Immediate and extended effects of sodium lauryl sulphate exposure on stratum corneum natural moisturizing factor

• Published in: International journal of cosmetic science Vol. 36; no. 1; pp. 93 - 101
• Main Authors: Hoffman, D. R., Kroll, L. M., Basehoar, A., Reece, B., Cunningham, C. T., Koenig, D. W.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: England Blackwell Publishing Ltd 01.02.2014; Wiley Subscription Services, Inc
• Subjects: acute barrier disruption; Adolescent; Adult; Aged; Amino acids; Body Water; Enzymes; Female; filaggrin; Humans; Lipids - analysis; Middle Aged; natural moisturizing factor; polymers/surfactants; S-100 proteins; Skin - chemistry; Skin - drug effects; Sodium Dodecyl Sulfate - administration & dosage; Young Adult; polymers/surfactants; S-100 proteins; acute barrier disruption; filaggrin; natural moisturizing factor
• ISSN: 0142-5463; 1468-2494
• DOI: 10.1111/ics.12101

Synopsis Objectives Natural moisturizing factor (NMF) serves as the primary humectant of the stratum corneum (SC), principally comprised of hygroscopic amino acids and derivatives that absorb moisture. Barrier disruption has been shown to differentially affect the levels of specific NMF components, though the kinetics of NMF component restoration following disruption have not been examined. Here, we investigated the impact of barrier disruption caused by surfactant exposure on a subset of NMF components immediately following exposure and out to 10 days post‐exposure. Methods Volunteers wore patches containing either 1% w/v sodium lauryl sulphate (SLS) or distilled water on their forearms for 24 h. Measurements of transepidermal water loss, erythema, SC water content and a subset of SC NMF and lipid components were obtained at both sites before treatment, the day of patch removal, and 1, 2, 3, 6, and 10 days following treatment. Results Most measured NMF components decreased in response to SLS exposure. Exceptions were increases in lactate, ornithine and urea, and no difference in proline levels. In the days following exposure, reduced levels of several NMF components continued at the SLS site; however, all measured NMF components demonstrated equivalence to the vehicle control within 10 days. Histidine pH 7, lactate, ornithine and urea were the first to achieve levels equivalent to the vehicle control site, normalizing within 1 day after patch removal. Conclusion Results imply that NMF components derived from sweat and urea cycling are least impacted by SLS exposure whereas NMF components derived from degradation of filaggrin and/or other S‐100 proteins are most impacted. This implies the restoration of the processes responsible for S‐100 protein processing into free amino acids takes several days to return to normal. Further examination of the enzymes involved in S‐100 protein processing following barrier disruption would provide insight into the pathway(s) for NMF restoration during SC recovery. Résumé Objectifs Le facteur naturel d'hydratation (NMF) sert en tant que humectant primaire du stratum corneum (SC), étant principalement composé d'acides aminés et des dérivés qui absorbent l'humidité hygroscopique. La perturbation de la barrière affecte différemment les niveaux de composants spécifiques du NMF, mais la cinétique de la restauration des composants du NMF suite à une perturbation n'a pas encore été examinée. Ici, nous avons étudié l'impact de la rupture de la barrière causée par l'exposition aux tensioactifs sur un sous‐ensemble de composants NMF immédiatement après l'exposition et à 10 jours post‐ exposition. Méthodes Les volontaires portaient des patches contenant soit 1% p/v sodium lauryl sulfate (SLS) ou de l'eau distillée sur leurs avant‐bras pendant 24 h. Les mesures de la perte insensible en eau, d'érythème, de la teneur en eau du SC, et d'un sous‐ensemble du NMF/SC et des composants lipidiques ont été obtenus sur les deux sites avant le traitement, le jour de l'enlèvement du timbre, et 1, 2, 3, 6, et 10 jours après le traitement. Résultats La plupart des composants du NMF mesurés ont diminué en réponse à l'exposition de SLS. Les exceptions ont été l'augmentation de lactate, de l'ornithine, et de l'urée, ainsi que l'absence de différence dans les quantités de proline. Dans les jours qui suivent l'exposition, la réduction des niveaux de plusieurs composants de NMF s'est poursuivie sur le site SLS, mais tous les composants du NMF mesurés ont retrouvé l'équivalence avec le site contrôle du véhicule après 10 jours. Histidine pH 7, le lactate, l'ornithine et l'urée ont été les premiers à atteindre des niveaux équivalents au site de contrôle du véhicule, avec une normalisation constatée un jour après le retrait du timbre. Conclusion Les résultats impliquent que les composants du NMF provenant des cycles de la sueur et de l'urée sont moins touchés par l'exposition au SLS tandis que les composants du NMF issus de la dégradation de la filaggrine et/ou dans d'autres protéines S‐ 100 sont les plus touchés. Cela implique que la restauration des processus responsables du traitement des protéines S‐100 en acides aminés libres prend plusieurs jours pour revenir à la normale. Un examen plus approfondi des enzymes impliquées dans le traitement des protéines S‐100 suivant rupture de la barrière pourrait donner un aperçu des cheminements de la restauration du NMF lors de la récupération du SC. Surfactant‐induced skin barrier disruption yields differential effects on stratum corneum natural moisturizing factor (NMF) components. Here we report NMF components principally derived from filaggrin and/or other S100‐proteins are more impacted than those derived from other sources such as sweat and urea cycling.