pielea este o barieră între corpul uman și mediul extern. Protejează organismul împotriva factorilor chimici și fizici exogeni, participă la procesele metabolice, joacă o funcție resorbtivă și termoreglatoare, fiind prima linie de apărare împotriva microorganismelor patogene și participă la procesele imunologice .
structura complexă a pielii umane și caracteristicile sale fizico-chimice o transformă într-o linie de apărare eficientă împotriva factorilor exogeni și ajută la menținerea homeostaziei corpului uman. Acest rol este jucat de bariera epidermică, în care stratul cornean al epidermei are o funcție deosebit de importantă de îndeplinit . Se compune din 15-20 straturi de keratinocite complet cornificate – corneocite. În partea de jos a stratului cornificat, celulele se învecinează strâns, în timp ce în partea superioară sunt aranjate liber și suferă scalare. Construcția stratului cornean seamănă cu un perete în care corneocitele reprezintă cărămizi, iar o matrice intercelulară abundentă în grăsimi este cimentul . Interiorul celulelor stratului cornean este umplut cu filamente de citokeratină legate cu filaggrin. Aceste celule sunt înconjurate de un înveliș rigid, cornificat, construit în cea mai mare parte din proteina loricrină, formând o parte a așa-numitului înveliș proteic-lipidic . Învelișul este conectat cu matricea extracelulară de cristale lichide și constituie granița dintre suprafața hidrofilă a celulelor și acizii grași lipofili nepolari ai matricei care înconjoară corneocitele .
grosimea stratului exterior al epidermei, dimensiunea corneocitelor și compoziția lipidelor superficiale influențează proprietățile regenerative ale pielii, ceea ce contribuie la diferitele cursuri de boli dermatologice și la procesul de vindecare deopotrivă. Zonele anatomice cu epidermă groasă sunt mai rezistente la factorii externi . Pe de altă parte, zonele cu un strat cornificat relativ subțire, cum ar fi fața, sunt caracterizate de o susceptibilitate ridicată la factori dăunători, dar și de capacitatea de a restabili funcția de barieră foarte rapid. Este conectat cu o activitate proliferativă ridicată, astfel regenerarea rapidă a epidermei, vascularizația intensă, hidratarea bună și prezența multor glande sudoripare .
starea barierei epidermice depinde de proprietățile sale fizice, cum ar fi cantitatea de sebum produsă, hidratarea epidermei, pierderea transepidermică a apei și gradientul de pH dintre suprafața pielii și interiorul corpului . Mulți factori individuali și de mediu influențează modificarea proceselor menționate mai sus, inclusiv vârsta, sexul, rasa, zona anatomică a pielii, intensitatea transpirației, temperatura pielii și temperatura ambiantă, umiditatea aerului, sezonul anului, ritmul zilnic, echilibrul hormonal și multe altele .
suprafața stratului cornificat este acoperită de un film lipidic, care joacă un rol foarte important în funcționarea barierei epidermice. Acesta provine din două surse: sebumul secretat de glandele sebacee, constituind cea mai mare parte a mantalei lipidice și lipidele epidermice, formând o parte a stratului cornificat al epidermei . Grosimea mantalei lipidice se ridică la 0,5 mm până la 5 mmc, în funcție de numărul de glande sebacee dintr-o anumită zonă .
lipidele matricei intercelulare a stratului cornean al epidermei se dezvoltă în procesul de conversie a precursorilor lor furnizați de corpusculii Multilamelari Odland ai stratului granular . Lipidele polare sunt transformate în cele nepolare, hidroliza glicolipidelor generează ceramide, în timp ce fosfolipidele sunt metabolizate în acizi grași liberi. Aceste procese au ca rezultat crearea unei structuri constând din lamele bine ambalate, poziționate paralel cu suprafața celulelor epidermice . Lipidele intercelulare sunt în principal sfingolipide sau ceramide (45-50%), precum și colesterol (20-25%), acizi grași saturați liberi (10-15%) și cantități mici de lipide nepolare . În pielea umană putem diferenția nouă subclase de ceramide marcate de la 1 la 9, în funcție de structura chimică a grupului principal. Fracțiunile lungimii lanțului de carbon C24 până la C26 se găsesc cel mai adesea printre ceramide. Ceramida care joacă rolul principal în epidermă este acidul linoleic . Pe de altă parte, printre acizii grași liberi, cei cu lungimea lanțului de C22 și C24 par să domine. Aproximativ 2-5% din constituenții matricei este sulfatul de colesterol, care este responsabil pentru inhibarea enzimelor proteolitice, digerarea legăturilor desmosome între celulele epidermice .
sebumul este un lichid lipicios și este un amestec de lipide nepolare. Acesta este format din trigliceride (∼16%), acizi grași liberi (∼33%), esteri de ceară (∼26%), scualen (∼12%), esteri de colesterol (∼3%) și colesterol (∼1.5%) . Acizii grași dominanți sunt acizi grași esențiali cu lungimea lanțului de carbon C16 și C18, prin care acidul dominant este acidul oleic . Dintre acizii grași saturați, acidul palmitic este cel mai frecvent. Compoziția sebumului este relativ constantă, iar modificările sale pot implica unele boli ale pielii. Cele mai mari modificări ale compoziției sebumului sunt observate la adolescenți, în timpul hidrolizei intensificate a trigliceridelor în acizi grași liberi. Producția de sebum este un proces foarte dinamic, condiționat de caracteristicile individuale și de factorii de mediu. Producția observată de sebum este mai mare la bărbați decât la femei . Producția de sebum depinde de densitatea, localizarea și activitatea glandelor sebacee . În zone precum scalpul, zona T a feței, sternul sau zonele interscapulare, densitatea lor se ridică la 900 pe centimetru pătrat al pielii, dar în alte locuri se observă mai puțin de 100 de glande sebacee pe centimetru pătrat .
sebumul participă la crearea structurii 3-dimensionale a lipidelor epidermice, care ajută la menținerea integrității sale . Formează un strat protector împotriva multiplicării microorganismelor patogene, având atât proprietăți proinflamatorii, cât și antiinflamatoare . Cantitatea de sebum produs are o influență asupra creșterii colonizării cu numeroase microorganisme care derivă substanțe nutritive din sebum, de exemplu Propionibacterium acnes sau Malassezia levuri . Sebumul formează un tip de izolație împotriva umidității excesive și a variațiilor temperaturii ambiante . Mai mult, ajută la menținerea capacității de legare a apei a epidermei . Producția corectă de sebum se corelează cu un nivel ridicat de umezire a stratului cornificat . Datorită caracteristicilor sale fizico-chimice, are impact asupra permeabilității selective a compușilor aplicați pe piele . Mai mult, are proprietăți antioxidante și protejează pielea de radiațiile UBV, care este legată de disfuncția acetilhidrolazei ii care activează trombocitele sebacee .
lipidele stratului cornificat joacă un rol foarte important în reglarea absorbției diferiților compuși de pe suprafața pielii . Există două moduri de absorbție: prin epidermă și prin apendicele pielii. Principala cale este absorbția selectivă prin epidermă. Structura lamelară, cu două straturi, a sarcinii electrice opuse a lipidelor extracelulare facilitează dizolvarea substanțelor lipofile. Proprietățile lor hidrofobe împiedică pierderea excesivă de apă și dizolvarea substanțelor hidrofile . Absorbția substanțelor de pe suprafața pielii depinde într-o mare măsură de mărimea corneocitelor stratului cornificat și este proporțională cu capacitatea spațiului intercelular și invers proporțională cu dimensiunea celulelor . Compușii nepolari cu o greutate moleculară sub 500 Da pătrund cu ușurință prin epidermă . Absorbția substanțelor prin apendicele pielii (glandele sudoripare, glandele sebacee, foliculii de păr) are loc doar într-o măsură modestă. Este denumită calea de permeabilitate rapidă datorită selectivității mai mici și posibilității de a absorbi molecule mai mari. Din acest motiv, zonele cu multe glande sudoripare, cum ar fi fața sau partea superioară a trunchiului, sunt mai expuse la absorbția substanțelor potențial proinflamatorii, adesea cauza din spatele erupțiilor cutanate .
suprafața pielii sănătoase poate fi caracterizată prin pH acid, oscilând între 4,0 și 6,0. PH – ul organelor interne umane este aproape de neutru-între 7,35 și 7,46, fiind diferențiat în diferite zone ale pielii. Cele mai mari valori ale pH-ului sunt observate în zonele cele mai hidratate, cum ar fi pliurile pielii și fosele articulare . Menținerea pH-ului acid depinde de crearea de acizi grași liberi, în principal acid lactic și aminoacizi, compuși de hidrogen și amoniu, precum și de compoziția lipidelor de sebum și a proteinelor stratului cornean al epidermei . Acești constituenți determină crearea unui gradient de pH legat de diferența semnificativă dintre valoarea sa pe suprafața pielii și în straturile vii ale epidermei, unde atinge valoarea de aprox. 7.0 . În acest fel, se menține așa-numitul volum tampon al epidermei . Un rol semnificativ în crearea stratului acid îl joacă activitatea corectă a enzimelor lipolitice, care participă la metabolismul lipidelor intracelulare ale stratului cornean. PH – ul acid în straturile inferioare ale epidermei este menținut de proteinele de schimb de sodiu/protoni-NHE. Ei elimină ionii H+ din celule și trag ioni Na+, protejând în același timp mediul intracelular împotriva acidificării . Valoarea pH-ului poate fi modificată prin nivelul de hidratare a pielii, condițiile atmosferice, intensitatea secreției de transpirație și activitatea fizică. În plus, depinde de factorii genetici, de comorbidități și de medicamentele sau produsele cosmetice utilizate . Sexul cel mai probabil nu afectează diferențele în valoarea pH-ului , deși există unele rapoarte care sugerează că există o astfel de corelație . De asemenea, vârsta nu modifică această valoare, dar în rândul nou-născuților și persoanelor cu vârsta peste 80 de ani, se observă valori mai mari ale pH-ului .
pH-ul Acid al suprafeței pielii și diferența dintre pH-ul suprafeței pielii și pH-ul straturilor mai profunde ale stratului cornean al epidermei controlează flora fiziologică și cea potențial infecțioasă. Ritmul de creștere și densitatea de colonizare a bacteriilor și ciupercilor cresc odată cu creșterea pH-ului. pe de altă parte, prezența microorganismelor saprofite are o influență pozitivă asupra menținerii acidității suprafeței pielii, printre altele prin descompunerea trigliceridelor în acizi grași liberi .
pH-ul corect participă, de asemenea, la menținerea hidratării corecte a epidermei. Creșterea sa activează catepsinele, descompunând filaggrina și scăzând în acest fel crearea factorului natural de hidratare (NMF) . Valorile crescute ale pH-ului corespund și cu o creștere a pierderii de apă transepidermică (TEWL), unul dintre cei mai importanți indicatori ai funcției de barieră epidermică . În plus, pH-ul pielii joacă unul dintre cele mai importante roluri în organizarea corectă a lipidelor matricei, prin reglarea structurii și stabilității suprafeței acestora . Lipidele intracelulare sunt sensibile la fluctuațiile pH-ului care pot modifica reacțiile hidrolitice, determinând modificarea compoziției și structurii spațiale a acestora .
integritatea barierei epidermice protejează pielea împotriva pierderii excesive de apă și protejează menținerea hidratării corecte a epidermei. Apa se acumulează datorită stratului cornean al epidermei, iar cantitatea de apă din acest strat este definită ca hidratarea pielii . Nivelul corect de umiditate este afectat de factori precum cantitatea de apă furnizată din straturile inferioare ale epidermei, dermei și glandelor sebacee, precum și cantitatea de apă pierdută prin evaporare și capacitatea stratului cornean de a acumula apă. Retenția de apă în acest strat este, de asemenea, afectată de prezența lipidelor matricei extracelulare și a stratului proteic al celulelor .
stratul cornean menține gradientul de apă între suprafața pielii și straturile inferioare ale epidermei. Hidratarea keratinocitelor scade odată cu trecerea lor de la stratul bazal la suprafața epidermei . Apa constituie aproximativ 15-20% din masa totală a stratului cornean și se acumulează mai ales în interiorul corneocitelor, în timp ce în straturile vii ale epidermei, apa constituie la fel de mult 70% din masa sa . Cea mai superficială – partea superioară a stratului cornean este cea mai puțin hidratată și sub influența mare a factorilor externi asupra conținutului de apă. Grosimea stratului cornificat este de 30 MMC. După umezirea liberală, se ridică chiar și la 40 de metri cubi . Cea mai adâncă parte a epidermei conține mai multă apă și, prin urmare, impactul mediului extern este nesemnificativ. Zona de mijloc, la rândul său, este zona cu cele mai mari posibilități de reglare a acumulării de apă. Se caracterizează printr-o concentrație mare de NMF, care este localizată în interiorul corneocitelor . Factorul natural de hidratare este responsabil pentru menținerea hidratării corecte a epidermei și a plasticității pielii. Acesta constituie 10-30% din masa uscată a stratului cornean și constă în cea mai mare parte din aminoacizi liberi și metaboliții lor, cum ar fi acidul urocanic (UCA) și acidul carboxilic pirolidonă, care sunt produși ai proteolizei filaggrinei. Alți constituenți ai stratului cornean cu proprietăți higroscopice sunt lactații, ureea, proteinele, zaharidele, acizii organici și numeroși electroliți secretați prin glandele sudoripare, precum și glicerolul livrat de glandele sebacee .
lipidele spațiului intracelular al stratului cornean al epidermei contracarează pierderea excesivă de apă din epidermă, în principal datorită structurii lor anatomice și biochimice, ceea ce le face să joace rolul de constituent de barieră . Sunt plăci paralele, ambalate strâns aderente între ele și protejează împotriva evaporării apei din interiorul stratului cornean al epidermei. Un rol deosebit îl joacă prezența ceramidelor care cresc retenția de apă în stratul cornean . O scădere a conținutului de ceramide, colesterol și acizi grași liberi ai matricei intracelulare scade umiditatea pielii . În procesul de hidratare a straturilor vii ale epidermei, un rol important îl joacă aquaporin-3. Este un constituent al canalelor de apă ale membranelor celulare, facilitând transportul apei, ureei și glicerolului în celulele epidermei . Conținutul corect de apă din dermă este menținut datorită acidului hialuronic, datorită proprietăților sale hidrofile. Unele cantități mai mici din acest acid pot fi găsite și în matricea intracelulară a stratului cornean .
valorile hidratării epidermei variază în funcție de zona anatomică. Cele mai mari valori pot fi găsite pe pielea feței, fosele articulare, valori mai mici – pe antebrațe, în timp ce cele mai mici – pe gambe . Acest lucru depinde în mare parte de grosimea epidermei și de localizarea glandelor sebacee și sudoripare . Nivelul de umiditate se modifică și în funcție de umiditatea și temperatura ambiantă. Acești parametri afectează retenția apei și gradul de evaporare a acesteia din stratul cornean, având o anumită influență asupra schimbării gradientului de hidratare între epidermă și mediu . Mai mult, valoarea umidității poate fi afectată și de tipul de alimente consumate. Unul dintre studii a arătat că hidratarea epidermică este scăzută ca urmare a dietei bogate în acizi grași saturați sau mononesaturați .
pierderea apei din piele este rezultatul secreției de transpirație și difuzie pasivă transepidermică. Pierderea apei prin epidermă este descrisă de valoarea TEWL și afectează nivelul de umiditate al epidermei . Pierderea de apă transepidermică este un parametru care reflectă integritatea stratului de apă al epidermei și este un indicator foarte sensibil al deteriorării barierei epidermei . Pierderea de apă transepidermică este un gradient al presiunii vaporilor măsurat în două puncte situate perpendicular pe suprafața pielii în interiorul unei camere deschise și reprezintă o valoare intermediară a transmiterii apei din stratul cornean. În condiții ambientale stabile, TEWL oscilează în jur de 4-10 g/h/m2, în funcție de zona pielii, dar poate crește chiar și până la o valoare de 30 de ori mai mare atunci când epiderma este deteriorată . Valoarea TEWL se modifică chiar și sub influența unor factori precum temperatura pielii, fluxul sanguin prin vasele pielii, ritmul regenerării epidermei, grosimea stratului cornean, conținutul lipidic din stratul cornean, numărul și activitatea glandelor sudoripare pe o anumită zonă a pielii, temperatura și umiditatea mediului și multe altele . Acest parametru depinde de structura corectă a joncțiunilor dintre celulele straturilor corneene și granulare, care sunt locul trecerii între o concentrație scăzută și mare de apă. Aceste conexiuni reglează transmiterea apei și a altor substanțe dizolvate în ea către straturile vii ale epidermei . Cele mai mari valori TEWL se găsesc pe pielea palmelor, tălpilor, feței, organelor genitale și a zonelor articulațiilor; în timp ce cel mai mic – pe viței . Valorile pierderilor de apă transepidermice cel mai probabil nu depind de sex , deși unele studii indică valori mai mari ale acestui parametru în rândul bărbaților . Schimbarea sa în funcție de vârstă este, de asemenea, controversată . Cel mai probabil, valorile TEWL mai mici apar la persoanele cu vârsta peste 60 de ani . Acest parametru influențează, de asemenea, reglarea exfolierii epidermei și funcțiile enzimatice care însoțesc keratinizarea. Cu cât pierderea de apă este mai intensă, cu atât este mai intens procesul de keratinizare, care are manifestarea clinică în exfoliere excesivă și eritem .
un indicator al pielii sănătoase este funcția corectă a barierei epidermice care protejează împotriva factorilor externi și împotriva microorganismelor patogene. Pierderea integrității structurale sau funcționale a acestei bariere facilitează apariția leziunilor cutanate care însoțesc multe boli dermatologice. Cunoașterea proceselor biofizice din piele poate fi utilă pentru implementarea acțiunilor profilactice al căror scop este de a restabili funcția de barieră și de a proteja împotriva dezvoltării leziunilor patologice și poate fi, de asemenea, utilă în inițierea unui tratament eficient.