Механизмы старения кожи

Кожа – самый большой по площади орган человека. Площадь поверхности кожи взрослого человека достигает до 1,6м2, вес составляет до 6% от массы тела. Важнейшими функциями кожи являются:

• защитная;
• дыхательная;
• терморегуляторная;
• осязательная;
• обменная;
• покровная;
• выделительная;

Кожа – не только физиологический барьер, отделяющий тело от внешней среды, защищающий от потери влаги. Кожа играет важную косметическую роль: молодой и здоровый внешний вид влияет на социальный статус человека. К сожалению, самые очевидные признаки старения организма ярче всего заметны именно по состоянию кожи. Особенно остро вопрос старения кожи традиционно стоял для женщин: постоянный интерес к косметологическим методам и препаратам для ухода за кожей и снижения темпов старения был и остается актуальным. Сегодня ежедневные затраты на косметику и фармпрепараты, направленные на борьбу с процессом старения составляют немалую статью расходов среднестатистического потребителя. Соответственно, спрос на косметологические продукты и услуги стимулирует научный прогресс и исследования в этой области. 

Процесс старения организма начинается с самого рождения и является нормальным, физиологическим процессом. И старение кожи (skin aging) – не исключение.

В статье «Fighting against Skin Aging» Shoubing Zhang et al., 2018 («Борьба против возраста кожи») приведены современные данные о внешнем и внутреннем процессах старения кожи. В этом обзоре мы обобщим процессы, происходящие при старении кожи, достижения в области молекулярных и генетических исследований. 

Внутреннее старение – неизбежный физиологический процесс, приводящий к:

• истончению;
• сухости;
• мелким морщинам;
• атрофии кожи.

Внешнее старение вызывают факторы внешней среды, такие как: 

• загрязнение окружающей среды;
• курение;
• неправильное питание;
• инсоляция/УФ-излучение (solar UV radiation).

Все перечисленные внешние факторы приводят к появлению:

• грубых морщин;
• потере эластичности;
• дряблости ;
• огрубению текстуры кожи.

Внутреннее старение кожи (Intrinsic aging)

Кожу разделяют на фотозащищенную и фотонезащищенную. Фотонезащищенные – это как правило, незакрытые одеждой участки: лицо, шея, кисти, предплечья, стопы. Фотозащищенные участки – такие, как внутренняя поверхность плеча или другие, закрытые одеждой участки.  Внутреннее старение кожи представляет собой процесс хронологических физиологических изменений. Старение фотозащищённых областей связано с внутренними генетическими или метаболическими факторами.  Наибольшие изменения претерпевает базальноклеточный слой кожи. Процесс старения в базальноклеточном слое выглядит как уменьшение контакта между эпидермисом и дермой, снижение снабжения эпидермиса питательными веществами, что неизбежно приводит к истончению эпидермиса. Этот процесс называют клеточным старением.

Кроме того, в стареющей дерме фотозащищённой кожи наблюдается значительное истончение коллагеновых, эластиновых волокон, олигосахаридов и фибриллина (гликопротеин, участвующий в синтезе эластина), что в свою очередь сказывается на способности удерживать влагу. Снижается выработка проколлагена (предшественник коллагена). 

Внешнее старение кожи (Extrinsic aging)

Впервые предположение о негативном воздействии солнечного излучения на кожу было высказано в 1969 году (Kligman et al., 1969). На сегодняшний день установлено, что УФ-излучение является основным фактором внешнего старения кожи и на его долю приходится около 80% проявлений старения лица. Длительное воздействие солнечного УФ-излучения является основным фактором внешнего старения и называется фотостарением (photoaged skin).

Для фотостареющих участков кожи основным процессом является накопление аномальной эластической ткани в глубоких слоях дермы. Этот патологический процесс получил название солнечного эластоза (solar elastosis). Он заключается в следующем: сначала происходит увеличении экспрессии эластина в 4 раза, а затем – разрушение и расщепление эластических волокон, так называемый эластолиз (elastolysis). Картина внешнего старения усугубляется снижением функции микроциркуляторного русла.

Последние научные работы подтверждают: большинство факторов, приводящих к старению кожи вызвано внешними воздействиями и только около 3% факторов имеют внутренние механизмы.

Молекулярные механизмы старения кожи

К молекулярным механизмам старения кожи следует отнести:

• окислительный стресс (oxidative stress);
• повреждение ДНК (DNA damage);
• укорочение теломер (telomere shortening);
• нарушение регуляции микро-РНК (micro RNA regulation);
• накопление конечного продукта гликирования (advanced glycation end product accumulation);
• генетические мутации (genetic mutation).

Считается, что активные формы кислорода (АФК; reactive oxygen species - ROS) играют критическую роль в изменениях кожного внеклеточного матрикса как при естественном старении, так и при фотостарении. Так, например, под воздействием УФ-излучения клеточные структуры поглощают энергию, активизируются и образуют повышенное количество продуктов окисления и АФК. Эти процессы, в свою очередь, запускают цепь изменений в коллагеновых волокнах кожи и в конечном счете приводят к подавлению синтеза коллагена. Снижение уровня коллагена в коже неизбежно ведет к преждевременному старению.

Еще один процесс, на который влияет АФК – это укорочение теломер (telomere shortening). В норме теломеры представляют собой повторяющиеся отрезки нуклеотидов (составляющие ДНК и РНК), защищающие концы хромосом от деградации. Теломераза – фермент, который добавляет повторы теломер с целью предотвращения укорочения. При повышенном УФ-излучении и избыточной продукции АФК происходит мутация и укорочение теломер, что приводит к старению и даже гибели клеток кожи.

Постоянное воздействие УФ-излучения стимулирует мутации ДНК клеток кожи и приводит не только к преждевременному старению, но и к канцерогенезу. Поглощая фотоны УФ-излучения, ДНК клеток подвергается нуклеотидной перестройке, что вызывает появление дефектов нитей ДНК. Последние исследования представляют уверенные доказательства эффективности использования солнцезащитного крема для предотвращения дефектов ДНК, которые являются причиной плоскоклеточного рака кожи (squamous cell carcinoma) и меланомы (melanoma).

К преждевременному старению также ведут и процессы расширенного гликирования (AGE – advanced glycation end product), во время которого коллаген, белки, липиды и нуклеиновые кислоты патологически связываются с молекулами сахара (глюкозой и лактозой) и накапливаются в излишке.

Особый интерес представляют собой генные мутации (Makrantonaki E.et al, 2012), которые передаются по наследству и вызывают прогерию (progeria) – тип преждевременного старения, включающий такие проявления как: 

• ускоренное старение кожи с явлениями атрофии и склероза (acceleration skin aging including skin atrophy and sclerosis);
• пойкилодермию (poikiloderma);
• алопецию (alopecia)
• преждевременное истончение и поседение волос (premature thinning and graying of the hair).

Не все заболевания, вызванные генными мутациями, досконально изучены. Продолжаются работы над изучением генетических вариаций в процессе старения.

Профилактика заболеваний, здоровый образ жизни, правильное питание, уход за кожными покровами – неотъемлемые компоненты для обеспечения здоровья кожи. Не только презентабельный внешний вид, а и обеспечение необходимых физиологических функций организма определяет кожу как один из важнейших органов человека.

Каким образом добиться пролонгации молодости кожи?

Как бороться с первыми признаками старения?

Какие современные научные разработки и рекомендации по уходу за кожей?

Об этом читайте в нашей статье: «Современная стратегия борьбы со старением кожи».