Wenn der pH-Wert der Hornschicht in Richtung Neutralität steigt, verlangsamen sich die Enzyme, welche die Barriere-Lipide zusammensetzen, und die Oberflächenzellen halten weniger gut zusammen. Nach einer gewöhnlichen Reinigung ist der Effekt vorübergehend; er verstärkt sich, wenn die Erhöhung anhält.
Diese Mechanismen sind seit Ende der 1990er-Jahre präzise beschrieben. Sie erklären, warum sich die Haut im sauren Milieu am besten organisiert.
Was den pH-Wert steigen lässt
Die Hautoberfläche hat einen durchschnittlichen pH-Wert von etwa 4,7 (Lambers et al., 2006). Mehrere alltägliche Handlungen erhöhen ihn für eine gewisse Zeit.
Leitungswasser hat in Europa oft einen pH-Wert nahe 8. Ein einfaches Abspülen kann den pH-Wert der Haut während fast sechs Stunden erhöhen (Lambers et al., 2006). Seifen haben einen ähnlichen, oft stärker ausgeprägten Effekt: Der pH-Wert der Haut steigt nach dem Waschen und kehrt dann allmählich zu seinem gewohnten Wert zurück (Lambers et al., 2006). Jede Störung der Barriere geht schliesslich mit einem Anstieg des Oberflächen-pH-Werts einher.
Auf Säure eingestellte Enzyme
Die Lipide, welche die Hornschicht versiegeln, durchlaufen einen Reifungsschritt. Die Zellen der Epidermis sondern zunächst Vorstufen ab. Enzyme wandeln diese anschliessend in Ceramide um, die sich zwischen den Zellen zu regelmässigen Schichten zusammenfügen.
Zwei dieser Enzyme, die β-Glucocerebrosidase und die saure Sphingomyelinase, haben ihre maximale Aktivität bei etwa pH 5. Laut Peter Elias ermöglicht ihnen nur die normale Säure der Hornschicht, genügend Ceramide zu produzieren, um diese Schichten zu bilden (Elias, 2015). Ihre Funktionsweise wird im Artikel «Die Enzyme, die die Hautbarriere aufbauen, arbeiten im sauren Milieu» beschrieben.
Das Experiment hat dies bei der Maus bestätigt. Auf einer Haut, deren Barriere gestört wurde, verläuft die Reparatur bei saurem pH normal. Sie setzt langsamer ein, wenn die Haut einem neutralen oder alkalischen pH ausgesetzt ist. Unter dem Mikroskop bleiben die Lipidstrukturen dann unreif, und die Aktivität der β-Glucocerebrosidase nimmt deutlich ab (Mauro et al., 1998).
Eine weniger zusammenhaltende Hornschicht
Der pH-Wert wirkt auch auf den Zusammenhalt der Hornschicht. Ihre Zellen, die Korneozyten, sind durch Verbindungsstellen, die Korneodesmosomen, miteinander verbunden. Enzyme, sogenannte Serinproteasen, bauen diese nach und nach ab, was die unmerkliche Erneuerung der Oberfläche ermöglicht.
Diese Proteasen sind aktiver, wenn der pH-Wert steigt. Ein Forscherteam hat die Hornschicht von Mäusen neutralisiert, ohne ihre Hydratation zu verändern. Die Proteasen aktivierten sich in weniger als zwanzig Minuten. Die Korneodesmosomen und eines ihrer Hauptproteine, Desmoglein 1, wurden abgebaut. Die Hornschicht verlor an Zusammenhalt, und die Reparatur der Barriere verzögerte sich (Hachem et al., 2003).
Wenn die Erhöhung anhält
Ein kurzer Anstieg des pH-Werts führt zu bescheidenen Veränderungen. Ein längerer Anstieg hat deutlichere Auswirkungen. Wird die Hornschicht dauerhaft auf einem pH-Wert nahe der Neutralität gehalten, bleiben die Proteasen aktiv und bauen ihrerseits die Enzyme ab, welche die Ceramide herstellen. Die Barrierefunktion selbst ist dann beeinträchtigt, zusätzlich zu ihrer Reparaturfähigkeit (Hachem et al., 2005).
| Schritt | Im sauren Milieu | Wenn der pH-Wert steigt |
|---|---|---|
| Umwandlung der Lipide | Enzyme im Optimum | Reduzierte Aktivität |
| Lipidschichten | Organisiert | Bleiben unreif |
| Verbindungen zwischen Korneozyten | Allmählich abgebaut | Schneller abgebaut |
| Reparatur der Barriere | Normal | Verlangsamt |
Diese Arbeiten wurden am Tier durchgeführt, an Modellen, bei denen nur der pH-Wert verändert wurde. Beim Menschen weist die Studie von Lambers und seinen Kollegen in dieselbe Richtung. Eine Haut mit einem pH-Wert unter 5 zeigt bessere Indikatoren für Barriere, Hydratation und Abschuppung als eine Haut mit einem pH-Wert über 5 (Lambers et al., 2006).
Was der pH-Anstieg nicht bewirkt
Ein höherer pH-Wert hindert die Haut nicht daran, Talg zu produzieren: Die Talgdrüsen sondern weiterhin ab. Im Spiel ist die Umwandlung und Organisation der epidermiseigenen Lipide, jener, welche die Barriere zwischen den Zellen der Hornschicht bilden.
Auf gesunder Haut hat eine gelegentliche Reinigung eine zeitlich begrenzte Wirkung. Der pH-Wert steigt und sinkt dann innerhalb weniger Stunden wieder. Die deutlichsten Effekte treten auf, wenn die Erhöhung anhält oder sich wiederholt, ohne der Haut Zeit zu lassen, ihre Säure wiederzufinden.
Zusammenfassung
- Leitungswasser, alkalische Seifen und jede Störung der Barriere erhöhen den Oberflächen-pH-Wert.
- Die Enzyme, welche die Ceramide der Barriere herstellen, arbeiten am besten bei etwa pH 5.
- Wenn der pH-Wert steigt, repariert sich die Barriere langsamer und die Hornschicht wird weniger zusammenhaltend.
- Diese Effekte sind nach einer Reinigung vorübergehend und verstärken sich, wenn die Erhöhung anhält.
Dieser Artikel ist Teil der PHYTO 5 Bibliothek.
Quellen
- Elias PM. Stratum corneum acidification: how and why? Experimental Dermatology. 2015;24(3):179-180. doi:10.1111/exd.12596
- Hachem JP, Crumrine D, Fluhr J, Brown BE, Feingold KR, Elias PM. pH directly regulates epidermal permeability barrier homeostasis, and stratum corneum integrity/cohesion. Journal of Investigative Dermatology. 2003;121(2):345-353. doi:10.1046/j.1523-1747.2003.12365.x
- Hachem JP, Man MQ, Crumrine D, Uchida Y, Brown BE, Rogiers V, Roseeuw D, Feingold KR, Elias PM. Sustained serine proteases activity by prolonged increase in pH leads to degradation of lipid processing enzymes and profound alterations of barrier function and stratum corneum integrity. Journal of Investigative Dermatology. 2005;125(3):510-520. doi:10.1111/j.0022-202X.2005.23838.x
- Lambers H, Piessens S, Bloem A, Pronk H, Finkel P. Natural skin surface pH is on average below 5, which is beneficial for its resident flora. International Journal of Cosmetic Science. 2006;28(5):359-370. doi:10.1111/j.1467-2494.2006.00344.x
- Mauro T, Holleran WM, Grayson S, Gao WN, Man MQ, Kriehuber E, Behne M, Feingold KR, Elias PM. Barrier recovery is impeded at neutral pH, independent of ionic effects: implications for extracellular lipid processing. Archives of Dermatological Research. 1998;290(4):215-222. doi:10.1007/s004030050293