Клинические и гистологические методы исследования.

Существуют такие методы исследования, как себуметрия, корнеометрия, pH-метрия, они позволили установить, что уже у пациентов моложе 40 лет присутствуют начальные инволюционные изменения, особенно функционального характера (снижение увлажненности кожи, повышение потери кожей влаги, изменения pH в сторону защелачивания). При этом возрастные изменения влияют на липогенез и состав сального секрета. Содержание сквалена значительно снижается с 13 % в возрасте 15 лет до 5 % в возрасте 70 лет. Триглицериды проявляют тенденцию к росту от 2 до 15 % в течение того же периода; моноэфиры и полярные липиды не изменяются [10].

С помощью современных методов, а именно прибора «TEWA – meterMPA 580», предназначенного для измерения давления водяных паров в разных точках эпидермиса, доказано, что у пожилых отмечается увеличение трансэпидермальной потери воды (ТЭПВ).

Произвести количественную оценку уровня меланина и эритемы в исследуемом участке кожи возможно с использованием нового оптического метода диагностики – мексаметрии, основанном на поглощении и отражении света.

Оценка биологического возраста включает большое число биофизических измерений, одно из которых – измерение эластичности кожи. Механические свойства кожи принадлежат к количественным характеристикам, непосредственно связанным со старением, они выступают потенциальными маркерами биологического возраста. Измерения проводятся методом кутометрии [10].

Согласно современным представлениям обязательным компонентом развития большинства воспалительных, дистрофических и инволюционных процессов являются нарушения микроциркуляции (МЦ), вызывая нарушения функций и структуры клеток. Имеется ряд работ, в которых представлены результаты изучения физиологического состояния кожи, обусловленных возрастными изменениями микроциркуляции кожи. Так, было установлено, что происходящие с возрастом существенные нарушения процессов МЦР отражаются в различных типах старения кожи. Диагностировать инволюционные изменения кожи возможно и с помощью измерения параметров капиллярного кровотока методом лазерной доплеровской флоуметрии. Метод основывается на зондировании ткани лазерным излучением и последующей регистрации излучения, отраженного от подвижных и неподвижных компонентов ткани. Многочисленные исследования доказывают прямую корреляцию количественных показателей МЦР с возрастом. С внедрением в дерматологическую практику нового метода исследования (B-scan эхографии) стало возможно выполнять неинвазивную оценку важных физиологических параметров, в том числе и тех, которые не эквивалентны эксперссии при микроскопии, например, гипоэхогенных областей в верхних слоях дермы. Показано, что увеличение площади гипоэхогенных участков в сосочковом слое дермы с формированием субэпидермального гипоэхогенного слоя можно рассматривать как признак структурной дезорганизации коллагеновых и эластиновых волокон, наблюдаемых при старении кожи [10].

Среди современных неинвазивных способов изучения структур кожи особое место занимает конфокальная лазерная микроскопия. Данный метод – один из наиболее приближенных к гистологическому исследованию, он позволяет анализировать ткань на клеточном уровне в состоянии физиологической жизнедеятельности и демонстрирует результаты в четырех измерениях – высота, ширина, глубина и время. Конфокальная лазерная микроскопия позволяет увидеть эпидермис и сосочковый слой дермы с разрешением приближенным к гистологическому. Конфокальная микроскопия впервые была внедрена в 1957 г. для исследования нервных окончаний в биоптатах кожи и впоследствии модифицирована для отображения кожи человека в естественных условиях.

10. Современные знания: эксперименты по изучению особенностей старением кожи.

Эксперименты «обнуления».

В клетке, образованной в результате оплодотворения, «возрастной след» родителей (укорочение теломер и появление химических маркеров старения на молекуле ДНК – перераспределение присоединенных к ней метильных групп и их количества) отсутствует полностью. Механизмы «обнуления» до сих пор не ясны. Но все же понятно, что этот процесс проходит под действием определенных веществ, находящихся в цитоплазме яйцеклетки.

«Обнуление» использовал в своих ранних экспериментах по клонированию Джон Гёрдон (John Bertrand Gurdon) – британский биолог, нобелевский лауреат 2012 года. Он извлекал ядро из яйцеклетки южно африканской водной лягушки (шпорцевой лягушки) и вместо него помещал туда ядро мышечной или кишечной клетки головастика. Пересаженное ядро перепрограммировалось под действием тех же веществ, что инициируют «обнуление» оплодотворенной яйцеклетки. Такая гибридная клетка развивалась в нормальный организм без видимых признаков преждевременного старения. Данный эксперимент опроверг гипотезу о том, что процесс взросления и дифферецировки материала. К тому же Гёрдон доказал, что возраст ядра-донора может быть «обнулен».

Широко известны эксперименты другого нобелевского лауреата 2012 года – японца Синьи Яманаки. Он получал индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) из фибробластов взрослого организма с использованием всего лишь четырех транскрипционных факторов. Однако, увы, по ряду причин ИПСК пока не удается широко использовать. Например, они способны образовывать опухоли или иногда при их дифференцировке и превращении во взрослую клетку проявляются некоторые генетические нарушения, да и процент успешно перепрограммировавшихся клеток весьма невелик. Опыты Яманаки подтвердили гипотезу, что часы старения взрослых дифференцированных клеток могут быть «обнулены».

В экспериментах обоих нобелевских лауреатов омоложение клеток происходит с потерей специализации (этот процесс называется дедифференцировкой) [11].

Эксперименты «омоложения».

Эксперименты, доказывавшие возможность омоложения клетки без утраты ее специфичности, проводили разные научные группы. К настоящему моменту описаны уже три способа, как заставить клетку «вспомнить молодость»:

1. создание «молодого окружения»;

2. воздействие на определенные гены;

3. фармакологическое воздействие.

· Создание «молодого окружения». Сотрудники Стэнфордского университета супруги Ирина и Михаил Конбой с соавторами еще в 2005 году продемонстрировали возможность омоложения клеток и тканей под внешним биологическим воздействием. Они использовали гетерохронический парабиоз (сокращенно – ГП) – метод, при котором старая и молодая мыши сшиваются боками, подобно сиамским близнецам, создаются общая кровеносная система и пул крови. При этом, как показали эксперименты, к клеткам мышц и печени старой мыши возвращается юность. Они приобретают фенотип молодых клеток, а молекулярные метки старения пропадают. Восстанавливают свой потенциал и тканеспецифичные стволовые клетки мышц. Авторы сообщают, что даже очень старые стволовые клетки не теряют своей способности восстанавливать и поддерживать ткань, если им обеспечить молодое окружение.

· В 2014 году биологи из Гарвардского университета под руководством Ли Рубин и Эмми Уэгерс, используя гетерохронический парабиоз, выявили фактор роста и дифференцировки 11 (grow differentiation factor 11) - гормон GDF 11, который обращает старение вспять в большинстве тканей. GDF 11 синтезируется в организме, но его уровень снижается с возрастом. Журнал «Science» назвал эту работу первой демонстрацией фактора омоложения.

· Другая группа из Гарварда в соавторстве с коллегами из научных центров Калифорнии тоже использовала модель гетерохронического парабиоза и сосредоточилась на эффектах, возникающих при воздействии молодой крови на мозг. Выяснилось, что в определенных областях мозга мыши стали появляться новые нейроны, которые в норме возникают только у молодых особей. (Интересно, что во всех экспериментах с гетерохроническим парабиозом молодые мыши стареют).

Механизмы описанных эффектов на сегодняшний день до конца не ясны. Биологи предполагают, что в эти процессы вовлечены как стволовые клетки, так и различные ростовые факторы, цитокины и др. [11].

Воздействие на определенные гены.

Исследователи обычно используют генетические манипуляции с сигнальными путями внутри клетки, чтобы провести разграничение между следствиями и причинами старения. Например, сигнальный путь фактора NF-кB – белкового комплекса, контролирующего транскрипцию ДНК. Он участвует в клеточном ответе на стресс, свободные радикалы, бактерии, вирусы и др. При сравнении старых и молодых тканей мыши и человека биологи обнаружили, что в постаревших тканях уровень экспрессии генов, регулируемых сигнальным путем NF-кВ, повышается. Этот факт породил гипотезу о том, что сигнальный путь NF-кВ необходим для поддержания возрастного фенотипа. Для проверки этой гипотезы Томас Рэндо и Говард Чэнг из Стэнфордского университета создали трансгенных мышей, в коже которых сигнальный путь NF-кВ в определенный момент можно было подавлять. В своей статье в журнале «Cell» авторы пишут, что, когда мыши постарели и стали заметны такие признаки старения, как истончение кожи, был включен ген ингибитора NF-кВ. Это привело к заметному омоложению клеток кожи, маркеры клеточного старения исчезли, к стволовым клеткам вернулась изначальная способность к делению и восстановились утратившиеся слои кожи.

Фармакологическое воздействие на клетки.

Томас Рэндо и Говард Чэнг в той статье в журнале «Cell» описывают эксперименты по введению старым мышам рапамицина (бактериального токсина, использующегося как иммунодепрессант) – ингибитора фермента mTOR. Этот фермент распознает уровень питательных веществ в клетке и регулирует синтез белков и утилизацию энергии. С возрастом его активность в стволовых клетках и клетках-предшественниках возрастает, с чем связывают старение кроветворной системы. Эксперименты показали, что жизни мышей: он не только ограничивает возрастное повышение белка mTOR, но и интенсифицирует размножение стволовых клеток [11].

Эпигенетические механизмы не только «руководят» клеточной дифференцировкой, но и постоянно поддерживают специализацию образовавшихся клеток. Дифференцированные клетки многократно и постоянно подвергаются воздействию дестабилизирующих внешних факторов, однако сохраняют свои функции. В то же время описанные выше эксперименты демонстрируют, что статус клеток пластичен и обратим. Изучая перепрограммирование мышиных клеток (фибробластов) в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, исследователи выяснили, что на четвертый – седьмой день в клетках происходит дестабилизация эпигенома, то есть общего эпигенетического состояния клетки. Но возникновение дестабилизации еще не гарантирует, что клетки перейдут в ИПСК. Если в момент дестабилизации устранить факторы перепрограммирования, то клетки обратно превращаются в фибробласты. На этом основании возникла любопытная гипотеза, объясняющая различия механизмов дедифференцировки и омоложения. При омоложении клетки подвергаются дестабилизирующим фактором недолгое время. И возрастные эпигенетические метки (как мене устойчивые) исчезают, а эпигенетические метки, отвечающие за специализацию клетки, сохраняются. Поэтому клетки теряют только возрастные признаки.

При «обнулении» клетка подвергается длительному воздействию факторов перепрограммирования, так что стираются все существовавшие в ней эпигенетические метки. Теряются и специализация и возраст, и клетка превращается в стволовую.

Возможен и третий вариант: переход из состояния эпигенетической нестабильности сразу в клетку другого типа. Например, существуют способы превращения фибробластов в кардиомиоциты или в нейроны и с использованием всего лишь нескольких транскрипционных факторов [11].

 

 

Вывод.

Рассмотрение проблемы старения кожи не теряет актуальности и в наши дни. Кожа – самый крупный орган в человеческом организме, который служит активным барьером в защите от внешних воздействий окружающей среды.

Но на сегодняшний день существует две теории старения, вторая из которых является наиболее компетентной, а именно, теория, основанная на снижении контроля мутагенеза за счет ослабления функции репаративных систем, ввиду возрастных изменений. В отношении процессов старения кожи широко распространена свободнорадикальная теория, связанная преимущественно с накоплением и несвоевременной утилизацией свободных радикалов в тканях, а как следствие повреждение билипидного слоя клеток.

Выделяют два вида старения кожи: естественное и экзогенное. Первое – физиологический процесс, генетически обусловленный и направленный на угасание метаболических процессов.

К основным клиническим проявлениям старческого атрофии кожи относится: появление морщин, потеря естественной окраски, снижение тургора и эластичности кожи.

К гистологическим особенностям того же процесса относятся: уменьшение толщины эпидермиса, меланоцитов, клеток Лангерганса, коллагена.

Наибольший резонанс вызывает проблема экзогенного старения кожи под действием УФЛ, в связи с тем, что ультрафиолет обладает кумулятивным эффектом, а именно, накоплением энергии фотонов солнечного света в клетках, даже после длительного избегания провоцирующего фактора.

Среди методов визуального омоложения выделяют три группы: методы восстановления, путем механических и химических вмешательств, методы запуска неопластических процессов в тканях и введение ботулотоксина А. Наиболее эффективное средство - внешняя защита (кремы, одежда).

В соответствии с последними данными уделяется особое внимание генетически детерминированным процессам, способу их мониторинга и управления ими. Среди них наиболее популярны эксперименты «обнуления» и «омоложения», ведущие к приобретению полипотентности и унипотентности соответственно.

 

Список литературы.

1. Carrard G., Bulteau A.L., Petropoulos I., Friguet B. / Impairment of proteasome structure and function in aging. // International journal of Biochemistry and Cell Biology. – 2002. - 34 (1461–1474)

2. Агафонова С.Г. / Морфофункциональные особенности кожи и подкожно-жировой клетчатки при гиноидной липодистрофии, разработка новых методов ее коррекции: автореф. дис… канд. Мед наук. // М. - 2012.

3. Адамян Р.Т., Липский К.Б., Литвицкая Т.П. / Комплексный подход к омоложению мягких тканей лица // Анналы пластической, реконструктивной и эстетической хирургии. - 2004. - №4. - С.12-14.

4. Баринова О.А., Галлямов Ю.А. / Сравнительное исследование морфофункциональных и структурных показателей кожи лица женщин различных возрастных групп // Экспериментальная и клиническая дерматокосметология. -2012. - №4. - С.3-7.

5. Большая советская энциклопедия. // М.: Советская энциклопедия. - 1969—1978

6. Величенко Р.Э., Гавашели Л.Г. / Верхняя треть лица. Диспорт радикальность или дополнение // Анналы пластической, реконструктивной и эстетической хирургии. - 2001. - №4. - С.36-40.

7. Золотенкова Г.В., Морозов Ю.Е. и соавторы / Возрастные изменения структурно-функциональных показателей кожи // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. – 2014. - №1. – С. 132-139

8. Калюжная Л.Д., Дюбак В.Е. / Старение кожи: патологические, клинические и лечебные аспекты. // Украiнський медичний часопис. – 2002. - №2. – С. 68-71

9. Кожевников П.В. / Общая дерматология // Л.- 1970

10. Панова О.С. / Теоретические и прикладные аспекты современной дерматокосметологии: автореф. дис. … канд. мед. наук. // М. - 2001.

11. Перцева М. / Часы старения: обнулить, замедлить, обратить вспять? // Наука и жизнь. – 2015. – № 4. – С. 36-40

12. Потапова С.Н. / Основы геронтокосметологии. // М. - 1977.

13. Старение (биология) [Электронный ресурс]. URL:http://www. ru.wikipedia.org/wiki/Старение_(биология)#cite_ref-medawar_35-0. (Дата обращения: 12.08.2015).

14. Фитцпатрик Дж.Е., Эллинг Дж.Л. / Секреты дерматологии. // СПб. - 1999.

15. Фришберг И.А. / Косметические операции на лице. // М. - 1984.