О существовании кислотной мантии кожи известно уже несколько десятилетий, тем не менее ее роль в различных аспектах физиологии кожи выяснилась лишь недавно. Кислотность имеет решающее значение для обеспечения целостности рогового слоя, барьерной функции и антибактериальной активности кожи.
Изначально кислый pH рогового слоя кожи расценивался только как антимикробный барьер, препятствующий микробной колонизации, но впоследствии обнаружилось, что pH влияет на барьерную функцию кожи, синтез липидов, эпидермальную дифференциацию и десквамацию.
Уровень pH в роговом слое является определяющим фактором, обуславливающим синтез липидов. Активность ферментов, расщепляющих предшественники липидов до церамидов, свободных жирных кислот и холестерина, значительно зависит от уровня pH. Также есть данные о прямом влиянии pH на молекулярную структуру мембран клеток и их свойства.
Водородный показатель pH (от лат. pondus hydrogenii) – мера активности ионов водорода в растворе, количественно выражающая его кислотность (или щелочность). Численным критерием pH является шкала в пределах от 0 до 14. Среда с pH 7 является нейтральной, менее 7 – кислотной, а более 7 –щелочной. Шкала pH является логарифмической, т.е. каждое деление увеличивает или уменьшает кислотность в 10 раз относительно предыдущего значения. Например, среда с pH 2 является в 10 раз более щелочной, чем среда pH 1. Соответственно, среда с pH 3 будет в 100 раз более щелочной относительно среды с pH 1 (10x10) и т.д.
Водородный показатель (pH) играет важную физиологическую роль как в природе, так и в человеческом организме, где принимает значения от 1 до 8, регулируется буферными системами крови и эпителием барьерных органов.
В литературе отмечаются переменные значения pH кожи. Диапазон – от 4,0 до 7,0.
Он может колебаться в течение суток под влиянием разных факторов.
Однако было подсчитано, что «естественный» рН поверхности кожи в среднем составляет 4,7, то есть ниже 5. В одном многоцентровом исследовании Lambers, Piessens 2006, измерявшем pH кожи предплечья до и после душа и использования косметики, было доказано, что средний уровень рН снизился с 5,12 ± 0,56 до 4,93 ± 0,45.
ИНТЕРЕСНО! В декабре 2019 года в журнале Journal of Cosmetic Dermatology известный независимый косметический консультант Паоло Джакомони привел новый показатель рН кожи, и им оказался не 5,5, как уверяют в рекламе мыла 
Джакомони применил отличный от привычного способа измерения рН – измерение на основе биохимических реакций. По его словам, роговой слой содержит ферменты, которые выполняют биохимические реакции, такие как протеолиз трипсиноподобных ферментов. Соответственно, одним из способов оценки pH рогового слоя может быть анализ кожи после местного нанесения дигидроксиацетона (DHA), который используется в средствах для автозагара.
В своей статье он объясняет метод так: разные аминокислоты окрашиваются в разные цвета, а кинетика реакции сильно зависит от рН раствора. Для каждой аминокислоты окрашивание занимает 15-30 минут при рН 8, несколько часов – при рН 7, несколько дней – при рН 6. Эти результаты могут быть приняты как указание на то, что протонирование аминогрупп в аминокислоты при pH ниже 7 препятствует их связыванию с DHA. Поскольку окрашивание рогового слоя происходит быстро (через несколько часов), он сделал вывод, что pH кожи близок к нейтральному, то есть к 7.
На кожный pH влияет большое количество эндогенных и экзогенных факторов (возраст, тип кожи и конкретная часть тела, интенсивность потоотделения, использование мыл и других смываемых и несмываемых топических средств).
Например, кожа новорожденного имеет нейтральный pH, сдвиг в кислую сторону происходит на первом году жизни с более выраженными постепенными изменениями в первые два месяца. Повторное отклонение от нормальных для взрослых значений происходит при старении, что связывают с физиологической нехваткой церамидов в коже.
Показатель pH также различается на коже разных частей тела: у детей он наиболее высок на разгибательных поверхностях, щеках и ягодицах. В более взрослом возрасте наивысший показатель pH наблюдается в межпальцевых промежутках.
Заболевания и pH
Антимикробные свойства кожи оптимальны при кислом значении pH. Стафилококки и другие патогенные бактерии размножаются в нейтральной среде, а в кислой этот процесс ингибируется. Повышение pH до нейтрального приводит к неадекватной десквамации и нарушению целостности рогового слоя.
Экспериментальное разрушение физического барьера приводит к увеличению pH кожи, который возвращается к нормальным значениям только через многие часы. Воспалительная патология кожи, равно как и заболевания с вовлечением эпидермиса, имеют тенденцию к повреждению кожного барьера и повышению pH.
Подобные изменения описаны для атопического дерматита, ирритантного контактного дерматита, ихтиоза, розацеа и акне, а также для возрастной и/или сухой кожи. Нормализация pH путем ацидификации с помощью топических препаратов помогает развитию физиологического микробиома, восстановлению кожного барьера, усилению эпидермальной дифференцировки и уменьшению воспаления/
Акне и ph
In vitro P. acnes хорошо размножалась при pH между 6 и 6,5, рост заметно снижался при значениях рН менее 6.
В одном исследовании отмечалось, что при использовании обычного мыла, которое ощелачивало кожу, количество воспалительных элементов увеличивалось. Когда те же пациенты начинали пользоваться мылом с кислотами, к 4-й неделе применения наблюдалась динамика в сторону уменьшения воспалений.
Такая особенность объясняется тем, что P. acnes обладают липолитической активностью, высвобождая свободные жирные кислоты из сальных желез. Некоторые свободные жирные кислоты проявляют антибактериальную активность против грамположительных бактерий и стимулируют экспрессию антимикробного пептида hBD-2 в себоцитах. Этот пептид, в свою очередь, имеет pH-зависимые антимикробные характеристики и проявляет активность в кислой среде.
Однако до сих пор точно неизвестно, связана ли частота появления прыщей с повышенным pH кожи. Существует только одно исследование Prakash et al., демонстрирующее положительную корреляцию. Авторы измеряли рН кожи на лице у 200 пациентов с угревой сыпью и у 200 здоровых людей: среднее значение рН в контрольной группе было в пределах нормы и значительно увеличилось у пациентов с акне.
Другие исследования не выявили такой четкой корреляции. Холланд и Канлифф предположили, что pH комедонов и нормальной поверхности кожи одинаковы. Измерения Юн и соавт. не коррелировали с количеством поражений у обоих полов (выборка – более 500 участников).
Исследование Kim et al. показало, что у 37 пациентов с акне по сравнению с 47 здоровыми людьми никакой разницы в pH поверхности кожи не было установлено. Авторы утверждают, что уровень рН был в пределах нормы от 5,4 до 5,9.
Розацеа и рН
Исследование рН у пациентов с папулопустулярной розацеа показало, что он был более щелочным по сравнению со здоровыми пациентами.
Кроме того, рН имел обратную зависимость от увлажнения кожи. У пациентов с розацеа лица часто наблюдаются нарушения проницаемости эпидермиса, что приводит к таким субъективным ощущениям, как жжение или зуд.
Для поддержания целостности эпидермиса рН должен быть кислым, чтобы сдерживать активность ферментов, которые запускают воспалительную реакцию. В частности, фермент калликреин 5 имеет более высокую экспрессию в эпидермисе пациентов с розацеа и отрицательно коррелирует с уровнем гидратации рогового слоя. Более щелочная поверхность кожи у пациентов с персистирующей эритемой может потенцировать неадекватное производство керамида и повышать активность ферментов, снижая гидратацию рогового слоя и усугубляя дисфункцию эпидермального барьера.
Атопический дерматит (АД) и рН
В исследовании 100 детей с АД было замечено, что рН у них значительно выше в очагах и внешне неизмененной коже по сравнению с кожей 21 здорового ребенка. Кроме того, более высокие значения рН выявляли в областях кожного покрова, соответствующих более интенсивному зуду и сухости кожи у пациентов с АД.
Почему pH изменена в атопической коже? Было предложено несколько обоснований.
Уровень свободных аминокислот и уроканиновой кислоты, которые, как полагают, участвуют в создании кислой среды в роговом слое, заметно снижаются в атопической коже. Предпосылкой для этого является дефицит белка филлагрина.
Филлагрин – белок, синтез которого происходит клетками зернистого слоя, главной функцией которого является соблюдение баланса между влажностью окружающей среды и глубоких слоев эпидермиса. Протеолитические ферменты разбирают филлагрин на аминокислоты, которые и становятся аминокислотами натурального увлажняющего фактора (NMF)
Выделения пота, богатые молочной кислотой, также, как предполагают, способствуют формированию кислотной мантии, снижающей проявления АД. Наконец, при АД замечена аномальная секреция пластинчатых тел, способная влиять на рН.
Нарушение барьерной функции кожи при АД может быть объяснено, в частности, нарушенным процессом синтеза, выделения и созревания липидов рогового слоя, который зависит от ферментов, функционирующих в кислой среде. Например, у пациентов с АД наблюдалась аномальная организация липидов, а именно, преобладание «гелевой» фазы над кристаллической. Фазовый переход липидов в «жидкокристаллическую» форму происходит при значениях рН 4,5-6.
Сериновые протеазы, в частности, специфический для рогового слоя фермент химотрипсин, синтез которого повышается при рН 8, также может играть роль в патогенезе АД. Так, у трансгенных мышей с повышенной активностью сериновой протеазы развивается дерматоз, подобный АД. Экспрессия фермента химотрипсина в роговом слое значительно возрастает при хронической экземе. Кроме того, сериновые протеазы вызывают зуд, активируя PAR-2-рецепторы на кератиноцитах и нервных клетках в атопической коже.
Жизнь и рН
Возраст и рН
Изменения уровня рН начинаются постнатально. Экспериментальные исследования младенцев, маленьких детей и пожилых людей. Visscher et al. сообщили об относительно нейтральных значениях рН поверхности у новорожденных со снижением примерно до 5,5 в течение первых 4 дней после рождения. Эти данные были подтверждены Yosipovitch et al., которые зарегистрировали повышение значения рН 7,08 со значительным его снижением ко второму дню. Хегер и Энцманн в группе из 202 здоровых доношенных младенцев обнаружили снижение рН поверхности на 0,3–1,1 единиц. Данные о pH кожи у школьников неоднородны. В возрастной группе 18–60 лет pH кожи оставался постоянным в большинстве анатомических зон. Однако тенденция такова, что с возрастом рН повышается.
Защелачивание может ухудшать проницаемость эпидермального барьера, целостность рогового слоя и менять микробиом. Европейский медицинский журнал, в своем обзоре изменений рН, обусловленных возрастом, отметил, что нормализация уровня pH кожи у пожилых людей с помощью уходовых средств с более низким pH, может улучшить барьерные функции кожи.
Пол и рН
Большинство исследований показывают более высокий pH поверхности кожи лица у женщин по сравнению с мужчинами. Однако в одном исследовании с участием 11 добровольцев, у женщин было обнаружено более низкое значение pH поверхности кожи по сравнению с мужчинами (табл. 1).
Таблица № 1. Различия рН по полу (адаптировано из Barel 2014)
Женщины
рН кожи на лбу был значительно ниже в возрасте 0–12 лет, чем в более старших возрастных группах. рН поверхности кожи на предплечьях у женщин не различались по возрастным группам.
рH кожи на лбу в возрасте 13–70 лет и предплечьях в возрасте 0–12, 36–50 и 51–70 был значительно выше, чем у мужчин соответствующего возраста.
pH кожи у женщин в возрасте 13–35 лет был выше на лбу, чем на предплечье (5,71 против 5,40).
Мужчины
Самый высокий pH кожи как на лбу, так и на предплечье был обнаружен в группе старше 70 лет (у мужчин в возрасте 0–12, 13–35 лет различий не было), 36–50 и 51–70 лет.
Тип кожи и рН
Было продемонстрировано, что люди с темными типами кожи выше IV–V по Фитцпатрику имели более низкий pH поверхности, чем люди с белой кожей. Был сделан вывод, что такая особенность была связана с лучшей барьерной функцией по сравнению с таковой у людей со светлой кожей.
Эксперименты продемонстрировали, что барьерная функция эпидермиса и целостность рогового слоя регулируются изменениями рН, и у субъектов с темной кожей значение рН было более кислым (рН предплечья 4,6 ± 0,03 против 5,0). Поэтому Gunathilake et al. предположили, что регулируемые pH механизмы могут лежать в основе этих функциональных различий.
рH кожи и гормоны
Показано, что андрогены, в частности тестостерон, замедляют восстановление эпидермального барьера, в то время как эстрогены и антиандрогены, такие как флутамид, оказывают обратный эффект. Тестостерон может влиять на создание кислотного pH кожи, так как он подкисляет роговой слой.
pH и домашняя химия
С учетом важности кислого pH для нормального функционирования кожи, достижение низких значений показателя является одной из основных целей наружной терапии. Факторами, влияющими на pH кожи, являются использование мыла, температура воды, режим нанесения на кожу эмолентов (средств для смягчения кожи), а также другие факторы, такие как ее окклюзия и влажность окружающей среды, которые до конца не изучены
Моющие средства — распространенные химические вещества, воздействию которых регулярно подвергается кожа. Жесткие анионные очищающие средства, содержащие лаурилсульфат натрия, значительно защелачивают кожу и нарушают нормальный уровень ее pH, временно делая его нейтральным, что приводит к раздражению и повреждению эпидермального барьера.
Анионные поверхностно-активные вещества диссоциируют с образованием частиц, обладающих отрицательным зарядом (анионов). Это наиболее часто используемые косметические эмульгаторы, поскольку они дешевы и стабильны.
Наиболее распространенные анионные ПАВ:
- Стеариновая кислота (Stearic acid)
- Лаурилсульфат натрия (sodium lauryl sulfate)
- Додецилсульфат натрия (sodium dodecyl sulfate)
- Лаурилсульфат аммония (Ammonium Lauryl Sulfate), равно как и другие соли алкисульфатов
- Лауретсульфат натрия (Sodium Laureth Sulfate), также известный как лаурилэфирсульфат натрия
- Алкилбензолсульфонат (Alkyl benzene sulfonate)
Качество используемой воды также важно: жесткая нейтрализует pH и усиливает буферную способность благодаря двууглекислым и углекислым ионам. Мытье рук твердым щелочным мылом повышает pH кожи на 3 единицы, и этот эффект может сохраняться в течение 90 минут. Предполагается, что повышение pH после использования щелочного мыла играет значительную роль в индуцировании обострений атопического дерматита (АД) притом, что лишение кожи защитных липидов с помощью мыла может быть еще одним механизмом, повреждающим кожу. Кроме того, по отдельным данным, проживание в районах с жесткой водой в сочетании с частым взаимодействием с очищающими средствами и при наличии носительства мутации гена, кодирующего филаггрин, повышает частоту развития АД.
Другие факторы окружающей среды, включая продукты питания и физиологические выделения, также могут изменять pH кожи и ассоциироваться с дерматозами. Например, щелочные продукты, включая грудное молоко (pH ~ 7,3), слюну (pH ~ 7,4) и выделения из носа (pH ~ 6,9), имеют щелочной pH и воздействуют на кожу вокруг рта, способствуя развитию дерматита у детей.
У пациентов с АД устойчивость к защелачиванию снижена. Соответственно, эти пациенты проявляют гиперчувствительность к воздействию очищающих средств, что связано с дефицитом натурального увлажняющего фактора. Помимо прямого воздействия обычных очищающих средств, они неблагоприятно влияют на уровень pH путем растворения компонентов натурального увлажняющего фактора.
Роль pH кожи в патогенезе псориаза во многом недостаточно изучена, количество источников в медицинской литературе невелико, однако предполагается прямое или опосредованное влияние pH на развитие псориатических очагов. Помимо активизации микробных белков, контроля кожных протеаз и воздействия на активность аквапоринов, необходимых для увлажнения кожи, pH может влиять на эффективность топических препаратов, используемых для терапии псориаза.
Поддержание кислого рН рогового слоя является основным фактором защитной системы кожи и создает неподходящую среду для колонизации патогенными микроорганизмами. Однако этот барьер можно нарушить на здоровой и, в частности, на поврежденной коже.
При микозах, пеленочном дерматите и дерматите, ассоциированном с недержанием мочи, развитие микробной инфекции способствует изменению состояния кожи. Было показано, что рН поверхности кожи значительно выше у пациентов на диализе по сравнению со здоровыми людьми, несмотря на то, что пациенты, находящиеся на диализе, имеют хроническую ацидемию.
Кожные инфекции, в первую очередь грибковые, часто встречаются у диализных пациентов. Более высокий рН может увеличивать количество микотических инфекций, а также влиять на возникновение уремического зуда.
pH и анамнез пациента
Существует множество различных состояний кожи, в развитие и усугубление которых вносят вклад привычки пациентов использовать очищающие средства с повышенным pH, а также особенности их применения.
В связи с этим, во время первой консультации не стоит недооценивать важность демонстрации очищающих средств – просите людей приносить вам те продукты, которые они используют дома.
Основная причина патологии вполне может заключаться именно в домашних средствах личной гигиены
Здоровая кожа с интактной кислотной мантией имеет превосходную буферную емкость и быстро адаптируется, восстанавливая кислый pH на поверхности. Однако, если кожа нездорова, а пациент по нескольку раз в день использует для ее очищения средства, содержащие ПАВ низкого качества с обильным пенообразованием, то коже будет очень трудно восстановить свой pH. С течением времени она повреждается и защитная система эпидермального барьера выходит из строя (формируется кожа с нарушением барьерной функции)
Топические эмоленты и несмываемые препараты – одни из ключевых факторов для воздействия на кислотно-основное состояние. Хорошо изучено благоприятное влияние коллоидной овсяной крупы при АД, частично это объясняется нормализацией pH кожи до его нормального кислого диапазона. Это позволяет включать ее во многие доступные в настоящее время препараты для местного применения при АД. Стабильность и биодоступность многочисленных активных ингредиентов топических препаратов зависит не только от их компонентного состава, но и от общего pH косметических средств.
При многих дерматозах с нарушением барьерной функции наблюдаются сдвиги pH кожи. Эту проблему можно решить назначением базового защитного ухода с правильным рН. По результатам отдельного исследования (Германия, 2018) из 66 средств на косметическом рынке только 23 препарата имели pH ≤ 5,5. Этот результат говорит о том, что значение pH как критерий качества косметических средств, используемых для защиты кожного барьера, по-прежнему сильно недооценивается как с точки зрения производителей, так и с точки зрения врачей, назначающих топическую терапию и средства ухода за кожей.
В рамках другого исследования (Мексика, 2018) изучено 17 продуктов для сухой кожи и 12 видов мыла для чувствительной кожи. Большинство средств обладали выраженным раздражающим действием, что связано с pH продуктов. Поэтому для большинства мыл и моющих средств необходимо более эффективное регулирование рекламных и технических характеристик, таких как уровень pH и тип очищающего средства.
Базовый уход за кожей пожилых людей должен быть направлен на поддержание ее целостности и барьерной функции. Базовые средства ухода для пожилых должны включать очищающие средства с низким уровнем раздражения и несмываемые продукты, содержащие увлажняющие компоненты, благотворно влияющие на сухую кожу пожилых людей и состояние эпидермального барьера. Несмываемые продукты с низким pH оказывают дополнительный положительный эффект, улучшая кожный барьер, их регулярное использование предотвращает развитие трещин кожи. Стандартные подходы к уходу за кожей, включая применение средств ее защиты, помогают предотвратить дерматит, связанный с недержанием мочи у пожилых пациентов. Использование несмываемых продуктов, содержащих такие ингредиенты, как вазелин, парафин и глицерин, способствует поддержанию целостности кожи пожилых людей при условии сохранения ее рН.
Щелочные мыла с содержанием антибактериальных компонентов (например, триклокарбана или триклозана), имеющие значение рН 9-10, часто вызывающие раздражение кожи, для ежедневного использования не подходят. При сухой коже создание кислого рН путем выбора соответствующих смываемых и несмываемых средств наружного ухода имеет важное значение для восстановления эпидермального барьера. С учетом несовместимости обычных мыл с кожей, мягкие синдеты (синтетические детергенты) являются первым выбором для очищения, антимикробной защиты и поддержания гигиены как сухой, воспаленной, так и здоровой кожи. В настоящее время большое внимание уделяют физико-химическим свойствам очищающих и увлажняющих средств для кожи, их биологической активности и потенциальным побочным эффектам.
Вопрос о нормализации pH кожи по-прежнему остается важнейшим аспектом как при комплексной наружной терапии хронических дерматозов, сопровождающихся ксерозом, так и при выборе косметики для ухода за сухой и очень сухой кожей.
В связи с вышесказанным актуально и целесообразно в процессе ухода за сухой и очень сухой кожей, а также при ее реабилитации у больных с хроническими дерматозами, сопровождающимися выраженным ксерозом, комплексно применять как смываемые, так и несмываемые косметические средства с рН близким к значению такого показателя у здоровой кожи.
Источники:
Али С., Йосипович Г. PH кожи: от фундаментальной науки к основному уходу//dermatology.ru
Баррет-Хилл Ф. Косметическая химия для косметологов и дерматологов/ М.: ООО ИД «Косметика и медицина», 2017 – 232 с.
Зильберберг Н. В., Полищук А. И. Современные возможности поддержания рН кожи средствами дерматокосметического ухода // Лечащий Врач. 2022; 5-6 (25): 39-45. DOI: 10.51793/OS.2022.25.6.007
Золотова С. Некисло: новые данные о pH кожи//1nep.ru
рН кожи: почему это важно практикующему косметологу//1nep.ru
Акции
