新年第一周不知道大家年终总结有没有收尾，或者新一年的flag有没有立好？
年的上美新科技要下盘大棋，首篇推文就邀到重磅外援，上美护肤功效测评当家技术小生，永远有张18岁脸的科技喵，为大家站台科普（朋友们掌声可以再热烈一点！）。
喵哥和小酱一样都是学生物出身，学生物的人看世界的角度是不太一样，形容混吃等死的肥宅不用“废柴”而用“单细胞生物”；形容物体相似度过高不用“copy”而用“克隆”；评价外貌也不用“颜值”而用“表型”。就连玩“跳一跳”都觉得你们说的翻跟斗“小人”怎么看怎么像“跨膜蛋白”啊。
于是喵哥大腿一拍，你们都没扒过钙离子跨膜运输吗？放着我来！
说到钙离子你们想到的肯定是下图：
错是没错，但是在细胞生物学角度钙离子还有更重要的作用——传递细胞信号。
在漫长的进化过程中，人类为了适应复杂的环境变化，需要一种能讲外界刺激传递到内部代谢反应的信号分子，钙离子（Ca2+）就是人体中重要的信号分子之一。［1］
细胞内外都存在有Ca2+，带电荷的离子不能自由的穿越细胞膜，而是需要细胞膜上的离子通道蛋白（跨膜蛋白）进行转运，外界的刺激通过影响通道的开和关就可以调节细胞内的离子浓度，影响细胞的生理活动。
所以人体中钙无处不在，不仅仅是骨骼和牙齿，皮肤中也含有钙，那么究竟钙离子在皮肤中起什么样的作用？
参与表皮分化正常的皮肤表皮中，钙离子的浓度不是均一的，而具有特定的浓度梯度——从角质层向基底层逐渐递减。［2］
从结构来说，表皮不同类型细胞分化程度是不同的，细胞从基底层开始分化，层层演变至角质层变成终末分化的细胞。
所谓的终末分化就是说细胞分化到一定程度后不会再发生功能和形态上的改变，也不会再分裂，成为成熟定型的细胞。
Yuspa等发现调节角质细胞的培养条件发现，高浓度的钙促进角质细胞分化和分层和角蛋白形成。反过施加钙离子螯合剂可以阻止钙离子诱导的细胞分化。［3］
Excuseme?凭离子浓度就能影响细胞的命运？
这其实也不稀奇，很多两栖动物，比如海龟的性别都是温度决定的。温度低孵出雄龟，温度高孵出的就是雌龟。不信的话众筹买海龟做个实验吧。
咳咳，扯远了，总之科学家们达成了共识，钙离子水平确实对表皮结构蛋白的表达及表皮分化起着十分重要的调控作用。［4］
参与屏障的形成经过长时间的科普，大家应该已经明白皮肤不可以过度清洁，皮肤表面的脂质是皮肤的保护伞，我们称之为皮肤屏障。关于钙离子对屏障的影响，需要从下面几个角度分析：
由特殊蛋白组成的角化包膜
结构性脂质及皮肤表面脂质
天然保湿因子等
Ref：KimH,ShinJU,LeeKH.AllergyAsthmaRespiratoryDisease,,1(1):20.
角化包膜由一系列表皮特殊蛋白质组成，包括：兜甲蛋白（80%）、内披蛋白、丝聚蛋白、小分子富含脯氨酸的蛋白（SPRR）、毛透明蛋白等等。这些蛋白需要钙依赖性转谷氨酰胺酶1、3、5的催化调控才能正常合成，这些酶的活性依赖于Ca2+调动。显然，角化包膜的形成离不开Ca2+。［5］
结构性脂质和表皮脂质皮肤中的“油”也就是脂质主要分结构性脂质和表皮脂质两部分。
所谓结构性脂质，就是大家熟悉的砖墙结构中的灰浆，由神经酰胺、脂肪酸、胆固醇组成。
表皮脂质是来自皮脂腺的分泌产物，会堵塞毛囊引发痤疮说的是这种脂质。likethis↓
两种脂质的调控方式完全不同。
结构性脂质的合成不受饮食影响，而受到离子信号调节。与之相对，表皮脂质的合成会受到激素、饮食、压力、微生物的影响。［6］
结构性脂质中的三种成分都是通过棘层细胞合成，由板层小体分泌到细胞外的，之后被组合形成皮肤屏障中特有的层状连贯的脂类架构。板层小体的分泌功能受到Ca2+浓度控制。
天然保湿因子（NMF）天然保湿因子负担着皮肤保湿的重要任务，名字听起来就水当当。NMF主要由吸水性良好的氨基酸（比如组氨酸）和其衍生物构成，这些氨基酸成分来源于角化包膜中的丝聚蛋白。
丝聚蛋白随着表皮的分化不再与角质形成细胞的角蛋白结合，单独出来浪，结果被蛋白酶一把抓住，分解为氨基酸。
事实上，从丝聚蛋白到NMF的分解过程不是“一刀毙命”的，是有点“残忍”的从蛋白质到多肽再到氨基酸的逐级切割。［7］
其中钙蛋白酶I和博来霉素水解酶属于“无钙不欢”型酶，Ca2+浓度降低会影响两种酶的催化效率，直接影响NMF的合成量。
所以纵观皮肤屏障组成虽然复杂，但是都没逃出Ca2+调控的手掌心。
屏障修复与钙离子一但皮肤屏障被，机体的自主修复也离不开Ca2+。
皮肤屏障破坏意味着经皮水分（TEWL）值大幅增加，水分大量散失，造成表皮细胞外Ca2+浓度迅速降低。
Ref：LM,HoffmanDR,CunninghamC,etal.ImpactofStratumCorneumDamageonNaturalMoisturizingFactor(NMF)intheSkin[M]//TreatmentofDrySkinSyndrome.SpringerBerlinHeidelberg,:-.
屏障的自动修复可以分为“紧急”屏障和“永久”屏障的形成。
“永久”皮肤屏障的形成通常要花3-4周的时间，而“紧急”皮肤屏障通常是受到破坏后6小时就可以完成。
一方面，屏障受损后的表皮细胞膜表面Ca2+离子通道被激活，导致细胞内钙离子流出，细胞内、外钙离子均减少，钙离子浓度梯度消失。板层小体合成和分泌的脂质会因为Ca2+浓度梯度降低而增加，目的是快速降低经皮水分散失量，恢复正常的Ca2+浓度。［8］
另一方面，Ca2+离子通道被激活，降低细胞内钙水平，终末分化标志物（即促使分化终止）的表达被抑制，分化能力降低而促进细胞分裂，通过增加表皮分裂效率来快速弥补屏障损坏造成的皮肤“缺口”。［9］
对于护肤来说，在屏障没有受损的情况下，增强表皮细胞间Ca2+梯度也可以明显增强屏障功能。
资生堂在年，推出了第一款化妆水。这款水卖了多年，还经久不衰，一代一代更新升级。现在被称为红色蜜露Eudermine。资生堂的科学家通过钙离子与皮肤屏障的关系，新开发了氯化钙和氯化镁的组合物，加强皮肤的屏障功能，并将这个技术运用到红色蜜露诞生周年（年）的新产品上，一直沿用至今。
Ref：DendaM,KatagiriC,HiraoT,etal.ArchivesofDermatologicalResearch,,(10):-3.
韩束男士矿物水能洁面啫喱也运用了类似的技术，除了氯化钙和氯化镁外还添加了钾、钠离子，调节运动后出汗肌肤的离子平衡。
当然，钙离子还会参与皮肤中其他信号的转导，如色素沉着、痒觉、痛觉、炎症、止血等等。
所以如果你的人体也能像支付宝和网易云音乐一样出一个“年度调动次数最多的离子”榜单。在各项调控中都如此重要的Ca2+肯定当仁不让榜上有名。
面对崭新的，如果你对于护肤立下了什么宏愿，欢迎评论区立字留言，小酱会帮你上墙为你见证哒。
参考文献：
[1]翟中和，细胞生物学，第四版，北京，高等教育出版社，,-.
[2]Denda.M.SkinBarrierFunctionasaSelf-OrganizingSystem[J]，Forma，,15,–.
[3]YuspaSH,KilkennyAE,SteinertPM,etal.Expressionofmurineepidermaldifferentiationmarkersistightlyregulatedbyrestrictedextracellularcalciumconcentrationsinvitro.[J].JournalofCellBiology,,(3):.
[4]赵辩，中国临床皮肤病学，第一版，南京，江苏科学技术出版社，,44-55.
[5]何黎，皮肤美容学，第一版，北京，人民卫生出版社，,15-18.
[6]PeterElias，FXR、PPARα和LXRα激活剂恢复屏障功能、促进表皮分化和抑制增生的用途[P]，中国专利，CNA，.
[7]山本真实，以博来霉素水解酶的活性为指标的、由特应性皮炎引起的干燥肌肤的改善剂的筛选方法[P]，中国专利，CNB，.
[8]项蕾红，离子通道对皮肤屏障修复的影响[P]，国际皮肤性别学杂志，,36（2），89-91.
[9]蔄茂强，PeterElias，钙离子对表皮屏障功能的调节[P]，临床皮肤科杂志，,39（2），-. 复方卡力孜然酊价格北京比较好的白癜风医院