iho on este ihmiskehon ja ulkoisen ympäristön välillä. Se suojaa kehoa eksogeenisilta kemiallisilta ja fysikaalisilta tekijöiltä, osallistuu metabolisiin prosesseihin, sillä on resorptiivinen ja lämmönsäätelyfunktio, joka on ensimmäinen puolustuslinja patogeenisiä mikro-organismeja vastaan, ja se osallistuu immunologisiin prosesseihin .
ihmisen ihon monimutkainen rakenne ja sen fysikaalis-kemialliset ominaisuudet tekevät siitä tehokkaan uloimman puolustuslinjan eksogeenisia tekijöitä vastaan ja auttavat ylläpitämään ihmiskehon homeostaasia. Tämä rooli on epidermaalinen este, jossa sarveiskalvon kerros orvaskeden on erityisen tärkeä tehtävä suorittaa . Se koostuu 15-20 kerroksesta täysin reunustettuja keratinosyyttejä eli sarveiskalvosyyttejä. Cornifioidun kerroksen alaosassa solut ovat tiiviisti vierekkäin, kun taas yläosassa ne ovat järjestäytyneet löyhästi ja käyvät läpi skaalauksen. Sarveiskalvokerroksen rakenne muistuttaa seinää, jossa sarveiskalvosyytit ovat tiiliä, ja rasvapitoinen soluvälimatriisi on sementti . Sarveiskalvon kerrossolujen sisäosat on täytetty filaggriinilla sidotuilla sytokeratiinifilamenteilla. Näitä soluja ympäröi jäykkä, cornified koteloituminen rakennettu enimmäkseen lorikriini proteiini, joka muodostaa osan niin kutsuttu proteiini-lipidikuori . Kirjekuori on yhteydessä solunulkoiseen nestekidematriisiin ja muodostaa rajan solujen hydrofiilisen pinnan ja sarveiskalvoja ympäröivän matriisin lipofiilisten ei-polaaristen rasvahappojen välillä .
orvaskeden uloimman kerroksen paksuus, sarveissolujen koko ja pinnallisten lipidien koostumus vaikuttavat ihon regeneratiivisiin ominaisuuksiin, mikä vaikuttaa ihotautien eri vaiheisiin ja paranemisprosessiin. Anatomiset alueet, joilla on paksu epidermis, kestävät paremmin ulkoisia tekijöitä . Toisaalta alueille, joilla on suhteellisen ohut cornered kerros, kuten kasvot, on ominaista suuri alttius vahingollisia tekijöitä, mutta myös kyky palauttaa este toiminta hyvin nopeasti. Se liittyy korkeaan proliferatiiviseen aktiivisuuteen, jolloin epidermin nopea uudistuminen, intensiivinen verisuonitus, hyvä nesteytys ja monien hikirauhasten läsnäolo .
epidermaalisen esteen tila riippuu sen fysikaalisista ominaisuuksista, kuten Talin määrästä, orvaskeden nesteytyksestä, transepidermaalisesta vedenhukasta sekä ihon pinnan ja kehon sisäpuolen välisestä pH-kaltevuudesta . Monet yksilölliset ja ympäristötekijät vaikuttavat edellä mainittujen prosessien muuttamiseen, mukaan lukien ikä, sukupuoli, rotu, ihon anatominen alue, hikoilun voimakkuus, ihon lämpötila ja ympäristön lämpötila, ilman kosteus, vuodenaika, vuorokausirytmi, hormonitasapaino ja monet muut .
kornisoidun kerroksen pintaa peittää lipidikalvo, jolla on erittäin tärkeä rooli epidermaalisen esteen toiminnassa. Se tulee kahdesta lähteestä: talirauhasten erittämästä talista, joka muodostaa suurimman osan lipidivaipasta, ja epidermaalisista lipideistä, jotka muodostavat osan orvaskeden reunustetusta kerroksesta . Rasvavaipan paksuus on 0,5-5 µm riippuen talirauhasten määrästä tietyllä alueella .
orvaskeden sarveiskerroksen solujenvälisen matriisin lipidit kehittyvät, kun niiden lähtöaineet muuntuvat rakeisen kerroksen Monilamellaaristen Odland-solujen avulla . Polaariset lipidit muuttuvat Ei-polaarisiksi, glykolipidien hydrolyysi tuottaa keramideja, kun taas fosfolipidit metaboloituvat vapaiksi rasvahapoiksi. Näiden prosessien tuloksena syntyy rakenne, joka koostuu tiiviisti pakatuista lamelleista, jotka sijaitsevat samansuuntaisesti epidermaalisten solujen pinnan kanssa . Solujen väliset lipidit ovat pääasiassa sfingolipidejä eli keramideja (45-50%) sekä kolesterolia (20-25%), tyydyttyneitä vapaita rasvahappoja (10-15%) ja pieniä määriä ei-polaarisia lipidejä . Ihmisen ihossa voidaan erottaa yhdeksän keramidien alaluokkaa, jotka on merkitty 1-9, riippuen pääryhmän kemiallisesta rakenteesta. Hiiliketjun C24-C26 pituiset fraktiot löytyvät useimmiten keramideista. Ceramide, joka on tärkein rooli orvaskeden on linolihappo . Toisaalta vapaiden rasvahappojen joukossa ne, joiden ketjun pituus on C22 ja C24, näyttävät hallitsevan. Noin 2-5% matriisin aineosista on kolesterolisulfaattia, joka estää proteolyyttisiä entsyymejä pilkkoen epidermaalisten solujen välisiä desmosomiyhteyksiä .
Tali on tahmeaa nestettä ja se on polaarittomien lipidien seos. Se koostuu triglyserideistä (noin 16%), vapaita rasvahappoja (noin 33%), vahaa esterit (noin 26%), skvaleeni (noin 12%), kolesterolin estereitä (∼3%) ja kolesterolia (noin 1,5 prosenttia) . Dominoivat rasvahapot ovat välttämättömiä hiiliketjun C16 ja C18 pituisia rasvahappoja, jolloin dominoiva happo on öljyhappo . Tyydyttyneistä rasvahapoista palmitiinihappo on yleisin. Talin koostumus on suhteellisen vakio, ja sen muutokset voivat aiheuttaa joitakin ihosairauksia. Suurimmat muutokset Talin koostumuksessa havaitaan nuorilla triglyseridien tehostetun hydrolyysin aikana vapaiksi rasvahapoiksi. Talin tuotanto on hyvin dynaaminen prosessi, joka riippuu yksilöllisistä ominaisuuksista ja ympäristötekijöistä. Havaittu Talin tuotanto on miehillä suurempaa kuin naisilla . Talin tuotanto riippuu talirauhasten tiheydestä, sijainnista ja aktiivisuudesta . Esimerkiksi päänahassa, kasvojen T-vyöhykkeellä, rintalastassa tai kapuloiden välisillä alueilla niiden tiheys on 900 ihon neliösenttimetriä kohden, mutta muualla havaitaan alle 100 talirauhasta neliösenttimetriä kohden .
tali osallistuu epidermaalisten lipidien 3-ulotteisen rakenteen luomiseen, mikä auttaa säilyttämään sen eheyden . Se muodostaa suojakerroksen patogeenisten mikro-organismien lisääntymistä vastaan, jolla on sekä proinflammatorisia että anti-inflammatorisia ominaisuuksia . Tuotetun Talin määrä vaikuttaa lisääntyvään kolonisaatioon lukuisten mikro-organismien kanssa, jotka saavat talista ravitsevia aineita, kuten Propionibacterium acnes tai Malassezia hiivat . Tali muodostaa eräänlaisen eristeen liiallista kosteutta ja ympäristön lämpötilan vaihteluita vastaan . Lisäksi se auttaa ylläpitämään orvaskeden veden sitoutumiskykyä . Oikea tuotanto tali korreloi korkea kosteutus cornified kerros . Fysikaalis-kemiallisten ominaisuuksiensa ansiosta se vaikuttaa iholle levitettävien yhdisteiden selektiiviseen läpäisyyn . Lisäksi sillä on antioksidanttisia ominaisuuksia ja se suojaa ihoa UBV-säteilyltä, joka on yhteydessä rasva-verihiutaleiden aktivoivan asetyylihydrolaasi II: n toimintahäiriöön .
kornisoidun kerroksen lipideillä on erittäin tärkeä rooli erilaisten yhdisteiden imeytymisen säätelyssä ihon pinnalta . Imeytymiseen on kaksi tapaa: orvaskeden ja ihon lisäkkeiden läpi. Tärkein tapa on valikoiva imeytyminen orvaskeden läpi. Solunulkoisten lipidien vastakkaisen sähkövarauksen lamellaarinen, kaksikerroksinen rakenne helpottaa lipofiilisten aineiden liukenemista. Niiden hydrofobiset ominaisuudet estävät veden liiallisen häviämisen ja hydrofiilisten aineiden liukenemisen. Aineiden imeytyminen ihon pinnalta riippuu paljolti sarveiskalvokerroksen koosta, ja se on verrannollinen solujen välisen tilan kapasiteettiin ja kääntäen verrannollinen solujen kokoon . Ei-polaariset yhdisteet, joiden molekyylipaino on alle 500 Da, läpäisevät helposti orvaskeden läpi . Aineiden imeytyminen ihon lisäkkeiden (hikirauhaset, talirauhaset, karvatupet) kautta tapahtuu vain vähäisessä määrin. Sitä kutsutaan nopea läpäisy polku johtuu vähemmän selektiivisyys ja mahdollisuus absorboida suurempia molekyylejä. Tästä syystä monilla hikirauhasilla, kuten kasvoilla tai ylävartalon yläosissa, olevat alueet ovat alttiimpia mahdollisesti tulehdusreaktiota edistävien aineiden imeytymiselle, mikä on usein syynä ihon puhkeamiseen .
terveen ihon pinnalla voi esiintyä hapanta pH: ta, joka värähtelee välillä 4, 0-6, 0. Ihmisen sisäelinten pH on lähellä neutraalia-välillä 7,35-7,46, erilaistuen ihon eri alueilla. Korkeimmat pH-arvot havaitaan kaikkein hydratoituneimmilla alueilla, kuten ihopoimuissa ja nivelfossiileissa . Happaman pH: n säilyminen riippuu vapaiden rasvahappojen, lähinnä maitohapon ja aminohappojen, vedyn ja ammoniumyhdisteiden, muodostumisesta sekä tali-lipidien ja orvaskeden sarveiskerroksen proteiinien koostumuksesta . Nämä aineosat määrittävät pH-gradientin syntymisen, joka liittyy sen arvon merkittävään eroon ihon pinnalla ja orvaskeden elävissä kerroksissa, joissa se saavuttaa arvon n. 7.0 . Näin orvaskeden niin sanottu puskuritilavuus säilyy . Merkittävä rooli happokerroksen luomisessa on lipolyyttisten entsyymien oikea aktiivisuus, joka osallistuu sarveiskalvon kerroksen solunsisäisten lipidien aineenvaihduntaan. Orvaskeden alempien kerrosten hapanta pH: ta ylläpitävät natrium/protoninvaihtoproteiinit – NHE. Ne poistavat soluista H+ – ioneja ja vetävät Na + – ioneja suojaten samalla solunsisäistä ympäristöä happamoitumiselta . PH-arvoa voivat muuttaa ihon nesteytyksen taso, ilmakehän olosuhteet, hien erityksen voimakkuus ja fyysinen aktiivisuus. Lisäksi se riippuu geneettisistä tekijöistä, yhteissairauksista ja käytetyistä lääkkeistä tai kosmetiikasta . Sukupuoli ei todennäköisesti vaikuta pH-arvon eroihin, vaikka on joitakin raportteja, jotka viittaavat tällaiseen korrelaatioon . Ikä ei myöskään muuta tätä arvoa, mutta uudissyntyisten ja yli 80-vuotiaiden keskuudessa havaitaan korkeampia pH-arvoja .
ihon pinnan hapan pH ja ihon pinnan pH: n ja orvaskeden sarveiskerroksen syvempien kerrosten pH: n välinen ero säätelevät fysiologista kasvistoa ja mahdollisesti tarttuvaa kasvustoa. Toisaalta saprofyyttisten mikro-organismien esiintyminen vaikuttaa myönteisesti ihon pinnan happamuuden ylläpitoon muun muassa triglyseridien hajottua vapaiksi rasvahapoiksi .
oikea pH osallistuu myös orvaskeden oikean nesteytyksen ylläpitoon. Sen lisääntyminen aktivoi katepsiinit, hajottaa filaggrinin ja vähentää tällä tavoin luonnollisen kosteuttavan tekijän (NMF) luomista . Kohonneet pH-arvot vastaavat myös transepidermaalisen vesihäviön (TEWL) lisääntymistä, joka on yksi merkittävimmistä epidermaalisen esteen toiminnan indikaattoreista . Lisäksi ihon pH: lla on yksi tärkeimmistä tehtävistä matriisilipidien oikeassa järjestämisessä säätelemällä niiden pintarakennetta ja stabiilisuutta . Solunsisäiset lipidit ovat herkkiä pH: n vaihteluille, jotka saattavat muuttaa hydrolyyttisiä reaktioita aiheuttaen niiden koostumuksen ja tilarakenteen muutoksen .
epidermaalisen esteen eheys suojaa ihoa liialliselta veden menetykseltä ja suojaa epidermiksen oikean nesteytyksen säilymistä. Vettä kertyy orvaskeden sarveiskerroksen ansiosta ja tämän kerroksen vesimäärä määritellään ihon nesteytykseksi . Oikeaan kosteustasoon vaikuttavat muun muassa orvaskeden, verinahan ja talirauhasten alimmista kerroksista tulevan veden määrä sekä haihtumisen aiheuttama veden määrä ja sarveiskerroksen kyky kerryttää vettä. Vedenpidätykseen tässä kerroksessa vaikuttaa myös solunulkoisen matriisin lipidien ja solujen proteiinikerroksen läsnäolo .
sarveiskalvokerros säilyttää veden gradientin ihon pinnan ja orvaskeden alimpien kerrosten välillä. Keratinosyyttien hydraatio vähenee niiden kulkeutuessa tyvikerroksesta orvaskeden pinnalle . Vesi muodostaa noin 15-20% sarveiskerroksen kokonaismassasta ja kerääntyy suurimmaksi osaksi sarveiskalvosyyttien sisään, kun taas orvaskeden elävissä kerroksissa vesi muodostaa peräti 70% sen massasta . Pinnallisin-yläosa sarveiskalvon kerros on vähiten sammutettua ja suuri vaikutus ulkoisten tekijöiden vesipitoisuus. Kornisoidun kerroksen paksuus on 30 µm. Vapaamuotoisen kostutuksen jälkeen se nousee jopa 40 µm: iin . Orvaskeden syvimmässä kohdassa on enemmän vettä ja siten ulkoisen ympäristön vaikutus on merkityksetön. Keskialue puolestaan on vyöhyke, jolla on suurimmat mahdollisuudet säännöstellä veden kertymistä. Sille on ominaista suuri NMF-pitoisuus, joka sijaitsee sarveissolujen sisällä . Luonnollinen kosteustekijä vastaa epidermiksen oikean nesteytyksen ja ihon plastisuuden ylläpitämisestä. Se muodostaa 10-30% sarveiskerroksen kuivasta massasta ja koostuu enimmäkseen vapaista aminohapoista ja niiden aineenvaihduntatuotteista, kuten urokaanihaposta (UCA) ja pyrrolidonikarboksyylihaposta, jotka ovat filaggriinin proteolyysin tuotteita. Muita hygroskooppisia ominaisuuksia omaavia sarveiskerroksen ainesosia ovat laktaatit, urea, proteiinit, sakkaridit, orgaaniset hapot ja lukuisat hikirauhasten kautta erittyvät elektrolyytit sekä talirauhasten toimittama glyseroli .
orvaskeden sarveiskerroksen solunsisäisen tilan lipidit ehkäisevät orvaskeden liiallista vesihävikkiä lähinnä anatomisen ja biokemiallisen rakenteensa ansiosta, mikä tekee niistä esteen ainesosan . Ne ovat yhdensuuntaisia levyjä, pakattu tiiviisti kiinni toisiinsa, ja suojaavat veden haihtumista sisällä sarveiskalvon kerros orvaskeden. Erityinen rooli on läsnä keramidit, jotka lisäävät vedenpidätyskykyä sarveiskalvon kerros . Solunsisäisen matriisin keramidien, kolesterolin ja vapaiden rasvahappojen sisällön väheneminen vähentää ihon kosteutta . Orvaskeden elävien kerrosten hydrataatioprosessissa aquaporin-3: lla on tärkeä rooli. Se on solukalvojen vesikanavien aineosa, joka helpottaa veden, urean ja glyserolin kulkeutumista orvaskeden soluihin . Oikea pitoisuus vettä dermis säilyy ansiosta hyaluronihappo, koska sen hydrofiilisiä ominaisuuksia. Joitakin pienempiä määriä tätä happoa löytyy myös sarveiskerroksen solunsisäisestä matriisista .
orvaskeden hydraatioarvot vaihtelevat anatomisesta alueesta riippuen. Korkeimmat arvot löytyvät kasvojen ihosta, nivelfosseista, alemmat arvot-kyynärvarsista, kun taas alimmat-sääristä . Tämä riippuu lähinnä orvaskeden paksuudesta sekä tali-ja hikirauhasten sijainnista . Kosteustaso muuttuu myös ympäristön kosteuden ja lämpötilan mukaan. Nämä parametrit vaikuttavat vedenpidätyskykyyn ja sen haihtumisasteeseen sarveiskalvokerroksesta, ja niillä on jonkin verran vaikutusta orvaskeden ja ympäristön välisen nesteytysgradientin muutokseen . Lisäksi kosteusarvoon voi vaikuttaa myös se, minkä tyyppistä ruokaa syödään. Yksi tutkimuksista on osoittanut, että epidermaalinen nesteytys vähenee, koska ruokavalio sisältää runsaasti tyydyttyneitä tai kertatyydyttymättömiä rasvahappoja .
veden häviäminen iholta johtuu hikoilun ja transepidermaalisen passiivisen diffuusion erityksestä. Vesikato orvaskeden läpi kuvataan TEWL-arvolla ja se vaikuttaa orvaskeden kosteuden tasoon . Transepidermaalinen vesihäviö on parametri, joka kuvastaa orvaskeden vesikerroksen eheyttä ja on erittäin herkkä indikaattori orvaskeden esteen vaurioitumisesta . Transepidermaalinen vesihäviö on höyrynpaineen gradientti, joka mitataan kahdesta pisteestä, jotka sijaitsevat kohtisuorassa ihon pintaan nähden avoimen kammion sisällä, ja se on sarveiskalvokerroksesta tulevan veden siirtymisen väliarvo. Vakaissa olosuhteissa TEWL värähtelee ihoalueesta riippuen noin 4-10 g/h/m2, mutta orvaskeden vaurioituessa se voi kasvaa jopa 30-kertaiseksi . TEWL-arvo muuttuu jopa sellaisten tekijöiden vaikutuksesta kuin ihon lämpötila, veren virtaus ihon läpi, orvaskeden uusiutumisnopeus, sarveiskalvon kerroksen paksuus, sarveiskalvon kerroksen rasvapitoisuus, hikirauhasten määrä ja aktiivisuus tietyllä ihoalueella, Ympäristön lämpötila ja kosteus ja monet muut . Tämä parametri riippuu oikeasta rakenteesta liittymissä solujen sarveiskalvon ja rakeinen kerrokset, jotka ovat paikka kulkua välillä alhainen ja korkea pitoisuus vettä. Nämä yhteydet säätelevät veden ja muiden siihen liuenneiden aineiden siirtymistä orvaskeden eläviin kerroksiin . Korkeimmat TEWL-arvot löytyvät kämmenien, jalkapohjien, kasvojen, sukuelinten ja nivelten alueilta; kun taas alin – pohkeissa . Transepidermaaliset vesihäviöarvot eivät todennäköisesti riipu sukupuolesta, vaikka jotkut tutkimukset viittaavat tämän parametrin korkeampiin arvoihin miesten keskuudessa . Myös sen muuttuvuus iän mukaan on kiistanalaista . Todennäköisesti alle 60-vuotiailla TEWL-arvot ovat alhaisemmat . Tämä parametri vaikuttaa myös orvaskeden hilseilyn säätelyyn ja keratinisaatioon liittyviin entsymaattisiin toimintoihin. Mitä voimakkaampi vesihäviö, sitä intensiivisempi keratinisaatioprosessi on, jolla on sen kliininen ilmentymä liiallisena hilseilynä ja eryteemana .
terveen ihon indikaattori on epidermaalisen esteen oikea toiminta, joka suojaa ulkoisilta tekijöiltä ja patogeenisiltä mikro-organismeilta. Tämän esteen rakenteellisen tai toiminnallisen eheyden menetys helpottaa moniin ihotauteihin liittyvien ihovaurioiden esiintymistä. Ihon biofysikaalisten prosessien tuntemus voi olla hyödyllistä sellaisten profylaktisten toimien toteuttamisessa, joiden tavoitteena on palauttaa estotoiminta ja suojata patologisten vaurioiden kehittymiseltä, ja se voi olla hyödyllistä myös tehokkaan hoidon aloittamisessa.