洗涤剂破坏皮肤屏障功能机制的研究
作者：尹玲 任道凤 金锡鹏 黄磊 林惠芬
单位：200032 上海医科大学劳动卫生学教研室
关键词：洗涤剂；皮肤屏障；脂；表皮形态
中华劳动卫生病杂志980303
【摘要】 目的 探讨洗涤剂破坏皮肤屏障功能的机制。方法 利用薄层层析技术，以皮肤胆固醇含量的改变为指标，分析洗衣粉对离体新生大鼠背、腹部皮肤和洗衣粉包装工手部表皮脂类的影响；并用透射电镜观察洗衣粉对豚鼠皮肤表皮形态的作用。 结果 洗衣粉对皮肤的脱脂量随浓度增高和接触时间的延长而增加；洗衣粉包装工表皮胆固醇含量明显低于对照组(P<0.01);豚鼠皮肤接触洗衣粉4小时，0.5%洗衣粉组结果基本同对照组，但细胞间偶见小裂隙；1.0%洗衣粉组颗粒层细胞间未见完整的脂质板层膜结构，细胞内缺乏板层体。结论 洗涤剂破坏皮肤屏障功能的机制与其脱脂作用和改变皮肤表皮形态，特别是脂质板层结构和板层体有关。Study on the mechanism of destruction of skin barrier function by detergent Yin Ling,Ren Daofeng,Jin Xipeng,et al.Department of Occupational Health,Shanghai MedicalUniversity,Shanghai 200032
, http://www.100md.com
【Abstract】 Objective The mechanism of destruction of skin barrier function by detergent was studied.Methods The decreasing effects of detergent on the content of cholesterol in newborn rat and female packers' hand skin were observed by TLC.The effects of detergent on guinea pig skin barrier morphology were also observed by transmission electron microscope. Results The content of lipids was decreased by detergent along with detergent concentration and treating time.The content of cholesterol in exposed packers was significantly less than that in control group(P?.01).When guinea pig skin was exposed
, 百拇医药
to detergent so lution for four hours,there was no intact lipid lamellar structure seen in the intercellular domains, and lamellar body was not found in the cells in 1.0% detergent group.In 0.5% detergent group,the structure of skin was similar to normal group but small intercellular lacunae were occasionally observed. Conclusion It is suggested that the destruction of skin barrier function may be related to the decreasing effect on lipids and morphological alteration in the epidermis,especially with the change of lipid lamellar structure and lamellar body.
, http://www.100md.com
【Key words】 Detergent Skin barrier Lipid Epidermal morphology
洗涤剂由表面活性剂和增效的添加剂组成。我室研究表明洗衣粉对皮肤屏障功能有破坏作用[1，2]。国外发现表面活性剂对皮肤屏障功能有影响，但对其机制仍存在争议[3]。为此我们进一步研究洗衣粉破坏皮肤屏障功能的机制，为提出合理有效的防护措施提供依据。
材料与方法
一、材料
3天龄SD大鼠和成年雄性豚鼠(体重400±50 g,上海医科大学动物部提供),洗衣粉(白猫牌不加酶低泡高级洗衣粉，上海合成洗涤剂厂产品)，胆固醇标准品(分析纯,购自上海化学试剂采购站)，G硅胶板(中国科学院药物所)，CS-910薄层层析扫描仪(日本岛津公司产品)，动式渗透装置(本室组装)，HU-11A透射电镜(日本)。
, 百拇医药
二、洗衣粉对人和动物皮肤的脱脂作用
1:样品的制备和测定：(1)断颈处死仔鼠，取背、腹部皮肤分离出表皮，干燥,称重200±50 mg，浸入0.5%、1.0%、5.0%、10.0%的洗衣粉溶液内30分钟，0.5%组分6个时间段(1、5、10、20、40、60分钟)浸泡处理。用氯仿∶甲醇(2∶1)提取3次，离心蒸干，加入乙醇供点样。(2)接触组为洗衣粉包装女工，体检为手部皮肤有刺激症状和皮损体征者;对照组为中华纺织厂女工。用浸有正己烷的脱脂纱布擦洗双手正反面(面积4 cm×10 cm)，收集洗脱液，离心弃沉淀，蒸干，即为皮脂样品。(3)样品的展开和显色：点样，以标准品作外标定量，环己烷∶乙酸乙酯为展开剂，醋酸酮-磷酸缓冲液为显色剂。(4)样品的测定：薄层
层析扫描仪在580 nm处线性扫描，测得各样品的面积，采用外标法定量。以单位重量或单位面积的表皮被脱去胆固醇的量作为观察指标。
三、洗衣粉对动物皮肤屏障形态的影响
, 百拇医药
(1)样品的制备：实验前48小时将豚鼠腹部脱毛，确认皮肤无破损，去除皮下组织，皮片固定于动式渗透装置内，皮上分别加0.5%、1.0%洗衣粉溶液，对照组加水，下方接接收液，流速为4.5 ml/h，温度保持35±1℃，渗透室顶部用粘胶薄膜覆盖。4小时后取出皮片,制作光镜、电镜样品。光镜样品:皮片用10%甲醛溶液固定，HE常规染色。电镜样品：皮片用1%戊二醛预固定，1%锇酸后固定,洗涤,脱水,618环氧树酯包埋，醋酸铀和柠檬酸钠双染色。(2)观察指标：角质层形态及细胞间隙脂质板层结构。
结 果
1.洗衣粉对皮肤的脱脂作用及工人手部皮脂的测定:不同浓度的洗衣粉随浓度的增加,脱脂量增加(表1);浓度为0.5%的洗衣粉对SD仔鼠表皮不同时相(1、5、10、20、40、60分钟)的脱脂量依次为46.1、52.6、56.5、61.2、86.1、95.9 ng/mg皮肤,显示0.5%浓度的洗衣粉随着接触时间的延长,脱脂量增加。工人手部皮脂的测定结果显示接触组胆固醇含量明显低于对照组(P<0.01,表2)。
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二、洗衣粉对豚鼠皮肤屏障形态的影响
1.光镜：1.0%洗衣粉组角质层层状排列，棘细胞核偶见空泡化；0.5%洗衣粉组结果与对照组相同。
2.电镜：对照组在颗粒层细胞外有宽的连续的脂质板，板的双层膜密度和组织均清晰完整，在粒层细胞内可见卵圆形板层体(图1)。1.0%洗衣粉组在颗粒层细胞间隙出现腔隙，看不见完整的脂质板层膜结构，在颗粒层细胞内缺乏板层体(图2);0.5%洗衣粉组脂质板层结构基本正常，但偶见小的裂隙。
表1 不同浓度的洗衣粉对仔鼠皮肤的脱脂作用(30分钟)
Table 1 Thedecreasing effect of various concentration of detergents oncholesterol in SD
, http://www.100md.com
newborn rat epidermis (30 min)
浓度
Concentration
(%)
样品数
Number
脱脂量(ng/mg皮肤)
Content of cholesterol removed
(ng/mg skin,
±s)
0.5
, http://www.100md.com
4
61.4±5.4
1.0
4
78.0±3.9
5.0
4
93.8±9.3
10.0
4
128.8±15.4
表2 洗衣粉接触者与非接触者手部表皮胆固醇的含量(±s)
, http://www.100md.com
Table 2 Contentof cholesterol of hand epidermis in detergent exposure
and non-exposure groups(±s)
组别
Group
样品数
Number
胆固醇(ng/mg 皮肤)
Content of cholesterol
, http://www.100md.com (ng/mg skin)
接触组 Exposure
25
0.47±0.22**
对照组 Control
12
1.07±0.20
**P<0.01
↑：脂质板状结构； *：粒层细胞内板层小体
图1 正常皮肤的角质层 ×200 000
, 百拇医药
↑：lipid lamellar structure; *:lamellar body in the cell
Fig 1 Normal stratum corneum ×200 000
↑：颗粒层细胞间隙不连续板层膜
图2 1%洗衣粉涂皮处理结果 ×12 000
↑：intermittent lipid lamellar structure in the intercellular domains
Fig 2 Treatment with 1% detergent ×12 000
, 百拇医药
讨 论
实验结果表明：随着洗衣粉浓度的增加和接触时间的延长，皮肤的脱脂量增加。测量工人手部同样面积的表皮脂含量，结果也发现接触洗衣粉的工人表皮胆固醇的含量明显低于对照组,说明洗衣粉具有脱脂作用。国外研究表明物质吸收的主要阻力在表皮的角质层，其屏障作用占整体皮肤的90%[4]。表皮脂的含量调节皮肤屏障功能。因此洗衣粉脱脂是洗衣粉破坏皮肤屏障功能的重要原因。
角质层是由角朊细胞和细胞间脂质组成，后者来源于板层体。板层体将糖脂、非极性脂等内容物分泌到细胞间隙，脂肪成分经代谢重组构成了细胞间隙连续的脂质板状结构[5]。当角质层形态结构发生变动时，其屏障功能减弱。本研究表明：洗衣粉破坏板层体和板层脂质结构，必然改变皮肤的屏障功能，这和Menon在活体实验中的结果相似，其原因和脱脂有关[6]。
, http://www.100md.com 总之，长期接触洗衣粉可破坏皮肤屏障。洗衣粉首先产生脱脂作用，通过对脂类结构的影响破坏正常的形态结构。对接触洗涤剂工人的皮肤防护，尤其在冬天是十分重要的。
本研究受国家自然科学基金资助
参 考 文 献
1 任道凤，林惠芬，钱超，等.洗衣粉包装工卫生学调查.中华劳动卫生职业病杂志，1988， 6：198～200.
2 任道凤，李洪.酒精和洗衣粉对皮肤屏障功能的影响.中华劳动卫生职业病杂志，1993，3：156～158.
3 任道凤，尹玲，王丽蔚.洗涤剂对皮肤屏障功能影响的研究.铁道劳动卫生安全与环保，1995， 22：151～153.
4 林国亮主编.皮肤病学.上海:上海医科大学出版社，1990.1～100.5 Donald T.Downing DT.Lipid and protein structures in the permeability barrier of mammalian epidermis.J lipid Res,1992,33:301~313.6 Menon GK,Feingold KR,Elias PM.Lamellar body secretory response to barrier disruption.J Invest Dermatol, 1992,98:279~289.
(收稿：1997-06-20 修回:1997-09-20), 百拇医药
单位：200032 上海医科大学劳动卫生学教研室
关键词：洗涤剂；皮肤屏障；脂；表皮形态
中华劳动卫生病杂志980303
【摘要】 目的 探讨洗涤剂破坏皮肤屏障功能的机制。方法 利用薄层层析技术，以皮肤胆固醇含量的改变为指标，分析洗衣粉对离体新生大鼠背、腹部皮肤和洗衣粉包装工手部表皮脂类的影响；并用透射电镜观察洗衣粉对豚鼠皮肤表皮形态的作用。 结果 洗衣粉对皮肤的脱脂量随浓度增高和接触时间的延长而增加；洗衣粉包装工表皮胆固醇含量明显低于对照组(P<0.01);豚鼠皮肤接触洗衣粉4小时，0.5%洗衣粉组结果基本同对照组，但细胞间偶见小裂隙；1.0%洗衣粉组颗粒层细胞间未见完整的脂质板层膜结构，细胞内缺乏板层体。结论 洗涤剂破坏皮肤屏障功能的机制与其脱脂作用和改变皮肤表皮形态，特别是脂质板层结构和板层体有关。Study on the mechanism of destruction of skin barrier function by detergent Yin Ling,Ren Daofeng,Jin Xipeng,et al.Department of Occupational Health,Shanghai MedicalUniversity,Shanghai 200032
, http://www.100md.com
【Abstract】 Objective The mechanism of destruction of skin barrier function by detergent was studied.Methods The decreasing effects of detergent on the content of cholesterol in newborn rat and female packers' hand skin were observed by TLC.The effects of detergent on guinea pig skin barrier morphology were also observed by transmission electron microscope. Results The content of lipids was decreased by detergent along with detergent concentration and treating time.The content of cholesterol in exposed packers was significantly less than that in control group(P?.01).When guinea pig skin was exposed
, 百拇医药
to detergent so lution for four hours,there was no intact lipid lamellar structure seen in the intercellular domains, and lamellar body was not found in the cells in 1.0% detergent group.In 0.5% detergent group,the structure of skin was similar to normal group but small intercellular lacunae were occasionally observed. Conclusion It is suggested that the destruction of skin barrier function may be related to the decreasing effect on lipids and morphological alteration in the epidermis,especially with the change of lipid lamellar structure and lamellar body.
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【Key words】 Detergent Skin barrier Lipid Epidermal morphology
洗涤剂由表面活性剂和增效的添加剂组成。我室研究表明洗衣粉对皮肤屏障功能有破坏作用[1，2]。国外发现表面活性剂对皮肤屏障功能有影响，但对其机制仍存在争议[3]。为此我们进一步研究洗衣粉破坏皮肤屏障功能的机制，为提出合理有效的防护措施提供依据。
材料与方法
一、材料
3天龄SD大鼠和成年雄性豚鼠(体重400±50 g,上海医科大学动物部提供),洗衣粉(白猫牌不加酶低泡高级洗衣粉，上海合成洗涤剂厂产品)，胆固醇标准品(分析纯,购自上海化学试剂采购站)，G硅胶板(中国科学院药物所)，CS-910薄层层析扫描仪(日本岛津公司产品)，动式渗透装置(本室组装)，HU-11A透射电镜(日本)。
, 百拇医药
二、洗衣粉对人和动物皮肤的脱脂作用
1:样品的制备和测定：(1)断颈处死仔鼠，取背、腹部皮肤分离出表皮，干燥,称重200±50 mg，浸入0.5%、1.0%、5.0%、10.0%的洗衣粉溶液内30分钟，0.5%组分6个时间段(1、5、10、20、40、60分钟)浸泡处理。用氯仿∶甲醇(2∶1)提取3次，离心蒸干，加入乙醇供点样。(2)接触组为洗衣粉包装女工，体检为手部皮肤有刺激症状和皮损体征者;对照组为中华纺织厂女工。用浸有正己烷的脱脂纱布擦洗双手正反面(面积4 cm×10 cm)，收集洗脱液，离心弃沉淀，蒸干，即为皮脂样品。(3)样品的展开和显色：点样，以标准品作外标定量，环己烷∶乙酸乙酯为展开剂，醋酸酮-磷酸缓冲液为显色剂。(4)样品的测定：薄层
层析扫描仪在580 nm处线性扫描，测得各样品的面积，采用外标法定量。以单位重量或单位面积的表皮被脱去胆固醇的量作为观察指标。
三、洗衣粉对动物皮肤屏障形态的影响
, 百拇医药
(1)样品的制备：实验前48小时将豚鼠腹部脱毛，确认皮肤无破损，去除皮下组织，皮片固定于动式渗透装置内，皮上分别加0.5%、1.0%洗衣粉溶液，对照组加水，下方接接收液，流速为4.5 ml/h，温度保持35±1℃，渗透室顶部用粘胶薄膜覆盖。4小时后取出皮片,制作光镜、电镜样品。光镜样品:皮片用10%甲醛溶液固定，HE常规染色。电镜样品：皮片用1%戊二醛预固定，1%锇酸后固定,洗涤,脱水,618环氧树酯包埋，醋酸铀和柠檬酸钠双染色。(2)观察指标：角质层形态及细胞间隙脂质板层结构。
结 果
1.洗衣粉对皮肤的脱脂作用及工人手部皮脂的测定:不同浓度的洗衣粉随浓度的增加,脱脂量增加(表1);浓度为0.5%的洗衣粉对SD仔鼠表皮不同时相(1、5、10、20、40、60分钟)的脱脂量依次为46.1、52.6、56.5、61.2、86.1、95.9 ng/mg皮肤,显示0.5%浓度的洗衣粉随着接触时间的延长,脱脂量增加。工人手部皮脂的测定结果显示接触组胆固醇含量明显低于对照组(P<0.01,表2)。
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二、洗衣粉对豚鼠皮肤屏障形态的影响
1.光镜：1.0%洗衣粉组角质层层状排列，棘细胞核偶见空泡化；0.5%洗衣粉组结果与对照组相同。
2.电镜：对照组在颗粒层细胞外有宽的连续的脂质板，板的双层膜密度和组织均清晰完整，在粒层细胞内可见卵圆形板层体(图1)。1.0%洗衣粉组在颗粒层细胞间隙出现腔隙，看不见完整的脂质板层膜结构，在颗粒层细胞内缺乏板层体(图2);0.5%洗衣粉组脂质板层结构基本正常，但偶见小的裂隙。
表1 不同浓度的洗衣粉对仔鼠皮肤的脱脂作用(30分钟)
Table 1 Thedecreasing effect of various concentration of detergents oncholesterol in SD
, http://www.100md.com
newborn rat epidermis (30 min)
浓度
Concentration
(%)
样品数
Number
脱脂量(ng/mg皮肤)
Content of cholesterol removed
(ng/mg skin,
±s)0.5
, http://www.100md.com
4
61.4±5.4
1.0
4
78.0±3.9
5.0
4
93.8±9.3
10.0
4
128.8±15.4
表2 洗衣粉接触者与非接触者手部表皮胆固醇的含量(
±s), http://www.100md.com
Table 2 Contentof cholesterol of hand epidermis in detergent exposure
and non-exposure groups(
±s)组别
Group
样品数
Number
胆固醇(ng/mg 皮肤)
Content of cholesterol
, http://www.100md.com (ng/mg skin)
接触组 Exposure
25
0.47±0.22**
对照组 Control
12
1.07±0.20
**P<0.01
↑：脂质板状结构； *：粒层细胞内板层小体图1 正常皮肤的角质层 ×200 000
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↑：lipid lamellar structure; *:lamellar body in the cell
Fig 1 Normal stratum corneum ×200 000
↑：颗粒层细胞间隙不连续板层膜
图2 1%洗衣粉涂皮处理结果 ×12 000
↑：intermittent lipid lamellar structure in the intercellular domains
Fig 2 Treatment with 1% detergent ×12 000
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讨 论
实验结果表明：随着洗衣粉浓度的增加和接触时间的延长，皮肤的脱脂量增加。测量工人手部同样面积的表皮脂含量，结果也发现接触洗衣粉的工人表皮胆固醇的含量明显低于对照组,说明洗衣粉具有脱脂作用。国外研究表明物质吸收的主要阻力在表皮的角质层，其屏障作用占整体皮肤的90%[4]。表皮脂的含量调节皮肤屏障功能。因此洗衣粉脱脂是洗衣粉破坏皮肤屏障功能的重要原因。
角质层是由角朊细胞和细胞间脂质组成，后者来源于板层体。板层体将糖脂、非极性脂等内容物分泌到细胞间隙，脂肪成分经代谢重组构成了细胞间隙连续的脂质板状结构[5]。当角质层形态结构发生变动时，其屏障功能减弱。本研究表明：洗衣粉破坏板层体和板层脂质结构，必然改变皮肤的屏障功能，这和Menon在活体实验中的结果相似，其原因和脱脂有关[6]。
, http://www.100md.com 总之，长期接触洗衣粉可破坏皮肤屏障。洗衣粉首先产生脱脂作用，通过对脂类结构的影响破坏正常的形态结构。对接触洗涤剂工人的皮肤防护，尤其在冬天是十分重要的。
本研究受国家自然科学基金资助
参 考 文 献
1 任道凤，林惠芬，钱超，等.洗衣粉包装工卫生学调查.中华劳动卫生职业病杂志，1988， 6：198～200.
2 任道凤，李洪.酒精和洗衣粉对皮肤屏障功能的影响.中华劳动卫生职业病杂志，1993，3：156～158.
3 任道凤，尹玲，王丽蔚.洗涤剂对皮肤屏障功能影响的研究.铁道劳动卫生安全与环保，1995， 22：151～153.
4 林国亮主编.皮肤病学.上海:上海医科大学出版社，1990.1～100.5 Donald T.Downing DT.Lipid and protein structures in the permeability barrier of mammalian epidermis.J lipid Res,1992,33:301~313.6 Menon GK,Feingold KR,Elias PM.Lamellar body secretory response to barrier disruption.J Invest Dermatol, 1992,98:279~289.
(收稿：1997-06-20 修回:1997-09-20), 百拇医药