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概述
皮肤是人体最大的器官，覆盖于整个体表，发挥重要的屏障作用。广义的皮肤屏障包括物理屏障（渗透性屏障）、色素屏障、神经屏障、免疫屏障、微生物屏障等。狭义的皮肤屏障通常指表皮角质层的物理或机械性屏障，又称为渗透性屏障。
皮肤的角质层位于表皮最外层，我们通常所说的皮肤屏障即指角质层渗透性屏障。表皮渗透性屏障主要指角质层角质细胞和细胞间脂质形成的复层板层结构。上世纪70年代，PeterElias教授将这种结构比喻为“砖墙结构”。其中，角化细胞是“砖块”，由角质形成细胞从基底层向角质层移行过程中不断增殖和分化形成，细胞间脂质构成“灰浆”，主要在表皮颗粒层由板层小体合成，并以胞吐的形式释放于角质细胞间。
皮肤屏障一方面保护机体免受外界环境中各种机械、物理、化学和生物等有害因素的侵袭；另一方面防止组织内的各种营养物质、水分、电解质等物质的流失，从而维护皮肤健康，避免皮肤病的发生。皮肤屏障的主要功能是防止皮肤表面水分蒸发，即所谓的经表皮水分流失(TEWL)。当渗透性屏障受损时，TEWL增加。皮肤屏障可减少TEWL，有助于防止过敏原和刺激物进入皮肤。屏障受损的皮肤更容易发生接触性和刺激性皮炎以及感染。皮肤屏障受损可由许多不同的因素引起，如清洁剂、丙酮、摩擦、紫外线照射、长时间或频繁的水浸、降胆固醇药物、低脂饮食和遗传易感性。
在角质层外面还存在一层皮脂膜。皮脂膜由皮脂和汗液共同构成。皮脂膜具有润滑皮肤、抑制微生物繁殖、参与弱酸性pH值形成等功能。皮肤表面的正常pH值为4.5-5.5左右，皮肤只有在正常的pH值范围内，也就是处于弱酸性时，才能使皮肤抵御外界侵袭的能力达到最佳状态。
众所周知，角质细胞周围的细胞间脂质是角质层发挥屏障功能的重要成分。细胞间脂质由颗粒层的板层小体合成，主要由50%的神经酰胺、25%的胆固醇和15%的脂肪酸组成。研究表明，局部应用这些重要的细胞间生理性脂质可改善皮肤屏障功能，而外源性应用的脂质必须以适当的比例形成皮肤屏障三维结构，才能修复屏障。当使用正确比例的神经酰胺、脂肪酸和胆固醇时，屏障可恢复正常。将胆固醇、神经酰胺和必需、非必需游离脂肪酸按等摩尔比混合使用，可恢复正常屏障，而这四种成分以3:1:1:1的比例使用可加速屏障的恢复。最好的皮肤屏障修复剂应含有3:1:1:1比例的细胞间脂质成分。
年龄与皮肤屏障
老年皮肤表现出药物渗透增加、干燥和其他皮肤屏障受损的迹象。尽管老年人（80岁以上）的细胞间脂质双分子层的组成、大小和层状结构正常，但其皮肤中的脂质含量比年轻人（20-30岁）少30%，且可见角质层脂质双分子层局灶性减少。
外源性脂质
局部施用的脂质被转运至角质层的有核层（如棘突层），内化并转运至高尔基体远端，并在其中合并为板层小体。板层小体存在于表皮的颗粒层中，并被分泌(包含新合成的脂质)到角质细胞之间的细胞间隙中，从而形成脂质双分子层。脂质的重新合成是屏障恢复的关键机制。板层小体在屏障功能中起重要作用，它们将代谢脂类的酶输送到角质层细胞的间隙中。脂质水解酶将脂质前体如硫酸胆固醇、磷脂、鞘磷脂和糖基神经酰胺代谢成非极性产物，形成细胞外板层膜。这种脂质加工级联反应受pH值和其他代谢活性变化的影响，这些变化仍有待阐明。胆固醇可能在板层小体发挥屏障修复功能中起到重要作用。当胆固醇水平较低时，过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR）和类视黄醇X受体会增加ATP结合盒转运蛋白A1（ABCA1）的表达，后者是调节胆固醇外排的膜转运蛋白，导致胆固醇跨角质形成细胞膜的转运增加。值得注意的是，细胞间脂质的三种主要成分(胆固醇、神经酰胺及脂肪酸)中只添加其中一种，会延迟屏障的修复，而将这三类脂质以1:1:1或3:1:1的比例添加则有助于屏障修复。
内源性合成脂质
基底层细胞能够从血液循环中吸收胆固醇。然而，大多数脂质是在角质形成细胞中合成的。外用的脂质被结合到颗粒层的角质形成细胞和板层小体中。
有三种限速酶参与表皮主要脂质的产生。它们包括3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A（HMG-CoA）还原酶（胆固醇合成中的限速酶）、参与游离脂肪酸合成的乙酰辅酶A羧化酶（ACC）和脂肪酸合酶以及合成神经酰胺的调节酶：丝氨酸-棕榈酰转移酶（SPT）。当皮肤屏障破坏时，这些酶的活性会增强，以补偿屏障功能障碍。此外，一组被称为甾醇调节元件结合蛋白（SREBPs）的转录因子调节胆固醇和脂肪酸的合成。当表皮甾醇减少时，SREBPs通过蛋白水解过程被激活，进入细胞核并激活基因，使胆固醇和脂肪酸合成酶生成增加。有三种已知的SREBP：SREBP-1a、-1c和SREBP-2。在人角质形成细胞中，SREBP-2被证明是主要形式，参与调节胆固醇和脂肪酸的合成。有趣的是，神经酰胺途径不受SREBPs的影响。
脂肪酸
脂肪酸在赋予表皮疏水性方面起着至关重要的作用。脂肪酸及其衍生的脂质的性质与链长和饱和程度密切相关。有双键的脂肪酸被称为未饱和脂肪酸，而没有双键的脂肪酸被称为饱和脂肪酸。脂肪酸根据其脂肪链的长度分为不同的种类。短链脂肪酸是具有少于6个碳的脂族尾部的脂肪酸，中链脂肪酸具有6至12个碳，长链脂肪酸具有13至21个碳，特长链脂肪酸具有长于22个碳的脂族尾部。皮肤中发现的不饱和脂肪酸包括油酸、亚油酸、α-亚麻酸和花生四烯酸。皮肤中的饱和脂肪酸包括棕榈酸和硬脂酸。关于使用脂肪酸修复皮肤屏障的研究表明，亚油酸、棕榈酸和硬脂酸可以在两小时内修复皮肤屏障。
一些脂肪酸在炎症中起重要作用。亚油酸存在于玉米油、葵花籽油、芝麻油和红花籽油中，形成前列腺素PGE1，具有抗炎和增强免疫的作用。脂肪酸花生四烯酸形成PGE2和白三烯，它们是高度促炎物质。花生四烯酸很少在植物油中发现，但在动物源性产品如肉、蛋和乳制品中大量存在。
神经酰胺
神经酰胺1是皮肤中最重要的神经酰胺类型。它部分由亚油酸组成。神经酰胺是护肤品配方中昂贵的添加剂，而使用含有亚油酸的成分是便宜的替代选择，这有助于皮肤增加神经酰胺的产量。亚油酸存在于植物油、油菜籽、核桃、大豆和亚麻籽中。将神经酰胺单独应用于皮肤(不含适当比例的脂肪酸和胆固醇)会破坏皮肤屏障并增加TEWL。
胆固醇
胆固醇存在于饮食中。皮肤中的胆固醇是主要由角质形成细胞生成。胆固醇在角质形成细胞中由胆固醇磺基转移酶型2B亚型1b合成。这一过程的限速酶是HMG-CoA还原酶。添加到皮肤保湿剂中的胆固醇酯，如果没有添加适当比例的神经酰胺和脂肪酸，已被证明会破坏屏障功能。
屏障破坏
当细胞膜中的神经酰胺、胆固醇和脂肪酸发生变化时，会导致屏障破坏，而这些物质构成了使角质层保持水分的脂质双层膜。这个双层的三维结构很重要，许多因素都会影响它的形状和功能。胆固醇水平可因降低胆固醇的药物如他汀类药物而降低，从而降低双层膜中的胆固醇。表面活性剂、摩擦、紫外线、长时间浸入水中或氯中都可能破坏或减少这三个成分。压力和皮质醇水平升高已被证明会破坏皮肤屏障。
某些成分会对皮肤屏障产生负面影响。丙二醇等溶剂会导致脂质流态化，从而改变屏障。带有极性头基的成分连接到长度约为C10-C12的烷基链上，产生一种有效的渗透增强剂，例如油酸，它通过将烷基链插入到神经酰胺中来破坏屏障。油酸在膜中聚集，使膜变得更具流动性，分子更容易扩散。含有不饱和烷基链的其他成分也可以提高渗透性。对于此类不饱和化合物，弯曲的cis构型比反式排列更能干扰细胞间脂质堆积。脂肪酸类似物具有增加渗透的功能。
总之，表皮和周围的脂质屏障被描述为砖墙结构，角质形成细胞为砖块，胆固醇、神经酰胺和脂肪酸代表灰浆。许多精密控制的复杂过程调控着这种砖墙结构的形成，过程中可能会出错，从而损害其功能。研究表明，护肤品可以显著影响砖墙结构的形成和正常功能。
参考文献
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丛林博士
