引言
皮肤作为机体抵御物理、化学和微生物侵袭的首要防线,其屏障功能受损与多种皮肤疾病的发生密切相关。角质层在限制经皮水分流失(TEWL)、阻止外源物质渗透以及通过表面脂质膜维持内环境稳定方面发挥着核心作用。评估皮肤屏障结构和功能的常用参数包括TEWL、皮肤水合作用、皮肤pH值、皮脂和温度。在人类研究中,这些参数受年龄、性别、解剖部位和种族等多种因素影响。环境条件如温度、湿度和空气污染也会影响皮肤屏障功能。此外,在特应性皮炎、银屑病和变应性接触性皮炎等疾病中,已观察到皮肤屏障参数的改变。
在犬类中,已有研究报道皮肤参数因解剖部位、品种、年龄和性别而异。然而,大多数研究仅关注单一参数或有限解剖部位,同时涵盖多部位、多参数和多个年龄组的研究仍然有限。现有研究主要集中于疾病状态下的改变,健康犬的基线数据尚不充分。建立健康个体的参考标准对于准确解读皮肤病中观察到的皮肤屏障功能障碍至关重要。尽管如此,针对单一品种内这些参数的比较研究有限,在健康犬中进行多解剖部位和多年龄组的全面评估仍较为缺乏。
因此,本研究旨在非侵入性地评估健康寻回犬在不同年龄组和解剖部位的TEWL、皮肤pH值、水合作用、皮脂和温度,并分析这些参数之间的相关性。
材料与方法
研究群体与人口统计学
本研究纳入了45只健康寻回犬(9只金毛寻回犬,36只拉布拉多寻回犬),均来自韩国首尔建国大学的KU I’M DOgNOR献血中心。犬只被分为三个年龄组:年轻组(2-3岁,平均年龄2.6±0.49岁,n=15)、中年组(4-6岁,平均年龄4.6±0.7岁,n=15)和老年组(7-8岁,平均年龄7.53±0.5岁,n=15)。所有犬只均通过体格检查、血液学和血清生物化学检查确认为临床健康,无皮肤病史,且测量部位无临床可见病变。排除标准包括患有影响皮肤屏障的疾病(如内分泌紊乱或恶性肿瘤),以及在研究前2周内接受过局部或全身抗菌药治疗、或4周内接受过糖皮质激素治疗的犬只。测量前24小时内禁止使用洗发水、耳部清洁剂或外用制剂。所有犬只均为客户拥有。本研究获得了建国大学机构动物护理和使用委员会的批准。
皮肤屏障参数测量
测量部位包括耳廓凹面、腋窝和腹股沟区域(左侧或右侧)。为尽量减少毛发影响,选择每个部位毛发最少的区域进行测量,且未进行剃毛以避免改变皮肤水合作用。所有测量均由同一研究者在温度稳定在20-24°C、相对湿度40-65%的安静室内环境中进行。测量前,犬只在检查室适应环境15分钟,并以侧卧或站立姿势保定。所有探头均按照制造商说明轻柔地垂直置于皮肤表面。使用Skin-pH-Meter PH 905测量皮肤表面pH值。使用VapoMeter SWL-3蒸发计测量TEWL,结果以蒸发速率(g/m2 /h)表示。使用Corneometer CM 825评估皮肤水合作用,结果以任意单位(a.u.)表示。使用Sebumeter SM 815测量皮脂水平,结果以μg/cm2 表示。为减少探头接触的吸收效应,皮脂测量在同一区域的相邻位置重复进行。使用非接触式红外测温仪FS-300在距皮肤表面2-3厘米处记录皮肤表面温度。每个部位的所有参数均测量五次,取平均值用于分析。
统计分析
使用Shapiro-Wilk检验评估数据正态性。由于数据不服从正态分布,采用Kruskal-Wallis H检验 followed by Dunn's事后检验比较三个年龄组和三个解剖部位之间的皮肤屏障参数。使用Pearson相关系数评估皮肤屏障参数之间的相关性。相关系数(r)<-0.2和>0.2分别被视为弱负相关和弱正相关,r值<-0.4和>0.4则表明显著的负相关和正相关。数据以中位数和四分位距(IQR)表示。使用SPSS 26.0和GraphPad Prism 10进行统计分析,p<0.05认为具有统计学显著性。
结果
年龄相关的皮肤屏障参数差异
皮肤水合作用的中位数(IQR)在年轻组、中年组和老年组分别为20.20(7.00–44.07)、16.40(7.91–35.10)和9.80(6.00–21.80)a.u.,老年组的皮肤水合作用显著低于年轻组和中年组。TEWL值在年轻组、中年组和老年组分别为9.32(5.44–14.40)、10.18(7.73–16.16)和11.54(7.47–19.31)g/m2 /h,虽无显著差异,但观察到随年龄增长而升高的趋势。pH值在三组间无显著差异。温度值在三组间也无显著差异。皮脂水平在三组间无显著差异。在年龄组间,仅皮肤水合作用存在显著差异,TEWL有随年龄增加的趋势。
部位相关的皮肤屏障参数差异
皮肤水合作用在耳廓、腋窝和腹股沟的中位数(IQR)分别为40.00(21.16–46.87)、12.00(6.00–19.50)和6.60(6.00–19.20)a.u.,耳廓的皮肤水合作用显著高于其他部位。pH值在耳廓、腋窝和腹股沟分别为5.95(5.50–7.47)、6.51(5.62–7.22)和7.08(5.41–7.83),腹股沟区域的pH值最高。皮脂水平在耳廓、腋窝和腹股沟分别为14.00(1.60–25.50)、2.92(2.24–5.80)和2.64(1.60–5.26)μg/cm2 ,耳廓的皮脂水平显著高于其他部位。温度和TEWL在不同部位间未观察到显著差异。皮肤水合作用、pH值和皮脂水平存在显著的部位相关性差异,而温度和TEWL未显示部位依赖性变化。
年龄与部位的交互作用
年龄组间的变异模式似乎因部位而异,但未进行单独的交互作用统计检验,相关图表仅用于描述性可视化。
皮肤屏障参数间的相关性
Pearson相关分析显示,TEWL与皮肤水合作用呈显著负相关,与皮脂水平也呈显著负相关,而与温度呈显著正相关。皮脂与皮肤水合作用之间存在显著正相关。未发现其他显著相关性。
在年龄特异性分析中,年轻组显示温度与TEWL呈正相关,皮肤水合作用与皮脂呈正相关,皮肤水合作用与pH值呈负相关。而在中年组和老年组中,观察到皮肤水合作用与TEWL呈负相关。年龄组内未发现其他显著相关性。
品种比较
本研究包括45只寻回犬(9只金毛寻回犬,36只拉布拉多寻回犬),年轻组、中年组和老年组各15只。在年龄或部位特异性皮肤屏障参数方面,品种间无显著差异。然而,在老年组中,拉布拉多寻回犬的腹股沟皮肤温度显著高于金毛寻回犬。
讨论
本研究评估了健康寻回犬不同年龄组和解剖部位的皮肤屏障参数,并进一步分析了这些参数之间的相关性。TEWL反映了通过角质层蒸发的水分量,被广泛认为是皮肤屏障功能的代表性指标。皮肤水合作用代表了角质层的含水量,由天然保湿因子和细胞间脂质维持。皮肤表面pH值在防止微生物入侵、稳定脂质基质和调节酶活性方面起着重要作用,而皮脂有助于减少水分流失并形成抵御病原体的化学屏障。皮肤温度反映了局部血流和代谢活动,也可能与TEWL相关。
皮肤水合作用在老年犬中显著降低,这与先前人类研究中报道的年龄相关性角质层水合作用下降一致。在人类中,角质层中神经酰胺和其他脂质的减少被认为是水分保持能力下降的主要机制。犬类中也报道了年龄相关的神经酰胺减少,支持了本研究的结果。虽然犬的皮肤水合作用随年龄增长而下降,但TEWL有增加的趋势,这与之前的报告一致。人类研究中描述了TEWL的年龄相关性变化,但其变化因部位、性别和皮肤类型而异。犬类研究也报道了TEWL因部位、品种和年龄而异的变化。本研究使用的闭室TEWL设备在检测细微的部位差异方面可能比开室系统灵敏度低,但闭室设备受环境波动(如温度、湿度和气流)的影响较小,这是该方法的公认优势。先前的人类研究观察到皮肤pH值随年龄增长而升高,皮脂随年龄增长而减少,但本研究未观察到这些变化。这种差异可能反映了本研究中年龄分布有限(特别是缺乏老年犬),或研究群体的品种特异性。此外,横断面设计无法评估随时间推移的纵向变化,限制了对真实年龄相关进程的解释。
研究识别了水合作用、pH值和皮脂水平的部位相关性差异。耳廓显示出比其他区域更高的水合作用和皮脂水平,而腹股沟区域表现出最高的pH值。人类研究中,在顶泌汗腺丰富的部位(如腋窝和腹股沟)也报道了pH值升高。但由于顶泌汗腺分布于犬的全身皮肤,此机制可能不直接适用。腹股沟较高的pH值可能反映了局部闭塞效应,因为人类研究中已知闭塞区域湿度、温度升高和氧张力降低会破坏酸罩,类似情况可能发生在犬身上。犬的腹部和腹股沟等褶皱或毛发密集区域也报道了较高的pH值。耳廓皮脂水平升高类似于人类皮脂腺丰富区域(如头皮和面部)的发现,可能与耳廓区域皮脂腺的解剖分布有关。耳廓水合作用升高与之前的发现一致,但其潜在机制尚不清楚。相比之下,TEWL和皮肤温度未观察到显著的部位相关性差异。鉴于皮肤微生物组强烈影响pH值、水合作用和脂质代谢,本研究未进行微生物组分析限制了对这些部位特异性差异的解释,突出了在犬类中进行进一步研究的必要性。
大多数皮肤屏障参数在金毛寻回犬和拉布拉多寻回犬之间没有显著差异,表明皮肤屏障特征在寻回犬群体内基本一致。先前比较不同品种的研究报道了皮肤参数的差异。然而,据我们所知,本研究是首个在寻回犬亚品种之间比较参数的研究。在老年组中观察到了腹股沟皮肤温度的差异,但由于品种分布有限且不平衡,需谨慎解读,需要在更大、品种平衡的研究中加以证实。本研究中使用的设备已广泛用于犬类非侵入性皮肤评估。然而,有报道称某些测量值(如皮脂水平)存在相当大的变异性。由于毛发密度和长度可能影响生物物理参数,我们通过选择每个解剖部位毛发最少的区域来尽量减少毛发相关的干扰。未来的研究应采用考虑被毛特征的标准方法,并更严格地评估多个皮肤部位的可重复性。
此外,观察到水合作用与皮脂之间的正相关表明皮脂分泌可能有助于维持角质层水合作用。TEWL与水合作用和皮脂呈负相关,表明角质层水合作用降低和脂质含量减少可能导致水分流失增加,这与人类研究结果一致。虽然没有研究证明犬类TEWL与皮脂存在显著相关性,但皮脂分泌减少可能通过削弱皮肤限制蒸发的能力而加剧皮肤屏障功能障碍。先前的研究指出,TEWL与水合作用之间的关系因部位和测量条件而异。然而,实验证据表明增加水合作用可以减少TEWL,突出了角质层水合作用与屏障功能之间的相互作用。水合作用与皮脂之间的正相关反映了角质层含水量与脂质层维持之间的相互作用,这种关系在人类研究中也有记载。这些发现共同表明皮脂有助于维持角质层水合作用。TEWL还与皮肤温度呈正相关,这一发现与之前的人类研究一致。尽管动物在温度湿度受控的标准室内条件下适应了15分钟,但本研究未完全控制季节变化和室外环境温度。由于皮肤温度对环境因素(如温度和湿度)高度敏感,对这些发现的解释需谨慎。
年龄分层分析的结果显示组内存在一些相关性,但小样本量限制了其解释。此外,由于相关性分析汇集了三个部位的数据,无法完全阐明部位特异性关系,表明未来需要更大样本量和部位特异性评估的研究。此外,未来包含重复日或观察者内评估的研究将有助于进一步验证这些生物物理测量的一致性。
本研究为健康单一品种犬群的皮肤屏障参数提供了基线数据。本研究中评估的指标,包括水合作用、TEWL、pH值和皮脂,被认为是上皮屏障稳态的基本组成部分。上皮屏障理论提出,这些元素可以表现出生理变异性,并受环境暴露、免疫反应和微生物组成的调节。从这个角度来看,本文识别的年龄和部位相关差异表明,这些基本屏障标志物可根据个体特征和解剖区域而变化,这为未来评估外部因素对犬皮肤屏障功能影响的研究提供了重要的比较基线数据。此外,本研究通过同时评估多个解剖部位和年龄组扩展了先前的研究。相关性分析为这些参数之间的相互作用提供了重要见解,从而支持了对疾病状态下观察到的复杂屏障改变的解释。
结论
本研究提供了健康寻回犬皮肤屏障参数年龄和部位相关变异及其相关性的基线数据。这些发现可作为犬科皮肤病学研究的参考值,并为解读疾病条件下的改变提供了基础,特别是因为它们源自健康犬的多个解剖部位和年龄组。
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