Logo Loading
Lipidy naskórkowe a zdrowie skóry #1

Lipidy naskórkowe a zdrowie skóry #1

Anna Parzychowska-Parol – kosmetolożka, która nie pozostawia bez odpowiedzi pytań na temat skuteczności zabiegów i składników aktywnych. Sumienna i dokładna, właścicielka gabinetu KOS w Warszawie. Dzisiaj w swoim pierwszym artykule dzieli się wiedzą na temat lipidów skórnych. Zapraszamy do lektury!

Wiadomo od dawna, że funkcja ochronna naskórka spoczywa głównie na barkach stratum corneum. Jego struktura skutecznie ogranicza przenikanie ksenobiotyków oraz transepidermalną utratę wody. Dysponując wiedzą o organizacji ten niesamowitej warstwy, możemy zarówno chronić i wspomagać jej integralność, jak również pokonywać tę barierę dla naszych założonych terapeutycznych lub pielęgnacyjnych celów. Wiemy też, że utrata  lub pogorszenie funkcji barierowych naskórka wynika najczęściej właśnie z nieprawidłowości związanych z produkcją lipidów lub ich nadmiernym usuwaniem.

Skąd się biorą lipidy w/na naskórku?

W warstwie rogowej naskórka lipidy znajdują się głównie w cemencie międzykomórkowym. Nie rodzą się w tej warstwie. Tworzą się niżej, tam, gdzie znajdują się ciała wieloblaszkowate (lamelarne, Odlanda, keratynosomy), czyli w warstwie ziarnistej naskórka, niektóre nawet głębiej, w warstwie podstawnej lub kolczystej. Ciałka lamelarne zawierają prekursorowe lipidy w skład których wchodzą głównie glukozyloceramidy, sfingomieliny, cholesterol, fosfolipidy lecz także enzymy hydrolityczne a nawet peptydy przeciwdrobnoustrojowe. W odróżnieniu od głębszych warstw naskórka, gdzie powstające lipidy służą głównie do budowy błon komórkowych, w stratum corneum przeważają te, które tworzą lipidową macierz, czyli: 

  • Ceramidy
  • Sterole (cholesterol i jego estry)
  • Wolne kwasy tłuszczowe
  • Węglowodory (głównie skwalen).

Jakim zmianom podlegają lipidy w swojej wędrówce od warstwy podstawnej do rogowej przedstawia poniższa tabela:


Warstwo podstawna/kolczystaWarstwa ziarnistaWarstwa rogowa
Fosfolipidy≈45≈25≈7
Cholesterol≈11≈12≈19
Wolne kwasy tłuszczowe≈8≈10≈26
Ceramidy≈4≈9≈25

Rysunek 1. Zmiany w kompozycji lipidów na różnych poziomach naskórka (% wagowy).

Widzimy, że skład lipidowy zmienia się znacząco i nie ma tu miejsca na opis syntezy każdego z lipidów. Są to procesy poznane stosunkowo niedawno, bo pamiętajmy, że dopiero w 1983 roku została opisana koncepcja budowy naskórka jako białkowych cegieł złączonych lipidową zaprawą. Dzisiaj wiemy, że strukturę cementu można opisać jako ciekłokrystaliczną, gdzie lipidy układają się w podwójne warstwy lamelarne. Mimo dysponowania zaawansowanym obrazowaniem nadal wiele kwestii związanych ze strukturą i funkcjonowaniem lipidów warstwy rogowej naskórka, które pozostają niejasne do dnia dzisiejszego. Powstała nawet odrębna dziedzina nauki – lipidomika- zajmująca się charakterystyką i badaniem funkcjonowania lipidów, a niedawno natknęłam się na naukowe czasopismo „Journal of Lipid Research”

CERAMIDY

Przyjrzyjmy się nieco bliżej najliczniejszej grupie lipidów naszej warstwy rogowej – ceramidom.  Prekursorami naskórkowych ceramidów są najczęściej glukozyloceramidy oraz sfingomieliny, które na drodze enzymatycznej przekształcają się w dojrzałe ceramidy. Istnieje kilka szlaków, na których syntetyzowane są ceramidy. Powstają one zatem w różnych procesach, a nawet – w różnych organellach! W stratum corneum występuje 9 podklas/rodzin ceramidów. Ceramidy zbudowane są ze sfingoidalnych długołańcuchowych zasad azotowych (np. sfingozyny i fitosfingozyny) oraz kwasów tłuszczowych. Niektóre z ceramidów skóry występują jedynie w warstwie rogowej naskórka i to właśnie one są bardzo istotne dla kosmetologa.

Od ceramidów w ogromnym stopniu zależy funkcjonalność bariery naskórkowej. Niedobór ceramidów oznacza zwiększenie TEWL, a w konsekwencji odwodnienie, podrażnienie, spowolnienie wszystkich procesów komórkowych oraz cały szereg konsekwencji układających się w logiczny łańcuch zdarzeń. Mało kto wie i pamięta, że ceramidy pełnią też funkcję ochronną przed mikrobami chorobotwórczymi. 

Ceramid 1 (CER EOS) – tworzy go sfingozyna z dwunienasyconym kwasem linolowym, co wraz z faktem niepolarności stanowi o wyjątkowości tego ceramidu. W warstwie rogowej jest przekształcany w ester sfingozyny wiążący się ze ścianą korneocytu. Stanowi jedynie 8% ceramidów s.c., ale to on głównie warunkuje prawidłową budowę cementu międzykomórkowego. Warto zanotować fakt, iż przy nie doborze w skórze kwasu ALA, cząsteczka ceramidu 1 może zostać zmodyfikowana i kwas ALA zostanie zastąpiony przez kwas oleinowy, co odbije się niekorzystnie na funkcjach barierowych. 

Liczba ceramidów w skórze zmniejsza się wraz z wiekiem. Znaczący ubytek ceramidów odnotowujemy na skórze głowy osób cierpiących na ŁZS oraz na skórze chorych na AZS. 

CHOLESTEROL 

Sterole czyli głównie cholesterol i siarczan cholesterolu stanowią ok. 25% lipidów warstwy rogowej i również mają swój początek w wydzielinie ciałek Odlanda.  W procesie przemiany siarczanu cholesterolu do cholesterolu bierze udział enzym sulfataza steroidowa oraz Acetylo-CoA (podobnie jak w przypadku kwasów tłuszczowych).  W chorobach, w których brak jest w skórze tego enzymu, dochodzi patologicznej suchości (np. w rybiej łusce). 

Udowodniono, że cholesterol odgrywa znaczącą rolę w utrzymaniu płynności podwójnych błon fosfolipidowych, ich integralności oraz orientacji pozostałych lipidów. 

WOLNE KWASY TŁUSZCZOWE

Powstają na drodze lipolizy z fosfolipidów i trójglicerydów  Kwasy tłuszczowe zawarte w cemencie są na ogół nasycone i nierozgałęzione i mają od 14 do 34 atomów węgla (50% posiada 24 lub 26 atomów węgla). W suchej skórze, skórze atopowej i w przypadku skór z chorobami przebiegającymi z uszkodzeniem bariery hydrolipidowej zwiększa się ilość krótszych nasyconych kwasów tłuszczowych (co jest skorelowane również z niedoborem filagryny, a co z tym związane – NMF-u).  Wolne kwasy tłuszczowe odpowiadają za kwaśne pH płaszcza hydrolipidowego skóry i są również niezbędne do utworzenia ciekłokrystalicznych struktur cementu oraz stanowią istotny czynnik regulacji działania enzymów hydrolitycznych. Zatem nieprawidłowości w funkcjonowaniu i proporcjach kwasów tłuszczowych odbijają się nie tylko na funkcjach barierowych skóry, ale prowadzą do przedwczesnej i nadmiernej degradacji korneodesmosomów. 

STARZENIE SIĘ BARIERY

Wraz z wiekiem zmienia się skład i funkcjonowanie bariery naskórkowej. Badania potwierdzają, że z upływem czasu zmniejsza się ilość wszystkich komponentów macierzy lipidowej, jak również ilość i funkcjonalność ciałek lamelarnych, powodując zmiany w pH i pogorszeniu funkcji barierowych, przeciwdrobnoustrojowych oraz spoistości cementu. Jest to związane z wieloma procesami, m.in. z zanikaniem prawidłowego gradientu jonów wapnia, który warunkuje prawidłową syntezę lipidów naskórkowych czy ekspozycją na promieniowanie UV. Aż trudno uwierzyć, ale nawet jednorazowa ekspozycja skóry na UVB (7,5 MED.) skutkuje negatywnymi zmianami w budowie bariery skórnej i znaczącym zwiększeniem TEWL. Jak widać promieniowanie UV degraduje nie tylko białka.  Kolejnym powodem mniejszej produkcji lipidów naskórkowych jest spadek ilości enzymów potrzebnych do syntezy owych lipidów np. kwaśnej sfingomielinazy (i co za tym idzie spadek ilości ceramidów). Podobnej degradacji ulegają inne enzymy biorące udział w produkcji kwasów tłuszczowych i cholesterolu. 

Podsumowując, spójrzmy na poniższą tabelkę i wpadnijmy w prawdziwy zachwyt nad stratum corneum.  Ta cienka jak włos warstwa, nazywana często martwą, ponieważ nie zachodzą w niej podziały komórkowe jest misternym, świetnie działającym, nie do końca wyjaśnionym supertworem, który pełni cały szereg funkcji, bez których nasze życie byłoby niemożliwe.

Wszystkie wymienione składniki cementu międzykomórkowego warstwy rogowej są używane do produkcji kosmetycznej, a część z nich także w suplementacji doustnej. W kolejnych częściach artykułu omówimy różnice w składzie i funkcjonowaniu cementu skóry młodej i starzejącej się, porównamy skład lipidów wewnątrz i na powierzchni naskórka, a dalej wyciągniemy z wiedzy teoretycznej praktyczne, potrzebne w pracy kosmetologa wnioski. Przyjrzymy się też kosmetykom i zabiegom mającym za zadanie naprawę bariery naskórkowej. Na czym bazują i według jakich mechanizmów działają.

Bibliografia:

  1. Jungersted JM, Hellgren LI, Jemec GB, Agner T. Lipids and skin barrier function–a clinical perspective. Contact Dermatitis. 2008 May;58(5):255-62. 
  2. Feingold KR, Elias PM. Role of lipids in the formation and maintenance of the cutaneous permeability barrier. Biochim. Biophys. Acta. 2014;1841:280–294.
  3. van Smeden J, Janssens M, Gooris GS, Bouwstra JA. The important role of stratum corneum lipids for the cutaneous barrier function. Biochim Biophys Acta. 2014 Mar;1841(3):295-313. 10.1016/j.bbalip.2013.11.006. Epub 2013 Nov 16. Review. PubMed PMID: 24252189.
  4. Wertz PW. Lipids and barrier function of the skin. Acta Derm. Venereol. Suppl. (Stockh.) 2000;208:7–11.
  5. Meguro S, Arai Y, Masukawa Y, Uie K, Tokimitsu I. Relationship between covalently bound ceramides and transepidermal water loss (TEWL). Arch Dermatol Res. 2000 Sep;292(9):463-8. 
  6. Bouwstra JA., Gooris GS. The Lipid Organisation in Human Stratum Corneum and Model Systems, The Open Dermatology Journal, 2010, 4, 10-13.
  7. Zheng Y, Yin H, Boeglin WE, Elias PM, Crumrine D, Beier DR, Brash AR. Lipoxygenases mediate the effect of essential fatty acid in skin barrier formation: a proposed role in releasing omega-hydroxyceramide for construction of the corneocyte lipid envelope. J Biol Chem. 2011 Jul 8;286(27):24046-56. 
  8. Elias PM, Schmuth M. Nieprawidłowa bariera skórna w etiopatogenezie atopowego zapalenia skóry. Dermatologia po Dyplomie 2010;1(3):20-30.
  9. Behne M, Uchida Y, Seki T, de Montellano PO, Elias PM, Holleran WM. Omega-hydroxyceramides are required for corneocyte lipid envelope (CLE) formation and normal epidermal permeability barrier function. J Invest Dermatol. 2000 Jan;114(1):185-92
  10. Elias PM, Gruber R, Crumrine D, Menon G, Williams ML, Wakefield JS, Holleran WM, Uchida Y. Formation and functions of the corneocyte lipid envelope (CLE). Biochim Biophys Acta. 2014 Mar;1841(3):314-8. 
  11. Choi EH. Aging of the skin barrier. Clin Dermatol. 2019 Jul – Aug;37(4):336-345
  12. Wiśniowska J, Dzierżewicz Z, Balwierz R. Ceramidy – budowa i ich znaczenie w warstwie lipidowej naskórka. Kosmetologia Estetyczna 2017, vol. 6(6): 561-567.

Brak komentarzy

Dodaj komenatrz

Twój adres email nie zostanie ujawniony.

error: Treść jest chroniona prawem autorskim!