Проницаемость кожи

Барьерно-защитные функции и проницаемость кожи

Благодаря свойствам (структурной организации) верхнего кератинизированного слоя эпидермиса осуществляется предотвращение проникновения через кожу различных микроорганизмов. Так, например, известно, что вирус гриппа, капсид которого вместе с оболочкой имеет размеры около 80 нм, не проникает через здоровую кожу. Вообще в литературе отсутствуют данные о возможности заражения вирусами через неповрежденную кожу даже в тех случаях, когда размеры вирусных частиц не превышают 30 нм (аденовирусы), 18-26 нм (парвовирусы) и т.д. Единственным отклонением от указанной закономерности является заражение посредством «ослюнения» здоровой кожи животными, зараженными вирусом бешенства (рабдовирус, диаметр частицы 50-95 нм, длина 130-380 нм). Однако это отклонение можно объяснить как тем, что «ослюнение» обычно происходит на большой поверхности кожи и поэтому нет гарантии целостности кожи на всем «ослюненном» участке, так и тем, что имеющиеся в слюне животного протеолитические ферменты и ферменты типа лизоцима могут способствовать разрушению верхнего защитного слоя кожи, облегчая возможность проникновения вирусной частицы к функционирующим клеточным системам. Последнее кажется маловероятным. Естественно, что частицы бактериальной природы, имеющие гораздо большие размеры по сравнению с вирусами, также отсекаются верхним роговым слоем эпидермиса. Однако некоторые грибы (Trichophuton ribrum, Trichophuton mentagraphytes) способны расщеплять кератин и преодолевать роговой барьер, приводя к различным патологическим состояниям кожи. Это свидетельствует о том, что поверхность кожи должна регулярно освобождаться от микрофлоры, что мы и пытаемся делать в быту (умывание с использованием различных моющих средств), а также с помощью косметических препаратов и процедур. Не следует забывать, что после любой очистки происходит удаление с поверхности кожи как патогенных (вредных), так и полезных для кожи микроорганизмов. После чего, естественным образом происходит ее засев новой порцией окружающей нас микрофлоры и результат нового засева обычно не контролируется. Этот вопрос требует отдельного обсуждения.

         А теперь, в соответствии с вышеизложенным, можно предположить, что в роговом слое эпидермиса отсутствуют каналы, через которые могли бы проникнуть в глубину кожи частицы с размерами выше 10 нм. Поэтому можно сделать еще одно предположение (близкое к утверждению) о том, что именно верхние слои эпидермиса представляют собой  барьер для проникновения большинства видов бактерий и вирусов в глубь кожи.

При этом необходимо подчеркнуть, что при использовании в качестве компонентов косметических средств таких добавок как коллаген, эластин и кератин, коллоидные частицы которых имеют значительно большие размеры (70-110 нм), вряд ли следует надеяться на какое-либо влияние этих частиц на внутренние структуры кожи.

Имеющиеся данные позволяют полагать, что немалую роль в проницаемости кожи наряду с роговым слоем играют фрагменты блестящего слоя. Более того, в некоторых случаях прохождение веществ через блестящий слой может быть определяющим. Так, если удалить роговой слой с поверхности кожи путем постепенного отслаивания чешуек липким пластырем, то скорость прохождения через кожу фосфорорганического отравляющего вещества, типа зарина (исследования, проводимые для военно-промышленного комплекса), не меняется существенным образом. Однако аналогичное удаление блестящего слоя увеличивает ее в 100 раз. Объяснить подобное явление вообще-то можно и не прибегая к каким-либо особым свойствам блестящего слоя. Представим себе ситуацию, когда любой слой ороговевших и/или не ороговевших пластинок представляет собой существенную преграду для зарина. Тогда последовательное освобождение от такого рода преград не будет влиять на проницаемость вещества. И только разрушение последней преграды приведет к существенному усилению проницаемости кожи. Полагают также, что живые клетки эпидермиса с большей или меньшей эффективностью задерживают часть веществ, которая прошла через роговой и блестящий слои. Так показано, что двухвалентная ртуть, трехвалентный хром, тиомочевина связываются с белками и прочно удерживаются живым эпидермисом. Это очень важное наблюдение следует иметь в виду при рассмотрении механизма миграции веществ через эпидермис, не забывая о возможности существования эффекта насыщения. Речь идет о том, что последовательное многократное нанесение конкретной кремовой композиции на одну и ту же поверхность тела будет сопровождаться постепенным накоплением ингредиентов крема в клеточных структурах эпидермиса и концентрация этих ингредиентов в какой-то момент может достигнуть насыщения. Нельзя исключить, что после достижения насыщения эти же вещества легко и без потерь преодолеют пояс живых клеток эпидермиса. В соответствии с этим можно полагать, что при регулярном применении однотипных косметических средств фрагменты нашей кожи постоянно находятся в состоянии насыщения, и поэтому многие низкомолекулярные компоненты композиции легко (не задерживаясь) преодолевают трансэпидермальный барьер и попадают в кровь.

Был найден предел проницаемости кожи, который  не позволяет веществам с молекулярной массой более 100 килодальтон (100000 молекулярных единиц) преодолевать трансэпидермальный барьер

Влияние влажности кожи на ее проницаемость

• Существо проведенных экспериментов заключалось в обработке поверхности кожи водой или желеобразным кремом на основе геля полиэтиленоксида, содержащим более 70% воды, в течение некоторого времени с последующим нанесением на обработанную кожу флуоресцирующего красителя (например, эозина или акридинового желтого). В качестве модельной системы кожи использовался хвост крысы, отличающийся от кожи человека большим числом кератиновых чешуйчатых рядов в роговом слое эпидермиса (9-11 рядов по сравнению с 5-6 на лице у человека в норме). Под микроскопом фиксировалась глубина проникновения красителя на срезах крысиных хвостов после их замораживания. Результаты экспериментов представлены на рис. 6. Они однозначно свидетельствуют о том, что для веществ типа эозина и акридинового желтого (молекулярная масса ~600) проницаемость кожи после ее выдерживания в воде в течение 30-60 минут снижается более чем в 2 раза. При этом максимальной проницаемостью обладала кожа хвостов животных, которые находились в лаборатории при атмосферной влажности около 60%.
• Влияние кремовой композиции на кожу оказалось еще более драматическим, так как проницаемость кожи снизилась более чем в 4 раза. Этот эффект может быть объяснен тем, что желеобразные кремовые композиции образуют на поверхности кожи полупроницаемую пленку сетчатого полимера, обладающую высокими гидратирующими свойствами.
• Итак, чем в большей степени увлажняется кожа, тем меньше ее проницаемость.
• Естественно, возник вопрос о том, влияет ли влажность атмосферного воздуха на проницаемость кожи. Для ответа на этот вопрос был проведен эксперимент с использованием упомянутой выше модельной системы (крысиные хвостики), которые выдерживали в эксикаторах, содержащих воду или прокаленный силикагель, полагая, что в эксикаторе с водой влажность атмосферы близка к 100% (условия, часто наблюдаемые на побережье, например, в Приморье), а в эксикаторе с силикагелем остаточная влажность в максимальной степени понижена (допустим, это условия пустыни, например, в Сахаре).
• Одновременно был предпринята попытка оценки влияния температуры на проницаемость кожи. Для этой цели использовали фен и увлажняющий аппарат «Ромашка».
• Результаты этих экспериментов представлены на рис 6.

Относительная проницаемость (%)

Рисунок 7. Влияние влажности и температуры воздуха на проницаемость

кератинового слоя кожи

В полном согласии с результатами предыдущих экспериментов оказалось, что максимальной проницаемостью обладает высушенная кожа («пустыня Сахара»), а минимальную проницаемость придает коже атмосфера с влажностью, близкой к 100% (условия Приморья, Балтики, Сочи и т.д.).

Обращает на себя внимание, что обдувание крысиных хвостиков феном с температурой около 440С в условиях лаборатории с относительной влажностью воздуха 60% и выдерживание в аппарате «Ромашка» с влажностью около 100% при такой же температуре (светлые столбцы) несущественно влияет на проницаемость кожи, хотя тенденция повышения проницаемости в обоих случаях имеет место. Однако, если сравнивать влияние температуры с влиянием влажности, то эффект нагревания оказался пренебрежительно малым. Обращает на себя внимание, что обдувание крысиных хвостиков феном с температурой около 440С в условиях лаборатории с относительной влажностью воздуха 60% и выдерживание в аппарате «Ромашка» с влажностью около 100% при такой же температуре (светлые столбцы) несущественно влияет на проницаемость кожи, хотя тенденция повышения проницаемости в обоих случаях имеет место. Однако, если сравнивать влияние температуры с влиянием влажности, то эффект нагревания оказался пренебрежительно малым.

Полученные данные о драматическом влиянии влажности на проницаемость кожи легко объяснить эффектом «промокашки». Действительно, если принять, что кожа, по крайней мере роговой слой, имеет пористую структуру, то ее подсушивание (высвобождение части молекул воды из микрокапилляров) создает благоприятные условия (сухая «промокашка») для проникновения веществ в глубь кожи (рогового слоя). И наоборот, насыщение микрокапилляров рогового слоя водой, которая располагается в их полостях в виде упорядоченных структур, создает условия (мокрая «промокашка»), препятствующие проникновению веществ в глубь кожи.