Старение - естественный физиологический процесс, который выражается в снижении функциональной активности организма и ухудшении состояния органов и систем. Кожа также подвергается этому процессу: изменяется уровень активности клеток и внеклеточная среда. Это проявляется в возникновении различных признаков старения, таких как:

  • пигментация,
  • морщины,
  • тусклый цвет,
  • снижение тонуса и эластичности,
  • истончение эпидермиса,
  • истончение липидного защитного слоя, обезвоживание.

Здоровая, сияющая кожа – залог успеха любого человека. Именно поэтому так важно знать особенности своей кожи и ухода за ней, в частности – понимать причины старения и изменения ее состояния.

Выделяют два вида старения: физиологическое и фотостарение.

Физиологическое (хронологическое, внутреннее) старение кожи связано с накоплением форм активного кислорода, которые повреждают клеточные мембраны через окисление липидных молекул, повреждают клеточный геном, нарушают функции клеток и процессы их обновления.

Фотостарение (преждевременное, внешнее) возникает в результате воздействия УФ лучей, повреждающих внутреннюю структуру кожи (деградация коллагена, солнечный эластоз). УФ излучение вызывает в коже оксидативный стресс, вследствие этого накапливаются формы активного кислорода (формы реактивного кислорода) и повреждают волокна коллагена и эластина, что проявляется появлением морщин, пигментации, грубости и «дряблости» кожи.

В настоящий момент биологические процессы, вызывающие возникновение признаков старения, разделяют на внутренние и внешние:

Внешние факторы старения:
  1. Воздействие солнца является одним из основных факторов, вызывающих старение кожи так как УФ лучи B (290–320нм) и A (320–400 нм) проникают через кожный барьер, а лучи УФ типа A и ИК типа A (770–1400 нм) (Schroeder P et al., 2008) могут даже достигать дермального и субдермального слоев (Kligman LH, 1982).

Первым негативный эффект воздействия солнечного света на кожу исследовал дерматолог Paul Gerson Unna, который заметил разительные изменения состояния кожи у моряков гамбургского порта. В 1986 Kligman и Klingman ввели термин «фотостарение».

Ультрафиолетовые (УФ) и инфракрасные (ИК) лучи производят выраженную стимуляцию образования АФК ( активных форм кислорода), которые в свою очередь активируют протеинкиназы и факторы транскрипции (такие как AP-1 and NF-k2), снижающие синтез коллагена. АФК вызывают окисление липидов мембран, ДНК и структурных белков, что ведет к серьезным повреждениям клеток. Кроме того, они вызывают дезорганизацию и деградацию внеклеточных компонентов: коллагена и эластина, что ведет к потере кожей объема, появлению морщин и тусклого цвета кожи.

УФ и ИК лучи также стимулируют транскрипцию провоспалительных цитокинов (TNF-α, ИЛ-1, ИЛ-6 и ИЛ-8) и ядерный фактор транскрипции AP-1, активирующий синтез матрикс-металлопротеиназ (MMP), ответственных за распад натурального коллагена.

В качестве внешних факторов преждевременного старения, наряду с солнечным воздействием, выделяют курение и воздействие загрязненного воздуха.

  1. В 1969 Harry Daniel опубликовал статью «мягкий (гладкий, англ.”smooth”) табак и морщинистая кожа», заявляя, что курильщики выглядят старше своих некурящих ровесников. В настоящий момент широко известно, что курение ведет к повышенной экспрессии матрикс-металлопротеиназ MMP-I и MMP-3, которые разрушают коллаген I и III типов (Kennedy et al., 2003).
  2. Загрязнение атмосферного воздуха ведет к развитию признаков старения, особенно таких как морщины и пигментация. Исследования показали, что загрязнение атмосферного воздуха вызывает оксидативный стресс в организме, так как частички выхлопных отходов выполняют роль переносчиков токсичных веществ и тяжелых металлов, вызывающих образование активных форм кислорода прямо в митохондриях клеток (Li N et al., 2003). Загрязнение воздуха выхлопными газами - одна из причин увеличения появления пигментных пятен и мимических морщин у жителей больших городов.
Внутренние факторы старения

Внутренние факторы включают в себя различные механизмы, течение которых в организме с возрастом ухудшается, что сказывается как на здоровье человека в целом, так и на состоянии кожи в частности. Это в основном факторы хронологического старения, связанные с накоплением свободных радикалов, уменьшением длины теломер в хромосомах человека – они укорачиваются после каждого нового деления, снижением содержания факторов роста, сигнальных молекул (цито- и хемокинов) и гормонов, таких как эстроген, тестостерон, дегидроэпиандростерон DHEA, и его производное DHEAS (Wespes et al., 2002) (Arlt, 2004).

  1. Оба процесса старения зависят от уровня ROS (активных форм кислорода) который в свою очередь формируется несколькими механизмами, связанными с вдыханием кислорода, воздействием ультрафиолета, стрессом, загрязнением окружающего воздуха, нарушениями правильного питания. Естественная антиоксидантная защита обеспечивается энзимами, супероксиддисмутазой, каталазой и пероксиредуксинами, продукция которых значительно ослабевает с возрастом.

ROS: активные формы кислорода - побочные продукты обмена, которые образуются при химических реакциях с вовлечением кислорода. У аэробных организмов АФК производятся митохондриями, потребляющими кислород и окисляющими его, с образованием воды (Рис. 1).
образование ROS

Рис. 1

O2–, H2O2,и OH - примеры побочных продуктов обмена. Помимо аэробного дыхания в митохондриях, они могут образовываться в результате процессов фагоцитоза в иммунной системе, которая использует такие оксиданты как (NO), O2–, H2O2, OCl– для уничтожения бактерий и вирусов.

Другой богатый АФК источник – пероксисомы, отвечающие за утилизацию кислорода. В них содержатся окислительные ферменты, такие как каталаза и урат оксидаза, удаляющие водород из органических субстанций (чаще всего жирных кислот в СоА) и производящие перекись водорода “H2O2”. Далее каталаза преобразует перекись водорода в кислород и воду (Рис. 2).

β-oxidation

Рис. 2

Согласно «теории свободных радикалов», активные формы кислорода вносят решающий вклад в процесс старения. АФК повреждают ДНК, вызывают окисление белков и различных специфических ферментов, вызывают перекисное окисление липидов. Все это приводит к значительным повреждениям как самих клеток, так и межклеточной среды.

Считается, что активный кислород вызывает более 200 видов различных повреждений в организме человека, и, соответственно, является одной из причин таких заболеваний как сахарный диабет, атеросклероз, нарушения мозгового кровообращения, инфаркт миокарда, инсульт, ишемия, рак, атопический дерматит, гастрит, воспаление легких, артрит, аутоиммунные заболевания, болезнь Паркинсона и многие другие состояния.

Конечно, в организме существует естественный механизм защиты от свободных радикалов, это СОД (супероксиддисмутаза), открытая McCord и Fridovich в 1969. Нейтрализация токсичности свободных радикалов в организме осуществляется такими ферментами как глутатион пероксидаза, преобразующая H2O2 в 2H2O, и каталаза, превращающая H2O2 в H2O +O2. Помимо этих незаменимых ферментов, организм использует, например, витамины А, Е, С в качестве антиоксидантов. Последние исследования показали и роль низкомолекулярной гиалуроновой кислоты в снижении повреждающего воздействия свободных радикалов, так как она помогает очищать организм от АФК сходно с механизмом глутатиона (Chunlin ke et al., 2011).

  1. Старение кожи также связано с неизбежным фактором «биологических часов». С каждым делением клетки, она стареет, пока не достигнет терминальной фазы старения или апоптоза. Этот феномен напрямую связан с концевым отрезком клеточной хромосомы, который называется теломера. С каждым новым делением теломеры укорачиваются. За их состояние отвечает фермент теломераза. Последовательность нуклеотидов на теломере защищает конец хромосомы от слияния конец-в-конец во время деления клеток, что было бы несовместимым с нормальным ростом клеток. С другой стороны, по мере укорочения теломеры, хромосомы клетки будут в какой-то момент претерпевать слияние, что приведет к клеточной гибели – апоптозу. Большинство клеток способны произвести 60-70 дупликаций (удваиваний) в течение их жизенного цикла, после чего наступает клеточная старость, когда клетка еще жизнеспособна, но уже не способна к пролиферации. Теломеры фибробластов во взрослом состоянии теряют уже около 30% своей длины. (Allsopp et al., 1992)
  2. Другим важным внутренним фактором, вызывающим старение, является уменьшение содержания факторов роста и сигнальных молекул таких как цитокины и хемокины, контролирующие клеточную активность, рост, синтез необходимых для поддержания фукнциональной деятельности клеток и внеклеточного пространства молекул. Половые гормоны также имеют огромное влияние на процесс старения, например, эстрогены стимулируют выработку коллагена, эластина(Zouboulis, 2000) и гиалуроновой кислоты(Epstein, 1975), поддерживая тонус и увлажненность кожи. Снижение уровня этих гормонов ведет к проявлению дряблости и обезвоживанию кожи, появлению признаков старения. Около 30% коллагена теряется в первые 5 лет менопаузы, и далее снижается на 2,1% в год в течение еще 20 лет после наступления менопаузы.
  3. Реакция неферментативного гликозилирования (гликации) биомолекул – еще одна важная причина возникновения возрастных изменений кожи. УФ лучи и, соответственно, оксидативный стресс вызывают поперечное связывание белков с сахарами, что нарушает их свойства и функции и ведет к их накоплению в коже.

Например, гликация кератина приводит к образованию коричневых возрастных пятен на коже, что делает ее неровной. Повреждение связей между коллагеном и эластином ведет к нарушению внутренней структуры дермы: ухудшается тонус и эластичность кожи, кровеносные сосуды становятся более хрупкими, появляются морщины разной глубины. Гликация лизоцима приводит к значительному снижению иммунной защиты кожи.

Этот порочный круг замыкается реакцией гликации супероксиддисмутазы (СОД), главного фермента-антиоксиданта, что приводит к неспособности организма противостоять оксидативному стрессу в дальнейшем и возникновению новых повреждений вследствие гликации.

Соответственно, только предотвращение процесса неферментативного гликозилирования может остановить необратимую гликацию и ее проявления в виде признаков старения кожи.