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皮肤分三层：表皮、真皮和皮下组织（图1-1）。皮肤最外层为表皮，由代谢活跃的角质形成细胞构成，外覆一层死亡的角质形成细胞，即角质层；真皮的主要成分是纤维状结构的胶原蛋白和弹性蛋白；真皮的下方为皮下组织，皮下组织由脂肪小叶构成。真皮与皮下组织之间被富含神经血管束的胶原间隔分开。
图1-1 皮肤结构图
皮肤作为与外界环境直接接触的脏器，其结构复杂且功能繁多。皮肤中含有各种类型的细胞，如角质形成细胞、成纤维细胞、黑素细胞和免疫细胞等，这些细胞功能高度特异化，如表1-1所示，不同种类的细胞构成一个独立的系统，协同其他脏器参与机体的新陈代谢活动。
表1-1 皮肤中的细胞类型和功能
1.角质形成细胞
角质形成细胞又称鳞状细胞，是表皮的主要细胞，占比为80％以上。角质形成细胞起源于外胚层，具有产生角蛋白的特殊功能。角蛋白是一种复合的丝状蛋白质，不仅形成表皮的最外层（角质层），而且是毛发和甲的结构蛋白。角蛋白可分为酸性和碱性两个角蛋白亚家族，不同类型的角蛋白可用于识别角质形成细胞的分型与分化程度。角蛋白是维持表皮正常功能的关键，其突变是某些皮肤病的发病原因之一。如单纯性大疱性表皮松解症与角蛋白5和角蛋白14的基因突变相关；角化过度型表皮松解症与角蛋白1和角蛋白10的变性相关。
表皮的最内层是基底层，又称生发层，由内向外分别为棘层、颗粒层和角质层，仅在掌跖部位皮肤的颗粒层上方可观察到一层淡白色至粉红色的透明层，其他部位皮肤被搔抓或摩擦时，棘层和颗粒层可增厚形成透明层，且角质层变得厚而坚实。基底层角质形成细胞分裂时，随着其子代细胞上移，细胞开始变得扁平，细胞核逐渐消失。在角化过程中，角质形成细胞在最终转变成角质层细胞的过程中，经历先合成后降解两个阶段。在合成期，由α螺旋卷曲方式排列的纤维状角蛋白在角质形成细胞的胞浆内聚集；在降解期，所有细胞器消失，同时细胞内成分合并成细丝状混合物和无定形的细胞包膜。异常角化可表现为角化不全（遗留胞核）、圆体细胞（圆形、透明至粉红色的异常角化细胞）或谷粒细胞（变长的嗜碱性异常角化细胞）。
在正常皮肤中，相邻细胞的质膜被细胞间隙分开。电镜和组织化学研究显示，细胞间隙中存在糖蛋白和脂质。板层颗粒［角质小体（odland小体）或被膜颗粒］主要在颗粒层与角质层细胞界面的细胞间隙中出现。板层状鱼鳞病和持久性豆状角化过度症（Flegel过度角化病）等疾病都有异常的板层颗粒。此外，糖脂质（如神经酰胺）参与皮肤防水屏障功能，常见于化妆品中，以修复表皮的屏障功能。
角质形成细胞在皮肤免疫功能中发挥积极作用，如在过敏性接触性皮炎中，角质形成细胞参与诱导免疫应答，而不仅仅作为效应细胞。此外，角质形成细胞可分泌多种细胞因子和炎症介质，包括肿瘤坏死因子α（TNF-α）；还可在胞膜表面表达细胞间黏附分子1（ICAM-1）和主要组织相容性复合体（MHC）Ⅱ类分子等，提示角质形成细胞积极参与免疫反应的信号应答。
2.朗格汉斯细胞
朗格汉斯细胞是一种起源于骨髓和脾脏的免疫活性细胞。正常情况下，朗格汉斯细胞分散在位于表皮棘层的角质形成细胞间。朗格汉斯细胞占该层细胞数的3％～5％，其分布密度因性别、年龄和部位而异，通常在面颈部皮肤的分布密度较高，而在掌跖处较少。口腔黏膜中朗格汉斯细胞密度最高的区域见于前庭区，而密度最低的见于舌下区，这提示了后者是相对免疫“豁免”部位。
在光学显微镜下，朗格汉斯细胞在常规染色的切片中难以辨认。在专门针对该细胞的氯化金特殊染色切片中，朗格汉斯细胞表现为树突状细胞（图1-2）。朗格汉斯细胞的超微结构特征是胞浆特异性颗粒，又称伯贝克颗粒（Birbeck granule），这些颗粒呈棒状且一端有空泡，形似网球拍。
从功能上讲，朗格汉斯细胞属于单核_吞噬细胞系统，主要是免疫应答的传入支，可识别、摄取、加工和呈递抗原给致敏的T淋巴细胞，并在诱导迟发性过敏反应中起重要作用。一旦抗原被递呈，朗格汉斯细胞便迁移至淋巴结中。透明质酸在朗格汉斯细胞的成熟和迁移中起关键作用。如果用紫外线照射使皮肤的朗格汉斯细胞耗尽，则皮肤就会失去致敏能力，直至朗格汉斯细胞数量恢复正常。
3.黑素细胞
黑素细胞来源于神经嵴，出现在妊娠第8周后的胎儿表皮中。在正常人避光的躯干部位表皮中，黑素细胞与基底层角质形成细胞按1∶10的比例分布于基底层中（图1-3左）。在面部、耻骨前部及生殖器等部位的皮肤中，黑素细胞的密度较大。Mart-1免疫染色证实在严重晒伤的面部皮肤中，黑素细胞与基底层角质形成细胞比例可达到1∶1。了解黑素细胞与角质形成细胞的比例差异，有助于恶性雀斑（原位恶性黑色素瘤）的诊断。
皮肤颜色的种族差异并不是由表皮中黑素细胞的数量差异决定的，而是由角质形成细胞内黑素小体或黑素颗粒的数量、大小和分布的不同共同决定的（图1-3右）。浅色皮肤人群的黑素小体少且小，而深色皮肤人群的黑素小体多且大。长期日晒会刺激黑素细胞产生较大的黑素小体，使黑素小体在角质形成细胞内的分布类似于深色皮肤个体。
黑素细胞在常规HE染色的皮肤组织切片中不太容易辨认，在表皮的基底层中表现为透明细胞。其明显的光晕实际上是皮肤标本固定过程中形成的人工现象，是因为黑素细胞缺乏张力丝而不能与角质形成细胞之间形成桥粒连接而产生的。角质形成细胞也常有透明区，但它们能与黑素细胞区别开来，因为前者存在细胞间连接，且透明区周围有一层胞浆。
黑素细胞是一种树突状的细胞，其树突在表皮中可伸展很长，因此1个黑素细胞可以顾及40个角质形成细胞，角质形成细胞位于黑素细胞树突的末端，吸收来自黑素细胞的黑素小体，这些细胞共同形成1个表皮黑素单位。在角质形成细胞中，黑素小体在胞核上方形成帽状结构，其主要功能是光保护作用。在白癜风患者中，受累皮肤变白是因为黑素细胞被破坏；而在白化病患者中，黑素细胞的数量正常，但黑素合成缺陷导致不能合成完全色素化的黑素小体。雀斑是由基本正常数量的黑素细胞局部产生过多的色素所致。黑色晒斑或雀斑样痣是由基底层细胞过度黑素沉着所致。色素痣是黑素细胞的良性增殖，而黑色素瘤则是色素痣的恶变产物。
黑素小体是在黑素细胞的高尔基体中通过酪氨酸酶作用于黑素前体而产生。黑素分为真黑素与褐黑素两种，真黑素不含有硫原子，褐黑素含有硫原子。最适合真黑素产生的pH为6.8，胞内pH的改变可导致黑素生成量和真黑素与褐黑素比例的变化。黑皮素1受体（MC1R）在调节黑素产生过程中起重要作用，MC1R基因突变可导致真黑素向褐黑素转变。红头发个体的黑素细胞呈圆形，可产生较多的褐黑素。
黑素细胞和角质形成细胞均可表达神经营养因子（neurotrophin，NT），中波紫外线（UVB）照射皮肤后可下调NT的表达，提示NT可能是皮肤色素异常的治疗靶点。
4.梅克尔细胞
梅克尔细胞是一种具有短指状突起的细胞，常分布在表皮基底层或表皮与真皮连接处，在手掌、甲床，尤其是毛囊附近的表皮基底层内较多见。其功能尚不完全清楚，可能是一种特殊的神经分泌细胞，与表皮内的感觉神经末梢有关。梅克尔细胞有时会恶变，造成皮肤梅克尔细胞癌。
5.成纤维细胞
成纤维细胞是结缔组织中最常见的细胞，也是功能活动较为旺盛的细胞，呈梭形或不规则三角形，具有较强的分裂增殖能力，可参与组织损伤后的修复。
6.肥大细胞
肥大细胞来源于造血干细胞，其广泛分布于机体与外界环境相接触的部位，如皮肤、气道和消化道，在正常免疫应答及速发型过敏、接触过敏和纤维化疾病中起重要作用。肥大细胞直径为6～12μm，有丰富的双染胞浆和圆形中央核，正常肥大细胞在组织切片中形如煎鸡蛋（图1-4），其特征是内含多达1 000多个直径0.6～0.7μm的颗粒，可见粗糙的微颗粒、结晶颗粒和卷状颗粒。细胞表面有10万～50万个糖蛋白受体位点，可与免疫球蛋白（IgE）结合。肥大细胞具有异质性，Ⅰ型或结缔组织肥大细胞位于真皮或黏膜下，Ⅱ型或黏膜肥大细胞存在于肠道和呼吸道黏膜中。
皮肤中的肥大细胞对环境改变可产生反应，干燥环境可导致肥大细胞数量增加。在肥大细胞增生病中，肥大细胞出现异常增生、迁移和凋亡失调而聚集于皮肤。机体存活时皮损中肥大细胞最初增加，继而下降；死亡后皮损中的肥大细胞很少。在法医学中，使用特异性识别肥大细胞的糜蛋白酶和类胰蛋白酶的抗体进行荧光标记，有助于推测死亡时间。
表皮与真皮的连接是通过基底膜带（basement membrane zone，BMZ）形成的。BMZ的超微结构由四种成分构成：带有特化附着板（半桥粒）的基底细胞质膜、电子透明带（称为透明板）、电子致密板（基底板）、与基底板相邻的纤维成分（包括锚原纤维、真皮微纤维和胶原纤维）。BMZ支撑表皮的结构，使表皮和真皮紧密连接。其可视为一个多孔的半渗透性滤器，允许表皮和真皮之间进行物质交换；可调节角质形成细胞和成纤维细胞的生长、黏附、移动以及凋亡，这种调节作用大多数是通过激活整合素和多配体聚糖而进行的。
1.皮肤面积与体重的关系
从重量和面积的角度来看，皮肤是人体最大的器官。新生儿皮肤总面积为0.21 m 2 ，婴儿（6个月）皮肤总面积约为0.41 m 2 ，成人皮肤总面积为1.5～2 m 2 ，详见表1-2。
表1-2 体表面积与体重的关系
值得一提的是，成人的皮肤面积约为新生儿的8.6倍，成人的体重/体表面积比值是新生儿的2.4倍，关于不同年龄儿童体表面积与体重的关系，Adam在2012年欧洲化妆品安全性评价培训课程中进行了详尽报道（表1-3）。
表1-3 不同年龄儿童体重/体表面积比值
2.体重/体表面积比值在化妆品研发中的意义
化妆品配方中的活性成分、表面活性剂和防腐剂等物质均可不同程度被皮肤吸收。婴幼儿的皮肤娇嫩，其皮肤通透性较成人大，早产儿的皮肤通透性是成人皮肤通透性的10倍左右，因此当婴儿使用化妆品剂量过大时，更容易造成机体损伤。另外，婴幼儿皮肤透皮吸收能力与体重/体表面积比值有关，且随着婴幼儿年龄的增加，其体重/体表面积比值不断减小，因此在婴幼儿和成人皮肤上涂抹相同化妆品时，婴幼儿单位体重承受的化妆品剂量高于成人，从而增大化妆品的风险。此外，婴儿面部皮肤面积占全身皮肤面积的7％，而成人仅为3％。婴幼儿与成人皮肤的差异提示化妆品研究人员对不同年龄阶段婴幼儿产品的配方成分、功效性和安全性应与成人产品有所区分。
1.表皮厚度
皮肤的表皮和真皮层厚度为0.5～4 mm。表皮的厚度平均为0.1 mm，但在机体各个部位间存在较大差异，最薄的部位为眼睑，仅为0.04 mm，最厚的部位为足跖，约1.6 mm。
皮肤的厚度受性别、年龄和部位的影响较大，表皮厚度受季节和温度的影响较小。男性皮肤较女性厚，老年人和新生儿的皮肤较薄，新生儿皮肤厚度仅为成年人的1/3，随着年龄的增长，5岁儿童皮肤厚度与成人基本相当，20岁时表皮厚度达到最大值，随后逐渐变薄并出现皱缩。
角质层作为表皮的最外层，在化妆品常用的部位中，手背部位角质层最厚，之后依次为前臂屈侧、前额和颧（表1-4）。年龄对角质层厚度的影响不大，男性前额和手背的角质层厚度高于女性。面部皮肤的角质层较薄，外界的刺激物、抗原和微生物更易侵入面部皮肤，这也使面部皮肤对外界刺激较敏感，更容易因使用化妆品而发生接触性皮炎、湿疹等皮肤病。
表1-4 不同性别角质层厚度的比较（均数！标准差，μm）
注： n 为志愿者人数， Z 为秩和检验值。
另外，皮肤的厚薄程度与肤色相关。当表皮过厚时，皮肤的透光性变差，从而导致皮肤泛黄。而皮肤过薄时，皮肤抵抗外界侵扰能力变弱，敏感性增加。化妆品经皮吸收能力的影响因素众多，其中皮肤的厚度是关键因素之一。因此，在化妆品的研发过程中，要充分考虑化妆品的适用人群和部位，以期达到更好的效果。
2.真皮及皮下组织厚度
真皮厚度约为表皮的15～40倍，为0.4～2.4 mm不等。男性真皮组织中胶原蛋白含量较女生多，随着年龄的增长，皮肤中的胶原蛋白含量逐年减少。在任何年龄段，女性胶原蛋白含量均低于男性，其原因在于胶原蛋白与雄激素关系密切，因此男性化的女生胶原蛋白含量高，而女生的衰老通常早于男性。
皮下组织位于真皮以下，由疏松结缔组织及脂肪组织构成，也称为皮下脂肪层。皮下组织富含血管、淋巴管、神经及汗腺组织，其厚度因性别、部位及营养状况的不同而差异明显。女性的皮下脂肪从10岁开始出现快速增加，持续到22～25岁。男性皮下脂肪的急剧增加始于13～14岁，止于18岁左右。女性在35岁时开始出现脂肪减少，而男性在45岁才开始出现脂肪减少。男性和女性的脂肪分布区域也存在较大差异，男性脂肪大多聚积于腹部和上半身，而女性脂肪多积累在下半身，尤其是臀部和大腿。
皮内的结缔组织有一定的走向，同时皮肤附着于深部组织。由于纤维束的排列方向不一致和张力的牵引作用，皮肤形成深浅不一的皮沟，皮沟构成了皮肤表面的粗纹和细纹，即所谓的皮肤线，面颈部、手掌、阴囊以及关节部位的皮肤线较深。皮肤线在临床上称为兰格（Langer）线，沿Langer线作切口，形成的疤痕较为纤细（图1-5）。
掌跖、指（趾）末端曲面皮沟和皮嵴平行排列形成的涡纹状图案称为掌（跖）及指（趾）纹（图1-6）。每个人的指（跖）纹样式是独一无二的，因此常作为身份鉴定。指（跖）纹隆起的细嵴称为乳头嵴，也称摩擦嵴。各条嵴间有细窄的沟。在嵴的中线上，汗腺按一定距离开口于表面，在手掌和指的表面尤其明显。每条嵴的下面有一个真皮乳头，乳头的形状和排布样式决定了嵴的样式。嵴下面的真皮乳头中有丰富的触觉神经末梢，这些嵴和沟也增加了手和足在握持物品时的摩擦力。
图1-5 皮肤的Langer线
图1-6 指纹
近年来，美容护肤行业涌现出很多新的涂抹手法和美容工具，帮助化妆品在消费者身上取得更好的效果。为此，研究皮肤线可为美容类工具和按摩手法的开发提供指导意义。
皮肤毛孔虽然已获得广泛认知，毛孔粗大也一直是美容和化妆品行业研究的热点问题，但毛孔并非是解剖学的确切概念。
1.毛孔结构及影响因素
传统观念认为皮肤上的细小凹陷就是毛孔，但解剖学和组织学观念认为，毛孔并非是单个凹陷，而是包含汗腺开口、毛囊皮脂腺开口和含角栓的毛囊皮脂腺开口这三部分。全身皮肤遍布汗腺开口；毛囊皮脂腺开口为中空的管状结构，集中分布于前胸部；含角栓的毛囊皮脂腺开口大多分布于面部皮肤，尤其是额头和鼻子两翼，即所谓的T区。
目前对于正常毛孔大小尚无明确定义，一般认为面部毛孔较为明显且影响美观时即为毛孔粗大。在中国人群中毛孔粗大的高发部位是两侧鼻翼，其次依次为鼻正面和面颊。鼻部周围皮肤的粗大毛孔多为含角栓的毛囊皮脂腺开口。角栓由皮脂、灰尘和化妆品残留物混合而成，质地较为坚硬，不易清洁。而面颊部的粗大毛孔多为毛囊皮脂腺开口，无角栓残留，清洁较为容易，且毛孔相对较小。
引起毛孔粗大的原因可分为内源性因素和外源性因素，前者包括遗传、激素水平和皮肤自然老化等，后者主要包括药物、光辐射、饮食、作息和个人护理等。在内源性和外源性因素的共同作用下，皮肤中的弹性纤维和胶原纤维含量减少，毛孔缺乏胶原纤维的支撑而变得松弛，表现为毛孔粗大。另外，皮肤状态和毛孔粗大有一定联系，毛孔粗大的皮肤中水分丢失较多，且不饱和脂肪酸含量较高，同时伴有角化不全。一般而言，男性的鼻正面、鼻翼和面颊部的毛孔粗大发生率高于女性。
2.毛孔粗大与化妆品研发
针对毛孔粗大的内源性因素和外源性因素，化妆品配方中可添加下列物质来控制毛孔粗大。
（1）收敛剂：诸如硫酸铝、氧化锌、硫酸锌、氯化铝等无机粉剂可对粗大毛孔产生收敛效应，但对于油脂分泌比较旺盛的毛孔来说，收敛剂不能达到控油的效果，长期使用还会加重皮肤负担。目前使用的单宁酸、柠檬酸、乳酸等无机酸可达到良好的收敛效果，同时副作用相对无机粉剂轻。
（2）清凉剂：只能产生短时间收缩毛孔的效果，如乙醇、薄荷等。
（3）维生素：维生素作为脂质调理剂，并非适用于所有油性皮肤的个体，其主要针对缺乏B族维生素而造成脂溢性皮炎的人群。
（4）角质剥离溶解剂：目前较为流行的“换肤”疗法中使用的果酸、水杨酸可有效溶解粗大毛孔中的角栓，但会使皮肤变薄和干燥。