hud är en barriär mellan människokroppen och den yttre miljön. Det skyddar kroppen mot exogena kemiska och fysiska faktorer, deltar i de metaboliska processerna, spelar en resorptiv och termoregulatorisk funktion, som är den första försvarslinjen mot patogena mikroorganismer och deltar i immunologiska processer .
den komplexa strukturen hos mänsklig hud och dess fysikalisk-kemiska egenskaper gör den till en effektiv yttersta försvarslinje mot exogena faktorer och hjälper till att upprätthålla homeostas i människokroppen. Denna roll spelas av epidermalbarriären, där hornhinneskiktet i epidermis har en särskilt viktig funktion att utföra . Den består av 15-20 lager av fullständigt kornade keratinocyter – corneocyter. I den nedre delen av det kornade skiktet angränsar cellerna nära varandra, medan de i den övre delen är ordnade löst och genomgår skalning. Konstruktion av hornhinneskiktet liknar en vägg där corneocyter står för tegelstenar, och en fettrik intercellulär matris är cementet . Det inre av hornhinneskiktcellerna är fyllt med cytokeratinfilament bundna med filaggrin. Dessa celler är omgivna av en styv, cornified encasement byggd mestadels av loricrinproteinet, som utgör en del av det så kallade protein-lipidhöljet . Kuvertet är anslutet till den extracellulära flytande kristallmatrisen och utgör gränsen mellan cellernas hydrofila yta och de lipofila icke-polära fettsyrorna i matrisen som omger corneocyter .
tjockleken på det yttre skiktet av epidermis, storleken på corneocyter och sammansättningen av ytliga lipider påverkar hudens regenerativa egenskaper, vilket bidrar till de olika kurserna av dermatologiska sjukdomar och läkningsprocessen. Anatomiska områden med tjock epidermis är mer resistenta mot yttre faktorer . Å andra sidan kännetecknas områdena med ett relativt tunt kornat skikt, såsom ansiktet, av hög känslighet för skadliga faktorer, men också av förmågan att återupprätta barriärfunktionen mycket snabbt. Det är kopplat till en hög proliferativ aktivitet, alltså snabb regenerering av epidermis, intensiv vaskularitet, god hydrering och närvaro av många svettkörtlar .
tillståndet för epidermalbarriären beror på dess fysikaliska egenskaper, såsom mängden producerad talg, hydrering av epidermis, transepidermal vattenförlust och pH-gradienten mellan hudens yta och kroppens insida . Många individuella och miljömässiga faktorer påverkar modifieringen av ovannämnda processer, inklusive ålder, kön, ras, anatomisk yta i huden, svettningsintensitet, hudtemperatur och omgivningstemperatur, Luftfuktighet, årstid, daglig rytm, hormonbalans och många andra .
ytan på det kornade skiktet täcks av en lipidfilm, som spelar en mycket viktig roll i epidermalbarriärens funktion. Det kommer från två källor: talg som utsöndras av talgkörtlarna, som utgör den största delen av lipidmanteln och de epidermala lipiderna, som utgör en del av det hörniga skiktet i epidermis . Tjockleken på lipidmanteln uppgår till 0,5 MGM till 5 MGM, beroende på antalet talgkörtlar i ett visst område .
lipider av den intercellulära matrisen i hornhinneskiktet av epidermis utvecklas i processen för omvandling av deras prekursorer som tillhandahålls av multilamellära Odland-kroppar i det granulära skiktet . De polära lipiderna omvandlas till icke-polära, hydrolys av glykolipider genererar ceramider, medan fosfolipider metaboliseras till fria fettsyror. Dessa processer resulterar i skapandet av en struktur bestående av tätt packade lameller, placerade parallellt med ytan av epidermala celler . Intercellulära lipider är huvudsakligen sfingolipider eller ceramider (45-50%), liksom kolesterol (20-25%), mättade fria fettsyror (10-15%) och små mängder icke-polära lipider . I den mänskliga huden kan vi skilja nio underklasser av ceramider markerade 1 till 9, beroende på huvudgruppens kemiska struktur. Fraktioner av längden på kolkedjan C24 till C26 finns oftast bland ceramider. Ceramiden som spelar huvudrollen i epidermis är linolsyra . Å andra sidan, bland fria fettsyror, verkar de med kedjelängden C22 och C24 dominera. Omkring 2-5% av matriskomponenterna är kolesterolsulfat, vilket är ansvarigt för inhiberingen av proteolytiska enzymer, som smälter desmosomförbindelser mellan epidermala celler .
Sebum är en klibbig vätska och är en blandning av icke-polära lipider. Det består av triglycerider (∼16%), fria fettsyror (∼33%), vax-estrar (∼26%), skvalen (∼12%), kolesterol, estrar (∼3%) och kolesterol (∼1.5%) . De dominerande fettsyrorna är essentiella fettsyror med längden av kolkedjan C16 och C18, varvid den dominerande syran är oljesyran . Bland de mättade fettsyrorna är palmitinsyran den vanligaste. Sammansättningen av talg är relativt konstant, och dess förändringar kan medföra vissa hudsjukdomar. De största förändringarna i sebumsammansättningen observeras hos ungdomar under intensifierad hydrolys av triglycerider till fria fettsyror. Produktion av talg är en mycket dynamisk process, konditionerad av individuella egenskaper och miljöfaktorer. Den observerade produktionen av talg är större hos män än hos kvinnor . Produktion av talg beror på tätheten, platsen och aktiviteten hos talgkörtlarna . I sådana områden som hårbotten, T-zonen i ansiktet, bröstbenet eller de interscapulära områdena uppgår deras densitet till 900 per kvadratcentimeter av huden, men på andra ställen observeras mindre än 100 talgkörtlar per kvadratcentimeter .
Sebum deltar i skapandet av den 3-dimensionella strukturen av epidermala lipider, vilket hjälper till att upprätthålla dess integritet . Det bildar ett skyddande skikt mot multiplikationen av patogena mikroorganismer, som har både proinflammatoriska och antiinflammatoriska egenskaper . Mängden producerad talg påverkar ökningen av kolonisering med många mikroorganismer som härleder näringsrika ämnen från talg, t .ex. Propionibacterium acnes eller Malassezia-jäst. Sebum bildar en typ av isolering mot överdriven fuktighet och variationer av omgivande temperatur . Dessutom bidrar det till att upprätthålla epidermis vattenbindningskapacitet . Korrekt produktion av talg korrelerar med en hög nivå av fuktning av det kornade skiktet . Tack vare dess fysikalisk-kemiska egenskaper påverkar den den selektiva genomträngningen av föreningar som appliceras på huden . Dessutom har den antioxidantegenskaper och skyddar huden från UBV-strålning, som är kopplad till dysfunktionen hos sebaceous trombocytaktiverande acetylhydrolas II .
lipider i det kornade skiktet spelar en mycket viktig roll vid reglering av absorptionen av olika föreningar från hudens yta . Det finns två sätt att absorbera: genom epidermis och genom hudens bilagor. Det huvudsakliga sättet är selektiv absorption genom epidermis. Den lamellära bi-skiktstrukturen av motsatt elektrisk laddning av extracellulära lipider underlättar upplösning av lipofila substanser. Deras hydrofoba egenskaper förhindrar överdriven förlust av vatten och upplösning av hydrofila ämnen . Absorptionen av ämnen från hudens yta beror i hög grad på storleken på corneocyter i det kornade skiktet och är proportionellt mot kapaciteten hos det intercellulära utrymmet och omvänt proportionellt mot cellens storlek . Icke-polära föreningar med en molekylvikt under 500 Da genomtränger lätt genom epidermis . Absorptionen av ämnen genom hudhängen (svettkörtlar, talgkörtlar, hårsäckar) sker endast i blygsam utsträckning. Det kallas den snabba permeationsvägen på grund av mindre selektivitet och möjlighet att absorbera större molekyler. Av den anledningen är områdena med många svettkörtlar, såsom ansiktet eller överkroppen, mer utsatta för absorptionen av potentiellt proinflammatoriska ämnen, ofta orsaken bakom hudutslag .
ytan på frisk hud kan karakteriseras av surt pH, oscillerande mellan 4,0 och 6,0. PH hos mänskliga inre organ är nära neutralt – mellan 7, 35 och 7, 46, differentieras i olika delar av huden. De högsta pH-värdena observeras i de mest hydratiserade områdena, såsom hudveck och artikulära fossa . Upprätthållandet av surt pH beror på skapandet av fria fettsyror, huvudsakligen mjölksyra och aminosyror, väte-och ammoniumföreningar, liksom på sammansättningen av talglipider och proteinerna i hornhinneskiktet i epidermis . Dessa beståndsdelar bestämmer skapandet av pH-gradient i samband med den signifikanta skillnaden mellan dess värde på hudytan och inom epidermis levande lager, där den når värdet ca. 7.0 . På detta sätt upprätthålls den så kallade buffertvolymen av epidermis . En betydande roll i skapandet av syrabeläggningen spelas av den korrekta aktiviteten hos lipolytiska enzymer, som deltar i metabolismen av de intracellulära lipiderna i hornhinneskiktet. Surt pH i de nedre skikten av epidermis upprätthålls av natrium / protonbytesproteiner-NHE. De tar bort H + – joner från cellerna och drar Na+ – joner, samtidigt som de skyddar den intracellulära miljön mot försurning . PH-värdet kan modifieras av nivån av hudhydrering, atmosfäriska förhållanden, intensiteten av svettsekretion och fysisk aktivitet. Dessutom beror det på genetiska faktorer, komorbiditeter och mediciner eller kosmetika som används . Kön påverkar förmodligen inte skillnaderna i pH-värdet , även om det finns några rapporter som tyder på att det finns en sådan korrelation . Även ålder ändrar inte detta värde, men bland nyfödda och personer över 80 år noteras högre pH-värden .
syra pH på hudytan och skillnaden mellan pH på hudytan och pH i de djupare skikten i hornhinneskiktet i epidermis styr den fysiologiska floran och potentiellt infektiös. Tillväxttakten och koloniseringstätheten hos bakterier och svampar ökar med ökningen av pH. å andra sidan har närvaron av saprofytiska mikroorganismer ett positivt inflytande på upprätthållandet av surheten hos hudytan, bland annat genom triglyceridnedbrytning till fria fettsyror .
det korrekta pH-värdet deltar också i upprätthållandet av korrekt hydrering av epidermis. Dess ökning aktiverar cathepsiner, bryter ner filaggrin och minskar på detta sätt skapandet av den naturliga fuktgivande faktorn (NMF) . Ökade pH-värden motsvarar också en ökning av transepidermal vattenförlust (TEWL), en av de viktigaste indikatorerna för epidermal barriärfunktion . Dessutom spelar hudens pH en av de viktigaste rollerna i den korrekta organisationen av matrislipiderna genom att reglera deras ytstruktur och stabilitet . Intracellulära lipider är känsliga för pH-fluktuationer som kan modifiera hydrolytiska reaktioner, vilket orsakar förändringen av deras sammansättning och rumsliga struktur .
epidermalbarriärens integritet skyddar huden mot överdriven vattenförlust och skyddar upprätthållandet av korrekt hydrering av epidermis. Vatten ackumuleras tack vare hornhinnans skikt av epidermis och mängden vatten i detta skikt definieras som hudhydrering . Den korrekta fuktnivån påverkas av sådana faktorer som mängden vatten som tillförs från de nedre skikten av epidermis, dermis och talgkörtlar, och även mängden vatten som förloras genom avdunstning och hornhinneskiktets förmåga att ackumulera vatten. Vätskeretention i detta skikt påverkas också av närvaron av lipider i den extracellulära matrisen och proteinbeläggningen i cellerna .
hornhinneskiktet upprätthåller vattengradienten mellan hudytan och bottenskikten i epidermis. Keratinocythydrering minskar med deras passage från basalskiktet till epidermis ytan . Vatten utgör cirka 15-20% av den totala massan av hornhinneskiktet och ackumuleras mestadels inuti corneocyter, medan vatten i de levande skikten av epidermis utgör så mycket 70% av dess massa . Den mest ytliga-den övre delen av hornhinneskiktet är minst hydratiserad och under stor påverkan av yttre faktorer på vatteninnehållet. Tjockleken på det cornified skiktet är 30 oc.m. Efter liberal fuktning stiger den till och med till 40 kcal . Den djupaste delen av epidermis innehåller mer vatten och därmed är påverkan av yttre miljö obetydlig. Mittområdet är i sin tur zonen med de högsta möjligheterna att reglera vattenackumulering. Det kännetecknas av en hög koncentration av NMF, som ligger inuti corneocyter . Den naturliga fuktgivande faktorn är ansvarig för upprätthållandet av korrekt hydrering av epidermis och hudplasticitet. Det utgör 10-30% av den torra massan av hornhinneskiktet och består mestadels av fria aminosyror och deras metaboliter, såsom urokansyra (UCA) och pyrrolidonkarboxylsyra som är produkterna från filaggrinproteolys. Andra beståndsdelar i hornhinneskiktet med hygroskopiska egenskaper är laktater, urea, proteiner, sackarider, organiska syror och många elektrolyter utsöndrade genom svettkörtlar samt glycerol som levereras av talgkörtlar .
lipiderna i det intracellulära utrymmet i hornhinneskiktet i epidermis motverkar den överdrivna förlusten av vatten från epidermis, främst tack vare deras anatomiska och biokemiska struktur, vilket gör att de spelar rollen som en barriärbeståndsdel . De är parallella plattor, packade nära vidhäftande mot varandra och skyddar mot vattenindunstning från insidan av hornhinnans skikt av epidermis. En särskild roll spelas av närvaron av ceramider som ökar vattenretentionen i hornhinneskiktet . En minskning av innehållet i ceramider, kolesterol och fria fettsyror i den intracellulära matrisen minskar hudfuktigheten . Vid hydrering av levande skikt av epidermis spelas en viktig roll av aquaporin-3. Det är en beståndsdel i vattenkanaler av cellmembran, vilket underlättar transporten av vatten, urea och glycerol i epidermiscellerna . Det korrekta innehållet av vatten i dermis bibehålls tack vare hyaluronsyra på grund av dess hydrofila egenskaper. Några mindre mängder av denna syra kan också hittas i den intracellulära matrisen i hornhinneskiktet .
epidermis hydratiseringsvärden varierar beroende på det anatomiska området. De högsta värdena finns på ansiktshuden, artikulära fossae, lägre värden – på underarmarna medan de lägsta – på skenorna . Detta beror mest på epidermis tjocklek och placeringen av sebaceous och svettkörtlar . Fuktnivån ändras också beroende på omgivande fukt och temperatur. Dessa parametrar påverkar vätskeretention och graden av dess avdunstning från hornhinneskiktet, vilket har viss inverkan på förändringen av hydratiseringsgradienten mellan epidermis och miljön . Dessutom kan fuktvärdet också påverkas av typen av konsumerade livsmedel. En av studierna har visat att epidermal hydrering minskas till följd av kosten rik på mättade eller enomättade fettsyror .
förlusten av vatten från huden är ett resultat av utsöndring av svettning och transepidermal passiv diffusion. Vattenförlust genom epidermis beskrivs av TEWL-värde och påverkar nivån på epidermis fukt . Transepidermal vattenförlust är en parameter som återspeglar integriteten hos epidermisvattenskiktet och är en mycket känslig indikator på skadorna på epidermisbarriären . Transepidermal vattenförlust är en gradient av ångtrycket uppmätt i två punkter som ligger vinkelrätt mot hudytan inuti en öppen kammare och är ett mellanliggande värde för vattenöverföring från hornhinneskiktet. Under stabila omgivningsförhållanden svänger TEWL runt 4-10 g/h/m2, beroende på hudområdet, men det kan öka till och med upp till ett 30 gånger högre värde när epidermis skadas . TEWL-värdet förändras även under påverkan av sådana faktorer som hudtemperatur, blodflöde genom hudkärl, takten i epidermisregenerering, tjockleken på hornhinneskiktet, lipidinnehållet i hornhinneskiktet, antalet och aktiviteten hos svettkörtlar på ett visst hudområde, omgivningstemperatur och fuktighet och många andra . Denna parameter beror på den korrekta strukturen av korsningarna mellan cellerna i hornhinnan och granulära skikt, som är platsen för passagen mellan en låg och hög koncentration av vatten. Dessa anslutningar reglerar överföringen av vatten och andra ämnen upplösta i det till levande lager av epidermis . De högsta TEWLVÄRDENA finns på huden på palmer, sålar, ansikte, könsorgan och lederna .medan den lägsta – på kalvarna. Transepidermala vattenförlustvärden beror troligen inte på kön , även om vissa studier pekar på högre värden för denna parameter bland män . Dess föränderlighet beroende på ålder är också kontroversiell . Troligen lägre TEWL värden förekommer bland personer över 60 år av ålder . Denna parameter påverkar också regleringen av epidermis exfoliering och enzymatiska funktioner som åtföljer keratinisering. Ju mer intensiv vattenförlust, desto intensivare är keratiniseringsprocessen, som har sin kliniska manifestation i överdriven exfoliering och erytem .
en indikator på frisk hud är den korrekta funktionen av epidermal barriär som skyddar mot yttre faktorer och mot patogena mikroorganismer. Förlusten av denna barriärs strukturella eller funktionella integritet underlättar förekomsten av hudskador som åtföljer många dermatologiska sjukdomar. Kunskapen om biofysiska processer i huden kan vara användbar för genomförandet av profylaktiska åtgärder vars syfte är att återställa barriärfunktionen och skydda mot utveckling av patologiska lesioner och kan också vara till hjälp vid initiering av effektiv behandling.