New insights into the nanoscaled structure of stratum corneum lipid model membranes applying specifically deuterated lipids in neutron diffraction studies4H - [kumulative Dissertation]

Abstract

Stratum corneum (SC) Lipidmodellmembranen wurden mittels Neutronendiffraktion untersucht. Dabei wurden selektiv-deuterierte SC Lipide eingesetzt, um ihre Anordnung im multilamellaren System beurteilen zu können. Dies gelang für CER[AP]-C18 in einem einphasigen System mit einer kurzen Phase (SPP). Zusammen mit dem langkettigen CER[EOS]-br wurde eine Modellmembran präpariert, welche aus drei koexistierenden Phasen bestand: zwei kurzen und einer langen Phase (LPP). Dabei lagerte sich das CER[AP]erneut in den kurzen Phasen ein. CER[EOS]-br wurde in der langen Phase detektiert, die wiederum eng mit der Barrierefunktion des SCs in Verbindung gebracht wird. Des Weiteren wurde der Einfluss des lipophilen Penetrationsbeschleunigers Isoproplymyristat (IPM) auf diese Modellmembran untersucht. Unter Einfluss von IPM konnte keine lange Phase beobachtet werden, was Rückschlüsse auf eine gestörte Barrierefunktion der Lipidmatrix zulässt. Es wurde eine kurze Phase detektiert, in der CER[AP] und CER[EOS]-br nachweisbar waren.

Selective ceramide (CER) subspecies CER[AP]-C18 and CER[EOS]-br and their partially deuterated variants were applied in stratum corneum (SC) lipid model membranes, in order to get closer insights into their molecular arrangement. For that purpose, multilamellar lipid membranes were investigated using neutron diffraction technique. CER[AP] was determined in a short-periodicity phase (SPP) as single CER component of a SC lipid model membrane. Together with CER[EOS]-br, three coexisting lipid phases were observed, in detail two SPP and one long-periodicity phase (LPP). CER[AP], again, was localized in both SPP, CER[EOS] was present in the LPP, which is highly connected to the SC barrier properties. Additionally, the impact of lipophilic penetration enhancer isopropyl myristate (IPM) on this model system was investigated. Here, no three coexisting phases were observed, but a single SPP. Within this SPP, both applied CER subspecies were determined.