Старение кожи с точки зрения биологии: что нужно знать о коллагене

Неоколлагенез – процесс образования организмом молекул фибриллярного кожного белка – коллагена, который повышает прочность и эластичность кожи.

Фибробласты – основные клетки соединительной ткани, которые происходят от стволовых клеток мезенхимы (зародышевая ткань человека и животных). Их функция заключается в синтезе межклеточного матрикса соединительной ткани, обеспечивающего транспорт химических элементов и механическую поддержку клеток. Основными компонентами матрикса являются белки гликопротеины, среди которых превалирует коллаген.

Фибробласты кожи расположены в ее среднем слое. Именно они ответственны за синтез таких белков, как:

• тинасцин – участвует в регулировании нормального распределения коллагена и эластина в ткани;
• нидоген и ламинин – пептиды, входящие в состав базальной мембраны кожи и являющиеся для нее строительным материалом;
• протеогликаны – играют роль во взаимодействии клеток.

Фибробласты незаменимы и для регенерации эпителиальных клеток, продуцируя многие факторы клеточного роста (тканевые белковые гормоны), в том числе:

• эпидермальный – ускоряет разрастание тканей путем клеточного деления и перемещение кератиноцитов, синтезирующих кератин (пигмент);
• основной – усиливает рост всех кожных клеток, выработку фибронектина, участвующего в защитных реакциях организма, коллагена и эластина;
• фактор роста кератиноцитов – способствует эпителизации и заживлению поврежденных участков кожи;
• трансформирующий (различных типов) – способствует формированию мелких сосудов, движению фагоцитов к инородному элементу, а также стимулированию синтеза эластина и коллагена.

С точки зрения биологии старение кожи представляет собой процесс сокращения количества фибробластов, ответственных за синтез и воспроизводство коллагена.

Научно доказано, что нормальные фибробласты человека могут размножаться лишь ограниченное количество раз – приблизительно 50 (лимит Хейфлика), причем функциональная активность старых клеток снижается.

Возрастные изменения в строении коллагена обусловлены не только генетическими причинами: они связаны также со спонтанной структурной модификацией молекул коллагена под действием определенных агентов (вредные привычки, строгие диеты, курение, чрезмерная физическая активность, УФ-излучение), ведущей к формированию поперечных сшивок.

В норме коллаген формирует внутримолекулярные и межмолекулярные сшивки. Эта реакция осуществляется благодаря активности фермента лизилоксидазы. Основной структурной единицей коллагена является тропоколлаген, который состоит из трех полипептидных цепочек, богатых остатками глицина, пролина, гидроксипролина, лизина и гидроксилизина. Внутримолекулярные перекрестные сшивки образуются между остатками лизина, межмолекулярные – из лизинового и двух гидроксилизиновых остатков.

В ходе жизнедеятельности в тканях накапливаются продукты неферментативного гликирования белков и рецепторов к ним, способствуя образованию поперечных сшивок между коллагеновыми волокнами. Коллаген соединительнотканных волокон при этом гликозилируется по остаткам лизина и оксилизина, что мешает образованию нормальных меж- и внутримолекулярных сшивок между волокнами.

Кроме того, известно, что в структуру коллагена входят спиральные участки и так называемые телопептиды – особые участки белка, которые используются при синтезе и приобретении белком необходимой конформации, после чего со временем протеолитически удаляются. В норме лизилоксидаза образует сшивки только между спиральными участками коллагена, а при старении «сшиваться» начинают также телопептиды.

Все эти процессы вызывают нарушение архитектуры коллагена и ведут к потере его эластичных свойств.

Ко всему вышеперечисленному следует добавить, что увеличение числа поперечных сшивок приводит к ухудшению проникновения через коллагеновую сеть питательных и регуляторных веществ – это также является причиной нарушения функционирования дермы с возрастом (процессы созревания коллагена начинают замедляться между 25 и 30 годами жизни).

«Расшивка» поперечных сшивок между коллагеновыми волокнами осуществляется специальным ферментом коллагеназой. Однако под воздействием ряда факторов фермент не способен расщеплять эти структуры, поэтому процесс обновления коллагена в коже тормозится. В результате нити коллагена накапливаются в межклеточном пространстве и являются причиной появления морщин.

Из сказанного ясно, что основная задача антивозрастных средств – затормозить образование и разрушить имеющиеся сшивки коллагена, увеличить продукцию последнего фибробластами. И с этой задачей постоянно работает современная эстетическая косметология, стимулируя процессы неоколлагенеза путем:

• применения аппаратных методик, таких как ультразвуковой, кислотный и алмазный пилинг, фракционный термолиз и лазерная дермабразия, ультразвуковой фонофорез, миостимуляция, термолифтинг, микротоковая терапия (электропорация, ионофорез и т. д.), ридолиз, термаж, коллагенарий;
• проведения сеансов мезотерапии и контурной пластики с помощью инъекций гиалуроновой кислоты, витаминно-белковых комплексов;
• проведения процедур микронидлинга (применение мезороллера) как в косметологической клинике, так и в домашних условиях. 

Однако перечисленные выше косметологические процедуры провоцируют лишь кратковременный выброс факторов роста фибробластов в коже. Обеспечить длительный и нарастающий омолаживающий эффект, основанный на самовосстановлении кожи, наряду с периодически повторяющимися процедурами стимуляции неоколлагенеза может лишь достаточное поступление (качественное и количественное) аминокислот как строительного материала для белка молодости.

Старение кожи характеризуется нарушением протеостаза, что оказывает существенное влияние на коллаген – основной структурный белок кожи. Коллагеном кожи человека состоит из 16 типов с разными ролями, классифицированных на четыре семьи: опорные, инициирующие, связующие, соединительные. Сохранение этого биоразнообразия коллагена имеет решающее значение для борьбы с проявлениями старения кожи.

Сыворотка «Лифтактив Коллаген Специалист 16» — это первое средство VICHY с ко-бондинг технологией, которое стимулирует восстановление кожи, потерявшей коллаген и его связки, и корректирует 16 признаков старения.

Активная формула средства, содержащая комплекс [рамноза + пептиды + майтаке], корректирует 16 признаков старения, уменьшая морщины, линии обезвоживания, отечность, обвисание кожи, улучшая упругость, гладкость, текстуру кожи, ее тонус, плотность, прочность, восстановление, сияние, мягкость.

 Известно, что коллаген богат такими незаменимыми аминокислотами, как глицин, тирозин, метионин, пролин, лейцин, лизин. Причем две последние присутствуют лишь в этом белке.

Фибробласты, синтезирующие коллаген, «используют» данные аминокислоты для ферментативного гидроксилирования уже готовой цепи коллагена. В случае когда хоть одна незаменимая аминокислота отсутствует, образование коллагена приостанавливается. Как следствие, кожа становится тоньше и не может удерживать воду. Из этого вытекает и еще один путь борьбы со старением коллагена – обеспечение дермы необходимыми аминокислотами.

Практически все аминокислоты, встречающиеся в природе, содержат асимметричный углеродный атом, поэтому являются оптически активными соединениями и способны вращать плоскость поляризации либо вправо, либо влево (D- и L-изомеры). Физиологически их значение различно. В белках животных и человека обнаружены в основном L-аминокислоты, поэтому их называют природными. Аминокислоты D-ряда совершенно не усваиваются организмом, поскольку ферментативные системы не приспособлены к их расщеплению.

Для поддержания синтеза коллагена фибробласты нуждаются в незаменимых аминокислотах. Причем необходимо, чтобы это были левовращающиеся изомеры аминокислот (L-формы). Только в этом случае можно рассчитывать на позитивный результат – рост числа фибробластов, стабилизацию синтеза коллагена, образование устойчивых третичных и четвертичных связей и упорядоченное отложение фибрилл.

Еще одна интересная особенность синтеза коллагена состоит в том, что все аминокислоты, которые будут содержаться в новом белке дермы, должны присутствовать в достаточном количестве и определенном пропорциональном соотношении на участке его синтезирования. Для этого можно употреблять в пищу больше еды, богатой белками, однако этот способ очень часто оказывается малоэффективным. Почему?

Во-первых, белки, попадающие в организм вместе с натуральным ежедневным питанием, в большей своей части не расщепляются (у здорового человека – до 70%). У всех тех питательных белков, которые состоят из длинных цепочек аминокислот, есть проблемы с всасыванием в тонком кишечнике. Именно здесь лежат корни вечной диетической проблемы эффективного обновления коллагена в организме. Длинные аминокислотные цепочки (поли- и олигопептиды) должны обычно расщепиться на фрагменты, построенные из 2–3 аминокислот (дипептиды и трипептиды), или вовсе на свободные аминокислоты. Деление белков катализирует специфические пищеварительные ферменты – протеазы. После всасывания в кровь они транспортируются в печень, где синтезу подвергаются белки плазмы крови и белки-ферменты. Аминокислоты, не принимающие участия в синтезе новых молекул белка, подвергаются катаболитическому процессу дезаминации в печени. Остальные аминокислоты, содержащие азот, переформируются в мочевину и выводятся с мочой. Частички молекул аминокислот, не содержащие азота, переформируются в жиры или углеводы и окисляются с целью производства энергии либо создают запас в виде жира. Запасов же белка в нашем организме нет. Лишь одни альбумины плазмы крови служат мобильным резервом аминокислот для удовлетворения необходимых жизненных потребностей.

Причина вторая – монотонное, однообразное меню, в котором постоянно недостает незаменимых аминокислот. Так, строгие вегетарианцы подвержены нервному перенапряжению, которое является следствием недостатка в пище белка, поддерживающего работу мозга. Неслучайно культура медитации, «утихания», «выключения» разума родилась в обществе, отрицающем по религиозным соображениям протеины из мяса животных.

В-третьих, в вихре непрерывно текущей жизни действительно трудно так сбалансировать диету, так сопоставить комплект разных продуктов, чтобы они полностью покрывали потребности нашего организма в аминокислотах.

В-четвертых, такие заболевания организма, как нарушение кислотности желудка, панкреатиты, панкреатопатии или гепатобилиарные проблемы, дисбактериоз, вызывают нарушения процесса диссимиляции или транспорта питательных элементов белков в кишечнике.

Причина пятая – это обычное переедание. Избыточное количество белков может быть так же опасно (кроме периода юности или, например, повышенной спортивной активности), как и их недостаток. В медицине и биологии «стезею жизни» является кишечник.

Причина шестая – влияние нейропередающих факторов мозга на работу фибробластов. Например, когда беременная женщина питается оптимально, мозг посылает сигналы фибробластам. Эти сигналы имеют своей целью стимулировать прирост кожи в связи с ожидающимся ростом плода. Если, однако, женщина в процессе беременности употребляет пищу, обедненную незаменимыми аминокислотами, тогда сигналы становятся слабыми, производственные клетки не работают «сверхурочно», в результате чего кожа не прирастает,  также не увеличивается количество кератиноцитов, и плод, растягивая кожу, растягивает и эпидермис, вызывая некрасивые и нежелательные растяжки.

Седьмая причина – это процессы, связанные непосредственно с интоксикацией, вызванной раковой опухолью (дефицит в пище полноценных белков может только ускорить этот процесс, как и развитие белковой недостаточности), радиацией и другими результатами влияния экологических факторов.

В любом случае вышеназванные семь причин ведут к недостаточному питанию клеток, нарушению функционирования фибробластов и регенерации дермы.

---

По материалам Les Nouvelles Esthetiques Україна