Фізіологія і функції шкіри
Шкіра - це фізичний бар'єр між організмом і навколишнім середовищем. Порушення в захисних системах шкірного покриву і його фактичні ушкодження можуть викликати сухість і дерматит під впливом води, мила, хімікатів і суворих кліматичних умов.
Усунення пошкоджень за допомогою кремів можливо завдяки фізичній і хімічній взаємодії між інгредієнтами і захисними системами шкіри. Це складні для розуміння механізми, а тому необхідно мати великі знання про структуру та функції шкіри, щоб зрозуміти, чи зможе крем поліпшити її стан.
Фізіологія шкіри: основи будови та функціонування
Два основних структурних шару шкіри - це дерма і епідерміс (рисунок 1).
Епідерміс є зовнішнім шаром, який служить фізичним і хімічним бар'єром між внутрішнім середовищем організму і навколишнім середовищем.
Дерма - це глибокий шар, що забезпечує структурну підтримку шкіри.
Епідерміс і роговий шар: будова і регенерація клітин шкіри
Епідерміс складається з декількох шарів, що постійно оновлюються клітин.
Клітини з'єднуються за допомогою білкових містків - десмосом.
Нижній шар, прилеглий до дерми, складається з здатних до регенерації базальних клітин. За допомогою полудесмосом вони пов'язані з дерміческой епідермальній мембраною.
Кератиноцити - основний тип клітин епідермісу, що утворюються в базальному шарі, трохи вище дерми. Це метаболічно активні клітини з нормальними складовими, такими як ядро і цитоплазма. Кератиноцити виконують безліч важливих функцій, включаючи виробництво кератину структурних білків. У міру того, як кератиноцити просуваються вгору через епідерміс, вони перетворюються в нежиттєздатні корнеоцити в зернистому шарі. Корнеоцити не мають ядра і клітинної структури. Форма корнеоцитів і їх кератіновой структура дозволяють зробити роговий шар більш міцним. Всього налічується 10-30 прилеглих один до одного шарів корнеоцитів.
Товста шкіра долонь і підошов має найбільше число шарів пов'язаних між собою корнеоцитів. Зв'язок між ними забезпечується за допомогою білкових містків, званих десмосомами.
Подвійний шар ліпідів оточує клітини в екстрацелюлярний просторі. Утворена в результаті структура являє собою природний фізичний бар'єр, здатний утримувати вологу.
Філагрін: розпад клітин епідермісу
В процесі дозрівання живі клітини, що переміщаються у напрямку до рогового шару, починають групувати білкові гранули.
Ці гранули можна виявити в зернистому шарі шкіри, а складаються вони з білка під назвою філагрін.
У клітинах зернистого шару починається синтез філагрін і кератину: отримане в результаті з'єднання стійко до протеолитическому розпаду.
У міру того, як дегенеруючі клітини переміщаються до зовнішнього шару шкіри, ензими розщеплюють кератин-філагіновое з'єднання.
Філагрін виявляється поза корнеоцитів, а гідрофільний кератин залишається всередині клітин рогового шару.
Коли шкіра стає менш вологою, особливі протеолітичні ферменти починають подальше розщеплення філагрін на вільні амінокислоти.
Природний зволожуючий фактор: природна здатність шкіри утримувати вологу
Вільні амінокислоти, поряд з такими біохімічними речовинами, як молочна кислота, солі і сечовина, присутні в роговому шарі епідермісу.
У сукупності ці речовини представляють «природний зволожуючий фактор» (NMF) і є гідроскопічне, тобто відповідають за підтримання вологості і пружності шкіри за допомогою залучення і утримання рідини.
Розщеплення філагрін на амінокислоти відбувається лише в сухій шкірі, що служить для регуляції осмотичного тиску і кількості утримуваної рідини.
Потреба розщеплення філагрін при вологих погодних умовах нижче, ніж при сухих.
Формування природного зволожуючого фактора шкіри:
1. Дозрівання і диференціювання епідермальних клітин в середньому шарі шкіри
2. Білок філагрін групується в гранули в зернистому шарі шкіри
3. філагрін з'єднується з кератином, утворюючи стійке до протеолитическому розпаду з'єднання
4. Клітини втрачають свою звичну структуру і стають корнеоцитів, насиченими білками кератину / філагрін
5. корнеоцитів переміщаються в зовнішній шар шкіри
7. філагрін розщеплюється на вільні амінокислоти
8. Поряд з іншими речовинами амінокислоти відносяться до природних факторів зволоження
9. Вони утримують рідину, щоб відновити нормальний рівень вологості
Десквамація (лущення шкіри)
Десквамація також грає важливу роль в збереження м'якості шкіри.
Десквамація - це ферментативний процес руйнування десмосом, білкових з'єднань між корнеоцитів, і їх подальше відлущування.
Протеолітичні ферменти не тільки беруть участь в утворенні амінокислот в ході розщеплення філагрін, а й відповідають за лущення в добре зволоженому роговомушарі. Ці ферменти знаходяться всередині клітин.
При нестачі води процес відшаровування клітин не відбувається належним чином, в результаті чого шкіра стає товстою, сухий, грубою і шорсткою.
Між освітою корнеоцитів і їх відлущуванням існує природний баланс. Збільшення числа вироблених клітин (при такому розладі, як псоріаз) або недостатнє лущення (наприклад, при іхтіозі) ведуть до скупчення клітин на поверхні шкіри, через що вона стає грубою і сухою.
1. Здорові корнеоцити в зволоженому роговомушарі
2. Протеолітичні ферменти розщеплюють білкові сполуки між клітинами
3. корнеоцитів отшелушиваются
4. Шкіра залишається в нормальному стані, не утворюючи сухих лусочок
міжклітинні ліпіди
Щоб зрозуміти, які процеси задіяні для збереження вологого і еластичною шкіри, необхідно враховувати останній фактор, а саме функціонування міжклітинних ліпідів.
Ліпіди утворюють багатошарову структуру - прилягають один до одного ліпідні бішару, що оточують корнеоцити і утримують рідину всередині цієї конструкції.
Ліпіди виробляються в процесі деградації клітин в зернистому шарі шкіри (аналогічно білковим гранулам). Особливі ліпоїдні з'єднання, звані пластинчастими гранулами, виділяються деградуючими клітинами в позаклітинний простір.
Вивільнення ліпідів також відбувається з колишніх клітинних мембран.
До складу виділяються ліпідів входять холестерин, жирні кислоти і сфінголіпіди.
Керамід, тип Сфінголіпіди, що отримується з пластинчастих гранул, є одним з найважливіших компонентів, що відповідають за освіту багатошарових ліпідних структур.
Ліпіди утримують молекули води в своїй гідрофільній (що поглинає воду) прошарку.
Сформований навколо корнеоцитів ліпідний шар служить непроникним бар'єром для виходу води з рогового шару, а також запобігає вимивання природних факторів зволоження з поверхневих шарів шкіри.
Після 40 років спостерігається різке скорочення кількості міжклітинних ліпідів, що робить шкіру більш сприйнятливою до нестачі вологи.
Формування шару міжклітинних ліпідів
Формування шару міжклітинних ліпідів
1. Ліпіди утворюють гранули в зернистому шарі шкіри
2. Ліпіди потрапляють у міжклітинний простір в процесі дегенерації клітин в зернистому шарі
3. Ліпідні гранули і ліпіди, звільнені в ході дегенерації клітин, з'єднуються один з одним, щоб утворити межклеточную липидную структуру
4. Ліпідний шар, що оточує корнеоцити, являє непроникний бар'єр і утримує вологу
Завдяки спільній роботі міжклітинних ліпідів і корнеоцитів, що містять білки і природні зволожуючі фактори, формується ефективний бар'єр, здатний затримувати вологу і запобігати її витік, а тканини при цьому зберігають свою еластичність. Захисні сили захищають шкіру від пересихання і негативного впливу навколишнього середовища.
Подразники і пошкодження шкірного бар'єру
Основний фактор, відповідальний за сухість, шорсткість шкіри і дерматит, може бути пов'язаний з витоком рідини з рогового шару.
Цей процес називається трансепідермальній втратою вологи (ТЕПВ) (дегідратацією шкіри).
Клітини рогового шару отримують воду з дерми і навколишнього середовища.
Вода пом'якшує шкіру, робить її гладкою та еластичною.
Причиною дегідратації шкіри може стати велика кількість зовнішніх факторів.
Рівень вмісту води в роговому шарі коливається в залежності від рівня вологості навколишнього середовища. Шкіра особливо схильна до втрати води під впливом холоду, вітру і сухих погодних умов.
Інші зовнішні фактори здатні пошкоджувати бар'єр рогового шару за допомогою денатурації кератину, усунення природних зволожуючих факторів і порушення ліпідних бішару.
До цих чинників належить використання розчинників, миючих засобів та інших речовин, що дратують шкіру, а також зловживання милом і водою.
Серйозність ушкодження залежить від типу і сили впливу дратівливих факторів. Подразником є будь-який агент, здатний завдати шкоди при достатній концентрації і тривалості контакту.
Іноді необхідно повторне або більш тривалий вплив, щоб пошкодження стало помітним.
Люди, схильні до постійного контакту з миючими засобами і водою, - медичні працівники, перукарі, співробітники громадського харчування, бармени і мийники посуду - можуть спостерігати значні зміни в стані своєї шкіри. Вода при цьому є слабким подразником.
Парадоксальним чином частий контакт з водою призводить до ТЕПВ, викликаючи втрату розчинних зволожуючих факторів і деяких захисних ліпідів.
В результаті постійної гідратації під впливом води:
• в шкіру проникають сторонні субстанцій;
• збільшується ризик алергічних реакцій і контактного дерматиту;
• відбуваються зміни в природному шкірної середовищі, яка може стати доброчинної грунтом для розмноження хвороботворних організмів.
Ці чинники є корисними поверхнево-активними засобами, які видаляють зовнішні забруднення, бактерії, шкірні масла, піт і відмерлі клітини шкіри.
Частий і тривалий контакт з подібного роду очисними засобами викликає денатурацію шкірних білків, руйнування ліпідних бішару, усунення природних зволожуючих чинників і погіршення зчеплення клітин.
Тепла вода може посилити подразнюючу дію засобів, що очищають для шкіри, збільшуючи їх поглинання при більш високих температурах. У цьому випадку також посилюється негативний вплив на захисні ліпіди.
Кінцевим результатом тривалого контакту з водою і очисними засобами є зміни влагоудерживающей здатності епідермісу і посилення ТЕПВ. Суха і шорстка шкіра менш пластична і більшою мірою схильна до фізичних пошкоджень.
Також існують і ендогенні фактори, які роблять шкіру людини більш сприйнятливою до зовнішнього впливу.
До цих факторів належать діючі шкірні захворювання на зразок псоріазу та екземи. вроджені розлади (іхтіоз), схильність до шкірних захворювань в минулому (атопічний дерматит), чутливість шкіри і / або старіння.
Ендогенні фактори можуть погіршувати ситуацію і збільшувати ризик розвитку дерматиту.
На закінчення, контакт з подразниками, що викликає трансепідермальних втрату вологи, порушує захисну функцію рогового шару і знижує його здатність охороняти шкіру від впливу зовнішнього середовища.
Чим інтенсивніше діє очищуючий засіб або розчинник, і чим триваліший контакт з ним, тим швидше шкіра втрачає вологу, захисні ліпіди, білки і природні зволожуючі фактори.
При зниженій вологості ензими не можуть нормально функціонувати, забезпечуючи відлущування корнеоцитів.