Cover Page
The handle http://hdl.handle.net/1887/33219 holds various files of this Leiden University dissertation Author: Mojumdar, Enamul Haque Title: A model membrane approach to elucidate the molecular organization in the skin barrier Issue Date: 2015-06-16
CHAPTER
Nederlandse Samenvatting
9 INTRODUCTIE De huid vormt een beschermende laag tegen ongewenste invloeden van buiten af. Deze barrièrefunctie wordt gevormd door de bovenste laag van de huid, het stratum corneum (SC). Het SC bestaat uit dode cellen, corneocyten, die gevuld zijn met voornamelijk keratine en water. Tussen de cellen bevinden zich lipiden die een een zeer geordende structuur vormen. Vanwege de ondoordringbaarheid van de wand van de corneocyten, vindt de penetratie van stoffen voornamelijk plaats via deze intercellulaire lipiden matrix, zie figuur 1 1,2. De belangrijkste lipidengroepen in het SC zijn ceramiden (CERs), cholesterol (CHOL) en vrije vetzuren (FFAs). Deze lipiden zijn in een equimolaire verhouding aanwezig. De CERs zijn zeer karakteristieke lipiden die alleen in het SC in zo’n grote hoeveelheid voorkomen. Ze bestaan uit een sphingoïde base die gekoppeld is aan een vetzuurketen doormiddel van een amide binding. Op grond van de variatie in de sfingoïde kopgroep en in het type vetzuurketen worden de CERs in verschillende subklassen ingedeeld. Inmiddels zijn er 14 verschillende CER subklassen geïdentificeerd in het menselijk SC 3,4,6-8. Sommige CERs hebben een lange vetzuurketen, ook wel acylstaart genoemd (tot 34 koolstofatomen), die via een ester binding gekoppeld is aan een linolzuur. Deze groep van CERs worden CER EO genoemd en spelen een belangrijke rol in de barrièrefunctie van de huid 9,10. De FFAs in het menselijk SC zijn meestal verzadigd en variëren in ketenlengte tussen de 14 en 34 koolstof atomen, met een gemiddelde lengte van ongeveer 20 tot 22 koostof atomen 10-13. De lipiden zijn geordend in lagen, die zeer regelmatig op elkaar gestapeld zijn en nagenoeg parallel aan het huidoppervlak georienteerd zijn. Deze worden ook wel de zogenaamde lamellaire fasen genoemd. Twee verschillende lamellaire fasen zijn aanwezig in menselijk SC, zie figuur 1. Ze worden aangeduid met hun repetitieafstand. Dit is de lengte van de eenheid waarover de structuur zich herhaalt. Deze is verschillend voor de 2
PART III
Nederlandse samenvatting
Figuur 1: Structuur van de huid. Het bovenste laagje van de huid, het stratum corneum, bestaat
uit corneocyten ingebed in een lipiden matrix. Omdat componenten opgebracht op het huidoppervlak vooral door de lipiden matrix diffunderen is de lipidenorganisatie in deze matrix belangrijk voor de barrierefunctie van de huid. De lipiden vormen twee lamellaire fasen, die een verschillende repetitie afstand hebben, namelijk 13 en 6 nm. Binnen deze lagen zijn de lipiden gerangschikt in een zogenaamde laterale pakking. Deze kan heel dicht van structuur zijn (orthorombisch), minder dicht in structuur zijn (hexagonaal) of vrij los zijn (vloeibaar).
Figuur 2: Vetzuren , ceramides (CERs) en cholesterol zijn de belangrijkste klassen lipiden in het
stratum corneum. De basis structuur van de vetzuren en ceramides zijn hier weergegeven. In het stratum corneum zijn vetzuren zijn vooral verzadigd, maar een kleine fractie vetzuren zijn onverzadigd (dubbele binding). (a). Een speciale klasse van ceramides, de CER EO is weergegeven in (b). lamellaire fasen in menselijk SC: De ene fase heeft een repetitieafstand van 13 nm ook wel aangeduid als lange periodiciteitsfase (LPP) en and andere lamellaire fase heeft een repetitieafstand van 6 nm, de korte periodiciteits fase (SPP) genoemd 14-16. In deze lamellen kunnen de lipiden op 3 manieren gerangschikt zijn. Deze zogenaamde laterale pakking hangt af van de samenstelling en wordt orthorombisch (pakking met een hoge dichtheid) of hexagonaal (minder dichte pakking) of vloeibaar (minst dichte pakking) genoemd. Bij
– 191 –
9
de huidtemperatuur (~ 32 °C) bevinden de lipiden in het menselijk SC zich voornamelijk in de orthorombische pakking, maar een laag gehalte aan lipiden vormen een hexagonale pakking 17,18. Uit de literatuur blijkt dat zowel de lamellaire fase als de laterale pakking een cruciale rol spelen in de barrière functie van de huid 9,19,20. Om de lipid organisatie in SC in meer detail te begrijpen wordt naast het onderzoeken van de lipidenorganisatie in het SC ook modellen gebruikt. Hiertoe worden CERs gemengd met de FFAs en CHOL. Hierbij kunnen zowel CERs geïsoleerd uit menselijk en varkens SC gebruikt worden 21,22. Dit soort studies leveren belangrijke informatie op met betrekking tot het lipiden fasegedrag. Vanwege de schaarsheid van menselijk SC, wordt daarnaast als alternatief ook synthetische CERs gebruikt. Het voordeel van het gebruik van synthetische CERs in de lipidenmengsels, is het gemak waarmee de samenstelling naar behoefte veranderd kan worden. Mede daardoor kan ook de relatie tussen lipidensamenstelling en lipidenorganisatie in detail onderzocht worden. Drie technieken waarmee we de organisatie van de lipiden hebben onderzocht zijn kleine hoek Röntgen verstrooiing (SAXS), neutronen diffractie en infraroodspectroscopie (IR). Alleen wanneer de samenstelling met de juiste moleculaire verhoudingen gekozen is en er tevens een optimaal temperatuur traject doorlopen is, kunnen deze lipidenmengsels de lipidenorganisatie in het menselijk SC nabootsen 23-25. Wanneer de lipiden op een polycarbonaat filter worden aangebracht, is het ook mogelijkheid de relatie tussen lipidensamenstelling, lipidenorganisatie en lipidenbarrière te onderzoeken. Het filter kan namelijk in een zogenaamde diffusiecel vast gezet worden, waarna de hoeveelheid model stof die door het lipidenmembraan diffundeert gemeten kan worden. Dit is een maat voor de permeabiliteit van het lipidenmembraan. Het membraan met het lipidenmengsel die de lipidenorganisatie nabootst wordt als vervanger voor het SC gebruikt en wordt “stratum corneum substituut” (afkorting SCS) genoemd 23-25. In inflammatoire huidziekten zoals constitutioneel eczeem (een veel voorkomende huidziekte) en Netherton Syndroom (een zeldzame huidziekte), heeft de huid een verminderde barrièrefunctie. Hoewel hiervoor verschillende oorzaken aan te wijzen zijn, weten we inmiddels dat de lipiden ook een belangrijke sleutelrol in deze verminderde barrièrefunctie spelen. Inflammatie (ontsteking) verandert waarschijnlijk de lipidenaanmaak in de huid, waardoor de uiteindelijke samenstelling in het SC van deze inflammatoire huidziekten ook verandert. Het doel van het onderzoek beschreven in dit proefschrift is: •
Inzicht te verkrijgen in de mate waarin de veranderde lipidensamenstelling in zieke huid de lipidenorganisatie en daardoor ook de lipidenbarrièrefunctie beïnvloedt. Hiertoe wordt gebruik gemaakt van het SCS.
•
Inzicht te verkrijgen in de preciese positie van lipidenklassen in de eenheidscel van de twee lamellaire fasen in het SC.
– 192 –
PART III
Nederlandse samenvatting
Deel I: De rol van lipiden subklassen in de barrièrefunctie van het stratum corneum
In het SC van patiënten met constitutioneel eczeem en Netherton syndroom zijn de enkel-onverzadigde vetzuren (MUFAs) verhoogd ten opzichte van het gehalte in SC van gezonde huid. In hoofdstuk 2 wordt het effect van MUFAs op de lipidenorganisatie en de lipidenbarrièrefunctie beschreven. In het SCS werden verzadigde vetzuren vervangen door onverzadigde vetzuren met dezelfde ketenlengte. Ook werd het effect van de mate waarin onverzadigde vetzuren aanwezig zijn op de lipidenorganisatie en op de lipidenbarrièrefunctie onderzocht. Uit penetratiestudies, gebruik makend van hydrocortison als modelstof, bleek dat een verhoging van de fractie MUFAs in het SCS leidde tot een verhoogd hydrocortison transport. Tevens werd het zogenaamde trans epidermaal waterverlies (water transport gevolgd door verdamping) door het SCS verhoogd door de aanwezigheid van MUFAs. Uit infrarood spectroscopie metingen bleek dat een verhoogd MUFA gehalte de pakkingsdichtheid van de lipiden verminderde: de hoeveelheid lipiden die een hexagonale pakking (minder dichte structuur) vormden was verhoogd ten koste van de hoeveelheid lipiden die een orthorombische pakking vormden. De lamellaire fasen waren niet veranderd. Dus de aanwezigheid van MUFAs leidt tot een verhoogde aanwezigheid van een hexagonale pakking en dit leidt tot een verminderde huidbarrièrefunctie. Zowel bij constitutioneel eczeem als ook bij Netherton syndroom patienten is in het SC een verhoogd gehalte aan lipiden gevonden die een hexagonale pakking vormen in vergelijking met gezonde huid. In inflammatoire huidziekten is niet alleen het gehalte aan MUFAs verhoogd, maar zijn ook de CERs en FFAs met een zeer korte ketenlengte sterk verhoogd. Dit leidt tot een bredere ketenverdeling van de lipiden in de huid van deze patienten. In hoofdstuk 3 worden studies beschreven waarin het effect van de ketenlengteverdeling op het fasengedrag van SC lipiden en de daarmee veranderde permeabiliteit onderzocht werd. Dit werd weer uitgevoerd met behulp van het SCS. Het SCS werd gemaakt van òf geïsoleerde varkens CERs (aangeduid met PCERs) met een brede ketenverdeling òf gesynthetiseerde CERs waarin slechts 3 ketenlengtes aanwezig zijn. Uit penetratiestudies bleek dat een SCS gemaakt met PCERs een sterk verminderde barrièrefunctie vertoonde ten opzichte van de barrièrefunctie van een SCS gemaakt met synthetische CERs. Tevens bleek dat een gereduceerde ketenlengte en een bredere ketenlengte verdeling van de CERs resulteerde in een hoger gehalte van lipiden die een hexagonale pakking vormden. Ook waren deze lipiden minder geordend (grotere mobiliteit) in vergelijking met SCS gemaakt van synthetische CERs. Uit deze studies blijkt dan ook dat de verbrede ketenlengte verdeling leidt tot een minder dichte pakking van de lipiden en dus een verminderde barrièrefunctie. Het zou dus kunnen zijn dat de verbrede ketenverdeling in CERs in SC van zowel Netherton syndrome patienten als ook patienten met constitutioneel eczeem een bijdrage leveren aan de verminderde huidbarrièrefunctie. Tenslotte werd nog onderzocht of een verhoging van het gehalte aan CER EOS (CERs met extra lange vetzuurketen, zie figuur 2) of van het gehalte aan FFAs leidde tot een betere lipidenbarrièrefunctie. De bleek inderdaad het geval. Tevens nam de fractie lipiden die een orthorombische pakking vormen toe ten koste van – 193 –
9
de lipiden die een hexagonale pakking vormden. Naast de in de vorige hoofdstukken besproken FFAs en CERs is CHOL de 3de belangrijke lipidenklasse in het SC. Ook CHOL kan een belangrijke rol spelen in de barrièrefunctie van het SC. In hoofdstuk 4 worden daarom studies beschreven waarbij een geleidelijke verhoging van CHOL op de lipidenstructuur onderzocht werd. Hierbij werd de verhouding tussen sCER en FFAs niet veranderd. Ten opzichte van de studies beschreven in het vorige hoofdstuk, werd de CER samenstelling zodanig veranderd dat òf alleen de LPP òf alleen de SPP gevormd werd. Uit SAXD studies bleek dat het minimum gehalte aan CHOL, dat nodig is om de LPP of SPP te vormen 0.2 molair is (CER:CHOL:FFA = 1:0.2:1). Uit IR studies bleek dat een verhoging van het CHOL gehalte de vorming van de orthorombische pakking bevordert en de ordening van de alkylstaarten verhoogt. Dit werd waargenomen voor beide lamellaire fasen. Hieruit kan geconcludeerd worden dat het effect van CHOL op mengsels die CER bevatten anders zijn dan het effect van CHOL op fosfolipiden. CHOL induceert in fosfolipiden die een hexagonale pakking vormen een geordende vloeibare fase waarbij de mobiliteit van de fosforlipiden ketens vergroot wordt. Hieruit kan geconcludeerd worden dat specifieke interactie tussen CHOL en CERs, maar ook FFA essentieel is voor de juiste lipidenorganisatie en huidbarrièrefunctie. Dit is zeer opmerkelijk. Het is daarom belangrijk om in nog meer detail de rol van de lipiden klassen in de lipidenorganisatie in het SC verder te ontravelen. Deel II:
De locatie van de lipiden in elk van de reperterende structuureeheden die behoren bij de twee lamellaire fasen in het stratum corneum
In het SC zijn zowel de LPP als de SPP aanwezig en deze fasen worden ook gevormd in de lipidenmengsels die met CERs gemaakt zijn. Zoals reeds vermeld zijn deze lamellaire fasen cruciaal voor het goed functioneren van de huidbarrièrefunctie. De locatie van elk van de afzonderlijke lipiden subclassen in de eenheidscel verschaffen extra inzicht in de rol die zij spelen bij de vorming van die lamellaire fase. Vandaar dat het tweede gedeelte van dit proefschrift gewijd is aan het beschrijven van de positie van deze subclassen in de eenheidscel. In hoofdstuk 5 zijn studies beschreven waarin de positie van 2 lipiden in de eenheids cel van de SPP werd bepaald. Deze twee lipiden zijn CHOL en FFA C24:0 (Lignocerinezuur). In een eerdere studie was de locatie van CER NS, de meest voorkomende CER subklasse, in deze eenheidscel al bepaald. Om de positie van FFA C24:0 en CHOL te bepalen werd neutronendiffractie metingen uitgevoerd, waarbij in bepaalde gevallen het H (proton) werd vervangen door het D isotoop (deuterium). De neutronendiffractiecurves van de volgende lipidenmengsels werden gemeten: i) alleen geprotoneerde lipiden, ii) gedeutereerde FFA (C24:0) en alle andere lipiden geprotoneerd en iii) CHOL dat in de kopgroep of in de staart gedeutereerd is, terwijl alle andere lipiden volledig geprotoneerd zijn. De diffractie curves vertonen 5 diffractie orders met een herhalingsafstand van 5.39 ± 0.03 nm. Door middel van contrastvariatie bij verschillende verhoudingen D2O/H2O kon het dichtheidprofiel ( scattering length density, SLD) in de eenheidscel van de SPP met deze samenstellingen bepaald worden. Omdat deuterium een veel hogere SLD heeft
– 194 –
PART III
Nederlandse samenvatting
dan het proton kon op deze manier de positie van de gedeutereerde lipiden in de eenheidscel van de SPP bepaald worden. Uit deze resultaten blijkt dat de kopgroep van CHOL iets naar binnen geplaatst is ten opzichte van de rand van de eenheidscel, terwijl de staart van CHOL zich op 6.2 ± 0.2 Å van het centrum van de eenheidscel bevindt. De kopgroep van FFA C24:0 is gelocaliseerd aan de rand van de eenheidscel, met de vetzuurstaarten naar binnen gericht. Deze vetzuurstaarten strekken zich uit tot voorbij het centrum van de eenheidscel. Het CHOL is waarschijnlijk gerangschikt tegenover het vetzuur zodat het korte CHOL molekuul kan compenseren voor de lange vetzuren. Een model gebaseerd op de posities van deze moleculen en de al eerder bepaalde positie van CER NS wordt gepresenteerd in dit hoofdstuk. In Hoofdstuk 6 worden studies beschreven waarin de positie van de twee meest voorkomende lipidensubklassen werd bepaald. Als techniek werd weer neutronendiffractie gebruikt. De veel voorkomende lipiden zijn CER NS C24 (een ceramide subklasse bestaande uit een sphingoïde base die verbonden is met een vetzuurstaart van 24 koolstofatomen) en FFA C24:0. Neutronendiffractie studies werden uitgevoerd met i) alleen geprotoneerde lipiden, ii) een mengsel waarin alleen de vetzuurstaarten van CER NS C24 volledig gedeutereerd zijn en iii) een mengsel met volledig gedeutereerd FFA C24:0 en alle andere lipiden geprotoneerd. In het neutronendiffractiepatroon zijn 9 diffractie orders aanwezig die allemaal behoren tot het diffractiepatroon van de LPP met een repetitieafstand van 12.94 ± 0.05 nm. Ook nu werd weer gebruik gemaakt van contrastvariatie bij verschillende verhoudingen D2O/H2O. Het blijkt dat water aan de buitenkant van de eenheidscel gelocaliseerd is, maar ook op goed gedefinieerde posities in de eenheidscel op ~ ± 2.1 nm van het centrum. Dit duidt erop dat de binnen de eenheidscel de lipiden gerangschikt zijn in 3 lagen: twee identieke buitenste lagen met daartussen de centrale lipidenlaag. Dit komt overeen met eerder gepubliceerde röntgendiffractie studie, waarin het electronendichtheidsprofiel van de eenheidscel bepaald is 26. Uit het SLD profiel van het volledig geprotoneerde mengsel en de SLD profielen van de gedeeltelijk gedeutereerde mengsels kon de positie van de 2 gedeutereerde lipiden in de eenheidscel bepaald worden: de volledig gedeutereerde vetzuurstaarten van CER NS C24 en die van de volledig gedeutereerde FFA C24:0 bevinden zich beiden in het centrale gedeelte van de eenheidscel van de LPP met een aanzienlijke overlap van de vetzuurstaarten in het centrum van de eenheidscel. Slechts een klein gedeelte van de volledig gedeutereerde ketens van beide lipiden bevinden zich aan met hun kopgroep aan de rand van de eenheidscel terwijl de koostofketens naar binnen gericht zijn. In Hoofdstuk 7 wordt nog verder in gegaan op de positie van de moleculen in de eenheidscel van de LPP. Dit hoofdstuk richt zich op de posities van CER EOS (een subklasse van CER EO) en CHOL in de eenheidscel van de LPP. De positie van CER EOS is cruciaal omdat zonder CER EOS het niet mogelijk is om de LPP te vormen. Om de positie van CER EOS te kunnen bepalen, werd het linolstaart gedeelte dat via een ester group aan de lange vetzuurstaart (30 koostof atomen, zei figuur 2) van CER EOS chemisch gebonden zit, volledig gedeutereerd. CHOL was of in de kopgroep of in de staart van het molecuul gedeutereerd. Door weer gebruik te maken van de D2O/H2O contrastvariatie tijdens de – 195 –
9
neutrondiffractie experimenten, maar ook door gebruik te maken van de contrastvariatie CER EOS (gedeutereerd)/CER EOS (geprotoneerd) kon de positie van het gedeutereerd linolzuur en de positie van het CHOL vastgesteld worden. Het SLD profiel liet duidelijk zien dat het linoleaat gedeelte van CER EOS zich nagenoeg bevindt op de positie waar ook het water in de eenheidscel gelocaliseerd is. Dit is op ~ ± 21 Å van het centrum van de eenheidscel. Op deze positie bevinden zich waarschijnlijk ook de kopgroepen van CER NS en FFA C24 (zie hoofdstuk 6). Mogelijk is het zo dat de keten van het veresterde linolzuur zich gedeeltelijk terug vouwt. Het CHOL molecuul is gelokaliseerd in de twee buitenste lagen van de LPP met zijn kopgroep dicht bij de kopgroepen en het water in de eenheidscel. De kopgroep van CHOL bevindt zich namelijk op een positie van ~26 Å van het centrum van de eenheidscel. Nagenoeg op dezelfde positie bevindt zich de ester binding van linolzuur met de lange koostofketen van het verzadigde vetzuur van CER EOS. De informatie over de positie van de lipiden in de eenheidscel van de LPP die in dit onderzoek en het onderzoek beschreven in hoofdstuk 6 bepaald werden, zijn gebruikt om een gedetailleerd model van de LPP op te stellen. CONCLUSIES Uit de studies beschreven in dit proefschrift blijkt dat door gebruik te maken van het SCS met een variërende lipidensamenstelling, waardevolle inzichten verkregen kunnen worden over de relatie tussen lipidensamenstelling, lipidenorganisatie en permeabiliteit. Het blijkt dat een verhoogd MUFA gehalte in het SCS, de lipidenorganisatie minder dicht gepakt maakt wat weer leidt tot een verminderde lipidenbarrièrefunctie. Hieruit blijkt dat de aanwezigheid van MUFAs in het SC van inflammatoire huidziekten, zoals constitutioneel eczeem en Netherton syndrome, aanzienlijk kan bijdragen aan een beschadigde huidbarrière. Naast MUFAs speelt ook de CER ketenlengte verdeling een belangrijke rol in de huidbarrièrefunctie. Uit studies waarbij mengsels met geïsoleerde PCERs vergeleken zijn met mensels gemaakt met synthetische CERs blijkt dat een bredere verdeling van de ketenlengte, maar tegelijktijd ook een kortere ketenlengte in de PCERs leidt tot een verhoging van de penetratie van de SCS. Dit zou betekenen dat een bredere verdeling van ketenlengte per CER subclasse tot een verminderde barrièrefunctie leidt. Tenslotte bleek dat een voldoende hoeveelheid CHOL in de lipidenmengsels aanwezig moet zijn om de juiste lamellaire structuur te vormen. Ook is dit nodig voor een zo hoog mogelijk fractie lipiden die een orthorombische pakking vormt. Dit geldt voor zowel de SPP als de LPP. Wat betreft de inflammatoire huidziekten tot nu toe onderzocht, daarin zijn de CHOL gehalten hoog genoeg om een orthorombische pakking en de twee lamellaire fasen te kunnen vormen. Met behulp van neutronendiffractie in combinatie met D2O/H2O contrastvariatie en contrast variatie van gedeutereerd CER EOS linoleaat kon de positie van de lipidenklassen in de eenheidscel van zowel de SPP als de LPP bepaald worden. In de eenheidcel van de SPP is FFA C24 symmetrisch gelocaliseerd en strekken de koostofketens uit tot voorbij het centrum van de eenheidscel. Dit wordt gecompenseerd door het kortere CHOL dat waarschijnlijk tegenover de FFA in de eenheidscel ligt. De ruimtelijke ordening in de een– 196 –
PART III
Nederlandse samenvatting
heidscel van de LPP is veel ingewikkelder, omdat we hier te maken hebben met 3 lagen. De CER NS en de FFA C24 bevinden zich in de centrale lipidenlaag. Geheel onverwachts bevindt de linoleaat van CER EOS zich dicht bij de positie van de binnenste kopgroepen in de eenheidscel gelocaliseerd op ongeveer 2,1 nm van het centrum. Deze kopgroepen vormen de overgang tussen de centrale lipidenlaag en de lipiden lagen aan beide zijden van deze centrale laag. Uit ander onderzoek blijkt dat linoleaat zich in een vloeistoffase bevindt en waarschijnlijk gedeeltelijk terug gevouwen is. CHOL ligt in de buitenste lagen van de eenheidscel van de LPP met de kopgroep dicht tegen de esterbinding van CER EOS. Hieruit blijkt dat CHOL in de LPP op een geheel andere positie aanwezig is dan in de SPP. Dus al hoewel CHOL nodig is voor de vorming van zowel de SPP als de LPP, kan de rol die het speelt in de opbouw van de eenheidscel volkomen verschillend zijn.
9 – 197 –
REFERENCES 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
10.
11.
12. 13. 14. 15. 16. 17.
– 198 –
H. E. Boddé, I. van den Brink, H. K. Koerten and F. H. N. de Haan. Visualization of in vitro percutaneous penetration of mercuric chloride; transport through intercellular space versus cellular uptake through desmosomes. Journal of Controlled Release, 15:227-236, 1991. P. Talreja, G. Kasting, N. Kleene, W. Pickens and T.-F. Wang. Visualization of the lipid barrier and measurement of lipid pathlength in human stratum corneum. The AAPS Journal, 3:48-56, 2001. Y. Masukawa, H. Narita, E. Shimizu, N. Kondo, Y. Sugai, T. Oba, R. Homma, J. Ishikawa, Y. Takagi, T. Kitahara, Y. Takema and K. Kita. Characterization of overall ceramide species in human stratum corneum. Journal of Lipid Research, 49:1466-1476, 2008. M. Ponec, A. Weerheim, P. Lankhorst and P. Wertz. New Acylceramide in Native and Reconstructed Epidermis. J Investig Dermatol, 120:581-588, 2003. K. J. Robson, M. E. Stewart, S. Michelsen, N. D. Lazo and D. T. Downing. 6-Hydroxy-4-sphingenine in human epidermal ceramides. Journal of Lipid Research, 35:2060-2068, 1994. P. W. Wertz, M. C. Miethke, S. A. Long, J. S. Strauss and D. T. Downing. The Composition of the Ceramides from Human Stratum Corneum and from Comedones. J Investig Dermatol, 84:410-412, 1985. M. Rabionet, K. Gorgas and R. Sandhoff. Ceramide synthesis in the epidermis. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular and Cell Biology of Lipids, 1841:422-434, 2014. J. van Smeden, L. Hoppel, R. van der Heijden, T. Hankemeier, R. J. Vreeken and J. A. Bouwstra. LC/MS analysis of stratum corneum lipids: ceramide profiling and discovery. Journal of Lipid Research, 52:1211-1221, 2011. M. Janssens, J. van Smeden, G. S. Gooris, W. Bras, G. Portale, P. J. Caspers, R. J. Vreeken, T. Hankemeier, S. Kezic, R. Wolterbeek, A. P. Lavrijsen and J. A. Bouwstra. Increase in shortchain ceramides correlates with an altered lipid organization and decreased barrier function in atopic eczema patients. Journal of Lipid Research, 53:2755-2766, 2012. R. Jennemann, M. Rabionet, K. Gorgas, S. Epstein, A. Dalpke, U. Rothermel, A. Bayerle, F. van der Hoeven, S. Imgrund, J. Kirsch, W. Nickel, K. Willecke, H. Riezman, H.-J. Gröne and R. Sandhoff. Loss of ceramide synthase 3 causes lethal skin barrier disruption. Human Molecular Genetics, 21:586-608, 2012. J. van Smeden, W. A. Boiten, T. Hankemeier, R. Rissmann, J. A. Bouwstra and R. J. Vreeken. Combined LC/MS-platform for analysis of all major stratum corneum lipids, and the profiling of skin substitutes. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular and Cell Biology of Lipids, 1841:70-79, 2014. L. Norlén, I. Nicander, A. Lundsjö, T. Cronholm and B. Forslind. A new HPLC-based method for the quantitative analysis of inner stratum corneum lipids with special reference to the free fatty acid fraction. Arch Dermatol Res, 290:508-516, 1998. Y.-H. Park, W.-H. Jang, J. A. Seo, M. Park, T. R. Lee, Y.-H. Park, D. K. Kim and K.-M. Lim. Decrease of Ceramides with Very Long-Chain Fatty Acids and Downregulation of Elongases in a Murine Atopic Dermatitis Model. J Invest Dermatol, 132:476-479, 2012. J. A. Bouwstra, G. S. Gooris, J. A. van der Spek and W. Bras. Structural Investigations of Human Stratum Corneum by Small-Angle X-Ray Scattering. J Investig Dermatol, 97:1005-1012, 1991. K. C. Madison, D. C. Swartzendruber, P. W. Wertz and D. T. Downing. Presence of Intact Intercellular Lipid Lamellae in the Upper Layers of the Stratum Corneum. J Investig Dermatol, 88:714-718, 1987. S. H. White, D. Mirejovsky and G. I. King. Structure of lamellar lipid domains and corneocyte envelopes of murine stratum corneum. An x-ray diffraction study. Biochemistry, 27:3725-3732, 1988. D. Bommannan, R. O. Potts and R. H. Guy. Examination of Stratum Corneum Barrier Function In Vivo by Infrared Spectroscopy. Journal of Investigative Dermatology, 95:403-408, 1990.
PART III
18. 19. 20. 21. 22. 23.
24. 25. 26.
Nederlandse samenvatting
B. Ongpipattanakul, M. L. Francoeur and R. O. Potts. Polymorphism in stratum corneum lipids. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes, 1190:115-122, 1994. F. Damien and M. Boncheva. The Extent of Orthorhombic Lipid Phases in the Stratum Corneum Determines the Barrier Efficiency of Human Skin In Vivo. J Invest Dermatol, 130:611-614, 2009. D. Groen, D. S. Poole, G. S. Gooris and J. A. Bouwstra. Is an orthorhombic lateral packing and a proper lamellar organization important for the skin barrier function? Biochim. Biophys. Acta, Biomembr., 1808:1529-1537, 2011. J. A. Bouwstra, G. S. Gooris, K. Cheng, A. Weerheim, W. Bras and M. Ponec. Phase behavior of isolated skin lipids. Journal of Lipid Research, 37:999-1011, 1996. J. A. Bouwstra, G. S. Gooris, F. E. R. Dubbelaar and M. Ponec. Phase behavior of lipid mixtures based on human ceramides: coexistence of crystalline and liquid phases. Journal of Lipid Research, 42:1759-1770, 2001. M. de Jager, W. Groenink, J. van der Spek, C. Janmaat, G. Gooris, M. Ponec and J. Bouwstra. Preparation and characterization of a stratum corneum substitute for in vitro percutaneous penetration studies. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes, 1758:636-644, 2006. M. W. de Jager, G. S. Gooris, I. P. Dolbnya, W. Bras, M. Ponec and J. A. Bouwstra. Novel lipid mixtures based on synthetic ceramides reproduce the unique stratum corneum lipid organization. Journal of Lipid Research, 45:923-932, 2004. D. Groen, G. S. Gooris, M. Ponec and J. A. Bouwstra. Two new methods for preparing a unique stratum corneum substitute. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes, 1778:2421-2429, 2008. D. Groen, G. S. Gooris and J. A. Bouwstra. New Insights into the Stratum Corneum Lipid Organization by X-Ray Diffraction Analysis. Biophysical journal, 97:2242-2249, 2009.
9 – 199 –
