Главной преградой на пути испаряющейся жидкости служат особые структуры в роговом слое, которые получили название эпидермального барьера. Они состоят из хорошо организованных липидных пластов, которые крепко сшиты друг с другом и с окружающими роговыми чешуйками. Опыты показывают, что разрушение липидной прослойки рогового слоя немедленно приводит к увеличению испарения воды и к обезвоживанию кожи. Доказано, что основная причина сухости и увядания кожи заключается в повреждении липидной прослойки рогового слоя, которая и является истинным хранителем влаги. Острое нарушение барьерной функции кожи возникает при ее контакте с детергентами и растворителями, которые могут входить в состав агрессивных очищающих лосьонов, моющих средств, а также при воздействии УФ-излучения.

В молодом возрасте, когда кожа полна сил, острое повреждение эпидермального барьера не приводит к драматическим последствиям. Получив сигнал о том, что барьер нарушен, клетки эпидермиса начинают синтезировать новые липиды и восстанавливают липидный пласт. После 30 лет восстановление липидного барьера идет все медленнее. В липидном

барьере накапливаются повреждения, что приводит к повышению проницаемости кожи. Увеличивается не только испарение воды - возрастает вероятность проникновения в кожу вредных веществ, которые повреждают клетки эпидермиса. Это приводит к еще большему замедлению восстановления липидного барьера и к дальнейшему обезвоживанию кожи.

Важную роль в нарушении эпидермального барьера играет недостаток незаменимых жирных кислот к организме человека. К ним относится витамин F, также комплексы Омега 3 и Омега 6 которые содержат содержат необходимое количество ненасыщенных жирных кислот.

Липиды эпидермиса организованы в многослойные пласты, именно такая структурированная липидная прослойка является самой лучшей преградой для воды. Незаменимые жирные кислоты играют роль поперечных сшивок между соседними липидными пластами. Благодаря этим сшивкам липидный барьер не расслаивается и хорошо удерживает влагу. При дефиците незаменимых жирных кислот надежность водоудерживающего слоя эпидермиса снижается, кожа обезвоживается и увядает, Восстановить водный баланс кожи можно с помощью косметики и пищевых добавок, содержащих незаменимые жирные кислоты.

Чаще всего причина чувствительности кожи (напомним, чувствительность может быть как типом кожи, например при атопическом дерматите, так и ее состоянием) заключается в нарушении защитного барьера. Кожный покров всегда нужно рассматривать как преграду. Только благодаря его защитной функции мы можем спокойно погружать свое тело в различные среды - в воду, песок, находиться в помещении с сухим и горячим воздухом, можем загорать, не бояться микроорганизмов и даже экспериментировать с косметикой.

Кожу часто сравнивают с кирпичной стеной, где кирпичи - отмершие ороговевшие чешуйки верхнего рогового слоя - корнеоциты. Цементом между "кирпичами" выступают жиры (липиды) трех видов: керамиды (церамиды), свободные жирные кислоты (линоленовая и арахидоновая) и холестерин (холестерол). Для правильной работы барьера необходимо, чтобы все эти вещества постоянно присутствовали в достаточном количестве. Между корнеоцитами есть молекулы воды, которые непрерывно двигаются и, достигая самого верхнего слоя, испаряются с поверхности кожи.

Несмотря на всю силу барьера, его можно разрушить или повредить/ослабить. Виновником зачастую становится сам человек, когда неправильно очищает кожу и использует в уходе агрессивные средства. В таком случае нарушается не только липидный барьер, но и кислотный, который отвечает за поддержание кислого pH кожи, а также натуральный увлажняющий фактор (NMF), состоящий из тех же липидов, ороговевших клеток, аминокислот, молочной кислоты, себума и бактерий . NMF отвечает за естественное увлажнение кожи и за сохранение влаги. К кожной микрофлоре тоже нужно относиться с заботой - бактерии защищают кожу от "плохих" микроорганизмов. Поэтому защищать и укреплять барьер нужно в любом возрасте, при любых кожных проблемах, при любом типе кожи. Из-за этого в дерматокосметологии появилось отдельное направление - корнеотерапия, направленная исключительно на восстановление барьера и его функций.

Если барьер поврежден, кожа становится гиперчувствительной, раздраженной, обезвоженной , появляются воспаления и покраснения, в поврежденную кожу легче проникают бактерии. Повреждение барьера - очень большой стресс для кожи, который может легко спровоцировать развитие различных состояний - от дерматита до аллергии. В норме 60% поврежденного барьера восстанавливается уже через 12 часов после разрушения, для полного восстановления необходимы три дня. Все усложняется, когда воздействие вредными веществами происходит постоянно, в таком случае разрушается не только барьерный слой, но и живые клетки. Тогда кожа просто не может увеличить синтез липидов и, следовательно, быстро восстановить барьер. Особо опасны в этом смысле агрессивные очищающие средства.

Восстановление барьера:

Прекратить использование агрессивных средств в уходе. Перейти на мягкое очищение и на время исключить из ухода кислоты и ретиноиды.

Увлажнение: так как клетки могут существовать только в водной среде, ее необходимо восполнять влагой. Ищите средства, в составе которых гиалуроновая кислота, глицерин, мочевина, аминокислоты, экстракт алоэ, пропиленгликоль, молочная кислота. Средства для сухой кожи могут включать в состав сквален, силиконы, ланолин и диметикон.

Защита: обязательно использовать солнцезащитные кремы. Кроме этого, укрепляют и повышают собственный защитный потенциал кожи антиоксиданты (витамины C и E), средства с пробиотиками и масла.

Питание: использовать средства с липидами, которые пойдут на строительство липидного барьера. Это - керамиды, жирные кислоты и холестерин.

Молекулы фосфолипидов и гликолипидов амфифильны, то есть углеводородные радикалы жирных кислот и сфингозина являются гидрофобными, а другая часть молекулы, образованная из углеводов, остатка фосфорной кислоты с присоединенным к нему холином, серином, этаноламином – гидрофильна. В результате этого в водной среде гидрофобные участки молекулы фосфолипидов вытесняются из водной среды и взаимодействуют между собой, а гидрофильные участки контактируют с водой, в результате образуется двойной липидный слой клеточных мембран (рис.9.1.). Этот двойной слой мембраны пронизан белковыми молекулами – микротрубочками. На наружной стороне мембраны прикреплены олигосахариды. Количество белка и углеводов в различных мембранах неодинаково. Белки мембран могут выполнять структурные функции, могут быть ферментами, осуществлять трансмембранный перенос питательных веществ, могут выполнять различные регуляторные функции. Мембраны всегда существуют в виде замкнутых структур (см. рис.9.1). Липидный бислой обладает способностью к самосборке. Эту способность мембран используют для создания искусственных липидных пузырьков – липосом.

Липосомы широко применяются как капсулы для доставки различных лекарственных веществ, антигенов, ферментов в различные органы и ткани, так как липидные капсулы способны проникать через клеточные мембраны. Это позволяет направлять лекарственные вещества точно по адресу в пораженный орган.

Рис.9.1. Схема клеточной мембраны из двойного липидного слоя. Гидрофобные участки молекулы липидов притягиваются между собой; гидрофильные участки молекулы находятся с наружной стороны. Молекулы белков пронизывают липидный бислой.

Обмен липидов

В организме нейтральные жиры находятся в 2-х формах: запасного жира и протоплазматического жира.

В состав протоплазматического жира входят фосфолипиды и липопротеиды. Они участвуют в формировании структурных компонентов клеток. Мембраны клеток, митохондрий и микросом состоят из липопротеидов и регулируют проницаемость отдельных веществ. Количество протоплазматического жира стабильно, и не изменяется в зависимости от голодания или ожирения.

Запасной (резервный) жир – в его состав входят триацилглицерины жирных кислот – находится в подкожной жировой клетчатке и в жировых депо внутренних органов.

Функции резервного жира заключаются в том, что это -запасной источник энергии, доступной для использования в период голодания; это – изоляционный материал от холода, от механических травм.

Важно также, что липиды, распадаясь, выделяют не только энергию, но и значительное количество воды:

При окислении 1 грамма белка выделяется – 0,4 г; углеводов – 0,5 г; липидов – 1 г воды. Это свойство липидов имеет большое значение для животных, обитающих в условиях пустыни (верблюды).

Переваривание липидов в желудочно-кишечном тракте

В полости рта липиды подвергаются лишь механической обработке. В желудке имеется небольшое количество липазы, которая гидролизует жиры. Малая активность липазы желудочного сока связана с кислой реакцией содержимого желудка. Кроме того, липаза может влиять только на эмульгированные жиры, в желудке отсутствуют условия для образования эмульсии жира. Только у детей и у моногастричных животных липаза желудочного сока играет важную роль в переваривании липидов.

Кишечник является основным местом переваривания липидов. В двенадцатиперстной кишке на липиды воздействует желчь печени и сок поджелудочной железы, одновременно происходит нейтрализация кишечного содержимого (химуса). Происходит эмульгирование жиров под действием желчных кислот. В состав желчи входят: холевая кислота, дезоксихолевая (3,12 дигидроксихолановая), хенодезоксихолевая (3,7 дигидроксихолановая) кислоты, натриевые соли парных желчных кислот: гликохолевая, гликодезоксихолевая, таурохолевая, тауродезоксихолевая. Они состоят из двух компонентов: холевой и дезоксихолевой кислот, а также глицина и таурина.

дезоксихолевая кислота хенодезоксихолевая кислота

гликохолевая кислота

таурохолевая кислота

Соли желчных кислот хорошо эмульгируют жиры. При этом увеличивается площадь соприкосновения ферментов с жирами и увеличивается действие фермента. Недостаточность синтеза желчных кислот или задержка поступления нарушает эффективность действия ферментов. Жиры, как правило, всасываются после гидролиза, но часть тонко эмульгированных жиров всасывается через стенку кишечника и переходит в лимфу без гидролиза.

Эстеразы разрывают в жирах эфирную связь между, спиртовой группой и карбоксильной группой карбоновых кислот и неорганических кислот (липаза, фосфатазы).

Под действием липазы жиры гидролизуются на глицерин и высшие жирные кислоты. Активность липазы возрастает под действием желчи, т.е. желчь непосредственно активирует липазу. Кроме того, активность липазы увеличивают ионы Са ++ вследствие того, что ионы Са ++ образуют нерастворимые соли (мыла) с освободившимися жирными кислотами и предотвращают их подавляющее влияние на активность липазы.

Под действием липазы в начале гидролизуются эфирные связи у α и α 1 (боковых) углеродных атомов глицерина, затем у β-углеродного атома:

Под действием липазы до 40% триацилглицеридов расщепляются до глицерина и жирных кислот, 50-55% гидролизуется до 2-моноацилглицеринов и 3-10% не гидролизуется и всасываются в виде триацилглицеринов.

Стериды корма расщепляются ферментом холестеролэстеразой до холестерина и высших жирных кислот. Фосфатиды гидролизуются под влиянием фосфолипаз А, A 2 , С и D. Каждый фермент действует на определенную сложноэфирную связь липида. Точки приложения фосфолипаз представлены на схеме:

Фосфолипазы поджелудочной железы, тканевые фосфолипазы вырабатываются в виде проферментов и активируются трипсином. Фосфолипаза A 2 змеиных ядов катализирует отщепление ненасыщенной жирной кислоты в положении 2 фосфоглицеридов. При этом образуются лизолецитины с гемолитическим действием.

фосфотидилхолин лизолецитин

Поэтому при попадании этого яда в кровь происходит сильный гемолиз.. В кишечнике эта опасность устраняется действием фосфолипазы A 1 , быстро инактивирующей лизофосфатид в результате отщепления от него остатка насыщенной жирной кислоты с превращением его в неактивный глицерофосфохолин.

Лизолецитины в малых концентрациях стимулируют дифференцировку лимфоидных клеток, активность протеинкиназы С, усиливают клеточную пролиферацию.

Коламинфосфатиды и серинфосфатиды расщепляются фосфолипазой А до лизоколаминфосфатидов, лизосеринфосфатидов, которые далее расщепляются фосфолипазой A 2 . Фосфолипазы С и D гидролизуют связи холина; коламина и серина с фосфорной кислотой и остатка фосфорной кислоты с глицерином.

Всасывание липидов происходит в тонком отделе кишечника. Жирные кислоты с длиной цепи менее 10 углеродных атомов всасываются в неэтерифицированной форме. Для всасывания необходимо присутствие эмульгирующих веществ – желчных кислот и желчи.

Ресинтез жира, характерного для данного организма, происходит в кишечной стенке. Концентрация липидов в крови в течение 3-5 часов после приема корма высокая. Хиломикроны – мелкие частицы жира, образующиеся после всасывания в кишечной стенке, представляют собой липопротеиды, окруженные фосфолипидами и белковой оболочкой, внутри содержат молекулы жира и желчных кислот. Они поступают в печень, где липиды подвергаются промежуточному обмену, а желчные кислоты проходят в желчный пузырь и далее обратно в кишечник (см. рис.9.3 на стр.192). В результате такого кругооборота теряется малое количество желчных кислот. Считают, что молекула желчной кислоты в сутки совершает 4 кругооборота.

Липидный барьер кожи является частью эпидермального барьера , который первым контактирует с окружающей средой. Это уникальный механизм, позволивший человеку в ходе эволюции защищаться от часто агрессивной среды обитания.

Роговой слой эпидермиса представляет собой 10-25 слоев клеток, ориентированных параллельно поверхности кожи и погруженных в липидный матрикс (липидный барьер кожи). Именно клетки рогового слоя эпидермиса и липидный матрикс, заполняющий межклеточные пространства, обеспечивают барьерные функции кожи, защищая организм от проникновения бактерий, вирусов и других экзогенных веществ, а также удерживая воду и электролиты.

Липидный матрикс рогового слоя эпидермиса составляет около 10% его объема и имеет уникальную структуру и химический состав.

Химический состав липидного барьера кожи

Липиды эпидермального барьера кожи в основном состоят из:

• церамидов (50%);
• холестерина и его эфиров (25%);
• насыщенных жирных кислот (10%).

Сбалансированное соотношение этих трех категорий липидов принципиально важно для обеспечения целостности и защитных свойств липидного барьера кожи.

Церамиды – это самый простой тип сфинголипидов, состоящих из сфингозина и жирной кислоты (в частности, линолевой). В настоящее время в роговом слое эпидермиса идентифицировано 342 церамида, относящихся к 12 различным типам. Их перечень постоянно пополняется.

Церамиды выполняют огромное количество биологических функций. Одна из важнейших – структурирующая (церамиды способны образовывать бислои).

Холестерин является одним из важнейших липидов, формирующих липидный барьер кожи. В основном он синтезируется непосредственно в эпидермисе. Небольшое его количество может поступать непосредственно с кровотоком.

Основная функция холестерина как компонента эпидермального барьера – придание липидному матриксу пластичности. Без него роговой слой эпидермиса был бы очень хрупок.

Что касается свободных жирных кислот , то в роговом слое эпидермиса доминируют насыщенные жирные кислоты, причем преобладают длинноцепочечные. Основная их масса синтезируется в самом организме. Некоторые кислоты (например, линолевая, гамма-линоленовая) поступают в организм только с продуктами питания.

Свободные жирные кислоты так же играют структурирующую роль.

Липиды в межклеточных пространствах рогового слоя организованы в виде пластинок, собранных из 3-х слоев (широкий – узкий – широкий). Широкий слой – это парные бислои церамидов и холестерин, узкий – один объединяющий слой церамидов.

Образование бислоя церамидов связано с тем, что они разворачиваются неполярной частью друг к другу, а полярной – наружу. Это уникальное качество церамидов, определяющее барьерные свойства эпидермиса.

Размещаясь таким образом, церамиды по сути «сшивают» слои. За счет этого в перпендикулярной пластинкам плоскости липиды организованы в жесткую прямоугольную кристаллическую решетку.

Образно такую систему организации липидного барьера кожи можно описать как стеганое одеяло 🙂 Липидные слои прошиты цепями церамидов. Точно так же липидные пласты «пришиты» к клеткам рогового слоя эпидермиса, обеспечивая целостность эпидермального барьера кожи.

Для правильной структурной организации липидного барьера кожи очень важен химический состав липидов, соотношение основных компонентов. При нарушении этого баланса роговой слой кожи становится неспособным выполнять свои защитные функции.

Почему разрушается липидный барьер кожи?

Множество факторов может спровоцировать разрушение липидного барьера кожи:

• любое механическое повреждение кожи (раны, ожоги, обморожения, порезы, царапины);
• кожные заболевания (акне, атопический дерматит, псориаз и др.);
• воздействие ультрафиолетового излучения (см. «Фотостарение ») и других факторов окружающей среды (частый прием душа, посещение бассейна, сухой воздух от систем отопления, холодный воздух);
• воздействие агрессивных ПАВ в средствах для умывания, гелях для душа, шампунях и т.д.;
• болезни обмена веществ с нарушением синтеза липидов;
• снижение синтеза холестерина в эпидермисе с возрастом;
• постоянный контакт с химическими веществами (например, с химическими моющими средствами);
• психологический стресс (на эпидермальный барьер негативно влияют синтезируемые при стрессе гормоны);
• окислительный стресс — повреждение межклеточных структур рогового слоя эпидермиса свободными радикалами (см. «Перекисное окисление липидов », «Антиоксиданты и кожа »);
• несбалансированное питание (недостаток жирных кислот).

Такое количество провоцирующих факторов в повседневной жизни приводит к тому, что каждый день мы понемногу удаляем с кожи ее природный защитный барьер.

Кожа пытается восполнять содержание липидов (они имеются в запасе в «кладовых» кожи – пластинчатых тельцах), но ее возможности не безграничны. Для синтеза новых липидов в коже требуется время. Если на защитный барьер кожи в этот период воздействуют другие неблагоприятные факторы, то он не в состоянии полностью себя восстановить, и как следствие, появляются внешние признаки разрушения липидного барьера кожи.

Как проявляется разрушение липидного барьера кожи?

При нарушении данной структуры барьер перестаёт частично или полностью справляться со своей задачей – в первую очередь сохранения воды в организме и защиты от проникновения вредных веществ и микроорганизмов.

Первым признаком разрушения липидного барьера кожи является обезвоживание кожи вследствие увеличения испарения воды. Обезвоженная кожа быстро старится, теряет упругость и эластичность. Появляется сухость кожи, шелушение, мелкие морщинки.

Кожа становится чувствительной, уязвимой к воздействию внешних факторов. Разрушение барьера, защищающего от проникновения бактерий и вирусов, приводит к раздражению, развитию воспалительных процессов в коже (например, прыщей), кожных заболеваний.

Такая ситуация требует срочного принятия мер по восстановлению липидного слоя кожи:

1. прекращение воздействия факторов, провоцирующих разрушение эпидермального барьера;
2. использование кремов, содержащих физиологические липиды (церамиды, свободные жирные кислоты и холестерин) в сбалансированной их комбинации.

Подробнее о способах восстановления эпидермального барьера мы поговорим в статье «Восстановление липидного барьера кожи «.