4 курс / Дерматовенерология / Коллаген_в_косметической_дерматологии_Хабаров_В_Н

коллагена - нестабильный и очень медленный процесс (о чём уже говорилось в предыдущих главах), при котором происходит турновер (обмен, восполнение) двух популяций: проколлагена и зрелого коллагена. Образование проколлагена - довольно быстрый процесс со скоростью синтеза 0,076% в час (Северин и др., 2008). Если предположить, что его деградации не происходит, то время полужизни проколлагена можно оценить примерно в 28 дней. В реальности проколлаген подвержен биодеградации и деградации физическими факторами. Поэтому как раз на проколлаген физические процедуры способны значительно влиять. В отличие от проколлагена, зрелый коллаген имеет время полужизни около 15 лет. Другими словами, если не учитывать его восполнение, полная деградация коллагена в коже лица происходит в течение 30 лет (Carruthers et al., 2016). Такое длительное время функционирования относительно периода жизни самого организма обусловлено устойчивостью его структуры к различным «обычным» воздействиям - протеолитическому расщеплению и невысоким перепадам температуры. Некоторое его количество будет неизбежно расщепляться металлопротеиназами даже при нормальных физиологических условиях, и тогда организму понадобится восполнить это количество из пула постоянно синтезируемого проколлагена. Эксперименты обнаруживают значительные различия между индивидуумами в соотношении фракций проколлагена и зрелого коллагена в дерме. Именно функциональное состояние разветвлённой сети из фибрилл зрелого коллагена, формирующей жёсткоэластичный каркас внеклеточного матрикса, определяет внешний вид кожи. В силу протеолитической устойчивости этой сети и очень продолжительного времени турновера её естественная медленная модификация возможна только через продукцию тропоколлагена и замены старых фибрилл свежими. Соответственно, снижающаяся с возрастом активность фибробластов дермы может быть только результатом снижения эффективности турновера зрелого коллагена. Специалистам-косметологам важно понимать (Kruglikov, 2013), что ожидать сколько-нибудь стабильного улучшения внешнего вида кожи за счёт попытки физического неинвазивного ремоделирования зрелого коллагена в дерме при квазифизиологических условиях не реалистично. После фотодинамической терапии, например, коэффициент увеличения проколлагена составляет 2,4. Даже если предположить, что увеличение проколлагена происходит непрерывно с одинаковым коэффициентом, он не деградирует и весь идёт на создание зрелого коллагена, то в конце первой недели после процедуры доля ремоде-лированного зрелого коллагена составит не более 0,15%. Хотя в реальности эта величина должна быть снижена по меньшей мере вдвое. Но даже будучи завышенной, она не может привести к сколько-нибудь заметному улучшению внешнего вида кожи. После радиочастотной терапии прирост мРНК проколлагена составляет 2,4 и 1,7 после второго и седьмого дней, соответственно. При этом, однако, прирост самого проколлагена оказывается даже ниже, чем при фотодинамической процедуре. Если процедура регулярно повторяется, то в долгосрочной перспективе она может привести к некоторому увеличению доли свежего зрелого коллагена. Например, при ежедневном (!) применении третиноина (форма витамина А в виде карбоновой кислоты) наблюдался 80% рост количества проколлагена I типа только через 12 мес с

Медицинские книги

@medknigi

начала процедур (Kruglikov, 2013). Но это соответствует лишь 6% турноверу фибрилл зрелого коллагена. Относительно RF-методов омоложения автор (Кругликов, 2016) достаточно аргументированно утверждает, что теоретические основы применения в эстетической дерматологии радиочастотных токов должны быть пересмотрены в плане долгосрочных результатов - к ним гораздо логичнее отнести не неоколлагенез, а модификацию жировой ткани, особенно дер-мальных адипоцитов (подробнее об этом см. гл. 6). Такое изменение теоретических основ потребует изменения парадигмы в стратегии лечения, и для достижения оптимального эстетического результата энергия радиочастотных токов должна концентрироваться не во всем объеме кожи, а лишь в ее пограничном слое. Это, в свою очередь, потребует разработки определённой конфигурации RF-электродов, которая должна позволять концентрировать радиочастотную энергию именно на границе дермы и ПЖК. С этой логикой автора трудно не согласиться. Действительно, структурная организация коллагеновых белков в фиброзной ткани сильно отличается от упорядоченной организации коллагеновых фибрилл неповреждённого межклеточного матрикса. Как следствие - нарушение фокальных контактов фибробластов в межклеточном веществе и соответствующее этому снижение функциональной активности клеточных структур дермы (Хабаров, 2017). В неповреждённой коже фибробласты прикреплены к динамичному каркасу

внеклеточного матрикса, благодаря чему имеют необходимую для производства коллагена вытянутую форму. В коже, подвергнутой воздействию физических процедур, эти контакты нарушены вследствие нарушения структуры коллагеновых фибрилл и эластина. Утеря механического воздействия на фибробласты приводит к тому, что они приобретают овальную форму и теряют свою активность (Phillip et al., 2015). Молекулярный анализ показал, что при этом на 90% неактивным становится рецептор TGF-β1-RII для фактора TGF-β1, что практически выключает TGF-β1/SMAD сигнальный каскад (Fisher et al., 2016). Поскольку SMAD2/3 в этой цепи реакций в норме регулируют экспрессию коллагена, фибронектина и фактора роста соединительной ткани CTGF/CCN2 (Purohit et al., 2016), это может приводить впоследствии к снижению тонуса кожи, её утончению и хрупкости.

Косметологами могут также рассматриваться другие способы физического воздействия на кожу, например, в дерме можно специально создать условия, имитирующие незначительные повреждения, чтобы спровоцировать неоколлагенез. Однако контролировать этот процесс было бы крайне сложно, и наиболее вероятным результатом можно ожидать также появление внутренних фиброзов. Существует и другая проблема. С возрастом при хронической денатурации кол-лагенового матрикса происходит накопление дефектных фрагментов фибрилл. Они не могут быть полностью удалены врачомкосметологом, поскольку связаны друг с другом поперечными ковалентными связями. Доля фрагментов может достигать 30-40% общей массы коллагена, но даже меньшая концентрация скорее всего не позволит фибробластам правильно прикрепиться к внеклеточному матриксу и приобрести правильную

Медицинские книги

@medknigi

конфигурацию. В этом случае фибробласт не будет способен производить коллаген. Обобщая, можно сказать, что такие манипуляции не в состоянии значительно улучшить внешний вид кожи в течение реалистичного для пациента времени (Krug-likov, 2013).

Подобный критический анализ физических методов воздействия на кожу, применяемых в косметической дерматологии, безусловно, является полезной информацией для косметологов и пациентов при выборе данных процедур. Можно только приветствовать серьёзные, неангажированные научные исследования, направленные на всестороннее изучение безопасности и эффективности их применения.

5.2. ИНВАЗИВНЫЕ МЕТОДИКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ БЕЗОБОЛОЧЕЧНЫХ МИКРОИМПЛАНТАТОВ (ФИЛЛЕРОВ)

Многими специалистами в области косметологической дерматологии был замечен на первый взгляд удивительный результат при работе с гиалуронановыми филлерами. Время действия таких материалов зачастую продолжалось значительно дольше, чем этого можно было бы ожидать, учитывая естественный процесс их биодеградации (Koger, Cohen, 2014; Landau, Fagien, 2015). Этому феномену, получившему название «фиброплазия» (fibroplasia), было предложено следующее объяснение. Предполагается, что физическое давление на фибробласты со стороны филлера имитирует условия, в норме обеспечиваемые неповреждённой молодой коллагеновой матрицей, необходимые для поддержания их (фибробластов) формы и биологических функций. Для объяснения наблюдаемой индукции коллагена в дерме после инъекции филлера на рис. 5.4 представлена рабочая модель локальных механических нагрузок (растяжения), возникающих в области инъекции. Нормальная кожа состоит из внешнего эпидермиса, содержащего в основном кератиноциты (обозначены как KCs), и дермы, состоящей в основном из внеклеточных матричных белков, синтезируемых фибробластами (FBs). Основными структурами внеклеточного матрикса являются нити (фибриллы) коллагенов I и III типов. У молодой (неповреждённой) кожи эти коллагеновые нити целостны (интактны), то есть достаточной длины. В «старой» коже, подвергавшейся действию УФ-облучения, содержатся области с укороченными фибриллами, образовавшимися при разрыве исходных нитей, что приводит к появлению неструктурируемых участков дермы. Именно эти участки предпочтительно заполняет микроимплантат (см. рис. 5.4, А), и это приводит к растяжению окружающих нормальных фибрилл коллагена (искривлённые линии). Подобные растяжения «чувствуют» окружающие фибробласты посредством своих связанных с интегринами рецепторов. (Интегрины - это трансмембранные гетеродимерные клеточные рецепторы, взаимодействующие с внеклеточным матриксом и передающие различные межклеточные сигналы для регулировки клеточного цикла. От них зависят форма фибробластов и их подвижность.) Они удлиняются (см. рис. 5.4, Б) и активируются, начиная синтезировать разнообразные компоненты внеклеточного матрикса, включая новые фибриллы коллагена (красные линии) (см. рис. 5.4, В).

Медицинские книги

@medknigi

отклика дермы на воспаление при инъекциях (Carruthers et al., 2016). В одной из немногих экспериментальных работ на эту тему было продемонстрировано 12кратное увеличение продукции коллагена вследствие индукции двухфазным филлером фактора TGF-β1 и последующего каскада реакций (Quan et al., 2013). В более ранней работе было показано, что инъекции филлера на основе гиалуронана приводят к формированию у неактивных после УФ-облучения фибробластов правильной вытянутой формы, необходимой для продукции ими коллагена (Wang et al., 2007), о чем упоминалось выше. Синтез коллагена начинался со 2-го месяца после однократной инъекции и продолжался не менее 3 мес. Аналогичные результаты были получены и в относительно недавнем исследовании (Turlier et al., 2013). Более подробно об этом феномене можно прочитать в монографии (Хабаров, 2017).

Помимо двухфазных филлеров на основе гиалуронана, подобный эффект демонстрировали синтетические или полусинтетические филлеры (Lee, Lorenc, 2016). Считается, что их продолжительное действие основано также на индукции неоколлагенеза за счёт возникающего механического давления на окружающие фибробласты при введении филлера. Подобного результата можно добиться, используя микро-имплантаты, содержащие гидроксилапатит кальция (Courderot-Ma-suyer et al., 2016). Коммерчески доступный с 2015 г. филлер Radiesse (производства Merz Aesthetis Inc., США) содержит микросферы гидроксилапатита кальция, суспендированные в 70% геле из карбоксиметилцеллюлозы в качестве носителя. Этот гель растворяется в течение нескольких недель, а сферы сохраняются от 12 до 18 мес и формируют своего рода каркас для нового коллагена. Постепенно гидроксилапатит кальция распадается на ионы кальция и фосфора, которые выводятся из организма. Никакой иммунной реакции при этом не наблюдается.

Следует отметить, что гидроксиапатит - основной неорганический компонент, который обладает уникальными биоактивными свойствами и более 20 лет применяется в медицине (Каназава, 1998; Северин и др., 2016). Лёгкость стерилизации, продолжительный срок хранения, высокий уровень биосовместимости, крайне медленная резорбция в организме и способность индуцировать неоколлагенез ставят гидроксиапатит кальция в ряд важнейших компонентов биокомпозиционных материалов, применение которых обеспечит решение многих проблем по трансплантации клеток и стимуляции формирования межклеточного матрикса дермы в местах её повреждения. Так, в работе (Северин и др., 2016) предложен принципиально новый подход к созданию биоматериалов следующего поколения, в котором контролируемый синтез одного из компонентов (гидроксиапатита) в среде другого (ГК) приводит к формированию композита в наиболее биоактивной форме. При проведении синтеза в среде ГК происходит заметное изменение как морфологии, так и химической структуры получаемых нанокристаллов гидроксиапатита кальция, что позволяет надеяться на появление принципиально новых микроимплантатов в ближайщем будущем (Северин и др., 2016). Основанием для этого служат результаты исследований, представленных в работе (Хабаров и др., 2017), в которой методами иммуногистохимического анализа изучали новый

Медицинские книги

@medknigi

синтезированный композиционный материал на основе ГК с наночастицами золота. Образцы биоптатов кожи

50-летней пациентки после проведения пластической операции (блефаропластики) в рамках плановых клинических испытаний препарата «Голдгиал» изучали с помощью нейроиммуноэндокринных маркеров кожи (Смирнова и др., 2005). Проведённые исследования показали (Хабаров, 2017; Хабаров и др., 2017), что экспрессия маркеров синтетической активности клеток - коллагена I и III типов (сравнивали показатели относительной площади экспрессии маркеров коллагена I и III типов) - усиливается в среднем на 15-25% для образца кожи с введённым препаратом (образец S) в сравнении с контролем (образец D) (рис. 5.5, 5.6). Установлено, что каскад биохимических реакций запускается ещё с предшественника коллагена - проколлагена, экспрессия которого повышена в образце S по сравнению с D. Экспрессия ММР, отвечающих за ремоделирование тканей и разрушение повреждённого коллагена, преобладает в образце S (рис. 5.7, 5.8). Так, относительная площадь экспрессии маркера ММР-9 в образцах кожи с введённым препаратом в 2,7 раза выше, чем в контрольном образце. Проведённые исследования свидетельствуют о том, что метаболические, синтетические и репаративные процессы выражены статистически достоверно сильнее в биоптатах кожи человека с введённым препаратом ГК с наночастицами золота. Таким образом, установлено, что в качестве молекулярных мишеней действия материала «Голдги-ал» выступают ММР и проколлаген.

Одобренный FDA в 2004 г. филлер Sculptra (производства Galderma, США) состоит из микрочастиц полимолочной кислоты, суспендированных в растворе с маннитолом и карбоксиметилцеллюлозой. Полимолочная кислота является полимером с молекулярной массой около 40-50 кДа. В течение 6 мес после инъекции воспалительная реакция постепенно спадает, а локальное увеличение коллагена продолжается до двух лет. Увеличение объёма тканей может сохранятся в течение нескольких лет (Lee, Lorenc, 2016). Курс состоит обычно из четырех сессий, растянутых на 4-6 нед.

Коммерчески доступный и предназначенный для длительной коррекции околоносовых складок филлер Bellafill® (производства Suneva Medical, CIIIA) является единственным разрешённым FDA филлером, содержащим полиметилметакрилат. Его первоначальное название с 2007 по 2014 г. было Artefill. Он содержит микросферы полиметил-метакрилата, суспендированные в 3,5% бычьем коллагене и 0,3% ли-докаине. 80% состава микросфер составляет коллаген как носитель, который растворяется в течение 1-3 мес после инъекции. Оставшийся

Медицинские книги

@medknigi

«Артеколл» (Artecoll производства компании Artes Medical), состоящий из 80% бычьего коллагена и 20% микросфер полиметилметакрилата.

Рис. 5.7. Экспрессия маркера MMP-9 в образце кожи S (А) и D (Б), иммунофлуоресцентная конфокальная микроскопия, х200. Для окраски ядер использовали Hoechst 33258 (синяя флуоресценция). Визуализацию белка проводили с помощью вторичных антител, конъюгированных с Alexa Fluor 647 (красная флуоресценция)

Рис. 5.8. Экспрессия маркера MMP-10 в образце кожи S (А) и D (Б), иммунофлуоресцентная конфокальная микроскопия, х200. Для окраски ядер использовали Hoechst 33258 (синяя флуоресценция). Визуализацию белка проводили с помощью вторичных антител, конъюгированных с Alexa Fluor 647 (красная флуоресценция)

Одним из перспективных синтетических наполнителей может оказаться поликапролактон. Созданные на его основе частицы составляли основу филлера, который показал способность индуцировать синтез коллагена в дерме как у кроликов, так и (в более поздних экспериментах) у людей (Kim, Abel,

2015).

Медицинские книги

@medknigi

Гистологический анализ образцов кожи через 13 мес после интра-дермальной инъекции (рис. 5.9) подтвердил, что частицы сохраняются в интактной форме с образованием вокруг них нового коллагена.

Рис. 5.9. Фото микроскопических снимков тканей через 13 мес после инъекции филлера с поликапролактоном (ПКЛ). Отчётливо видны микросферы ПКЛ (белые) в окружении новосинтезированного коллагена. А - х400

Медицинские книги

@medknigi

Рис. 5.9. Фото микроскопических снимков тканей через 13 мес после инъекции филлера с поликапролактоном (ПКЛ). Отчётливо видны микросферы ПКЛ (белые) в окружении новосинтезированного коллагена. Б - фрагмент снимка А,

х200 5.3. МОЛЕКУЛЯРНО-КЛЕТОЧНЫЙ МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ

СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ

После проведения описанных выше косметологических процедур неизбежно появление раневых повреждений различной степени в зависимости от вида и интенсивности воздействия. Заживление кожной раны, так же как регенерация других органов, состоит из целого ряда координированных реакций различных типов клеток повреждённой ткани при непосредственном участии факторов роста и цитокинов. Фиброз (увеличение хаотично расположенного коллагена в дерме) - один из важнейших этапов процесса образования грануляционной ткани (молодой соединительной ткани) с последующим формированием рубцовой ткани, представляющей собой пучки грубых коллагеновых волокон с расположенными среди них немногочисленными клетками и сосудами. Хотя фиброз относят к патологическому процессу, в результате которого фиброзное замещение тканей приводит к постепенной утрате их специфических функций с последующей дисфункцией поражённого органа, фиброз дермы в ограниченных пределах может приводить к эстетически приемлемому результату. Поэтому процесс формирования рубца, если он протекает в физиологически благоприятных условиях, является естественным ответом организма на нарушение его целостности и, по сути, представляет собой явление тканевой регенерации.

Самое начало процесса репарации, примерно с 4-5-го дня с момента повреждения, - это малоизученный период, при котором несколько типов клеток-предшественников (прогениторных клеток) трансформируются в специальный тип клеток - так называемые миофибробласты (рис. 5.10).

Молекулярно-генетический аспект этого перехода очень сложен и подразумевает участие многочисленных факторов (рис. 5.11).

Ниже представлено краткое описание молекулярных событий в каждом из четырех путей (нумерация путей соответствует направлению слева направо на рис. 5.11). Общее для всех случаев - то, что первичным триггером является увеличение механического напряжения во внеклеточном матриксе, приводящее к давлению на клетки (в данном случае - фибробластов).

Медицинские книги

@medknigi