评估表皮通透屏障功能的方法及其应用.pdf
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1、临床皮肤科杂志 10 年 9 卷第 9 期 熏 September 10熏 39熏 9表皮通透屏障功能是皮肤的防御功能之一。角质层是这一功能的主要结构和功能部位。越来越多的研究结果证明，表皮通透屏障功能不仅限于屏障作用，对皮肤的其他生物功能也具有重要的调节作用。表皮通透屏障功能降低不仅对表皮增生和炎症因子的释放有促进作用，同时还增加表皮抗菌多肽的合成及其 mRNA 的表达1。近来的研究显示，表皮通透屏障功能降低是导致特应性皮炎发病的主要因素之一2。改善表皮通透屏障功能有助于皮肤保健和防治某些皮肤病。降低表皮通透屏障功能有助于透皮药物的吸收。测量表皮通透屏障功能不仅可协助判断某些皮肤保健品和治疗
2、某些皮肤病药物的疗效，而且还有利于了解皮肤的生物功能。目前评估表皮通透屏障功能的方法有很多，各有其利弊。本文就几种常用的方法作一简介。1测量透皮失水率测量透皮失水率是将表皮通透屏障功能量化的最常用的方法。通常是测量单位时间内透过皮肤特定面积丢失水分的量。常用下列方法测量：1.1Evaporimeter常用的主要有两种仪器：Evaporimeter EP1（Servomed，Sweden）和 VapoMeter（Delfin，Fenland）。测量时将探头放在要测量部位的皮肤表面，数秒钟后即显示读数值。Evaporimeter EP1 是测量皮肤表面水分蒸发时产生的压力。据此可计算出水分蒸发的速
3、度。数值越大说明屏障功能越低。其计算公式如下：水分蒸发率-Ddpdx水分蒸发率 g/（m2 h）；D是与扩散有关常量的常量（值为0.6710-3g/mhPa）；dp/dx 是皮肤表面水分蒸发压（Pa/m）。该仪器易受环境因素（室温、湿度及通风情况等）影响。测量时，往往需将测量部位和探头放在半封闭的箱内以免受风流的影响。因此，该仪器用于测量四肢以外的部位就不太方便。每次测量一个位置后需等较长的时间（有时数分钟）才能使其恢复到基础值而进行下一个位置的测量。VapoMeter 是测量由皮肤表面水分蒸发引起探头微环境内相对湿度增高的程度。据此可计算出透皮失水率。其单位也是g/（m2 h）。通常每次测量
4、时间 716 s。两次测量之间的间隔时间与前次测量的值大小有关。前次测量的值越大需要等的时间越长才能做下一次的测量。该仪器体积小，受环境因素影响较小，可用于测量身体大多数部位。1.2电子水分分析仪（MEECO，PA，USA）该仪器是通过测量电解水所产生电子的量来衡量透皮失水率。测量原理是氮气通过皮肤表面时将皮肤的水分带到涂有五氧化二磷的电极。每个水分子电解后可从阳极向阴极发送两个电子。在通过皮肤氮气流固定的情况下，每秒钟从阳极向阴极发送的电子越多，说明氮气从皮肤带走的水分越多。即透皮失水率越高。通常测量的单位是 PPM/（0.5 cm2 h）。可以按 J=6（18P/22.4A）10-3公式将
5、其换算为 mg/（cm2 h）3。与其他仪器相比，尽管该仪器测量的精确度最高，但较笨重、保养贵、需要用高纯度的氮气，并且不适合用于人体测量。1.3TEWAMETER TM300（Courage&Khazaka Electronic，Germany）其测量原理类似于 Evaporimeter EP1。根据水分蒸发所产生的压力来计算失水率g/（m2 h）。其公式为：dm/dt=-DAdp/dxA=测量面积（m2）；m=水分丢失量（g），t=时间（h），D=扩散常量（=0.0877 g/m/h/mm Hg），P=水分蒸发压（mm Hg），x=皮肤表面到探头感应极的距离（m）。测量时，先将探头放在要测
6、量部位，然后按启动键等待 2030 s 后（据仪器的型号不同有差异），即可显示数值。取数值时，既可取平均值，也可取标准误最小时的值。在同一试验中，取值方式应一致。该仪器体积适中，操作评估表皮通透屏障功能的方法及其应用Approaches assessing epidermal permeability barrier function and their applications蔄茂强MAN Mao-qiang（University of California San Francisco，School of Medicine，and Northern California Institute
7、for Research and Education，SanFrancisco，CA 94121，USA；大连市皮肤病医院，辽宁 大连，116021）摘要?表皮通透屏障功能是指表皮防止物质通过表皮进出机体的功能。该功能对于表皮的增生分化、炎症的形成与发展以及抗微生物感染等方面都具有重要作用。而表皮通透屏障功能受体内外多种生物、物理因素的影响。因此，调节表皮通透屏障功能是皮肤保健和防治某些皮肤病的重要手段；评估表皮通透屏障功能是了解皮肤生物功能以及判断皮肤保健、治疗效果的方法。评估表皮通透屏障功能的方法很多。除测量透皮失水率外，超微示踪、透皮微量分析、同位素及荧光标记定位和定量等都是评估表皮通透
8、屏障功能的有效方法。了解这些方法的特点对于选择恰当的手段和有效地评估表皮通透屏障功能具有重要的指导意义。关键词表皮通透屏障功能；透皮失水率；皮肤中图分类号R339.11文献标识码A文章编号1000-4963（2010）09-0602-02继续医学教育收稿日期：2010-03-02；修回日期：2010-03-15602临床皮肤科杂志 10 年 9 卷第 9 期 熏 September 10熏 39熏 9简单。与 Evaporimeter EP1 相比，受环境因素影响较小，可用于测量身体大多数部位。1.4DermalLab Trans Epidermal Water Loss module（Cor
9、texTechnologies，Denmark）该仪器各方面均类似于 TEWAMETER TM300。1.5重量分析法在测量透皮失水率时，上述 4 种仪器都有其局限性。尤其是在测量皮肤表面湿度较大或某些离体研究时，有时会超出其应用范围。此时重量分析法则有其独到之处。测量时，先将要测量的皮肤真皮面放在 parafilm 封口膜上，然后用凡士林将皮肤周边与 parafilm 封口膜交界处封好。这样水分只能通过表皮从角质层丢失。此后每隔一定的时间用微量天平称皮肤的重量。即可算出透皮失水率。2电镜技术示踪法由于上述透皮失水率的测量不能区别透皮水分的丢失或皮肤表面原有水分的蒸发（尤其当皮肤表面较湿的情况
10、下）。因此，这些测量的结果有时不完全代表透皮的失水率。采用电镜技术示踪法可以直观地了解表皮对标记物的通透性。常用的标记物有硝酸镍和硝酸镧2。既可以将标记物放在皮肤表面，观察表皮对该物质由外向内通透的屏障功能，又可以将皮肤的真皮面朝下浮在含有标记物的液体上，观察表皮对该物质由内向外通透的屏障功能。需用电子显微镜观察标记物在皮肤不同层分布的多少。在评估表皮对该物质由外向内通透的屏障功能时，应注重标记物在角质层的深层和颗粒层的分布；在评估表皮对该物质由内向外通透的屏障功能时，应注重标记物在角质层浅层的分布。此时基膜对标记物通透的影响也应值得注意。本方法需要较高的操作技术。3荧光标记将荧光标记物涂在皮
11、肤表面，等一定的时间后取活检并做冰冻切片，然后在显微镜下观察荧光在皮肤不同层分布的强度4。据此判断表皮对该物质的通透屏障功能。切片的方向应是自真皮到表皮。本方法简便，但精确度低。荧光物寿命成像显微镜（fluorescence lifetime imaging microscopy，FLIM）技术也是通过观察荧光物在皮肤不同层分布的强度来判断表皮的通透屏障功能2。先将荧光标记物涂在皮肤表面，等一定的时间后直接将皮肤放在显微镜看离皮肤表面不同深度荧光标记物的多少。该方法还可按透过表皮进入皮肤不同深度的荧光标记物多少作定量分析2。在评估表皮通透屏障功能时，如条件许可，这是值得一试的方法。4放射性同位
12、素标记该方法的原理类似于荧光标记法。在将放射性同位素标记物涂在皮肤表面一定的时间后，通过测量血液中同位素的量来评估表皮对该类物质的通透性。血液中放射性同位素越多说明皮肤的通透性越高（即皮肤对该物质的屏障功能低）。当然，表皮以外其他部位（如基膜）对放射性同位素标记物通透性也可影响结果。Tsai 等5报告，透过皮肤进入血液的利多卡因的量与透皮失水率成正比。由此提示，放射性同位素标记法也是测量表皮通透屏障功能的有效方法之一。但是，此方法仅适用于动物和离体试验，并且成本较高。此外，虽然透皮机是透皮药动学研究的重要手段，实质上，其结果在不同程度上反映了表皮对某些物质的通透性（或通透屏障功能）。其基本原理
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