Химия старения: нативный коллаген против возрастных изменений кожи

Есть несколько типов старения лица, но при любом из них изменяется внеклеточный матрикс кожи, а вместе с ним и количество и качество коллагеновых волокон. Есть несколько способов «замедлить время» и продлить молодость кожи, но не все из них борются с первопричинами, а не только внешними проявлениями возрастных изменений. Применение нативного коллагена — патогенетически обоснованный метод лечения старения. Д. м. н., врач-косметолог, дерматолог, пластический хирург Ольга Борзых рассказывает о механизмах старения и Collost® micro — препарате микроструктуризированного нативного коллагена, который работает со структурой внеклеточного матрикса кожи.

Старение кожи и внеклеточный матрикс

В эстетической медицине существуют тысячи хирургических и не хирургических методов коррекции инволюционных изменений кожи. От правильности выбора методов будет зависеть и эффективность лечения, и длительность эффекта, и отсроченный результат. Но что влияет на выбор процедур? В первую очередь это состояние кожи и мягких тканей пациента. Также необходимо понимание патофизиологических процессов, которые происходят при старении кожи. Исходя из этого выбираются патогенетически обоснованные методы коррекции, которые будут давать выраженный и длительный эффект, без ускорения процессов старения в дальнейшем.

Старение — это продолжительный многофакторный процесс, который, по сути, начинается с рождения. Первые признаки старения кожи могут быть заметны после 25–30 лет и чаще всего проявляется в мелких морщинках в углах глаз. В процессе старения кожи участвуют внешние (экзогенные) и внутренние (эндогенные) факторы. Клинически внешнее и внутреннее старение кожи отличается:

При эндогенном старении происходит атрофия и истончение кожи, повышение сухости кожи и появление мелких морщин.

При экзогенном старении происходит повышается шероховатость и дряблость кожи, уменьшается эластичность, появляются грубые морщины.

Так как при старении одновременно действуют внешние и внутренние факторы, то, как правило у пациентов одновременно будут признаки двух типов старения, но с преобладанием одного из них.

При старении увеличивается активность ферментов, расщепляющих компоненты внеклеточного матрикса кожи — матриксные металлопротеазы. При хроностарении это увеличение происходит постепенно, при фотостарении — скачкообразно (после воздействия УФ-облучения). Активные формы кислорода, которые образуются как в процессе эндогенного, так и экзогенного старения, влияют на фибробласты, в результате чего снижается синтез компонентов внеклеточного матрикса.

В независимости от типа, при старении происходит изменение внеклеточного матрикса кожи, в частности, качественные и количественные изменения коллагеновых волокон. В молодой коже коллагеновые волокна имеют плотную упаковку, хорошо организованные коллагеновые фибриллы, обычное соотношение коллагеновых волокон I и III типа (5:1). В стареющей коже коллагеновые волокна фрагментированы, не равномерно распределены, отмечается увеличение диаметра коллагенового волокна, увеличение относительного количества коллагеновых волокон I типа.

Изменение качественного и количественного состава внеклеточного матрикса влияет на активность фибробластов. Так, в молодой коже имеется сохраненная сеть коллагеновых волокон, к которой прикрепляются фибробласты. Такие фибробласты имеют выраженное натяжение, удлиненную форму, в них активно протекают синтетические и пролиферативные процессы. Это молодой фенотип фибробластов. В стареющей коже часть коллагеновых волокон фрагментировано. В результате фибробласты теряют часть прикреплений, теряя натяжение, и становятся более короткими и более округлой формы. При уменьшении натяжения снижается синтетическая способность фибробластов, повышается уровень матриксных металлопротеаз, а также может увеличиться выработка активных форм кислорода в митохондриях. Это стареющий фенотип фибробластов. В экспериментах стареющий фенотип фибробластов менял вид и функции при изменении внеклеточного матрикса на молодой фенотип.

Для патогенетически обоснованной коррекции инволюционных изменений кожи можно использовать стратегию восстановления внеклеточного матрикса кожи, за счет чего возможно повлиять на фенотип фибробластов и восстановить их синтетическую и пролиферативную активность. Такое восстановление возможно при внутридермальном введении препаратов на основе нативного коллагена, который сначала становится временной матрицей для крепления фибробластов, затем, по мере резорбции, замещается собственными коллагеновыми волокнами.

 

Препараты на основе коллагена при старении кожи

Существуют несколько групп препаратов на основе коллагена:

- препараты нативного коллагена,

- гидролизированного коллагена,

- пептидов коллагена.

Препараты на основе нативного коллагена содержат в своем составе коллаген с сохраненной пространственной структурой молекулы. Гидролизированный коллаген образуется при частичном расщеплении коллагенового волокна, молекула распадается на более короткие полипептидные последовательности, третичная структура молекулы теряется. Пептиды коллагена — еще более короткие последовательности аминокислот, после расщепления первичной полипептидной цепи коллагена. После внутридермального введения препараты на основе коллагена подвергаются естественной резорбции, так препараты на основе нативного коллагена после резорбции сначала будут дополнительно обладать действием гидролизированного коллагена, затем пептидов коллагена, затем свободных аминокислот.

Особенностью препаратов на основе нативного коллагена является сохранная третичная структура молекулы, способная к самоорганизации (восстановление пространственной структуры в месте имплантации). Нативный коллаген при введении в дерму способен временно восстанавливать структуру внеклеточного матрикса, что обеспечивает дополнительные места крепления для фибробластов. В фибробластах усиливается натяжение, что способствует повышению их синтетической активности, пролиферации, расширении сосудистой сети, также увеличивается толщина эпидермиса.

Применение препаратов на основе гидролизированного и пептидов коллагена уменьшает клинические признаки эндогенного и экзогенного старения. В отличие от препаратов нативного коллагена, это влияние связано не с усилением пролиферации фибробластов, а с изменением клеточного метаболизма. Применение гидролизированного и пептидов коллагена показывает увеличение проколлагена и коллагена I типа и снижение активности матриксной металлопротеазы 1 и 2 типов.

При применении препаратов на основе коллагена повышается и антиоксидантная функция кожи, это может быть связано как со способностью молекулы коллагена отдавать электрон или водород для стабилизации радикалов, так и с наличием антиоксидантных аминокислот в его составе.

 

Collost® micro: регенерация и неоколлагенез

Препарат Collost® micro — это препарат на основе нативного микроструктуризированного коллагена. Препарат получен по технологии PoliONICol®: она исключает риск возникновения аллергических реакций и увеличение числа отрицательно заряженных функциональных групп. А запатентованная технология многостадийного измельчения Micrononic® обеспечивает микроразмерные частицы препарата, обогащенного биомиметическими волокнами коллагена. Обогащение биомиметическими волокнами коллагена помогает запустить регенерацию и неоколлагенез ткани. Волокна коллагена в препарате Collost® micro контактируют с фибробластами и активизируют их.

Отличительные особенности препарата Collost® micro:

1. Формирование связанно-дисперстной системы при восстановлении (гидратации) препарата воспроизводит структуру внеклеточного матрикса кожи. Такая структура создает условия для повышения пролиферативной и синтетической активности фибробластов, что способствует регенерации и ремоделированию.

2. Эффективная гидратация тканей, не вызывающая отеков, за счет увеличенного количества отрицательно заряженных функциональных групп, к которым привлекаются молекулы воды.

3. Высокая концентрация коллагена — 150 мг.

4. Возможность персонификации ведения пациента за счет выбора препарата для гидратации: физиологический раствор хлорида натрия, аутологичная плазма крови пациента или стерильные препараты аминокислот, микроэлементов и других компонентов — для внутрикожного введения.

5. Улучшение трофики тканей, повышение тургора кожи, активизация микроциркуляции лимфы, снижение проявлений купероза, улучшение текстуры кожи.

 

Заключение

В процессе старения кожи одним из ключевых звеньев является качественное и количественное изменение внеклеточного матрикса в части коллагеновой сети. Снижение скорости обмена коллагена влияет на активность фибробластов, что в свою очередь еще больше ухудшает обмен коллагена в коже. Препараты на основе нативного коллагена способны патогенетически обоснованно повлиять на этот «порочный» круг. Применение препарата Collost® micro на основе нативного микронизированного коллагена воспроизводит структуру внеклеточного матрикса кожи, что создает условия для стимуляции регенерации и ремоделированию кожи, способствует улучшению трофики тканей, повышению гидратации, тургора и тонуса кожи, улучшает микроциркуляцию и текстуру кожи.

 

Источники:

Zhang S., Duan E. Fighting against Skin Aging: The Way from Bench to Bedside // Cell Transplant. 2018. — 27(5). — Р. 729-738. doi: 10.1177/0963689717725755.

Shin J.W., Kwon S.H., Choi J.Y., Na J.I., Huh C.H., Choi H.R., Park K.C. Molecular Mechanisms of Dermal Aging and Antiaging Approaches // Int J Mol Sci. — 2019. — 20(9). — 2126. doi: 10.3390/ijms20092126.

Fisher GJ, Varani J., Voorhees J.J. Looking older: fibroblast collapse and therapeutic implications // Arch Dermatol. — 2008. — 144(5). — Р. 666-72. doi: 10.1001/archderm.144.5.666.

Kehlet S.N., Willumsen N, Armbrecht G, Dietzel R, Brix S, Henriksen K, Karsdal MA. Age-related collagen turnover of the interstitial matrix and basement membrane: Implications of age- and sex-dependent remodeling of the extracellular matrix. PLoS One. 2018 Mar 29;13(3):e0194458. doi: 10.1371/journal.pone.0194458.

Gao J., Guo Z., Zhang Y., Liu Y., Xing F., Wang J., Luo X., Kong Y., Zhang G. Age-related changes in the ratio of Type I/III collagen and fibril diameter in mouse skin // Regen Biomater. — 2022. — 10. — Р. rbac110. doi: 10.1093/rb/rbac110.

Varani J., Dame M.K., Rittie L., Fligiel S.E., Kang S., Fisher G.J., Voorhees J.J. Decreased collagen production in chronologically aged skin: roles of age-dependent alteration in fibroblast function and defective mechanical stimulation // Am J Pathol. — 2006. — 168(6). — Р. 1861-8. doi: 10.2353/ajpath.2006.051302.

McCabe M.C., Hill R.C., Calderone K., Cui Y., Yan Y., Quan T., Fisher G.J., Hansen K.C. Alterations in extracellular matrix composition during aging and photoaging of the skin // Matrix Biol Plus. — 2020. — 8. Р. 100041. doi: 10.1016/j.mbplus.2020.100041.

Quan T., Wang F., Shao Y., Rittié L., Xia W., Orringer J.S., Voorhees J.J., Fisher G.J. Enhancing structural support of the dermal microenvironment activates fibroblasts, endothelial cells, and keratinocytes in aged human skin in vivo // J Invest Dermatol. — 2013. — 133(3). — 658-667. doi: 10.1038/jid.2012.364.

Cole M.A., Quan T., Voorhees J.J., Fisher G.J. Extracellular matrix regulation of fibroblast function: redefining our perspective on skin aging // J Cell Commun Signal. — 2018. — 12(1). — 35-43. doi: 10.1007/s12079-018-0459-1.

Zorina A., Zorin V., Kudlay D., Kopnin P. Molecular Mechanisms of Changes in Homeostasis of the Dermal Extracellular Matrix: Both Involutional and Mediated by Ultraviolet Radiation // Int J Mol Sci. — 2022. — 23(12). — Р. 6655. doi: 10.3390/ijms23126655.

Pittayapruek P., Meephansan J., Prapapan O., Komine M., Ohtsuki M. Role of Matrix Metalloproteinases in Photoaging and Photocarcinogenesis // Int J Mol Sci. — 2016. — 17(6). — Р. 868. doi: 10.3390/ijms17060868.

Shin J.W., Kwon S.H., Choi J.Y., Na J.I., Huh C.H., Choi H.R., Park K.C. Molecular Mechanisms of Dermal Aging and Antiaging Approaches // Int J Mol Sci. — 2019. — 20(9). — Р. 2126. doi: 10.3390/ijms20092126.

Teuscher A.C., Statzer C., Goyala A., Domenig S.A., Schoen I., Hess M., Hofer A.M., Fossati A., Vogel V., Goksel O., Aebersold R., Ewald C.Y. Longevity interventions modulate mechanotransduction and extracellular matrix homeostasis in C. elegans // Nat Commun. — 2024. — 15(1). — Р. 276. doi: 10.1038/s41467-023-44409-2.

Rittié L., Fisher G.J. Natural and sun-induced aging of human skin // Cold Spring Harb Perspect Med. — 2015. — 5(1). — Р. a015370. doi: 10.1101/cshperspect.a015370.

Kanta J. Collagen matrix as a tool in studying fibroblastic cell behavior // Cell Adh Migr. — 2015. — 9(4). — Р. 308-16. doi: 10.1080/19336918.2015.1005469.

da Rocha-Azevedo B., Ho C.H., Grinnell F. Fibroblast cluster formation on 3D collagen matrices requires cell contraction dependent fibronectin matrix organization // Exp Cell Res. — 2013. — 319(4). — Р. 546-55. doi: 10.1016/j.yexcr.2012.10.005.

Browne S., Zeugolis D.I., Pandit A. Collagen: finding a solution for the source // Tissue Eng Part A. — 2013. — 19(13-14). — Р. 1491-4. doi: 10.1089/ten.TEA.2012.0721.

Suh H.N., Han H.J. Collagen I regulates the self-renewal of mouse embryonic stem cells through α2β1 integrin- and DDR1-dependent Bmi-1 // J Cell Physiol. — 2011. — 226(12). — 3422-32. doi: 10.1002/jcp.22697.

Zague V., do Amaral J.B., Rezende Teixeira P., de Oliveira Niero E.L., Lauand C., Machado-Santelli G.M. Collagen peptides modulate the metabolism of extracellular matrix by human dermal fibroblasts derived from sun-protected and sun-exposed body sites // Cell Biol Int. — 2018. — 42(1). — Р. 95-104. doi: 10.1002/cbin.10872.

Aguirre-Cruz G., León-López A., Cruz-Gómez V., Jiménez-Alvarado R., Aguirre-Álvarez G. Collagen Hydrolysates for Skin Protection: Oral Administration and Topical Formulation // Antioxidants (Basel). — 2020. — 9(2). — 181. doi: 10.3390/antiox9020181.

Демьяненко И.А., Шишкина А.В., Калмыкова Н.В., Суслов А.П., Нестеренко В.Г., Нестеренко С.В., Нестеренко А.В. Микроструктурированный коллагеновый материал для получения связано-дисперстных дермальных имплантов // Патент России RU 2735176 С1.

Collost® micro новейшая разработка в области эстетической медицины // Метафорфозы. — 2021. — №35. — С. 68-69.

 

Автор: Борзых О. Б.,  врач-косметолог, дерматовенеролог, пластический хирург

Прочитано: 378
Telegram