皮肤屏障如此重要,我们需要更深入的理解!
皮肤表面的弱酸性环境(pH值)对于维持皮肤屏障功能及微生态的平衡十分重要。
Heinrich Schade 和 Alfred Marchionini于1928年首次使用“酸性外套”(Acid Mantle)一词来形容皮肤表面的固有酸性环境[1]。
Acid Mantle并不是专业术语,虽然目前尚无“酸性屏障”这个术语,Acid Mantle实际上起到了酸性屏障的作用。
酸性屏障(Acid Mantle)指的是皮脂膜和角质层外层的弱酸性环境。其pH值维持在4.5-6.5、平均5.5。
皮肤表面的皮脂膜呈弱酸性,主要由皮脂、汗液组成。汗液的pH值一般为4.5-5.5,大量排汗时可达到7.0[2]。人体皮脂膜的pH值一般维持在4.5-6.5。
角质层在从基底层分化至角质层过程中,pH值从基底层的7.0左右降低至角质层的5.0左右。
酸性屏障(Acid Mantle)的构成
国内有学者使用“酸性屏障”这个词来描述皮肤表面偏酸性的pH值及其对皮肤屏障的影响。涂颖等[3]在《表皮的渗透屏障与其他屏障功能相关研究进展》一文中指出,表皮渗透屏障既能防止外界化学、物理、机械、生物诸多因素对皮肤的损伤,又能防止水分等营养物质经表皮流失,并与皮肤其他屏障,如酸性屏障、微生态屏障、免疫屏障等有着密切的相互关系。该文将Acid Mantle翻译为“酸衣”。科学研究证明皮肤表面pH值是维持皮肤屏障稳态、角质层完整性和抗菌防御的关键因素。
酸性屏障的重要作用
一、pH值对皮肤渗透性屏障的影响
酸性pH的重要功能与角质形成细胞分化过程、表皮脂质和角质细胞脂质包膜的形成和功能、维持皮肤微生态平衡有关[1]。
角质层细胞间脂质构成了疏水性半渗透屏障,可防止水分流失此外,酸性pH值对于促进细胞间脂质双层结构是必需的[1]。
皮肤表面pH值与皮肤屏障
研究表明,皮肤表面的pH值变化对维持表皮渗透性屏障功能非常重要。Maum等[4]用丙酮及胶带破坏无毛老鼠表皮皮肤屏障,发现在酸性环境下表皮渗透性屏障修复能力强于在中性环境下。
Stenzaly等[5]的研究表明,当阻断或敲除参与角质层酸化的磷脂酶A2或钠质子泵后,可破坏表皮渗透性屏障稳态和角质层的完整性。
二、PH值对表皮屏障相关酶的影响
研究发现,参与合成和维持有效皮肤屏障的几种关键酶在很大程度上受pH值的影响。
两种关键的细胞间脂质加工酶,β-葡萄糖脑苷脂酶和酸性鞘磷脂酶的最适pH值分别为5.6和4.5[6]。两者都参与神经酰胺的合成,这是渗透性屏障的关键成分。丝聚蛋白降解酶的激活需要酸性pH值,从而增强皮肤中天然保湿因子 (NMF) 的形成。
正常皮肤的pH值升高会造成屏障受损,这与丝氨酸蛋白酶活性增加和神经酰胺生成酶活性降低有关[6]。随着丝氨酸蛋白酶活性的持续,板层小体分泌被阻断。
三、pH值对角质层完整性的影响
pH不仅影响屏障稳态,还影响角质层完整性、黏合性和脱屑。
丝氨酸蛋白酶、激肽释放酶5(胰蛋白酶)和激肽释放酶7(糜蛋白酶)具有中性最适pH值,并通过降解桥粒芯蛋白1与脱屑密切相关[1,6]。
升高的pH值会增加丝氨酸蛋白酶、激肽释放酶5和7的活性,桥粒降解增多,导致角质层的致密性和黏合性降低。
pH值对角质层完整性的影响
四、pH值对皮肤微生态的影响
皮肤微生态是由细菌等各种微生物与宿主皮肤组织、细胞及各种分泌物、微环境等共同组成的生态系统。
皮肤微生物群包括常驻微生物和暂驻微生物,常驻微生物通常为共生微生物,常见的如表皮葡萄球菌(S.epidermidis)。暂驻微生物通常是病原菌或机会致病菌,包括金黄色葡萄球菌(S.aureus)、链球菌及白念珠菌等。
皮肤和皮肤微生物群是共生关系。皮肤为常驻菌群提供皮脂(脂质)、汗液(矿物质)和死皮细胞(蛋白质)作为营养物质;反过来,常驻菌群通过合成游离脂肪酸、生成抗菌肽以及防止致病菌的定植来加强皮肤的屏障功能[7]。
稳定且偏酸性的皮肤环境为常驻菌提供了良好的生长环境。常驻菌群的生长和存在有助于防止潜在的病原微生物在皮肤上定植。S.epidermidis通过分泌抗菌肽来抑制S.aureus的繁殖[7]。
研究发现,皮肤表面pH值平均低于5,有利于其常驻菌群的生长。表皮葡萄球菌在pH4.7下生长良好,而金黄色葡萄球菌的生长受到强烈抑制[7]。特应性皮炎中pH值的升高会导致金黄色葡萄球菌的粘附和繁殖增强[8]。
pH值对皮肤微生态的影响
小结
酸性屏障(Acid Mantle)指的是皮脂膜和角质层外层的弱酸性环境。
酸性pH值在皮肤渗透性屏障的形成中是必需的。
许多与皮肤屏障相关的关键酶需要在酸性环境中发挥活性。
pH值通过调节桥粒降解相关的酶类而影响角质层的完整性。
皮肤表面弱酸性环境有利于皮肤常驻菌的生长,对致病菌的繁殖有抑制作用。