a bőr akadályt jelent az emberi test és a külső környezet között. Védi a szervezetet az exogén kémiai és fizikai tényezőktől, részt vesz az anyagcsere folyamatokban, reszorpciós és hőszabályozó funkciót tölt be, a kórokozó mikroorganizmusok elleni első védelmi vonalként, és részt vesz az immunológiai folyamatokban .
az emberi bőr összetett szerkezete és fizikai-kémiai tulajdonságai hatékony külső védelmi vonallá teszik az exogén tényezők ellen, és segítenek fenntartani az emberi test homeosztázisát. Ezt a szerepet az epidermális gát játssza, amelyben az epidermisz szaruhártya rétegének különösen fontos funkciója van . 15-20 réteg teljesen korhadt keratinocitákból-corneocitákból áll. A korhadt réteg alsó részén a sejtek szorosan szomszédosak egymással, míg a felső részen lazán vannak elrendezve, méretezésen mennek keresztül. A szaruhártya-réteg felépítése olyan falhoz hasonlít, amelyben a corneocyták téglákra állnak, a zsírban gazdag intercelluláris mátrix pedig a cement . A szaruhártya réteg sejtjeinek belsejét filaggrinnel kötött citokeratin szálak töltik meg. Ezeket a sejteket egy merev, korhadt burkolat veszi körül, amely többnyire a lorikrin fehérjéből épül fel, amely az úgynevezett fehérje-lipid burok részét képezi . A burok kapcsolódik az extracelluláris folyadékkristályos mátrixhoz, és képezi a határvonalat a sejtek hidrofil felülete és a corneocytákat körülvevő mátrix lipofil nem poláros zsírsavai között .
az epidermisz külső rétegének vastagsága, a corneocyták mérete és a felszíni lipidek összetétele befolyásolja a bőr regeneráló tulajdonságait, ami hozzájárul a bőrgyógyászati megbetegedések különböző folyamataihoz és a gyógyulás folyamatához egyaránt. A vastag epidermisz anatómiai területei jobban ellenállnak a külső tényezőknek . Másrészt a viszonylag vékony korhadt rétegű területeket, például az arcot, a káros tényezőkre való nagy érzékenység jellemzi, de az is, hogy a gátfunkció nagyon gyorsan helyreáll. Magas proliferatív aktivitással, így az epidermisz gyors regenerációjával, intenzív érrendszerrel, jó hidratációval és sok verejtékmirigy jelenlétével jár .
az epidermális gát állapota függ a fizikai tulajdonságaitól, például a termelt faggyú mennyiségétől, az epidermisz hidratációjától, a transzepidermális vízveszteségtől, valamint a bőr felszíne és a test belseje közötti pH-gradienstől . Számos egyéni és környezeti tényező befolyásolja a fent említett folyamatok módosítását, beleértve az életkor, a nem, a faj, a bőr anatómiai területe, az izzadás intenzitása, a bőr hőmérséklete és a környezeti hőmérséklet, a levegő páratartalma, az évszak, a napi ritmus, a hormonális egyensúly és még sok más .
a korhadt réteg felületét lipidfilm borítja, amely nagyon fontos szerepet játszik az epidermális gát működésében. Két forrásból származik: a faggyúmirigyek által kiválasztott faggyú, amely a lipidköpeny legnagyobb részét képezi, valamint az epidermális lipidek, amelyek az epidermisz korhadt rétegének részét képezik . A lipidköpeny vastagsága 0,5-5 6-5 mm, attól függően, hogy hány faggyúmirigy van egy adott területen .
az epidermisz szaruhártya-rétegének intercelluláris mátrixának lipidjei a szemcsés réteg multilamelláris Odland-sejtjei által biztosított prekurzorok átalakulásának folyamatában alakulnak ki . A poláris lipidek nem polárisakká alakulnak, a glikolipidek hidrolízise keramidokat generál, míg a foszfolipidek szabad zsírsavakká metabolizálódnak. Ezek a folyamatok olyan szerkezetet eredményeznek, amely szorosan csomagolt lamellákból áll, amelyek párhuzamosan helyezkednek el az epidermális sejtek felületével . Az intercelluláris lipidek elsősorban szfingolipidek vagy ceramidok (45-50%), valamint koleszterin (20-25%), telített szabad zsírsavak (10-15%), valamint kis mennyiségű nem poláros lipidek . Az emberi bőrben a fő csoport kémiai szerkezetétől függően az 1-9-es jelzésű ceramidok kilenc alosztályát különböztethetjük meg. A C24-C26 szénlánc hosszának frakciói leggyakrabban a ceramidok között találhatók. A ceramid, amely fő szerepet játszik az epidermiszben, a linolsav . Másrészt a szabad zsírsavak között a C22 és C24 lánchosszúságú zsírsavak dominálnak. A mátrix alkotórészeinek körülbelül 2-5% – a koleszterin-szulfát, amely felelős a proteolitikus enzimek gátlásáért, emésztve az epidermális sejtek közötti desmosómás kapcsolatokat .
a faggyú ragadós folyadék, nem poláros lipidek keveréke. Ez áll a trigliceridek (∼16%), szabad zsírsavak (∼33%), viasz-észterek (∼26%), szkvalén (∼12%), koleszterin-észterek (∼3%), valamint koleszterin (∼1,5% – os) . A domináns zsírsavak a C16 és C18 szénláncú esszenciális zsírsavak, ahol a domináns sav az olajsav . A telített zsírsavak közül a palmitinsav a leggyakoribb. A faggyú összetétele viszonylag állandó, változásai bizonyos bőrbetegségeket okozhatnak. A faggyú összetételének legnagyobb változásait serdülőknél figyelték meg, a trigliceridek szabad zsírsavakká történő fokozott hidrolízise során. A faggyútermelés nagyon dinamikus folyamat, amelyet az egyéni jellemzők és a környezeti tényezők okoznak. A megfigyelt faggyútermelés nagyobb a férfiaknál, mint a nőknél . A faggyútermelés a faggyúmirigyek sűrűségétől, helyétől és aktivitásától függ . Az olyan területeken, mint a fejbőr, az arc T zónája, a szegycsont vagy az interscapularis területek, sűrűségük a bőr négyzetcentiméterére 900, de más helyeken kevesebb, mint 100 faggyúmirigy figyelhető meg négyzetcentiméterenként .
a faggyú részt vesz az epidermális lipidek 3 dimenziós szerkezetének létrehozásában, amely segít megőrizni integritását . Védőréteget képez a patogén mikroorganizmusok szaporodása ellen, mind gyulladásos, mind gyulladásgátló tulajdonságokkal . A termelt faggyú mennyisége befolyásolja a kolonizáció növekedését számos mikroorganizmussal, amelyek tápláló anyagokat nyernek a faggyúból, pl. Propionibacterium acnes vagy Malassezia élesztők . A faggyú egyfajta szigetelést képez a túlzott páratartalom és a környezeti hőmérséklet változása ellen . Ezenkívül segít fenntartani az epidermisz vízkötő képességét . A faggyú megfelelő termelése korrelál a korhadt réteg magas nedvesedésével . Fizikai-kémiai tulajdonságainak köszönhetően befolyásolja a bőrre alkalmazott vegyületek szelektív permeációját . Ezenkívül antioxidáns tulajdonságokkal rendelkezik, és megvédi a bőrt az UBV sugárzástól, amely a faggyú vérlemezke-aktiváló acetilhidroláz II diszfunkciójához kapcsolódik .
a korhadt réteg lipidjei nagyon fontos szerepet játszanak a különböző vegyületek felszívódásának szabályozásában a bőr felületéről . Az abszorpciónak két módja van: az epidermiszen keresztül és a bőrön keresztül. A fő módszer a szelektív felszívódás az epidermiszen keresztül. Az extracelluláris lipidek ellentétes elektromos töltésének lamellás, kétrétegű szerkezete megkönnyíti a lipofil anyagok feloldását. Hidrofób tulajdonságaik megakadályozzák a víz túlzott veszteségét és a hidrofil anyagok feloldódását . Az anyagok felszívódása a bőr felszínéről nagymértékben függ a korhadt réteg corneocyták méretétől, arányos az intercelluláris tér kapacitásával, fordítottan arányos a sejtek méretével . Az 500 Da alatti molekulatömegű nem poláros vegyületek könnyen áthatolnak az epidermiszen . Az anyagok felszívódása a bőrön keresztül (verejtékmirigyek, faggyúmirigyek, szőrtüszők) csak szerény mértékben történik. Ez a gyors permeációs út a kisebb szelektivitás és a nagyobb molekulák felszívódásának lehetősége miatt. Ezért a sok verejtékmirigyet tartalmazó területek, például az arc vagy a törzs felső része, jobban ki vannak téve a potenciálisan gyulladásgátló anyagok felszívódásának, amelyek gyakran a bőrkiütések okai .
az egészséges bőr felszínét savas pH jellemzi, amely 4,0 és 6,0 között ingadozik. Az emberi belső szervek pH-ja közel semleges – 7,35 és 7,46 között van, a bőr különböző területein differenciálódik. A legmagasabb pH-értékek a leginkább hidratált területeken figyelhetők meg, mint például a bőrráncok és az ízületi fossae . A savas pH fenntartása a szabad zsírsavak, elsősorban tejsav és aminosavak, hidrogén-és ammóniumvegyületek, valamint a faggyú lipidek és az epidermisz szaruhártya-rétegének fehérjéinek összetételétől függ . Ezek az összetevők határozzák meg a pH-gradiens létrejöttét, amely a bőrfelületen és az epidermisz élő rétegein belüli értéke közötti jelentős különbséggel függ össze, ahol eléri a kb. 7.0 . Ily módon megmarad az epidermisz úgynevezett puffer térfogata . A savréteg létrehozásában jelentős szerepet játszik a lipolitikus enzimek helyes aktivitása, amely részt vesz a szaruhártya réteg intracelluláris lipidjeinek metabolizmusában. Az epidermisz alsó rétegeiben a savas pH – t nátrium/protoncserélő fehérjék tartják fenn-NHE. Eltávolítják a H + ionokat a sejtekből, na+ ionokat vonzanak, ugyanakkor megvédik az intracelluláris környezetet a savasodástól . A pH-érték módosítható a bőr hidratáltságának szintjével, a légköri viszonyokkal, az izzadságszekréció intenzitásával és a fizikai aktivitással. Ezenkívül genetikai tényezőktől, társbetegségektől, valamint az alkalmazott gyógyszerektől vagy kozmetikumoktól függ . A szex valószínűleg nem befolyásolja a pH-érték különbségeit , bár vannak olyan jelentések, amelyek arra utalnak, hogy van ilyen összefüggés . Az életkor nem változtatja meg ezt az értéket, de az újszülöttek és a 80 év felettiek között magasabb pH-értékek figyelhetők meg .
a bőrfelület savas pH-ja, valamint a bőrfelület pH-ja és az epidermisz szaruhártya-rétegének mélyebb rétegeinek pH-ja közötti különbség szabályozza a fiziológiai és potenciálisan fertőző flórát. A baktériumok és gombák növekedési üteme és kolonizációs sűrűsége a pH növekedésével növekszik. másrészt a szaprofita mikroorganizmusok jelenléte pozitív hatással van a bőrfelület savasságának fenntartására, többek között a triglicerid szabad zsírsavakká történő lebontása révén .
a helyes pH is részt vesz az epidermisz megfelelő hidratálásának fenntartásában. Növekedése aktiválja a katepszineket, lebontja a filaggrint, és ily módon csökkenti a természetes hidratáló faktor (NMF) létrehozását . A megnövekedett pH-értékek megfelelnek a transzepidermális vízveszteség (TEWL) növekedésének is, amely az epidermális gátfunkció egyik legjelentősebb mutatója . Ezenkívül a bőr pH-ja az egyik legfontosabb szerepet játszik a mátrix lipidek megfelelő szervezésében, a felületi szerkezetük és stabilitásuk szabályozásával . Az intracelluláris lipidek érzékenyek a pH-ingadozásokra, amelyek módosíthatják a hidrolitikus reakciókat, megváltoztatva összetételüket és térbeli szerkezetüket .
az epidermális gát integritása védi a bőrt a túlzott vízveszteségtől és védi az epidermisz megfelelő hidratálásának fenntartását. A víz az epidermisz szaruhártya rétegének köszönhetően felhalmozódik, és a víz mennyisége ebben a rétegben a bőr hidratálásaként van meghatározva . A nedvesség megfelelő szintjét olyan tényezők befolyásolják, mint az epidermisz, a dermis és a faggyúmirigyek alsó rétegeiből származó víz mennyisége, valamint a párolgás során elvesztett víz mennyisége és a szaruhártya réteg víz felhalmozódásának képessége. A vízvisszatartást ebben a rétegben az extracelluláris mátrix lipidjeinek és a sejtek fehérjebevonatának jelenléte is befolyásolja .
a szaruhártya réteg fenntartja a vízgradienst a bőrfelület és az epidermisz alsó rétegei között. A keratinocita hidratációja csökken, amikor a bazális rétegből az epidermisz felületére jutnak . A víz a szaruhártya teljes tömegének körülbelül 15-20% – át teszi ki, és többnyire a corneocyták belsejében halmozódik fel, míg az epidermisz élő rétegeiben a víz tömegének 70% – át teszi ki . A leginkább felületes-a szaruhártya réteg felső része a legkevésbé hidratált és a külső tényezők nagy hatása a víztartalomra. A korhadt réteg vastagsága 30 Ft. A liberális nedvesítés után akár 40 km-re is emelkedik . Az epidermisz legmélyebb része több vizet tartalmaz, így a külső környezet hatása elhanyagolható. A középső terület viszont az a zóna, ahol a legnagyobb lehetőségek vannak a víz felhalmozódásának szabályozására. Jellemzője az NMF magas koncentrációja, amely a corneocyták belsejében található . A természetes hidratáló faktor felelős az epidermisz megfelelő hidratálásáért és a bőr plaszticitásáért. A szaruhártya száraz tömegének 10-30% – át teszi ki, és többnyire szabad aminosavakból és metabolitjaikból, például urokánsavból (UCA) és pirrolidon-karbonsavból áll, amelyek a filaggrin proteolízis termékei. A szaruhártya réteg egyéb, higroszkópos tulajdonságokkal rendelkező alkotóelemei a laktátok, a karbamid, a fehérjék, a szacharidok, a szerves savak és a verejtékmirigyeken keresztül szekretált számos elektrolit, valamint a faggyúmirigyek által szállított glicerin .
az epidermisz szaruhártyarétegének intracelluláris térének lipidjei ellensúlyozzák az epidermisz túlzott vízveszteségét, főként anatómiai és biokémiai szerkezetüknek köszönhetően, ami a barrier összetevő szerepét játssza . Ezek párhuzamos lemezek, szorosan tapadnak egymáshoz, és védik a víz elpárolgását az epidermisz szaruhártya rétegéből. Különleges szerepet játszik a ceramidok jelenléte, amelyek növelik a vízvisszatartást a szaruhártya rétegében . Az intracelluláris mátrix ceramidok, koleszterin és szabad zsírsavak tartalmának csökkenése csökkenti a bőr nedvességét . Az epidermisz élő rétegeinek hidratálásának folyamatában fontos szerepet játszik az aquaporin-3. A sejtmembránok vízcsatornáinak alkotóeleme, megkönnyítve a víz, a karbamid és a glicerin szállítását az epidermisz sejtjeibe . A dermisben a megfelelő víztartalom a hialuronsavnak köszönhetően fennmarad, hidrofil tulajdonságai miatt. Ennek a savnak néhány kisebb mennyisége megtalálható a szaruhártya réteg intracelluláris mátrixában is .
az epidermisz hidratációs értékei az anatómiai területtől függően változnak. A legmagasabb értékek az arcbőrön, az ízületi fossae – n, az alacsonyabb értékek – az alkaron, míg a legalacsonyabbak-a lábszáron találhatók . Ez leginkább az epidermisz vastagságától és a faggyú – és verejtékmirigyek elhelyezkedésétől függ . A nedvességszint a környezeti nedvességtől és hőmérséklettől függően is változik. Ezek a paraméterek befolyásolják a vízvisszatartást és a szaruhártya rétegéből való párolgás mértékét, és befolyásolják az epidermisz és a környezet közötti hidratációs gradiens változását . Ezenkívül a nedvesség értékét befolyásolhatja az elfogyasztott ételek típusa is. Az egyik tanulmány kimutatta, hogy az epidermális hidratáció csökken a telített vagy egyszeresen telítetlen zsírsavakban gazdag étrend eredményeként .
a bőrből származó vízveszteség az izzadás és a transzepidermális passzív diffúzió szekréciójának eredménye. Az epidermiszen keresztüli vízveszteséget a TEWL érték írja le, és befolyásolja az epidermisz nedvességtartalmát . A transzepidermális vízveszteség az epidermisz vízrétegének integritását tükröző paraméter, amely nagyon érzékeny mutatója az epidermisz gát károsodásának . A transzepidermális vízveszteség a gőznyomás gradiense, amelyet egy nyitott kamra belsejében a bőrfelületre merőlegesen fekvő két pontban mérnek, és a szaruhártya-rétegből történő vízátvitel közbenső értéke. Stabil környezeti körülmények között a TEWL a bőrfelülettől függően 4-10 g/h/m2 körül ingadozik, de akár 30-szor nagyobb értéket is elérhet, ha az epidermisz megsérül . A TEWL-érték még olyan tényezők hatására is változik, mint a bőr hőmérséklete, a bőr ereken keresztüli véráramlás, az epidermisz regenerációjának üteme, a szaruhártya réteg vastagsága, a szaruhártya réteg lipidtartalma, a verejtékmirigyek száma és aktivitása egy adott bőrfelületen, környezeti hőmérséklet és páratartalom és még sok más . Ez a paraméter a szaruhártya és a szemcsés rétegek sejtjei közötti csomópontok helyes szerkezetétől függ, amelyek az alacsony és magas vízkoncentráció közötti áthaladás helye. Ezek a kapcsolatok szabályozzák a víz és a benne oldott egyéb anyagok átvitelét az epidermisz élő rétegeire . A legmagasabb TEWL-értékek a tenyér, a talp, az arc, a nemi szervek és az ízületek bőrén találhatók; míg a legalacsonyabb – a borjakon . A transzepidermális vízveszteségek valószínűleg nem függenek a nemtől, bár egyes tanulmányok szerint ennek a paraméternek a magasabb értékei vannak a férfiak körében . Az életkortól függő változékonysága szintén ellentmondásos . Valószínűleg alacsonyabb TEWL-értékek fordulnak elő a 60 év feletti emberek körében . Ez a paraméter befolyásolja az epidermisz hámlásának szabályozását és a keratinizációt kísérő enzimatikus funkciókat is. Minél intenzívebb a vízveszteség, annál intenzívebb a keratinizációs folyamat, amelynek klinikai megnyilvánulása a túlzott hámlás és erythema .
az egészséges bőr mutatója az epidermális gát megfelelő funkciója, amely védi a külső tényezőket és a patogén mikroorganizmusokat. Ennek a gátnak a szerkezeti vagy funkcionális integritásának elvesztése megkönnyíti a sok dermatológiai betegséget kísérő bőrelváltozások előfordulását. A bőrön belüli biofizikai folyamatok ismerete hasznos lehet olyan profilaktikus intézkedések végrehajtásához, amelyek célja a barrier funkció helyreállítása és a kóros elváltozások kialakulása elleni védelem, valamint hasznos lehet a hatékony kezelés megkezdésében is.