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尽管我们每天都会损失5亿个皮肤细胞。 可能我们的皮肤有时会使我们感到痛或不舒服，但我们总能依靠它来保护我们并且不会随意地漏出血液和汗水，尽管我们每24小时都会排出大约5亿个细胞。是的，不知为何，我们每两到四周就会更换整个皮肤的外层，但它从来不会泄漏水分，而现在据说科学家们已找到其原因。而这原因是因为我们的皮肤有着独特的十四面体形状 ( tetrakaidecahedrons)，这使细胞在脱落时都不会产生缺口。 一位来自伦敦帝国学院的团队队员，田中贵子(Reiko Tanaka)说道，「我们的研究还帮助我们调查到了皮肤细胞是如何产生一种胶水使细胞结合在一起，以确保我们皮肤一直保持着完整性的机制的真相」。田中和她的团队决定研究构成哺乳动物的表皮层，保护我们的各个层皮肤。根据过去的研究结果已发现哺乳动物的前两层表皮都具有两个主要的物理屏障。 最靠近表面的那层是由角质层(stratum corneum)组成的，最外层形成的目的是为了当气液体的屏障，而在它底下的那层则是通过紧密连接而形成的液体屏障，因其中的面积过于窄小使液体无法渗透。虽然科学家们长期以来一直在研究表皮的最外层。皮肤最外层的死皮细胞不断地脱落，然后新的，更健康的细胞会代替它们，但很少人知道在它底下有着较薄的，次要的，称为颗粒层 (granulosum)的皮肤屏障。层状颗粒对于确保我们皮肤不泄漏液体是至关重要的因素，因为它是紧密连接的一层，并且皮肤的最外层在没有它们的情况下是不能形成的。颗粒层也在脱落过程中起了巨大的作用。 在哺乳动物的皮肤外层脱落时，新的皮肤细胞必须在表皮的最底层中连续产生然后向上移动到颗粒层。在这里，他们将会取代旧的皮肤细胞，然后把旧细胞推到表皮的最外层然后脱落。目前为止，仍然没有人能确切地知道皮肤是如何更换层状颗粒细胞而不破坏那紧密连接的屏障，以确保我们不会开始到处泄漏体液的真正原因。 田中和她的团队使用称为共焦显微镜 (Confocal microscopy)的成像技术来检查小鼠耳朵中的颗粒层细胞，过程中他们发现这些细胞的形状对于它们形成的屏障类型是至关重要的。形状基本上是被称为开尔文的十四面体形状(Kelvin's tetrakaidecahedron) ，而它是一个14面的多面体，并且具有六个矩形和八个六边形。这结构最早是由苏格兰-爱尔兰数学物理学家和工程师William Thomson（Lord Kelvin）于1887年提出的，他称它为填充空间的最佳形状。 在小鼠表皮层的图像中，这种形状的扁平形式看起来在其每个边缘上都会形成紧密连接，以确保当细胞们不断连续地移动时，皮肤仍能够维持一个连续性的屏障。田中说，「令人惊讶的是，一个世纪以前，数学家Lord Kelvin设计的形状抽象概念可能是帮助我们皮肤保持一个有效屏障的一种重要的形状」。 团队发现，这种形状允许新的皮肤细胞通过产生一种蛋白质以作为临时性的「胶水」来代替旧的细胞，这种蛋白质会把旧细胞维持在上方然后把下面新的细胞紧密连接在一起。即使表皮层脱落了，底部还保有屏障的作用。 虽然实验只在小鼠上进行，但是哺乳动物表皮在物种之间非常的相似，唯一不同的是它较深。研究人员说道，人类中角质层 (corneocytes)是表皮最外层中的一种皮肤细胞，在人类中比在小鼠中更多，而在那里也有十四面体模型，这可能对人类皮肤状况的研究产生很大的影响。此团队说道，更好地了解哺乳动物表皮如何保持这紧密连接可以帮助我们找出和解释慢性皮肤病症的主要致病原因，例如湿疹和牛皮癣。它们都是常见的难以预防或治疗的疾病。 研究人员说明，「紧密连接的生产或功能障碍可能可以用来解释为什么一些人会得湿疹，因为中皮肤屏障被削弱，而这会导致细菌浸润，发炎，然后我们会搔痒抓它造成进一步的感染」。 「在其他情况下，细胞之间的联锁屏障如果失效了可能可以用来解释为什么在牛皮癣中有表皮细胞的过量产生，导致表面上的皮肤有着厚厚的斑块」。 团队现在在计划去研究关于如何确定表皮层中的皮肤厚度，以及如何维持细胞生长和脱落之间的平衡，以识别失效或故障可能的主要原因来自哪里。 |
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