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Increased basal transepidermal water loss leads to elevation of some but not all stratum corneum serine proteases.

Int J Cosmet Sci. 2008 Dec;30(6):435-42

Authors: Voegeli R, Rawlings AV, Doppler S, Schreier T

Synopsis There are indications of elevation of some inflammatory serine proteases in barrier damaged skin (e.g. plasmin and urokinase). Moreover, many other serine protease activities are present such as desquamatory enzymes as well as a newly detected tryptase-like serine protease. However, the activities of these proteases have never been correlated with stratum corneum (SC) barrier function. The activity of extractable key serine proteases (SC trypsin-like kallikreins, SC chymotrypsin-like kallikreins, SC tryptase-like serine protease, urokinase and plasmin) was measured from the outermost layers of SC obtained from facial tape strippings in clinically normal subjects. The protein content of the tape strippings was quantified by absorption measurements with the novel infrared densitometer SquameScan 850A and the protease activities by the use of fluorogenic peptide substrates. SC barrier function, SC hydration and skin surface pH were measured using AquaFlux, NOVA dermal phase meter and Skin-pH-Meter(®), respectively. As expected, SC hydration was reduced with increased transepidermal water loss (TEWL) values indicative of barrier impairment. Surprisingly, SC chymotrypsin-like activity showed no correlation with hydration or TEWL, whereas all other enzymes positively correlated with impaired barrier function and some were statistically significant: SC trypsin-like kallikreins (R(2 )=( )0.66, P < 0.01), SC tryptase-like enzyme (R(2 )=( )0.95, P < 0.001), plasmin (R(2 )=( )0.86, P < 0.001) and urokinase (R(2 )=( )0.50, P < 0.05). All enzymes except urokinase also negatively correlated with SC hydration. Elevated levels of SC serine proteases have been associated with some dermatological disorders, such as atopic dermatitis, psoriasis and rosacea but these results indicate that these enzymes are also elevated with milder forms of barrier disruption, which is not clinically evident as irritated skin. As these proteases are elevated in the SC, they will also be elevated in the epidermis where they can be involved in neurogenic inflammation and epidermal barrier impairment via activation of the protease-activated receptors. These results highlight the need for using serine protease inhibitors especially for urokinase and plasmin, SC tryptase-like serine protease and possibly SC trypsin-like kallikreins even in milder forms of barrier damage. Résumé Il existe des indices sur l'augmentation de certaines protéases à sérine inflammatoires dans la barrière cutanée endommagée (plasmine et urokinase par exemple). De plus, de nombreuses autres activités de protéases à sérine sont présentes comme les enzymes desquamantes ou la protéase à sérine tryptase-like nouvellement détectée. Cependant, les activités de ces protéases n'ont jamais été corrélées à la fonction barrière du stratum corneum (SC). L'activité de protéases à sérine clées (kallikréine trypsine-like du SC, kallikréine chymotrypsine-like du SC, protéase à sérine tryptase-like du SC, urokinase et plasmine) a été mesurée dans les premières couches du SC obtenues par stripping du visage de sujets cliniquement normaux. La teneur en protéines des strippings a été quantifiée par des mesures d'absorption avec le nouveau densitomètre IR SquameScan 850A et les activités protéases ont été mesurées en utilisant des substrats peptidiques fluorogéniques. La fonction barrière du SC, l'hydratation du SC et le pH de la surface de la peau ont été mesurées en utilisant respectivement l'AquaFlux, le << Dermal phase Meter >> Nova et le Skin-pH-meter(®).Comme attendu, l'hydratation du SC est réduite avec l'augmentation des valeurs de perte en eau transépidermique (TEWL) indicatrice d'une détérioration de la barrière. De façon surprenante, l'activité chymotrypsine-like du SC ne montre aucune corrélation avec l'hydratation ou TEWL, alors que les autres enzymes corrèlent positivement avec la fonction barrière détériorée et que certaines d'entre elles sont statistiquement significatives : kallikréine trypsine-like du SC (R(2 )=( )0.66, P < 0.01), enzymes tryptase-like du SC (R(2 )=( )0.95, P < 0.001), plasmine (R(2 )=( )0.86, P < 0.001) et urokinase (R(2 )=( )0.5, P < 0.05). Toutes les enzymes, à l'exception du l'urokinase, corrèlent négativement avec l'hydratation du SC. Des valeurs élevées en protéases à sérine du SC ont été associées à des désordres dermatologiques, comme la dermatite atopique, le psoriasis et la rosacée, mais ces résultats indiquent que ces enzymes sont aussi élevées que dans des formes douces de détérioration de la barrière cliniquement non évidentes, comme une peau irritée. Comme ces teneurs en protéases sont élevées dans le SC, elles le seront aussi dans l'épiderme où elles peuvent être impliquées dans une inflammation neurogénique et dans une dégradation de la barrière épidermique via une activation des récepteurs activés par protéases. Ces résultats mettent en évidence un besoin d'utiliser des inhibiteurs de protéases à sérine, spécialement de l'urokinase et de la plasmine, de la protéase à sérine trypsine-like du SC et certainement des kallikréines trypsine-like du SC, même dans les cas les plus légers d'endommagement de la barrière.

PMID: 19099544 [PubMed - in process]

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.f...p;dopt=Abstract = URL to article