pH-værdi i hudpleje

pH

¹Organeller er betegnelsen for cellens indre strukturer (”organer”), der er omgivet af en membran og som udfører forskellige funktioner. Et par eksempler på organeller er cellekernen som indeholder DNA (pH derinde er 7,1-7,3) og mitokondrierne, som producerer det meste af cellens energi (ATP) (pH i mitokondrierne i mennesker er hhv. 7,8-8,0 i matrix og 7,0-7,4 i rummet mellem den ydre og de indre membraner).

pH - Kort om videnskaben og teknikken bag

pH-værdien af en opløsning er som nævnt et mål for surhedsgraden eller alkaliteten – og mere specifikt den negative ti-tals-logaritme af opløsningens koncentration eller mere præcist aktiviteten (a)² af hydrogen-ioner (H⁺). Dette skrives som følger: 

pH = -log(a_H) ≈ -log([H⁺])

Man bruger oftest udtrykket H⁺ (hydrogen-ion), men reelt vil man ikke have frie H⁺-ioner i en vandig opløsning, da H⁺-ioner vil reagere med vandet H₂O og danne H₃O⁺, som kaldes hydronium- eller oxonium-ion.

pH-skalaen går fra 0 til 14³ og da pH er logaritmisk (10-talslogaritmen) har værdien ikke nogen enhed og hver pH værdi repræsenterer en 10-folds forskel i H⁺-ion koncentration. Således vil en opløsning med pH 5,0 have ti gange så høj en koncentration af H⁺-ioner i forhold til en opløsning med pH 6,0.
Tilsvarende H⁺ for syre-niveau har man OH^- (hydroxid-ion) for base-niveau⁴ - balancen mellem disse to ioner er afgørende for den vandige opløsnings pH. En lav pH angiver en relativ høj koncentration af H⁺ og lav koncentration af OH^-. Efterhånden som pH stiger vil koncentrationen af H⁺ falde, og koncentrationen af OH^- stige. Ved pH 7.0 vil koncentrationen af disse ioner være lig hinanden (det er situationen ved helt rent vand) og ved pH over 7,0 vil koncentration af OH^- overstige koncentrationen af H⁺.

For at begribe hvor H⁺ og OH^- kommer fra må man forstå hvordan syrer og baser fungerer. Meget kort er en syre et stof, som kan afgive en (eller flere) hydrogen-ioner, mens en base er et stof, som kan optage et (eller flere) hydrogen-ioner.
Hvor let syren afgiver sit hydrogen er et udtryk for hvor stræk syren er – jo lettere den afgiver hydrogenet, jo stærke er syren. Og ligeså for basen – jo lettere den optager et hydrogen, jo stærkere er basen.

Reaktionen, hvor en syre afgiver hydrogen (H⁺), kaldes en dissociations-reaktion og ser således ud:

HA ⇌ H⁺ + A^-

Hvor HA betegner syren, H⁺ er den afgivne hydrogen-ion, A^- betegner den såkaldte korresponderende base (syreresten) og ⇌ angiver, at det er en reaktion, som kan gå begge veje.
Man har således et syre-base-par. For sådanne syre-base par gælder det, at en stærk syres korresponderende base er relativt svag og ligeså er en stærk bases korresponderende syre relativ svag, mens en svag syres korresponderende base også er relativt svag og ligeså for den svage base har den en korresponderende svag syre.
Således vil en opløsning af en syre (eller base) være en balance mellem at være på syre-formen (HA) og dissocieret til H⁺ og den korresponderende base, A⁵.
Dette balance-forhold mellem koncentrationen af den dissocierede form (H+ og A-) og syre-formen (HA) er en enhedsløs værdi og kaldes syrens dissociationskonstant og betegnes K_a⁶. K_a stiger parallelt med styrken af syren.  

²Koncentrationen af hydrogen ioner [H⁺] er normalt det udtryk, der bruges når pH beskrives, men mere korrekt er det aktiviteten af H⁺ ioner. I praksis er det næsten det samme.

³I særlige tilfælde med høj koncentration af meget stærke syrer eller stærk base man pH være hhv. under 0 og over 14.

⁴Og ligesom man har pH, findes der også det mindre brugte mål pOH, som på tilsvarende vis er den negative logaritme af OH- ionkoncentration, hvilket udtrykker opløsnings base-/ alkali-niveau.

⁵Dette er en temperaturafhængig reaktion og er i øvrigt i sig selv et svagt buffersystem (med lav kapacitet)

⁶Andre betegnelser for dissociationskonstanten er ligevægtskonstanten og syrestyrkekonstanten. Det lille ”a” i K_a står of ”acid” og således ser man af og til i dansk litteratur at betegnelsen ”K_s” bruges, hvor ”s” står for ”syre”.

Syrens styrke

Ligesom ved pH laves denne værdi normalt om det til mere ”håndterbare” og ligeså enhedsløse pK_a, som kaldes syrestyrkeeksponenten og meget lig pH er defineret som den negative ti-tals-logaritme af syrestyrkekonstanten: 

pK_a = -log(K_a)

Man kan med pK_a-værdien opdele syrer i stærke, middelstærke, svage og meget svage syrer således:

• pK_a ≤ 0: Stærk syre
• 0 < pK_a ≤ 4: Middelstærk syre
• 4 < pK_a ≤ 10: Svag syre
• pK_a > 10: Meget svag syre

For en svag syre i en vandig opløsning vil de fleste af molekylerne være på syre-formen (HA). Omvendt vil en opløsning med en stærk syre primært indeholde den dissocierede form (H⁺ og A^-) og således vil koncentrationen af H⁺ være høj i opløsningen og dermed vil pH være lav.

Vand-molekylet er i sig selv en såkaldt amfolyt, hvilket vil sige, at det både er en meget svag syre og en meget svag base – dennes pK_a er 7,0. Syre-base-reaktionen for vand ser således ud, hvor to vand-molekyler reagerer og hhv. afgiver og modtage en H⁺-ion – og reaktionen kan også gå den anden vej:

2 H₂0 ⇌ H₃O⁺ + OH^-

Da det er en meget svag syre og samtidig en meget svag base vil det kun være en meget lille del, som er dissocieret i H₃O⁺ og OH^-. Når man har helt rent vand vil det være 10^-7 (= 0,0000001 = en ti milliontedel) af H₂O-molekylerne, som er dissocieret og herfra får man at neutral pH er 7:

pH = -log (10^-7) = 7

Sammenhængen mellem pH og pK_a udtrykkes ved Henderson-Hasselbalch-ligningen, som også kaldes buffer-ligningen. Denne ligning er en tilnærmelse og indeholder nogle antagelser. Den er ikke så akkurat ved stærke syrer og baser og medtager ikke vands egne syre-base-egenskaber. Henderson-Hasselbalch-ligningen er som følger:

pH = pK_a + log [A^-]/[HA]

Heraf ser man, at pH af en opløsning med syre (eller base) vil være lig med syrens pK_a adderet med logaritmen til koncentrationen af den korresponderende base divideret med koncentrationen af syren. Hvis koncentrationen af den korresponderende base og koncentrationen af syren er lige store, vil pH af opløsningen være lig med syrens pK_a. Ligningen kaldes også bufferligningen, da den især bruges til at regne på buffersystemer. Man kan fx bruge ligningen til at estimere pH af et buffersystem og til at beregne koncentrationen af syren og den korresponderende base, hvis man kender pH og syrens pK_a.

Buffersystemer

Heraf ser man, at pH af en opløsning med syre (eller base) vil være lig med syrens pK_a adderet med logaritmen til koncentrationen af den korresponderende base divideret med koncentrationen af syren.

Hvis koncentrationen af den korresponderende base og koncentrationen af syren er lige store, vil pH af opløsningen være lig med syrens pK_a. Ligningen kaldes også bufferligningen, da den især bruges til at regne på buffersystemer. Man kan fx bruge ligningen til at estimere pH af et buffersystem og til at beregne koncentrationen af syren og den korresponderende base, hvis man kender pH og syrens pK_a.

Et buffersystem består af en (normalt relativ svag) syre og dens korresponderende base (eller den relativt svage base og dens korresponderende syre) og bruges til at fastholde pH inden for et relativt smalt interval trods tilsætning af syre eller base til systemet – således virker et buffersystem som en ”pH-stødpude” med en vis kapacitet. Kapaciteten er udtryk for hvor meget syre eller base man kan tilsætte til systemet uden at pH ændres markant og den afhænger primært af koncentrationen af syren og den korresponderende base og pH af opløsningen. Kapaciteten er højest, når koncentrationen af syren og den korresponderende base er tæt på at være ens og når pH af opløsningen er tæt på syrens pK_a- værdi – generelt er kapaciteten højest i pH-intervallet pK_a ± 1.

Buffersystemer virker ved, at den svage syre og den korresponderede base kan reagere med den syre (H⁺) og/eller base (OH^-) som tilsættes og således ”neutralisere” det tilsatte H⁺ eller OH^-, således at pH ikke ændres meget. Når man overskrider kapaciteten fx ved at tilsætte så meget syre at al den korresponderende base i opløsningen bliver opbrugt til at reagere med den tilsatte syre, så vil pH falde relativt brat – og omvendt, hvis man tilsætter mere base end buffersystemets kapacitet kan klare (fordi syren i buffersystemet bliver opbrugt), så vil pH stige relativt brat.

I praksis vil man normalt lave et buffersystem ved at tilsætte en syre (eller base) med et passende pK_a i forhold til den pH, man gerne vil have og tilsætte en tilsvarende mænge af den korresponderende base i form af saltet af syren (eller hvis man har en base, vil man tilsætte den tilsvarende mængde af den korresponderende syre).

Buffersystemer i praksis

Et eksempel på et buffersystem (et syre-base-par) er Acetic acid (eddikesyre) og Sodium Acetate (natrium saltet af eddikesyre). Acetic acid har en pK_a på 4,7 og således vil dennes bufferkapacitet være højest i pH-intervallet 3,7-5,7.
I kosmetik bruges ofte fx Citric Acid (citronsyre) som er en trivalent syre (kan afgive tre H-atomer) og dermed har den tre pK_a-værdier: 3,1, 4,8 og 6,4 og kan dermed dække et relativt bredt og kosmetisk relevant pH-interval.

pH-måling af vandige opløsninger⁷ kan udføres via forskellige metoder og disse metoder kan give små forskelle i værdien og man bør derfor være opmærksom på målemetoden, hvis man sammenligner pH-værdier. De mere tekniske detaljer om hvordan pH måles og de usikkerheder man skal tage højde for ved forskellige målemetoder og de matematiske formler bag, vil ikke blive gennemgået grundigt her⁸.

En af de mindre præcise metoder, som mange nok kender fra skolen, er pH-måling med syre-base-indikator. Det kan være en indikatorvæske eller indikator-papir (pH-strips) som har imprægneret indikatorvæske. Disse vil ændre farve afhængig af pH i den væske de kommer i kontakt med og således kan pH aflæses visuelt ved at sammenligne med en farveskala eller mere præcist via kolorimetri (kvantitativ farvemåling).

I dag anvendes ofte et pH-meter, som er et elektronisk instrument med en ion-selektiv glaselektrode og en reference-elektrode, som dyppes ned i opløsningen, der skal måles. Ved kontakt med en vandig opløsning vil der dannes et elektrisk potentiale over den ion-sensitive elektrode, som er afhængig af hydrogen-ion-koncentrationen og dermed pH. Reference-elektrodens potentiale varierer ikke og er indstillet ved at have kalibreret pH-metret i forvejen, og dermed kan instrumentet lave en kvantitativ sammenligningen mellem de elektriske potentialer over de to elektroder og derudfra udregne pH.
Det er vigtigt at kalibrere et pH-meter jævnligt for at være sikker på at det måler præcist. Der behøver ikke være meget vand for at måle pH og dermed kan pH af overflader såsom huden også måles med fx et pH-meter med en flad elektrode (og evt. en smule helt ren vand). Men da sådanne elektroder er relativt store vil man måle pH over et vist areal og det er dermed ikke muligt at måle pH-forskellige på cellulært eller sub-cellulært niveau. Dertil skal bruges andre og mere komplicerede metoder såsom Fluorescence lifetime imagin microscopy.

⁷pH kan også måles på ikke-vandholdige substanser, men det er lidt anderledes.

⁸Man kan læse mere om disse tekniske emner i fx disse artikler: Buck, R. et. al. Measurement of pH. Definition, standards, and procedures (IUPAC Recommendations 2002). Pure and Applied Chemistry, 2002, 74(11), 2169-2200 og Zulkarnay, Z et. al. An Overview on pH Measurement Technique and Application in Biomedical and Industrial Process. 2015, 2nd International Conference on Biomedical Engineering (ICoBE), Penang, Malaysia, March 2015, pp. 1-6.

pH og huden – hudens struktur og komponenter

Inden man fordyber sig i hudens pH, er det nyttigt at have en god forståelse for, hvordan huden er opbygget. Dette er i sagens natur et komplekst emne, som kan belyses fra mange forskellige vinkler. Her vil fokus første være på den grundlæggende opbygning af hudens lag – primært epidermis – og derefter på de komponenter, som menes at have betydning for hudens pH.

Huden består overordnet af tre lag⁹: Nederst er subcutis (underhuden) – også kaldet hypodermis, som primært består af fedt og bindevæv.
I midten er dermis (læderhuden), som især består af bindevæv og heri er fx nerve-ender, blodårer, hårsække, talgkirtler og svedkirtler indlejret.
Yderst er epidermis (overhuden), som består af flere lag. Nederst er stratum basale, som er et enkelt cellelag af bl.a. melanocytter, udifferentierede keratinocytter og stamceller, der hele tiden danner nye keratinocytter (celler).

Disse keratinocytter migrerer udad og danner efterhånden de andre epidermale lag, som er: Stratum spinosum, stratum granulosum, stratum lucidum og endelig yderst er der stratum corneum (SC), som er ca 10-30 µm tykt.
Stratum basale, stratum spinosum og stratum granulosum indeholder levende celler og kaldes den levedygtige (viable) del af epidermis, mens stratum lucidum¹⁰ og stratum corneum består af døde celler og kaldes den ikke-levedygtige (non-viable) del af epidermis – men der foregår stadig mange forskellige kemiske processer i disse lag.
Det er vigtigt at vide, at der i huden findes mange forskellige kommunikationsveje og interaktioner mellem keratinocytter, immunceller og mikroorganismer på huden, som kan indvirke på forskellige funktioner i huden såsom opretholdelsen af hudbarriererne.

I forhold til hudens barriere og hudens pH er særligt det yderste lag af epidermis, stratum corneum, interessant.

Stratum corneum indeholder flere lag (normalt 15-25) af primært døde, flade keratinocytter, som kaldes corneocytter - disse er indlejret i en intercellulær lipid-rig matrix med særligt organiserede lipider, som er et afgørende element i hudbarrieren. Denne struktur af stratum corneum beskrives ofte som et murværk af mursten (corneocytterne) og mørtel (intercellulære lipid struktur). Fra stratum corneum afstødes hele tiden lidt af overfladen så huden fornyes – denne proces kaldes ”desquamation” og er normalt velreguleret.

Alleryderst er huden ”befolket” af forskellige mikroorganismer – hudens mikrobiota – som på mange måder har vist sig at være meget interessant i forhold til hudens funktioner og kvaliteter.
Corneocytterne i stratum corneum er flade celler, som primært indeholder keratin filamenter, forskellige enzymer og vand. Omkring corneocytterne er der et særligt cellehylster kaldet ”the cornified cell envelope”, som primært består af tværbundne proteiner såsom filaggrin, loricrin og involucrin, som sammen danner en meget svært opløseligt og stabil struktur. Bundet til disse proteiner er et enkelt lag af lipider bestående primært af langkædede ceramider – dette lag kaldes ”the lipid envelope”.
Dette lag danner vigtige interaktioner med det intercellulære lipid lag mellem corneocytterne.

Et par andre vigtige strukturer mellem corneocytterne er corneodesmosomerne, som består af forskellige proteiner og holder sammen på cellerne i stratum corneum; og de såkaldte tights juctions, der også består af proteiner og medvirker i barrierefunktionen.

De intercellulære lipider¹¹ udgør ca. 15 % af vægten af stratum corneum og er primært ceramider (ca. 50%), kolesterol (25-30 %) frie fedtsyrer (10-15 %); kolesterol estere (ca. 10 %), kolesterol sulfat (2-5 %) og kun meget lidt phospholipider, hvilket er i modsætning til de andre lag af epidermis og dermis, hvori phospholipider udgør en betragtelig del af lipiderne.
Den primære kilde til disse intercellulære lipider er de såkaldte ”lamellar bodies”, som er ovale sekretoriske organeller placeret intracellulært i de levedygtige keratinocytter i primært stratum granulosum, der kan udskille fx lipider ud af cellen.
Ud over at udskille lipider såsom phospholipider, glucosylceramider og kolesterol, der kommer til at danne det velorganiserede intercellulære lipid-rige matrix udskiller disse ”lamellar bodies” også visse enzymer såsom lipid hydrolaser, lipaser, proteaser og visse enzymhæmmende proteiner og antimikrobielle peptider såsom beta-defensiner og cathelicindiner.

Derfor er disse organeller særdeles vigtig for både hudens permeabilitetsbarriere og mikrobielle barriere.

⁹Man kan finde en illustration af huden i beskrivelsen af Glycerin på denne hjemmeside.

¹⁰Stratum Lucidum findes normalt kun i hud med en tyk epidermis (såsom håndflader og fodsålerne) og består af 2-5 cellelag af flade primært døde keratinocytter indeholdende stoffet eleidin, som er en forløber for keratin.

¹¹Kaldes også extracellulære lipider.

pH og huden – hudens lave overflade-pH

Over de ca 10-30 µm tykke lag af stratum corneum går pH fra at være de 7,0-7,4 som resten af huden er, til at være en del lavere på overfladen, hvilket varierer en del mellem de forskellige steder på kroppen; men oftest er pH omkring 5,0 på hudens overflade. Det er en meget stor forskel i pH på 2 enheder (dvs. omkring 100 gange så høj koncentration af H⁺ på overfladen i forhold til blot ca. 10-30 µm længere nede i huden. Denne gradient er bl.a. blevet studeret på alm sund hud og sammenlignet med to forskellige former for ichthyosis¹² (fiskeskælshud).
Det man gjorde, var med pH-meter at måle pH på overfladen og så gradvist fjerne stratum corneum indtil man når stratum granulosum ved brug af tape (denne teknik med tape er meget velkendt og kaldes ”tapes stripping”). Mellem hver tiende tapestrimmel blev pH målt og derved kunne man lave en kurve over hvordan pH ændres efterhånden som man kommer længere ned gennem stratum corneum. Her så man, at for sund hud gik kurven fra ca. 4,5 på overfladen til ca. 7,1 ved stratum granulosum og halvvejs igennem SC var pH på ca. 5,4 og således var ændringen i pH mere brat i den dybere halvdel af stratum corneum, hvor strukturen også er mere kompakt. Det er i dette område at mange pH-afhængige enzymer virker.

Nogle andre lignende studier har vist, at pH i de yderste lag af stratum corneum er en smule lavere end overfladen og derefter stiger pH efterhånden som man kommer gennem lagene og ender pH 7,0-7,4 når man når stratum granulosum.

'Syrekappen'

Dette fænomen at overfladen af huden er markant mere sur end resten af huden kaldes syrekappen på dansk (”acid mantle” på engelsk). Dette begreb blev opfundet i 1928 af to forskere og har været anvendt lige siden på trods af at ”kappe” nok ikke er den mest præcise betegnelse. Dengang mente man at den lave pH var til for at beskytte mod mikrobiel infektion, men det har siden vist sig at have meget større betydning.

Syrekappen kan beskrives som en naturlig blanding af forskellige stoffer såsom frie fedtsyrer, aminosyrer og andre små syrer, som sørger for at overfladen og de yderste lag af stratum corneum har en relativt lav pH. Dette vil blive beskrevet nærmere i næste afsnit. Generelt er pH på hudoverfladen mellem 4,0 og 6,0 – med nogle få undtagelser som har højere pH.

I litteraturen angives en del forskellige pH-værdier som værende normalen, men ved sammenligning bør man være opmærksom på hvor på kroppen der er målt og hvilken målemetode der er anvendt.

Et interessant studie fra 2006 viste, at hvis man udlod at påføre noget på huden på indersiden af underarmen i 24 timer ville pH i gennemsnit falde fra 5.12±0,56 til 4,93±0,45. Og det blev estimeret at hudens ”naturlig” pH på dette hudområde i gennemsnit ville være på 4,7.
Studiet viste også at generelt vil hud med en pH-værdi under 5,0 være i bedre stand end en hud med pH over 5,0; dette blev vist via måling af forskellige biofysiske parametre som barriere funktion, fugtniveau, skæl-niveau og modstandsdygtighed overfor induceret irritation (fx ved brug af det hudirriterende stof Sodium Lauryl Sulfate). Man observerede også at hudens ”normale” mikrobiota sad bedre fast til hud med relativ lav pH.

Den relativt lave pH af hudens overflade og pH-gradienten gennem stratum corneum har vist sig at have mange vigtige og ofte sammenhængende funktioner for huden, som vil blive beskrevet her:

• Enzymaktivitet: Mange enzymers aktivitet er afhængig af pH. Dette gælder både for visse enzymer, som medvirker til at opbygge hudbarriererne og enzymer, som medvirker til at nedbryde corneodesmosomer og dermed fremmer desquamation (der bør være i balance).
  To nøgleenzymer i forhold til dannelsen af de for hudbarrierens vigtige ceramider er afhængig af pH: ß-glucocerebrosidase har et pH-optimum ved 5,6 og acid sphingomyelinase har et pH-optimum¹³ ved 4,5. Hvis pH kommer meget over eller meget under disse værdier bliver enzym-aktiviteterne reduceret og dermed dannes færre ceramider.
  Andre pH-afhængige enzymer er fx phosphataser, phospholipaser og enzymgruppen serine protease, som bl.a. omfatter kallikrein-enzymer.
  Serine proteaser er enzymer, der nedbryder peptidbindinger i proteiner – bl.a. i de proteiner som udgør corneodesmosomerne, der binder corneocytterne sammen og dermed kan disse hæmme hudens integritet og sammenhængskraft.
  Andre serine proteaser kan inaktivere de lipid-processerende enzymer og hæmme udskillelse fra lamellar bodies og stimulere epidermal hyperproliferation (som er en faktor i fx akne). Disse serine proteaser har et pH-optimum, der er lidt højere (for mange af dem omkring pH 7).
  Så hvis hudens pH stiger er disse enzymer mere aktive og samtidig er de to nøgleenzymer til dannelsen af ceramider mindre aktive.
  
  En forhøjet pH kan dermed hæmme fx hudens barriere-funktioner, hvilket er næste tema, hvor hudens syre kappe har betydning.

• Hudbarrierens opretholdelse: Hudens yderst vigtige barrierefunktioner kan inddeles i forskellige sammenhængende systemer: den fysiske barriere, den kemiske barriere, den mikrobielle barriere og immunbarrieren.
  Samlet sørger de for at give fysisk, kemisk og biologisk beskyttelse til kroppen i forhold til udefra kommende emner og den fysisk-kemiske barriere sørger også for at kroppen ikke mister fx for meget vand.
  
  Den fysiske permeabilitetsbarriere, som også er vigtig for den kemiske og biologiske beskyttelse, består primært af komponenterne i stratum corneum i form af de hydrofile corneocytterne, emnerne som holder dem sammen og den organiserede intercellulære lipofile matrix.
  Som det fremgår ovenfor, er hudens pH afgørende for flere dele af barriere-funktionerne: Udskillelse fra lamellar bodies af både enzymer, lipider og antimikrobielle stoffer; samt aktivitetsniveauet af enzymer, som sørger for den metabolisme, der skal til for at danne de intercellulære lipider.
  
  Man mener også at pH er afgørende for organiseringen af de intercellulære lipider.
• Stratum corneums integritet – desquamationsbalancen: Der er en vigtig dynamisk balance mellem den intercellulære sammenhæng via corneodesmosomer og tight junctions og den naturlige og nødvendige nedbrydning af samme og derved desquamation.
  Også her har pH en vigtig betydning – især pga. de pH-afhængige enzymers aktivitet, som beskrevet ovenfor
• Cytokin aktivering og inflammation: Corneocytterne i stratum corneum indeholder et lager af precursors til inflammatoriske cytokiner (Pro-IL1α og proIL-1β).
  Hvis hudbarrieren forstyrres, vil pH normalt øges, hvilket vil øge aktiviteten af serine proteaser såsom kallikrein-enzymer. Aktiveringen vil medvirke til frigørelse og aktivering af cytokinerne IL-1α og IL-1β, som derefter starter en kaskade af reaktioner som medvirker til at genoprette barrieren.
  
  Således vil en midlertidig øgning i pH hjælpe til at genopbygge barrieren, men hvis pH i længere tid er for høj, kan det resultere i inflammation medieret af cytokinerne. Modsat menes en reduktion i pH at kunne medvirke til at reducere inflammation.
• Hudens mikrobiota og mikrobielle barriere: Huden har en gensidig symbiotisk relation (hvor begge har gavn af forholdet) med mikrobiotaen: Huden giver det rette miljø for visse mikroorganismer, mens disse til gengæld medvirker til hudens mikrobielle forsvar ved bl.a. at hæmme kolonisering af andre (fx patogene) mikroorganismer og hjælper også huden på andre måder.
  Den lave pH på hudens overflade medvirker til at huden er et godt medie for den ”normale” mikrobiota og har også vist sig, i sig selv at hæmme væksten af visse patogene mikroorganismer.
  Yderligere i forhold til hudens mikrobielle barriere har pH som nævnt indvirkning på frigivelsen af visse antimikrobielle stoffer såsom antimikrobielle peptider fra lamellar bodies. Også aktiviteten af disse – fx de antimikrobielle peptider såsom cathelicidin, dermicidin og desuden kationiske stoffer og nitrater, som findes i sved – er afhængig af pH og optimal ved pH 5,5.
  
  Omdannelse af stoffet nitrit, der producers af bakterier i mikrobiotaen ud fra nitrat i sved, til nitrogenoxid, sker også kun ved en svag sur pH. Nitrogenoxid udfører en række vigtige funktioner ikke kun i forhold til den mikrobielle balance på huden, men også som et intra- og ekstracellulært signalstof, som bl.a. spiller en vigtig rolle i sårheling.

¹²Ichthyosis (fiskeskælshud) er en fællesbetegnelse for en række forskellige former for sygdommen, der viser sig som tør og skældende hud.

¹³pH-optimum er den pH-værdi hvor enzymet har højest aktivitet.

pH og huden – endogene mekanismer og faktorer for hudens pH

De endogene mekanismer og stoffer, som opretholder den lave pH på hudens overflade og pH-gradienten i stratum corneum, er et kompliceret emne. Forskellige videnskabelige artikler lægger mere eller mindre vægt på de forskellige mekanismer og stoffer og det er således ikke helt klarlagt hvilke, der har størst betydning. Sandsynligvis påvirker de forskellige mekanismer hinanden og både mekanismerne og stofferne har nok varierende betydning i de forskellige lag af stratum corneum.
Med hensyn til hvilke stoffer, der udgør syrekappen og dermed styrer pH i og på stratum corneum, mener man, at Alpha Hydroxy Acid (AHA¹⁴) såsom Lactic Acid (mælkesyre) fra fx sved og fedtsyrer fra sebum sammen med urocanic acid (UCA), pyroglutamic acid (PCA) og visse aminosyrer udgør den primære kilde til stratum corneums pH.
Aminosyrer fra nedbrydningen af proteinet filaggrin og kolesterol sulfat menes at have en vis betydning for pH i de dybere lag af stratum corneum.

En anden vigtig komponent i forsuringen af stratum corneums dybere lag er plasmamembranproteinet, NHE1, som sidder i cellemembranen på keratinocytter. Dette er en Na⁺/H⁺ antiporter, som kan pumpe en hydrogen-ion (H⁺) ud af cellen og samtidig en natrium-ion (Na⁺) ind i cellen, hvorved det regulerer pH inde i cellen og medvirker til at reducere pH i det intercellulære (extracellulære) rum – mere specifikt mener man, at NHE1 kan danne extracellulære mikrodomæner¹⁵ med relativ lav pH i den dybere del af stratum corneum tæt ved stratum granulosum, som ellers overordnet har en pH omkring 7.0-7.4.

Disse mikrodomæner med relativ lav pH menes at være vigtige for aktivering af de pH-afhængige enzymer, der som nævnt ovenfor sørger for at processere de lipider, som udskilles fra lamellar bodies og indgår i den barriereskabende intercellulære organiserede lipid-matrix.
NHE1 menes også at være vigtig for celledifferentieringen af fx keratinocytter og en faktor i sårheling ved at regulere pH i såroverfladen.

De forsurende lipider såsom kolesterol sulfat og frie fedtsyrer menes også at være en medvirkende faktor for stratum corneums pH-gradient. De frie fedtsyrer kan frigøres fra fx phospholipider udskilt af lamellar bodies – denne proces katalyseres af enzymgruppen PLA2, som er en gruppe af phospholipaser, der også er pH-afhængige med et optimum i den let sure ende af pH-skalaen.

Visse aminosyrer og aminosyreafledte stoffer har også en betydning for stratum corneums pH. Der findes fx aminosyrer i sved og en meget vigtig kilde er nedbrydningen af filaggrin-proteinet.
Nedbrydningen af filaggrin resulterer bl.a. i aminosyren glutamic acid (glutaminsyre), som kan omdannes til pyroglutamic acid (PCA) og aminosyren histidin, der via enzymet histidase kan omdannes til urocanic acid (UCA).
Både PCA og UCA medvirker til at reducere pH og desuden er de også fugtgivende – de er en del af Natural Moisturising Factors (NMF)¹⁶.

Man har især studeret processerings-vejen filaggrin-histidin-urocanic acid i forhold til betydningen for pH i dyreforsøg. Disse tyder på at denne nedbrydning til UCA ikke er essentiel for pH, da andre kompensatoriske mekanismer kan tage over og sørge for nedreguleringen af pH.
 Små syrer såsom Lactic acid (mælkesyre) og Butyric acid (butansyre) menes også at nedregulere pH i stratum corneum. Disse findes fx i sved fra de ekkrine kirtler, der findes næste overalt på kroppen. Sved fra disse kirtler¹⁷ udskilles direkte til hudens overflade, har en pH på 4,0-6,8 og består primært af vand og derudover lave koncentrationer af små elektrolytter, små syrer som Lactic acid (mælkesyre), Citric acid (citronsyre), ascorbic acid (vitamin C) og urea, aminosyrer og fedtsyrer.

Melanin fra melanosomer i stratum granulosum menes også at medvirke til pH-reduktion og menes (delvist) at forklare, hvorfor mere pigmeteret hud generelt har en lavere pH (ca 0,5 pH lavere).

Endelig kan mikrobiotaen også bidrage til den relativt lave pH i overfladen af stratum corneum.

¹⁴Man kan læse mere om AHA i beskrivelsen af AHA, BHA og PHA på denne hjemmeside.

¹⁵Sådanne mikrodomæner kan ikke måles med et pH-meter med glaselektrode og derfor er pH i den dybere del af stratum corneum oftest målt til at være omkring neutral.

¹⁶NMF er kort beskrevet i beskrivelsen af Glycerin på denne hjemmeside.

¹⁷Der findes også aprokrine svedkirtler, som sidder i forbindelse med en hårfollikel og dermed bliver denne sved normalt blandet med sebum fra talgkirtlerne da de også har udgang i hårfollilklen. Apokrine svedkirkler findes primært i armhulen og ved genitalierne og deres sekret har en pH på 6.0-7.5 og består af vand, proteiner, kulhydrater, nogle af kroppens affaldsstoffer, lipider og steroler. Det er en relativ viskøs væske, som i sig selv er lugtfri, men nogle af disse stoffer bliver nedbrudt af mikroorganismerne på huden og metabolitterne derfra giver svedlugt.

¹⁸Grundet det relativt høje pH i fx armhulen er mikrobiotaen dér anderledes, hvilket medvirker til svedlugten der dannes fra deres metabolisme af sekretet fra de aprokrine kirtler.

¹⁹Fitzpatrick skalaen er en skala fra I til VI, som angiver hvor pigmenteret huden er og hvordan det reagerer overfor UV-belysning

²⁰PHA står for Poly Hydroxy Acid. Man kan læse mere om PHA i beskrivelsen af AHA, BHA og PHA på denne hjemmeside.

²¹TEWL er forkortelsen for Trans Epidermal Water Loss

pH og huden – eksogene faktorer for hudens pH

De eksogene (udefrakommende) faktorer er fx hvorvidt huden er okkluderet (fx med handsker), hudens mikrobiota (som også kan siges at være påvirket af endogene faktorer), klimatiske faktorer og hvad huden ellers udsættes for af stoffer og produkter.

Okklusion af huden øger hudens pH – det har været kendt siden 1970’erne – og dette har en række følgevirkninger.
Man har vist at efter fem dages okklusion af huden på underarmen hos raske personer steg pH fra 4,38 til 7,05, hudens mikrobiota ændrede sig markant og hudens TEWL steg med en faktor tre (forringet permeabilitetsbarriere). Også tre dages okklusion øgede pH markant og var først tilbage til normalen efter et døgn.
Hudens mikrobiota både påvirker – ved dannelse af metabolitter – og bliver påvirket af hudens pH. Der er dermed et relativt komplekst sammenspil mellem huden og mikrobiotaen på huden, som der forskes meget i.

Produkter anvendt på huden kan naturligvis også påvirke hudens overflade-pH og i nogle tilfælde også hudens bufferkapacitet. Fx kan klassisk sæbe med høj pH øge hudens pH og ligeså kan produkter, som bliver på huden (leave on produkter) også påvirke hudens pH og bufferkapacitet – i begge retninger.
Vand fra vandhanen kan også påvirke hudens pH. I Europa er der en relativ stor variation i vandets pH – fx er det i Danmark omkring 6,5-8,0, mens grundvandets pH generelt er lavere jo mere nordligt man kommer og højere jo mere sydligt i Europa man kommer – men dog indenfor intervallet 5,5-8,5.
Studier har vist at afvaskning af huden med blot vandhanevand kan øge hudens overflade-pH i ca. 4 timer.

pH og huden – hudens bufferkapacitet

Bufferkapacitet af et system er som nævnt systemets evne til at modstå markante pH-svingninger trods påvirkning udefra.

Man har fundet frem til, at huden har en rimelig god bufferkapacitet mellem pH 4 og 8. Man mener, at denne bufferkapacitet stammer fra forskellige buffer-systemet i huden og det er omdiskuteret, hvilke systemer der bidrager mest.
Studier tyder på at komponenter i sved bidrager til bufferkapaciteten og nogle studier peger på at buffersystemerne Lacitic acid / Lactate og Carbonic acid / bicarbonate bidrager.

Lactic acid (mælkesyre) findes i sved har en pK_a på 3,8 hvilket er i den lave ende i forhold til stratum corneums pH og nyere studier tyder på at Lacitic acid / Lactate buffersystemet ikke er det primære buffersystem i stratum corneum. Heller ikke Carbonic acid / bicarbonate buffersystemet ser ud til at være have en signifikant rolle i hudens buffersystem.

Ældre studier har arbejdet med en hypotese om, at sebum medvirker til bufferkapaciteten ved at beskytte epidermis mod udefrakommende syrer og baser – simpelt hen ved at hæmme hudpenetrationen og dermed den påvirkning, som udefrakommende stoffer kan have. Den del menes at være korrekt.

Man har også ment at fedtsyrerne i sebum medvirkede til bufferkapaciteten – den del mener man i dag er negligerbar.

Nyere studier tyder på, at det især er aminosyrer, der giver hudens bufferkapacitet.
Man ved endnu ikke præcist, hvilke aminosyrer der medvirker, men det kan være aminosyrer i sved fra de ekkrine svedkirtler. Denne sved indeholder omkring 0,05 % aminosyre. Det kan også være aminosyrer fra nedbrydning af proteiner i huden såsom desmosomer og filaggrin og fra hårfollikler.

Der er ikke tvivl om at normal sund hud har en rimelig god bufferkapacitet inden for hudens normale pH-interval, men der er brug for flere studier for at belyse hvilke buffersystemer, der bidrager mest til denne bufferkapacitet.

pH og huden – hudproblemer og sygdomme

En del hudproblemer, hudsygdomme og sårheling er forbundet med en forhøjet pH-værdi i hudens stratum corneum. For de hudsygdomme, som man især har set på, er det ikke klarlagt om det er hudsygdommen, der resulterer i pH-øgningen eller det er pH-øgningen, der medvirker til udviklingen af sygdommen.

Mange hudproblemer er forbundet med inflammation i huden og generelt ved inflammation i huden ses en øgning i pH. Tør og sensitiv hud er også ofte forbundet med let øget pH i hudoverfladen.
Generelt er en kompromitteret hudbarriere ofte associeret med hudproblemer og som det fremgår har pH en stor betydning for hudbarriererne og opretholdelse deraf. I flere studier har man set på om en reduktion af hudens overflade-pH kan lindre og forbedre hudens beskaffenhed. I det følgende vil flere relevante hudproblemer og tilknyttede studier blive præsenteret.

Ichthyosis

Ichthyosis (fiskeskælshud) er en gruppe af sygdomme karakteriseret ved tør og skællende hud med øget pH i overfladen. Det er forbundet med reduceret funktionel filaggrin (grundet mutation i genet for filaggrin), der er en meget vigtig komponent i strukturen af stratum corneum, organiseringen af det intercellulære lipofile matrix og ikke mindst hudens vigtige fugtniveau ved at give ophav til flere af NMF-komponenterne. Den øgede pH medvirker til at desquamation-processen ikke fungerer som den burde.  

Psoriasis

Psoriasis er ligesom ichtyosis en arvelig hudsygdom, som er karakteriseret ved afgrænset, skællende udslæt og er ofte associeret med en lille stigning i pH i hudoverfladen. Denne sygdom er der generelt meget velundersøgt, men pH’s betydning i forhold til psoriasis er der ikke skrevet så meget om. Det er kendt, at ændringer i hudcellernes differentiering, hudbarriere og inflammation spiller afgørende roller i patogenesen af psoriasis og derved menes også pH at være en faktor.

Candida Intertrigo

Candida Intertrigo er en svampeinfektion i huden – typisk steder, hvor hud rører hud – som viser sig ved bl.a. blank, rød og kløende hud og nogle studier har vist sammenhæng med højere pH i hudoverfladen. Denne hudsygdom er desuden associeret med diabetes og patienter i dialysebehandling.
I et forsøg med raske personer applicerede man en opløsning af svampen Candica albicans i en bufferopløsning med hhv. pH 6 eller 4,5 på sund hud under okklusion, hvilket efter 24 timer viste, at denne svamp ikke klarede sig så godt i det sure miljø. Man har dermed sandsynliggjort at en højere pH i huden øger risikoen for denne svampeinfektion. 

Akne

Akne er forbundet med inflammation i huden, øget vækst af visse stammer af Cutibacterium acnes (tidligere navn: Propionibacterium acnes) og øget pH i hudoverfladen.
I et studie med 200 akne-patienter og 200 personer uden akne (ligeligt fordelt på mænd og kvinder i aldrene 15-30 år) målte man pH på panden, næsen, kinder og hagen, hvilket viste en signifikant forskel: I gennemsnit var pH for personer uden akne på 5,09±0,39, mens gennemsnittet for akne-patienter var på 6,35±1,3. Man mener at den højere pH er fordelagtig for væksten af bakterien Cutibacterium acnes.

Sår

Sår er også forbundet med øget pH. Åbne sår har en pH omkring 6,5-8,5, mens de problematiske kroniske sår har pH omkring 7,2-8,9. Sårheling er en kompleks proces og pH af overfladen vil ændre sig undervejs i helingsprocessen.
I forbindelse med helingsprocessen skal pH falde for at en række vigtige processer kan finde sted såsom proliferation af fibroblaster, collagen-dannelse, makrofag-aktivitet og keratinocyt-differentiering.

Man har i et studie undersøgt om pH kunne være et værktøj i diagnosen af sårhelingsprocessen og derigennem medvirke til at vurdere, hvilken form for behandling et sår skal have såsom antibiotika (hvis der er bakterie-infektion i såret). Dette er man endnu ikke så lang med, men nogle studier har vist, at visse stammer af bakterier, som er relevante i forhold til sår-infektioner, udviste en større tendens til at danne biofilm²² ved højere pH. Man har desuden fundet at i visse situationer, kan behandling af sår med et topikalt²³ produkt med lav pH have en positiv virkning på sårhelingen – sandsynligvis ved fx at øge antimikrobiel aktivitet af visse stoffer i hudoverfladen og regulere visse enzymers aktivitet.

Eksem

Eksem såsom atopisk dermatitis, kontakteksem og ble-eksem er associeret med inflammation i huden og øget pH.
Ved atopisk dermatitis ses ofte en reduktion i virksom filaggrin, der som nævnt ovenfor er vigtig for hudbarrieren og hudens fugtniveau og hudens pH. I bleområdet har huden normalt i forhøjet pH, hvilket kan medvirke til aktiveringen af protease- og lipase-enzymer og bl.a. derved forringe hudbarrieren, hvilket medvirker til udviklingen af eksem.
I forhold til atopisk dermatitis har man især studeret musemodeller af sygdommen. Man har fx studeret om behandling med topikale produkter med en relativ lav pH (fx med lactobionic acid – en PHA) kan afhjælpe symptomerne og det tyder studierne på.

Det er generelt velkendt at bibeholdelse af en normal hud-pH via passende topikale produkter kan forbedre hudens tilstand. Nogle studier tyder endda på at bibeholdelse af en let sur stratum corneum kan hæmme udviklingen af atopisk dermatitis. Man har også udført lignende forsøg på nyfødte spædbørn og ældre menneskers hud og på rotter, som viste at topikal brug af produkter med relativ lav pH indeholdende fx PHA eller AHA kan normalisere hudens pH og barrierefunktion.

I et studie på personer med svagt tør hud anvendte man et produkt med pH 3,7-4,0 indeholdende 4 % Lactic acid (en AHA) 2 gange om dagen i 4 uger. Dette resulterede i signifikant forbedring af stratum corneums ceramide-koncentration, barrierefunktion og reduceret sensitivitet over for Sodium Lauryl Sulfate induceret irritation. I forhold til hvor længe et produkt med lav pH kan virke på huden kommer det både an på produktets sammensætning og dennes bufferkapacitet og hudens beskaffenhed.

I et vehikel-kontrolleret studie med mennesker prøvede man at undersøge dette ved brug af en creme med Acetic acid (eddikesyre) eller Hydrogenchlorid ved pH 3,5. Man så at lige efter applikation faldt pH med det samme og pH steg igen efter 15 min men langsomt og en relativ lav pH vedblev i op til 6 timer efter applikation.

²²Biofilm er en tynd belægningsfilm af bakterier indlejret i en særlig matrix, som bakterierne selv producerer. Biofilm findes mange steder og kan give problemer, når de fx er i et sår, da det gør bakterierne mere modstandsdygtig overfor mange forskellige interventioner såsom høj eller lav pH og antibiotika.

²³Topikal brug er udtryk for at et produkt bruges ved at placeres det på kroppens overflader; således bliver al kosmetik brugt via topikal administration.

pH og topikale produkter

De produkter man bruger på huden, kan naturligvis influere hudens pH i større eller mindre grad. Som det fremgår ovenfor, er det oftest en for høj pH på huden, der er associeret med hudproblemer og derfor har mange studier set på om man med topikale leave on produkter kan reducere hudens pH og derved forbedre fx hudbarrieren – og det viser mange studier at man kan.

Ligeså har mange studier omhandlet hvordan forskellige typer af produkter påvirker hudens pH – hvoraf særligt renseprodukter har været i fokus pga. nogle af disse kan øge hudens pH. Det er i den forbindelse vigtigt at huske, at huden normalt har en rimelig god bufferkapacitet og den vil således normalisere hudens pH efter noget tid og at produkters indvirkning på huden kan være kompleks og afhænger af den præcise sammensætning af produktet og hvordan produktet bruges og ikke mindst hudens beskaffenhed. Det er således ikke kun produktets pH, som afgør dens påvirkning af hudens pH.
En vigtig faktor er også produktets bufferkapacitet – hvilket man sjældent ved noget om og det er kun sjældent undersøgt i de studier, hvor man netop ser på, hvordan produkter kan påvirke hudens pH. De studier der er udført, er sjældent lette at sammenligne, da der er mange variationsmuligheder - fx forsøgsmetode, testpersonernes hud, hvor længe efter applikation pH bliver målt osv. Bemærk også at pH på huden efter applikation af et produkt er resultatet af både produktets og hudens pH samt produktets og hudens bufferkapacitet.

Renseprodukter

Renseprodukter er en stor gruppe af meget forskellige typer af produkter, som kan påvirke huden på flere måder – de fleste vil øge hudens pH – for mange af dem fordi de skal vaskes af huden med vand (rinse off produkter) og som nævnt kan vand i sig selv øge hudens pH, men normalt ikke i så lang tid – nok bl.a. fordi vand næsten ingen bufferkapacitet har.

Klassisk sæbe, som har været brugt i over tusinde år, indeholder natur-afledte surfaktanter (overfladeaktive stoffer også ofte kaldet detergenter eller tensider), som er fremstillet ved forsæbningsreaktion af fedtstoffer, er normalt basisk med pH mellem 8,0 og 11,0 og det er derfor ikke så overraskende, at disse kan øge hudens pH.
Studier med sådanne klassiske sæber har vist, at hudens pH typiske stiger med ca. 2 enheder og ikke vender tilbage til det normalt pH-niveau inden for 6 timer.
I forhold til brugen af blot vand til at vaske huden med, forlænger den klassiske sæbe den tid det tager for huden at komme tilbage til sit normale pH-niveau og desuden kan klassisk sæbe ligesom mange andre renseprodukter fjerne en del fedtopløseligt fra huden – hvilket menes at gøre huden mere sårbar og udsat for irritation.

Studier har vist, at tilsætning af lipider til renseprodukter kan reducere interaktionen mellem surfaktanterne i renseproduktet og lipiderne på huden og dermed nedsætte denne påvirkning.

Syntetiske detergenter

Omkring 1950 opfandt man en ny type surfaktanter kaldet ”syndet”, som er forkortelse for syntetisk detergent og siden er mange flere og mildere og - i forhold til syndet surfaktanterne – mere naturlige surfaktanter blevet opfundet.

Med disse surfaktanter kan man fremstille renseprodukter med pH-værdi svarende til hudens pH. De bliver ofte markedsført som værende meget mildere for huden (hvilket mange af dem er) i forhold til den klassiske faste sæbe. Men her er det vigtigt at se på hele den kemiske sammensætning af produkterne og hvad de kan gøre ved huden ud over at ændre på pH.

Man har i et studie fra 2014 forsøgt at sammenligne huden på indersiden af underarmen hos to grupper af raske personer, som have brugt enten klassisk høj-pH fast sæbe eller et renseprodukt med pH relativ tæt på hudens pH i over 5 år. Man fandt frem til at brug af klassisk høj-pH fast sæbe ikke påvirkede hudens pH-regulerende evne – buffer-mekanismer. Man fandt også, at hudens pH blev øget næsten lige meget ved brug af begge produkter og for begge grupper var hudens pH tilbage ved normalen efter ca. 6 timer.

Afgør pH om et produkt er mildt eller ej?

Et andet interessant studie har set nærmere på påstanden om at renseprodukter med pH nær hudens pH skulle være bedre for huden.

I dette studie blev der udført en række målinger på en gruppe af raske menneskers hud på underarmen efter brug af en række forskellige renseprodukter i form af syndet bars og et par flydende sæber med kendt sammensætning (nogle af dem kun kvalitativt) og kendt pH – alle baseret primært på anioniske²⁴ surfaktanter, hvilket i dag bruges til langt de fleste renseprodukter.

Man undersøgte bl.a. hudens tørhed og barriere (TEWL måling). Dette studie viste at brug af et renseprodukt baseret på primært anioniske (negativt ladede) surfaktanter med pH tæt på hudens øgede hudens tørhed og irritationsniveau mere end samme formulering justeret til pH 7,0. Den mulige forklaring på dette handler om øget elektrostatisk interaktion (negativt ladede ioner vil interagere med positivt ladede ioner) mellem anioniske surfaktanter i renseproduktet og stratum corneum ved lav pH i forhold til neutral pH.
Den mere dybdegående og tekniske forklaring er som følger: Stratum corneums isoelektriske punkt er omkring pH 4,0. Ved det isoelektriske punkt vil stratum corneums overflade have næsten lige mange positive og negativ ladede ioner og dermed have en nettoladning på ca. 0. ved pH over det isoelektriske punkt vil overfalden af stratum corneum have et overtal af negative ladede ioner og ved under det isoelektriske punk vil der være overtal af positive ladede ioner.
Så hvis huden påføres en opløsning (renseprodukt) med pH over 4,0 (fx neutral pH) vil der være relativt en mindre antal af positive ioner på overfladen af stratum corneum som opløsningens anioner (negativt ladede stoffer) kan interagere med. Men hvis opløsningens pH er lavere og tættere på eller under det isoelektriske punkt for stratum corneum vil antallet af positive ladede ioner på stratum corneum være relativt højt og dermed vil antallet af anionisk stoffer i opløsningen (renseproduktets surfaktanter) have flere ioner på stratum corneum at binde sig til.
Når flere surfaktanter binder til huden kan det forventes at det er svære at vaske dem helt af og dermed kan surfaktanterne blive på huden i længere tid og derved genere, give tør hud og påvirke hudbarrieren.

Konklusionen var at pH alene ikke afgør om et produkt er mildt eller ej – man skal se på hele sammensætningen af produktet og interaktionen mellem de anvendte stoffer i produktet og stratum corneum ved den pågældende pH.

Svedlugt, deodoranter og hudens pH

At produkter kan påvirke hudens pH, er interessant i forhold til deodoranter og den oftest uønskede svedlugt fra armhulerne. Den højere pH i armhulerne er en af årsagerne til at visse mikroorganismer trives netop der. Disse mikroorganismers metabolisme er årsagen svedlugt. Man har derfor set på om deodoranter, som kan reducere pH i armhulen også kan reducere lugten.

Resultater fra et studie viste at ved daglig brug af bestemte deodoranter med pH 5,0 kunne man reducere pH af huden i armhulen i minimum 2-4 timer og svedlugten. pH var tilbage til det oprindelige niveau to dage efter sidste application

Til gavn for huden

Reduktion af hudens pH og generelt brug af leave on produkter med pH tæt på hudens er også interessant i andre sammenhænge – særligt til ældre hud og hud med atopisk dermatitis. Der er fx nogle studier, som viser, at ældre hud som typisk har en lidt højere pH og dårligere hudbarriere har gavn af at få påført produkter, som ikke har en for høj pH.

Studier tyder på at effekten først kommer efter længere tids daglig brug. Et af disse studier var med 20 ældre personer i 60’erne som brugte enten en bestemt emulsion justeret til en pH 4,0 eller pH 5,8. Efter 4 uger var hudens pH signifikant reduceret, hvor man havde brugt produktet med pH 4,0, mens resultaterne for niveauet af fugt i huden og hudens TEWL ikke var signifikant forskellig for de to emulsioner.
Begge emulsioner øgede hudens samlede lipidindhold – produktet med pH 4,0 var lidt mere effektivt på det punkt. Efter de 4 uger blev huden udfordret med det irriterende stof Sodium Lauryl Sulfate – dette forsøg viste at huden der var blevet behandlet med emulsionen med pH 4,0, var mere modstandsdygtig.

Et metastudie omhandlende lindring af tør hud, kløe og generel forbedring af hudbarrieren viste, at generelt kan leave on produkter med pH 4,0 forbedre hudbarrieren i ældre hud. Også behandling af atopisk dermatitis med relativt lav pH leave on produkter ser ud til at gavne tilstanden. Generelt ser man at normalisering af hudens pH via topikale produkter i visse tilfælde kan hjælpe til at etablere en mere balanceret mikrobiota, forbedre hudbarrieren, inducere epidermal differentiering og reducere inflammation i huden.

²⁴Et anionisk molekyle har en negativ ladning, et kationisk molekyle har en positiv ladning, et amfoterisk molekyle har både en positiv og en negativ ladning og et non-ionisk molekyle har ingen ladning.

pH-variation i Batch

Forskellige produkttyper fremstilles ofte inden for forskellige pH-intervaller. Der er ikke specifikke regler for, hvilken pH et kosmetisk produkt skal have og heller ikke hvor meget et givent produkts pH må variere fra batch til batch. Producenter af produkter til særligt følsomme områder såsom øjenområdet og vagina vil normalt vælge en pH tæt på områdets normale pH. Kosmetiske produkter skal naturligvis være sikre at bruge.

Derfor er meget lave og meget høje pH-værdier normalt forbeholdt særlige produkttyper (fx har nogle hårudglattende produkter meget høj pH).Der kan være flere årsager til, at et produkts pH kan variere lidt fra batch til batch. Der kan fx være pH-variation i de råvarer, der bruges, og produktionsmetoden kan gøre det svært at efterjustere pH (fx hvis et produkt skal fyldes i emballagen i varm tilstand). Ikke alle producenter efterjusterer pH (efter at alle de andre råvarer er blandet sammen), når det fx drejer sig om produkter, som ikke er særligt følsomme over for pH-variation i forhold til virkning og stabilitet og/eller producenten har erfaret at formuleringens pH ikke normalt varierer meget fra batch til batch. Generelt sørger producenter af kosmetik for, at et givent produkts pH er inden for et relativt snævert interval – inden for 0,5-1 pH-enhed.

Dette gør PUCA PURE & CARE også, og i de fleste produkter bruges syren Citric acid og basen Sodium hydroxid til at efterjusteres de vandholdige produkters pH.

Kilder

• Ali, S. M.; & Yosipovitch, G. Skin pH: from basic science to basic skin care. Acta dermato-venereologica, 2013, 93(3), 261–267.
• Behne, M. J.; Meyer, J. W.; Hanson, K. M.; Barry, N. P.; Murata, S.; Crumrine, D.; Clegg, R. W.; Gratton, E.; Holleran, W. M.; Elias, P. M.; & Mauro, T. M. NHE1 regulates the stratum corneum permeability barrier homeostasis. Microenvironment acidification assessed with fluorescence lifetime imaging. The Journal of biological chemistry, 2002, 277(49), 47399–47406.
• Bennison, L.; Miller, C.; Summers, R.H.; Minnis, A.; Sussman, G.; & McGuiness, W.J. The pH of wounds during healing and infection: A descriptive literature review. Wound Practice & Research: Journal of the Australian Wound Management Association, 2017, 25, 63.
• Buck, R.; Rondinini, S.;Covington, A. ; Baucke, F. ; Brett, C. ; Camoes, M. ; Milton, M. ; Mussini, T. ; Naumann, R. ; Pratt, K. ; Spitzer, P. & Wilson, G. Measurement of pH. Definition, standards, and procedures (IUPAC Recommendations 2002). Pure and Applied Chemistry, 2002, 74(11), 2169-2200.
• Elias, P.M. Stratum corneum acidification: how and why?. Experimantal Dermatol, 2015, 24: 179-180.
• Feingold K. R. Lamellar bodies: the key to cutaneous barrier function. The Journal of investigative dermatology, 2012, 132(8), 1951–1953.
• Fluhr, J. W.; Elias, P. M.; Man, M. Q.; Hupe, M.; Selden, C.; Sundberg, J. P.; Tschachler, E.; Eckhart, L.; Mauro, T. M.; & Feingold, K. R. Is the filaggrin-histidine-urocanic acid pathway essential for stratum corneum acidification?. The Journal of investigative dermatology, 2010, 130(8), 2141–2144.
• Francl; M. Urban legends of chemistry. Nature Chemistry, 2010; 2, 600–601.
• Fürtjes, T.; Weiss, K. T.; Filbry, A.; Rippke, F.; & Schreml, S. Impact of a pH 5 Oil-in-Water Emulsion on Skin Surface pH. Skin pharmacology and physiology, 2017, 30(6), 292–297.
• Gunathilake, R.; Schurer, N. Y.; Shoo, B. A.; Celli, A.; Hachem, J. P.; Crumrine, D.; Sirimanna, G.; Feingold, K. R.; Mauro, T. M.; & Elias, P. M. pH-regulated mechanisms account for pigment-type differences in epidermal barrier function. The Journal of investigative dermatology, 2009, 129(7), 1719–1729.
• Hachem, J. P.; Crumrine, D.; Fluhr, J.; Brown, B. E.; Feingold, K. R.; & Elias, P. M. pH directly regulates epidermal permeability barrier homeostasis, and stratum corneum integrity/cohesion. The Journal of investigative dermatology, 2003, 121(2), 345–353.
• Hatano, Y.; Man, M. Q.; Uchida, Y.; Crumrine, D.; Scharschmidt, T. C.; Kim, E. G.; Mauro, T. M.; Feingold, K. R.; Elias, P. M.; & Holleran, W. M. Maintenance of an acidic stratum corneum prevents emergence of murine atopic dermatitis. The Journal of investigative dermatology, 2009, 129(7), 1824–1835.
• Hawkins, S.; Dasgupta, B. R.; & Ananthapadmanabhan, K. P. Role of pH in skin cleansing. International journal of cosmetic science, 2021, 43(4), 474–483.
• Hyldebrandt, S. pH-skalaen fylder 100 år: pH-skalaen fylder 100 år (videnskab.dk). 2009. Lokaliseret 2. Juni 2023.
• Kezic, S.; & Jakasa, I. Filaggrin and Skin Barrier Function. Current problems in dermatology, 2016, 49, 1–7.
• Knox, S.; & O'Boyle, N. M. Skin lipids in health and disease: A review. Chemistry and physics of lipids. 2021; 236, 105055.
• Korting, H. C.; & Braun-Falco, O. The effect of detergents on skin pH and its consequences. Clinics in dermatology, 1996, 14(1), 23–27.
• Kumar, P.; & Das, A. Acid mantle: What we need to know. Indian journal of dermatology, venereology and leprology, 2023, 1–4.
• Lambers, H.; Piessens, S.; Bloem, A.; Pronk, H.; & Finkel, P. Natural skin surface pH is on average below 5, which is beneficial for its resident flora. International journal of cosmetic science, 2006, 28(5), 359–370.
• Lee, N. R.; Lee, H. J.; Yoon, N. Y.; Kim, D.; Jung, M. ; & Choi, E. H. Application of Topical Acids Improves Atopic Dermatitis in Murine Model by Enhancement of Skin Barrier Functions Regardless of the Origin of Acids. Annals of dermatology, 2016, 28(6), 690–696.
• Levin, J.; & Maibach, H. Human skin buffering capacity: an overview. Skin research and technology: official journal of International Society for Bioengineering and the Skin (ISBS) [and] International Society for Digital Imaging of Skin (ISDIS) [and] International Society for Skin Imaging (ISSI), 2008, 14(2), 121–126.
• Lichterfeld-Kottner, A.; El Genedy, M.; Lahmann, N.; Blume-Peytavi, U.; Büscher, A.; & Kottner, J. Maintaining skin integrity in the aged: A systematic review. International journal of nursing studies, 2020, 103, 103509.
• Luebberding, S.; Krueger, N.; & Kerscher, M. Skin physiology in men and women: in vivo evaluation of 300 people including TEWL, SC hydration, sebum content and skin surface pH. International journal of cosmetic science, 2013, 35(5), 477–483.
• Lukić, M.; Pantelić, I.; & Savić, S.D. Towards Optimal pH of the Skin and Topical Formulations: From the Current State of the Art to Tailored Products. Cosmetics, 2021; 8(3):69.
• Man, M. Q.; Xin, S. J.; Song, S. P.; Cho, S. Y.; Zhang, X. J.; Tu, C. X.; Feingold, K. R.; & Elias, P. M. Variation of skin surface pH, sebum content and stratum corneum hydration with age and gender in a large Chinese population. Skin pharmacology and physiology, 2009, 22(4), 190–199.
• Ohman, H.; & Vahlquist, A. The pH gradient over the stratum corneum differs in X-linked recessive and autosomal dominant ichthyosis: a clue to the molecular origin of the "acid skin mantle"?. The Journal of investigative dermatology, 1998, 111(4), 674–677.
• Panther, D. J.; & Jacob, S. E. The Importance of Acidification in Atopic Eczema: An Underexplored Avenue for Treatment. Journal of clinical medicine, 2015, 4(5), 970–978.
• pH of the Skin: Issues and Challenges. Redigeret af: Christian Surber, Howard Maibach & Christoph Abels. Udgivet af S. Karger AG, 2018.
• Prakash, C.; Bhargava, P.; Tiwari, S.; Majumdar, B.; & Bhargava, R. K. Skin Surface pH in Acne Vulgaris: Insights from an Observational Study and Review of the Literature. The Journal of clinical and aesthetic dermatology, 2017, 10(7), 33–39.
• Proksch E. pH in nature, humans and skin. The Journal of dermatology, 2018, 45(9), 1044–1052.
• Rippke, F.; Schreiner, V.; & Schwanitz, HJ. The Acidic Milieu of the Horny Layer. American Journal of Clinical Dermatology, 2002, 3, 261–272.
• Schmid-Wendtner, M. H.; & Korting, H. C. The pH of the skin surface and its impact on the barrier function. Skin pharmacology and physiology, 2006, 19(6), 296–302.
• Schreml, S.; Kemper, M.; & Abels, C. Skin pH in the Elderly and Appropriate Skin Care. EMJ Dermatology, 2014, 2[1], 86-94.
• Stenzaly-Achtert, S.; Schölermann, A.; Schreiber, J.; Diec, K. H. ; Rippke, F. ; & Bielfeldt, S. Axillary pH and influence of deodorants. Skin research and technology: official journal of International Society for Bioengineering and the Skin (ISBS) [and] International Society for Digital Imaging of Skin (ISDIS) [and] International Society for Skin Imaging (ISSI), 2000, 6(2), 87–91.
• Takagi, Y.; Kaneda, K.; Miyaki, M.; Matsuo, K.; Kawada, H.; & Hosokawa, H. The long-term use of soap does not affect the pH-maintenance mechanism of human skin. Skin research and technology: official journal of International Society for Bioengineering and the Skin (ISBS) [and] International Society for Digital Imaging of Skin (ISDIS) [and] International Society for Skin Imaging (ISSI), 2015, 21(2), 144–148.
• van Smeden, J.; & Bouwstra, J. A. Stratum Corneum Lipids: Their Role for the Skin Barrier Function in Healthy Subjects and Atopic Dermatitis Patients. Current problems in dermatology, 2016, 49, 8–26.
• Website ved Buhl-Bonsoe: pH måler: Hvad er pH-værdi? pH måling | Få udstyr af god kvalitet her | Buhl & Bønsøe (buhl-bonsoe.dk). Lokaliseret 8. Juni 2023.
• Wikipedia websites: pH: pH - Wikipedia; Acid dissociation constant: Acid dissociation constant - Wikipedia; Henderson–Hasselbalch equation: Henderson–Hasselbalch equation - Wikipedia; Sweat gland: Sweat gland - Wikipedia. Lokaliseret 8. Juni 2023.
• Yosipovitch, G.; Maayan-Metzger, A.; Merlob, P.; & Sirota, L. Skin barrier properties in different body areas in neonates. Pediatrics, 2000, 106(1 Pt 1), 105–108.
• Yousef, H.; Alhajj, M.; Sharma, S. Anatomy, Skin (Integument), Epidermis. Opdateret November 2022 i StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; Juni 2023.
• Zulkarnay, Z.; Shazwani, S.; Ibrahim, B.; Jurimah, A. J.; Ruzairi A. R.; & Zaridah, S. An Overview on pH Measurement Technique and Application in Biomedical and Industrial Process. 2015, 2nd International Conference on Biomedical Engineering (ICoBE), Penang, Malaysia, March 2015, pp. 1-6.