Bệnh học hàng rào bảo vệ da: Skin Barrier Function in Dermatoses
Chức năng của hàng rào bảo vệ da được quan sát dựa trên nhiều bệnh lý về da. Do bệnh về da hoặc các bệnh khác đã làm xuất hiện các dấu hiệu khác thường ở hàng rào bảo vệ da, cũng có thể phát sinh bệnh do sự khiếm khuyết của hàng rào bảo vệ da. Ở chương này, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về bệnh của da có liên quan đến các khiếm khuyết trong hàng rào bào vệ da.
Triệu chứng về da do sự khác thương của hàng rào bảo vệ da
Khuyết điểm nhỏ của một hàng rào bảo vệ da chính là do thiếu hụt thành phần trong cơ địa hoặc sự khác thường trong phân hóa thượng bì da . Chủ yếu có thể thấy ở ichthyosis vulgaris, X-Linked Recessive Ichthyosis (XLRI). Đối với khuyết điểm lớn của lớp bảo vệ da sẽ xuất hiện triệu chứng viêm nhiễm da như irritant & allergic contact dermatitis, viêm da thể tạng (atopic dermatitis), seborrheic dermatitis, psoriasis, T-cell lymphoma. Bèn cạnh đó triệu chứng phồng rộp da, TEWL (Trans-Epidermal Water Loss) có dấu hiệu rõ ràng và có triệu chứng viêm nhiễm, vết mụn nước phồng rộp ngày càng phát triển sẽ càng bị viêm nhiễm nặng nên nếu da không được trong tình trạng tốt thì TEWL sẽ trở nên nghiêm trọng hơn.
Trường hợp xerotic phenotype của bệnh nhân HIV, khi hàng rào bảo vệ da bị tổn thương chất allergen tác động Th-2 pathway và càng khiến hàng rào bảo vệ da bị tổn thương nghiêm trọng, vết viêm nhiễm da gần như đang khô ấy phát sinh do sự thiếu sót trong kỳ năng dưỡng ẩm sc (Stratum Comeum) hoặc sự khác thường trong phân hóa thượng bì da. Bệnh viêm nhiễm da xảy ra là do yếu tố ngoại sinh (exogenous) hoặc yếu tố nội sinh (endogenous).
Trường hợp viêm da tiếp xúc, nếu hàng rào bảo vệ da bị tổn thương do dị vật tác động hoặc allergens có nghĩa là làn da đã bị giảm tế bào miễn dịch và triệu chứng viêm da này xảy ra sẽ gây ảnh hưởng đến sự phân hóa tế bào và sản sinh thượng bì.
Trường hợp T-cell lymphoma (mycosis fungoides) sẽ sản sinh ra malignant CD4 + T-cells và nó làm tăng sinh thượng bì (epidemial proliferation), và biệt hóa dẫn đến sự bất thường trong hàng rào bảo vệ da.
Trường hợp viêm da thể tạng (Vicm da thế tạng (atopic dermatitis)) và bệnh vảy nến (psoriasis) đang gặp sự tranh cãi về nguyên nhân là do sự bất thường trong chức năng của hàng rào hay sự rối loạn trong chức năng của hàng rào bảo vệ là do viêm nhiễm da. Tuy nhiên đa phần các học giả đều chỉ ra rằng sự khác thưởng của hệ miễn dịch (immune System) xảy ra trước và sau đó xảy ra sự bất thường trong chức năng của da.
Vai trò của hàng rào bảo vệ da liên quan đến bệnh lý về da (Phân chia thành 3 loại)
Bệnh về da do sự khác thường trong hàng rào bảo vệ da
Viêm da tiếp xúc kích ứng (irritant contact dermatitis)
Viêm da tiếp xúc dị ứng (allergic contact dermatitis)
Bỏng (burns)
Loét: thiếu máu cục bộ, bệnh mạch máu. đái tháo đường (ulcers: ischemic, vascular, diabetic)
Tình trạng da phồng rộp do ma sát hoặc bất thường lớp sừng (bullous disorders by friction or keratin abnormalities)
Da trẻ sinh non (premature infant’s skin)
Bệnh khô da vảy cá (ichthyosis), bệnh gaucher’s (11), bệnh Niemann- Pick (I)
Bệnh về da do hàng rào bảo vệ bị tổn thương và khả năng miễn dịch bên trong
Viêm da thể tạng (viêm da thể tạng (atopic dermatitis))
Bệnh vảy nến (psoriasis).
Bệnh về da do sự khác thường trong khả năng miễn dịch dẫn đến hàng rào bảo vệ bị phá hủy
© T-cell lymphoma (mycosis tungoides)
© Bệnh tự miễn Bullous (autoimmune bullous diseases)
@ Bệnh Liken phẳng (lichen planus)
© Tình trạng da khô ở bệnh nhân HIV (dry skin in HIV)
Viêm da thể tạng: Hậu quả của việc hàng rào bảo vệ da bị tổn thương mạn tính
Viêm da thể tạng: khiếm khuyết mạn tính của hàng rào bảo vệ da
Viêm da thể tạngđược biết đến là bệnh do khiếm khuyết trong hàng rào bảo vệ da. Sự khác thường trong chức năng do khiếm khuyết di truyền trong hàng rào bảo vệ da không chỉ là một phần của sự tổn thương mà còn được xem là triệu trứng không tổn thương. Khả năng sản sinh thượng bì được tăng cao, sự khác thường trong phàn hóa thượng bì sẽ xảy ra. Sự thay đổi cũng xảy ra ở keratins và cornitied envelope proteins, involucrin, loricrin, filaggrin và lipid composition. Chính sự thay đổi này chính là bắt nguồn của triệu chứng viêm da thế tạng trong hàng rào bảo vệ da. Biến dị filaggrin gerte đã được phát hiện sau nhiều nghiên cứu. Nếu 2 loại biến dị Filaggrin được hình thành thì xác suất xảy ra viêm da thể tạng sẽ rất cao.. Mặc dù cũng có trong những bệnh nhân mắc bệnh vảy cá thể thông thường (ichthyosis vulgaris) và viêm da thể tạng (atopic dermatitis) ở người châu Á nhưng họ tìm thấy tỉ lệ biến dị filaggrin gene rất ít.
Đột biến gen filaggrin gene này liên quan đến bệnh hen suyễn khác với viêm da thể tạng. Sự thật là biến dị của gen di truyền liên quan đến hàng rào bảo vệ da(epidermal barrier) cũng có liên quan đến mucosal atopicdiseases như bệnh hen suyễn.
Hội chứng Atophy không chỉ là sự khác thường trong hàng rào bảo vệ da do di truyền mà còn sự bất thường trong hàng rào bảo vệ niêm mạc cơ quan nội tạng, phế quản, niêm mạc của mũi, dẫn đến xuất hiện nhiều triệu chứng., khiếm khuyết của hàng rào bắt đầu từ môi trường bên ngoài, allergen xâm nhập vào da dần dần phát triển và giảm khả năng miễn dịch gây ra triệu chứng viêm nhiễm. Sự đột biến của Filaggrin là nguvền nhân di truyền quan trọng nhất của viêm da thể tạng. Nếu Filaggrin được thủy phân thì imine sẽ tạo ra loại bó amino acids và chất này gọi là hornerin, được áp dụng giống với endogenous humectants. Điều này sẽ gây ra triệu chứng khô da của bệnh viêm da thể tạng. Hơn nữa, polymorphism của Gen SP1NK5 mà hóa enzym serine protease inhibitor LEKTI và đột biến Gen này cũng liên quan tới phát sinh viêm da dị ứng.
Điều này gây viêm da dị ứng và các triệu chứng vẫn còn tồn tại
Khiếm khuyết của hàng rào bảo vệ da bị viêm da dị ứng là do lipid của lớp thượng bì giảm và sự bất thường của các thành phần lipid. Đặc biệt, được biết số lượng các loại ceramide riêng biệt giảm. Trong viêm da dị ứng số lượng ceramide liên kết cộng hóa trị bị giảm và hoạt động của các sphingomyelinase cũng bị giảm dần. Thêm nữa việc bài tiết của tiểu thể lamellar (lamellar body) giảm, dẫn tới thành phần cấu tạo nên lipid giữa tế bào sừng bị giảm.
Bệnh vẩy nến (Psoriasis): Sự tăng trưởng bất thường của lớp thượng bì và hàn rào bảo vệ của da (Epidermal Hyperproliferation and TheSkin Barrier)
Bệnh vảy nến: Làm tăng quá mức lớp thượng bì và lớp hàng rào bảo vệ của da.
Bệnh vảy nến (Psoriasis) có thể xuất hiện ở khắp cơ thể, là bệnh mãn tính phát sinh mẩnđỏ trong lớp thượng bì. Lớp thượng bì uia tăng quá mức, và do không được phân phân hóa đúng cách nên dần tới phát sinh tình trạng dày sừng và á sừng (hyperkeratosis and parakeratosis). Ngoài ra những vị trí tổn thương nghiêm trong từ khi mới bắt đầu thì sẽ phát sinh sự thâm nhiễm của bạch cầu trung tính (neutrophilic infiltration). Ở giữa giai đoạn tổn thương thì phát sinh sự xâm nhập của tế bào T-lymphocytic. Chính vì vậy sự phân hóa với sự gia tăng ở dưới thượng bì nghiêm trọng như thể này nên đã dẫn đến những khuyết điểm ở lớp hàng rào của da.
TEWL (mất nước qua da) Mức độ mất nước qua da tỷ lệ thuận với mức độ nghiêm trọng của tổn thương. Vị trí tổn thương nổi ban đỏ cấp tính thì mức độ mất nước qua da cao, vị trí vảy nến tổn thương mãn tính cho thấy mức độ mất nước qua da vừa phải (moderate). 1 ceramide có khoảng cách của tế bào lớp sừng đang giảm một cách nghiêm trọng. Thông qua kính hiển vi điện tử có thể quan sát được sự biến đổi nghiêm trọng cấu trúc của lipid ngoại bào lamellae (intercellular lipid lamellae).
Bệnh vẩy nến về mặt di truyền đã được làm rõ có liên quan tới phức hợp biệt hóa thượng bì (epidemial differentiation complex lq21), trong số đó 1 phần ở vị trí SPRRs đang hoạt động mạnh mẽ. Và bệnh vảy nến cũng có liên quan tới cytokeratin K17.
Ichthyosis: bệnh lí thiếu độ ammr trong lớp thượng bì
Ichthyosis: Bệnh lý thiếu độ ẩm trong lớp thượng bì
Da khô nứt nẻ là một loại bệnh đơn trị trong đó xảy ra bong lớp thượng bì và khiếm khuyết trong hàng rào bảo vệ da. Phát sinh do sự thay đổi của màng lipid thượng bì (Epidemial lipids) hoặc quá trình biệt hóa thượng bì (epidennal differentiation). XLRI(X- linked recessive ichthyosis) có đặc trưng generalized desquamation of large, adherent, and dark brown scales từ noncongenital ichthyosis.Phát sinh do lysosomal deficiency của c steroid sulfatase hoặc arylsulphatase.
Ở khoảng 90% bệnh nhân, vùng STS (vùng Xp22.3-pter) bị thiếu hụt hoàn toàn. Hoạt động của cholesterol sulfatase giảm, dẫn đến tích tụ cholesterol sulfate, giảm cholesterol và các khiếm khuyết cấu trúc tiếp theo của các lipid ngoại bào.
Ichthyosis Vulgaris là bệnh da vảy cá phổ biến nhất. Gần đây, các đột biến làm mất chức năng của filaggrin mã hóa gen được biết là gây ra bệnh này. Đột biến trong filaggrin gây ra những bất thường trong quá trình keratin hóa và khiếm khuyết trong hàng rào bảo vệ da. Khiếm khuyết trong transglutaminase hoạt động để liên kết keratinocytes gây ra lamellar ichthyosis người da khô nứt nẻ trở nên nặng hơn.
Ý nghĩa và phương pháp điều trị: Phục hồi chức năng bảo vệ của da.
Phương pháp điều trị các bệnh viêm da do bất thường miễn dịch và khiếm khuyết của hàng rào bảo vệ da giống như điều trị
Cyclosporine, tacrolimus, pimecrolimus, uv light để giảm viêm nhiễm, phục hồi chức năng hàng rào bảo vệ da. Giúp phục hồi sự phát triển bình thường của da.. Bôi steroids tại chỗ có hiệu quả tốt về lâm sàng nhưng mà không có hiệu quả hồi phục chức năng hàng rào bảo vệ da của những bệnh viêm nhiễm dị ứng. Nếu sử dụng trong thời gian ngắn có tác dụng thì phải ngưng sử dụng.
Mặt khác các sản phầm kem và thuốc mỡ giúp tăng cường chức năng giữ ẩm và bảo vệ da, bao gồm lipid và các hydrocarbon giong như lipid, axit béo, este cholesterol và triglyceride trong một thời gian dài mà không gây ảnh hưởng xấu đến các bệnh da có triệu chứng nặng hay nhẹ. Thuốc mỡ thế này giúp sửa chữa những khuyết điểm bảo vệ da, có tác dụng cung cấp độ ẩm ở tế bào lớp sừng, ảnh hưởng sự phân hóa sự sản sinh bình thường của các thượng bì.
Ba phức hợp lipid quan trọng: ceramides, cholesterol và axit béo tự do có thể cải thiện chức năng bảo vệ da và giữ ẩm.
Bất thường về da liên quan đến trở ngại của bảo vệ hàng rào da khác
Photoaging (Lão hóa ánh sáng)
Lão hóa ánh sáng là một tổn thương mãn tính cho da do tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Thường xuất hiện với lão hóa của da bình thường, trong trường hợp này phát sinh tổn thương do tia cực tím của ánh nắng mặt trời. Trong trường hợp này, tổn thương da do tiếp xúc với tia cực tím là nghiêm trọng hơn. Các nghiên cứu về phơi nhiễm với tia tử ngoại mãn tính thì nó là nguyên nhân dẫn đến lão hóa da thời kì đầu và được gọi là photoaging. Photoaging biểu hiện chủ yếu như: nếp nhăn da. sắc tố khác thường, sự thay đổi kết cấu da, tổn thương tiền ung thư actinic keratosis, giảm sự đàn hồi của da.
Hầu hết những triệu chứng trên xuất hiện do sự biến đổi của da. Dày sừng da dâu (Seborrheic keratosis) tồn thương sắc tố, đồi mỗi (lentigines), tăng sắc tố lan tỏa (diffuse hyperpigmentation) xuất hiện do sự biến đổi thượng bì (epidermal changes). Thêm nữa sự biến đổi cấu trúc như thế này dẫn đến lớp thượng bì trở nên mỏng hơn(epidermal thinning), sự thoái hóa của các mô liên kết của lớp hạ bì (disorganization of the dermal connective tissue)
Sự tích lũy vô trật tự của các mô liên kết giống với elastin, giảm interstitial collagen fibrils với mô liên kết gây ra thoái hóa elastin ánh sáng (solar elastosis) đặc trưng của da lão hóa. Phát sinh giãn mạch dưới da (surface telangiectasias) cũng ảnh hưởng đến hệ thống mao mạch (capillaries) giảm bề mặt của cellular component cùng với chất nền ngoại bào của mô liên kết (extracellular matrix of the connective tissue)
Aged Skin (da lão hóa)
Da bị lão hóa sẽ bị khô và viêm da tiếp xúc kích thích cùng tăng theo tuổi tác. Phát sinh thay đổi chức năng hàng rào bảo vệ da. Giảm lipid trong lớp sừng và giảm tổng hợp cholesterol làm chậm tốc độ hồi phục của hàng rào bảo vệ và giảm sự kiên cố của lớp sừng trên da.
Đặc biệt, IL-1 tăng nhanh sau khi bị tổn thương ở da bình thường, nhưng da lão hóa có đặc trưng bởi sự giảm đáng kể IL-1 so với da thường. Phát sinh sự bất thường PH ở bề mặt da. Điều này làm giảm hoạt động của kênh vận chuyển ngược chiều Na+/H+ (sodium hydrogen antiporter), không thể duy trì độ axit trên bề mặt da một cách bình thường. Lipid bất thường đirợc sản xuất và chuyển hóa, dẫn đến sự bài tiết bất thường của lamellar granule, hoạt động quá mức Serine protease sẽ xuất hiện sự khác thường trong hàng rào bảo vệ da.
Photoaged vs Chronically Aged Skin (lão hóa do ánh sáng vs lão hóa da)
Trải qua thời gian da cũng giống như các mỏ khác sẽ phát sinh lão hóa. Lão hóa được chia thành lão hóa nội tại do các yếu tố bèn trong và lão hóa bên ngoài do các yếu tố bên ngoài.
Trải qua thời gian da cũng giống như các mỏ khác sẽ phát sinh lão hóa. Lão hóa được chia thành lão hóa nội tại do các yếu tố bèn trong và lão hóa bên ngoài do các yếu tố bên ngoài.
Lão hóa bên trong xảy ra khi một người già đi và xảy ra ở cả khu vực tiếp xúc với ánh nắng mặt trời lẫn cá khu vực không tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Lão hóa bên ngoài (lão hóa bên ngoài), mặt khác xảy ra ở các yếu tố môi trường cụ thể là bức xạ uv. Lão hóa bcn trong và lão hóa bên ngoài có những đặc điểm chung.
Energy from UVB rays is mostly absorbed by the epidermis and affects epidermal cells such as the keratinocytes. Energy from LVA rays affects both epidermal keratinocytes and the deeper dermal fibroblasts, AP-1, activator protein 1; NF-KB, nuclear factor KB, matrix metalloproteinasn mtDNA, mitochơndrial DNA; ROS, reactive oxygen species.
Tuy nhiên, lão hóa do nguyên nhân bên ngoài là lão hóa nhanh hơn so với tuổi. Bảo vệ làn da khỏi ánh nắng mặt trời (sun- protected skin) phát sinh nhiều triệu chứng như: khô da (dryness), các nếp nhăn tĩnh (fine wrinkles), teo da (skin atrophy), homogeneous pigmentation, dày sừng tiết bã (seborrheic keratoses)
Lão hóa ngoại sinh (Extrinsically aged skin) phát sinh nhiều triệu chứng như: da thô ráp (roughness), khô (dryness), nhăn nheo (fine & coarse wrinkles), teo da(atrophy), sắc tố da gồ ghề (uneven pigmentation) and mạch máu dưới da bất thường (superficial vascular abnormalities) (e.g. telangiectasias)
Lớp sừng được bảo vệ khol ánh sáng mặt trời (Photo-protected skin stratum corneum) bình thường nhưng lớp thượng bì mỏng. Các mối nối Derm-thượng bì và trung bì cũng bị biến đổi, Nguyên bào sợi dạng hoạt động (Dermal fibroblast) cũng làm giảm sự hình thành collagen.
Lão hóa da do ánh sáng (Photoaged skin) do atypia của keratinocyte nên thượng bì có thể trở nên mỏng hơn hoặc dày hơn. Màng đáy thượng bì (Dermo-epidemial junction) bị teo lại atrophy, basal membrane trở nên dày hơn. Điều này khiến cho tế bào keratin ở lớp đáy (basal keratinocyte) đã bị tổn hại. Sự thay đổi trên làn da được phụ thuộc vào lượng tổn thương tia cực tím tích lũy
Thoái hóa elastin do ánh sáng (Solar elastosis) đó là một đặc điểm mô học rõ ràng nhất của lão hóa ánh sáng (photoaged skin).
Ở da lão hóa, lượng elastin giảm, nhưng ở da tiếp xúc với tia cực tím, elastin tăng theo lượng tia uv tiếp xúc. Elastin tăng lên được lấp đầy tại vị trí có sợi collagen. Sự tích lũy và thay đổi elastin này dẫn đến nếp nhăn và tình trạng rối loạn sắc tố da. Hơn nữa làn da bị lão hóa do ánh sáng (photoaged skin) đặc trưng là sự sắp sếp không đồng đều của các sợi collagen.. Các sợi collagen trưởng thành, là một phần của da bình thường, giảm dần về khối lượng và thay thế bằng các sợi collagen bị basophilic degeneration
Thêm vào đó photoaged skin làm tăng glycosaminoglycans và protein ở chất nền ngoại bào (dermal extracellular matrix proteins). Heliodermatitis do lão hóa ánh sáng làm tăng sản sinh hyperplastic fibroblast, Xâm nhập của các tế bào viêm quá mức gây viêm mãn tính. Những thay đổi cũng sảy ra trong hệ thống vi tuần hoàn (Microvasculature) làm xuất hiện tình tmagj giãn mạch (telangiectasias) cùng với những mạch máu bất thường (vascular abnormalities) trên bề mặt da.
Acne (Mụn)
Hàng rào bảo vệ da và liên quan tói phát sinh mụn
Giảm linoleic acid trong da ở bệnh nhân bị mụn trứng cá liên quan đến hàng rào bảo vệ da và sự phát triển của mụn trứng cá. Linoleic acid dùng isotretinoin bằng axit béo cần thiết cho da sau khi mụn được điều trị tốt, mức độ axit linoleic trong da được bình thường hóa. Linoleic acid thấp quá mức dẫn đến sự tăng sinh (hyperproliferation) của follicular keratinocyte, phát sinh proinflammatory cytokines và phát sinh khiếm khuyết trong chức năng hàng rào bảo vệ của follicular epithelium.. Gây ra mụn trứng cá bằng cách hình thành da đầu bởi lớp thượng bì. thay đổi nồng độ canxi canxi, tăng tổng hợp DNA, tăng sinh biểu mô nang lông và tang sừng
Khi 1L-1 a được tiết ra dẫn đến tình trnagj tăng sinh follicular keratinocytes -> dẫn đến sự hình thành của microcomedone. IL-1 tiết ra quá nhiều làm cản trở chức năng phục hồi của hàng rào bảo vệ. Thụ thể yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi (FGFR) -2 cũng có thể dẫn đến tăng sừng và gây ra mụn trứng cá.
Contact Dermatitis (Viêm da tiếp xúc)
Hóa chất gây kích ứng viêm da tiếp xúc mãn tính hoặc cấp tính sau khi tiếp xúc với da, tùy thuộc vào cường độ, thời gian và số lượng chất. Tiếp xúc nhiều lần với nước bao gồm dung môi hữu cơ hoặc chất hoạt động bề mặt dẫn đến phát sinh những hiện tượng sau đây:
Loại bỏ trực tiếp lớp lipid của hàng rào bảo vệ da
Biến đổi cấu trúc lamellar
Tổn hại đến chức năng hàng rào bảo vệ da
Suy giảm chức năng hàng rào bảo vệ cho phép chất kích thích dễ dàng xâm nhập lớp thượng bì bên dưới lớp hạt
Phá hủy màng tế bào của thượng bì (keratinocytes)
Ức chế bài tiết của các cơ quan lamellar granule
Vòng luẩn quẩn này dẫn đến viêm da tiếp xúc kích thích dai dẳng và chức năng rào cản bị suy yếu. Viêm da tiếp xúc dị ứng là sự khởi đầu của một phản ứng viêm nhiễm khi các kháng nguyên khác nhau xâm nhập vào lớp thượng bì thông qua hàng rào bảo vệ da bị tổn thương. Có nhiều trường hợp viêm da kích thích thường đi trước viêm da tiếp xúc dị ứng. Sự xâm nhập thượng bì của các chất kích thích và kháng nguyên dẫn đến sự phát triển quá mức của lớp thượng bì và làm suy yếu nghiêm trọng chức năng rào cản.
Dung môi hữu cơ như acetone hoặc natri lauryl sulfate làm hỏng hàng rào bảo vệ da và làm tăng mật độ của các tế bào Langerhans trong lớp thượng bì. Các hàng rào bảo vệ bị tổn hại kích hoạt các phản ứng miễn dịch như kích hoạt các tế bào T và suy giảm chức năng hàng rào bảo vệ chính dẫn đến các bất thường miễn dịch thứ yếu.
Tài liệu tham khảo:
Fitzpatricks Dermatology_in_GeneralJVledicine_8E, Me GrawHill.
Andrew’s Diseases of the Skin 11TH, Elsevier
Lee Seung Heon, Lee Sang Eun. Ahn Sung Gu. Hơng Seung Pil, Yeo Mungak
Xem thêm:
Tái tạo làn da bằng chất peel da
