Старение кожи как механический феномен: основные «слабые звенья» стареющей кожи

Первые признаки старения

В процессе старения кожи появляются следующие изменения:

• Уменьшение упругости и эластичности кожи, появление её провисания, углубление естественных складок в области действия мимических мышц, появление морщин;
• Изменение цвета кожи – цвет может стать менее равномерным, позже на коже могут появиться пигментные пятна, расширенные сосуды и т.д.

Эти изменения происходят в результате постепенной перестройки или нарушения нормального течения процессов, влияющих на состояние кожи:

• Со временем нарушается структура коллагеновых и эластиновых волокон в коже, уменьшается дополнительная выработка этих веществ клетками;
• Ухудшается способность внутренних слоёв кожи удерживать влагу;
• Замедляются процессы регенерации;
• Истончается слой функционально активных клеток в коже;
• Утолщается роговой слой.

Всё это ведёт к потере влаги внутренними слоями кожи, уменьшению её упругости, появлению и углублению морщин. Кожа становится более грубой и сухой, может изменяться её оттенок.

Материал и методы

В проспективное исследование были включены 153 здоровых человека (129 (84,3%) женщин и 24 (15,7%) мужчин) в возрасте от 26 до 78 лет с различной степенью инволюционных изменений кожи лица и шеи (средний возраст 47,1±16,3 года; Ме=44 года). Пациенты были разделены на четыре возрастные группы: 26—30 лет (n=35; 22,9%); 31 год — 40 лет (n=32; 20,9%), 41 год — 55 лет (n=33; 21,6%), старше 55 лет (n=53; 34,6%). Основным критерием включения в исследование было отсутствие острых заболеваний, а также хронических патологических состояний в стадии субкомпенсации и декомпенсации. Информированное согласие было получено в письменной форме от каждого участника исследования.

Выраженность инволюционных изменений кожи варьировала от 0 до III степени (0 степень — отсутствие морщин или единичные поверхностные морщины в пределах эпидермиса, соответствующие мимическим складкам и эластичным линиям, проявляющиеся только при мимическом напряжении, овал лица не изменен, провисания мягких тканей за нижний край челюсти нет. I степень — визуализируются поверхностные морщины в пределах эпидермиса, мимические морщины частично исчезают при отсутствии мимики, незначительное изменение овала лица, провисание мягких тканей ниже края нижней челюсти до 0,5 см. II степень — единичные или множественные групповые морщины с заломами кожи, охватывающие эпидермис и дерму, мимические морщины не сглаживаются при спокойном выражении лица, наличие вертикальных кожных складок в околоушной области, нависание кожи верхних и нижних век, умеренная деформация овала лица, провисание мягких тканей ниже края нижней челюсти на 0,5—1,5 см. III степень — глубокие единичные или множественные морщины, распространяющиеся на всю кожу в виде хаотично расположенных глубоких борозд, сохраняющиеся постоянно, наличие вертикальных складок в подбородочной области, шее, сдваивание кожных складок нижних век, выраженная деформация овала лица, провисание мягких тканей ниже края нижней челюсти более, чем на 1,5 см). При поступлении в исследование 0 степень инволюционных изменений кожи лица и шеи была зарегистрирована у 20,9% обследованных, I степень — у 24,2%, II степень — у 17,6%, III степень — у 37,3%. Закономерно с возрастом выраженность иволютивных изменений увеличивалась.

Для оценки состояния свободнорадикальных процессов в плазме крови исследовали показатели генерации активных форм кислорода лейкоцитами — базальный показатель интенсивности хемилюминесценции (ПИХЛб) и стимулированный зимозаном показатель интенсивности хемилюминесценции (ПИХЛс), коэффициент активности (КА) кислородного этапа СРП, рассчитанный по формуле КА=ПИХЛс/ПИХЛб, а также изучали перекисно-липидные маркеры по показателям антиперекисной активности вторичной плазмы (АПА), являющейся отношением индуцированной перекисью водорода и спонтанной хемилюминесценции вторичной плазмы, и показателю малоновый диальдегид (МДА) — вторичный продукт перекисного окисления липидов, реагирующий с тиобарбитуровой кислотой.

Для объективизации оценки таких параметров состояния кожных покровов лица и шеи были использованы современные инструментальные методы исследования, эффективность применения которых является многократно апробированной и валидной [17]. Для оценки микроциркуляции кожи использовали метод лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) кожи лица (флоуметр BLF-21 , США). Для оценки состояния обменных процессов кожи было проведено изучение состояния тканевого (внутрикожного) напряжения кислорода неинвазивным методом транскутанной оксиметрии (TcpO2) с использованием аппарата ТСМ 400 Radiometer (Дания). Эти исследования проводились в 10 точках лица (скулы, области орбитальные, нижнечелюстные, лобные и подбородочная).

Статистическая обработка данных проведена с использованием программного обеспечения SPSS 23.0 с применением параметрических и непараметрических критериев оценки статистической значимости различий. Различия считались достоверными при p<0,05. Описательная статистика качественных параметров представлена в виде частот (абс, %), количественных — медиана (Ме), нижний (25%) и верхний (75%) квартиль. Для сравнения двух независимых непараметрических выборок использовали критерий Манна—Уитни, для множественного сравнения — Краскела—Уоллиса. Корреляции высчитывались по методу Пирсона.

Причины старения кожи

Наступление возрастных изменений происходит под влиянием различных факторов как внутри организма, так и из внешней среды. К наиболее распространённым причинам и факторам старения относятся:

• Наследственность – скорость и время появления возрастных изменений заложена в генетическом коде каждого организма, но воздействие других факторов способно притормозить или усилить эти процессы;
• Гормональные перестройки – могут быть связаны с естественными изменениями в организме с возрастом (климактерический период), или с различными патологиями – болезнями щитовидной железы, половых желёз и др.
• Недостаток сна;
• Вредные привычки и неправильный образ жизни (погрешности в питании, хроническая дегидратация – дефицит влаги в организме);
• Неверный выбор косметических средств;
• Долгое и интенсивное воздействие ультрафиолета.

Чтобы лучше понять, как перечисленные факторы влияют на состояние кожи, можно рассмотреть подробнее самые распространённые механизмы её старения.

Теория катастрофы ошибок

Американский ученый М. Сциллард в 1954 году выдвинул теорию старения организма из-за ошибки. Он в течение продолжительного времени исследовал воздействие на живые организмы радиационного излучения. В результате этих исследований он установил, что радиация существенно сокращает длительность жизни. Под ее воздействием в молекулах ДНК осуществляются различные мутации, которые по мнению ученого и являются основной причиной старения.

Однако механизмы старения людей и животных, которые не подвергались воздействию радиации, ученый не описывал. Последователь этой теории Л. Оргель полагает, что мутации в генетическом аппарате могут возникать как спонтанно, так и под воздействием различных агрессивных факторов вроде ультрафиолетового излучения, ионизирующей радиации, воздействия вирусов. К тому же, со временем система репарации ДНК изнашивается, из-за чего активизируется процесс старения.

Естественное старение

Самая главная причина появления изменений кожи – снижение выработки коллагена и эластина, которые необходимы для сохранения её здорового оттенка, упругости и увлажнённости.

Замедлить первые изменения в ходе естественного старения помогают активные кремы и сыворотки для ухода. Однако для более глубоких морщин повседневный домашний уход и косметические процедуры в салоне являются менее эффективными. Таким образом, когда накопившиеся в результате неуклонного естественного старения изменения кожи достигают определённой «критической» отметки, эффект косметологических процедур становится минимальным и только пластическая хирургия может устранить признаки старения.

Результаты

В ходе исследования была объективизирована роль СРП в развитии инволютивных изменений в процессе нормального старения. Особенно это касалось показателей кислородного этапа. Пропорционально возрасту увеличивался ПИХЛс (в среднем с 399,9 мВ/с·106 лейкоцитов у молодых лиц до 30 лет до 856,2 мВ/с·106 лейкоцитов у лиц старше 55 лет; различие в 2,14 раза; р<0,05), а ПИХЛб уменьшался (в среднем с 66,5 мВ/с·106 лейкоцитов у молодых до 30 лет до 37,7 мВ/с·106 лейкоцитов у пожилых старше 55 лет; различие в 1,76 раза; р<0,05) (табл. 1).

Таблица 1. Кислородные показатели свободнорадикальных процессов у здоровых лиц разного возраста
Примечание. Здесь и в табл. 2: статистические результаты представлены в виде медианы (Ме) и межквартильного интервала (Q1:Q3). * — p<0,05 — достоверное различие между возрастными группами. Сравнение трех независимых групп по тесту Краскела—Уоллиса; сравнение двух групп — Манна—Уитни (1/2≤30 и 31—40 лет, 1/3≤30 и 41—55 лет; 1/4≤30 и >55 лет; 2/331—40 и 41—55 лет; 2/431—40 и >55 лет; 3/441—55 и >55 лет).

В результате по мере старения увеличивался КА в среднем с 4,3 у лиц моложе 30 лет до 24,1 у лиц старше 55 лет (различие в 5,60 раза; р<0,05). Следовательно, показатель КА, демонстрирующий интенсификацию активных форм кислорода, является отражением инволюционных процессов организма, сопряженных со старением. Важно отметить, что статистически значимых различий показателей СРП между группами пациентов в возрасте 41 год — 55 лет и старше 55 лет обнаружено не было (р>0,05), при том, что наибольший уровень системных АФК установлен в самой старшей возрастной группе (рис. 1).

Рис. 1. Показатель КА в разных возрастных группах.
В то же время наибольшие различия выявлены при сравнении показателя КА самой молодой группы со всеми остальными группами. Это свидетельствует о принципиальных физиологических различиях, выражающихся в минимальных количествах и уровне интенсификации АФК в первом периоде зрелости (до 30 лет), когда энергетический метаболизм находится на высоком уровне. Так, у молодых пациенток в возрасте 26—30 лет ПИХЛб был в 1,48 раза больше, чем в группе 31 года — 40 лет (р<0,05), в 1,77 и 1,76 раза больше, чем в возрасте 41 года — 55 лет и старше 55 лет соответственно (р<0,05). По сравнению с самой молодой группой ПИХЛс в группе 31 года — 40 лет был в 1,28 раза больше (р<0,05), 41 года — 55 лет — в 1,90 раза больше (р<0,05), в группе старше 55 лет — в 2,14 раза больше (р<0,05). КА у людей в возрасте 31 года — 40 лет, 41 года — 55 лет и старше 55 лет был в 2,65 раза, 4,30 раза и 5,60 раза соответственно больше, чем у лиц в возрасте 26—30 лет (р<0,05).

Перекисно-липидные показатели СРП (МДА и АПА) у соматически здоровых людей разного возраста в среднем оставались на статистически неразличимом стабильном уровне, при этом отмечалась отчетливая тенденция к нарастанию продуктов перекисного окисления липидов по мере старения, что выражалось в планомерном увеличении показателя МДА с 2,6 мкмоль/л у женщин моложе 30 лет до 2,9 мкмоль/л у лиц старше 55 лет (табл. 2).

Таблица 2. Кислородные показатели свободнорадикальных процессов
Таким образом, наиболее значимые различия зарегистрированы между группами обследованных в возрасте моложе 30 и старше 55 лет. При этом достоверных отличий показателей СРП в возрастных группах 41 года — 55 и старше 55 лет выявлено не было.

Данные изменения легко могут быть объяснены наличием в старшей возрастной группе компенсаторной тканевой гипоксии и снижения тканевого кровотока, что было показано и при инструментальных методах оценки их состояния. Это выражалось в относительно раннем формировании нарушений обменных внутритканевых процессов за счет изменения структуры микрокапиллярного кровеносного русла.

По данным лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) установлено, что показатели микроциркуляции кожи лица с возрастом значительно уменьшались. Так, средние суммарные показатели ЛДФ (включая общее количественное представление кровотока во всех измеряемых точках) у лиц моложе 30 лет составили в среднем 8,1 мл/мин (межквартильный интервал [6,3; 9,5] мл/мин), а у людей старше 55 лет — 6,4 мл/мин (межквартильный интервал [5,2; 7,7] мл/мин), различие является достоверным (р<0,05). Однако при сравнении пограничных групп достоверность получена не была, т.е. кровоток микроциркуляторного русла у лиц 41 года — 55 лет и старше 55 лет был сопоставим, неразличимы были также показатели ЛДФ у людей в возрасте 31 года — 40 лет и 41 года — 55 лет, при этом установлено значимое различие в 1,2 раза среднего суммарного показателя ЛДФ между возрастными группами 31 года — 40 лет и старше 55 лет (p<0,05).

Таким образом, результаты ЛДФ характеризуют снижение с возрастом параметров микроциркуляции. Эти результаты согласуются с данными исследования параметров микроциркуляции при TcpO2, характеризующих возрастную инволюцию тканевой оксигенации. Различие показателя TcpO2 у лиц моложе 30 лет (Ме=56 мм рт.ст., межквартильный интервал [49; 62] мм рт.ст.) и у людей старше 55 лет (Ме=35 мм рт.ст., межквартильный интервал [30; 39] мм рт.ст.) составило в среднем 1,6 раза (р<0,05) (рис. 2).

Рис. 2. Показатели тканевой оксиметрии и микроциркуляции кожи лица у здоровых людей разного возраста.
Установлена прямая корреляционная взаимосвязь между возрастом и уровнями тканевой (внутрикожной) микроциркуляции тканей лица (r=0,381; р<0,05). Кроме того, установлена обратная корреляционная взаимосвязь между ЛДФ и такими показателями окислительного стресса, как КА (r=–0,419; р<0,05) и ПИХЛс (r=–0,390; р<0,05), а также прямая корреляция с ПИХЛб (r=0,324; р<0,05).

Следовательно, с возрастом закономерно регрессируют тканевый метаболизм и показатели микроциркуляции, что ассоциированно с ростом реактивных форм кислорода, избыток которых приводит к интенсификации перекисных процессов. Это в свою очередь отражается на эстетическом внешнем виде, проявляясь старением.

Фотостарение

Когда солнечный ультрафиолет (или УФ-лучи в солярии) регулярно воздействуют на незащищённую кожу, происходит её постепенное повреждение. Причём все изменения в клетках кожи и их генетическом материале, произошедшие под влиянием УФ-воздействия, имеют свойство накапливаться. Это значит, что последствия злоупотребления загаром в молодости могут сказаться на коже позже. Данный вид повреждения кожи клинически известен как фотостарение и может привести к появлению пигментных пятен, сосудистых звездочек на лице, мелких морщинок, а в некоторых случаях даже к раку кожи.

Чтобы защитить свою кожу от фотостарения, необходимо обязательно использовать крема с защитой от ультрафиолета перед выходом на улицу.

Введение

Улучшения качества жизни и успехи здравоохранения сопровождаются повышением продолжительности жизни и постарением населения планеты, что является сегодня актуальной и широко обсуждаемой политической, социальной и медицинской темой [1—3]. Изучение процессов нормального старения особенно важно, это позволит пожилым будущего иметь активное долголетие не только физически, но и эстетически [4]. В связи с этим изучение физиологии и патофизиологии старения, ранние признаки которого внешне проявляются на коже лица и шеи, является основой эффективных методов борьбы с инволюционными проявлениями и пролонгирования молодости.
В настоящее время общепризнанной является свободнорадикальная теория старения [5—7]. Митохондрии генерируют активные формы кислорода (АФК) в виде супероксидов и других форм в качестве побочных продуктов неэффективной передачи электронов по электронной транспортной цепи [8—10]. Супероксидные радикалы могут дополнительно реагировать с образованием других ROS, таких как пероксиды водорода и гидроксильные радикалы. Эти супероксиды и другие АФК могут повредить митохондрии и дополнительно снизить эффективность транспортной сети митохондрий, что приводит к положительной обратной связи и усилению митохондриального окислительного повреждения. Однако, несмотря на то, что в многочисленных исследованиях показана пагубная роль АФК и окислительного стресса на механизмы старения, другие авторы предполагают, что генерация АФК далеко не всегда является причиной клеточного старения [10—16].

Цель настоящего исследования — изучение роли свободнорадикальных кислородных и перекисно-липидных процессов наряду с исследованием уровня кровотока и кислородонасыщения тканей лица у пациентов разного возраста с разной степенью инволюционных изменений кожи лица и шеи.

Влияние вредных привычек

Курение, алкоголь и наркотические средства вызывают биохимические изменения в коже, увеличивают количество свободных радикалов, которые способны ускорить процесс старения.

Исследования показали, что кожа человека, который в течение 10 лет выкуривает половину пачки в день и более намного более склонна к развитию глубоких морщин, чем кожа некурящего. К тому же, у курильщиков кожа может приобрести желтоватый оттенок, а химические вещества, попадающие в организм во время курения или вдыхания сигаретного дыма способны разрушать структуру эластиновых волокон кожи.

Злоупотребление спиртным ведёт к ускоренной потере влаги кожей, появлению участков сухости, раздражения, а также мелких расширенных сосудов, особенно в области лица. Спиртное и наркотические средства наносят ущерб печени, что может привести к пожелтению кожи.

Теломерная теория

Данная теория появилась на основе исследований американского ученого Л. Хейфлика, который доказал, что клетки кожи (фибробласты) способны делиться. А именно, в пробирке они могут делиться до 50 раз. Тем не менее, исследователь никак не объяснил этот процесс. Свое объяснение этому явлению дал в 1971 году А.М. Оловников. Его гипотеза основывалась на том, что каждый раз во время деления клеток происходит укорачивание хромосомы.

Дело в том, что у хромосом есть специфические концевые участки (теломеры), которые после их удвоения становятся короче. При этом, рано или поздно они настолько сильно укорачиваются, что клетка перестает делиться. Из-за этого клетки теряют свою жизнеспособность. Гипотеза об укорачивании хромосом и гибели из-за этого клеток легла в основу молекулярно-генетической теории старения.

Подтвердить эту теория ученым удалось в 1985 году после открытия фермента теломераза, который способен достраивать укороченные теломеры в опухолевых и половых клетках, обеспечивая тем самым их бессмертие. Однако далеко не для всех клеток существует предел в 50 делений. Например, стволовые и раковые клетки могу делиться практически бесконечно.

Профилактика старения кожи

Помочь замедлить возрастные изменения может:

• Правильное питание и ежедневное употребление чистой питьевой воды, а также уменьшение количества кофеина (который ускоряет потерю влаги кожей);
• Отказ от вредных пристрастий (исключить курение, не злоупотреблять спиртным и др.);
• Здоровый режим сна;
• Использование кремов и косметики с солнцезащитными компонентами.

Соблюдение этих правил будет полезным не только для профилактики старения, но и для тех, кто избавился от признаков старения кожи с помощью пластической хирургии и хочет сохранить отличный результат этой процедуры максимально долго.