Артем Кабанов
- August 9, 2022
- 6:05 pm
Старение базальной мембраны
Кожа
По мере старения организма базальная мембрана кожи становится более толстой и плотной, и это сопровождается многочисленными изменениями в ней на биохимическом уровне (табл.1). Исследования показывают, что в коже пожилых людей значительно снижается уровень синтеза ламинина-332, интегрина β4, коллагена IV, VII, XVII и XVIII типа, перлекана1.
| Изменения на биохимическом уровне | Последствия |
| Последствия | Снижение механической прочности базальной мембраны. |
| Уменьшение количества коллагена VII типа | Ослабление якорных фибрилл. |
| Уменьшение количества коллагена XVII типа | Изменения в структуре полудесмосом. Связь между базальной мембраной и кератиноцитами ослабляется, и из-за этого клетки базального слоя легче отделяются от мембраны, быстрее мигрируют в верхние слои. Кроме того, коллаген XVII важен для пролиферации кератиноцитов, формирования и развития волосяных фолликулов, и эти функции тоже нарушаются по мере старения. Например, исследования показывают, что при дефиците этого соединения в клетках волосяных фолликулов, волос становится меньше и они сильнее выпадают. В экспериментах на мышах было показано, что стволовые клетки, которые синтезируют много коллагена XVII, имеют высокую «степень стволовости», то есть у них больше возможностей для того, чтобы в дальнейшем специализироваться 2. Потеря экспрессии коллагена XVII приводит к значительному снижению данного потенциала. |
| Уменьшение количества перлекана | Снижение выработки факторов роста, ухудшение способности кожи к самообновлению. |
| Уменьшение количества коллагена XVIII типа | Снижение эластичности и прочности кожи. |
| Уменьшение количества ламинина-332 | Нарушение процесса дифференцировки клеток эпидермиса и обновления кожи. Возможно, снижение экспрессии ламинина сказывается на степени жесткости базальной мембраны. |
Таблица 1. Некоторые биохимические изменения в базальной мембране в процессе старения и их влияние на состояние кожи3.
Снижение синтеза коллагена IV типа связано со снижением экспрессии рецептора TGF-β в стареющих фибробластах дермы. Таким образом, потеря основного компонента базальной мембраны делает ее менее прочной. Также снижение экспрессии TGF-β приводит к снижению синтеза коллагена VII типа, и это приводит к ослаблению якорных фибрилл4.
В старении кожи играет роль активность семейства ферментов, которые называются матриксными металлопротеиназами (MMP). Так, MMP-10 (стромелизин-2) и MMP-7 (матрилизин) с возрастом начинают активно разрушать коллаген IV типа. При длительном воздействии на кожу солнечных лучей усиливается активность MMP-8 (нейтрофильная коллагеназа), которая разрушает коллаген VII типа. Также ультрафиолетовые лучи активируют ферменты MMP-1 (интерстициальная коллагеназа), MMP-3 (стромелизин-1), MMP-9 (желатиназа В). Это приводит к разрушению ламинина, коллагена IV, VII и XVIII, нидогена, перлекана.
В норме между синтезом и разрушением белков, которые входят в состав базальной мембраны, присутствует баланс. В процессе старания он нарушается, и важную роль в этом играет повышение активности MMP. Кроме того, ферменты из этого семейства способны регулировать активность сигнальных молекул, таких как цитокины, хемокины, факторы роста. Это влияет на функции стволовых клеток кожи3.
Определенную роль в старении кожи играет гликирование компонентов базальной мембраны. Этим термином называют реакцию присоединения сахаров к белкам, в результате чего меняется функция последних. Например, эксперименты in vitro («в пробирке») показывают, что гликирование коллагена IV типа и ламинина приводит к изменению их структуры, способности к полимеризации, они хуже помогают клеткам «прилипать» к базальной мембране5.
Физиологические возрастные изменения в базальной мембране и в коже в целом (так называемое внутреннее старение) усугубляются действием различных внешних факторов, и в первую очередь ультрафиолетовым излучением. На участках кожи, которые постоянно подвержены воздействию солнечных лучей (например, на лице), можно обнаружить удвоения темной пластинки базальной мембраны, нарушается дермо-эпидермальное соединение, кожа становится более уязвима к сдвиговым усилиям. На участках кожи, которые обычно постоянно закрыты одеждой, эти изменения выражены намного слабее3.
Таким образом, базальная мембрана — не просто пленка между эпидермисом и дермой, которая нужна, чтобы кожа была прочной. Она взаимодействует с клетками на биохимическом уровне, регулирует их поведение. Поэтому и процессы старения в ней отражаются на всей коже. Когда речь идет об организме человека, то даже у самой на первый взгляд невзрачной и простой структуры при подробном рассмотрении можно обнаружить сложную организацию и множество функций, не всегда очевидных. И если мы хотим успешно бороться с различными заболеваниями или затормозить старение, нужно учитывать многие нюансы.
