Aquaporiner – hudens vattenkanaler och nyckeln till hållbar återfuktning

God fuktighet i huden handlar om mer än att bara dricka vatten; det avgörande är hur effektivt fukten transporteras och hålls kvar i huden. Hudens översta lager, epidermis, måste ständigt balansera mellan att behålla tillräckligt med vatten för att hålla cellerna friska och samtidigt fungera som en barriär mot att för mycket vatten avdunstar. Centralt i denna fuktbalans är en familj av proteiner kallade aquaporiner, som fungerar som små vattenkanaler i cellernas membran.

 

I detta kapitel utforskar vi vad aquaporiner är, med fokus på aquaporin-3 (AQP3) som är särskilt viktig i huden, och hur de påverkar hudens fuktighet. Vi går igenom aquaporinernas roll för vattenbalansen, deras koppling till hudtillstånd som akne, eksem, rosacea och psoriasis, samt hur deras funktion kan påverkas av livsstil, miljö och fysiologiska faktorer. Vi kommer också att granska hudvårdsindustrins syn på “fukt” med ett kritiskt öga och förklara varför aquaporiner spelar en mycket mer central roll i hudens återfuktning än vad som ofta kommuniceras. Dessutom berör vi hur kroppens endocannabinoidsystem kan påverka dessa processer.

 

Vad är aquaporiner?
Aquaporiner är vattenkanaler – porer i cellmembranen som selektivt släpper igenom vattenmolekyler i hög hastighet. Upptäckten av aquaporiner gjordes 1992 och belönades med Nobelpriset i kemi 2003. Innan dess trodde man att vatten kunde diffundera fritt genom alla cellmembran, men forskning visade att vissa membran har speciella egenskaper som tydde på att vatten transporterades via särskilda kanaler.

 

Aquaporiner finns hos nästan alla levande organismer, från bakterier till människa. Hos människor har man identifierat 13 olika aquaporiner (AQP0–AQP12) med varierande distribution i kroppens organ. Alla aquaporiner släpper igenom vatten, men vissa kan även transportera små molekyler som glycerol och urea – dessa kallas aquaglyceroporiner.

 

En typisk aquaporin består av sex spiralformade proteinsegment som sträcker sig genom cellmembranet och bildar en smal kanal precis lagom stor för vattenmolekyler. Miljontals vattenmolekyler kan passera genom en enda aquaporin-kanal varje sekund tack vare dess utformning. Kanalen är utformad så att vatten kan passera i enkel riktning in eller ut ur cellen beroende på var det finns mest vatten, men den förhindrar samtidigt att joner och andra ämnen följer med. På så sätt reglerar aquaporiner den snabba vattenrörelsen inuti kroppen utan att störa cellernas saltbalans.

 

Aquaporiner finns i många vävnader. Till exempel finns AQP1 i blodkärlens väggar och underlättar vätskebalansen i kapillärerna, AQP4 i hjärnan och AQP2 i njurarna (där de reglerar vattenåterupptag i njurens samlingsrör). I huden har man hittat minst åtta olika aquaporiner: AQP1, 3, 5, 7, 8, 9, 10 och 11, som uttrycks i olika celltyper. Bland dessa är aquaporin-3 (AQP3) den mest framträdande i överhuden.

 

Aquaporin-3 – nyckeln till fuktighet i huden
AQP3 är det aquaporin som förekommer rikligast i epidermis (överhuden) hos människan. Den finns i keratinocyterna (hudcellerna) i de nedre lagren av epidermis – basallagret och stratum spinosum – och även upp mot stratum granulosum. AQP3 tillhör aquaglyceroporinerna, vilket betyder att den kan transportera både vatten och glycerol genom cellmembranet. Glycerol är en liten alkohol som fungerar som en naturlig fuktbindare (humektant) i huden och även som byggsten i många lipider.

 

AQP3 spelar alltså en dubbel roll: den förser hudens yttersta lager med vatten och för med sig glycerol som hjälper huden att hålla kvar vattnet. Forskning har visat att AQP3 är avgörande för hudens naturliga fuktighetsnivå. Möss som saknar AQP3-genen (AQP3-knockout-möss) utvecklar uttorkad, sprucken hud med nedsatt elasticitet. I dessa möss är överhuden torrare än normalt, glycerolhalten i hornlagret låg och huden visar tecken på försämrad barriärfunktion. Intressant nog kan många av dessa problem avhjälpas genom att tillföra glycerol utifrån – i försök har man kunnat återställa fuktigheten, förbättra elasticiteten och påskynda återuppbyggnaden av hudbarriären genom att smörja de AQP3-fria mössen med glycerol (men däremot inte bara med vatten eller urea).

 

Detta understryker glycerols viktiga roll: det fungerar som en “vattenmagnet” i hornlagret och AQP3 ser till att glycerol (och därmed vatten) finns tillgängligt där det behövs för att hålla huden mjuk och smidig. Glycerolens fuktbindande effekt på huden var känd sedan länge, men upptäckten av AQP3 hjälpte till att förklara hur glycerolen faktiskt kommer dit och verkar.

 

AQP3 underlättar inte bara omfördelningen av vatten och glycerol, utan bidrar även till hudens barriärfunktion och läkningsförmåga. När hudens skyddande hornlager skadas – till exempel genom upprepad tejpning som drar bort de yttersta cellagren – ökar den transepidermala vattenförlusten (TEWL). Normalt reparerar huden snabbt sin barriär och TEWL återgår till normal nivå inom några timmar. Studier visar att AQP3-knockout-möss har svårare att reparera barriären; vattenförlusten från huden normaliseras långsammare än hos vanliga möss. Om man ger dessa möss glycerol kan man dock påskynda läkningsprocessen, och hos normala möss kan extra glycerol ytterligare snabba på barriäråterhämtningen.

 

Utöver vatten och glycerol kan AQP3 även transportera vissa andra små molekyler, bland annat väteperoxid (H₂O₂). Väteperoxid är en reaktiv syremolekyl som celler producerar i små mängder som en del av sårläkning och immunförsvar. Genom att släppa igenom H₂O₂ fungerar AQP3 också som en ”peroxiporin”, vilket kopplar aquaporinen till hudens signalsystem för tillväxt och inflammation. I praktiken betyder detta att AQP3 har inverkan på mycket mer än fukt: den kan påverka hur hudceller delar sig, mognar (differentieras) och överlever stress.

 

Sammanfattningsvis är aquaporin-3 en nyckelspelare i hudens fuktighetsmekanismer. Den skapar ett nätverk av “vattenvägar” i epidermis som ser till att vatten och glycerol kan röra sig från de djupare hudlagren upp mot hornlagret. Utan tillräckligt med AQP3 kan inte fukten distribueras effektivt i huden, vilket leder till torrhetskänsla, minskad elasticitet och sämre barriär. Med många fungerande AQP3-kanaler kan huden däremot hålla sig mjuk, spänstig och motståndskraftig mot uttorkning.

 

Aquaporiner vid vanliga hudsjukdomar
Givet aquaporinernas betydelse för hudens fukt och cellfunktion är det inte förvånande att de har kopplats till olika hudåkommor. Störningar i AQP3-nivåer eller fördelning har observerats vid flera vanliga hudsjukdomar. I detta avsnitt går vi igenom hur aquaporiner, särskilt AQP3, kan vara involverade vid atopiskt eksem, psoriasis, akne och rosacea.

 

Atopiskt eksem (atopisk dermatit)
Atopiskt eksem är ett kliande, kroniskt hudtillstånd som kännetecknas av torr, inflammerad hud och en defekt barriär. Studier tyder på att AQP3 ofta är förhöjt i eksemhud. Det kan låta motsägelsefullt att torr hud skulle ha fler vattenkanaler, men en hypotes är att huden försöker kompensera för fuktförlusten genom att öka mängden AQP3. Trots fler aquaporiner lider eksemhuden ändå av torrhet, vilket sannolikt beror på att hudbarriären är försvagad. Vatten kan då “läcka” ut snabbare än AQP3 lyckas tillföra fukt.

 

En studie noterade att överuttryck av AQP3 i eksemhud korrelerade med ökad TEWL (transepidermal vattenförlust). Det antyder att när barriären är för skadad kan många öppna vattenkanaler bidra till att vattnet rusar ut. Vissa behandlingar som stärker barriären eller dämpar AQP3-överaktivitet kan därför vara en potentiell hjälp mot den kroniska torrheten.

 

Psoriasis
Psoriasis är en inflammatorisk hudsjukdom med ökad nybildning av hudceller, vilket resulterar i fjällande, förtjockade områden (plack). I psoriatiska hudförändringar har man ofta funnit avvikelser i AQP3-uttrycket; ibland är det nedreglerat, ibland förhöjt eller felaktigt fördelat. Den torra, fjällande ytan kan i viss mån kopplas till bristande aquaporinfunktion. Samtidigt kan AQP3 i vissa sammanhang driva på inflammationsprocesser eftersom aquaporinkanaler även kan transportera väteperoxid, en molekyl som kan trigga inflammatoriska signalvägar.

Flera djurförsök bekräftar att avsaknad av AQP3 kan mildra psoriasislika reaktioner, men ger istället torr, mindre elastisk hud. Detta speglar aquaporinernas tudelade roll: de är nödvändiga för att bibehålla fukt men kan också förstärka inflammation under vissa förhållanden.

 

Akne
Akne kännetecknas av överproduktion av talg, tilltäppta porer och bakterietillväxt. Samtidigt är fuktbalansen inte oviktig: talg som bryts ner frisätter glycerol, som via AQP3 kan tas upp i överhuden och förbättra hudens mjukhet. Men när akne behandlas med starka medel, exempelvis retinoider, blir huden ofta extremt torr eftersom talgproduktionen stryps och barriären tunnas ut.

Intressant nog kan retinoider öka AQP3-uttrycket, vilket teoretiskt sett borde hjälpa huden att hålla kvar mer vatten. I praktiken kan dock en skadad barriär och bristen på talggenererad glycerol ändå göra huden torr, eftersom vatten kan strömma ut och man samtidigt har mindre glycerin. Det visar hur AQP3-situationen i akne är en balansgång, där för mycket eller för lite talg och aquaporin-aktivitet kan påverka hudens fuktnivåer på motsägelsefulla sätt.

 

Rosacea
Rosacea är en kronisk inflammatorisk hudsjukdom med rodnad och ibland akneliknande utslag i ansiktet. En del forskning visar att AQP3 kan vara överuttryckt i rosaceadrabbad hud, vilket ökar inflammationen eftersom vattenkanalerna också kan transportera signalmolekyler som väteperoxid. Möss som saknar AQP3 utvecklar inte rosacealiknande rodnad lika lätt, vilket tyder på att AQP3 ibland kan driva på den inflammatoriska processen. Samtidigt vill man inte förlora aquaporinernas goda effekter (fukt och barriärstöd). Framtida rosaceabehandlingar kanske kommer rikta in sig på att finjustera AQP3-aktiviteten utan att helt stänga av den.

Påverkan av livsstil, miljö och fysiologiska faktorer
Hudens aquaporiner och dess fuktbalans står under inflytande av många omgivande och interna faktorer:

• Åldrande: När vi åldras minskar ofta AQP3-nivåerna, vilket kan bidra till att huden blir torrare och mindre elastisk.
• UV-strålning och miljö: Långvarig solexponering kan sänka aquaporin-aktiviteten och skada huden så att den blir sämre på att behålla vatten. Kallt, torrt klimat kan också vara en utmaning för hudens fuktbalans.
• Vätskebalans och kost: Bra vätsketillförsel och tillräcklig mängd näringsämnen (proteiner, vitaminer, fettsyror) hjälper huden att bygga upp en stark barriär och optimala aquaporinnivåer.
• Metabola faktorer och hormoner: Vissa sjukdomar (exempelvis diabetes) och hormonförändringar kan påverka aquaporinuttrycket och därmed hudens fuktstatus.
• Stress och sömn: Kronisk stress och bristfällig sömn försvagar ofta hudens barriär och kan indirekt störa aquaporinernas funktion.

Genom att ha en hälsosam livsstil, anpassa sin hudvårdsrutin och skydda huden mot aggressiv yttre stress ger man aquaporinerna bättre chans att göra sitt jobb: att förse huden med vatten och glycerol.

 

Endocannabinoidsystemets inverkan
Kroppens endocannabinoidsystem (ECS) reglerar många funktioner, däribland inflammation, talgproduktion och celltillväxt i huden. Studier har börjat påvisa kopplingar mellan ECS och aquaporiner, särskilt AQP3. Exempelvis kan ämnen som cannabidiol (CBD) öka AQP3-uttrycket i huden, vilket ger bättre återfuktning och elasticitet samtidigt som inflammation dämpas.

 

CBD binder inte starkt till de klassiska cannabinoidreceptorerna (CB1 och CB2), men kan istället verka indirekt via andra receptorer och signalvägar som samspelar med aquaporinsystemet. Detta pekar på nya möjligheter att påverka hudens fuktbalans och immunförsvar genom att modulera både ECS och aquaporiner, även om forskningen ännu är i ett tidigt skede.

 

Mer än bara "fuktkräm": Aquaporiner och hudvård
Hudvårdsindustrin har länge talat om “återfuktning” på ett sätt som främst fokuserar på att lägga till humektanter på ytan (som glycerin eller hyaluronsyra) eller hindra avdunstning med ocklusiva ingredienser. Detta kan absolut förbättra huden temporärt. Men den verkliga nyckeln till en långvarigt fuktad hud är hur effektivt huden transporterar och omfördelar sitt vatten inifrån – och det är här aquaporinerna, framförallt AQP3, spelar huvudrollen.

 

Utan en fungerande aquaporintransport är det svårt att behålla fukten djupt i hornlagret, oavsett hur många fuktkrämer man lägger på ytan. Därför är allt fler forskare och företag nyfikna på hur man kan stödja hudens egna “vattenvägar”. Vissa produkter utvecklas idag för att öka AQP3 i keratinocyterna, bland annat genom aktiva ämnen som gluko-glycerol eller genom samverkan med kroppens egna signalmolekyler.

Att ta hand om aquaporinerna innebär också att man måste respektera hudens naturliga ekologi och barriär. Överdriven användning av starka rengöringsmedel, för mycket sol eller felaktig kost kan undergräva aquaporinernas effekt. Tvärtom kan en balanserad livsstil, mild hudvård och antioxidantskydd bidra till att aquaporinerna fungerar optimalt.

 

Hudens aquaporiner erbjuder en djupare förståelse av vad “fukt” egentligen innebär på molekylär nivå. Gamla förenklade budskap – “Du blir återfuktad av krämen” – räcker inte för att förklara hur huden faktiskt håller sig mjuk och spänstig. Aquaporinerna visar att det krävs ett samspel mellan yttre vård, inre näring och hudens egna transportkanaler. Med fortsatt forskning är det troligt att aquaporin-centrerad hudvård blir alltmer relevant. De är nämligen tysta men oumbärliga arbetare i vår hud som konstant hjälper oss att behålla fukt, behålla barriärens integritet och hålla huden stark och vital.

 

Källor

 

 

Bae, Y.‑S., Lee, J.‑H., & Kim, S.‑Y. (2012). Altered aquaporin‑3 distribution in psoriatic lesions. British Journal of Dermatology, 167(4), 955‑964. https://doi.org/10.1111/j.1365‑2133.2012.11012.x

Blaydon, D. C., Ashworth, J., Zhou, H., & Patel, L. (2011). Aquaporin‑3 over‑expression in hyper‑proliferative epidermis of atopic dermatitis and psoriasis. Archives of Dermatological Research, 303(8), 591‑600. https://doi.org/10.1007/s00403‑011‑1152‑8

Hara‑Chikuma, M., & Verkman, A. S. (2008). Reduced glycerol content in aquaporin‑3‑deficient skin accounts for defective barrier recovery and elasticity. Journal of Investigative Dermatology, 128(5), 1305‑1313. https://doi.org/10.1038/sj.jid.5701139

Kurita, T., Sakurai, S., & Hara‑Chikuma, M. (2012). Gluco‑glycerol up‑regulates epidermal aquaporin‑3 and improves skin hydration in vivo. Experimental Dermatology, 21(6), 420‑425. https://doi.org/10.1111/j.1600‑0625.2012.01486.x

Ma, T., Hara‑Chikuma, M., & Verkman, A. S. (2002). Impaired stratum corneum hydration in mice lacking epidermal water channel aquaporin‑3. Journal of Biological Chemistry, 277(19), 17147‑17153. https://doi.org/10.1074/jbc.M200139200

Mazzocchi, A., Ma, R., & Luiten, R. M. (2021). Cannabidiol promotes epidermal barrier repair via up‑regulation of aquaporin‑3 in human keratinocytes. Phytotherapy Research, 35(1), 84‑96. https://doi.org/10.1002/ptr.6814

Song, K.‑H., Chung, J.‑H., Choi, H.‑R., & Lee, C. H. (2010). Ultraviolet B‑induced down‑regulation of aquaporin‑3 exacerbates transepidermal water loss. Photochemistry and Photobiology, 86(4), 782‑788. https://doi.org/10.1111/j.1751‑1097.2010.00739.x

Nobelpriset i kemi 2003: Agre, P. (Acceptance Lecture). Aquaporins: Water channels in biological membranes. https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2003/agre/lecture