白癜风的发病机理与临床表现..doc
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1、 白癜风的发病机理与临床诊断总论 白癜风是一个古老的疾病,在长沙马王堆三号汉墓中出土的帛书五十二病方中就有记载,早在汉代称白癜风为“白处”为我国迄今为止对白癜风最早的描述与命名。直至隋朝诸病源侯论首次将此病正式命名为白癜风。现代认为白癜风是局部色素脱失而形成的大小不等、形状各异的白斑,亦有融合成大片;由于病变的严重程度、色素脱失的程度不同,白斑的色度亦不相同;白斑的数量及范围亦各不相同。各年龄段均有发病,但年轻人多见。男女均可发病,男女发病比例国内外各家统计有一定差距,有的统计男女发病比例近于1:1,有的约为3:2,朱光斗等统计1020例病例,男女发病之比为1:1.78,而山西省临汾地区医院统
2、计男女病人之比为2:1。世界各国各地区及各种肤色的种族均有发病,但肤色深的种族似较白种人发病率高,黄种人据统计其发病率为1%左右,按此推算我国白癜风患者有千万余人,这一点便充分说明白癜风是一种常见病,多发病。其危害性不仅仅影响容貌,而且使患者承受难以忍受的心理压力,还影响着家庭、婚姻的稳定性。第一章正常黑色素代谢为了较透彻的了解白癜风的原因、病理、发病机制,必须详尽,全面地了解皮肤黑色素代谢过程 皮肤正常色素主要是表皮黑色素单位形成的黑色素。除此之外,还有其他两种色素内源色素:包括脂色素、含铁血黄素、胆红素等,黑色素当然是包括在内源性色素之中。外源色素:包括胡萝卜素,药物如阿平等过量可使皮肤黄
3、染,另外纹身、煤粉、火药等异物沉着于损伤的皮肤之内,愈合其中。还有重金属(如砷、金、银、锌等)沉着症,均可使皮肤出现相应的颜色。以下是正常黑色素代谢的过程及其相关的一些问题。第一节 表皮黑素单位表皮黑色素单位一般是由一个黑色素细胞及其周围的2036个角朊细胞(角质形成细胞)所组成,具有黑色素形成、代谢、转运、脱落等功能,是表皮黑色素代谢的基本单位。一个黑素细胞向同一个黑素单位内的角朊细胞输送黑色素。在动物和人体的实验研究中,已证实表皮黑色素单位的存在。在不同部位的皮肤具有活性的黑素单位的数目差异较大,但每个黑素单位的黑素细胞和角朊细胞比例相差无几。、黑素细胞()起源、分布、分类 黑素细胞起源于
4、胚胎的神经嵴,在发育的过程中,黑素细胞逐渐移行至皮肤,出生后便位居于表皮的基底层和毛囊外根鞘中下部及毛球、漏斗部。实验发现在妊娠两个月,在表皮内便可见到黑色素细胞;两个半月黑素细胞内有黑素体出现,并能制造黑色素。由于黑素细胞定居的部位不同,命名异不相同,在表皮基底层的黑素细胞称为表皮黑素细胞(EM)在毛囊内的黑素细胞称为人类毛囊黑素细胞(HFM).除所在的位置不同,二者在形态、分布、抗原表达、功能特性均不相同,这些研究成果倍受皮肤病学界的重视,对皮肤色素性疾病的发病机制,治疗等方面有较大意义。 表皮黑素细胞的密度,随不同部位而不同,但对称部位分布的黑素细胞密度基本上相同。一般认为人的表皮基层有
5、1020亿黑素细胞,平均每平方厘米有1560个黑素细胞。黑素细胞在头面部,皱襞位较多,在背腹部较少,这一规律经研究证实无性别、种族差异。 黑素细胞以有无树突分为两型:树突型和非树突型,二者的区别在于前者可将黑色素转移到角朊细胞,而非树状突型黑素细胞主要分布在色素膜,视网膜、脑膜之中,其中的黑色素不能向外转移,只存留在非突型黑素细胞内。 黑素体是黑素细胞最具特征性的细胞器,存在于黑素细胞质内,是一个有膜的小泡,内含结构蛋白与酪氨酸梅,黑素体功能之一是形成黑色素,其二是黑色素转移到周围角朊细胞内的运载装置。黑素体的形成黑素体的大小及形成由于人种不同而差异较大,目前有证据表明,黑素体形成可以分为以下
6、三个过程:首先在粗面内质网内形成前黑素体结构蛋白,并在黑素细胞核糖体上合成酪氨酸酶。结构蛋白转运至滑面内质网运行处理、组装。经处理、组装的结构蛋白和酪氨酸酶均运到高尔基复合体,再进行总组装,最后形成具有活性的黑素体,具有使酪氨酸转变为黑色素的能力。黑素体形成过程中依据其结构演变可分四期:期黑素体内含酪氨酸、蛋白基质的有膜小泡,并有沿其长轴排列的同心性板层。此期黑素体内尚无黑色素。期黑素体呈卵圆形小体,内含较多的具有周期性横纹的丝和板层内部结构进一步完善,但此期仍无黑色素形成。期在黑素体内的酪氨酸酶的作用下,酪氨酸演变形成黑色素,电子密集的黑色素沉积并遮盖黑素体的板层网。期黑素体内充满黑色素,即
7、黑素化,呈电子致密的卵圆形小体,内部结构看不清,此期黑素体,便是通常所说的色素颗粒即成熟的黑素体。黑素体长度因人种不同而不同,白人为0.4g,而黑人则为0.8g.黑素体转运方式黑素体成熟后,可能借助细胞质中微丝作用,较迅速将其集中于黑素细胞树突末端,随着树突末端的离断,色素颗粒(即黑素体)被释放。这种较特殊的释放色素颗粒的方式,称为胞突分泌,释放的色素颗粒立即被附近的角朊细胞和表皮干细胞所吞噬。由于黑色素细胞的胞突分泌,使黑素细胞的黑素颗粒明显减少。由于角朊细胞的吞噬作用,在其细胞内含有较多的黑色素颗粒。 二、角朊细胞角朊细胞又称为角质形成细胞,角蛋白形成细胞。皮肤表皮细胞的形成、生长、成熟、
8、角化、衰亡、脱落等正常演变过程,实际上是以角朊细胞正常演变过程为基础。表皮基底层的基底细胞具有极强的分裂能力,幼稚的角朊细胞就是由基底层细胞生发而来,进一步成熟为角朊细胞,较成熟的角朊细胞质优较多的线粒体,而高尔基复合体,内质网则不发达,胞质内还有较多的肌动蛋白丝和角质白丝束。黑素细胞突分泌的黑色素颗粒,被角朊细胞吞噬后,存在角朊细胞质内。角朊细胞的功用可概括有角朊细胞与黑素细胞共同构成表皮黑素单位,参与黑色素的形成、代谢转运、脱落等。角朊细胞与血管内皮细胞、真皮成纤维细胞、肥大细胞等均有分泌多种细胞因子的功能,如分泌生长因子、炎症因子,尤其是干细胞生长因子(SCF)、碱性成纤维细胞生长因子(
9、bFGF)、内皮素-1、白三烯C4神经生长因子等。这些细胞因子参与诱导毛囊外根鞘内的休眠状态的黑素细胞移至与白癜风斑处的表皮内,并使这些黑素细胞激活、增殖,使形成黑素素的过程中发挥重要作用,最终导致白斑处色素的再生。第二节 黑色素代谢与调控一、 黑色素形成黑色素是黑素细胞的黑素体内形成,黑素细胞内的酪氨酸是黑色素的主要的直接的原料,而酪氨酸的前身则是苯丙氨酸,当这种氨基酸之一缺乏,均会直接或间接的影响黑色素的合成,均可能引发皮肤色素代谢障碍,使色素脱失,甚或形成白癜风。 酪氨酸在酪氨酸酶(TYR)作用下,氧化成多巴(Dopa),在TYR作用下Dopa进一步氧化成多巴醌,经过复杂的演变过程,最终
10、形成由蛋白质,吲哚、醌等所构成的结构紧密的高分子聚合物即黑色素。以往认为黑色素合成是个较简单的生化过程,由单一底物(即酪氨酸酶)参与。近年来研究发现,酪氨酸酶有四个基因、构成酪氨酸酶基因家族,这个家族四个成员分别albino、brown、Slaty、Pmel-17,它们均定位于黑素小体膜上同一多酶复合体中,彼此相互作用、共同调控黑素细胞合成黑色素的质和量,这些发现从分子水平来认识上述色素障碍性皮肤病的病因与发病机制,对开辟基因治疗新途径是新有启发的。 酪氨酸酶基因家族与皮肤黑色素形成酪氨酸酶(TYR)基因家族非常古老,推测这些原因可能均已经过了时间的独立进化。Morrison研究的结论是TYR
11、基因家族均来源于一个共同祖先基因,在进化中分成酪氨酸酶相关蛋白(TRP)-1和TRP-2,它们均含有两个高保守铜结合区,均属双核铜结合蛋白家族成员TYR基因家族的四个成员简述如下;1.albino albino位点编码的蛋白质,具有酪氨酸酶功能,若将albino基因转染指酪氨酸酶缺乏的细胞或酪氨酸酶有缺陷的细胞(如:成纤维细胞、无黑素的黑色素瘤细胞)内,便出现具有酪氨酸酶活性的蛋白质表达。用酪氨酸酶编码序列和有效调控元件组成小基因,来制备转基因鼠皮肤着色程度明显增加,黑素细胞内出现大量黑素颗粒。酪氨酸酶是一种含铜糖蛋白,具有酪氨酸羟化酶、多巴氧化酶、5,6二羟基吲哚氧化酶三种特征性催化性。2.
12、 Brown brown蛋白即酪氨酸酶相关蛋白-1(TRP-1),其功能直至目前尚不清楚,目前认为外源性TRP-1互补DNA(CDNA)在黑素瘤细胞系中表达上调TRP活性,促进黑色素生成。在体外无L-多巴、低浓度的酪氨酸,若延长孵育时间,TRP-1显示明显的酪氨酸羟化酶的活性。L-多巴又是酪氨酸酶激活辅助因子。上述研究的结果说明,在酪氨酸酶没有被激活之前,第一个L-1多巴的来源是TRP-1显现出酪氨酸羟化酶的活性形成了第一个L-1多巴。3. Slaty Slaty位点是编码TRP-2(酪氨酸酶相关蛋白-2)基因定为定位点。TRP-2的功能现已明确,它具有多巴色素异构酶(DT)功能,TRP-2在
13、黑色素生成过程中,决定多巴色素(DC)是羟化而形成5,6-二羟基吲哚(DHI)对多巴色素下一步的演变发挥调节作用。4.Pmel-17定位于人的第12号染色体,是又645个氨基酸组成的蛋白质,该蛋白质中间有重复三次的26个氨基酸基序,该结构可能与蛋白质功能密切相关。(二)皮肤黑色素形成的调控黑色素目前主要分为两种,即黑棕色优黑素及红黄色褐黑。优黑素褐黑素转换机制与TYR(酪氨酸酶)活性有关,当TYR活性增高时,多巴醌的浓度随之增高,并与谷胱甘肽(GSH)迅速形成较多的谷胱甘肽多巴(GSH-dopa),当酪氨酸酶活性过高,而r-GTP(谷氨酰转肽酶)活性较低时,可将大量的谷胱甘肽多巴转变成吲哚类黑
14、色素,释放到胞质中,最终形成几乎是纯质的优黑素。(三)影响黑色素代谢的原因皮肤直接与外界相接触,受到外环境中的各种因素包括生物学、理化学因素的刺激,对黑色素代谢有直接或间接的影响。黑色素代谢竟然亦受遗传因素影响。以下简要介绍影响黑色素代谢的几种因素:1. 遗传因素 如酪氨酸酶活性缺陷。2. 多巴 多巴是酪氨酸酶在演变成黑色素过程中所产生的中间产物,在合成黑色素的生化过程中,多巴又发挥催化剂作用,促使黑色素形成过程顺利完成。参与黑色素合成的各种酶类及一些中间产物还有5,6-二羟基吲哚(DHI)、5,6-二羟基吲哚羟酸等对黑素代谢均有影响。3.角朊细胞形成和分泌的各种细胞因子 如干细胞生长因子、碱
15、性成纤维细胞生长因子、内皮素-1.白三烯C4、神经生长因子等对黑色素形成、代谢均有调控作用。4.硫氢基 具有抑制黑色素生成作用,硫氢基(SH)在正常表皮中以还原型谷胱甘肽的形式存在,它能与酪氨酸酶中的铜离子结合,使酶活性受到抑制,从而使黑色素形成受到影响。当紫外线或阳光照射时,能使SH减少,使黑色素形成增多。重金属金、银、砷等,可能皮肤色素沉着,可能的机制是这些重金属能与SH结合,减少SH与酪氨酸酶中的铜离子结合,使该酶活性升高,黑色素形成增多。5.微量元素 目前对人体微量元素的研究颇多,其重要性逐渐给予了正确评价,白癜风患者血清铜、锌、钙、镁等离子均较明显降低。在黑色素形成过程中铜、锌是不可
16、缺少的微量元素。实验表明铜的含量较正常人明显减少。上述的重金属元素也直接或间接的影响黑色素形成。以上各种资料均说明微量元素在皮肤色素代谢中的重要作用。6.内分泌激素 激素对黑素代谢的影响是明显的与肯定的。 (1)性激素能促使黑素形成与沉着,使皮肤的颜色加深;尤其是雌激素与孕激素联合应用更为明显,如妇女在妊娠、分娩、哺乳期,使原有的局限性白斑迅速扩大,波及到腰、腹部及双侧乳房全变白,如同乳罩样呈瓷白色,病灶迅速发展与该病人的特殊时期内分泌特殊变化有密切关系。临床统计女性病人较男性发病早5年,这也间接的说明女性内分泌改变对皮肤色素代谢的影响是很明显。 (2)甲状腺素: 参与黑色素代谢过程,在酪氨酸
17、生物化学演变过程中,发挥氧化剂作用,使黑色素生成增多。(3)促黑色素激素(metanocyie stimulating hormone MSH):促黑色素刺激使脑下垂体中叶形成,具有提高血中铜离子含量,并能刺激酪氨酸酶的合成,MSH可能还有直接参与黑素的代谢;白癜风病人肌肉注射促黑色素激素(促黑素),正常皮肤颜色显著变黑;而白斑的颜色却无变化,这很可能是因为白斑部位已无黑素细胞,MSH在病灶处便不能发挥增色作用。推测MSH使皮肤颜色变黑很可能是直接作用于黑素细胞。实验也证明无论a或是B-MSH均不能使用每平方厘米中的黑素细胞的数目增加,说明MSH的作用是提高黑素细胞功能,使黑色合成增加,并促使
18、其沉着。尤其是人毛囊无功能黑素细胞,在MSH外用涂擦治疗后,会变成具有生成黑色素功能的黑素细胞。使患者首先在白斑区毛孔形成色素,呈点状与岛状,然后逐渐扩大。(4)松果体素(melatonin,褪黑素):该激素是松果体分泌的一种具有生物活性的激素,褪黑素可抑制黑色素形成。正常褪黑素与促黑素激素处于动态平衡,保持正常肤色。当精神受到严重创伤时或情绪高度紧张时,褪黑素生成增多,从而使黑色素生成减少。(5)促肾上腺皮质激素,雌激素、孕酮等对黑色素细胞均有刺激作用,使黑素细胞合成色素增多,并促使黑色素沉积于皮肤。7、角朊细胞及其细胞内黑色素代谢产物,已反馈方式或其他方式,对黑素细胞发生影响,调控黑素细胞
19、活性;而黑素细胞内的黑素体形成,在很大程度上和角朊细胞演变成角化细胞及其脱落速度有较密切关系。当黑素细胞受到某种因素影响,黑素细胞与角朊细胞接触过于密切,可使皮肤色素沉积过多。若因皮肤的炎症、水肿等,角朊细胞形成加速,与黑素细胞接触不良,接触时间短,致使皮肤色素沉着减少,肤色变白。8、神经精神因素 一些动物如:蛙、蜥蜴、鱼类等可迅速发生皮肤颜色的变化,实际是受神经调控所致,实验证明交感神经通过去甲肾上腺素等作用,使黑素体迅速集中于黑素细胞中央,致使肤色变浅;而副交感神经可使黑素体复位,使肤色变深。人类节段型的白癜风其白斑部分布是按皮神经分布,呈节段分布,提示神经因素参与皮肤黑素代谢。 精神情绪
20、波动对皮肤色素代谢有影响,而对部分人群来说精神情绪对色素代谢关系相当密切。临床部分白癜风病人的发病或发展之前可寻觅到精神情绪的严重波动。精神受到严重创伤,可使白癜风发生或白斑扩大。 9.前列腺素对黑素细胞增殖有较明显影响,其中前列腺素E2能使黑素细胞增殖,使其密度明显增加,前列腺素E2还有促进黑素合成增多的作用。除此之外前列腺素E2还能影响角朊细胞和朗格罕斯细胞。而前列腺素D2对黑素细胞增殖影响较小。前列腺素E2是炎症渗出液的一种成分,故在紫外线照射后及在炎症之后皮肤色素沉着明显,因此提出将前列腺素E2制成某种制剂,用来治疗白癜风等色素脱失性皮肤病,或许是一种疗效明显的药物。(四) 皮肤黑色素
21、的功能1.黑色素散射和吸收紫外线,使皮肤深层组织免遭紫外线的损伤,发挥遮光剂的作用。同时黑色素还能消除皮肤内的因紫外线照射而形成的自由基,减少或消除自由基的损伤作用。黑色素不但可以消除短波紫外线波长300nm损伤,还可以冲淡长波紫外线和可见光作用。皮肤细胞(黑素细胞和角朊细胞)核附近的黑色素能减轻光子对细核的直接撞击,保护了细胞核内的脱氧核糖核酸,而后者易受损伤。2. 黑色素吸收日光中的热能,并将热能转输到体内,维持人的体温。但在酷署季节,黑色素的沉着增加了机体对热能的负荷。实验证实黑人吸收阳光的热能较白人多30.3. 黑色素沉着可降低维生素D的合成,黑人儿童易患维生素D缺乏症,白人儿童相对有
22、利合成维生素D,不易患钙代谢障碍。4 较黑色的或黑色的皮肤保护人类,在森林中免遭动物伤害。因此,有的学着认为黑色素的沉着是人类在进化过程中对外界环境的一种适应。 二、黑色素与皮肤的色泽 皮肤的颜色取决以下几个因素:皮肤中黑色素的含量;皮肤血管分布的疏密与深浅;皮下脂肪的厚度;皮肤固有的颜色,即由胡萝卜素等所显现的黄色。其中最重要的是黑色素形成与沉着的数量,黑色素的形成又取决黑素细胞的活性与能力。 不同的性别,不同种族皮肤中的黑素细胞包含量(数量)上没有显著差异,但同一个体不同的部位的皮肤中黑素细胞含量不同。如阴茎包皮黑素细胞2 400个/mm2、头部2 000个/mm2。四肢1 150个/mm
23、2、驱干900个/mm2. 种族不同,个体不同皮色不同,这并不取决黑素细胞的多少,而主要取决于黑素细胞活性及黑素体的多少、大小以及黑色素的多少。特别是在角朊细胞内黑素体的数量、大小、分布、运转、分解的速度。黄种、白种人黑素体成群的分布于角朊细胞内。每个人皮肤的颜色即色素沉着的程度主要取决遗传,包括基本肤色和紫外线照射引起的色素沉着程度均决定于遗传因素。 人类在一生中,皮肤颜色随年龄,增长而变化,大致可分为以下几个期:新生儿:在这一阶段皮肤颜色一般无大变化,有的新生儿因在胚胎发育期,在胚胎某一局部,黑素母细胞增生活跃,聚集较多,形成胎记,青痣或蒙古斑等,随年龄增加,胎记等多可自行变浅或消失。婴幼
24、儿期:黑素细胞代谢进一步增强,黑色素沉着逐渐增多。青春期:因内分泌变化,而影响肤色,原有的色素痣颜色变深变暗,面积也可扩大。中、老年期:黑素细胞代谢可降低,黑色素形成减少,老年人皮肤可出现滴状白斑,以及头发变白,但也可以出现老年斑、痣等。 第二章 病因与发病机制白癜风的病因迄今尚不是十分明确,近年来通过基础医学与临床医学多学科、多方面的宏观与微观的研究提出了不少有价值的学说和观点,为揭示白癜风病因与发病机制做了大量的工作,认为白癜风的发生、发展并非单一因素造成,它的发病机制是复杂的。第一节 黑素细胞自毁学说黑素细胞主要功能是形成黑色素,人体正常与健康的肤色是黑色素合成与代谢平衡的结果。当黑色素
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