Наша кожа самый большой орган в организме, образует пограничный барьер между внутренней средой организма и внешним миром, и именно поэтому главная функция, которую она выполняет — барьерная.
Кожа реализует много аспектов барьерной функции, но самые главные из них — барьер для воды и электролитов (барьер проницаемости) и барьер, предотвращающий микробные инвазии (антимикробный барьер)
Барьер проницаемости
Барьер проницаемости локализован в самом внешнем слое кожи — роговом (stratum corneum). Он образован корнеоцитами (это мертвые, лишенные ядер кератиноциты), погруженными в липидный матрикс, состоящий преимущественно из церамидов, холестерина и свободных жирных кислот. Гидрофобный барьер, образуемый роговым слоем, создает непреодолимую преграду для движения воды и электролитов биологических жидкостей организма и сохраняет воду внутри организма.
Диффузия веществ через корнеоциты невозможна, единственный вариант — попробовать просочиться между ними. Но пространство между клетками рогового слоя заполнено липидами, собранными в структуру, получившую название липидного барьера.
Доставка липидов в роговой слой
Липиды, образующие межклеточные ламеллярные пласты рогового слоя (липидный барьер), секретируются в виде предшественников гранулярными кератиноцитами.
Кератиноциты по мере своей дифференцировки и продвижения к поверхности накаливают липиды в особых органеллах — ламеллярных тельцах (тельца Одланда, называемые по имени ученого, впервые их описавшего). Снаружи ламеллярные тельца окружены плазматической мембраной, а внутри при электронной микроскопии обнаруживается характерная исчерченность.
В дополнение к фосфолипидам, гликозилцерамидам, сфингомиелину и холестерину ламеллярные тела содержат ферменты — такие, как гидролазы липидов (например, бета глюкоцереброзидазу), кислую сфингомиелиназу, секретируемую фосфолипазу А2 и другие кислые и нейтральные липазы.
При повреждении барьера проницаемости синтез и секреция ламеллярных тел усиливаются, что позволяет оперативно «подлечить» барьер. В частности, при остром повреждении рогового слоя может почти одномоментно секретироваться 70-90% ламеллярных тел, хранящихся в кератиноцитах гранулярного слоя. Каким образом клетки «чувствуют», что они должны в авральном режиме выплеснуть в межклеточное пространство содержимое ламеллярных телец?
В коже существует градиент кальция с максимальным его уровнем как раз в гранулярном слое. При повреждении кожи и нарушении барьера кальций «вымывается» током воды, покидающей организм через брешь в барьере, и локальная концентрация кальция в окрестностях кератиноцитов гранулярного слоя резко падает. Именно это снижение концентрации и запускает процесс синтеза и секреции ламеллярных тел.
Простые тесты это доказывают:
- если искусственным образом предотвратить потерю кальция — например, внесением в очаг поражения кальция извне, секреция ламеллярных тел не начнется, как не начнется и процесс «починки» барьера проницаемости.
- если искусственно понизить уровень кальция в гранулярном слое, не нарушая при этом эпидермального барьера, синтез ламеллярных тел будет запущен.
«Созревание» липидов в роговом слое
Оказавшись в межклеточном пространстве, липидные предшественники, содержащиеся в ламеллярных телах, модифицируются ферментами, также присутствующими в ламеллярных телах и приступающими к работе на границе между гранулярным и роговым слоям. В частности, (бета глюкоцереброзидаза превращает гликозилцерамиды в церамиды.
Также церамиды производит кислая сфингомиелиназа (расщепляя при этом сфингомиелин), а фосфолипаза «режет» фосфолипиды на свободные жирные кислоты и глицерин.
Нарушение эпидермального барьера приводит к увеличению активности бета глюкоцереброзидазы и росту уровня ее мРНК в эпителиальных клетках эпидермиса. Ингибирование активности секретируемой фосфолипазы А2, которая расщепляет фосфолипиды до свободных жирных кислот, также нарушает липидный гомеостаз кожи и вызывает повышение проницаемости кожного барьера. Существует несколько разновидностей этих фосфолипаз, но какая из них играет решающую роль в снабжении липидного барьера свободными жирными кислотами, остается пока не известным.
Надо еще отметить, что рН-оптимум как бета глюкоцереброзидазы, так и кислой сфингомиелиназы примерно равен 5, а, следовательно, некоторое закисление рогового слоя имеет важное физиологическое значение для нормальной работы эпидермального барьера. При увеличении этого показателя (рН>6) гомеостаз барьера проницаемости нарушается.
Источник липидов для образования ламеллярных тел: местный синтез
Холестерин. Эпидермис — место активного синтеза холестерина, и в ответ на существенное повреждение кожи его синтез еще больше увеличивается. Кроме фермента гидроксиметилглутарин-КОА редуктазы повышается уровень мРНК и других ферментов пути синтеза холестерина — фарнезилдифосфатсинтазы и скваленсинтазы.
Если ингибировать местный синтез холестерина статинами, снижающими активность перечисленных ферментов, то восстановления функции поврежденного эпидермального барьера не происходит. При этом можно наблюдать первоначальную секрецию ламеллярных тел, но эти органеллы будут иметь нарушенную структуру и, видимо, будут неспособны к восстановлению барьера.
Животные, у которых нарушена работа фермента, превращающего десмостерин в холестерин, умирают в первые же часы после рождения
Свободные жирные кислоты. Аналогично холестерину жирные кислоты также весьма активно синтезируются в коже, и этот процесс существенно активизируется при повреждениях эпидермального барьера. И аналогично такое повреждение приводит к увеличению уровня мРНК таких важных для синтеза жирных кислот ферментов, как ацетил-КоА карбоксилаза и синтаза жирных кислот.
Искусственное ингибирование синтеза жирных кислот в условиях повреждения барьера кожи опять же замедляет восстановление раны, и образующиеся при этом ламеллярные тела оказываются нефункциональными и неспособными произвести «починку» эпидермального барьера.
Эти результаты наглядно иллюстрируют важность жирных кислот, синтезированных de novo (а не образованных в результате расщепления фосфолипидов), в поддержании гомеостаза барьера проницаемости кожи.
Церамиды. Повреждение эпидермального барьера стимулирует синтез в коже церамидов. При этом увеличивается уровень мРНК одного из первых ферментов в пути синтеза сфинголипидов — серинпальмитоилтрансферазы. Но еще важнее то, что ингибирование этого фермента замедляет процесс восстановления и уменьшает количество ламеллярных тел. Однако в отличие от холестерина и жирных кислот синтез церамидов стартует с «опозданием» в шесть часов по отношению к моменту повреждения кожи. Эти данные говорят в пользу важной роли церамидов на поздних этапах восстановления эпидермального барьера проницаемости.
Ранее было отмечено, что основным церамидным компонентом ламеллярных тел являются гликозилцерамиды, синтезируемые из церамидов при помощи фермента гликозилцерамидсинтазы. Неожиданным оказалось, что нарушение кожного барьера никак не повлияло на уровень активности и экспрессии этого фермента, но его ингибирование замедляло восстановление барьера. Животные с генетическим нарушением структуры этого фермента умирают вскоре после рождения, и гистологические исследования, конечно, выявляют фатальные изменения в структуре рогового слоя и ламеллярных тел. Это подтверждает важную роль гликозилцерамидов в гомеостазе барьера проницаемости и говорит о том, что «базовой» активности гликозилцерамидсинтазы хватает на нормальную работу даже в условиях повреждения барьера кожи, но снижение этой активности крайне нежелательно и даже опасно для жизни.
Источник липидов для образования ламеллярных тел: извне кожи
Очевидно, что липиды ламеллярных тел и межклеточных ламеллярных пластов рогового слоя не только синтезируются «на местах», но и попадают в кожу извне, из других источников. Например, роговой слой богат незаменимыми жирными кислотами, а они, по своему определению, неспособны синтезироваться в организме и поступают с пищей. Каким образом эти липиды попадают из желудочно-кишечного тракта в роговой слой, до конца неизвестно, однако обнаружено, что в кератиноцитах экспрессируются некоторые рецепторы липопротеинов и транспортеры жирных кислот, активность которых также повышается вслед за нанесением коже повреждений.
Целостность рогового слоя и когезия
Нормальная работа барьера проницаемости основана на плотной многослойной структуре рогового слоя, где слои прочно сцеплены между собой и не пропускают гидрофильные вещества. В этой связи ясно, что целостность рогового слоя и качество «сцепки» (когезия) крайне важны для оптимальной работы барьера, но важным процессом также является и постоянное слущивание верхнего слоя корнеоцитов (десквамация), которое не дает роговому слою бесконтрольно утолщаться. Сцепление корнеоцитов реализуется за счет наличия корнеодесмосом, прочно скрепляющих вместе соседние клетки.
Деградация корнеодесмосом управляется рядом факторов, однако низкие концентрации сульфата холестерина — основного ингибитора сериновых протеаз — приводит к увеличению их активности и более активной деградации межклеточных «сшивок».
Сульфат холестерина синтезируется в кератиноцитах при участии фермента холестеринсульфотрансферазы. Активность этого фермента возрастает по мере дифференцировки кератиноцитов, однако в роговом слое сульфат холестерина расщепляется сульфатазой стероидов, и ингибировать сериновые протеазы становится нечем. Исключение составляют некоторые формы ихтиоза, где генетическое нарушение структуры сульфатазы стероидов не позволяет расщеплять сульфат холестерина, в результате активность сериновых протеиназ снижается и корнеодесмосомы не деградируют. Это приводит к нарушению слущивания роговых клеток эпидермиса, и роговой слой утолщается, приводя к ихтиозу.
Антимикробный барьер
Антимикробный барьер по сравнению с барьером проницаемости устроен более разносторонне. Первая линия обороны образована поверхностным слоем свободных жирных кислот, а также антимикробных пептидов и собственно самим роговом слоем, плотная структура которого физически препятствует проникновению микроорганизмов внутрь тела. Кислая реакция нормального рогового слоя (рН 5,5) также ограничивает рост болезнетворных микроорганизмов (например, золотистого стафилококка Staphylococcus aureus), но позволяет тем не менее расти и размножаться безвредной бактерии эпидермальному стафилококку (Staphylococcus epidermidis).
В дополнение к этому содержание антимикробных пептидов сдерживает размножение микроорганизмов и препятствует инфекции
Ацидификация рогового слоя
Кислые значения рН нормального рогового слоя вносят существенный вклад в антибактериальную защиту. Установлено, что большую роль тут играют внеэпидермальные факторы — например, метаболиты микроорганизмов-симбионтов, кислая реакция свободных жирных кислот, попадающих на кожу из сальных желез, а также вещества, содержащиеся в потовом секрете, как молочная кислота. Однако и «внутренние» факторы также важны — например, кислая реакция свободных жирных кислот, образующихся в коже вследствие гидролиза фосфолипидов под действием секретируемой фосфолипазы А2. Ингибирование этого фермента приводит к защелачиванию (т. е. рН рогового слоя повышается).
Эпидермальные антимикробные липиды
Многие природные липиды (в частности, жирные спирты, свободные жирные кислоты и моноглицериды) обладают существенной антимикробной и антивирусной активностью в отношении оболочечных вирусов, грамположительных и грамотрицательных бактерий и грибов. Эти липиды осуществляют защитную функцию и в коже, и в дыхательных путях.
В коже одним из основных антимикробных веществ являются длинноцепочечные жирные кислоты — как эпидермального, так и сального происхождения. В роговом слое жирные кислоты образуются путем расщепления фосфолипидов. Кроме того, сальные железы секретируют сквален, воски, триглицериды и небольшие количества холестерина и его эфиров. Триглицериды, происходящие из сальных желез, претерпевают в коже гидролиз под действием кислых липаз рогового слоя или бактериальных липаз триглицеридов.
Как насыщенные, так и ненасыщенные жирные кислоты, находящиеся на поверхности кожи, проявляют достаточно высокую ингибирующую активность в отношении S. aureus, S. pyogenes и С. albicans, однако они значительно слабее действуют на грамотрицательные микроорганизмы. Особенно подчеркнутыми антимикробными свойствами обладают сапиеновая и лауриновая кислоты, являющиеся продуктами расщепления триглицеридов, выделяемых сальными железами. Гликозилцермиды хотя демонстрируют в экспериментах in vitro достаточно высокую антибактериальную активность, in vivo оказываются значительно слабее, нежели жирные кислоты.
Подведение итогов
Липидная тема в современных дерматологических публикациях звучит постоянно. И это понятно липиды — важнейший компонент кожного барьера, и малейшие нарушения в сложной системе формирования липидных структур чреваты серьезными (вплоть до фатальных) проблемами со здоровьем.
Сегодня наши теоретические знания о том, как работает в коже система производства и построения липидного барьера, получили практическое воплощение. Так, в современные дерматологические препараты включают не просто жиры, чтобы смягчить кожу, а нужные коже липиды, способные включиться в метаболизм липидов в коже и скорректировать процессы построения барьерных структур.
Таким образом на липиды сегодня смотрят скорее как на биологически активные вещества, а не как на банальную «смазку» кожи. Этот подход уже реализован в специальных препаратах, предназначенных для кожи больных атопическим дерматитом и ихтиозом. В рецептуру данных препаратов введены липиды, необходимые роговому слою, — церамиды, холестерин, свободные жирные кислоты. Но будет слишком просто думать, что нанесенные на кожу липиды спонтанно выстроятся в липидные пласты, заполняющие межклеточные промежутки. На самом деле они пройдут между корнеоцитами и достигнут живых гранулярных клеток, которые их захватят и используют на формирование ламеллярных телец. А в качестве полноправных участников липидных пластов рогового слоя экзогенные липиды окажутся уже после того как будут секретированы из ламеллярных телец вместе с необходимыми ферментами, которые их переработают до нужной кондиции.
Понимание тонких механизмов регуляции метаболизма липидов важно не только при подборе масляной фазы косметических средств. Необходимо учитывать и рН препарата, и состав ионов.
Так, препарат для профилактического ухода должен иметь рН порядка 5,5, чтобы обеспечить наиболее комфортные условия для работы ферментов рогового слоя, отвечающих за построение липидного барьера и отшелушивание роговых чешуек. А если наша цель, напротив, вмешаться в активность ферментов, то это можно сделать путем изменения рН. Пример — подкисленные препараты для предпилинговой подготовки с рН 3,0-4,5.
Конечно, однократное нанесение подобного препарата скорее всего эффекта не даст. Но вот использование их в течение нескольких недель приведет к изменению работы ферментной системы, что клинически проявится в утоньшении рогового слоя.
Любопытные данные относительно ионов кальция, который является важным регулятором жизни любой живой клетки. В данном случае он сигнализирует о повреждении барьера и запускает процесс его восстановления.
Т.е минеральная вода, обогащенная теми или иными ионами, безусловно, обладает биологической активностью. А это означает, к вопросу ее использования для ухода за кожей и лечения кожных проблем необходимо подходить взвешенно и дифференцированно — что показано одному человеку, может оказаться неподходящим для другого.
Отдельная тема — это препараты для восстановления кожи после травмы (в том числе после повреждающей косметологической процедуры). Процессы реставрации барьерных структур в ней активизированы, и быстрая поставка необходимых липидов путем их аппликации на кожу будет весьма полезной. Вопрос в том, когда начинать снабжение кожи липидами и какие липиды нужны в первую очередь. Судя по всему, в первых «поставках» должны быть холестерин и фосфолипиды с определенным жирнокислотным составом (от фосфолипидов в коже «отрезаются» жирные кислоты, идущие на построение липидного барьера). Что касается цермидов, то, возможно, их надо подключить несколько позже. Но пока это лишь предположения, основанные на том, что синтез церамидов запускается не сразу после повреждения, а с опозданием.
Несмотря на то что мы уже многое знаем о «липидной» стороне жизни кожи, мы только в самом начале практической реализации этих знаний.
Скомпелировано из исследований Kenneth R.Feingold:
Feingold К., Fluhr J. Elias P «The skin as an organ of protection. In Dermatology in General Medicine.»
Feingold K. «Thematic review series: skin lipids. The role of epidermal lipids in cutaneous permeability barrier homeostasis.»
Feingold K., Elias P, Fartasch M. «Epidermal lamellar body as a multifunctional secretory organelle. In Skin Barrier.»
Feingold K., Elias P.M. «The regulation of permeability barrier homeostasis».
Перевод статей осуществлен специально для VITAZONE,полное или частичное копирование разрешается после согласования с администрацией и обязательным наличием активной ссылки на источник в таком виде:
https://vitazone.ru/forum/node/1418?t=1318
title "Метаболизм липидов в коже - VITAZONE".
Кожа реализует много аспектов барьерной функции, но самые главные из них — барьер для воды и электролитов (барьер проницаемости) и барьер, предотвращающий микробные инвазии (антимикробный барьер)
Барьер проницаемости
Барьер проницаемости локализован в самом внешнем слое кожи — роговом (stratum corneum). Он образован корнеоцитами (это мертвые, лишенные ядер кератиноциты), погруженными в липидный матрикс, состоящий преимущественно из церамидов, холестерина и свободных жирных кислот. Гидрофобный барьер, образуемый роговым слоем, создает непреодолимую преграду для движения воды и электролитов биологических жидкостей организма и сохраняет воду внутри организма.
Диффузия веществ через корнеоциты невозможна, единственный вариант — попробовать просочиться между ними. Но пространство между клетками рогового слоя заполнено липидами, собранными в структуру, получившую название липидного барьера.
Доставка липидов в роговой слой
Липиды, образующие межклеточные ламеллярные пласты рогового слоя (липидный барьер), секретируются в виде предшественников гранулярными кератиноцитами.
Кератиноциты по мере своей дифференцировки и продвижения к поверхности накаливают липиды в особых органеллах — ламеллярных тельцах (тельца Одланда, называемые по имени ученого, впервые их описавшего). Снаружи ламеллярные тельца окружены плазматической мембраной, а внутри при электронной микроскопии обнаруживается характерная исчерченность.
В дополнение к фосфолипидам, гликозилцерамидам, сфингомиелину и холестерину ламеллярные тела содержат ферменты — такие, как гидролазы липидов (например, бета глюкоцереброзидазу), кислую сфингомиелиназу, секретируемую фосфолипазу А2 и другие кислые и нейтральные липазы.
При повреждении барьера проницаемости синтез и секреция ламеллярных тел усиливаются, что позволяет оперативно «подлечить» барьер. В частности, при остром повреждении рогового слоя может почти одномоментно секретироваться 70-90% ламеллярных тел, хранящихся в кератиноцитах гранулярного слоя. Каким образом клетки «чувствуют», что они должны в авральном режиме выплеснуть в межклеточное пространство содержимое ламеллярных телец?
В коже существует градиент кальция с максимальным его уровнем как раз в гранулярном слое. При повреждении кожи и нарушении барьера кальций «вымывается» током воды, покидающей организм через брешь в барьере, и локальная концентрация кальция в окрестностях кератиноцитов гранулярного слоя резко падает. Именно это снижение концентрации и запускает процесс синтеза и секреции ламеллярных тел.
Простые тесты это доказывают:
- если искусственным образом предотвратить потерю кальция — например, внесением в очаг поражения кальция извне, секреция ламеллярных тел не начнется, как не начнется и процесс «починки» барьера проницаемости.
- если искусственно понизить уровень кальция в гранулярном слое, не нарушая при этом эпидермального барьера, синтез ламеллярных тел будет запущен.
«Созревание» липидов в роговом слое
Оказавшись в межклеточном пространстве, липидные предшественники, содержащиеся в ламеллярных телах, модифицируются ферментами, также присутствующими в ламеллярных телах и приступающими к работе на границе между гранулярным и роговым слоям. В частности, (бета глюкоцереброзидаза превращает гликозилцерамиды в церамиды.
Также церамиды производит кислая сфингомиелиназа (расщепляя при этом сфингомиелин), а фосфолипаза «режет» фосфолипиды на свободные жирные кислоты и глицерин.
Нарушение эпидермального барьера приводит к увеличению активности бета глюкоцереброзидазы и росту уровня ее мРНК в эпителиальных клетках эпидермиса. Ингибирование активности секретируемой фосфолипазы А2, которая расщепляет фосфолипиды до свободных жирных кислот, также нарушает липидный гомеостаз кожи и вызывает повышение проницаемости кожного барьера. Существует несколько разновидностей этих фосфолипаз, но какая из них играет решающую роль в снабжении липидного барьера свободными жирными кислотами, остается пока не известным.
Надо еще отметить, что рН-оптимум как бета глюкоцереброзидазы, так и кислой сфингомиелиназы примерно равен 5, а, следовательно, некоторое закисление рогового слоя имеет важное физиологическое значение для нормальной работы эпидермального барьера. При увеличении этого показателя (рН>6) гомеостаз барьера проницаемости нарушается.
Источник липидов для образования ламеллярных тел: местный синтез
Холестерин. Эпидермис — место активного синтеза холестерина, и в ответ на существенное повреждение кожи его синтез еще больше увеличивается. Кроме фермента гидроксиметилглутарин-КОА редуктазы повышается уровень мРНК и других ферментов пути синтеза холестерина — фарнезилдифосфатсинтазы и скваленсинтазы.
Если ингибировать местный синтез холестерина статинами, снижающими активность перечисленных ферментов, то восстановления функции поврежденного эпидермального барьера не происходит. При этом можно наблюдать первоначальную секрецию ламеллярных тел, но эти органеллы будут иметь нарушенную структуру и, видимо, будут неспособны к восстановлению барьера.
Животные, у которых нарушена работа фермента, превращающего десмостерин в холестерин, умирают в первые же часы после рождения
Свободные жирные кислоты. Аналогично холестерину жирные кислоты также весьма активно синтезируются в коже, и этот процесс существенно активизируется при повреждениях эпидермального барьера. И аналогично такое повреждение приводит к увеличению уровня мРНК таких важных для синтеза жирных кислот ферментов, как ацетил-КоА карбоксилаза и синтаза жирных кислот.
Искусственное ингибирование синтеза жирных кислот в условиях повреждения барьера кожи опять же замедляет восстановление раны, и образующиеся при этом ламеллярные тела оказываются нефункциональными и неспособными произвести «починку» эпидермального барьера.
Эти результаты наглядно иллюстрируют важность жирных кислот, синтезированных de novo (а не образованных в результате расщепления фосфолипидов), в поддержании гомеостаза барьера проницаемости кожи.
Церамиды. Повреждение эпидермального барьера стимулирует синтез в коже церамидов. При этом увеличивается уровень мРНК одного из первых ферментов в пути синтеза сфинголипидов — серинпальмитоилтрансферазы. Но еще важнее то, что ингибирование этого фермента замедляет процесс восстановления и уменьшает количество ламеллярных тел. Однако в отличие от холестерина и жирных кислот синтез церамидов стартует с «опозданием» в шесть часов по отношению к моменту повреждения кожи. Эти данные говорят в пользу важной роли церамидов на поздних этапах восстановления эпидермального барьера проницаемости.
Ранее было отмечено, что основным церамидным компонентом ламеллярных тел являются гликозилцерамиды, синтезируемые из церамидов при помощи фермента гликозилцерамидсинтазы. Неожиданным оказалось, что нарушение кожного барьера никак не повлияло на уровень активности и экспрессии этого фермента, но его ингибирование замедляло восстановление барьера. Животные с генетическим нарушением структуры этого фермента умирают вскоре после рождения, и гистологические исследования, конечно, выявляют фатальные изменения в структуре рогового слоя и ламеллярных тел. Это подтверждает важную роль гликозилцерамидов в гомеостазе барьера проницаемости и говорит о том, что «базовой» активности гликозилцерамидсинтазы хватает на нормальную работу даже в условиях повреждения барьера кожи, но снижение этой активности крайне нежелательно и даже опасно для жизни.
Источник липидов для образования ламеллярных тел: извне кожи
Очевидно, что липиды ламеллярных тел и межклеточных ламеллярных пластов рогового слоя не только синтезируются «на местах», но и попадают в кожу извне, из других источников. Например, роговой слой богат незаменимыми жирными кислотами, а они, по своему определению, неспособны синтезироваться в организме и поступают с пищей. Каким образом эти липиды попадают из желудочно-кишечного тракта в роговой слой, до конца неизвестно, однако обнаружено, что в кератиноцитах экспрессируются некоторые рецепторы липопротеинов и транспортеры жирных кислот, активность которых также повышается вслед за нанесением коже повреждений.
Целостность рогового слоя и когезия
Нормальная работа барьера проницаемости основана на плотной многослойной структуре рогового слоя, где слои прочно сцеплены между собой и не пропускают гидрофильные вещества. В этой связи ясно, что целостность рогового слоя и качество «сцепки» (когезия) крайне важны для оптимальной работы барьера, но важным процессом также является и постоянное слущивание верхнего слоя корнеоцитов (десквамация), которое не дает роговому слою бесконтрольно утолщаться. Сцепление корнеоцитов реализуется за счет наличия корнеодесмосом, прочно скрепляющих вместе соседние клетки.
Деградация корнеодесмосом управляется рядом факторов, однако низкие концентрации сульфата холестерина — основного ингибитора сериновых протеаз — приводит к увеличению их активности и более активной деградации межклеточных «сшивок».
Сульфат холестерина синтезируется в кератиноцитах при участии фермента холестеринсульфотрансферазы. Активность этого фермента возрастает по мере дифференцировки кератиноцитов, однако в роговом слое сульфат холестерина расщепляется сульфатазой стероидов, и ингибировать сериновые протеазы становится нечем. Исключение составляют некоторые формы ихтиоза, где генетическое нарушение структуры сульфатазы стероидов не позволяет расщеплять сульфат холестерина, в результате активность сериновых протеиназ снижается и корнеодесмосомы не деградируют. Это приводит к нарушению слущивания роговых клеток эпидермиса, и роговой слой утолщается, приводя к ихтиозу.
Антимикробный барьер
Антимикробный барьер по сравнению с барьером проницаемости устроен более разносторонне. Первая линия обороны образована поверхностным слоем свободных жирных кислот, а также антимикробных пептидов и собственно самим роговом слоем, плотная структура которого физически препятствует проникновению микроорганизмов внутрь тела. Кислая реакция нормального рогового слоя (рН 5,5) также ограничивает рост болезнетворных микроорганизмов (например, золотистого стафилококка Staphylococcus aureus), но позволяет тем не менее расти и размножаться безвредной бактерии эпидермальному стафилококку (Staphylococcus epidermidis).
В дополнение к этому содержание антимикробных пептидов сдерживает размножение микроорганизмов и препятствует инфекции
Ацидификация рогового слоя
Кислые значения рН нормального рогового слоя вносят существенный вклад в антибактериальную защиту. Установлено, что большую роль тут играют внеэпидермальные факторы — например, метаболиты микроорганизмов-симбионтов, кислая реакция свободных жирных кислот, попадающих на кожу из сальных желез, а также вещества, содержащиеся в потовом секрете, как молочная кислота. Однако и «внутренние» факторы также важны — например, кислая реакция свободных жирных кислот, образующихся в коже вследствие гидролиза фосфолипидов под действием секретируемой фосфолипазы А2. Ингибирование этого фермента приводит к защелачиванию (т. е. рН рогового слоя повышается).
Эпидермальные антимикробные липиды
Многие природные липиды (в частности, жирные спирты, свободные жирные кислоты и моноглицериды) обладают существенной антимикробной и антивирусной активностью в отношении оболочечных вирусов, грамположительных и грамотрицательных бактерий и грибов. Эти липиды осуществляют защитную функцию и в коже, и в дыхательных путях.
В коже одним из основных антимикробных веществ являются длинноцепочечные жирные кислоты — как эпидермального, так и сального происхождения. В роговом слое жирные кислоты образуются путем расщепления фосфолипидов. Кроме того, сальные железы секретируют сквален, воски, триглицериды и небольшие количества холестерина и его эфиров. Триглицериды, происходящие из сальных желез, претерпевают в коже гидролиз под действием кислых липаз рогового слоя или бактериальных липаз триглицеридов.
Как насыщенные, так и ненасыщенные жирные кислоты, находящиеся на поверхности кожи, проявляют достаточно высокую ингибирующую активность в отношении S. aureus, S. pyogenes и С. albicans, однако они значительно слабее действуют на грамотрицательные микроорганизмы. Особенно подчеркнутыми антимикробными свойствами обладают сапиеновая и лауриновая кислоты, являющиеся продуктами расщепления триглицеридов, выделяемых сальными железами. Гликозилцермиды хотя демонстрируют в экспериментах in vitro достаточно высокую антибактериальную активность, in vivo оказываются значительно слабее, нежели жирные кислоты.
Подведение итогов
Липидная тема в современных дерматологических публикациях звучит постоянно. И это понятно липиды — важнейший компонент кожного барьера, и малейшие нарушения в сложной системе формирования липидных структур чреваты серьезными (вплоть до фатальных) проблемами со здоровьем.
Сегодня наши теоретические знания о том, как работает в коже система производства и построения липидного барьера, получили практическое воплощение. Так, в современные дерматологические препараты включают не просто жиры, чтобы смягчить кожу, а нужные коже липиды, способные включиться в метаболизм липидов в коже и скорректировать процессы построения барьерных структур.
Таким образом на липиды сегодня смотрят скорее как на биологически активные вещества, а не как на банальную «смазку» кожи. Этот подход уже реализован в специальных препаратах, предназначенных для кожи больных атопическим дерматитом и ихтиозом. В рецептуру данных препаратов введены липиды, необходимые роговому слою, — церамиды, холестерин, свободные жирные кислоты. Но будет слишком просто думать, что нанесенные на кожу липиды спонтанно выстроятся в липидные пласты, заполняющие межклеточные промежутки. На самом деле они пройдут между корнеоцитами и достигнут живых гранулярных клеток, которые их захватят и используют на формирование ламеллярных телец. А в качестве полноправных участников липидных пластов рогового слоя экзогенные липиды окажутся уже после того как будут секретированы из ламеллярных телец вместе с необходимыми ферментами, которые их переработают до нужной кондиции.
Понимание тонких механизмов регуляции метаболизма липидов важно не только при подборе масляной фазы косметических средств. Необходимо учитывать и рН препарата, и состав ионов.
Так, препарат для профилактического ухода должен иметь рН порядка 5,5, чтобы обеспечить наиболее комфортные условия для работы ферментов рогового слоя, отвечающих за построение липидного барьера и отшелушивание роговых чешуек. А если наша цель, напротив, вмешаться в активность ферментов, то это можно сделать путем изменения рН. Пример — подкисленные препараты для предпилинговой подготовки с рН 3,0-4,5.
Конечно, однократное нанесение подобного препарата скорее всего эффекта не даст. Но вот использование их в течение нескольких недель приведет к изменению работы ферментной системы, что клинически проявится в утоньшении рогового слоя.
Любопытные данные относительно ионов кальция, который является важным регулятором жизни любой живой клетки. В данном случае он сигнализирует о повреждении барьера и запускает процесс его восстановления.
Т.е минеральная вода, обогащенная теми или иными ионами, безусловно, обладает биологической активностью. А это означает, к вопросу ее использования для ухода за кожей и лечения кожных проблем необходимо подходить взвешенно и дифференцированно — что показано одному человеку, может оказаться неподходящим для другого.
Отдельная тема — это препараты для восстановления кожи после травмы (в том числе после повреждающей косметологической процедуры). Процессы реставрации барьерных структур в ней активизированы, и быстрая поставка необходимых липидов путем их аппликации на кожу будет весьма полезной. Вопрос в том, когда начинать снабжение кожи липидами и какие липиды нужны в первую очередь. Судя по всему, в первых «поставках» должны быть холестерин и фосфолипиды с определенным жирнокислотным составом (от фосфолипидов в коже «отрезаются» жирные кислоты, идущие на построение липидного барьера). Что касается цермидов, то, возможно, их надо подключить несколько позже. Но пока это лишь предположения, основанные на том, что синтез церамидов запускается не сразу после повреждения, а с опозданием.
Несмотря на то что мы уже многое знаем о «липидной» стороне жизни кожи, мы только в самом начале практической реализации этих знаний.
Скомпелировано из исследований Kenneth R.Feingold:
Feingold К., Fluhr J. Elias P «The skin as an organ of protection. In Dermatology in General Medicine.»
Feingold K. «Thematic review series: skin lipids. The role of epidermal lipids in cutaneous permeability barrier homeostasis.»
Feingold K., Elias P, Fartasch M. «Epidermal lamellar body as a multifunctional secretory organelle. In Skin Barrier.»
Feingold K., Elias P.M. «The regulation of permeability barrier homeostasis».
Перевод статей осуществлен специально для VITAZONE,полное или частичное копирование разрешается после согласования с администрацией и обязательным наличием активной ссылки на источник в таком виде:
https://vitazone.ru/forum/node/1418?t=1318
title "Метаболизм липидов в коже - VITAZONE".
.
. Потеря кальция активирует процесс. хм, тогда почему жемчуг успокаивает кожу? Я помню, что это связанно именно с кальцием, но забыла как 
Комментарий