Effects of Ozone Exposure on Human Stratum Corneum

Sammanfattning

Luftföroreningar bidrar till nedsatt hudbarriärfunktion, där ozon (O3) verkar som ett kraftfullt oxidationsmedel vid gränssnittet mellan luft och hud. Tidigare forskning har karakteriserat ozoninducerad oxidation av ytlipider, men konsekvenserna för den övergripande mekaniska sammanhållningen i stratum corneum (SC) är fortfarande ofullständigt kartlagda. Denna studie testade hypotesen att mekaniska och strukturella effekter av ozon på isolerat humant SC kan kvantifieras genom att kombinera mätningar av torkningsspänning via substratböjning med attenuerad totalreflektans-Fouriertransformerad infraröd spektroskopi (ATR-FTIR) på samma vävnad. SC isolerades från kadaverbuk och exponerades för ozon i en specialdesignad flödeskammare under 20, 40 och 120 minuter, med parade mätningar utförda på varje prov före och efter exponering. Under samtliga tre exponeringstider uppvisade ozonbehandlade SC-filmer en lägre normaliserad topptorkningsspänning jämfört med obehandlade kontroller, med genomsnittliga minskningar på 23,7 ± 26,0 %, 12,1 ± 7,7 %, respektive 11,8 ± 24,1 %. Majoriteten av provparen visade minskad toppspänning efter exponering. ATR-FTIR-analys påvisade två parallella kemiska förändringar som ackumulerades med exponeringstiden. Resultaten visade en uppåtförskjutning av de symmetriska och asymmetriska sträckningsfrekvenserna för CH2, vilket indikerar progressiv oordning i de intercellulära lipidacylkedjorna, samt en omfördelning i Amid I-keratinets sekundärstruktur från antiparallella β-flak och vändkonformationer mot α-helixstrukturer. Sammantaget ger dessa resultat preliminära belägg för att akut exponering för höga ozondoser stör både lipid- och proteinfraktionerna i SC och därmed bidrar till en minskning av dess övergripande mekaniska sammanhållning. Detta antyder en strukturell mekanism genom vilken oxidativa luftföroreningar kan äventyra hudbarriärens integritet, utöver den ytkemi som dokumenterats i tidigare forskning.