Роль конечных продуктов гликации в преждевременном старении кожи

Старение – это многофакторный процесс, в котором задействованы генетические, эндогенные и внешние факторы. По мере старения кожа теряет влагу, истончается, а фотоповреждения становятся более выраженными. Такие последствия являются результатом генетических и эпигенетических факторов. Существует два основных уровня старения кожи – внутренний (хронологическое старение, которое является индивидуальным и зависит от генетических особенностей) и внешнее (протекает под воздействием факторов окружающей среди – ультрафиолетового излучения, загрязняющих веществ и т.д.). Одним из внешних факторов, связанных с преждевременным старением, является накопление конечных продуктов гликации (AGEs). 

Яна Яновска (Jana Janovska), Дерматовенеролог , Dermaclinica , Рига, Латвия

Лана Каспаране (Lana Kasparane), Юлия Войцеховска (Julia Voicehovska), Сергей Бабиков (Sergejs Babikovs) и Янис Кисис (Jānis Ķīsis) рассказывают о результатах своего исследования, направленного на изучение влияния конечных продуктов гликации на старение кожи.

Роль конечных продуктов гликации в изменении биологических процессов кожи

Существует два основных различия между биохимическими процессами гликолизирования и гликации. Гликолизирование – это процесс, который происходит с участием ферментов, а гликация – медленная неферментативная реакция между аминогруппами белков (в основном лизина) и редуцирующих сахаров.

Гликация возникает, когда глюкоза (основной источник энергии) связывается с дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК), белками и жирами, в результате чего их функция нарушается. В результате этой реакции во внеклеточном матриксе дермы появляются остатки конечных продуктов гликации (AGEs); при этом некоторые из них обладают характерными флуоресцирующими свойствами, которые авторы определили при помощи специального прибора под названием AGE reader™ (производства Diagnoptics Technologies B.V., Нидерланды). В данном случае гликация протекает по реакции Майяра, которая заключается в связывании электрофильных карбонильных групп или сахаров с лизином или аргинином (аминокислотами).

Уровень конечных продуктов гликации в зрелой коже (не в крови) является маркером гликометаболического и окислительного стресса.

Конечные продукты гликации приводят к биологическим изменениям, которые влияют на активацию синтеза молекул. Выработка AGEs поддерживается:

• ультрафиолетовым излучением;
• кислородом;
• активными формами кислорода (ROS);
• редокс-активными переходными металлами.

Рецепторы AGEs активируют различные молекулярные пути, таким образом участвуя в:

• воспалениях;
• иммунной реакции;
• пролиферации клеток;
• экспрессии генов.

Воздействие ультрафиолетового излучения спектра А на конечные продукты гликации приводит к образованию активных форм кислорода, таких как радикалы:

• супероксид-анион;
• радикал перекиси водорода;
• гидроксильный радикал.

Указанные свободные радикалы могут стимулировать выработку супероксид-аниона НАДФ-оксидазой или ослаблять антиоксидантную защитную систему. 

Кожа, метаболический синдром и конечные продукты гликации

Основными характеристиками метаболического синдрома являются:

• ожирение центрального типа;
• нарушение толерантности к глюкозе;
• дислипидемия;
• артериальная гипертензия.

Около трети населения планеты страдают данным заболеванием.

Различные дерматологические заболевания связаны с метаболическим синдромом и/или его составляющими. Также метаболический синдром частично ускоряет процесс старения.

В силу влияния метаболического синдрома на организм, в том числе на кожу, проявляются признаки вялотекущего воспаления, вызванного окислительным стрессом – состояния, в котором количество активных форм кислорода превышает противоокислительные способности организма, что приводит к высвобождению воспалительных цитокинов и постоянной воспалительной защитной реакции в коже.

Излишек активных форм кислорода приводит к перекисному окислению жиров, окислительным повреждениям белков и ДНК, а окислительный стресс негативно сказывается на биоснтезе коллагена и усугубляет воспаление, что приводит к:

• активации матриксной металлпротениазы;
• активации арил-углеводородных рецепторов (AhR);
• активные формы кислорода и редокс активируют переходные металлы, в результате чего формирование конечных продуктов гликации ускоряется.

В результате гликации и накопления конечных продуктов гликации в коже активируются провоспалительные процессы, преждевременный апоптоз (гибель клеток), усугубляются окислительные повреждения и даже развиваются предраковые заболевания кожи, такие как актинический кератоз.

На микроскопическом уровне такие изменения выражены в:

• появлении мелких морщин;
• потере эластичности;
• истончении эпидермиса и дермы;
• снижении скорости митоза базальных кераноцитов;
• снижении пролиферативной способности;
• клеточном старении.

Потеря эластичности кожи вызвана формированием мостовых соединений между молекулярными составляющим дермы и AGEs. Конечные продукты гликации приводят к нарушениям во внеклеточном матриксе вследствие того, что:

• AGEs провоцируют биологические изменения в синтезе молекул;
• активация фермента, который приводит к разрушению матрикса (металлопротениаза);
• воздействие УФ-лучей на конечные продукты гликации во внеклеточном матриксе приводит к образованию активных форм кислорода, что приводит к необратимым изменениям в дерме.

Продукты с высоким гликемическим индексом способствуют аккумуляции конечных продуктов гликации в организме, что не только ускоряет процесс старения, но и является серьезным фактором в развитии хронических заболеваний, в особенности диабета, сердечно-сосудистых и даже онкологических заболеваний. Поэтому важно ограничить употребление углеводов и сделать выбор в пользу продуктов с низким гликемическим индексом, например, яблок, кешью, апельсинов и коричневого риса.

Несмотря на то, что основные функции кожи хорошо известны, ее роль в системных метаболических нарушениях не до конца изучена. Поэтому необходимо проводить дальнейшие исследования с целью углубления понимания ранних проявлений метаболического синдрома на коже, а также его влияния на биологическую и эстетическую функцию кожи.

По материалам журнала Prime.

Поделитесь: