В основе возрастного сморщивания кожи может лежать высыхание клеток. Чтобы ему противостоять, ученые предложили использовать осмолиты — вещества, которые повышают в клетке осмотическое давление, чтобы вода устремлялась внутрь. Одним из таких осмолитов, например, может служить таурин. Работа опубликована в журнале Aging Cell.
Кожа — один из тех органов, на которых сильнее всего заметен возраст. Она стареет одновременно и снаружи — под действием ультрафиолетовых лучей и перепадов температур — и изнутри, когда стареют отдельные ее клетки и разрушаются волокна межклеточного вещества.
Одним из признаков старения кожи является высыхание. Ему тоже клетки эпидермиса подвержены сильнее, чем любые другие клетки организма, потому что вода постоянно уходит из них во внешнюю среду. Однако до сих пор неясно, как именно они сопротивляются потере влаги.
Известно, как с этим справляются клетки других органов, которые сталкиваются с перепадом давления — например, почки. Они производят органические осмолиты — например, бетаин, миоинозитол и таурин. Когда вода уходит из клетки, их производство растет, они повышают осмотическое давление внутри клетки, и вода устремляется обратно. Если же клетка раздувается, то сквозь белки-транспортеры в мембране осмолиты выходят наружу, а вслед за ними устремляется и вода.
Эприл Фостер (April Foster) из Манчестерского академического центра наук о здоровье и ее коллеги изучили, как устроена регуляция осмотического давления в стареющей коже человека. Для этого они собрали у здоровых молодых и пожилых волонтеров образцы кожи двух типов: подверженной действию света — с предплечья — и не контактирующей со светом — с ягодиц.
Исследователи обнаружили, что в молодой коже клетки большего размера (p < 0,001), чем в старой — вне зависимости от того, подвергалась она действию света или нет. Кроме того, в старой коже с предплечья диаметр клеток был меньше, чем в коже с ягодиц (p = 0,035).
Затем они измерили количество транспортеров осмолитов в разных типах кожи. Оказалось, что под действием света их количество изменяется: например, транспортера для таурина нашлось меньше в старой коже предплечья, чем в молодой (p < 0,001), а также меньше в старой коже предплечья, чем в старой коже ягодиц (p = 0,011).
Чтобы проверить, связано ли это изменение экспрессии с действием ультрафиолета, ученые посветили лампой, имитирующей яркий солнечный свет, на кожу ягодиц здоровых волонтеров. Через три дня после процедуры у них взяли биопсию и обнаружили, что экспрессия транспортеров стала ниже — в том числе, и транспортера для таурина (p = 0,0054).
Авторы работы предположили, что добавление осмолитов может помочь клеткам легче перенести высыхание. Они поставили эксперимент на лабораторной культуре кератиноцитов — поверхностных клеток кожи, которые взяли с ягодиц здоровых доноров. Их подвергли гиперосмотическому стрессу, то есть поместили в среду с высоким осмотическим давлением.
Клетки молодых доноров сжались до 75 процентов объема. После добавления воды они нагнали 88 процентов исходного объема, а в присутствии осмолитов — до 92 процентов. Клетки старых доноров так же сжались под действием стресса, а потом восстановились до 84 процентов от воды и до 86-89 процентов в присутствии осмолитов. Кроме того, в присутствии таурина они это делали существенно быстрее (p = 0,0485).
На основании своих данных исследователи заключили, что старение кожи в том числе связано с потерей экспрессии белков-транспортеров осмолитов, которое усиливается под действием ультрафиолетовых лучей. Поэтому одной из возможных стратегий борьбы со старением кожи, по крайней мере, в том, что касается высыхания и сморщивания, может быть добавление осмолитов извне, например, таурина.
Недавно ученые попробовали другой способ омолодить кожу — с помощью рапамицина, кандидата в «таблетки от старости». Кроме того, в коже исследователи обнаружили средство для заживления ран. А еще научились пересаживать человеку кожу свиньи — правда, для этого животное пришлось генетически модифицировать.
Полина Лосева