Открытие омолаживающих процессов кожи может привести к появлению «зелья молодости»
Несмотря на существование многомиллиардной индустрии ухода за кожей и множество маркетинговых заявлений, нет ничего, что могло бы помешать нашей коже превращаться в папирус с возрастом. За исключением, возможно, солнцезащитного крема, если им пользоваться каждый день. Накопленное повреждение от ультрафиолетового излучения и других возрастных стрессоров истощает запасы кожных клеток для обновления — или стволовых клеток — и невозможно остановить или замедлить этот процесс.
Но надежда все же есть. Исследование, опубликованное в начале апреля в Nature, дает новое представление о том, как происходит потеря стволовых клеток и даже определяет два химических вещества, которые могут ее предотвратить.
Как сохранить молодость кожи?
Исследование, проведенное профессором биологии стволовых клеток Эми Нисимурой из Токийского медицинского и стоматологического университета в Японии, показало, что старение и воздействие ультрафиолета истощают стволовые клетки важнейшего белка коллагена. Те, кто озабочен здоровьем своей кожи, прекрасно знают, что коллаген — один из важнейших игроков в поддержании крепкой, молодой, упругой кожи. Ослабленные стволовые клетки больше не могут делиться нормально и в конечном итоге вынуждены превращаться во взрослые клетки кожи. Со временем повреждается так много стволовых клеток, что не хватает здоровых, чтобы их заменить.
«Я считаю, что это исследование прекрасно», говорит Дэвид Фишер, профессор дерматологии из Гарвардской медицинской школы, который не принимал участия в исследовании. «Я думаю, это очень изящный анализ, который при этом выявил практические механистические идеи о том, что происходит, и даже потенциально действенные, способствующие омоложению».
Наша кожа разделена на две части: эпидермис сверху и дерма снизу. Эпидермис — это то, что мы обычно называем кожей, он состоит из множества слоев клеток; дерма состоит из соединительной ткани, волосяных фолликулов, кровеносных сосудов и потовых желез.
Как часть обычной здоровой кожи, верхний слой эпидермиса постоянно отшелушивается и заменяется из самовосстанавливающегося пула стволовых клеток, который находится в нижнем (или базальном) слое. Эти стволовые клетки имеют корни, которыми крепятся к тонкому кусочку ткани под названием базальная мембрана — она соединяет эпидермис и дерму. Привязка к базальной мембране важна для поддержания «стволового» состояния клетки — ее способности размножаться и вызревать в другой тип клетки.
На протяжении большей части времени стволовые клетки в эпидермисе делятся горизонтально, клонируя себя и добавляясь в пул обновления. Однако иногда они делятся вертикально, и новая клетка начинает созревать во взрослую клетку кожи, которая постепенно выталкивается вверх через слои эпидермиса.
Этот тип клеточного обмена — замена старых клеток в верхней части эпидермиса более молодыми клетками снизу — объясняет, как заживают порезы и как кожа остается молодой на вид. Однако с возрастом пул стволовых клеток истощается и клеточный оборот замедляется, в результате чего люди остаются с тонкой, хрупкой кожей.
«Главный вопрос, который пытается решить это исследование — почему клеток становится меньше? Почему мы теряем стволовые клетки по мере взросления?», говорит Терри Лехлер, доцент дерматологии в Университете Дьюка, который не принимал участия в исследовании. «Я думаю, это действительно интересный вопрос, самая суть».
Исследование предполагает, что стволовые клетки, которые делятся вертикально, делают это из-за повреждения вследствие обычного старения и обычного процесса оборота клеток, а также воздействия ультрафиолетового света или каких-либо других токсинов. И не только новая взрослая клетка начинает свое путешествие через эпидермис — исходная стволовая клетка также отталкивается от базального слоя, что приводит к ее созреванию. Это связано с тем, что корни поврежденной клетки ослабевают, поэтому не могут больше успешно крепиться к базальной мембране. Исследователи описывают этот шаг как некое соревнование, когда соседние здоровые стволовые клетки объединяются и выгоняют слабые стволовые клетки с острова.
«Похоже, это связано с механизмом контроля качества, благодаря которому стволовая клетка кожи, которая повреждена, как бы удаляется из кожи», говорит Джеймс Де Грегори, профессор биохимии в Университете Колорадо в Денвере. «Вы можете представить себе, что все эти стволовые клетки бьются за положение, и если вы захватите базальную мембрану, вы добьетесь большего успеха».
Поначалу это соревнование идет на пользу, избавляя кожу от неисправных клеток или даже от вызывающих рак мутаций. Тем ее менее, в определенный момент слишком много стволовых клеток становятся поврежденными и начинают превосходить количественно здоровые клетки. Когда это происходит, кожа больше не может эффективно омолаживаться или реагировать на травмы. «Конкуренция стволовых клеток среди эпидермальных стволовых клеток поддерживает молодость кожи, но снижение конкуренции заканчивается ее старением», объясняет Нисимура.
Основой в этом процессе является коллаген-17, особый тип белка коллагена, который имеет важное значение для укоренения стволовых клеток в базальной мембране. Когда стволовые клетки повреждаются, они теряют драгоценное количество коллагена-17. Чем больше белка они теряют, тем слабее их связь с базальной мембраной, пока в конечном итоге их не вытесняют соседние здоровые клетки.
Хорошая новость заключается в том, что может быть способ повысить или сохранить уровень коллагена-17 в стволовых клетках, предотвращая этот процесс старения кожи. Нисимура показал, что два экспериментальных химических вещества, Y27632 и апоцинин при местном применении могут повысить уровень коллагена-17 в клетках и даже способствовать заживлению ран.
Это совсем не значит, что вы должны бежать в аптеку и покупать продукты с содержанием «коллагена» или «стволовых клеток» на этикетке — нет никаких доказательств, что на рынке вообще что-то такое есть. Но это значит, что на горизонте омолаживающий крем, который поддерживает наука.