Permeabilita a mikrostruktura modelových lipidových membrán stratum corneum: srovnání nehydroxylovaných a (R)- a (S)-α-hydroxylovaných ceramidů

Abstract

Ceramidy jsou látky ze skupiny sfingolipidů, které jsou nezbytné pro správnou funkci kožní bariéry. Kožní bariéra se nachází v nejsvrchnější vrstvě kůže nazývané stratum corneum. Společně s cholesterolem a volnými mastnými kyselinami jsou zde ceramidy zastoupeny v ekvimolárním množství. Kožní ceramidy jsou acylované sfingoidní báze, kterými mohou být buď sfingosin, fytosfingosin, dihydrosfingosin nebo 6-hydroxysfingosin. Sfingoidní báze jsou N-acylovány nehydroxylovanou, α-hydroxylovanou nebo ω-hydroxylovanou mastnou kyselinou. Cílem této práce bylo studium permeability a mikrostruktury modelových membrán obsahující ceramidy s nesubstituovaným (nehydroxylovaným) a α-hydroxylovaným acylem. Dále byl u α-hydroxylovaných ceramidů zkoumán vliv stereochemie hydroxylové skupiny v poloze 2 acylové části. Byly připraveny modelové lipidové membrány obsahující příslušný ceramid, směs mastných kyselin (C16-24), cholesterol a 5% podíl cholesterol-sulfátu. Na takto připravených membránách byly studovány bariérové vlastnosti ceramidů pomocí vybraných permeačních parametrů: relativní ztráta vody přes membránu, elektrická impedance, flux theofylinu a flux indomethacinu. Mikrostruktura a mísitelnost ceramidů s ostatními lipidy byla hodnocena pomocí infračervené spektroskopie a rentgenové práškové difrakce. Výsledky...

Ceramides are lipid components in the uppermost layer of the skin, stratum corneum and they are essential for correct function of a skin barrier. In the stratum corneum, ceramides with cholesterol and free fatty acids are in equimolar ratio. Ceramides contain sphingoid bases, which are amino alcohols sphingosine, phytosphingosine, dihydrosphingosine or 6- hydroxysphingosine. These sphingoid bases are N-acylated by non-hydroxylated, α- hydroxylated or ω-hydroxylated fatty acid, mostly by lignoceric (C24) acid. The aim of this work was to study the permeability and microstructure of the model membranes containing non-hydroxylated ceramides. Moreover, we aimed to study the effect of additional α-hydroxyl group in ceramides including the effect of stereochemistry in position 2. We prepared model membranes based on Cer, free fatty acids (C16-24), cholesterol and a small amount of cholesteryl sulfate (5 wt%). We investigated four permeability markers: electrical impedance, water loss through the membrane, flux of theophylline and flux of indomethacin. The microstructure and miscibility of ceramides with other lipids were studied by infrared spectroscopy and X-ray powder diffraction. The results from experiments showed some differences between ceramides. For example the effect of the type of sphingoid...