ГЛИКИРОВАНИЕ КОЖИ: НОВЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ОБЪЕКТИВНОЙ ОЦЕНКИ
08.02.2022
В настоящее время одним из основных механизмов старения тканей человеческого организма и кожи в частности считается гликирование и накопление конечных продуктов гликирования (КПГ; англ. advanced glycation end-products; AGE), а замедление и предотвращение этих процессов — одна из главных стратегий в борьбе со старением кожи и при поиске новых эффективных компонентов anti-age косметики.
Гликирование (гликация), или неферментативное гликозилирование, — это спонтанное образование химической связи между простыми сахарами (в первую очередь глюкозой и фруктозой) и аминогруппой белков, липидов и нуклеиновых кислот, сопровождающееся изменением первоначальных химических и физических свойств этих веществ. Что касается кожи, наиболее активно гликация затрагивает коллаген — увеличение количества КПГ приводит к тому, что аминокислотные остатки лизина и аргинина в составе коллагена образуют связи между коллагеновыми волокнами, что приводит к потере его подвижности, нормальная пространственная структура молекулы коллагена нарушается, и кожа теряет эластичность. Все это в итоге ведет к структурным изменениям межклеточного матрикса, неподвластным ферментам, отвечающим за обновление коллагенового каркаса, а также к образованию реактивных форм кислорода. Кроме того, коллаген в коже служит не только в качестве механической опоры для клеток кожи, но также осуществляет межклеточное взаимодействие, участвуя в регуляции таких процессов, как миграция, дифференцировка и пролиферация клеток. Также КПГ активируют ядерный фактор κВ (фактор транскрипции, контролирующий экспрессию генов иммунного ответа и апоптоза), что приводит к синтезу провоспалительных цитокинов.
К сожалению, в организме человека не существует естественных механизмов защиты от этого процесса, который в большинстве случаев необратим. Учитывая губительные эффекты КПГ на здоровье и молодость кожи, поиск методов оценки эффективности косметических продуктов, способных ингибировать вредное воздействие КПГ, является крайне важным.
Недавние исследования показали, что интенсивность естественного свечения, испускаемого клетками кожи, коррелирует с количеством КПГ, таких как карбоксиметил-лизин, карбоксиэтил-лизин и пентозидин. Прибор под названием КПГ-детектор, разработанный компанией Diagnostic Technologies (Нидерланды) способен улавливать и количественно оценивать автофлуоресценцию кожи, что позволяет оценить количество КПГ и успешно применяется для диагностики различных заболеваний, однако область применения этого прибора ограничена кожей предплечья. Ограниченная функциональность прибора затрудняет исследования эффективности антигликирующих продуктов для лица, поэтому в компании LG Household & Healthcare решили разработать систему визуализации, которая сможет работать именно в этой зоне.
Система визуализации гликированности кожи лица (СВГЛ) была создана на основе уже зарегистрированного прибора для оценки признаков старения кожи лица Mark-Vu® (PSIPLUS, KR).
Дизайн исследования
Чтобы проверить работу и валидировать результаты измерений СВГЛ, команда разработчиков провела исследование на 36 добровольцах с использованием уже зарегистрированного прибора Diagnostic Technologies — КПГ-детектора.
36 здоровых женщин в возрасте от 20 до 59 лет были вовлечены в исследование, курящие и проводящие более трех часов под воздействием ультрафиолета были исключены.
Добровольцев просили очистить кожу лица и предплечья от косметических продуктов и любых посторонних загрязнений. Измерения и оценка индекса гликирования проводились на коже щеки и внутренней стороне предплечья добровольцев. Далее все полученные данные были соотнесены с измерениями, выполненными при помощи зарегистрированного КПГ-детектора. В результате было установлено, что количества КПГ, измеренного СВГЛ, на предплечье и щеке умеренно коррелируют между собой, в то время как количества КПГ, измеренного СВГЛ, на предплечье в точности коррелируют со значением индекса, измеренным там же при помощи зарегистрированного КПГ-детектора. Различия между количеством КПГ в коже щеки и внутренней стороны предплечья ожидаемы ввиду того, что кожа на внутренней стороне предплечья получает гораздо меньше УФ-излучения и лучше защищена от агрессивных воздействий.
В ходе исследования были также проведены измерения эластичности кожи добровольцев, чтобы определить, как индекс гликирования кожи соотносится с эластичностью. Как и ожидалось, уровень КПГ обратно коррелировал с эластичностью кожи. Также были построены графики зависимости значений индекса гликирования от возраста добровольцев, и была обнаружена прямая корреляция между накоплением КПГ и возрастом. Значения индексов гликирования у добровольцев в возрастной группе 40–59 лет были значительно выше, чем у группы 20-летних, в то время как разница между 20- и 30-летними добровольцами была не очень существенной.
Выводы
Таким образом, в ходе исследования, проведенного командой ученых из LG Household & Healthcare, была проверена в действии и валидирована при помощи уже существующего прибора система, позволяющая дать количественную оценку накопления КПГ в коже лица. Также на практике были проверены гипотезы о том, что накопление КПГ в коже ведет к снижению ее эластичности и что уровень КПГ напрямую коррелирует с возрастом. Эта разработка открывает большие возможности для поиска и проверки эффективности ингибиторов гликирования и дегликирующих веществ, что может помочь обратить вспять процесс гликирования и вернуть поврежденным молекулам белков их первоначальные свойства, а коже — прежнюю эластичность.
Источник
Lee J., Taek J.E., Lim J.-M., Park S.G. Development of the facial glycation imaging system for in situ human face skin glycation index measurement. J Cosmet Dermatol 2021; 20(9): 2963–2968.
