulin)结合，激活的Calmodulin进一步调控多种细胞内活性酶，如Adenylcylase,guanylcyclase，phosphodiesterase，omithinedecarboxylase,calmodulin-depende

7、ntproteinkinase，transglutaminase，andphospholipase。达到调控角质细胞分裂和分化的目的。透过Calmodulin也可诱导其他皮肤蛋白质、和皮脂的合成，例如：与形成胞桥小体相关的desmocalmin等12。3、表皮层钙离子对皮肤细胞问皮脂的作用表皮细胞间皮脂约占皮肤角质层干重的15％。它是皮肤屏障中唯一的连贯性结构，由于其特殊的双层脂类架构，主要由三种脂类，神经酰胺、脂肪酸、和胆固醇所组成13。所以，它是皮肤预防水和电解质丢失以及抵御外界侵蚀的最为重要的结构。这三种皮脂

8、是由位于表皮棘状层的表皮细胞合成、经由胞桥小体分泌到细胞外。当这些皮脂被分泌到位于表皮棘状层和颗粒层的细胞外间隙后，被进一步组合而形成皮肤屏障中特有的双层脂类结构。表皮钙离子浓度，主要是调控细胞胞桥小体的分泌功能¨。当表皮内钙离子浓度突然改变(如浓度剧降)时，大量的胞桥小体分泌，借以形成“紧急”皮肤屏障。4、表皮钙离子与皮肤屏障再生自律修复的机制皮肤屏障的自