Выпуск: №03 2014

Синдром сухой кожи

Кафедра дерматовенерологии факультета повышения квалификации медицинских работников ФГБОУ ВПО Российский университет дружбы народов Минобрнауки России

Естественные факторы
и механизмы защиты рогового слоя
от дегидратации

Роговой слой – поверхностный слой эпидермиса, является основной защитой кожи от дегидратации. В роговом слое устанавливается тонкий баланс между влажностью окружающей среды и глубжележащих слоев эпидермиса, контролируется трансэпидермальный обмен воды.
Вода играет важную роль в поддержании нормальной функции эпидермального барьера, который чутко реагирует на изменения в концентрации воды в роговом слое (10–15%) и в глубоких слоях эпидермиса (60%). Снижение гидратированности тканей менее данных уровней приводит к развитию нарушений барьерной функции и сухости кожных покровов.
Механизмы защиты рогового слоя от дегидратации многочисленны и тесно взаимосвязаны друг с другом.
Синтез в коже компонентов натурального увлажняющего фактора (natural moisturizing factor – NMF). Большинство компонентов NMF являются продуктами распада белка филаггрина. Предшественником филаггрина является синтезируемый клетками зернистого слоя эпидермиса большой полипротеин-профилаггрин. В верхних слоях зернистого слоя профилаггрин протеолитически расщепляется до филаггрина (образуя до 10–12 филаггриновых пептидов). Данный пептид является значимым компонентом рогового слоя кожи, отвечающим за барьерные свойства кожи. Основные функции филаггрина:
1) агрегация и введение кератиновых филамент (кератина 1,10 и других промежуточных филаментов) в цитоскелет кератиноцитов, что способствует их уплотнению и формированию ороговевших пластинок. В процессе дифференцировки клеточное ядро эпидермальных клеток распадается, сами клетки уплощаются и молекулы кератина, находящиеся в них, выравниваются, создавая пластины, соединенные внеклеточными липидами [19]. Липидо-протеиновый слой роговых клеток заменяет клеточную мембрану, формируя важный непроницаемый барьер, и обеспечивает механическую целостность кожи [20];6-1.jpg
2) образование компонентов NMF. При протеолитическом распаде филаггрина (при участии фермента пептидил-дезаминазы) в роговом слое образуется «микстура» из поликарбоксиловых кислот и гигроскопичных аминокислот, мочевины, лактатных соединений и ионов металлов, которые связывают и сохраняют воду в корнеоцитах [21, 22]. Данная вода является основной влагой пластин рогового слоя. Схематично процесс распада филаггрина и его влияние на кожный барьер представлены на рисунке. При распаде белка филаггрина в роговом слое образуется несколько активных соединений – глутамин, гистидин, мочевина, каждый из которых играет важную роль в поддержании гомеостаза рогового слоя. Глутамин в процессе химических реакций преобразуется в пирролидонкарбоновую кислоту, обладающую выраженными хумектантными свойствами. Образующийся при распаде филаггрина гистидин под воздействием гистидазы превращается в трансуроканиновую кислоту, которая оказывает разнообразное влияние на поверхностные слои кожи: улучшает гидратацию рогового слоя, поддерживает кислотный уровень рН кожи, контролирует сцепление корнеоцитов, а также обладает фотопротективными свойствами.
Основным аминосодержащим компонентом NMF является мочевина. Мочевина является органическим веществом, содержащимся в тканях человека, крови и моче. Количество мочевины в организме человека в норме достигает 2%. У пациентов с атопическим дерматитом на фоне ксероза кожи отмечается значительное снижение содержания мочевины в роговом слое [23]. В многочисленных исследованиях отмечено, что мочевина обладает не только выраженными хумектантными свойствами, но является высокоактивным соединением, активно влияющим на формирование и функционирование эпидермального барьера, а именно: стимулирует эпидермальную дифференцировку, оказывая влияние на экспрессию мРНК определенных генов, отвечающих за синтез белков инволюкрина, лорикрина, филаггрина [13, 19]; увеличивает синтез липидов кератиноцитами, повышая активность ферментов сфинголипидного метаболизма (таких как палмитолтрансфераза, холестеролсинтетаза, сфингомиелиназа и др.) [24], а также способствует выработке антимикробных пептидов (кателицидина и b-дефенсина-2) кератиноцитами [25].
Протеолиз филаггрина регулируется уровнем концентрации воды в тканях: при повышенной влажности тканей или, наоборот, резком снижении воды образование компонентов NMF замедляется.
Глицерол. Важным компонентом NMF, не зависящим от распада филаггрина, является глицерол. Глицерол (или глицерин) является высокогигроскопичным веществом, обладающим тремя гидроксильными группами, которые и определяют его сродство к воде. Действует в эпидермисе как хумектант, «притягивающий» и «всасывающий» воду в ткани из окружающей среды. В поверхностные слои кожи глицерин попадает эндогенно двумя путями: или путем гидролиза в роговом слое липазами триглицеридов кожного сала, или трансдермально из микроциркуляторного русла [26]. Глицерин является сопродуктом липолиза триглицеридов, который происходит с кожным салом в сальной железе. Содержание глицерина в эпидермисе напрямую зависит от количества сальных желез на данном участке тела человека [27]. В исследованиях, проводимых на мышах с поврежденными сальными железами, было доказано резкое снижение уровня глицерина в роговом слое на 83% и отмечена выраженная дегидратация поверхностных слоев кожи [28]. Второй путь доставки глицерина в роговой слой осуществляется гематогенно. Транспортировка глицерина из дермы происходит через базальный слой эпидермиса при помощи трансмембранного протеина – аквапорина 3 (AQP3). Повышение концентрации AQP3 усиливает водно-глицериновый транспорт из дермы в базальные слои эпидермиса, а также способствует репаративным процессам при травматических повреждениях кожи [29]. Медикаментозная модуляция активности AQP3, приводящая к повышению концентрации эндогенного глицерина в эпидермисе, используется не только для терапии ксероза кожи, но и в лечении ожогов, длительно не заживающих язв и комплексном ведении травматических поражений кожи [30].
Таким образом, компоненты NMF в роговом слое кожи являются не только факторами, способствующими удержанию воды в эпидермисе и активно влияющими на обменные процессы в коже, но и регуляторами кислотной среды на поверхности кожи, тем самым способствуя уменьшению колонизации патогенных бактерий и оказывая выраженной антимикробный эффект.
Регуляция десквамативных процессов в роговом слое. Роговые клетки эпидермиса плотно соединяются между собой «мостиками» – модифицированными десмосомами клеток шиповидного слоя, которые называются корнеодесмосомами. Дополняя теорию строения рогового слоя по типу «кирпичной стенки», можно рассматривать корнеодесмосомы как железные прутья, которые соединяют и фиксируют «кирпичи» и придают «строению» (т.е. роговому слою) особую прочность [18]. Данные структуры сохраняют свою целостность вплоть до поверхностных слоев рогового слоя. Основными компонентами корнеодесмосом являются белковые структуры – протеины адгезии: десмоглеин 1, десмосолин 1, десмоплактин, плектин, корнеодесмозин и др. Изменения в скорости и порядке разрушения корнеодесмосом влияют на толщину рогового слоя и внешний вид кожи (шелушение, сухость и т.д.). Регуляция десквамативных процессов в роговом слое контролируется многочисленными факторами: экзогенными и эндогенными протеазами, активностью ингибиторов протеаз, структурными свойствами протеинов корнеодесмосом, рН кожи, внешними факторами агрессии. Экзогенные протеазы, способствующие «растворению» десмосом, попадают на кожу с патогенной флорой (стафилококками), клещами домашней пыли и т.д. Также неблагоприятное действие на целостность рогового слоя кожи оказывают химические агенты, мыла, детергенты, которые повышают рН кожи и способствуют активизации эндогенных кожных протеаз. Протеазы по своему направленному действию в отношении к определенному белку-мишени разделяют на 6 групп: сериновые, цистеиновые, аспартатные протеазы, металлопротеазы и др. «Защищают» же корнеодесмосомы и контролируют десквамативные процессы ингибиторы протеаз, секретируемые в ламеллярных тельцах зернистого слоя (SKALP, SLPI, LEKTI, ингибитор активации плазминогена и др.), а также ионы металлов (например, цинк) [31, 32]. Генетические дефекты, приводящие к структурным нарушениям в корнеодесмосомах и ингибиторах протеаз, способствуют формированию дефектного барьера кожи и развитию таких воспалительных эксфолиативных заболеваний, как ихтиоз, синдром Нетертона, атопический дерматит, псориаз [33].
Эпидермальный липидный барьер. Роль «цемента» в «кирпичной кладке» рогового слоя играют высокоспециализированные и уникально организованные межклеточные липиды. Выделяют три основных класса липидных молекул: церамиды (представлены 12 подклассами и составляют около 50% от безводной массы матрикса рогового слоя), жирные кислоты (10–20% массы) и холестерол (около 25% от массы). В дополнение к основным липидам матрикс эпидермальный липидный барьер включает в себя сульфат холестерола (от 0–7%), который играет важную роль в процессах десквамации, эфиры холестерола (0–20%), а также небольшие количества свободных сфингоидных оснований и триглицеридов [13]. Синтез этих веществ осуществляется в особых органеллах клеток зернистого слоя – ламеллярных тельцах; в дальнейшем эти вещества образуют билипидные прослойки между корнеоцитами. Липидные пласты в роговом слое существуют и в кристаллической, и в беспорядочной фазе, и их 3D-структура характеризуется определенной устойчивостью. Указанные липиды формируют основной барьер для воды, препятствуя тем самым трансэпидермальной потере воды [6]. У пациентов с атопическим дерматитом отмечается дефицит церамидов 1 и 3-го субклассов в роговом слое эпидермиса, что в сочетании с другими неблагоприятными эндогенными и экзогенными факторами способствует формированию ксероза кожи.
Водно-липидная мантия. Поверхностная пленка, покрывающая роговой слой кожи, является водно-липидной мантией. Данная пленка осуществляет легкий окклюзионный эффект, препятствуя трансэпидермальной потере воды, формирует кислую реакцию кожи (рН 5,4–5,9) и является активной средой для многочисленных обменных процессов, происходящих в роговом слое. A.Marchionini и W.Hausknecht еще в 1938 г. отметили важное участие водно-липидной мантии в защите кожи от пересушивания и объяснили появление водно-жировой эмульсионной пленки смешением секрета потовых эккриновых желез, кожного сала и продуктов жизнедеятельности сапрофитных микроорганизмов. Недавние исследования показали, что большую роль в формировании кислотной водно-липидной мантии также играют побочные продукты кератинизации и эпидермального липидного синтеза, компоненты NMF. Эмульгирование кожного сала происходит благодаря гидрофильным высокомолекулярным алифатическим спиртам и холестерину, входящим в его состав. Основными функциями водно-липидной мантии являются: защита поверхностных слоев кожи от дегидратации, поддержание постоянно кислой рН кожи, подавление размножения бактерий, грибов и вирусов, а также участие в экскреции разных продуктов обмена, в том числе токсических и лекарственных веществ.
В заключение можно сделать вывод, что естественные факторы и механизмы защиты эпидермиса от дегидратации представляют собой очень сложную взаимосвязанную систему, поддерживающую гомеостаз кожи. Генетические перестройки и неблагоприятные воздействия внешних факторов могут негативно сказаться на увлажнении кожи и ее внешнем виде, формируя фенотип сухой кожи.