Sự cân bằng của da : Các yếu tố ảnh hưởng

2.2.1 Tế bào

Da là một trong những cơ quan lớn nhất trong cơ thể con người và các chức năng sinh lý của nó rất phức tạp . Sự cân bằng nội môi của da đòi hỏi một loạt các phân tử và tế bào phức tạp và tinh vi phối hợp với nhau để điều chỉnh quá trình trao đổi chất của lớp biểu bì và sửa chữa các tổn thương do các kích thích nội sinh và ngoại sinh gây ra. Các phân tử và tế bào này sử dụng các con đường và cơ chế khác nhau để hoàn thành các chức năng sinh lý của da nhằm duy trì trạng thái ổn định của da.  Keratinocyte là thành phần chính trong lớp biểu bì; chúng có nguồn gốc từ các tế bào đáy thông qua quá trình biệt hóa, tiếp tục di chuyển lên trên trong quá trình biệt hóa và cuối cùng hình thành các tế bào sừng trưởng thành trong lớp sừng, cùng với lipid và các thành phần khác tạo nên hàng rào bảo vệ da. ^​​ Keratinocyte không chỉ hoạt động như một hàng rào vật lý như một “viên gạch” của “cấu trúc thành gạch” trong hàng rào bảo vệ da mà còn có các đặc điểm miễn dịch bẩm sinh và khả năng tạo ra phản ứng miễn dịch. Là cảm biến đầu tiên và lính canh miễn dịch của sự xâm nhập của tác nhân gây bệnh, tế bào sừng tự kích hoạt bằng cách nhận biết các thụ thể giống toll, giải phóng nhiều loại cytokine và chemokine gây viêm, do đó khởi phát phản ứng miễn dịch bẩm sinh của da và đóng vai trò không thể thiếu trong việc duy trì cân bằng da. Các cytokine và chemokine này thu hút các tế bào miễn dịch đến vị trí bị tổn thương và tham gia vào quá trình bảo vệ và sửa chữa của cơ thể. Kennedy-Crispin và cộng sự đã chỉ ra rằng tế bào sừng được kích hoạt bởi quá trình ly giải tế bào có thể tổng hợp các phân tử gây viêm như CCL20, có khả năng tuyển dụng các tế bào đơn nhân/tế bào dendrit tủy và tế bào T đến các vùng da tại chỗ, giúp loại bỏ các sinh vật như Staphylococcus aureus khó kiểm soát thông qua cơ chế miễn dịch bẩm sinh. Đồng thời, chúng cũng có thể ảnh hưởng đến các tế bào và mô da xung quanh, cải thiện khả năng thích nghi với môi trường bên ngoài. Ngoài ra, tế bào sừng cũng là một trong những phần quan trọng của quá trình chuyển hóa vitamin D trong da. Vitamin D là một chất dinh dưỡng quan trọng điều chỉnh hệ thống miễn dịch và tăng cường khả năng miễn dịch của cơ thể, do đó giúp cơ thể chống lại nhiều bệnh tật. Các tế bào sừng trong da rất giàu thụ thể có thể chuyển đổi và chuyển hóa vitamin D hiệu quả trong cơ thể, do đó cung cấp khả năng bảo vệ miễn dịch nhiều hơn cho cơ thể. Do đó, các tế bào sừng không chỉ là một thành phần trong cấu trúc của da mà còn đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe của da và khả năng miễn dịch của cơ thể.Ngoài các tế bào cấu trúc như tế bào sừng, lớp biểu bì còn chứa các loại tế bào miễn dịch khác nhau, chẳng hạn như tế bào Langerhans (LC). LC có thể tiếp nhận và xử lý các kháng nguyên lạ trong điều kiện cân bằng nội môi và tình trạng viêm và di chuyển chúng đến các hạch bạch huyết, gây ra phản ứng miễn dịch thích ứng với một kháng nguyên cụ thể.Sự đa dạng tế bào của lớp hạ bì phức tạp hơn so với lớp biểu bì và chứa nhiều tế bào miễn dịch chuyên biệt và tế bào da tạo nên mô lymphoid liên quan đến da (SALT), đóng vai trò phát hiện cân bằng nội môi của da và giúp duy trì sự cân bằng chuyển hóa và tính toàn vẹn của hàng rào. Khi cơ thể bị tổn thương, các tế bào này sẽ thực hiện chức năng điều hòa miễn dịch, nhận diện tác nhân gây bệnh, điều chỉnh chuỗi phản ứng miễn dịch tại chỗ và tham gia vào quá trình bệnh sinh của các bệnh tự miễn và quá mẫn để gây ra tác dụng của chúng. 

2.2.2 Chất béo

Là thành phần chính tạo nên hàng rào bảo vệ da, lipid da cũng rất quan trọng trong việc duy trì cân bằng nội môi của da. Lipid da bao gồm lipid tuyến bã nhờn do tuyến bã nhờn tiết ra, lipid nội bào được tổng hợp trong quá trình chuyển hóa của tế bào sừng và lipid do vi sinh vật trên bề mặt da chuyển hóa.  Lipid tuyến bã nhờn là một loại lipid do tuyến bã nhờn tiết ra, chủ yếu chứa triglyceride, este sáp, squalene và các thành phần lipid khác. Trong số đó, squalene là một loại lipid quan trọng do tuyến bã nhờn ở da tiết ra, có thể ngăn chặn hiệu quả các phản ứng dây chuyền gốc tự do và ức chế quá trình peroxy hóa bã nhờn, do đó bảo vệ da khỏi stress oxy hóa tia cực tím Lipid tuyến bã nhờn được tiết ra bề mặt da và nhũ tương hóa với mồ hôi, tạo thành lớp màng bã nhờn bao phủ da. 

  Ngoài ra, bã nhờn còn có chức năng miễn dịch và các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng axit lauric (C12: 0) và axit sapienic (C16: 1Δ6) được chiết xuất từ ​​triglyceride bã nhờn của con người là một phần của hệ thống miễn dịch bẩm sinh của da và có tác dụng kháng khuẩn. Trong số đó, axit sapienic (C16: 1Δ6) là axit béo dồi dào nhất trong bã nhờn của con người, có tác dụng kháng khuẩn bằng cách kích hoạt quá trình khử cực màng và ngăn chặn các nhánh đại phân tử, dẫn đến sự phân giải tế bào vi khuẩn và chết. 

Ngoài ra, một số vi sinh vật xâm chiếm da sản xuất lipid trong quá trình trao đổi chất. Các vi sinh vật như Propionibacterium và Malassezia có thể sử dụng triglyceride do tuyến bã nhờn tiết ra để sản xuất axit béo tự do giúp duy trì môi trường axit yếu của da, do đó ngăn ngừa các tác nhân gây bệnh bên ngoài và vi khuẩn gây bệnh xâm chiếm da. Đồng thời, quá trình trao đổi chất của vi sinh vật cũng sản xuất một số axit béo chuỗi ngắn, có thể ảnh hưởng trực tiếp đến các tế bào da hoặc ức chế sự phát triển của một số vi sinh vật bằng cách kích thích phản ứng miễn dịch, do đó chúng có thể duy trì sự cân bằng vi sinh vật của da và giúp duy trì cân bằng nội môi của da. 

2.2.3 Hệ vi sinh vật

Hệ vi sinh vật trên da là một hệ thống phức tạp và luôn thay đổi, còn được gọi là hệ vi sinh vật. Sự cân bằng giữa các vi sinh vật và sự tương tác của chúng với vật chủ là chìa khóa để duy trì hệ thống này. Có nhiều sự cùng tồn tại hiệp đồng và mối quan hệ cạnh tranh giữa các cộng đồng vi khuẩn, tạo thành một hệ sinh thái nhỏ nhưng quan trọng. Duy trì trạng thái cân bằng của hệ vi sinh vật trên da giúp ngăn ngừa sự xuất hiện của nhiều bệnh ngoài da phổ biến và duy trì sức khỏe của da.

Hệ vi sinh vật trên da người khỏe mạnh lấp đầy một hốc sinh thái và có thể ngăn ngừa hiệu quả sự xâm nhập và định cư của các tác nhân gây bệnh lạ, đây là một phần của chức năng hàng rào bảo vệ da. ^​​ Ngoài ra, hệ vi sinh vật trên da cũng rất quan trọng trong việc tạo ra và thiết lập chức năng miễn dịch mắc phải ở vật chủ, đặc biệt là đối với hệ thống miễn dịch ở trẻ sơ sinh. Hệ vi sinh vật có thể kích hoạt các tế bào T điều hòa (Treg) thông qua tín hiệu với các tế bào miễn dịch của vật chủ và thu hút các tế bào T này đến vị trí da, tăng cường tương tác với vi khuẩn và do đó thiết lập khả năng chịu đựng đối với các vi sinh vật cộng sinh. Các vi sinh vật biểu bì cũng có thể tiết ra các phân tử miễn dịch để thực hiện các chức năng miễn dịch. Propionibacterium acnes điều chỉnh quá trình tiết β-defensin-2 của tế bào sừng và tế bào bã nhờn. Đồng thời, các vi khuẩn thường trú như Propionibacterium acnes có thể phân hủy các chất chuyển hóa của tế bào sừng, duy trì môi trường axit yếu của lớp biểu bì và giúp chống lại sự xâm nhập của vi khuẩn gây bệnh bên ngoài. 

Hệ vi sinh vật trên da cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình chữa lành vết thương. 

4.1.1 Hệ thống thần kinh nội tiết-miễn dịch

Da là cơ quan có chức năng thần kinh, nội tiết và miễn dịch. Theo quan điểm thần kinh, da giao tiếp thông qua hệ thần kinh và các thụ thể và giải phóng các yếu tố dinh dưỡng thần kinh và peptide, và các tác động sinh lý khác nhau của nó, chẳng hạn như chuyển hóa, miễn dịch, đổ mồ hôi, phản ứng miễn dịch, điều hòa nhiệt độ và sửa chữa DNA, có liên quan chặt chẽ đến sự chi phối thần kinh. Theo quan điểm nội tiết, da cũng là một cơ quan nội tiết quan trọng tiếp nhận và tiết ra hầu hết các hormone và có thể được coi là một phần của trục hạ đồi-tuyến yên-tuyến thượng thận (HPA). Khi da ở trạng thái ổn định, nếu cơ thể đang phải đối mặt với một sự kiện căng thẳng, trục HPA sẽ được kích hoạt, thúc đẩy quá trình tổng hợp và giải phóng hormone giải phóng adrenocorticotropin (CRH), do đó kích thích vỏ thượng thận tổng hợp và tiết glucocorticoid (GC) để duy trì các chức năng sinh lý khác nhau của cơ thể con người.  CRH cũng kích hoạt các tế bào thần kinh norepinephrine, cho phép các dây thần kinh giao cảm ngoại biên và tủy thượng thận giải phóng norepinephrine và epinephrine. Nồng độ glucocorticoid tăng cao trong máu sẽ ức chế các quá trình trên, hình thành sự điều hòa phản hồi tiêu cực, do đó hoàn thành chức năng sinh lý của trục HPA. Da giao tiếp với hệ thần kinh trung ương, dây thần kinh ngoại biên và dây thần kinh tự chủ thông qua trục HPA, và nhiều tác nhân gây căng thẳng khác nhau có thể dẫn đến sự kích hoạt của các nhánh khác nhau, từ đó dẫn đến phản ứng viêm thần kinh. Ngoài ra, da cũng là một cơ quan nội tiết thần kinh, không chỉ được điều hòa bởi cả dây thần kinh và hormone mà còn có chức năng tự điều hòa, có thể ảnh hưởng đến các quá trình sinh lý của cơ thể bằng cách tiết ra nhiều loại hormone và neuropeptide.  Bằng chứng cho thấy sự hiện diện của trục HPA ngoại vi trong da tương tự như trục HPA trung tâm. 

 Theo quan điểm miễn dịch, tế bào sừng (KC) không chỉ là những “viên gạch” tạo nên “cấu trúc tường gạch” của da mà còn có đặc điểm miễn dịch bẩm sinh và khả năng tạo ra phản ứng miễn dịch thích ứng. KC không chỉ là tế bào đầu tiên cảm nhận và phản ứng với sự xâm nhập của mầm bệnh mà còn nhận ra các kích thích bên ngoài thông qua các thụ thể đặc hiệu và giải phóng nhiều chất khác nhau để trung hòa mầm bệnh hoặc kích hoạt các phản ứng miễn dịch khác. Ngoài ra còn có nhiều loại tế bào miễn dịch dưới da giúp duy trì cân bằng nội môi và SALT phát huy tác dụng khi cân bằng nội môi bị phá vỡ, bao gồm xác định mầm bệnh, điều chỉnh phản ứng miễn dịch tại chỗ và tham gia vào quá trình bệnh sinh.

4.1.2 Hàng rào bảo vệ da

Da là hàng rào tự nhiên bảo vệ cơ thể con người khỏi các chất có hại từ thế giới bên ngoài, bao gồm bốn phần: hàng rào vật lý, hàng rào hóa học, hàng rào miễn dịch và hàng rào vi sinh thái. Hàng rào vi khuẩn, tức là vi sinh thái da, đề cập đến hệ sinh thái bao gồm các tế bào vật chủ và chất tiết, các vi sinh vật khác nhau và môi trường vi mô trên bề mặt da, cùng nhau duy trì sự cân bằng của vi sinh thái da và là hàng rào phản ứng đầu tiên của da. Các cộng đồng vi khuẩn này bao gồm vi khuẩn, nấm và vi-rút, hoạt động như các đồn biên giới, truyền tín hiệu bên ngoài đến mạng lưới miễn dịch chức năng của da. Hàng rào hóa học chủ yếu là "mặt nạ axit" được hình thành bởi môi trường axit yếu trên bề mặt da, duy trì sự cân bằng độ pH của da. Hàng rào vật lý là "bức tường gạch" bao gồm lipid, lớp sừng và màng bã nhờn bảo vệ da và chứa đầy ceramide, axit béo và cholesterol. Các lipid này tạo thành một hàng rào chặt chẽ và hiệu quả với các tế bào sừng ngăn chặn hàng rào xâm nhập của các phân tử lạ và mầm bệnh, hạn chế đáng kể tình trạng mất nước qua biểu bì, lọc khoảng 70% bức xạ UV có hại và chống lại các tác động vật lý và hóa học khác. Khi hàng rào vật lý thay đổi, tốc độ mất nước phân tán tăng lên và mức độ tiếp xúc với chất gây kích ứng tăng lên, điều này có nhiều khả năng gây mất cân bằng cân bằng da. Hàng rào miễn dịch là phần cuối cùng của hàng rào da, bao gồm nhiều loại tế bào miễn dịch cư trú ở lớp biểu bì và lớp hạ bì và hoạt động cùng nhau để duy trì tính toàn vẹn của hàng rào. 

4.1.3 Hệ thống chuyển hóa da

Da cũng là một trong những cơ quan chuyển hóa quan trọng của cơ thể con người, và sự cân bằng chuyển hóa của nhiều chất khác nhau bên trong da là điều cần thiết để duy trì cân bằng nội môi của da. Ví dụ, tế bào sừng duy trì sự ổn định của chức năng hàng rào bảo vệ da bằng cách tiết ra chất trao đổi nucleotide guanine RAB 1 (RABGEF1) để ức chế sự kích hoạt của con đường truyền tín hiệu IL1R/MYD88/NF-κB. Khi da bị tổn thương, rối loạn chức năng hoặc mất cân bằng, các đại thực bào được kích thích và giải phóng nhiều chất để khôi phục cân bằng nội môi theo cách thích ứng với phản ứng viêm. 

Ngoài ra, như một vữa cho “cấu trúc tường gạch”, quá trình chuyển hóa lipid bình thường giữa các tế bào cũng rất quan trọng để duy trì cân bằng da. Khi hoạt động của các enzyme liên quan đến chuyển hóa lipid bị giảm hoặc biểu hiện của các gen enzyme bị bất thường, nó không chỉ ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp, vận chuyển hoặc tiết lipid mà cuối cùng sẽ dẫn đến rối loạn chức năng hàng rào da và tổn thương cân bằng da.

 Không chỉ vậy, lipid cũng có thể hoạt động như các phân tử truyền tín hiệu để khởi đầu các con đường truyền tín hiệu hoặc ảnh hưởng đến mức độ hormone để duy trì cân bằng da. Tổng hợp ceramide tăng lên khi có kích thích viêm hoặc chiếu tia cực tím, và nó kích hoạt serine/threonine phosphatase (CAPS) hoạt hóa ceramide như một tín hiệu lipid điều chỉnh chức năng biểu bì, khởi đầu quá trình apoptosis qua trung gian ty thể.  Đồng thời, phospholipase cũng được kích hoạt để giải phóng axit arachidonic từ màng tế bào và sau đó axit arachidonic tạo ra prostaglandin E2 (PGE2) thông qua con đường cyclooxygenase (COX) hoặc lipoxygenase (LOX),  không chỉ ức chế tín hiệu thụ thể tế bào T mà còn là chất hoạt hóa hiệu quả của con đường truyền tín hiệu Wnt, đóng vai trò quan trọng trong cân bằng da và bệnh tật.