pH-value in skincare

pH

¹Organelles are the term used for the cell's internal structures ("organs") surrounded by a membrane and performing various functions. A couple of examples of organelles are the cell nucleus containing DNA (pH inside is 7.1-7.3) and mitochondria, which produce most of the cell's energy (ATP) (pH in human mitochondria is 7.8-8.0 in the matrix and 7.0-7.4 in the intermembrane space).

pH – a brief overview of the science and technology Behind It

As mentioned earlier, the pH value of a solution is a measure of its degree of acidity or alkalinity – more specifically the negative decimal logarithm (base 10) of the concentration, or more precisely, the activity (a)² af hydrogen-ioner (H⁺). Dette skrives som følger: 

pH = -log(a_H) ≈ -log([H⁺])

The term H⁺ (hydrogen-ion), men reelt vil man ikke have frie H⁺ions are not present in an aqueous solution, as H⁺ions will react with water (H₂O) to form H₃O⁺, which is called the hydronium or oxonium ion.

The pH scale ranges from 0 to 14³ og da pH er logaritmisk (10-talslogaritmen) har værdien ikke nogen enhed og hver pH værdi repræsenterer en 10-folds forskel i H⁺ion concentration. Thus, a solution with a pH of 5.0 will have ten times higher H⁺-ioner i forhold til en opløsning med pH 6,0.
Corresponding to H⁺ for syre-niveau har man OH^- (hydroxid-ion) for base-niveau⁴ - balancen mellem disse to ioner er afgørende for den vandige opløsnings pH. En lav pH angiver en relativ høj koncentration af H⁺ og lav koncentration af OH^-. As pH increases, the concentration of H⁺ falde, og koncentrationen af OH^- stige. Ved pH 7.0 vil koncentrationen af disse ioner være lig hinanden (det er situationen ved helt rent vand) og ved pH over 7,0 vil koncentration af OH^- overstige koncentrationen af H⁺.

To understand where H⁺ og OH^- kommer fra må man forstå hvordan syrer og baser fungerer. Meget kort er en syre et stof, som kan afgive en (eller flere) hydrogen-ioner, mens en base er et stof, som kan optage et (eller flere) hydrogen-ioner.
Hvor let syren afgiver sit hydrogen er et udtryk for hvor stræk syren er – jo lettere den afgiver hydrogenet, jo stærke er syren. Og ligeså for basen – jo lettere den optager et hydrogen, jo stærkere er basen.

The reaction in which an acid releases hydrogen (H⁺), kaldes en dissociations-reaktion og ser således ud:

HA ⇌ H⁺ + A^-

Here, HA represents the acid, H⁺ er den afgivne hydrogen-ion, A^- betegner den såkaldte korresponderende base (syreresten) og ⇌ angiver, at det er en reaktion, som kan gå begge veje.
Man har således et syre-base-par. For sådanne syre-base par gælder det, at en stærk syres korresponderende base er relativt svag og ligeså er en stærk bases korresponderende syre relativ svag, mens en svag syres korresponderende base også er relativt svag og ligeså for den svage base har den en korresponderende svag syre.
Therefore, a solution of an acid (or base) is a balance between being in the acid-form (HA) and dissociated into H⁺ og den korresponderende base, A⁵.
This balance ratio between the concentration of the dissociated form (H+ and A-) and the acid form (HA) is a dimensionless value called the acid's dissociation constant, denoted as K_a⁶. K_a stiger parallelt med styrken af syren.  

²The concentration of hydrogen ions [H⁺] is usually the term used when describing pH, but more accurately, it is the activity of H⁺ ioner. I praksis er det næsten det samme.

³In special cases with a high concentration of very strong acids or strong bases, the pH can be respectively below 0 and above 14.

⁴And just as we have pH, there is also the less commonly used measure pOH, which similarly represents the negative logarithm of the OH- ion concentration, expressing the solution's base/alkali level.

⁵This is a temperature-dependent reaction and, in itself, constitutes a weak buffer system (with low capacity).

⁶Other terms for the dissociation constant include equilibrium constant and acid strength constant. The small "a" in K_a står of ”acid” og således ser man af og til i dansk litteratur at betegnelsen ”K_s, so that the pH does not change significantly.

The strenght of the acid

Like pH, this value is usually converted to the more "manageable" and equally dimensionless pK_a, som kaldes syrestyrkeeksponenten og meget lig pH er defineret som den negative ti-tals-logaritme af syrestyrkekonstanten: 

pK_a = -log(K_a)

With the pK_avalue, acids can be classified as strong, moderately strong, weak, and very weak acids as follows:

• pK_a ≤ 0: Stærk syre
• 0 < pK_a ≤ 4: Middelstærk syre
• 4 < pK_a ≤ 10: Svag syre
• pK_a > 10: Meget svag syre

In an aqueous solution of a weak acid, most of the molecules will be in the acid-form (HA). On the other hand, a solution with a strong acid will primarily contain the dissociated form (H⁺ og A^-, resulting in a high concentration of H⁺ være høj i opløsningen og dermed vil pH være lav.

is 7.0. The acid-base reaction for water is as follows, where two water molecules react and either donate or accept an H_a er 7,0. Syre-base-reaktionen for vand ser således ud, hvor to vand-molekyler reagerer og hhv. afgiver og modtage en H⁺ion – and the reaction can also proceed in the reverse direction (reversible reaction):

2 H₂0 ⇌ H₃O⁺ + OH^-

As water is both a weak acid and a weak base, only a very small portion of water molecules will dissociate into H₃O⁺ og OH^-. In completely pure water, about 10^-7 (= 0,0000001 = en ti milliontedel) af H₂O-molekylerne, som er dissocieret og herfra får man at neutral pH er 7:

pH = -log (10^-7) = 7

The relationship between pH and pK_a udtrykkes ved Henderson-Hasselbalch-ligningen, som også kaldes buffer-ligningen. Denne ligning er en tilnærmelse og indeholder nogle antagelser. Den er ikke så akkurat ved stærke syrer og baser og medtager ikke vands egne syre-base-egenskaber. Henderson-Hasselbalch-ligningen er som følger:

pH = pK_a + log [A^-]/[HA]

From this equation, it can be seen that the pH of a solution containing an acid (or base) will be equal to the acid's pK_a adderet med logaritmen til koncentrationen af den korresponderende base divideret med koncentrationen af syren. Hvis koncentrationen af den korresponderende base og koncentrationen af syren er lige store, vil pH af opløsningen være lig med syrens pK_a. The equation is also called the buffer equation because it is mainly used to calculate buffer systems. For example, the equation can be used to estimate the pH of a buffer system and to calculate the concentration of the acid and the corresponding base if we know the pH and the acid's pK_a.

Buffer systems

From this equation, it can be seen that the pH of a solution containing an acid (or base) will be equal to the acid's pK_a adderet med logaritmen til koncentrationen af den korresponderende base divideret med koncentrationen af syren.

If the concentration of the corresponding base and the concentration of the acid are equal, the pH of the solution will be equal to the acid's pK_a. The equation is also called the buffer equation because it is mainly used to calculate buffer systems. For example, the equation can be used to estimate the pH of a buffer system and to calculate the concentration of the acid and the corresponding base if we know the pH and the acid's pK_a.

A buffer system consists of a (usually relatively weak) acid and its corresponding base (or the relatively weak base and its corresponding acid) and is used to maintain the pH within a relatively narrow range despite the addition of acid or base to the system – thus, a buffer system acts as a pH buffer with a certain capacity. The capacity is a measure of how much acid or base can be added to the system without the pH changing significantly, and it primarily depends on the concentration of the acid and the corresponding base and the pH of the solution. The capacity is highest when the concentration of the acid and the corresponding base is close to being equal and when the pH of the solution is close to the pK_avalue of the acid – generally, the capacity is highest in the pH range of pK_a ± 1.

Buffersystemer virker ved, at den svage syre og den korresponderede base kan reagere med den syre (H⁺) and/or base (OH^-), thus "neutralizing" the added H⁺ eller OH^-When the capacity is exceeded, for example, by adding so much acid that all the corresponding base in the solution is used up to react with the added acid, the pH will decrease relatively steeply – and vice versa, if more base is added than the buffer system's capacity can handle (because the acid in the buffer system is used up), the pH will increase relatively steeply.

In practice, a buffer system is usually created by adding an acid (or base) with an appropriate pK_a i forhold til den pH, man gerne vil have og tilsætte en tilsvarende mænge af den korresponderende base i form af saltet af syren (eller hvis man har en base, vil man tilsætte den tilsvarende mængde af den korresponderende syre).

Buffersystemer i praksis

An example of a buffer system (an acid-base pair) is Acetic acid and Sodium acetate. Acetic acid has a pK_a på 4,7 og således vil dennes bufferkapacitet være højest i pH-intervallet 3,7-5,7.
In cosmetics, for example, Citric acid is often used, which is a trivalent acid (can release three H-atoms), and thus it has three pK_avalues: 3.1, 4.8, and 6.4, and can thereby cover a relatively broad and cosmetically relevant pH range.

pH measurement of aqueous solutions⁷ kan udføres via forskellige metoder og disse metoder kan give små forskelle i værdien og man bør derfor være opmærksom på målemetoden, hvis man sammenligner pH-værdier. De mere tekniske detaljer om hvordan pH måles og de usikkerheder man skal tage højde for ved forskellige målemetoder og de matematiske formler bag, vil ikke blive gennemgået grundigt her⁸.

En af de mindre præcise metoder, som mange nok kender fra skolen, er pH-måling med syre-base-indikator. Det kan være en indikatorvæske eller indikator-papir (pH-strips) som har imprægneret indikatorvæske. Disse vil ændre farve afhængig af pH i den væske de kommer i kontakt med og således kan pH aflæses visuelt ved at sammenligne med en farveskala eller mere præcist via kolorimetri (kvantitativ farvemåling).

I dag anvendes ofte et pH-meter, som er et elektronisk instrument med en ion-selektiv glaselektrode og en reference-elektrode, som dyppes ned i opløsningen, der skal måles. Ved kontakt med en vandig opløsning vil der dannes et elektrisk potentiale over den ion-sensitive elektrode, som er afhængig af hydrogen-ion-koncentrationen og dermed pH. Reference-elektrodens potentiale varierer ikke og er indstillet ved at have kalibreret pH-metret i forvejen, og dermed kan instrumentet lave en kvantitativ sammenligningen mellem de elektriske potentialer over de to elektroder og derudfra udregne pH.
Det er vigtigt at kalibrere et pH-meter jævnligt for at være sikker på at det måler præcist. Der behøver ikke være meget vand for at måle pH og dermed kan pH af overflader såsom huden også måles med fx et pH-meter med en flad elektrode (og evt. en smule helt ren vand). Men da sådanne elektroder er relativt store vil man måle pH over et vist areal og det er dermed ikke muligt at måle pH-forskellige på cellulært eller sub-cellulært niveau. Dertil skal bruges andre og mere komplicerede metoder såsom Fluorescence lifetime imagin microscopy.

⁷pH kan også måles på ikke-vandholdige substanser, men det er lidt anderledes.

⁸You can read more about these technical topics in articles such as: Buck, R. et. al. Measurement of pH. Definition, standards, and procedures (IUPAC Recommendations 2002). Pure and Applied Chemistry, 2002, 74(11), 2169-2200 and Zulkarnay, Z et. al. An Overview on pH Measurement Technique and Application in Biomedical and Industrial Process. 2015, 2nd International Conference on Biomedical Engineering (ICoBE), Penang, Malaysia, March 2015, pp. 1-6.

pH and the skin - the structure and components of the skin

Inden man fordyber sig i hudens pH, er det nyttigt at have en god forståelse for, hvordan huden er opbygget. Dette er i sagens natur et komplekst emne, som kan belyses fra mange forskellige vinkler. Her vil fokus første være på den grundlæggende opbygning af hudens lag – primært epidermis – og derefter på de komponenter, som menes at have betydning for hudens pH.

The skin consists of three main layers⁹: Nederst er subcutis (underhuden) – også kaldet hypodermis, som primært består af fedt og bindevæv.
I midten er dermis (læderhuden), som især består af bindevæv og heri er fx nerve-ender, blodårer, hårsække, talgkirtler og svedkirtler indlejret.
Yderst er epidermis (overhuden), som består af flere lag. Nederst er stratum basale, som er et enkelt cellelag af bl.a. melanocytter, udifferentierede keratinocytter og stamceller, der hele tiden danner nye keratinocytter (celler).

Disse keratinocytter migrerer udad og danner efterhånden de andre epidermale lag, som er: Stratum spinosum, stratum granulosum, stratum lucidum og endelig yderst er der stratum corneum (SC), som er ca 10-30 µm tykt.
The stratum basale, stratum spinosum, and stratum granulosum contain living cells and are referred to as the viable part of the epidermis, while the stratum lucidum¹⁰ og stratum corneum består af døde celler og kaldes den ikke-levedygtige (non-viable) del af epidermis – men der foregår stadig mange forskellige kemiske processer i disse lag.
Det er vigtigt at vide, at der i huden findes mange forskellige kommunikationsveje og interaktioner mellem keratinocytter, immunceller og mikroorganismer på huden, som kan indvirke på forskellige funktioner i huden såsom opretholdelsen af hudbarriererne.

Regarding the skin barrier and the skin's pH, the outermost layer of the epidermis, the stratum corneum, is particularly interesting.

The stratum corneum contains several layers (usually 15-25) of primarily dead, flat keratinocytes called corneocytes - these are embedded in an intercellular lipid-rich matrix with specially organized lipids, which are a crucial element in the skin barrier. This structure of the stratum corneum is often described as a brick-and-mortar arrangement, with corneocytes being the "bricks" and the intercellular lipid structure being the "mortar." The outermost surface of the skin is constantly shedding, renewing the skin in a process called "desquamation," which is normally well-regulated.

Alleryderst er huden ”befolket” af forskellige mikroorganismer – hudens mikrobiota – som på mange måder har vist sig at være meget interessant i forhold til hudens funktioner og kvaliteter.
Corneocytterne i stratum corneum er flade celler, som primært indeholder keratin filamenter, forskellige enzymer og vand. Omkring corneocytterne er der et særligt cellehylster kaldet ”the cornified cell envelope”, som primært består af tværbundne proteiner såsom filaggrin, loricrin og involucrin, som sammen danner en meget svært opløseligt og stabil struktur. Bundet til disse proteiner er et enkelt lag af lipider bestående primært af langkædede ceramider – dette lag kaldes ”the lipid envelope”.
Dette lag danner vigtige interaktioner med det intercellulære lipid lag mellem corneocytterne.

Et par andre vigtige strukturer mellem corneocytterne er corneodesmosomerne, som består af forskellige proteiner og holder sammen på cellerne i stratum corneum; og de såkaldte tights juctions, der også består af proteiner og medvirker i barrierefunktionen.

The intercellular lipids¹¹ udgør ca. 15 % af vægten af stratum corneum og er primært ceramider (ca. 50%), kolesterol (25-30 %) frie fedtsyrer (10-15 %); kolesterol estere (ca. 10 %), kolesterol sulfat (2-5 %) og kun meget lidt phospholipider, hvilket er i modsætning til de andre lag af epidermis og dermis, hvori phospholipider udgør en betragtelig del af lipiderne.
Den primære kilde til disse intercellulære lipider er de såkaldte ”lamellar bodies”, som er ovale sekretoriske organeller placeret intracellulært i de levedygtige keratinocytter i primært stratum granulosum, der kan udskille fx lipider ud af cellen.
Ud over at udskille lipider såsom phospholipider, glucosylceramider og kolesterol, der kommer til at danne det velorganiserede intercellulære lipid-rige matrix udskiller disse ”lamellar bodies” også visse enzymer såsom lipid hydrolaser, lipaser, proteaser og visse enzymhæmmende proteiner og antimikrobielle peptider såsom beta-defensiner og cathelicindiner.

Derfor er disse organeller særdeles vigtig for både hudens permeabilitetsbarriere og mikrobielle barriere.

⁹An illustration of the skin can be found in the description of Glycerin on this website.

¹⁰Stratum Lucidum findes normalt kun i hud med en tyk epidermis (såsom håndflader og fodsålerne) og består af 2-5 cellelag af flade primært døde keratinocytter indeholdende stoffet eleidin, som er en forløber for keratin.

¹¹Also called extracellular lipids.

pH and the skin – the low surface pH of the skin

Over the approximately 10-30 µm thick layers of the stratum corneum, the pH changes from the 7.0-7.4 that the rest of the skin has to be significantly lower on the surface, which varies between different areas of the body; but most often, the pH is around 5.0 on the skin's surface. This represents a substantial pH difference of 2 units (approximately 100 times higher H⁺ på overfladen i forhold til blot ca. 10-30 µm længere nede i huden. Denne gradient er bl.a. blevet studeret på alm sund hud og sammenlignet med to forskellige former for ichthyosis¹² (fiskeskælshud).
The approach used was to measure the pH on the surface using a pH meter and gradually remove the stratum corneum until reaching the stratum granulosum using tape (this technique with tape is well-known and called tape stripping). Between every tenth tape strip, the pH was measured, allowing the creation of a curve showing how the pH changes as one goes deeper through the stratum corneum. In healthy skin, the curve showed that the pH went from around 4.5 on the surface to approximately 7.1 at the stratum granulosum, with the pH being about 5.4 halfway through the SC. Thus, the change in pH was more abrupt in the deeper half of the stratum corneum, where the structure is also more compact. This is the area where many pH-dependent enzymes function.

Some other similar studies have shown that the pH in the outermost layers of the stratum corneum is slightly lower than on the surface and then gradually increases as one goes through the layers, reaching a pH of 7.0-7.4 when reaching the stratum granulosum.

'Acid mantel'

This phenomenon, where the surface of the skin is significantly more acidic than the rest of the skin, is called the acid mantle. This term was coined in 1928 by two researchers and has been used ever since, despite "mantle" probably not being the most accurate description. At that time, it was believed that the low pH was for protecting against microbial infection, but it has since been found to have much greater significance.

Syrekappen kan beskrives som en naturlig blanding af forskellige stoffer såsom frie fedtsyrer, aminosyrer og andre små syrer, som sørger for at overfladen og de yderste lag af stratum corneum har en relativt lav pH. Dette vil blive beskrevet nærmere i næste afsnit. Generelt er pH på hudoverfladen mellem 4,0 og 6,0 – med nogle få undtagelser som har højere pH.

I litteraturen angives en del forskellige pH-værdier som værende normalen, men ved sammenligning bør man være opmærksom på hvor på kroppen der er målt og hvilken målemetode der er anvendt.

Et interessant studie fra 2006 viste, at hvis man udlod at påføre noget på huden på indersiden af underarmen i 24 timer ville pH i gennemsnit falde fra 5.12±0,56 til 4,93±0,45. Og det blev estimeret at hudens ”naturlig” pH på dette hudområde i gennemsnit ville være på 4,7.
The study also demonstrated that generally, skin with a pH value below 5.0 was in better condition than skin with a pH over 5.0; this was shown through measurements of various biophysical parameters such as barrier function, moisture level, flaking level, and resistance to induced irritation (e.g., using the skin-irritating substance Sodium lauryl sulfate). It was also observed that the "normal" skin microbiota adhered better to skin with a relatively low pH.

The relatively low pH of the skin's surface and the pH gradient through the stratum corneum have been found to have many important and often interconnected functions for the skin, which will be described here:

• Enzymaktivitet: Mange enzymers aktivitet er afhængig af pH. Dette gælder både for visse enzymer, som medvirker til at opbygge hudbarriererne og enzymer, som medvirker til at nedbryde corneodesmosomer og dermed fremmer desquamation (der bør være i balance).
  Two key enzymes involved in the formation of ceramides crucial for the skin barrier are pH-dependent: ß-glucocerebrosidase has a pH optimum¹³ ved 4,5. Hvis pH kommer meget over eller meget under disse værdier bliver enzym-aktiviteterne reduceret og dermed dannes færre ceramider.
  Andre pH-afhængige enzymer er fx phosphataser, phospholipaser og enzymgruppen serine protease, som bl.a. omfatter kallikrein-enzymer.
  Serine proteaser er enzymer, der nedbryder peptidbindinger i proteiner – bl.a. i de proteiner som udgør corneodesmosomerne, der binder corneocytterne sammen og dermed kan disse hæmme hudens integritet og sammenhængskraft.
  Andre serine proteaser kan inaktivere de lipid-processerende enzymer og hæmme udskillelse fra lamellar bodies og stimulere epidermal hyperproliferation (som er en faktor i fx akne). Disse serine proteaser har et pH-optimum, der er lidt højere (for mange af dem omkring pH 7).
  Så hvis hudens pH stiger er disse enzymer mere aktive og samtidig er de to nøgleenzymer til dannelsen af ceramider mindre aktive.
  
  An elevated pH can thus inhibit skin barrier functions, which is the next topic/theme where the skin's acid mantle is important.

• Maintenance of the akin barrier: The extremely important barrier functions of the skin can be divided into different interconnected systems: the physical barrier, the chemical barrier, the microbial barrier, and the immune barrier.
  Samlet sørger de for at give fysisk, kemisk og biologisk beskyttelse til kroppen i forhold til udefra kommende emner og den fysisk-kemiske barriere sørger også for at kroppen ikke mister fx for meget vand.
  
  Den fysiske permeabilitetsbarriere, som også er vigtig for den kemiske og biologiske beskyttelse, består primært af komponenterne i stratum corneum i form af de hydrofile corneocytterne, emnerne som holder dem sammen og den organiserede intercellulære lipofile matrix.
  Som det fremgår ovenfor, er hudens pH afgørende for flere dele af barriere-funktionerne: Udskillelse fra lamellar bodies af både enzymer, lipider og antimikrobielle stoffer; samt aktivitetsniveauet af enzymer, som sørger for den metabolisme, der skal til for at danne de intercellulære lipider.
  
  Man mener også at pH er afgørende for organiseringen af de intercellulære lipider.
• Stratum corneums integritet – desquamationsbalancen: Der er en vigtig dynamisk balance mellem den intercellulære sammenhæng via corneodesmosomer og tight junctions og den naturlige og nødvendige nedbrydning af samme og derved desquamation.
  Here too, pH plays an essential role, especially due to the activity of pH-dependent enzymes, as described above.
• Cytokin aktivering og inflammation: Corneocytterne i stratum corneum indeholder et lager af precursors til inflammatoriske cytokiner (Pro-IL1α og proIL-1β).
  Hvis hudbarrieren forstyrres, vil pH normalt øges, hvilket vil øge aktiviteten af serine proteaser såsom kallikrein-enzymer. Aktiveringen vil medvirke til frigørelse og aktivering af cytokinerne IL-1α og IL-1β, som derefter starter en kaskade af reaktioner som medvirker til at genoprette barrieren.
  
  Således vil en midlertidig øgning i pH hjælpe til at genopbygge barrieren, men hvis pH i længere tid er for høj, kan det resultere i inflammation medieret af cytokinerne. Modsat menes en reduktion i pH at kunne medvirke til at reducere inflammation.
• Hudens mikrobiota og mikrobielle barriere: Huden har en gensidig symbiotisk relation (hvor begge har gavn af forholdet) med mikrobiotaen: Huden giver det rette miljø for visse mikroorganismer, mens disse til gengæld medvirker til hudens mikrobielle forsvar ved bl.a. at hæmme kolonisering af andre (fx patogene) mikroorganismer og hjælper også huden på andre måder.
  Den lave pH på hudens overflade medvirker til at huden er et godt medie for den ”normale” mikrobiota og har også vist sig, i sig selv at hæmme væksten af visse patogene mikroorganismer.
  Yderligere i forhold til hudens mikrobielle barriere har pH som nævnt indvirkning på frigivelsen af visse antimikrobielle stoffer såsom antimikrobielle peptider fra lamellar bodies. Også aktiviteten af disse – fx de antimikrobielle peptider såsom cathelicidin, dermicidin og desuden kationiske stoffer og nitrater, som findes i sved – er afhængig af pH og optimal ved pH 5,5.
  
  Omdannelse af stoffet nitrit, der producers af bakterier i mikrobiotaen ud fra nitrat i sved, til nitrogenoxid, sker også kun ved en svag sur pH. Nitrogenoxid udfører en række vigtige funktioner ikke kun i forhold til den mikrobielle balance på huden, men også som et intra- og ekstracellulært signalstof, som bl.a. spiller en vigtig rolle i sårheling.

¹²Ichthyosis (fish scale skin) is a collective term for a number of different forms of the disease, which manifest as dry and scaly skin.

¹³pH-optimum is the pH value at which the enzyme has the highest activity.

pH and the skin – endogenous mechanisms and factors for skin pH

De endogene mekanismer og stoffer, som opretholder den lave pH på hudens overflade og pH-gradienten i stratum corneum, er et kompliceret emne. Forskellige videnskabelige artikler lægger mere eller mindre vægt på de forskellige mekanismer og stoffer og det er således ikke helt klarlagt hvilke, der har størst betydning. Sandsynligvis påvirker de forskellige mekanismer hinanden og både mekanismerne og stofferne har nok varierende betydning i de forskellige lag af stratum corneum.
Regarding the substances that constitute the acid mantle and thus control the pH in and on the stratum corneum, it is believed that Alpha hydroxy acid (AHA¹⁴) såsom Lactic Acid (mælkesyre) fra fx sved og fedtsyrer fra sebum sammen med urocanic acid (UCA), pyroglutamic acid (PCA) og visse aminosyrer udgør den primære kilde til stratum corneums pH.
Aminosyrer fra nedbrydningen af proteinet filaggrin og kolesterol sulfat menes at have en vis betydning for pH i de dybere lag af stratum corneum.

Another essential component in the acidification of the deeper layers of the stratum corneum is the plasma membrane protein, NHE1, located in the cell membrane of keratinocytes. NHE1 is a Na⁺/H⁺ antiporter, som kan pumpe en hydrogen-ion (H⁺) out of the cell while simultaneously transporting a sodium ion (Na⁺) into the cell, thereby regulating the pH inside the cell and contributing to reducing the pH in the intercellular (extracellular) space. More specifically, NHE1 is believed to form extracellular microdomains¹⁵ med relativ lav pH i den dybere del af stratum corneum tæt ved stratum granulosum, som ellers overordnet har en pH omkring 7.0-7.4.

Disse mikrodomæner med relativ lav pH menes at være vigtige for aktivering af de pH-afhængige enzymer, der som nævnt ovenfor sørger for at processere de lipider, som udskilles fra lamellar bodies og indgår i den barriereskabende intercellulære organiserede lipid-matrix.
NHE1 is also believed to be important for cell differentiation of e.g. keratinocytes, and is a factor in wound healing by regulating pH at the wound surface.

The acidifying lipids, such as cholesterol sulfate and free fatty acids, are also believed to be contributing factors to the pH gradient in the stratum corneum. Free fatty acids can be released from phospholipids secreted by lamellar bodies, a process catalyzed by the enzyme group PLA2, which is pH-dependent group of phospholipases that has an optimum in the slightly acidic range of the pH scale.

Certain amino acids and amino acid-derived substances also play a role in the pH of the stratum corneum. There are, for example, amino acids in sweat and a very important source is the breakdown of the filaggrin protein.
Nedbrydningen af filaggrin resulterer bl.a. i aminosyren glutamic acid (glutaminsyre), som kan omdannes til pyroglutamic acid (PCA) og aminosyren histidin, der via enzymet histidase kan omdannes til urocanic acid (UCA).
Both PCA and UCA help reduce pH and are also moisturizing agents as they are part of the natural moisturizing factors (NMF)¹⁶.

Man har især studeret processerings-vejen filaggrin-histidin-urocanic acid i forhold til betydningen for pH i dyreforsøg. Disse tyder på at denne nedbrydning til UCA ikke er essentiel for pH, da andre kompensatoriske mekanismer kan tage over og sørge for nedreguleringen af pH.
 Små syrer såsom Lactic acid (mælkesyre) og Butyric acid (butansyre) menes også at nedregulere pH i stratum corneum. Disse findes fx i sved fra de ekkrine kirtler, der findes næste overalt på kroppen. Sved fra disse kirtler¹⁷ udskilles direkte til hudens overflade, har en pH på 4,0-6,8 og består primært af vand og derudover lave koncentrationer af små elektrolytter, små syrer som Lactic acid (mælkesyre), Citric acid (citronsyre), ascorbic acid (vitamin C) og urea, aminosyrer og fedtsyrer.

Melanin fra melanosomer i stratum granulosum menes også at medvirke til pH-reduktion og menes (delvist) at forklare, hvorfor mere pigmeteret hud generelt har en lavere pH (ca 0,5 pH lavere).

Endelig kan mikrobiotaen også bidrage til den relativt lave pH i overfladen af stratum corneum.

¹⁴You can read more about AHA in the description of AHA, BHA, and PHA on this website.

¹⁵Such microdomains cannot be measured with a pH meter with a glass electrode, and therefore, the pH in the deeper part of the stratum corneum is often measured to be around neutral.

¹⁶NMF is briefly described in the description of Glycerin on this website.

¹⁷Der findes også aprokrine svedkirtler, som sidder i forbindelse med en hårfollikel og dermed bliver denne sved normalt blandet med sebum fra talgkirtlerne da de også har udgang i hårfollilklen. Apokrine svedkirkler findes primært i armhulen og ved genitalierne og deres sekret har en pH på 6.0-7.5 og består af vand, proteiner, kulhydrater, nogle af kroppens affaldsstoffer, lipider og steroler. Det er en relativ viskøs væske, som i sig selv er lugtfri, men nogle af disse stoffer bliver nedbrudt af mikroorganismerne på huden og metabolitterne derfra giver svedlugt.

¹⁸Grundet det relativt høje pH i fx armhulen er mikrobiotaen dér anderledes, hvilket medvirker til svedlugten der dannes fra deres metabolisme af sekretet fra de aprokrine kirtler.

¹⁹Fitzpatrick skalaen er en skala fra I til VI, som angiver hvor pigmenteret huden er og hvordan det reagerer overfor UV-belysning

²⁰PHA står for Poly Hydroxy Acid. Man kan læse mere om PHA i beskrivelsen af AHA, BHA og PHA på denne hjemmeside.

²¹TEWL er forkortelsen for Trans Epidermal Water Loss

pH and the skin – exogenous factors affecting skin pH

The exogenous (external) factors are, for example, whether the skin is occluded (e.g., with gloves), the skin's microbiota (which can also be influenced by endogenous factors), climatic factors, and the substances and products the skin is exposed to.

Okklusion af huden øger hudens pH – det har været kendt siden 1970’erne – og dette har en række følgevirkninger.
Man har vist at efter fem dages okklusion af huden på underarmen hos raske personer steg pH fra 4,38 til 7,05, hudens mikrobiota ændrede sig markant og hudens TEWL steg med en faktor tre (forringet permeabilitetsbarriere). Også tre dages okklusion øgede pH markant og var først tilbage til normalen efter et døgn.
Hudens mikrobiota både påvirker – ved dannelse af metabolitter – og bliver påvirket af hudens pH. Der er dermed et relativt komplekst sammenspil mellem huden og mikrobiotaen på huden, som der forskes meget i.

Products applied to the skin can of course also affect the skin's surface pH and, in some cases, the skin's buffering capacity. For example, classic soap with high pH can increase the skin's pH, and similarly, leave-on products that remain on the skin can also affect the skin's pH and buffering capacity - in both directions.
Tap water can also influence the skin's pH. In Europe, there is a considerable variation in the pH of water - for example, in Denmark, it is around 6.5-8.0, while the pH of groundwater generally becomes lower the further north you go and higher the further south you go in Europe - but still within the range of 5.5-8.5.
Studies have shown that washing the skin with tap water alone can increase the skin's surface pH for about four hours.

pH and the skin – the skin’s buffering capacity

Bufferkapacitet af et system er som nævnt systemets evne til at modstå markante pH-svingninger trods påvirkning udefra.

Man har fundet frem til, at huden har en rimelig god bufferkapacitet mellem pH 4 og 8. Man mener, at denne bufferkapacitet stammer fra forskellige buffer-systemet i huden og det er omdiskuteret, hvilke systemer der bidrager mest.
Studier tyder på at komponenter i sved bidrager til bufferkapaciteten og nogle studier peger på at buffersystemerne Lacitic acid / Lactate og Carbonic acid / bicarbonate bidrager.

Lactic acid, which is found in sweat, has a pK_a på 3,8 hvilket er i den lave ende i forhold til stratum corneums pH og nyere studier tyder på at Lacitic acid / Lactate buffersystemet ikke er det primære buffersystem i stratum corneum. Heller ikke Carbonic acid / bicarbonate buffersystemet ser ud til at være have en signifikant rolle i hudens buffersystem.

Some older studies have worked with the hypothesis that sebum contributes to the buffer capacity by protecting the epidermis from external acids and bases - simply by inhibiting the penetration of substances from the outside and thus reducing their impact on the skin. This part is believed to be correct.

It was also thought that the fatty acids in sebum contributed to the buffer capacity, but nowadays, it is considered negligible. Keratin has also been considered as a possible component of the buffering capacity, but there is still no evidence for this.

Nyere studier tyder på, at det især er aminosyrer, der giver hudens bufferkapacitet.
Man ved endnu ikke præcist, hvilke aminosyrer der medvirker, men det kan være aminosyrer i sved fra de ekkrine svedkirtler. Denne sved indeholder omkring 0,05 % aminosyre. Det kan også være aminosyrer fra nedbrydning af proteiner i huden såsom desmosomer og filaggrin og fra hårfollikler.

There is no doubt that normal healthy skin has a reasonably good buffer capacity within the skin's normal pH range, but more studies are needed to determine which buffer systems contribute the most to this buffer capacity.

pH and the skin – skin problems and diseases

En del hudproblemer, hudsygdomme og sårheling er forbundet med en forhøjet pH-værdi i hudens stratum corneum. For de hudsygdomme, som man især har set på, er det ikke klarlagt om det er hudsygdommen, der resulterer i pH-øgningen eller det er pH-øgningen, der medvirker til udviklingen af sygdommen.

Mange hudproblemer er forbundet med inflammation i huden og generelt ved inflammation i huden ses en øgning i pH. Tør og sensitiv hud er også ofte forbundet med let øget pH i hudoverfladen.
Generelt er en kompromitteret hudbarriere ofte associeret med hudproblemer og som det fremgår har pH en stor betydning for hudbarriererne og opretholdelse deraf. I flere studier har man set på om en reduktion af hudens overflade-pH kan lindre og forbedre hudens beskaffenhed. I det følgende vil flere relevante hudproblemer og tilknyttede studier blive præsenteret.

Ichthyosis

Ichthyosis (fiskeskælshud) er en gruppe af sygdomme karakteriseret ved tør og skællende hud med øget pH i overfladen. Det er forbundet med reduceret funktionel filaggrin (grundet mutation i genet for filaggrin), der er en meget vigtig komponent i strukturen af stratum corneum, organiseringen af det intercellulære lipofile matrix og ikke mindst hudens vigtige fugtniveau ved at give ophav til flere af NMF-komponenterne. Den øgede pH medvirker til at desquamation-processen ikke fungerer som den burde.  

Psoriasis

Psoriasis, like ichthyosis, is a hereditary skin disease characterized by well-defined, scaly rashes and is often associated with a slight increase in pH on the skin's surface. While this disease has been extensively studied, the significance of pH in relation to psoriasis has not been extensively explored. Changes in skin cell differentiation, skin barrier, and inflammation are known to play crucial roles in the pathogenesis of psoriasis, and pH is believed to be a factor in this process.

Candida Intertrigo

Candida Intertrigo er en svampeinfektion i huden – typisk steder, hvor hud rører hud – som viser sig ved bl.a. blank, rød og kløende hud og nogle studier har vist sammenhæng med højere pH i hudoverfladen. Denne hudsygdom er desuden associeret med diabetes og patienter i dialysebehandling.
I et forsøg med raske personer applicerede man en opløsning af svampen Candica albicans i en bufferopløsning med hhv. pH 6 eller 4,5 på sund hud under okklusion, hvilket efter 24 timer viste, at denne svamp ikke klarede sig så godt i det sure miljø. Man har dermed sandsynliggjort at en højere pH i huden øger risikoen for denne svampeinfektion. 

Acne

Akne er forbundet med inflammation i huden, øget vækst af visse stammer af Cutibacterium acnes (tidligere navn: Propionibacterium acnes) og øget pH i hudoverfladen.
In a study involving 200 acne patients and 200 individuals without acne (equally distributed between men and women aged 15-30), pH was measured on the forehead, nose, cheeks, and chin, showing a significant difference: the average pH for individuals without acne was 5.09±0.39, while the average for acne patients was 6.35±1.3. The higher pH is believed to be advantageous for the growth of the bacterium Cutibacterium acnes.

Wounds

Sår er også forbundet med øget pH. Åbne sår har en pH omkring 6,5-8,5, mens de problematiske kroniske sår har pH omkring 7,2-8,9. Sårheling er en kompleks proces og pH af overfladen vil ændre sig undervejs i helingsprocessen.
I forbindelse med helingsprocessen skal pH falde for at en række vigtige processer kan finde sted såsom proliferation af fibroblaster, collagen-dannelse, makrofag-aktivitet og keratinocyt-differentiering.

In a study, it was investigated whether pH could be a tool in diagnosing the wound healing process and thereby help assess what kind of treatment a wound should have, such as antibiotics (if there is a bacterial infection in the wound). However, more research is needed. Some studies have shown that certain strains of bacteria relevant to wound infections have a greater tendency to form biofilm²² ved højere pH. Man har desuden fundet at i visse situationer, kan behandling af sår med et topikalt²³ produkt med lav pH have en positiv virkning på sårhelingen – sandsynligvis ved fx at øge antimikrobiel aktivitet af visse stoffer i hudoverfladen og regulere visse enzymers aktivitet.

Eczema

Eksem såsom atopisk dermatitis, kontakteksem og ble-eksem er associeret med inflammation i huden og øget pH.
Ved atopisk dermatitis ses ofte en reduktion i virksom filaggrin, der som nævnt ovenfor er vigtig for hudbarrieren og hudens fugtniveau og hudens pH. I bleområdet har huden normalt i forhøjet pH, hvilket kan medvirke til aktiveringen af protease- og lipase-enzymer og bl.a. derved forringe hudbarrieren, hvilket medvirker til udviklingen af eksem.
I forhold til atopisk dermatitis har man især studeret musemodeller af sygdommen. Man har fx studeret om behandling med topikale produkter med en relativ lav pH (fx med lactobionic acid – en PHA) kan afhjælpe symptomerne og det tyder studierne på.

Det er generelt velkendt at bibeholdelse af en normal hud-pH via passende topikale produkter kan forbedre hudens tilstand. Nogle studier tyder endda på at bibeholdelse af en let sur stratum corneum kan hæmme udviklingen af atopisk dermatitis. Man har også udført lignende forsøg på nyfødte spædbørn og ældre menneskers hud og på rotter, som viste at topikal brug af produkter med relativ lav pH indeholdende fx PHA eller AHA kan normalisere hudens pH og barrierefunktion.

I et studie på personer med svagt tør hud anvendte man et produkt med pH 3,7-4,0 indeholdende 4 % Lactic acid (en AHA) 2 gange om dagen i 4 uger. Dette resulterede i signifikant forbedring af stratum corneums ceramide-koncentration, barrierefunktion og reduceret sensitivitet over for Sodium Lauryl Sulfate induceret irritation. I forhold til hvor længe et produkt med lav pH kan virke på huden kommer det både an på produktets sammensætning og dennes bufferkapacitet og hudens beskaffenhed.

I et vehikel-kontrolleret studie med mennesker prøvede man at undersøge dette ved brug af en creme med Acetic acid (eddikesyre) eller Hydrogenchlorid ved pH 3,5. Man så at lige efter applikation faldt pH med det samme og pH steg igen efter 15 min men langsomt og en relativ lav pH vedblev i op til 6 timer efter applikation.

²²Biofilm er en tynd belægningsfilm af bakterier indlejret i en særlig matrix, som bakterierne selv producerer. Biofilm findes mange steder og kan give problemer, når de fx er i et sår, da det gør bakterierne mere modstandsdygtig overfor mange forskellige interventioner såsom høj eller lav pH og antibiotika.

²³Topikal brug er udtryk for at et produkt bruges ved at placeres det på kroppens overflader; således bliver al kosmetik brugt via topikal administration.

pH and topical products

De produkter man bruger på huden, kan naturligvis influere hudens pH i større eller mindre grad. Som det fremgår ovenfor, er det oftest en for høj pH på huden, der er associeret med hudproblemer og derfor har mange studier set på om man med topikale leave on produkter kan reducere hudens pH og derved forbedre fx hudbarrieren – og det viser mange studier at man kan.

Ligeså har mange studier omhandlet hvordan forskellige typer af produkter påvirker hudens pH – hvoraf særligt renseprodukter har været i fokus pga. nogle af disse kan øge hudens pH. Det er i den forbindelse vigtigt at huske, at huden normalt har en rimelig god bufferkapacitet og den vil således normalisere hudens pH efter noget tid og at produkters indvirkning på huden kan være kompleks og afhænger af den præcise sammensætning af produktet og hvordan produktet bruges og ikke mindst hudens beskaffenhed. Det er således ikke kun produktets pH, som afgør dens påvirkning af hudens pH.
En vigtig faktor er også produktets bufferkapacitet – hvilket man sjældent ved noget om og det er kun sjældent undersøgt i de studier, hvor man netop ser på, hvordan produkter kan påvirke hudens pH. De studier der er udført, er sjældent lette at sammenligne, da der er mange variationsmuligheder - fx forsøgsmetode, testpersonernes hud, hvor længe efter applikation pH bliver målt osv. Bemærk også at pH på huden efter applikation af et produkt er resultatet af både produktets og hudens pH samt produktets og hudens bufferkapacitet.

Cleansing products

Renseprodukter er en stor gruppe af meget forskellige typer af produkter, som kan påvirke huden på flere måder – de fleste vil øge hudens pH – for mange af dem fordi de skal vaskes af huden med vand (rinse off produkter) og som nævnt kan vand i sig selv øge hudens pH, men normalt ikke i så lang tid – nok bl.a. fordi vand næsten ingen bufferkapacitet har.

Klassisk sæbe, som har været brugt i over tusinde år, indeholder natur-afledte surfaktanter (overfladeaktive stoffer også ofte kaldet detergenter eller tensider), som er fremstillet ved forsæbningsreaktion af fedtstoffer, er normalt basisk med pH mellem 8,0 og 11,0 og det er derfor ikke så overraskende, at disse kan øge hudens pH.
Studier med sådanne klassiske sæber har vist, at hudens pH typiske stiger med ca. 2 enheder og ikke vender tilbage til det normalt pH-niveau inden for 6 timer.
I forhold til brugen af blot vand til at vaske huden med, forlænger den klassiske sæbe den tid det tager for huden at komme tilbage til sit normale pH-niveau og desuden kan klassisk sæbe ligesom mange andre renseprodukter fjerne en del fedtopløseligt fra huden – hvilket menes at gøre huden mere sårbar og udsat for irritation.

Studier har vist, at tilsætning af lipider til renseprodukter kan reducere interaktionen mellem surfaktanterne i renseproduktet og lipiderne på huden og dermed nedsætte denne påvirkning.

Surfactants

Omkring 1950 opfandt man en ny type surfaktanter kaldet ”syndet”, som er forkortelse for syntetisk detergent og siden er mange flere og mildere og - i forhold til syndet surfaktanterne – mere naturlige surfaktanter blevet opfundet.

Med disse surfaktanter kan man fremstille renseprodukter med pH-værdi svarende til hudens pH. De bliver ofte markedsført som værende meget mildere for huden (hvilket mange af dem er) i forhold til den klassiske faste sæbe. Men her er det vigtigt at se på hele den kemiske sammensætning af produkterne og hvad de kan gøre ved huden ud over at ændre på pH.

Man har i et studie fra 2014 forsøgt at sammenligne huden på indersiden af underarmen hos to grupper af raske personer, som have brugt enten klassisk høj-pH fast sæbe eller et renseprodukt med pH relativ tæt på hudens pH i over 5 år. Man fandt frem til at brug af klassisk høj-pH fast sæbe ikke påvirkede hudens pH-regulerende evne – buffer-mekanismer. Man fandt også, at hudens pH blev øget næsten lige meget ved brug af begge produkter og for begge grupper var hudens pH tilbage ved normalen efter ca. 6 timer.

Does the pH-value of a product determine if it is mild to the skin?

Another interesting study has looked more closely at the claim that cleansing products with a pH close to the skin's pH would be better for the skin.

In this study, a series of measurements were performed on a group of healthy people's skin on the inside of the forearm after using a range of different cleansing products in the form of syndet bars and a few liquid soaps with a known composition (some of them only qualitatively) and known pH - all based primarily on anionic²⁴ surfaktanter, hvilket i dag bruges til langt de fleste renseprodukter.

Man undersøgte bl.a. hudens tørhed og barriere (TEWL måling). Dette studie viste at brug af et renseprodukt baseret på primært anioniske (negativt ladede) surfaktanter med pH tæt på hudens øgede hudens tørhed og irritationsniveau mere end samme formulering justeret til pH 7,0. Den mulige forklaring på dette handler om øget elektrostatisk interaktion (negativt ladede ioner vil interagere med positivt ladede ioner) mellem anioniske surfaktanter i renseproduktet og stratum corneum ved lav pH i forhold til neutral pH.
Den mere dybdegående og tekniske forklaring er som følger: Stratum corneums isoelektriske punkt er omkring pH 4,0. Ved det isoelektriske punkt vil stratum corneums overflade have næsten lige mange positive og negativ ladede ioner og dermed have en nettoladning på ca. 0. ved pH over det isoelektriske punkt vil overfalden af stratum corneum have et overtal af negative ladede ioner og ved under det isoelektriske punk vil der være overtal af positive ladede ioner.
Så hvis huden påføres en opløsning (renseprodukt) med pH over 4,0 (fx neutral pH) vil der være relativt en mindre antal af positive ioner på overfladen af stratum corneum som opløsningens anioner (negativt ladede stoffer) kan interagere med. Men hvis opløsningens pH er lavere og tættere på eller under det isoelektriske punkt for stratum corneum vil antallet af positive ladede ioner på stratum corneum være relativt højt og dermed vil antallet af anionisk stoffer i opløsningen (renseproduktets surfaktanter) have flere ioner på stratum corneum at binde sig til.
Når flere surfaktanter binder til huden kan det forventes at det er svære at vaske dem helt af og dermed kan surfaktanterne blive på huden i længere tid og derved genere, give tør hud og påvirke hudbarrieren.

Konklusionen var at pH alene ikke afgør om et produkt er mildt eller ej – man skal se på hele sammensætningen af produktet og interaktionen mellem de anvendte stoffer i produktet og stratum corneum ved den pågældende pH.

Sweat odor, deodorants and the pH-value of the skin

At produkter kan påvirke hudens pH, er interessant i forhold til deodoranter og den oftest uønskede svedlugt fra armhulerne. Den højere pH i armhulerne er en af årsagerne til at visse mikroorganismer trives netop der. Disse mikroorganismers metabolisme er årsagen svedlugt. Man har derfor set på om deodoranter, som kan reducere pH i armhulen også kan reducere lugten.

Results from a study showed that with daily use of specific deodorants with a pH of 5.0, the pH of the skin in the armpit could be reduced for a minimum of 2-4 hours and the body odor as well. The pH returned to its original level two days after the last application.

Beneficial for the skin

Reduktion af hudens pH og generelt brug af leave on produkter med pH tæt på hudens er også interessant i andre sammenhænge – særligt til ældre hud og hud med atopisk dermatitis. Der er fx nogle studier, som viser, at ældre hud som typisk har en lidt højere pH og dårligere hudbarriere har gavn af at få påført produkter, som ikke har en for høj pH.

Studier tyder på at effekten først kommer efter længere tids daglig brug. Et af disse studier var med 20 ældre personer i 60’erne som brugte enten en bestemt emulsion justeret til en pH 4,0 eller pH 5,8. Efter 4 uger var hudens pH signifikant reduceret, hvor man havde brugt produktet med pH 4,0, mens resultaterne for niveauet af fugt i huden og hudens TEWL ikke var signifikant forskellig for de to emulsioner.
Begge emulsioner øgede hudens samlede lipidindhold – produktet med pH 4,0 var lidt mere effektivt på det punkt. Efter de 4 uger blev huden udfordret med det irriterende stof Sodium Lauryl Sulfate – dette forsøg viste at huden der var blevet behandlet med emulsionen med pH 4,0, var mere modstandsdygtig.

Et metastudie omhandlende lindring af tør hud, kløe og generel forbedring af hudbarrieren viste, at generelt kan leave on produkter med pH 4,0 forbedre hudbarrieren i ældre hud. Også behandling af atopisk dermatitis med relativt lav pH leave on produkter ser ud til at gavne tilstanden. Generelt ser man at normalisering af hudens pH via topikale produkter i visse tilfælde kan hjælpe til at etablere en mere balanceret mikrobiota, forbedre hudbarrieren, inducere epidermal differentiering og reducere inflammation i huden.

²⁴Et anionisk molekyle har en negativ ladning, et kationisk molekyle har en positiv ladning, et amfoterisk molekyle har både en positiv og en negativ ladning og et non-ionisk molekyle har ingen ladning.

pH-variation in Batch

Forskellige produkttyper fremstilles ofte inden for forskellige pH-intervaller. Der er ikke specifikke regler for, hvilken pH et kosmetisk produkt skal have og heller ikke hvor meget et givent produkts pH må variere fra batch til batch. Producenter af produkter til særligt følsomme områder såsom øjenområdet og vagina vil normalt vælge en pH tæt på områdets normale pH. Kosmetiske produkter skal naturligvis være sikre at bruge.

Derfor er meget lave og meget høje pH-værdier normalt forbeholdt særlige produkttyper (fx har nogle hårudglattende produkter meget høj pH).Der kan være flere årsager til, at et produkts pH kan variere lidt fra batch til batch. Der kan fx være pH-variation i de råvarer, der bruges, og produktionsmetoden kan gøre det svært at efterjustere pH (fx hvis et produkt skal fyldes i emballagen i varm tilstand). Ikke alle producenter efterjusterer pH (efter at alle de andre råvarer er blandet sammen), når det fx drejer sig om produkter, som ikke er særligt følsomme over for pH-variation i forhold til virkning og stabilitet og/eller producenten har erfaret at formuleringens pH ikke normalt varierer meget fra batch til batch. Generelt sørger producenter af kosmetik for, at et givent produkts pH er inden for et relativt snævert interval – inden for 0,5-1 pH-enhed.

Dette gør PUCA PURE & CARE også, og i de fleste produkter bruges syren Citric acid og basen Sodium hydroxid til at efterjusteres de vandholdige produkters pH.

Sources

• Ali, S. M.; & Yosipovitch, G. Skin pH: from basic science to basic skin care. Acta dermato-venereologica, 2013, 93(3), 261–267.
• Behne, M. J.; Meyer, J. W.; Hanson, K. M.; Barry, N. P.; Murata, S.; Crumrine, D.; Clegg, R. W.; Gratton, E.; Holleran, W. M.; Elias, P. M.; & Mauro, T. M. NHE1 regulates the stratum corneum permeability barrier homeostasis. Microenvironment acidification assessed with fluorescence lifetime imaging. The Journal of biological chemistry, 2002, 277(49), 47399–47406.
• Bennison, L.; Miller, C.; Summers, R.H.; Minnis, A.; Sussman, G.; & McGuiness, W.J. The pH of wounds during healing and infection: A descriptive literature review. Wound Practice & Research: Journal of the Australian Wound Management Association, 2017, 25, 63.
• Buck, R.; Rondinini, S.;Covington, A. ; Baucke, F. ; Brett, C. ; Camoes, M. ; Milton, M. ; Mussini, T. ; Naumann, R. ; Pratt, K. ; Spitzer, P. & Wilson, G. Measurement of pH. Definition, standards, and procedures (IUPAC Recommendations 2002). Pure and Applied Chemistry, 2002, 74(11), 2169-2200.
• Elias, P.M. Stratum corneum acidification: how and why?. Experimantal Dermatol, 2015, 24: 179-180.
• Feingold K. R. Lamellar bodies: the key to cutaneous barrier function. The Journal of investigative dermatology, 2012, 132(8), 1951–1953.
• Fluhr, J. W.; Elias, P. M.; Man, M. Q.; Hupe, M.; Selden, C.; Sundberg, J. P.; Tschachler, E.; Eckhart, L.; Mauro, T. M.; & Feingold, K. R. Is the filaggrin-histidine-urocanic acid pathway essential for stratum corneum acidification?. The Journal of investigative dermatology, 2010, 130(8), 2141–2144.
• Francl; M. Urban legends of chemistry. Nature Chemistry, 2010; 2, 600–601.
• Fürtjes, T.; Weiss, K. T.; Filbry, A.; Rippke, F.; & Schreml, S. Impact of a pH 5 Oil-in-Water Emulsion on Skin Surface pH. Skin pharmacology and physiology, 2017, 30(6), 292–297.
• Gunathilake, R.; Schurer, N. Y.; Shoo, B. A.; Celli, A.; Hachem, J. P.; Crumrine, D.; Sirimanna, G.; Feingold, K. R.; Mauro, T. M.; & Elias, P. M. pH-regulated mechanisms account for pigment-type differences in epidermal barrier function. The Journal of investigative dermatology, 2009, 129(7), 1719–1729.
• Hachem, J. P.; Crumrine, D.; Fluhr, J.; Brown, B. E.; Feingold, K. R.; & Elias, P. M. pH directly regulates epidermal permeability barrier homeostasis, and stratum corneum integrity/cohesion. The Journal of investigative dermatology, 2003, 121(2), 345–353.
• Hatano, Y.; Man, M. Q.; Uchida, Y.; Crumrine, D.; Scharschmidt, T. C.; Kim, E. G.; Mauro, T. M.; Feingold, K. R.; Elias, P. M.; & Holleran, W. M. Maintenance of an acidic stratum corneum prevents emergence of murine atopic dermatitis. The Journal of investigative dermatology, 2009, 129(7), 1824–1835.
• Hawkins, S.; Dasgupta, B. R.; & Ananthapadmanabhan, K. P. Role of pH in skin cleansing. International journal of cosmetic science, 2021, 43(4), 474–483.
• Hyldebrandt, S. pH-skalaen fylder 100 år: pH-skalaen fylder 100 år (videnskab.dk). 2009. Lokaliseret 2. Juni 2023.
• Kezic, S.; & Jakasa, I. Filaggrin and Skin Barrier Function. Current problems in dermatology, 2016, 49, 1–7.
• Knox, S.; & O'Boyle, N. M. Skin lipids in health and disease: A review. Chemistry and physics of lipids. 2021; 236, 105055.
• Korting, H. C.; & Braun-Falco, O. The effect of detergents on skin pH and its consequences. Clinics in dermatology, 1996, 14(1), 23–27.
• Kumar, P.; & Das, A. Acid mantle: What we need to know. Indian journal of dermatology, venereology and leprology, 2023, 1–4.
• Lambers, H.; Piessens, S.; Bloem, A.; Pronk, H.; & Finkel, P. Natural skin surface pH is on average below 5, which is beneficial for its resident flora. International journal of cosmetic science, 2006, 28(5), 359–370.
• Lee, N. R.; Lee, H. J.; Yoon, N. Y.; Kim, D.; Jung, M. ; & Choi, E. H. Application of Topical Acids Improves Atopic Dermatitis in Murine Model by Enhancement of Skin Barrier Functions Regardless of the Origin of Acids. Annals of dermatology, 2016, 28(6), 690–696.
• Levin, J.; & Maibach, H. Human skin buffering capacity: an overview. Skin research and technology: official journal of International Society for Bioengineering and the Skin (ISBS) [and] International Society for Digital Imaging of Skin (ISDIS) [and] International Society for Skin Imaging (ISSI), 2008, 14(2), 121–126.
• Lichterfeld-Kottner, A.; El Genedy, M.; Lahmann, N.; Blume-Peytavi, U.; Büscher, A.; & Kottner, J. Maintaining skin integrity in the aged: A systematic review. International journal of nursing studies, 2020, 103, 103509.
• Luebberding, S.; Krueger, N.; & Kerscher, M. Skin physiology in men and women: in vivo evaluation of 300 people including TEWL, SC hydration, sebum content and skin surface pH. International journal of cosmetic science, 2013, 35(5), 477–483.
• Lukić, M.; Pantelić, I.; & Savić, S.D. Towards Optimal pH of the Skin and Topical Formulations: From the Current State of the Art to Tailored Products. Cosmetics, 2021; 8(3):69.
• Man, M. Q.; Xin, S. J.; Song, S. P.; Cho, S. Y.; Zhang, X. J.; Tu, C. X.; Feingold, K. R.; & Elias, P. M. Variation of skin surface pH, sebum content and stratum corneum hydration with age and gender in a large Chinese population. Skin pharmacology and physiology, 2009, 22(4), 190–199.
• Ohman, H.; & Vahlquist, A. The pH gradient over the stratum corneum differs in X-linked recessive and autosomal dominant ichthyosis: a clue to the molecular origin of the "acid skin mantle"?. The Journal of investigative dermatology, 1998, 111(4), 674–677.
• Panther, D. J.; & Jacob, S. E. The Importance of Acidification in Atopic Eczema: An Underexplored Avenue for Treatment. Journal of clinical medicine, 2015, 4(5), 970–978.
• pH of the Skin: Issues and Challenges. Redigeret af: Christian Surber, Howard Maibach & Christoph Abels. Udgivet af S. Karger AG, 2018.
• Prakash, C.; Bhargava, P.; Tiwari, S.; Majumdar, B.; & Bhargava, R. K. Skin Surface pH in Acne Vulgaris: Insights from an Observational Study and Review of the Literature. The Journal of clinical and aesthetic dermatology, 2017, 10(7), 33–39.
• Proksch E. pH in nature, humans and skin. The Journal of dermatology, 2018, 45(9), 1044–1052.
• Rippke, F.; Schreiner, V.; & Schwanitz, HJ. The Acidic Milieu of the Horny Layer. American Journal of Clinical Dermatology, 2002, 3, 261–272.
• Schmid-Wendtner, M. H.; & Korting, H. C. The pH of the skin surface and its impact on the barrier function. Skin pharmacology and physiology, 2006, 19(6), 296–302.
• Schreml, S.; Kemper, M.; & Abels, C. Skin pH in the Elderly and Appropriate Skin Care. EMJ Dermatology, 2014, 2[1], 86-94.
• Stenzaly-Achtert, S.; Schölermann, A.; Schreiber, J.; Diec, K. H. ; Rippke, F. ; & Bielfeldt, S. Axillary pH and influence of deodorants. Skin research and technology: official journal of International Society for Bioengineering and the Skin (ISBS) [and] International Society for Digital Imaging of Skin (ISDIS) [and] International Society for Skin Imaging (ISSI), 2000, 6(2), 87–91.
• Takagi, Y.; Kaneda, K.; Miyaki, M.; Matsuo, K.; Kawada, H.; & Hosokawa, H. The long-term use of soap does not affect the pH-maintenance mechanism of human skin. Skin research and technology: official journal of International Society for Bioengineering and the Skin (ISBS) [and] International Society for Digital Imaging of Skin (ISDIS) [and] International Society for Skin Imaging (ISSI), 2015, 21(2), 144–148.
• van Smeden, J.; & Bouwstra, J. A. Stratum Corneum Lipids: Their Role for the Skin Barrier Function in Healthy Subjects and Atopic Dermatitis Patients. Current problems in dermatology, 2016, 49, 8–26.
• Website ved Buhl-Bonsoe: pH måler: Hvad er pH-værdi? pH måling | Få udstyr af god kvalitet her | Buhl & Bønsøe (buhl-bonsoe.dk). Lokaliseret 8. Juni 2023.
• Wikipedia websites: pH: pH - Wikipedia; Acid dissociation constant: Acid dissociation constant - Wikipedia; Henderson–Hasselbalch equation: Henderson–Hasselbalch equation - Wikipedia; Sweat gland: Sweat gland - Wikipedia. Lokaliseret 8. Juni 2023.
• Yosipovitch, G.; Maayan-Metzger, A.; Merlob, P.; & Sirota, L. Skin barrier properties in different body areas in neonates. Pediatrics, 2000, 106(1 Pt 1), 105–108.
• Yousef, H.; Alhajj, M.; Sharma, S. Anatomy, Skin (Integument), Epidermis. Opdateret November 2022 i StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; Juni 2023.
• Zulkarnay, Z.; Shazwani, S.; Ibrahim, B.; Jurimah, A. J.; Ruzairi A. R.; & Zaridah, S. An Overview on pH Measurement Technique and Application in Biomedical and Industrial Process. 2015, 2nd International Conference on Biomedical Engineering (ICoBE), Penang, Malaysia, March 2015, pp. 1-6.