Механізми старіння шкіри

Шкіра – найбільший за площею орган людини. Площа поверхні шкіри дорослої людини сягає 1,6 м2, вага становить до 6% від маси тіла. Найважливішими функціями шкіри є:

захисна;
дихальна;
терморегуляторна;
функція дотику;
обмінна;
покривна;
виділення;

Шкіра – не лише фізіологічний бар'єр, що відокремлює тіло від зовнішнього середовища та захищає від втрати вологи. Шкіра відіграє важливу косметичну роль: молодий та здоровий зовнішній вигляд впливає на соціальний статус людини. На жаль, найочевидніші ознаки старіння організму найяскравіше помітні саме за станом шкіри. Особливо гострим питання старіння шкіри традиційно було для жінок: постійний інтерес до косметологічних методів і препаратів для догляду за шкірою та зниження темпів старіння був і залишається актуальним. Сьогодні щоденні витрати на косметику й фармпрепарати, спрямовані на боротьбу з процесом старіння, становлять чималу статтю витрат середньостатистичного споживача. Відповідно, попит на косметологічні продукти й послуги стимулює науковий прогрес і дослідження в цій галузі.

Процес старіння організму починається від народження і є нормальним, фізіологічним процесом. І старіння шкіри (skin aging) – не виняток.

У статті «Fighting against Skin Aging» Shoubing Zhang et al., 2018 («Боротьба проти віку шкіри») наведено сучасні дані про зовнішній та внутрішній процес старіння шкіри. У цьому огляді ми узагальнимо процеси, що відбуваються під час старінні шкіри, досягнення молекулярних і генетичних досліджень.

Внутрішнє старіння – неминучий фізіологічний процес, що призводить до:

витончення;
сухості;
дрібних зморшок;
атрофії шкіри.

Зовнішнє старіння викликають фактори довкілля, такі як:

забруднення навколишнього середовища;
куріння;
неправильне харчування;
інсоляція/УФ-випромінювання (solar UV radiation).

Усі перелічені зовнішні чинники призводять до появи:

грубих зморшок;
втрати еластичності;
в'ялості;
огрубіння текстури шкіри.

Внутрішнє старіння шкіри (Intrinsic aging)

Шкіру поділяють на фотозахищену й фотонезахищену. Фотонезахищені – це зазвичай незакриті одягом ділянки: обличчя, шия, кисті, передпліччя, стопи. Фотозахищені ділянки – такі як внутрішня поверхня плеча або інші, закриті одягом ділянки. Внутрішнє старіння шкіри є процесом хронологічних фізіологічних змін. Старіння фотозахищених областей пов'язані з внутрішніми генетичними чи метаболичними чинниками. Найбільших змін зазнає базальноклітинний шар шкіри. Процес старіння в базальноклітинному шарі виглядає як зменшення контакту між епідермісом та дермою, зниження постачання епідермісу поживними речовинами, що неминуче призводить до його витончення. Цей процес називають клітинним старінням.

Крім того, у старіючій дермі фотозахищеної шкіри спостерігається значне витончення колагенових, еластинових волокон, олігосахаридів і фібриліну (глікопротеїн, що бере участь у синтезі еластину), що зі свого боку позначається на здатності утримувати вологу. Знижується вироблення проколагену (попередник колагену).

Зовнішнє старіння шкіри (Extrinsic aging)

Уперше припущення про негативний вплив сонячного випромінювання на шкіру було висловлено в 1969 (Kligman et al., 1969). На сьогодні встановлено, що УФ-випромінювання є основним фактором зовнішнього старіння шкіри та на його частку припадає близько 80% проявів старіння обличчя. Тривалий вплив сонячного УФ-випромінювання є основним чинником зовнішнього старіння й називається фотостаріння (photoaged skin).

Для фотостаріючих ділянок шкіри основним процесом є накопичення аномальної еластичної тканини у глибоких шарах дерми. Цей патологічний процес отримав назву сонячного еластозу (solar elastosis). Він полягає в наступному: спочатку відбувається збільшення експресії еластину в 4 рази, а потім – руйнування й розщеплення еластичних волокон, так званий еластоліз (elastolysis). Картина зовнішнього старіння посилюється зниженням функції мікроциркуляторного русла.

Останні наукові роботи підтверджують: більшість факторів, що призводять до старіння шкіри, викликані зовнішніми впливами й лише близько 3% факторів мають внутрішні механізми.

Молекулярні механізми старіння шкіри

До молекулярних механізмів старіння шкіри слід віднести:

окислювальний стрес (oxidative stress);
ушкодження ДНК (DNA damage);
укорочення теломір (telomere shortening);
порушення регуляції мікро-РНК (micro RNA regulation);
накопичення кінцевого продукту глікування (advanced glycation end product accumulation);
генетичні мутації (genetic mutation).

Вважається, що активні форми кисню (АФК; reactive oxygen species - ROS) відіграють критичну роль у змінах шкірного позаклітинного матриксу як під час природного старіння, так і під час фотостаріння. Так, наприклад, під впливом УФ-випромінювання клітинні структури поглинають енергію, активізуються та утворюють підвищену кількість продуктів окиснення та АФК. Ці процеси, зі свого боку, запускають ланцюг змін у колагенових волокнах шкіри та зрештою призводять до придушення синтезу колагену. Зниження рівня колагену у шкірі неминуче веде до передчасного старіння.

Ще один процес, на який впливає АФК - це скорочення теломер (telomere shortening). У нормі теломери являють собою відрізки нуклеотидів, що повторюються (складають ДНК і РНК), які захищають кінці хромосом від деградації. Теломераза – фермент, який додає повтори теломеру з метою запобігання укороченню. У разі підвищеного УФ-випромінювання й надмірної продукції АФК відбувається мутація й укорочення теломер, що призводить до старіння та навіть загибелі клітин шкіри.

Постійна дія УФ-випромінювання стимулює мутації ДНК клітин шкіри і призводить не тільки до передчасного старіння, а й до канцерогенезу. Поглинаючи фотони УФ-випромінювання, ДНК клітин піддається нуклеотидній перебудові, що спричиняє появу дефектів ниток ДНК. Останні дослідження надають впевнені докази ефективності використання сонцезахисного крему для запобігання дефектам ДНК, які є причиною плоскоклітинного раку шкіри (squamous cell carcinoma) та меланоми (melanoma).

До передчасного старіння також ведуть і процеси розширеного глікування (AGE – advanced glycation end product), під час якого колаген, білки, ліпіди й нуклеїнові кислоти патологічно зв'язуються з молекулами цукру (глюкозою та лактозою) та накопичуються в надлишку.

Особливий інтерес являють собою генні мутації (Makrantonaki E.et al., 2012), які передаються у спадок і викликають прогерію (progeria) – тип передчасного старіння, що включає такі прояви як:

прискорене старіння шкіри з явищами атрофії та склерозу (acceleration skin aging including skin atrophy and sclerosis);
пойкілодермію (poikiloderma);
алопецію (alopecia)
передчасне стоншування й посивіння волосся (premature thinning and graying of the hair).

Не всі захворювання, спричинені генними мутаціями, досконало вивчені. Продовжуються роботи з вивченням генетичних варіацій у процесі старіння.

Профілактика захворювань, здоровий спосіб життя, правильне харчування, догляд за шкірними покривами – невід'ємні компоненти для забезпечення здоров'я шкіри. Не лише презентабельний зовнішній вигляд, а й забезпечення необхідних фізіологічних функцій організму визначає шкіру як один із найважливіших органів людини.

Як домогтися пролонгації молодості шкіри?

Як боротися з першими ознаками старіння?

Які сучасні наукові розробки й рекомендації щодо догляду за шкірою?

Про це читайте у нашій статті: "Сучасна стратегія боротьби зі старінням шкіри".