Физиология и функции кожи
Флоранс Барретт-Хилл
Эта статья позволит вам получить более глубокие знания в области физиологии сухой кожи и лучше понять принцип действия используемых вами кремов.
Кожа - это физический барьер между организмом и окружающей средой. Нарушения в защитных системах кожного покрова и его фактические повреждения могут вызывать сухость и дерматит под воздействием воды, мыла, химикатов и суровых климатических условий.
Устранение повреждений при помощи кремов возможно благодаря физическому и химическому взаимодействию между ингредиентами и защитными системами кожи. Это сложные для понимания механизмы, а поэтому необходимо иметь обширные знания о структуре и функциях кожи, чтобы понять, сможет ли крем улучшить ее состояние.
Физиология кожи: основы строения и функционирования
Два основных структурных слоя кожи – это дерма и эпидермис (рисунок 1).
Эпидермис является внешним слоем, который служит физическим и химическим барьером между внутренней средой организма и окружающей средой.
Дерма – это глубокий слой, обеспечивающий структурную поддержку кожи.
Эпидермис и роговой слой: строение и регенерация клеток кожи
Эпидермис состоит из нескольких слоев постоянно обновляющихся клеток.
Клетки соединяются при помощи белковых мостиков – десмосом.
Нижний слой, прилегающий к дерме, состоит из способных к регенерации базальных клеток. При помощи полудесмосом они связаны с дермической эпидермальной мембраной.
Кератиноциты - основной тип клеток эпидермиса, образующихся в базальном слое, чуть выше дермы. Это метаболически активные клетки с нормальными составляющими, такими как ядро и цитоплазма. Кератиноциты выполняют множество важных функций, включая производство кератина структурных белков. По мере того, как кератиноциты продвигаются вверх через эпидермис, они превращаются в нежизнеспособные корнеоциты в зернистом слое. Корнеоциты не имеют ядра и клеточной структуры. Форма корнеоцитов и их кератиновая структура позволяют сделать роговой слой более прочным. Всего насчитывается 10-30 прилегающих друг к другу слоев корнеоцитов.
Толстая кожа ладоней и подошв имеет наибольшее число слоев связанных между собой корнеоцитов. Связь между ними обеспечивается с помощью белковых мостиков, называемых десмосомами.
Двойной слой липидов окружает клетки в экстрацеллюлярном пространстве. Образованная в результате структура представляет собой естественный физический барьер, способный удерживать влагу.
Филагрин: распад клеток эпидермиса
В процессе созревания живые клетки, перемещающиеся по направлению к роговому слою, начинают группировать белковые гранулы.
Эти гранулы можно обнаружить в зернистом слое кожи, а состоят они из белка под названием филагрин. В клетках зернистого слоя начинается синтез филагрина и кератина: полученное в результате соединение устойчиво к протеолитическому распаду. По мере того, как дегенерирующие клетки перемещаются к внешнему слою кожи, энзимы расщепляют кератин-филагиновое соединение. Филагрин оказывается вне корнеоцита, а гидрофильный кератин остается внутри клеток рогового слоя. Когда кожа становится менее влажной, особые протеолитические ферменты начинают дальнейшее расщепление филагрина на свободные аминокислоты.
Естественный увлажняющий фактор: природная способность кожи удерживать влагу
Свободные аминокислоты, наряду с такими биохимическими веществами, как молочная кислота, соли и мочевина, присутствуют в роговом слое эпидермиса. В совокупности эти вещества представляют «естественный увлажняющий фактор» (NMF) и являются гидроскопическими, то есть отвечают за поддержание влажности и упругости кожи посредством привлечения и удержания жидкости. В норме содержание воды в роговом слое составляет около 30%.
Расщепление филагрина на аминокислоты происходит лишь в сухой коже, что служит для регуляции осмотического давления и количества удерживаемой жидкости. Потребность расщепления филагрина при влажных погодных условиях ниже, чем при сухих.
Формирование естественного увлажняющего фактора кожи:
1. Созревание и дифференцировка эпидермальных клеток в среднем слое кожи
2. Белок филагрин группируется в гранулы в зернистом слое кожи
3. Филагрин соединяется с кератином, образуя устойчивое к протеолитическому распаду соединение
4. Клетки теряют свою привычную структуру и становятся корнеоцитами, насыщенными белками кератина/филагрина
5. Корнеоциты перемещаются во внешний слой кожи
6. Ферменты расщепляют соединение кератин/филагрин на исходные элементы
Низкое содержание воды в роговом слое активирует протеолитические ферменты
7. Филагрин расщепляется на свободные аминокислоты
8. Наряду с другими веществами аминокислоты относятся к естественным факторам увлажнения
9. Они удерживают жидкость, чтобы восстановить нормальный уровень влажности
Десквамация (шелушение кожи)
Десквамация также играет важную роль в сохранения мягкости кожи. Десквамация – это ферментативный процесс разрушения десмосом, белковых соединений между корнеоцитами, и их дальнейшее отшелушивание.
Протеолитические ферменты не только участвуют в образовании аминокислот в ходе расщепления филагрина, но и отвечают за шелушение в хорошо увлажненном роговом слое. Эти ферменты находятся внутри клеток. При недостатке воды процесс отслаивания клеток не происходит должным образом, в результате чего кожа становится толстой, сухой, грубой и шершавой.
Между образованием корнеоцитов и их отшелушиванием существует естественный баланс. Увеличение числа производимых клеток (при таком расстройстве, как псопиаз) или недостаточное шелушение (например, при ихтиозе) ведут к скоплению клеток на поверхности кожи, из-за чего она становится грубой и сухой.
Десквамация клеток
1. Здоровые корнеоциты в увлажненном роговом слое
2. Протеолитические ферменты расщепляют белковые соединения между клетками
3. Корнеоциты отшелушиваются
4. Кожа остается в нормальном состоянии, не образуя сухих чешуек
Межклеточные липиды
Чтобы понять, какие процессы задействованы для сохранения влажной и эластичной кожи, необходимо учитывать последний фактор, а именно функционирование межклеточных липидов.
Липиды образуют многослойную структуру – прилегающие друг к другу липидные бислои, окружающие корнеоциты и удерживающие жидкость внутри этой конструкции. Липиды производятся в процессе деградации клеток в зернистом слое кожи (аналогично белковым гранулам). Особые липоидные соединения, называемые пластинчатыми гранулами, выделяются деградирующими клетками во внеклеточное пространство. Высвобождение липидов также происходит из бывших клеточных мембран. В состав выделяемых липидов входят холестерин, жирные кислоты и сфинголипиды.
Церамид, тип сфинголипида, получаемый из пластинчатых гранул, является одним из важнейших компонентов, отвечающих за образование многослойных липидных структур.
Липиды удерживают молекулы воды в своей гидрофильной (поглощающей воду) прослойке.
Сформированный вокруг корнеоцитов липидный пласт служит непроницаемым барьером для выхода воды из рогового слоя, а также предотвращает вымывание естественных факторов увлажнения из поверхностных слоев кожи.
После 40 лет наблюдается резкое сокращение количества межклеточных липидов, что делает кожу более восприимчивой к недостатку влаги.
Формирование слоя межклеточных липидов 
Формирование слоя межклеточных липидов
1. Липиды образуют гранулы в зернистом слое кожи
2. Липиды попадают в межклеточное пространство в процессе дегенерации клеток в зернистом слое
3. Липидные гранулы и липиды, освобожденные в ходе дегенерации клеток, соединяются вместе, чтобы образовать межклеточную липидную структуру.
4. Липидный слой, окружающий корнеоциты, представляет непроницаемый барьер и удерживает влагу.
Благодаря совместной работе межклеточных липидов и корнеоцитов, содержащих белки и естественные увлажняющие факторы, формируется эффективный барьер, способный задерживать влагу и предотвращать ее утечку, а ткани при этом сохраняют свою эластичность. Защитные силы ограждают кожу от пересыхания и негативного воздействия окружающей среды.
Раздражители и повреждение кожного барьера
Основной фактор, ответственный за сухость, шершавость кожи и дерматит, может быть связан с утечкой жидкости из рогового слоя. Этот процесс называется трансэпидермальной потерей влаги (ТЭПВ) (дегидратацией кожи).
Клетки рогового слоя получают воду из дермы и окружающей среды. Вода смягчает кожу, делает ее гладкой и эластичной. Причиной дегидратации кожи может стать большое количество внешних факторов.
Уровень содержания воды в роговом слое колеблется в зависимости от уровня влажности окружающей среды. Кожа особенно склонна к потере воды под воздействием холода, ветра и сухих погодных условий. Другие внешние факторы способны повреждать барьер рогового слоя посредством денатурации кератина, устранения естественных увлажняющих факторов и нарушения липидных бислоев. К этим факторам относится использование растворителей, моющих средств и других веществ, раздражающих кожу, а также злоупотребление мылом и водой.
Серьезность повреждения зависит от типа и силы воздействия раздражающих факторов. Раздражителем является любой агент, способный нанести ущерб при достаточной концентрации и продолжительности контакта. Иногда необходимо повторное или более длительное воздействие, чтобы повреждение стало заметным.
Люди, подверженные постоянному контакту с чистящими средствами и водой, – медицинские работники, парикмахеры, сотрудники общепита, бармены и мойщики посуды – могут наблюдать значительные изменения в состоянии своей кожи. Вода при этом является слабым раздражителем.
Парадоксальным образом частый контакт с водой приводит к ТЭПВ, вызывая утрату растворимых увлажняющих факторов и некоторых защитных липидов.
В результате постоянной гидратации под воздействием воды:
• в кожу проникают посторонние субстанций;
• увеличивается риск аллергических реакций и контактного дерматита;
• происходят изменения в естественной кожной среде, которая может стать благотворной почвой для размножения болезнетворных организмов.
Эти факторы являются полезными поверхностно-активными средствами, которые удаляют наружные загрязнения, бактерии, кожные масла, пот и отмершие клетки кожи. Частый и длительный контакт с подобного рода очищающими средствами вызывает денатурацию кожных белков, разрушение липидных бислоев, устранение естественных увлажняющих факторов и ухудшение сцепления клеток. Теплая вода может усилить раздражающее действие очищающих средств для кожи, увеличивая их впитываемость при более высоких температурах. В этом случае также усиливается неблагоприятное влияние на защитные липиды.
Конечным результатом продолжительного контакта с водой и очищающими средствами является изменения влагоудерживающей способности эпидермиса и усугубление ТЭПВ. Сухая и шершавая кожа менее пластична и в большей степени подвержена физическим повреждениям.
Также существуют и эндогенные факторы, делающие кожу человека более восприимчивой к внешнему воздействию. К этим факторам относятся действующие кожные заболевания вроде псориаза и экземы, врожденные расстройства (ихтиоз), подверженность кожным заболеваниям в прошлом (атопический дерматит), чувствительность кожи и/или старение.
Эндогенные факторы могут усугублять ситуацию и увеличивать риск развития дерматита.
В заключение, контакт с раздражителями, вызывающий трансэпидермальную потерю влаги, нарушает защитную функцию рогового слоя и понижает его способность предохранять кожу от воздействия внешней среды. Чем интенсивнее действует очищающее средство или растворитель, и чем продолжительнее контакт с ним, тем быстрее кожа теряет влагу, защитные липиды, белки и естественные увлажняющие факторы. При пониженной влажности энзимы не могут нормально функционировать, обеспечивая отшелушивание корнеоцитов.
Если содержание воды в коже составляет менее 10%, ее внутренние процессы нарушаются, что вызывает появление трещин, делает кожу сухой, грубой и менее эластичной.
По материалам http://beautymagonline.com
Об авторе:
Флоранс Баретт-Хилл является ведущим австралийским специалистом в области косметологии и практикующим педагогом с более чем 30-летним стажем работы.
Она также занимается научными исследования и публикует научные статьи в международных изданиях. Темы ее работ охватывает все аспекты профессиональной косметологии и медицинского ухода за кожей.
Ее самая знаменитая книга Advanced Skin Analysis (ISBN 0-476-00665-1) используется в качестве образовательного инструмента специалистами в 18 странах по всему миру. С 2013 года Флоранс Барретт Хилл является председателем исполнительного совета Международной Ассоциации Прикладной Корнеотерапии. http://corneotherapy.org