Кожа — наш персональный скафандр05.08.2021 14:16

Фибробласты мыши. Человеческие выглядят почти так же и трудятся всю жизнь, синтезируя коллагены и другие структурные белки кожи.

Нас все время пытаются сожрать с самого рождения. Причём сейчас я говорю не про условных хищников, а про банальные бактерии и грибы. Те же низшие грибы с удовольствием проросли бы сквозь наше тело своими гифами, украсив поверхность чудесной пушистой плесенью. К счастью, наш организм не особо горит желанием стать рассадником очередного Aspergillus. Поэтому у нас есть куча различных способов защиты от враждебного окружающего мира, включая нашу крайне сложную, но эффективную иммунную защиту.

У каких-то организмов от внешней среды защищает хитин, какие-то предпочитают укутаться в толстый слой слизи. У нас же, как и у других млекопитающих, критически важный орган защиты — это кожа. Именно она, как и стенки кишечника, контактирует с окружающей средой, где может быть сухо, влажно, жарко или вообще кислотный дождь идёт.

Сегодня будем обсуждать функции кожи и особенности её регенерации:

Из чего состоит кожа, и где в ней живут стволовые клетки.
Кожа — это лайт-версия почек.
Почему мы можем выдерживать значительный перегрев и переохлаждение.
Как правильно искать эрогенные зоны.
Что делает кожа после того, как в неё ткнули ножом или прокусили.
Нужны ли пилинги, и как это отражается на стволовых клетках.
Регуляторные пептиды для прямого управления регенерацией.

Строение кожи

Кожа — довольно тяжёлый орган. Можно очень быстро помочь человеку похудеть на 16–17% от общей массы, просто сняв кожный покров. Если её после этого аккуратно растянуть, то суммарная площадь для взрослого человека должна получиться в районе 1,5–2,3 м². Поэтому это ещё и самый большой по площади орган, если не брать в расчёт площадь внутренних структур вроде лёгочных альвеол.

Есть три основных слоя кожи.

Подкожно-жировая клетчатка

Она хорошо развита у людей с высоким индексом массы тела и иногда может иметь толщину в несколько сантиметров. В норме, конечно, она намного более тонкая. В любом случае это ценный источник резервных калорий на случай голода и хороший теплоизолятор: чрезмерно худые мёрзнут сильнее, что логично. В основном она состоит из рыхлой соединительной ткани и адипоцитов, которые формируют жировые скопления. Всё это обильно пронизано кровеносными сосудами, ведь жировой ткани тоже как-то надо обмениваться питательными веществами и получать кислород. Кстати, именно медленный рост сосудов — основная причина отторжения жировой ткани при аутотрансплантации жира. Это когда делают липосакцию, убирают излишки где-то на коленках и боках, а потом формируют из этой массы красивую круглую попу.

Дерма

Это соединительная ткань. Что-то вроде основного эластического каркаса, который удерживает форму и эластичность кожи. Тут располагаются эластические, коллагеновые и гладкомышечные волокна, которые обеспечивают структурную функцию. Также тут расположено большое количество кровеносных и лимфатических сосудов. В дермальном слое находятся волосяные фолликулы и различные железы внешней секреции.

Эпидермис

Базальная мембрана (розовый цвет).

Он сам по себе многослойный. Начинается он на базальной мембране — это тонкий бесклеточный слой, который отделяет соединительную ткань от эпителия. Именно тут живут активно делящиеся клетки эпителия. Они объединяются этой мембраной в единый структурный пласт, который непрерывно делится. Это оптимальное место для них, так как именно к базальной мембране ближе всего расположены сосуды с питанием.

По мере развития и дифференциации клетки эпителия постепенно мигрируют всё выше и выше вплоть до отшелушивания с поверхности.

Всего гистологи выделяют пять слоёв:

Базальный — самый нижний.
Шиповатый — клетки с цитоплазматическими выростами.
Зернистый — клетки уплощённой формы.
Блестящий — клетки уже лишены ядер.
Роговой — полностью ороговевшие клетки: кератиноциты.

Стволовые клетки

Стволовые клетки — это клетки-предшественницы. Они делятся практически неограниченное количество раз и непрерывно пополняют ряды гибнущих старых.

В коже есть два основных места, где они располагаются. В базальном слое эпидермиса живут клетки эктодермального происхождения. Они непрерывно делятся на своей базальной мембране, выталкивая своих потомков наверх, к поверхности. По мере продвижения клетка эпидермиса постепенно уплощается, начинает дифференцироваться в сторону кератиноцита и в итоге теряет ядро, превратившись в зрелый кератиноцит на роговом слое. Заканчивают свою жизнь они одинаково: непрерывно делящиеся клетки внизу выталкивают их на самую поверхность, от которой они постепенно отпадают целыми слоями. Механизм похож на сбрасывание старой коры деревьями, чтобы снизить паразитарную нагрузку. Когда те же платаны сбрасывают верхний слой коры, вместе с ней падают многочисленные личинки древоточцев и другие паразиты.

Кстати, именно отшелушившиеся кератиноциты — это основная составная часть домашней пыли. Масса белковая, за что горячо любима пылевыми клещами, которые радостно её едят и размножаются в той же подушке. Живите теперь с этим.

Второе место, где живут стволовые клетки, — это дермальный слой. Как вы помните, именно он выполняет структурную и эластическую функцию, обеспечивая тонус кожи. Тут живут мезенхимальные мультипотентные стволовые клетки, которые могут дифференцироваться во множество различных направлений. Чем-то напоминает ветки развития персонажей в компьютерных играх. Такая клетка может как дать начало новому капиллярному сосуду, так и превратиться в фибробласт. Фибробласты — это целая ветка развития от простой стволовой клетки в сторону зрелого фиброцита. Именно они производят те самые эластические волокна, которые формируют каркас кожи.

Когда пул таких клеток истощается с возрастом, а многочисленные повреждения приводят к образованию дефектных потомков, нити волокон получаются хуже, чем в молодости. То коллаген не такой структуры, то фибронектина с эластином недосинтезировали. Естественно, что стимуляция стволовых клеток является святым Граалем в косметологии. К сожалению, многие методы работают за счёт повреждения и стимуляции репарации. Условно бедную женщину прошивают золотыми нитями, прожаривают специальными аппаратами или химически протравливают глубокими пилингами. В итоге организм в ужасе, стволовые клетки в панике, и все начинают срочно синтезировать новые поколения клеток кожи. В краткосрочном масштабе это чаще всего приводит к созданию множества новых фибробластов и подтягиванию кожи. В долгосрочном — к истощению пула стволовых клеток и ускоренному старению в будущем. Впрочем, современные технологии развиваются в сторону работы с размножением и введением собственных мультипотентных стволовых клеток из костного мозга. Для косметологии наиболее перспективно использование «бульона», где эти самые клетки росли. В питательной среде содержится огромное количество факторов роста и регуляции, которые способствуют размножению местных стволовых клеток. Впрочем, это вопрос ещё не одного года исследований. Сейчас стволовые клетки из костного мозга идут в основном на выращивание кожи при обширных глубоких ожогах с повреждением ростковой зоны.

Что умеет кожа

Кожа — это очень многозадачный орган. Вот основные функции:

Терморегуляционная.
Выделительная.
Рецепторная.
Барьерная.

На самом деле функций ещё больше. Там и биосинтез вроде витамина D, и эндокринная регуляция с выбросом эндорфинов, когда вас нежно кусает любимый человек. Но ключевые именно эти четыре.

Выделительная

Наша кожа генерирует огромное количество пота. В среднем за сутки мы выделяем от 300 до 1 000 мл секрета потовых и сальных желёз. Кстати, именно поэтому матрас и наволочки должны хорошо впитывать и испарять избыточную влагу. Сон на гидрофобном основании в луже собственного пота — верный путь к дерматитам и размножению патогенной микрофлоры. Я просто видела несколько раз людей, которые к матрасам относятся так же, как к пультам в пакетиках. Они попросту не снимают транспортировочную плёнку, чтобы «меньше изнашивался и пачкался». Не делайте так.

По масштабу выделения кожа вполне сопоставима с нашими почками. В районе трети всей жидкости — это именно продукция потовых желёз. Собственно 5–7% всей мочевины мы выделяем кожей, а не почками. Именно потому, что кожа схожа по задачам с почками, так сильно может меняться запах пота при изменении питания или состояния здоровья. Если почки не в порядке, то кожа постарается частично компенсировать это, но, конечно, только до определённых пределов.

Кстати, эту выделительную функцию кожи можно использовать и в дерматологических целях. Есть эффективный, хоть и довольно токсичный противогрибковый препарат — кетоконазол. Некоторые дерматологи рекомендуют при лечении хронических дерматомикозов через два часа после приёма препарата как следует вспотеть, а затем не принимать душ в течение нескольких часов. Часть экскретированного в неизменном виде препарата равномерно распределяется по поверхности кожи, разрушая клетки грибов.

Терморегуляция

Терморегуляция в холодной и тёплой среде. Обратите внимание, что ядро имеет постоянную температуру в 37 градусов в любом случае.

Homo Sapiens — экваториальный вид, но кратковременное охлаждение и перегрев переносить может. За время пандемии мы уже привыкли к постоянным измерениям температуры инфракрасными бесконтактными термометрами. Измеряют в рандомных участках: то в лоб тычут, то в предплечье. Проблема в том, что в нашем терморегуляционном контуре есть два основных блока — ядро и периферия. Ядро — это мозг, сердце, магистральные сосуды, печень. Они всегда имеют постоянную температуру в 37 градусов, оптимальную для работы ферментов, катализа основных биохимических процессов и других важных задач. Периферия имеет очень нестабильную температуру, так как её задача как раз и заключается в сбросе лишнего тепла или, напротив, в его экономии для поддержания стабильности ядра.

Поэтому довольно бессмысленно тыкать больного условно-ковидного человека на проходной термометром в лоб. Из-за прохладной погоды она может спокойно быть на пять градусов ниже ядра. Для надёжности я бы рекомендовала измерение ректальной температуры. Она точно соответствует температуре стабильного ядра и практически неизменна. Возможно, зимой нас ждут дополнительные новшества на проходной предприятий.

А если серьёзно, то кожа играет ключевую роль в регуляции температуры. У неё есть два основных механизма:

Регуляция испарения воды потовыми железами.
Регуляция кровотока в капиллярах дермального слоя.

Потовые железы продуцируют больше жидкости в случае перегрева, чтобы остудить поверхность тела. Кстати, тут есть интересный момент: есть типовая процедура выключения потовых желёз в подмышечной области ботулотоксином. Ну, чтобы красиво носить платья или костюмы без непрерывного заливания антиперспирантами. Так вот, многие пациенты в итоге жалуются, что после выключения потовых желёз в наиболее активных зонах стало намного активнее «лить» из других участков — лица, шеи, груди и других зон. Компенсация.

Очень важно помнить, что пот — далеко не чистая вода и содержит немало солей. Спортсмены, которые могут терять до пяти литров воды с выделяющимся потом, обязательно восполняют не только воду, но и такие ключевые ионы, как калий и магний. В противном случае ионный баланс может перекосить вплоть до судорог мускулатуры из-за смещения калий-натриевого соотношения.

Другой важный элемент — регуляция теплоотдачи сосудистыми реакциями. Каждый сосуд имеет гладкомышечное волокно в своей структуре и является не просто пассивной трубкой для протекания крови, а активно работающим, динамически изменяющимся сопротивлением. Поэтому, когда жарко, мы краснеем из-за перераспределения крови в пользу поверхностных капилляров и, наоборот, резко бледнеем в холод, чтобы не «отапливать» кожу лишний раз и сберечь температуру ядра. Употребление алкоголя на морозе в этом плане крайне деструктивно. Он даёт субъективное ощущение тепла на поверхностных рецепторах кожи из-за расширения сосудов, но эффект в итоге такой же, как с открытыми нараспашку окнами в мороз. Человек перестаёт ощущать холод и начинает остужать ядро, что заканчивается иногда фатально.

Каждый цвет соответствует участку кожи, иннервируемому соответствующим нервом от спинного мозга.

Кожа — потрясающий сенсор. Есть несколько видов чувствительности, которые называют модальностями:

Тактильная рецепция — прикосновение, давление и вибрация.
Температурная рецепция — тепловая и холодовая отдельно.
Ноцирецептивная (болевая) — передаёт ощущение от раздражителей, которые сигнализируют о потенциальном или текущем повреждении.

а — тельце Пачини; б — тельце Мейснера; в — тельце Руффини; г — диск Меркеля; д — рецепторы в волосяном фолликуле; е — холодовые терморецепторы;
ж —— тепловые терморецепторы; з — быстрые ноцицепторы (болевые рецепторы); и — медленные ноцицепторы (источник: Анатомия центральной нервной системы, Фонсова Н.А. 2018 год.)

На иллюстрации выше можно видеть различные варианты рецепторов, которые есть в нашей коже. Многие из них полимодальные, то есть тепловой терморецептор будет вначале вам сообщать о том, что утюг стремительно становится всё более тёплым, а затем начнёт настойчиво намекать, что запах палёной кожи идёт неспроста и вообще-то вам больно. Фактически он начнёт играть роль ноцирецептивного.

Из всех специфических рецепторов хочу упомянуть про тельца Мейснера. Они отвечают за быструю кожную чувствительность и позволяют ощупывать и осязать очень мелкие и тонкие текстуры. Например, при «чтении» шрифта Брайля слепыми используются в первую очередь эти рецепторы. А ещё они критичны для формирования эрогенных зон. Вот вы условно гладите свою подругу где-то по задней поверхности шеи, и у неё аж волоски на коже дыбом встают, а стадо мурашек начинает бегать кругами по всей коже. А вот другая девушка не реагирует подобным образом, зато поверхность её стоп отличается высокой чувствительностью.

Тельца Мейснера, инкапсулированные в дерме, как раз во многом и определяют чувствительность этих зон. Больше всего и их в кончиках пальцев, подошвах, сосках, веках, губах и половых органах. Да, веки тоже могут быть эрогенной зоной, только заранее предупредите партнёра)

Защита

Полное восстановление возможно только после ограниченных повреждений. Иначе приходится затягивать разрывы как получится — грубой соединительной тканью.

Кожа постоянно обновляется. Без работы стволовых клеток и постоянного отшелушивания верхних слоёв кератиноцитов нас бы уже прочно колонизировали всевозможные бактерии и грибы. Но, кроме повседневной защиты, есть ещё и острые травмы вроде тех же порезов. Вот тут уже одной работой клеток базального слоя эпидермиса не обойтись, придётся привлекать ещё и фибробласты из дермального слоя. Нужно понимать, что есть несколько вариантов заживления. Если ростковый слой кожи повреждается, то бесследное восстановление невозможно. Классический пример — те же ожоги. Граница проходит по IIIa и IIIb степени ожога. Во втором случае и при более глубоких ожогах кожа уже не сможет восстановиться. Потребуются пластика и трансплантация, так как погибли стволовые клетки базального слоя. Конечно, в коже всегда остаются ещё и фибробласты, но рубец — это нефункциональное замещение структуры. Грубая фиброзная ткань хороша как средство последнего резерва, чтобы затянуть раны от когтей медведя и выжить, но вот как восстановление исходной функции она работает плохо. Эластичность плохая вплоть до потери возможности двигать конечностью, если рубец неудачно ляжет поверх суставов. Чувствительность тоже никакая: сенсорика там не восстанавливается в полной мере. Короче, это просто способ залепить пробоину тем, что под руку попало.

В идеале любые ранения нужно быстро обрабатывать у хирурга. Тогда есть возможность аккуратного иссечения повреждённых участков и грамотное ушивание. Вместо уродливого рубца получите заживление первичным натяжением, если не присоединится инфекция.

Ринофима — фиброзные разрастания в области носа.

Надо сказать, что фиброзная ткань — это не обязательно большие рубцы из-за падения на гвоздь. Хронические воспалительные и дегенеративные процессы тоже заканчиваются фиброзным перерождением ткани. Типичный пример — ринофима. Вследствие хронического воспалительного процесса идёт разрастание соединительной ткани по типу фибромы или аденофибромы. Разросшиеся узлы соединительной ткани не могут выполнять функции нормальной кожи и становятся местом обитания патогенной микрофлоры. Лечится такое плохо и обычно оперативным путём.

Для нас как для разработчиков полимеров для косметологии защитная функция кожи представляет проблему. Она защищает, и это здорово, но нам-то надо доставить препараты в глубокие слои кожи для достижения нужного эффекта. В итоге приходится привлекать магию для липосомального трансдерамального введения и прибегать к другим ухищрениям для преодоления защитного барьера кожи. Часто используется фонофорез с ультразвуком для введения крупных неполярных молекул или ионофорез с использованием токов для введения мелких полярных ионов. Иногда просто механически нарушается барьер множественными уколами, как при мезотерапии.

Флакон диметилсульфоксида.

Кстати, есть такая штука, которая хорошо облегчает трансдермальное введение: это диметилсульфоксид, он же — ДМСО. Огромная просьба ко всем любителям, которые используют это вещество в своих хобби: будьте предельно аккуратны! Перчатки лучше использовать из полиэтилена, так как латекс его особо не удержит. Ключевая опасность в том, что это вещество не только чудесно растворит старый цианоакрилат, но и замечательно введёт вам его прямо в кровоток через кожу за счёт своих способностей к трансдермальному транспорту. Грубо говоря, вся грязь на руках при попадании ДМСО окажется внутри организма.

Пилинги — сложный вопрос

Псориаз, проявления на коже рук.

Собственно, с основными функциями кожи мы определились, давайте теперь посмотрим, как ей помочь, когда защита работает криво. Классическая проблема — гиперкератоз. Это когда организм слишком активно пытается регенерировать кожные покровы, и в итоге смена слоев эпидермиса идёт с неадекватной скоростью. Крайняя степень такого гиперкератоза — псориаз. При этом заболевании пациенты незаразны, но сильно пугают студентов, которые пришли на курацию по дерматовенерологии. Просто такой пациент реально может внезапно насыпать горсть отшелушившегося эпидермиса из рукава на стол и навести паники на непонимающих студентов, которые боятся заразиться. Бывают и менее сложные формы гиперкератоза, конечно. Человек при этом активно шелушится, а кожа имеет очень специфический вид.

В таких случаях лечение всегда комплексное, но один из очень хороших элементов — это поверхностный пилинг, возможно, в сочетании с ретиноидами. Этот вариант наиболее щадящий, не травмирует лишний раз кожу и не даёт высоких рисков гиперпигментации потом, если не высовываться на солнце без SPF-защиты первое время, пока идёт регенерация. Средние и глубокие пилинги, когда мы фактически делаем обширную раневую поверхность и стимулируем регенерацию, чреваты истончением кожи, нарушением её структуры и истощением пула стволовых клеток. То есть в краткосрочной перспективе получим позитивный эффект с рисками ускоренного старения впоследствии.

Пептиды — крутой хай-тек

Напоследок хочу рассказать о нашей крутой свежей разработке, которая младенца из пенсионера не сделает, но всё равно даёт очень заметный клинический эффект. Мы сейчас очень серьёзно заморочились в сторону работы с пептидами. Это очень дорогие в работе компоненты, и наши экономисты всё пугали, что никогда не выпустят этот продукт из-за его большой себестоимости.

Косметологи, которые тестировали, говорили о том, что они готовы выкупить тестовые образцы, которые у нас остались, если мы не станем её производить. За любые деньги. К счастью, мы сумели оптимизировать закупочную стоимость компонентов и в итоге запустили сыворотку »5 пептидов» в районе 1 500 рублей за флакон. Сейчас расскажу, что и зачем туда добавили.

Пептиды — это низкомолекулярные аминокислотные полимеры, в цепочке которых обычно меньше 50 аминокислотных остатков. Обычные «длинные» белки чаще всего нужны как катализаторы-ферменты или в виде структурных белков. Пептиды же по большей части работают как регулятор, стимулируя те или иные клеточные рецепторы.
Пептиды — довольно нежные молекулы, с которыми непросто работать, если стоит задача сохранить их молекулярную структуру. Нам удалось получить стабильную формулу с 21-процентным содержанием активных пептидов. Вот состав, который у нас получился:

Леуфасил — 5%.
Аргирелин — 5%.
МATRIXYL Morphomics — 2%.
Трипептид меди — 5%.
Релистаз — 4%.

Регуляция синтеза межклеточного матрикса

МATRIXYL Morphomics — это N-Пролил Пальмитоил Трипептид-56 Ацетат. Относится к активным сигнальным пептидам-матрикинам, которые регулируют работу стволовых клеток дермы и фибробластов, стимулируя активность фибробластов и синтез компонентом внеклеточного матрикса кожи. Если упрощённо, то фибробласты начинают активно штамповать коллагены различных типов, эластины и другие белки, которые обеспечивают каркас дермы. Тургор и тонус кожи улучшаются, она меньше провисает под действием гравитации.

Релистаз (Ацетиларгинилтриптофил Дифенилглицин) — тетрапептид, который ингибирует активность эластаз (ферментов, разрушающих структурные белки кожи), усиливает синтез коллагена I типа и за счёт этого предотвращает «обвисание», дряблость и потерю упругости зрелой кожи.

Миорелаксация

Аргирелин (Ацетилгексапептид-8) — пептид-миорелаксант, уменьшающий гипертонус мимических мышц и соответственно выраженность морщин верхней трети лица и области глаз, связанных с активной мимикой. Воздействуя на эпидермальные рецепторы, он способен за счёт конкурентного ингибирования белков частично блокировать передачу сигнала в нервно-мышечных терминалах, участвующих в сокращении мимической мускулатуры.

Леуфасил (Пентапептид-18) — пептид-миорелаксант, особенно эффективен в тандеме с аргирелином для коррекции мимических морщин. Механизм подавления гипертонуса мышц лица основан на замедлении проводимости нервного импульса. Подобно энкефалинам (нейропептидам, обладающим морфиноподобным действием), Леуфасил соединяется с рецептором нейрона и снижает его возбудимость, ингибируя поток ионов кальция через мембрану клетки. Таким образом, ослабляется мимика, следовательно, уменьшаются количество и глубина мимических морщин.

В итоге они в паре работают с эффектом, похожим отчасти на ботокс, отчасти — на такие препараты, как Толперизон, которые применяются при лечении гипертонуса жевательной и другой поперечно-полосатой мускулатуры. Нет, в амимичную маску вы не превратитесь, но морщины выраженно разглаживаются.

Стимуляция регенерации

Трипептид меди (Бис (Трипептид -1) Куппер Ацетат) — металлопротеид, который одновременно работает как сигнальный и транспортный пептид, доставляя медь, которая необходима для нормальных репаративных процессов. Трипептид меди восстанавливает барьерную функцию кожи, влияет на заживление повреждений, синтез структурных белков дермы — коллагена и эластина, а также эндогенных гликозаминогликанов, на активность супероксиддисмутазы, защищающей клетки кожи от свободных радикалов. Во многом благодаря этому ингредиенту концентрат отлично показал себя в реабилитации кожи после лазерных шлифовок и пилингов.

Не забудьте вымыть скафандр

О коже надо заботиться. Она имеет огромный запас прочности и работает в самых агрессивных условиях. Просто нельзя забывать, что пул стволовых клеток не резиновый, а при постоянных повреждениях фибробласты не в состоянии восстановить исходную структуру в полной мере. Поэтому, если вы решили, что вам нужны пилинги или другие косметические процедуры, то взвесьте риски заранее. Лучше выбрать наиболее щадящие. Чаще всего гораздо правильнее делать так:

Не насиловать кожу нагрузками. Защищать от перегрева, переохлаждения и ультрафиолета.
Мыть нормальными средствами, а не хозяйственным мылом. Не нарушать pH, сдвигая в щелочную сторону.
Увлажнять. В первую очередь — изнутри: надо нормально пить достаточное количество жидкости. Во вторую очередь — снаружи специальными увлажняющими средствами.
Регенеративные процессы лучше осторожно стимулировать специальными средствами, а не пытаться содрать кожу химическим пилингом и ждать, когда вырастет новая и красивая.

Если интересно, как мы создаём новые средства, то заходите к нам в telegram-канал (@geltek_cosmetics). Там мы рассказываем интересные штуки про хроники нашей уютной лаборатории.