Глікація та зовнішність, частина 4

Процес глікації (взаємодія цукрів з білками) призводить до утворення кінцевих продуктів глікозилювання (КПГ, вони ж AGE-продукти), які накопичуючись у нашому тілі, призводять до багатьох негативних ефектів. І, мабуть, найпомітніший із них – це вплив на шкіру, що проявляється у прискоренні її старіння, утворенні зморшок, порушенні пігментації та ін. В даний час виділяють три механізми старіння шкіри: фотостаріння (зовнішній тип), хроностаріння (біологічне та вікове) та глікостаріння (цукростаріння, відкладення продуктів глікозилювання). Головна відмінність полягає в тому, що хроностаріння є генетично зумовленим процесом, а фотостаріння безпосередньо пов'язане з ультрафіолетовим опроміненням і особливостями відповіді конкретного індивідуума на пошкодження. Головний із цих механізмів – це фотостаріння, потім йде глікостаріння і лише на третьому місці – вік. Як ви бачите, ваші роки – далеко не найголовніший факт у молодості вашої шкіри. Фотостаріння та глікостаріння тісно пов'язані один з одним, тому що обидва процеси посилюють оксидантний стрес.

Глікація та зовнішність.
Процес глікації істотно не розвивається в дермі загалом до 30-35 років. Однак, коли він запускається, разом із процесом природного старіння, то швидко набирає обертів. Старіючі тканини піддаються впливу кінцевих продуктів посиленої глікації (AGE), які міцно склеюються з колагеном і еластином, особливо з еластином, це можна спостерігати у верхньому шарі дерми.

У формі AGE глюкоза стає своєрідним молекулярним клеєм, який робить кровоносні судини нееластичною та стенозною. Вона викликає запалення, яке у свою чергу призводить до гіпертрофії гладких судинних м'язів та позаклітинного матриксу. Процеси глікації у шкірі прискорюють її старіння, викликають пожовтіння, ригідність та погіршення циркуляції. Шкіра не може виглядати молодою та здоровою за наявності в ній продуктів глікації.

 

Стосовно зовнішності, кінцеві продукти глікації, по-перше, змінюють колір шкіри, а по-друге, роблять її щільнішою. У результаті ми змушені спостерігати на шкірі зморшки, її в'ялість і втрату здорового блиску. Можливо, ви помічали дрібні червоні цятки на шкірі. Крім проблем із печінкою, вони також можуть спричинені глікацією білків дерми. Однак печінка може бути здоровою, а в основі пошкоджень в даному випадку лежить ослаблений капілярний кровотік.

Глікація колегена, еластину та фібронектину негативно позначається на стані шкіри: вона втрачає пружність і більше піддається негативному впливу сонячних променів.

Кінцеві продукти глікації пригнічують проліферацію фібробластів і негативно впливають на кераноцити. Глікація також є однією з причин появи пігментних плям на шкірі, оскільки вона сприяє гіперактивності меланоцитів, які відповідають за вироблення пігменту меланіну.

 

Згодом, в результаті цього процесу, шкіра, що втрачає еластичність, починає швидко покриватися зморшками. При цьому уповільнюється регенерація клітин шкіри та процес кровообігу – у шкірі активно запускаються процеси старіння. Сьогодні вчені дійшли однозначного висновку, що уповільнити ці процеси можна насамперед шляхом зниження рівня глікації.

Основними проявами згубного впливу глікації, які можуть виявлятися на поверхні шкіри, є її витончення, знебарвлення, втрата еластичності, зморшки, тьмяність, темні кола під очима, загальний втомлений вигляд. Згодом шкіра стає шорсткою і в'ялою, на ній з'являються зморшки, які проникають дедалі глибше в епідерміс, тоді як рівень насичення організму водою зменшується.

Тому дуже важливо почати боротьбу з глікацією якомога раніше, щоб попередити пошкодження підшкірних тканин, що захищають шкіру, а також зменшення її еластичності та пружності.

 

Старіння та колаген.
Одним з основних білків шкіри, а також сухожиль, зв'язок та кісток є колаген. Він становить трохи чимало 20-30% (!!) від маси всього тіла. І саме зміни, що відбуваються з ним, відповідальні за появу зморшок, зниження еластичності шкіри тощо. В даний час описано 28 типів колагену.

У різних тканинах переважають різні типи колагену, але це, своєю чергою, визначається тією роллю, яку колаген грає у конкретному органі чи тканини. Наприклад, у сухожиллях колаген утворює щільні паралельні волокна, які дозволяють цим структурам витримувати великі механічні навантаження. У хрящовому матриксі колаген утворює фібрилярну мережу, яка надає хрящу міцності, а в рогівці ока колаген бере участь в утворенні гексагональних ґрат десцеметових мембран, що забезпечує прозорість рогівки, а також участь цих структур у заломленні світлових променів.

Якщо при хроностарінні продукція колагену знижується на 75% одночасно зі зростанням процесів деградації колагену, то одноразова дія на шкіру ультрафіолетового випромінювання до середньої еритеми (почервоніння) призводить до тимчасового зниження синтезу колагену на 80%! Глікація уповільнює розпад пошкодженого колагену та погіршує його структуру.

Вільнорадикальна теорія та теорія глікації виникли незалежно одна від одної і розвивалися паралельно, проте нині розглядають комплексну теорію, в якій обидві теорії переплітаються. Так було доведено, що глікозильовані білки можуть брати участь у вільнорадикальних реакціях, а вільні радикали, у свою чергу, сприяють конформаційним перебудовам молекули білка, "роблячи" її доступною для атаки цукрів.

На жаль, колаген – це довгоживучий білок, тому його глікацію майже неможливо виправити. Швидкість ремоделювання колагенового волокна в організмі дуже мала.

За оцінками, час напівперетворення колагену становить понад 100 років (цифра спірна, деякі дослідження показують менше на кілька порядків значення) і глікація відіграє ключову роль у патогенезі та при старінні організму.

Було встановлено, що скорочення кількості колагену у шкірному покриві пов'язане із змінами внутрішньоволоконних та внутрішньомолекулярних зв'язків. Так, колаген за фізичними та хімічними властивостями переходить з розряду розчинних у воді в розряд не розчинних: легкі ажурні білкові волокна «злипаються» і ущільнюються, а рівномірна, регулярна, досконала з хімічної точки зору структура колагенового каркасу змінюється.

Чим старіша людина, тим менше загальна кількість колагену в організмі, і тим більший відсоток ущільненого колагену, тим більше в шкірі порожнин, що утворилися через руйнування волокон і перерозподіл щільності. Таким чином, необхідно своєчасно поповнювати резерв тонковолоконного легкого колагену.

Накопичення AGEs значно погіршує властивості сполучної тканини. Вивчення фізичних властивостей полімеру в залежності від кількості зшивок на прикладі синтетичних полімерних сіток показало:

· Зменшення проникності та здатності набухати в розчиннику;

· Збільшення модуля пружності;

· Зменшення руйнівної напруги.

 

У тканинах, що містять колаген, ці ефекти спостерігаються з віком і проявляються відповідно в зменшенні вмісту води, збільшенні жорсткості і втраті еластичності і збільшенні крихкості. Тенденція втрати води в шкірі при старінні може посилюватися і за рахунок руйнування протеогліканів, полісахаридні компоненти яких мають виняткові водоадсорбційні властивості.

Зморшки.
Колагенові волокна забезпечують шкіру механічну міцність. Шкіра постійно піддається механічним навантаженням. Посмішка чи нахмурування складають її, намагаючись зламати колагеновий каркас, гравітація тягне щоки, підборіддя чи брови вниз тощо. Але поки що колагенових волокон досить багато — нічого не ламається і не розтягується. Вони як арматура в залізобетоні, тільки гнучка. Щоб плита витримувала навантаження, арматури має утримуватись за нормою.

А якщо її закласти менше? Результати ми бачимо на четвертому-п'ятому десятку років. Фібробласти знижують темпи синтезу колагену, і його дедалі менше, проміжки між волокнами — арматурою дедалі більше. І в якийсь момент вони не витримують навантаження. З'являються зморшки у місцях звичних мімічних рухів — на лобі, переніссі, навколо очей та рота. Щоки та підборіддя починають сповзати вниз під дією сили тяжіння - горезвісний гравітаційний птоз.

Зморшки – одна з найбільших неприємностей, які неминуче приходять із віком. Як відомо, пружність та еластичність шкіри багато в чому залежить від стану колагену та еластину – міжклітинних білкових компонентів дерми. Старі волокна колагену руйнуються ферментом колагеназу, а фібробластах відбувається синтез нових. Такий баланс порушується, як тільки колагеназа починає гірше працювати. Відбувається це і у разі блокади самого ферменту, і у разі утворення колагенових димерів.

"Зшиті" один з одним волокна стають недоступними колагеназі, вони накопичуються в тканині і гальмують синтез нових волокон. В результаті шкіра втрачає еластичність, стає в'ялою та зморшкуватою. Зшивання між колагеновими нитками можуть провокуватися різними факторами та йти за різними механізмами. І теорія Хармана (вільнорадикальна теорія), і теорія Мейларда (теорія глікації) пропонують свій сценарій, яким розгортаються події.

Шкіра знаходиться у постійному контакті з киснем. Під дією УФ випромінювання та інших зовнішніх факторів (бруд, алергени, медикаменти, косметика та ін.) у шкірі утворюються вільні радикали, які втручаються в метаболічні процеси. Зокрема, активні форми кисню та вільні радикали, що утворюються в дермі під дією УФ-А, стимулюють синтез колагенази – ферменту, що руйнує колагенові нитки.

Однак, синтез антиколагенази залишається на колишньому рівні. Внаслідок дисбалансу системи колагеназу/антиколагеназу відбувається зміна структури міжклітинних колагенових волокон. УФ-В, хоч і не проникає в глибокі шари шкіри, також негативно позначається на її стані. Виявлено, що УФ-В випромінювання стимулює вивільнення з клітинних депо іонів заліза та міді, що призводить до підвищення рівня цих іонів у позаклітинному просторі. І залізо, і мідь є чудовими каталізаторами реакції утворення гідроксил-радикалів із перекису водню.

Гідроксил-радикали, безперешкодно досягаючи дерми, провокують утворення колагенових димерів. Відповідно до теорії Мейларда, колагенові зшивки утворюються в результаті ушкоджуючої дії моноцукорів. Цей процес багатоступінчастий. Він починається оборотною глікацією — відновлений цукор (глюкоза, фруктоза, рибоза та ін.) приєднується до кінцевої α-аміногрупи білка. В результаті формується досить різноманітна група речовин, що отримала узагальнену назву Advanced Glycosylation End-products (AGE). AGE повільно накопичуються в тканинах і мають багато негативних ефектів, зокрема, сприяє утворенню зшивок між колагеновими волокнами.