de huid is een barrière tussen het menselijk lichaam en de externe omgeving. Het beschermt het lichaam tegen exogene chemische en fysische factoren, neemt deel aan de metabolische processen, speelt een resorptieve en thermoregulerende functie, is de eerste verdedigingslinie tegen pathogene micro-organismen, en het neemt deel aan immunologische processen .
de complexe structuur van de menselijke huid en haar fysisch-chemische eigenschappen maken haar tot een effectieve buitenste verdedigingslinie tegen exogene factoren en dragen bij tot het behoud van de homeostase van het menselijk lichaam. Deze rol wordt gespeeld door de epidermale barrière, waarbij de hoornvlieslaag van de epidermis een bijzonder belangrijke functie heeft om uit te voeren . Het bestaat uit 15-20 lagen volledig cornified keratinocytes-corneocytes. In het onderste deel van de cornified laag, de cellen dicht naast elkaar, terwijl in het bovenste deel zijn ze losjes gerangschikt en ondergaan schalen. De bouw van de hoornvlieslaag lijkt op een wand waarin corneocyten staan voor bakstenen, en een vet-overvloedige intercellulaire matrix is het cement . Het binnenste van de cellen van de hoornvlieslaag wordt gevuld met cytokeratinefilamenten die met filaggrin worden verbonden. Deze cellen zijn omgeven door een stijve, verharde omhulsel, meestal opgebouwd uit het loricrin-eiwit, dat deel uitmaakt van de zogenaamde eiwit-lipidenschil . De envelop wordt verbonden met de extracellulaire vloeibare kristalmatrijs en vormt de grens tussen de hydrofiele oppervlakte van de cellen en de lipophilic niet-polaire vetzuren van de matrijs die corneocytes omringen .
de dikte van de buitenste laag van de epidermis, de grootte van de corneocyten en de samenstelling van oppervlakkige lipiden beïnvloeden de regeneratieve eigenschappen van de huid, die bijdragen tot de verschillende kuren van dermatologische ziekten en het genezingsproces. Anatomische gebieden met dikke epidermis zijn beter bestand tegen externe factoren . Aan de andere kant worden de gebieden met een relatief dunne cornified laag, zoals het gezicht, gekenmerkt door een hoge gevoeligheid voor schadelijke factoren, maar ook door het vermogen om de barrièrefunctie zeer snel te herstellen. Het is verbonden met een hoge proliferatieve activiteit, dus snelle regeneratie van de epidermis, intensieve vasculariteit, goede hydratatie en aanwezigheid van veel zweetklieren .
de toestand van de epidermale barrière hangt af van zijn fysische eigenschappen, zoals de hoeveelheid aangemaakt talg, hydratatie van de opperhuid, transepidermaal waterverlies en de pH-gradiënt tussen het huidoppervlak en de binnenkant van het lichaam . Vele individuele en omgevingsfactoren beïnvloeden de wijziging van de bovengenoemde processen, met inbegrip van de leeftijd, geslacht, ras, anatomisch gebied van de huid, intensiteit van transpiratie, huidtemperatuur en omgevingstemperatuur, vochtigheid van de lucht, seizoen van het jaar, dagelijks ritme, hormonale balans, en vele anderen .
het oppervlak van de cornified laag is bedekt met een lipidenfilm, die een zeer belangrijke rol speelt bij het functioneren van de epidermale barrière. Het komt uit twee bronnen: talg afgescheiden door de talgklieren, die het grootste deel van de lipidenmantel vormen, en de epidermale lipiden, die een deel vormen van de cornified laag van de epidermis . De dikte van de lipidenmantel bedraagt 0,5 µm tot 5 µm, afhankelijk van het aantal talgklieren in een bepaald gebied .
lipiden van de intercellulaire matrix van de cornealaag van de epidermis ontwikkelen zich tijdens de conversie van hun precursoren door multilamellaire Odland-bloedlichaampjes van de korrelige laag . De polaire lipiden worden omgezet in apolaire degenen, produceert de hydrolyse van glycolipiden ceramides, terwijl phospholipids in vrije vetzuren worden gemetaboliseerd. Deze processen resulteren in het creëren van een structuur bestaande uit dicht opeengepakte lamellen, evenwijdig aan het oppervlak van de epidermale cellen geplaatst . Intercellulaire lipiden zijn voornamelijk sphingolipiden, of ceramiden (45-50%), evenals cholesterol (20-25%), verzadigde vrije vetzuren (10-15%), en kleine hoeveelheden niet-polaire lipiden . In de menselijke huid kunnen we negen subklassen van ceramiden onderscheiden met 1 tot 9, afhankelijk van de chemische structuur van de hoofdgroep. Fracties van de lengte van de koolstofketen C24 tot C26 worden meestal gevonden onder ceramiden. De ceramide die de belangrijkste rol speelt in de epidermis is het linolzuur . Aan de andere kant, onder vrije vetzuren, die met de ketenlengte van C22 en C24 lijken te domineren. Ongeveer 2-5% van de matrixbestanddelen is cholesterolsulfaat, dat verantwoordelijk is voor de remming van proteolytische enzymen, die desmosome verbindingen tussen de epidermale cellen verteren .
talg is een kleverige vloeistof en is een mengsel van niet-polaire lipiden. Het bestaat uit triglyceriden (∼16%), vrije vetzuren (∼33%), was-esters (∼26%), squaleen (∼12%), cholesterol esters (∼3%) en cholesterol (∼1.5%) . De dominante vetzuren zijn essentiële vetzuren met de lengte van de koolstofketen C16 en C18, waarbij het dominante zuur het oliezuur is . Onder de verzadigde vetzuren, het palmitinezuur is de meest voorkomende. De samenstelling van talg is relatief constant en de veranderingen kunnen sommige huidziekten met zich meebrengen. De grootste veranderingen in de samenstelling van talg worden waargenomen bij adolescenten, tijdens geïntensiveerde hydrolyse van triglyceriden in vrije vetzuren. Talgproductie is een zeer dynamisch proces, dat wordt bepaald door individuele kenmerken en omgevingsfactoren. De waargenomen talgproductie is groter bij mannen dan bij vrouwen . De productie van talg hangt af van de dichtheid, locatie en activiteit van talgklieren . In gebieden zoals de hoofdhuid, de T-zone van het gezicht, het borstbeen of de interscapulaire gebieden, bedraagt hun dichtheid 900 per vierkante centimeter van de huid, maar op andere plaatsen worden minder dan 100 talgklieren per vierkante centimeter waargenomen .
talg neemt deel aan de creatie van de 3-dimensionale structuur van epidermale lipiden, die helpt zijn integriteit te behouden . Het vormt een beschermende laag tegen de vermenigvuldiging van pathogene micro-organismen, met zowel pro-inflammatoire als ontstekingsremmende eigenschappen . De hoeveelheid geproduceerde talg heeft een invloed op de toename van de kolonisatie met talrijke micro-organismen die voedingsstoffen uit de talg halen, bijvoorbeeld Propionibacterium acnes of Malassezia gisten . Talg vormt een soort isolatie tegen overmatige vochtigheid en variaties van omgevingstemperatuur . Bovendien helpt het de waterbindende capaciteit van de epidermis te behouden . Goede productie van talg correleert met een hoog niveau van bevochtiging van de cornified laag . Dankzij zijn fysisch-chemische eigenschappen, beà nvloedt het de selectieve permeatie van samenstellingen die op de huid worden toegepast . Bovendien heeft het antioxiderende eigenschappen en beschermt het de huid tegen UBV-straling, die verbonden is met de dysfunctie van de talgachtige bloedplaatjes-activerende acetylhydrolase II .
lipiden van de cornified laag spelen een zeer belangrijke rol bij de regulering van de absorptie van verschillende verbindingen van het huidoppervlak . Er zijn twee manieren van absorptie: door de epidermis en door de huidaanhangsels. De belangrijkste manier is selectieve absorptie door de epidermis. De lamellaire, bi-layer structuur van tegengestelde elektrische lading van extracellulaire lipiden vergemakkelijkt het oplossen van lipofiele stoffen. Hun hydrofobe eigenschappen voorkomen overmatig verlies van water en ontbinding van hydrofiele stoffen . De absorptie van stoffen uit het oppervlak van de huid hangt in grote mate af van de grootte van de corneocyten van de cornified laag, en is evenredig met de capaciteit van de intercellulaire ruimte, en omgekeerd evenredig met de grootte van de cellen . Niet-polaire verbindingen met een molecuulgewicht van minder dan 500 Da doordringen gemakkelijk door de epidermis . De absorptie van stoffen via huidaanhangsels (zweetklieren, talgklieren, haarzakjes) vindt slechts in geringe mate plaats. Het wordt bedoeld als de snelle permeatieweg toe te schrijven aan lagere selectiviteit en mogelijkheid om grotere molecules te absorberen. Daarom zijn de gebieden met veel zweetklieren, zoals het gezicht of het bovenste deel van het bovenlichaam, meer blootgesteld aan de absorptie van potentieel pro-inflammatoire stoffen, vaak de oorzaak van huiderupties .
het oppervlak van een gezonde huid kan worden gekenmerkt door een zure pH, die schommelt tussen 4,0 en 6,0. De pH van menselijke inwendige organen is dicht bij neutraal – tussen 7,35 en 7,46, wordt gedifferentieerd op verschillende gebieden van de huid. De hoogste pH-waarden worden waargenomen in de meest gehydrateerde gebieden, zoals huidplooien en articulaire fossae . Het behoud van zure pH hangt af van de aanmaak van vrije vetzuren, voornamelijk melkzuur en aminozuren, waterstof en ammoniumverbindingen, evenals van de samenstelling van talglipiden en de eiwitten van de hoornvlieslaag van de epidermis . Deze bestanddelen bepalen de creatie van pH gradiënt verbonden met het significante verschil tussen zijn waarde op het huidoppervlak en binnen de levende lagen van de epidermis, waar het de waarde van ca. 7.0 . Op deze manier wordt het zogenaamde buffervolume van de opperhuid behouden . Een belangrijke rol bij de aanmaak van de zure vacht wordt gespeeld door de juiste activiteit van lipolytische enzymen, die deelnemen aan het metabolisme van de intracellulaire lipiden van de hoornvlieslaag. Zure pH in de onderste lagen van de epidermis wordt gehandhaafd door natrium / proton exchange proteins-NHE. Zij verwijderen H + ionen uit de cellen, en trekken Na+ ionen, tegelijkertijd Beschermend het intracellular milieu tegen verzuring . De pH-waarde kan worden gewijzigd door het niveau van de hydratatie van de huid, atmosferische omstandigheden, de intensiteit van de zweetafscheiding en fysieke activiteit. Bovendien hangt het van genetische factoren, comorbiditeiten en de gebruikte medicijnen of schoonheidsmiddelen af . Geslacht heeft waarschijnlijk geen invloed op de verschillen in de pH-waarde , hoewel er enkele rapporten zijn die suggereren dat er een dergelijke correlatie is . Ook leeftijd verandert deze waarde niet, maar bij pasgeborenen en mensen boven de 80 jaar worden hogere pH-waarden genoteerd .
zure pH van het huidoppervlak en het verschil tussen de pH van het huidoppervlak en de pH van de diepere lagen van de cornealaag van de epidermis controleren de fysiologische en potentieel infectieuze flora. Het groeitempo en de kolonisatiedichtheid van bacteriën en schimmels nemen toe met de verhoging van de pH. anderzijds heeft de aanwezigheid van saprofytische micro-organismen een positieve invloed op het behoud van de zuurgraad van het huidoppervlak, o .a. door triglycerideafbraak tot vrije vetzuren.
de juiste pH neemt ook deel aan het behoud van de juiste hydratatie van de epidermis. De toename activeert cathepsines, het afbreken van filaggrin, en vermindert op deze manier de creatie van de natuurlijke vochtinbrengende factor (NMF) . Verhoogde pH-waarden komen ook overeen met een toename van transepidermaal waterverlies (TEWL), een van de belangrijkste indicatoren van de epidermale barrièrefunctie . Bovendien speelt de pH van de huid een van de belangrijkste rollen in de juiste organisatie van de matrixlipiden, door hun oppervlaktestructuur en stabiliteit te reguleren . Intracellular lipiden zijn gevoelig voor PH schommelingen die hydrolytische reacties kunnen wijzigen, waardoor de verandering van hun samenstelling en ruimtelijke structuur .
de integriteit van de epidermale barrière beschermt de huid tegen overmatig waterverlies en beschermt het behoud van een correcte hydratatie van de epidermis. Water wordt geaccumuleerd dankzij de hoornvlies laag van de epidermis en de hoeveelheid water in deze laag wordt gedefinieerd als de hydratatie van de huid . Het juiste vochtgehalte wordt beïnvloed door factoren zoals de hoeveelheid water geleverd uit de onderste lagen van de epidermis, dermis en talgklieren, en ook de hoeveelheid water verloren door verdamping en het vermogen van de hoornvlies laag om water te accumuleren. Het waterbehoud in deze laag wordt ook beà nvloed door de aanwezigheid van lipiden van de extracellulaire matrijs en de eiwitlaag van de cellen .
de cornealaag behoudt de watergradiënt tussen het huidoppervlak en de onderste lagen van de epidermis. Keratinocyte hydratatie neemt af met hun passage van de basale laag naar de epidermis oppervlak . Water vormt ongeveer 15-20% van de totale massa van de hoornvlieslaag en accumuleert meestal in corneocyten, terwijl in de levende lagen van de epidermis water maar liefst 70% van zijn massa uitmaakt . De meest oppervlakkige-het bovenste deel van het hoornvlies laag is de minst gehydrateerd en onder grote invloed van externe factoren op de inhoud van het water. De dikte van de cornified laag is 30 µm. Na een lichte bevochtiging stijgt het zelfs tot 40 µm . Het diepste deel van de epidermis bevat meer water en dus de impact van externe omgeving is onbeduidend. Het middelste gebied is op zijn beurt de zone met de hoogste mogelijkheden om de wateraccumulatie te regelen. Het wordt gekenmerkt door een hoge concentratie NMF, die zich in corneocyten bevindt . De natuurlijke vochtinbrengende factor is verantwoordelijk voor het behoud van de juiste hydratatie van de opperhuid en de plasticiteit van de huid. Het vormt 10-30% van het drooggewicht van de cornealaag en bestaat voornamelijk uit vrije aminozuren en hun metabolieten, zoals urocaanzuur (UCA) en pyrrolidoncarboxylzuur, die de producten zijn van filaggrinproteolyse. Andere bestanddelen van de hoornvlies laag met hygroscopische eigenschappen zijn lactaten, ureum, eiwitten, sacchariden, organische zuren en talrijke elektrolyten afgescheiden door zweetklieren evenals glycerol geleverd door talgklieren .
de lipiden van de intracellulaire ruimte van de hoornvlieslaag van de epidermis gaan het overmatige waterverlies uit de epidermis tegen, voornamelijk dankzij hun anatomische en biochemische structuur, waardoor ze de rol van barrièrebestanddeel spelen . Ze zijn parallelle platen, dicht bij elkaar verpakt en beschermen tegen waterverdamping vanuit de hoornvlieslaag van de epidermis. Een speciale rol wordt gespeeld door de aanwezigheid van ceramiden die het vasthouden van water in de hoornvlieslaag verhogen . Een daling van de inhoud van ceramiden, cholesterol en vrije vetzuren van de intracellulaire matrix verminderen huidvocht . In het proces van hydratatie van levende lagen van de epidermis, wordt een belangrijke rol gespeeld door aquaporin-3. Het is een bestanddeel van waterkanalen van celmembranen, waardoor het transport van water, ureum en glycerol naar de epidermiscellen wordt vergemakkelijkt . Het juiste watergehalte in dermis wordt gehandhaafd dankzij hyaluronzuur, vanwege zijn hydrofiele eigenschappen. Sommige kleinere hoeveelheden van dit zuur kunnen ook in de intracellular Matrijs van de hoornvlieslaag worden gevonden .
de hydratatiewaarden van de epidermis variëren afhankelijk van het anatomische gebied. De hoogste waarden zijn te vinden op de gezichtshuid, articulaire fossae, lagere waarden – op de onderarmen, terwijl de laagste – op de schenen . Dit hangt vooral af van de dikte van de epidermis en de locatie van talg-en zweetklieren . Het vochtniveau verandert ook afhankelijk van de omgevingsvochtigheid en temperatuur. Deze parameters beà nvloeden het vasthouden van water en de mate van zijn verdamping uit de hoornvlieslaag, die enige invloed hebben op de verandering van hydratatiegradiënt tussen de epidermis en het milieu . Bovendien kan de vochtwaarde ook worden beïnvloed door het soort geconsumeerde levensmiddelen. Een van de studies heeft aangetoond dat epidermale hydratatie wordt verminderd als gevolg van het dieet rijk aan verzadigde of enkelvoudig onverzadigde vetzuren .
het verlies van water uit de huid is het gevolg van de secretie van transpireren en transepidermale passieve diffusie. Waterverlies door epidermis wordt beschreven door de TEWL-waarde en beïnvloedt het vochtgehalte van de epidermis . Transepidermaal waterverlies is een parameter die de integriteit van de epidermiswaterlaag weerspiegelt en is een zeer gevoelige indicator van de schade aan de epidermisbarrière . Transepidermaal waterverlies is een gradiënt van de dampspanning, gemeten in twee punten loodrecht op het huidoppervlak in een open kamer, en is een tussenwaarde van de watertransmissie uit de cornealaag. In stabiele omgevingsomstandigheden schommelt TEWL rond 4-10 g/h/m2, afhankelijk van het huidgebied, maar kan het zelfs tot een 30 keer hogere waarde toenemen wanneer de epidermis beschadigd is . De TEWL-waarde verandert zelfs onder invloed van factoren als de huidtemperatuur, de bloedstroom door de huidvaten, het tempo van de regeneratie van de opperhuid, de dikte van de hoornvlieslaag, het lipidengehalte in de hoornvlieslaag, het aantal en de activiteit van zweetklieren op een bepaald huidgebied, omgevingstemperatuur en vochtigheid en vele anderen . Deze parameter is afhankelijk van de juiste structuur van de verbindingen tussen de cellen van het hoornvlies en korrelige lagen, die de plaats van de doorgang tussen een lage en hoge concentratie water. Deze verbindingen regelen de overdracht van water en andere stoffen opgelost in het levende lagen van de epidermis . De hoogste TEWL waarden worden gevonden op de huid van handpalmen, zolen, gezicht, geslachtsdelen en de gebieden van de gewrichten; terwijl de laagste – op de kalveren . Transepidermaal waterverlies waarden zeer waarschijnlijk niet afhankelijk van geslacht, hoewel sommige studies wijzen op hogere waarden van deze parameter bij mannen . De veranderbaarheid afhankelijk van de leeftijd is ook controversieel . Hoogstwaarschijnlijk komen lagere TEWL-waarden voor bij mensen boven de 60 jaar. Deze parameter beïnvloedt ook de regulatie van epidermis scrub en enzymatische functies die gepaard gaan met keratinisatie. Hoe intensiever waterverlies, hoe intensiever het keratinisatieproces is, dat zijn klinische manifestatie heeft in excessieve exfoliatie en erytheem .
een indicator voor een gezonde huid is de juiste functie van de bescherming van de epidermale barrière tegen externe factoren en pathogene micro-organismen. Het verlies van structurele of functionele integriteit van deze barrière vergemakkelijkt het optreden van huidletsels die vele dermatologische ziekten vergezellen. De kennis van biofysische processen binnen de huid kan nuttig zijn voor de uitvoering van profylactische acties die tot doel hebben de barrièrefunctie te herstellen en te beschermen tegen de ontwikkeling van pathologische letsels en kan ook nuttig zijn bij het initiëren van een effectieve behandeling.