Role of the epithelial sodium channel (ENaC) in the epidermal barrier function of the skin

Abstract In humans, the skin is the largest organ of the body, covering up to 2m2 and weighing up to 4kg in an average adult. Its function is to preserve the body from external insults and also to retain water inside. This barrier function termed epidermal permeability barrier (EPB) is localized in the functional part of the skin: the epidermis. For this, evolution has built a complex structure of cells and lipids sealing the surface, the stratum corneum. The formation of this structure is finely tuned since it is not only formed once at birth, but renewed all life long. This active process gives a high plasticity and reactivity to skin, but also leads to various pathologies. ENaC is a sodium channel extensively studied in organs like kidney and lung due to its importance in regulating sodium homeostasis and fluid volume. It is composed of three subunits α, ß and r which are forming sodium selective channel through the cell membrane. Its presence in the skin has been demonstrated, but little is known about its physiological role. Previous work has shown that αENaC knockout mice displayed an abnormal epidermis, suggesting a role in differentiation processes that might be implicated in the EPB. The principal aim of this thesis has been to study the consequences for EPB function in mice deficient for αENaC by molecular and physiological means and to investigate the underlying molecular mechanisms. Here, the barrier function of αENaC knockout pups is impaired. Apparently not immediately after birth (permeability test) but 24h later, when evident water loss differences appeared compared to wildtypes. Neither the structural proteins of the epithelium nor the tights junctions showed any obvious alterations. In contrary, stratum corneum lipid disorders are most likely responsible for the barrier defect, accompanied by an impairment of skin surface acidification. To analyze in details this EPB defect, several hypotheses have been proposed: reduced sensibility to calcium which is the key activator far epidermal formation, or modification of ENaC-mediated ion fluxes/currents inside the epidermis. The cellular localization of ENaC and the action in the skin of CAPl, a positive regulator of ENaC, have been also studied in details. In summary, this study clearly demonstrates that ENaC is a key player in the EPB maintenance, because αENaC knockout pups are not able to adapt to the new environment (ex utero) as efficiently as the wildtypes, most likely due to impaired of sodium handling inside the epidermis. Résumé Chez l'homme, la peau est le plus grand organe, couvrant presque 2m2 et pesant près de 4kg chez l'adulte. Sa fonction principale est de protéger l'organisme des agressions extérieures mais également de conserver l'eau à l'intérieur du corps. Cette fonction nommée barrière épithéliale est localisée dans la partie fonctionnelle de la peau : l'épiderme. A cette fin, l'évolution s'est dotée d'une structure complexe composée de cellules et de lipides recouvrant la surface, la couche cornée. Sa formation est finement régulée, car elle n'est pas seulement produite à la naissance mais constamment renouvelée tout au long de la vie, ce qui lui confère une grande plasticité mais ce qui est également la cause de nombreuses pathologies. ENaC est un canal sodique très étudié dans le rein et le poumon pour son importance dans la régulation de l'homéostasie sodique et la régulation du volume du milieu intérieur. Il est composé de 3 sous unités, α, ß et y qui forment un pore sélectif pour le sodium dans les membranes. Ce canal est présent dans la peau mais sa fonction n'y est pas connue. Des travaux précédents ont pu montrer que les souris dont le gène codant pour αENaC a été invalidé présentent un épiderme pathologique, suggérant un rôle dans la différentiation et pourrait même être impliqué dans la barrière épithéliale. Le but de cette thèse fut l'étude de la barrière dans ces souris knockouts avec des méthodes moléculaires et physiologiques et la caractérisation des mécanismes moléculaire impliqués. Dans ce travail, il a été montré que les souris mutantes présentaient un défaut de la barrière. Ce défaut n'est pas visible immédiatement à la naissance (test de perméabilité), mais 24h plus tard, lorsque les tests de perte d'eau transépithéliale montrent une différence évidente avec les animaux contrôles. Ni les protéines de structures ni les jonctions serrées de l'épiderme ne présentaient d'imperfections majeures. A l'inverse, les lipides de la couche cornée présentaient un problème de maturation (expliquant le phénotype de la barrière), certainement consécutif au défaut d'acidification à la surface de la peau que nous avons observé. D'autres mécanismes ont été explorées afin d'investiguer cette anomalie de la barrière, comme la réduction de sensibilité au calcium qui est le principal activateur de la formation de l'épiderme, ou la modification des flux d'ions entre les couches de l'épiderme. La localisation cellulaire d'ENaC, et l'action de son activateur CAPl ont également été étudiés en détails. En résumé, cette étude démontre clairement qu'ENaC est un acteur important dans la formation de la barrière épithéliale, car la peau des knockouts ne s'adapte pas aussi bien que celle des sauvages au nouvel environnement ex utero à cause de la fonction d'ENaC dans les mouvements de sodium au sein même de l'épiderme. Résumé tout public Chez l'homme, la peau est le plus grand organe, couvrant presque 2m2 et pesant près de 4kg chez l'adulte. Sa fonction principale est de protéger l'organisme des agressions extérieures mais également de conserver l'eau à l'intérieur du corps. Cette fonction nommée barrière épithéliale est localisée dans la partie fonctionnelle de la peau : l'épiderme. A cette fin, l'évolution s'est dotée d'une structure complexe composée de cellules et de lipides recouvrant la surface, la couche cornée. Sa formation est finement régulée, car elle n'est pas seulement produite à la naissance mais constamment renouvelée tout au long de la vie, ce qui lui confère une grande plasticité mais ce qui est également la cause de nombreuses maladies. ENaC est une protéine formant un canal qui permet le passage sélectif de l'ion sodium à travers la paroi des cellules. Il est très étudié dans le rein pour son importance dans la récupération du sel lors de la concentration de l'urine. Ce canal est présent dans la peau mais sa fonction n'y est pas connue. Des travaux précédents ont pu montrer que les souris où le gène codant pour αENaC a été invalidé présentent un épiderme pathologique, suggérant un rôle dans la peau et plus particulièrement la fonction de barrière de l'épiderme. Le but de cette thèse fut l'étude de la fonction de barrière dans ces souris mutantes, au niveau tissulaire et cellulaire. Dans ce travail, il a été montré que les souris mutantes présentaient une peau plus perméable que celle des animaux contrôles, grâce à une machine mesurant la perte d'eau à travers la peau. Ce défaut n'est visible que 24h après la naissance, mais nous avons pu montrer que les animaux mutants perdaient quasiment 2 fois plus d'eau que les contrôles. Au niveau moléculaire, nous avons pu montrer que ce défaut provenait d'un problème de maturation des lipides qui composent la barrière de la peau. Cette maturation est incomplète vraisemblablement à cause d'un défaut de mouvement des ions dans les couches les plus superficielles de l'épiderme, et cela à cause de l'absence du canal ENaC. En résumé, cette étude démontre clairement qu'ENaC est un acteur important dans la formation de la barrière épithéliale, car la peau des mutants ne s'adapte pas aussi bien que celle des sauvages au nouvel environnement ex utero à cause de la fonction d'ENaC dans les mouvements de sodium au sein même de l'épiderme.

The epidthelial sodium channel ENaC and its regulators in the epidermal permeability barrier function

The highly amiloride-sensitive epithelial sodium channel ENaC is well known to be involved in controlling whole body sodium homeostasis and lung liquid clearance. ENaC expression has also been detected in the skin of amphibians and mammals. Mice lacking ENaC expression lose rapidly weight associated with an epidermal barrier defect that develops following birth. This dehydration is accompanied with a highly abnormal lipid matrix composition and an impaired skin surface acidification. This strongly suggests a role of ENaC in the maturation of barrier function rather than in the prenatal generation of the barrier, and may be as such an important modulator for skin hydration. In parallel, gene targeting experiments of regulators of ENaC activity, membrane serine proteases, also termed channel activating proteases, like CAP1/Prss8 and matriptase/MT-SP1 by themselves have been shown to be crucial for the epidermal barrier function. In our review, we mainly focus on the role of ENaC and its regulators in the skin and discuss their importance in the epidermal permeability barrier function.

Endothelial, but not smooth muscle, peroxisome proliferator-activated receptor β/δ regulates vascular permeability and anaphylaxis.

BACKGROUND: Remodeling of quiescent vessels with increases in permeability, vasodilatation, and edema are hallmarks of inflammatory disorders. Factors involved in this type of remodeling represent potential therapeutic targets. OBJECTIVES: We investigated whether the nuclear hormone receptor peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) β/δ, a regulator of metabolism, fibrosis, and skin homeostasis, is involved in regulation of this type of remodeling. METHODS: Wild-type and various Pparb/d mutant mice were used to monitor dermal acute vascular hyperpermeability (AVH) and passive systemic anaphylaxis-induced hypothermia and edema. PPARβ/δ-dependent kinase activation and remodeling of endothelial cell-cell junctions were addressed by using human endothelial cells. RESULTS: AVH and dilatation of dermal microvessels stimulated by vascular endothelial growth factor A, histamine, and thrombin are severely compromised in PPARβ/δ-deficient mice. Selective deletion of the Pparb/d-encoding gene in endothelial cells in vivo similarly limits dermal AVH and vasodilatation, providing evidence that endothelial PPARβ/δ is the major player in regulating acute dermal microvessel remodeling. Furthermore, endothelial PPARβ/δ regulatory functions are not restricted to the skin vasculature because its deletion in the endothelium, but not in smooth muscle cells, also leads to reduced systemic anaphylaxis, the most severe form of allergic reaction, in which an acute vascular response plays a key role. PPARβ/δ-dependent AVH activation likely involves the activation of mitogen-activated protein kinase and Akt pathways and leads to downstream destabilization of endothelial cell-cell junctions. CONCLUSION: These results unveil not only a novel function of PPARβ/δ as a direct regulator of acute vessel permeability and dilatation but also provide evidence that antagonizing PPARβ/δ represents an important strategy to consider for moderating diseases with altered endothelial integrity, such as acute inflammatory and allergic disorders.

Nuclear Symmetry Energy Probed by Neutron Skin Thickness of Nuclei

We describe a relation between the symmetry energy coefficients csym(ρ) of nuclear matter and asym(A) of finite nuclei that accommodates other correlations of nuclear properties with the low-density behavior of csym(ρ). Here, we take advantage of this relation to explore the prospects for constraining csym(ρ) of systematic measurements of neutron skin sizes across the mass table, using as example present data from antiprotonic atoms. The found constraints from neutron skins are in harmony with the recent determinations from reactions and giant resonances.

Measurement of intestinal permeability using mannitol and lactulose in children with diarrheal diseases

The excretion ratio of lactulose/mannitol in urine has been used to assess the extension of malabsorption and impairment of intestinal permeability. The recovery of lactulose and mannitol in urine was employed to evaluate intestinal permeability in children with and without diarrhea. Lactulose and mannitol probes were measured using high-performance liquid chromatography with pulsed amperometric detection (HPLC-PAD). Two groups of solutions containing 60 µM sugars were prepared. Group I consisted of glucosamine, mannitol, melibiose and lactulose, and group II of inositol, sorbitol, glucose and lactose. In the study of intra-experiment variation, a sample of 50 µl from each group was submitted to 4 successive determinations. The recovered amounts and retention times of each sugar showed a variation <2 and 1%, respectively. The estimated recovery was >97%. In the study of inter-experiment variation, we prepared 4 independent samples from groups I and II at the following concentrations: 1.0, 0.3, 0.1, 0.03 and 0.01 mM. The amounts of the sugars recovered varied by <10%, whereas the retention times showed an average variation <1%. The linear correlation coefficients were >99%. Retention (k'), selectivity (a) and efficiency (N) were used to assess the chromatographic conditions. All three parameters were in the normal range. Children with diarrhea presented a greater lactulose/mannitol ratio compared to children without diarrhea.

Correlation between symptoms of the irritable bowel syndrome and the response to the food extract skin prick test

The relationship between the irritable bowel syndrome (IBS) and food intolerance is not clear. We studied the cutaneous response to food antigens in 43 volunteers who were students and employees of the Faculty of Medicine of Universidade Federal Fluminense. Subjects were divided into 3 groups after evaluation for Roma II criteria for functional disease of the gastrointestinal tract: group I, 14 volunteers with IBS; group II, 15 volunteers with functional dyspepsia; group III, 14 volunteers without habitual gastrointestinal symptoms. The subjects were submitted to the skin prick test with 9 food antigen extracts, for a total of 387 skin tests (9 per volunteer). Of the 126 tests applied to group I, 24 (19.4%) were positive (a 3-mm wider papule than the negative control) and of the 135 tests applied to group II, 3 (2.3%) were positive. Of the 126 tests applied to group III, 6 (4%) were positive. The number of positive responses obtained in group I (IBS) differed significantly from the other 2 groups (P < 0.01). None of the volunteers with IBS reported intolerance to any isolated food. The higher reactivity to food antigens in group I compared to groups II and III suggests that intestinal permeability may be increased in patients with IBS.

Modélisation toxicocinétique du benzo(a)pyrène et 3-hydroxybenzo(a)pyrène pour l’interprétation des données de surveillance biologique de l’exposition chez les travailleurs

De nombreux travailleurs sont exposés aux hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Le benzo(a)pyrène (BaP) fait partie de ce groupe de polluants. Cette substance a été classée cancérogène reconnu chez l’humain. Pour évaluer l'exposition aux HAP cancérogènes, plusieurs chercheurs ont proposé d’utiliser la mesure du 3-hydroxybenzo(a)pyrène (3-OHBaP) dans l’urine des travailleurs exposés. Dans le cadre du présent projet, deux approches de modélisation ont été développées et appliquées pour permettre une meilleure compréhension de la toxicocinétique du BaP et son biomarqueur d’intérêt actuel, le 3-OHBaP, et pour aider à interpréter les résultats de surveillance biologique. Un modèle toxicocinétique à plusieurs compartiments a été développé sur la base des données préalablement obtenues sur le rat par notre groupe. Selon le modèle, le BaP injecté par voie intraveineuse est rapidement distribué du sang vers les tissus (t½ ≈ 4 h), avec une affinité particulière pour les poumons et les composantes lipidiques des tissus. Le BaP est ensuite distribué vers la peau et le foie. Au foie, le BaP est promptement métabolisé et le 3-OHBaP est formé avec une demi-vie de ≈ 3 h. Le métabolisme pulmonaire du BaP a également été pris en compte, mais sa contribution à la cinétique globale du BaP a été jugée négligeable. Une fois formé, le 3-OHBaP est distribué vers les différents organes presque aussi rapidement que la molécule mère (t½ ≈ 2 h). Le profil temporel du 3-OHBaP dans le rein montre une accumulation transitoire en raison de la différence observée entre le taux d’entrée (t½ = 28 min) et le taux de sortie (t½ = 4,5 h). La clairance totale de 3-OHBaP du corps est principalement gouvernée par le taux de transfert de la bile vers le tractus gastro-intestinal (t½ ≈ 4 h). Le modèle toxicocinétique à plusieurs compartiments a réussi à simuler un ensemble indépendant de profils urinaires publiés sur le 3-OHBaP. Ce modèle toxicocinétique à compartiments s'est avéré utile pour la determination des facteurs biologiques déterminants de la cinétique du BaP et du 3-OHBaP. Par la suite, un modèle pharmacocinétique à base physiologique (PCBP) reproduisant le devenir du BaP et du 3-OHBaP chez le rat a été construit. Les organes (ou tissus) représentés comme des compartiments ont été choisis en fonction de données expérimentales obtenues in vivo chez le rat. Les coefficients de partition, les coefficients de perméabilité, les taux de métabolisation, les paramètres d'excrétion, les fractions absorbées et les taux d'absorption pour différentes voies d’exposition ont été obtenus directement à partir des profils sanguins, tissulaires, urinaires et fécaux du BaP et du 3-OHBaP. Les valeurs de ces derniers paramètres ont été calculées par des procédures Monte-Carlo. Des analyses de sensibilité ont ensuite été réalisées pour s’assurer de la stabilité du modèle et pour établir les paramètres les plus sensibles de la cinétique globale. Cette modélisation a permis d’identifier les facteurs déterminants de la cinétique: 1) la sensibilité élevée des paramètres de la métabolisation hépatique du BaP et du 3-OHBaP ainsi que du taux d'élimination; 2) la forte distribution du BaP dans les poumons par rapport à d'autres tissus; 3) la distribution considérable du BaP dans les tissus adipeux et le foie; 4) la forte distribution du 3-OHBaP dans les reins; 5) le transfert limité du BaP par la diffusion tissulaire dans les poumons; 6) le transfert limité du 3-OHBaP par la diffusion tissulaire dans les poumons, les tissus adipeux et les reins; 7) la recirculation entéro-hépatique significative du 3-OHBaP. Suite à des analyses de qualité des ajustements des équations du modèle aux données observées, les probabilités que les simulations reproduisent les données expérimentales par pur hasard se sont avérées toujours inférieures à 10% pour les quatre voies d’exposition : intraveineuse, orale, cutanée et respiratoire. Nous avons extrapolé les modèles cinétiques du rat à l’humain afin de se doter d’un outil permettant de reconstituer les doses absorbées chez des travailleurs exposés dans diverses industries à partir de mesures de l'évolution temporelle du 3-OHBaP dans leur urine. Les résultats de ces modélisations ont ensuite été comparés à ceux de simulations obtenues avec un modèle toxicocinétique à compartiment unique pour vérifier l’utilité comparative d’un modèle simple et complexe. Les deux types de modèle ont ainsi été construits à partir de profils sanguins, tissulaires, urinaires et fécaux du BaP et du 3-OHBaP sur des rats exposés. Ces données ont été obtenues in vivo par voie intraveineuse, cutanée, respiratoire et orale. Ensuite, les modèles ont été extrapolés à l’humain en tenant compte des déterminants biologiques essentiels des différences cinétiques entre le rat et l’humain. Les résultats ont montré que l'inhalation n'était pas la principale voie d'exposition pour plusieurs travailleurs étudiés. Les valeurs de concentrations de BaP dans l’air utilisées afin de simuler les profils d’excrétion urinaire chez les travailleurs étaient différentes des valeurs de concentrations de BaP mesurées dans l’air. Une exposition au BaP par voie cutanée semblait mieux prédire les profils temporels observés. Finalement, les deux types de modélisation se sont avérés utiles pour reproduire et pour interpréter les données disponibles chez des travailleurs.

Development of edible films based on differently processed Atlantic halibut (Hippoglossus hippoglossus) skin gelatin

The gelatin prepared from the skins of the Atlantic halibut (Hippoglossus hippoglossus) was investigated for the development of edible films plasticized with 30g sorbitol/100g gelatin. Two types of dry gelatin preparations were obtained depending on whether an intermediate evaporation step at 60 degrees C in the drying procedure is included or not. The amino acid composition, molecular weight distribution (determined by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis) and glass transition temperature (determined by differential scanning calorimetry) of the gelatins were determined and related to some physical properties of the resulting films. The gelatin extracted from the halibut skins showed a suitable filmogenic capacity, leading to transparent, weakly colored, water-soluble and highly extensible films. The intermediate evaporation step at 60 degrees C induced thermal protein degradation, causing the resulting films to be significantly less resistant and more extensible. No differences in water vapor permeability, viscoelasticity, glass transition or color properties were evidenced between the two gelatins tested. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Characterization of the mechanisms underlying the inflammatory response to Polistes lanio lanio (paper wasp) venom in mouse dorsal skin

Stings by Polistes wasps can cause life-threatening allergic reactions, pain and inflammation. We examined the changes in microvascular permeability and neutrophil influx caused by the venom of Polistes lanio a paper wasp found in southeastern Brazil. The intradermal injection of wasp venom caused long-lasting paw oedema and dose-dependently increased microvascular permeability in mouse dorsal skin. SR140333, an NK(1) receptor antagonist, markedly inhibited the response, but the NK(2) receptor antagonist SR48968 was ineffective. The oedema was reduced in capsaicin-treated rats, indicating a direct activation of sensory fibres. Dialysis of the venom partially reduced the oedema and the remaining response was further inhibited by SR140333. Mass spectrometric analysis of the venom revealed two peptides (QPPTPPEHRFPGLM and ASEPTALGLPRIFPGLM) with sequence similarities to the C-terminal region of tachykinin-like peptides found in Phoneutria nigniventer spider venom and vertebrates. Wasp venom failed to release histamine from mast cells in vitro and spectrofluorometric assay of the venom revealed a negligible content of histamine in the usual dose of P.l. lanio venom (1 nmol of histamine/7 mu g of venom)that was removed by dialysis. The histamine H(1) receptor antagonist pyrilamine, but not bradykinin B(1) or B(2) receptor antagonists, inhibited venom-induced oedema. In conclusion, P. l. lanio venom induces potent oedema and increases vascular permeability in mice, primarily through activation of tachykinin NK(1) receptors by substance P released from sensory C fibres, which in turn releases histamine from dermal mast cells. This is the first description of a neurovascular mechanism for P. l. lanio venom-mediated inflammation. The extent to which the two tachykinin-like peptides identified here contribute to this neurogenic inflammatory response remains to be elucidated. (c) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Femtosecond light distribution at skin and liver of rats: analysis for use in optical diagnostics

In this study we investigated the light distribution under femtosecond laser illumination and its correlation with the collected diffuse scattering at the surface of ex-vivo rat skin and liver. The reduced scattering coefficients mu`s for liver and skin due to different scatterers have been determined with Mie-scattering theory for each wavelength (800, 630, and 490 nm). Absorption coefficients mu(a) were determined by diffusion approximation equation in correlation with measured diffused reflectance experimentally for each wavelength (800, 630, and 490 nm). The total attenuation coefficient for each wavelength and type of tissue were determined by linearly fitting the log based normalized intensity. Both tissues are strongly scattering thick tissues. Our results may be relevant when considering the use of femtosecond laser illumination as an optical diagnostic tool. [GRAPHICS] A typical sample of skin exposed to 630 nm laser light (C) 2010 by Astro Ltd. Published exclusively by WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA

A New Approach to the Prediction of Partition Coefficients in Water/Organic Interfaces

In the present work, a new approach for the determination of the partition coefficient in different interfaces based on the density function theory is proposed. Our results for log P(ow) considering a n-octanol/water interface for a large super cell for acetone -0.30 (-0.24) and methane 0.95 (0.78) are comparable with the experimental data given in parenthesis. We believe that these differences are mainly related to the absence of van der Walls interactions and the limited number of molecules considered in the super cell. The numerical deviations are smaller than that observed for interpolation based tools. As the proposed model is parameter free, it is not limited to the n-octanol/water interface.

Skin water uptake and renal function in the toad

1. 1. Water balance in the toad Bufo marinus ictericus was studied by evaluating cutaneous water uptake and renal excretion. 2. 2. The permeability of the skin to water was 78 ± 6 nl min -1 cm -2 atm -1 in 60 toads anaesthetized by chloralose and preincubated in water for 3 hr. Injection of Ringer's solution did not reduce the water uptake by the skin, while hemorrhage, or injection of vasopressin, or oxytocin approximately doubled the rates of water transport. In vivo values of skin water permeability were similar to those observed in vitro. 3. 3. The renal parameters of the water balance were significantly reduced by hemorrhage and by injection of vasopressin. Injection of Ringer's solution promoted a significant increase of the urinary flow and osmolar clearance. 4. 4. It is suggested that the fight against water deprivation could proceed initially by the triggering of the urinary mechanisms of water retention, while the increase of the skin water permeability would occur in a later stage. © 1981.

Antineoplásico potencial: síntese de derivado de salicilato de octila e5-fluoruracila para tratamento do câncer de pele

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Skin Penetration Time-Profiles for Continuous 810nm and Superpulsed 904nm Lasers in a Rat Model

Objective: The purpose of this study was to investigate the rat skin penetration abilities of two commercially available low-level laser therapy (LLLT) devices during 150 sec of irradiation. Background data: Effective LLLT irradiation typically lasts from 20 sec up to a few minutes, but the LLLT time-profiles for skin penetration of light energy have not yet been investigated. Materials and methods: Sixty-two skin flaps overlaying rat's gastrocnemius muscles were harvested and immediately irradiated with LLLT devices. Irradiation was performed either with a 810 nm, 200mW continuous wave laser, or with a 904 nm, 60mW superpulsed laser, and the amount of penetrating light energy was measured by an optical power meter and registered at seven time points (range, 1-150 sec). Results: With the continuous wave 810nm laser probe in skin contact, the amount of penetrating light energy was stable at similar to 20% (SEM +/- 0.6) of the initial optical output during 150 sec irradiation. However, irradiation with the superpulsed 904 nm, 60mW laser showed a linear increase in penetrating energy from 38% (SEM +/- 1.4) to 58% (SEM +/- 3.5) during 150 sec of exposure. The skin penetration abilities were significantly different (p < 0.01) between the two lasers at all measured time points. Conclusions: LLLT irradiation through rat skin leaves sufficient subdermal light energy to influence pathological processes and tissue repair. The finding that superpulsed 904nm LLLT light energy penetrates 2-3 easier through the rat skin barrier than 810nm continuous wave LLLT, corresponds well with results of LLLT dose analyses in systematic reviews of LLLT in musculoskeletal disorders. This may explain why the differentiation between these laser types has been needed in the clinical dosage recommendations of World Association for Laser Therapy.

Stem cells in embryonic skin development

The skin is a complex stratified organ which acts not only as a permeability barrier and defense against external agents, but also has essential thermoregulatory, sensory and metabolic functions. Due to its high versatility and activity, the skin undergoes continuous self-renewal to repair damaged tissue and replace old cells. Consequently, the skin is a reservoir for adult stem cells of different embryonic origins. Skin stem cell populations reside in the adult hair follicle, sebaceous gland, dermis and epidermis. However, the origin of most of the stem cell populations found in the adult epidermis is still unknown. Far more unknown is the embryonic origin of other stem cells that populate the other layers of this tissue. In this review we attempt to clarify the emergence, structure, markers and embryonic development of diverse populations of stem cells from the epidermis, dermis and related appendages such as the sebaceous gland and hair follicle.