Ethnische Unterschiede in der Hautphysiologie, Haarfollikelmorphologie und follikulären Penetration von topisch applizierten Substanzen

Abstract

Hintergrund: Ethnische Unterschiede der Haut machen sich nicht nur in der Hautfarbe bemerkbar. Tatsächlich weisen viele Untersuchungen darauf hin, dass die verschiedenen ethnischen Gruppen auch unterschiedliche morphlogische und funktionelle Hautcharakteristika besitzen, die dann bei der Entwicklung und Anwendung von kosmetischen oder therapeutischen Topika unbedingt berücksichtigt werden müssen, da eine unterschiedliche Penetration und damit Wirkung die Folge sein kann. Im Rahmen dieser Arbeit wurden daher schwerpunktmäßig die ethnischen Unterschiede in Bezug auf verschiedene hautphysiologische Parameter sowie die Haar- und Follikelmorphologie untersucht. Darüber hinaus wurde sowohl das interzelluläre als auch das follikuläre Penetrationsverhalten von topisch applizierten Substanzen überprüft, da die Haarfollikel bei der Hautpenetration von topisch applizierten Substanzen eine große Rolle spielen. Methoden: In die Untersuchungen wurden jeweils 6 Probanden aus drei ethnischen Gruppen (Kaukasier, Afrikaner, Asiaten) eingeschlossen. Neben der Bestimmung von hautphysiologischen Parametern (TEWL, Hautfeuchte, pH, Sebum, Hautrauhigkeit, Melaninverteilung und Antioxidantienkonzentration) wurden bei den Probanden verschiedene follikelmorphologische Parameter der Haare (Haardurchmesser, Haardichte, Follikelöffnungsdurchmesser, Volumen und Fläche des Follikelinfundibulums) im Bereich der Wade und des Capillitiums vermessen. Im dritten Teil der Studie wurde die follikuläre und intrazelluläre Penetration von topisch appliziertem Natriumfluorescein in wässriger Lösung mittels der Differential-Stripping-Methode untersucht. Hierbei wird zunächst das Stratum corneum mit der Abrissmethode entfernt und anschließend der Inhalt der Haarfollikel mit einem Cyanoacrylatabriss entnommen. Die Menge an penetriertem Natiumfluorescein wurde 30 min, 24 und 96 Stunden nach topischer Applikation im Stratum corneum und in den Haarfollikeln mit Hilfe von fluoreszenzspektroskopischen Messungen bestimmt. Ergebnisse: Die Untersuchungen der hautphysiologischen Parameter ergaben bei den drei ethnischen Gruppen vergleichbare Werte in Bezug auf TEWL, Hautfeuchte, pH, Sebum, Hautrauhigkeit und Antioxidantienkonzentration, während die Afrikaner erwartungsgemäß im Vergleich zu den anderen beiden ethnischen Gruppen in allen Epithelschichten vermehrte Melaninmengen aufwiesen. Die Vermessung der Haarfollikel am Capillitium ergab, dass die Kaukasier deutlich größere Terminalhaarfollikel besitzen als die Asiaten und Afrikaner. Die Haarfollikelfläche ist ein wichtiger Parameter für die Hautpenetration. Sie stellt die zusätzlich zu Verfügung stehende Absorptionsfläche dar. Im Bereich der Wade macht sie bei den Kaukasiern 3%, bei den Afrikaner 2,6% und bei den Asiaten 2,4% der Hautoberfläche aus. Neben der Ermittlung des Haarfollikelreservoirs, welches keine ethnischen Unterschiede aufwies, wurde gleichzeitig die interzeluläre und follikuläre Penetration im Bereich der Wade untersucht. Nach 30-minütiger Penetrationszeit waren bei den ethnischen Gruppen keine signifikanten Unterschiede detektierbar. Nach einer Penetrationszeit von 24 und 96 Std. wiesen die asiatischen Probanden jedoch signifikant höhere Werte auf, wobei dieser Effekt sich vermutlich mit habituellen Gewohnheiten erklären lässt Schlussfolgerung: Die im Rahmen dieser Arbeit erhobenen Daten weisen daraufhin, dass ethnische Unterschiede der Haut und Haarfollikel zwar in einigen Bereichen vorhanden sind, der Einfluss auf die Penetration aber vermutlich eher zu vernachlässigen ist. Vielmehr scheinen bei der Entwicklung und Anwendung von Produkten auch habituelle und kulturelle Angewohnheiten mit berücksichtigt werden zu müssen. Dennoch wären weiterführende Forschungsvorhaben an größeren Probandenkollektiven durchaus von Interesse. Darüber hinaus wäre es sinnvoll und nützlich, das Haarfollikelreservoir und die interzelluläre und follikuläre Penetration auf der Kopfhaut zu untersuchen.

There is increasing evidence that different ethnic groups exhibit varieties in skin physiological parameters and penetration behaviour, although data available are inconsistent. Likewise variations in hair follicle morphology have been described although its influence on the follicular penetration process has not been investigated until now. Therefore, the aim of the present study was to investigate skin physiological parameters, the hair follicle morphology and the follicular and intercellular penetration process on the same group of Asian, Caucasian and African volunteers. Whereas no significant differences with regard to the skin physiological parameters could be observed apart from the obvious increased melanin distribution in Africans, morphological analysis of the hair follicles revealed inter alia that Caucasians had significantly larger terminal hair follicles than Asians and Africans. The surface of the hair follicle infundibulum was shown to be 3% for Caucasians, 2.6% for Africans and 2.4% for Asians. The penetration investigations revealed no significant differences after 30 minutes penetration time, whereas after 24 h, the Asian volunteers presented significantly larger amounts of sodium fluorescein in the hair follicles and the stratum corneum which seemed to be explainable with cultural habits. The results of the study indicate that although structural and morphological differences with regard to skin and hair follicle morphology exist among different ethnic groups, their influence on the penetration process seems to be of minor importance. In reality, also the cultural habits have to be considered when products are designed. Nevertheless, investigations on the follicular reservoir should be repeated on further skin sites and on larger numbers of volunteers.