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Distinct locational differences observable in biophysical functions of the facial skin: with special emphasis on the poor functional properties of the stratum corneum of the perioral region

Authors


Dr H. Tagami, MD, PhD, Department of Dermatology, Tohoku University School of Medicine, 1-1 Seiryo-machi, Aobaku, Sendai 980-8574, Japan. Tel: +81 22 717 7271; fax: +81 22 717 7361; e-mail: hachitagami@ybb. ne.jp

Synopsis

The face is composed of complicated anatomical components, presenting unique portions, such as the eyes, nose and mouth in a relatively narrow area. Moreover, the facial skin is densely populated by the pilosebaceous units and sweat glands, and its stratum corneum (SC) is much thinner than that of the trunk and limbs, although it is always exposed to the environment. Among various portions of the facial skin, some are more easily irritated than others by environmental stimuli, or are more often affected by certain dermatoses. However, the functional aspects of the different portions of the facial skin have not been studied in detail under a strictly controlled environment in sufficiently large numbers of subjects covering different age groups. Thus, we conducted studies in winter with various biophysical techniques, such as transepidermal water loss (TEWL), as a parameter for SC barrier function, high-frequency conductance as that for skin surface hydration state, skin surface lipids, pH, blood flow and skin surface temperature on the forehead, mid-portion of the cheek (cheek in short), nasal tip (nose in short), nasolabial fold and chin of 20 healthy Japanese females aged 22–37 years (average 25 years) in a climate chamber adjusted to 21 °C and 50% relative humidity. Thereafter, we studied the influence of ageing on these biophysical parameters by collecting data of TEWL, high-frequency conductance and size of superficial corneocytes on the cheek, nasolabial fold and chin of 303 healthy Japanese female volunteers of different ages. The obtained results showed that the barrier function of the SC was best on the cheek, presenting the lowest TEWL, which was significantly higher on the nasolabial fold and chin than on the cheek. TEWL showed a decrease with age. In contrast, skin hydration state was higher on the nose, but it tended to be lower on the nasolabial fold, showing a mild age-related increase. The corneocytes on the nasolabial fold and chin were smaller than those on the cheek. They revealed a clear increase in size with age. Skin surface lipids were richest on the nose, whereas the superficial pH on the nose was the lowest among the regions tested. The skin temperature was lowest on the cheek than on other areas of the face; although, together with the nose, its blood flow was higher than that of the others. These data indicate great regional differences observable in SC functions on the face. In general, the SC barrier function increases with age, probably because of a decreased epidermal turnover rate as recognized by the increase in corneocyte size. Among the various sites, the skin of the nasolabial fold and chin, whose SC consisted of the smallest corneocytes, showed poorest SC properties in barrier function, suggesting the presence of mild invisible inflammation. It is understandable that this area easily develops not only the complaint of sensitive skin to cosmetics but also dermatitis because of various external agents.

Résumé

Le visage est composé de parties anatomiques parmi les plus complexes du corps, présentant de tels sites tels que les yeux, le nez et la bouche. De plus, la peau du visage est abondamment peuplée d'unités pilo-sébacées, de glandes sudorales et son stratum-corneum (SC) est beaucoup plus fin que celui du tronc et des membres, car toujours exposéà l'environnement. Parmi les différentes parties de la peau du visage, certaines sont plus irritées que d'autres par les stimuli environnementaux ou sont plus affectées par certaines dermatoses. Cependant, l' aspect fonctionnel de ces différentes parties n'a pas été décrit en détail sous atmosphère contrôlée et chez un nombre important de sujets. Ainsi, nous avons conduit des études comparatives à l'aide de différentes techniques biophysiques telles que le Perte insensible en eau (TEWL) comme paramètre de la fonction barrière du SC, la conductance à haute fréquence pour l'état d'hydratation cutanée, les lipides de surface, le pH, le flux sanguin, et la température cutanée sur le front, la partie médiane de la joue (la joue en bref), le nez, les plis naso-labiaux, et le menton de 20 femmes japonaises en bonne santé, âgées de 22 à 37 ans (moyenne 25 ans) dans une chambre d'atmosphère contrôlée, ajustée à 21 °C et de 50% d'humidité relative. Ensuite nous avons étudié l'influence du vieillissement sur ces paramètres biophysiques en me mesurant la TEWL, la conductance çà haute fréquence et la taille des cornéocytes superficiels sur la joue, les plis naso-labiaux et le menton de 303 femmes japonaises de différents âges. Les résultats montrent que la fonction barrière du SC est meilleure sur la joue présentant la plus faible TEWL, qui était significativement plus forte sur les plis naso-labiaux et le menton que sur la joue. La TEWL montre une décroissance avec l'âge. Inversement, l'état d'hydratation était plus élevé sur le front et le nez mais plus faible sur les plis naso-labiaux que sur la joue, montrant une légère augmentation avec l'âge. Les cornéocytes des plis naso-labiaux et le menton étaient plus petits que ceux de la joue. Ils ont montré une nette augmentation de leur taille avec l'âge. Les taux de lipides de surface étaient plus élevés sur le nez, tandis que le pH de surface de celui ci était le plus bas de toutes les autres régions du visage bien que, nez compris, le flux sanguin s'y montrait le plus élevé. Ces résultats indiquent de grandes différences régionales dans les fonctions du SC facial. En général, la fonction de barrière cutanée augmente avec l'âge, dû probablement à un turn-over épidermique ralenti tel que témoigné par l'augmentation de la taille des cornéocytes. Parmi les diverses régions, la peau des plis naso-labiaux et du menton, dont les cornéocytes étaient les plus petits, montrait de médiocres propriétés à la fois dans la fonction barrière du SC et de sa capacité de rétention d'eau avec une température de surface la plus élevée, suggérant la présence d'une légère inflammation subclinique. Il est donc compréhensible que cette région développe non seulement des complaintes de sensibilité aux cosmétiques mais aussi des dermatites dues à divers agents externes.

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