Добавить в корзинуПозвонить
Найти в Дзене

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ФОСФОРА В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА.

ВЗАИМОСВЯЗЬ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ ЦИНКА И ФОСФОРА В РЕГУЛИРОВАНИИ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ КЛЕТОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ В ДЕРМЕ. Статья для журнала ЭСТЕТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА ТОМ XX №4 2021 Авторы статьи: В. Хабаров, кандидат химических наук, директор АНО «Научно-исследовательский центр гиалуроновой кислоты» И. Жукова, врач-дерматовенеролог, косметолог, кандидат медицинских наук, главный редактор журнала «Эстетическая медицина» П. Иванов, научный сотрудник ИСПМ РАН И. Кветной, доктор медицинских наук, заведующий отделом патоморфологии НИИ акушерства и гинекологии им. Д.О. Отта Москва, Санкт-Петербург, Россия Часть I. Проведенное исследование операционных образцов (биоптатов) кожи пациентов 41 и 64 лет гистологическими и иммуногистохимическими методами (по экспрессии сигнальных молекул – прохибитина, коллагена I и III типа, VIP, ММР-9 и ММР-13, Р16) показало эффективность действия препаратов «Тетраскил» (РУ № РЗН 2020/12168) и «Скинопро» (РУ, РЗН 2019/9525), в основе которого лежит снижение окислительного стресса, ни
Оглавление

ВЗАИМОСВЯЗЬ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ ЦИНКА И ФОСФОРА В РЕГУЛИРОВАНИИ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ КЛЕТОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ В ДЕРМЕ.

Статья для журнала ЭСТЕТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА ТОМ XX №4 2021

Авторы статьи:

В. Хабаров, кандидат химических наук, директор АНО «Научно-исследовательский центр гиалуроновой кислоты»

И. Жукова, врач-дерматовенеролог, косметолог, кандидат медицинских наук, главный редактор журнала «Эстетическая медицина»

П. Иванов, научный сотрудник ИСПМ РАН

И. Кветной, доктор медицинских наук, заведующий отделом патоморфологии НИИ акушерства и гинекологии им. Д.О. Отта Москва, Санкт-Петербург, Россия

Часть I.

Проведенное исследование операционных образцов (биоптатов) кожи пациентов 41 и 64 лет гистологическими и иммуногистохимическими методами (по экспрессии сигнальных молекул – прохибитина, коллагена I и III типа, VIP, ММР-9 и ММР-13, Р16) показало эффективность действия препаратов «Тетраскил» (РУ № РЗН 2020/12168) и «Скинопро» (РУ, РЗН 2019/9525), в основе которого лежит снижение окислительного стресса, низкая митофагия в клетках кожи, рост коллагена первого и третьего типа, даже через два месяца после окончания курса инъекционных процедур.

1. Введение

Жизнь на нашей планете называют «углеродной» в силу присутствия атомов углерода в качестве ключевых узлов структур биологических молекул. С таким же основанием её можно назвать фосфорозависимой, ибо не менее важную роль эволюция предложила фосфору – не только в структуре нуклеиновых кислот, но и в молекулярных носителях внутриклеточной энергии - молекулах аденозинтрифосфата (АТФ). Содержащие атомы фосфора фосфолипиды входят в состав всех клеточных мембран – как для изолирования содержимого клетки от внешней среды, так и для сортировки регуляторных молекул внутри клетки. В состав костей необходимым компонентом входит неорганический фосфат кальция (гидроксиапатит), а для эмали зубов необходим фторофосфат. Вместе они составляют до 90% от всего содержимого фосфора в организме, то есть примерно 1% от веса человека. Остальной фосфор распределяется в кровотоке, волосах, коже и мягких тканях.

Важнейшим биохимическим процессом с участием фосфора в клетке являются реакции фосфорилирования – дефосфорилирования. Многие ферментативные белки могут фосфорилироваться и дефосфорилироваться. Отрицательно заряженные фосфатные группы изменяют конформацию белков и выполняют роль переключателей ферментов из активного состояния в неактивное, и наоборот. Так фермент фосфоглюкомутаза представляет собою обширный класс сериновых ферментов, у которых в активном центре присутствует остаток серина, необходимый для каталитической активности. Гидроксильная группа серина этерифицируется фосфорной кислотой при взаимодействии с кофактром глюкозо-1,6-дифосфатом, при активном участии ионов цинка, при этом энзим становится активным и катализирует превращение глюкозо-1-фосфата в глюкозо-6-фосфат – основное соедининие с которого начинается синтез гиалуроновой кислоты в клетке [1]. Фермент пребывает в одной из двух форм - фосфорилированной (активной) и дефосфорилированной (нефосфорилированной, неактивной). Таким образом, от уровня фосфора в клетке зависит эффективность синтеза гиалуроновой кислоты [2].

Для ферментов клеток кожи весьма значимыми кофакторами являются ионы цинка. Они входят, наряду с фосфором, в активные центры всех ДНК- и РНК-полимераз. Цинк необходим для стабилизации структур ДНК, РНК, рибосом и, входя в состав аминоацил-тРНК-синтетаз и фактора элонгации (этап биосинтеза) белковой цепи, играет важную роль в процессах синтеза белков. Фундаментальное значение имеет влияние цинка на репликацию ДНК и экспрессию генов, поскольку ионы цинка входят в активный центр ДНК - и РНК-полимераз, формируют цинк-зависимые ДНК-связывающие структуры регуляторных белков ("цинковые пальцы») [3].

АТФ в клетке играет роль главного переносчика фосфатных групп на другие нуклеозид-5-трифосфаты. Концевые фосфатные группы они получают от АТФ в реакциях, катализируемых Zn2+ и Мg2+- зависимыми ферментами – нуклеозиддифосфокиназ. Через разные рибонуклеотиды энергия передается на определенные метаболические пути. Так уридинтрифосфат (УТФ), как и глюкозо-6-фосфат используется в синтезе гиалуроновой кислоты, а гуанозинтрифосфат (GTP) - в синтезе белков [2]. Часть энергии АТФ необходима для механической работы мышечных клеток, другая часть используется для активного транспорта метаболитов через мембраны митохондрий. Выполнение клетками работ с затратой АТФ активирует поглощение кислорода, окисление субстратов и приводит к накоплению АДФ (аденозиндифосфат) в митохондриях. Таким образом, клетка реагирует на интенсивность метаболизма и поддерживает соотношение АТФ/АДФ на необходимом уровне. Это важнейшие энергетические процессы, в которых задействованы цинк, некоторые друние микроэлементы и производные фосфорной кислоты [3].

Другой пример ковалентной модификации белков фосфатными группами - липазы. Фосфатная группа присоединяется к гидроксильным группам серина, треонина или тирозина липаз. Она несет один или два отрицательных заряда, которые изменяют конформацию фермента. В зависимости от природы фермента фосфорилирование липаз серинового ряда может активировать или инактивировать фермент. Эти ферменты необходимы при восстановлении мембранных структур, которые расходуются в процессах экзоцитоза и эндоцитоза. Так фибробласты кожи поглощают каждую минуту 1% своей плазматической мембраны. При этом площадь поверхности и объём клетки остаются постоянными. Следовательно, в клетках функционирует слаженная система экзоцитозно-эндоцитозного цикла с участием фосфат-ионов. Плазматическая мембрана фибробластов и других клеток кожи состоит в основном из глицерофосфолипидов, у которых две спиртовые группы этерифицированы жирными кислотами, а третья фосфорной кислотой. Остаток фосфорной кислоты в свою очередь образует сложноэфирную связь с различными полярными группировками - аминоспиртом холином, этаноламином или серином. Фосфолипиды содержатся в основном только в клеточных мембранах.

Основной итог вышесказанного - процессы фосфорилирования / дефосфорилирования в здоровой коже должны протекать непрерывно и не подвергаться рассогласованию под действием различных неблагоприятных факторов внешней среды, которые инициируют протекание окислительного стресса и, тем самым, нарушают клеточное дыхание. Поэтому «организовать» эффективный способ доставки фосфора в клетки для нормализации клеточного дыхания – одна из основных задач, признанных решать методами инъекционной косметологии.

2. Инъекционный гидрогелевого препарат на основе гиалуроновой кислоты «Тетраскил» с активным фосфором в вариантах исполнения «нормал» и «форте» (РЗН 2020/12168).

В состав «Тетраскил» входит, наряду с высокомолекулярной гиалуроновой кислотой, гидро- и дигидрофосфат натрия. Неорганические фосфатные группы слабой фосфорной кислоты (Н3РО4 –фосфорная кислота, Н2РО4- - дигидрофосфат-ион, НРО42- - моногидрофосфат- ион), участвуют во множестве реакций фосфорилирования основных метаболитов, белков, при образовании высокоэнергетических фосфатов, которые играют важную роль в регуляции метаболизма клетки. К изменениям рН особенно чувствительна каталитическая активность ферментов. Хорошо известно, что сопряженная пара ионов Н2РО4- - НРО42- используeтся в качестве эффективного буфера для поддержания нейтрального рН (рН 7,4). Но это не единственное, и далеко не самое важное свойство фосфат-ионов, используемых в данном препарате. Основная идея, которую реализовали разработчики данного изделия, заключалась в модификации низкомолекулярных фрагментов гиалуроновой кислоты дигидрофосфатом натрия. Разработанная компанией ООО «МЕДИКАЛСАЙНС» технологическая платформа [4], основанная на трансформации (химической конъюгации) низкомолекулярных фракций гиалуроновой кислоты (олигосахаридных фрагментов) различными биоактивными компонентами, позволила получить в результате реакции этерификации фосфорилированные фрагменты гиалуронана (гиалуронанфосфат натрия). (Подобную реакцию этерификации аскорбиновой кислоты (витамин С) проводят для получения устойчивой к окислению формы витамина – аскорбилфосфата натрия [6]). Наличие фосфорилированных низкомолекулярных фрагментов гиалуроновой кислоты в изделии «Тетраскил» обеспечивает активный транспорт фосфат-ионов в клетки дермальных фибробластов. Гомеостаз фосфора в клетке существенно зависит от уровня в организме витамина D [5], цинка, гормонов кальцитонина, кальцитриола, инсулина, паратироидного гормона PTH, фактора роста фибробластов FGF-23 и натрий-зависимого транспортного белка NPT2b. У большинства возрастных пациентов косметологических клиник наблюдаются те или иные отклонения от нормального уровня вышеперечисленных регуляторных биомолекул. Например, для полноценного протекания реакции фосфорилирования – дефосфорилирования необходим не только оптимальный уровень фосфат-ионов, но и высокая активность фактора роста фибробластов FGF-23. Для полноценной активности FGF23 необходимо его взаимодействие с белком Клото, уровень которого заметно спадает с возрастом. Поэтому сочетанное применение «Тетраскил» с гидрогелями, в состав которых входит цинк (клинически доказано, что ионы цинка в разы увеличивают уровень Клото белка в коже [7]) должно приводить к выраженному косметическому эффекту омолаживающих процедур.

3. Материалы и методы

а) Гистохимическое исследование

Для исследования использовали биоптаты кожи от пациентов 41 и 64 лет. Для гистологического исследования готовили срезы 4-6 мкм, которые окрашивали гематоксилином и эозином, по методу Ван Гизон-Вейгерта, также проводили окраску пикросириусом красным с последующим исследованием в поляризационном свете. Для иммуногистохимического окрашивания были приготовлены серийные срезы толщиной 4-6 мкм, которые помещали на предметные стекла покрытые поли-L-лизином (Menzel). Исследования проводились на депарафинизированных и дегидратированных срезах с использованием авидин-биотинового иммунопероксидазного метода.

Для верификации экспрессии сигнальных молекул/маркеров использовали первичные антитела. Морфометрию (количественную оценку иммуногистохимических реакций) проводили методом подсчета площади позитивной реакции (%) с исследуемыми антителами в срезах исследуемых образцов.

Оценку соответствия данных нормальному закону распределения осуществляли с помощью критерия Шапиро-Уилка.

б) Гистологическое описание образцов

М1(контрольный образец, пациент 41 год)- тонкая кожа, эпидермис типичного строения с ороговением. В сосочковой дерме определяются единичные меланофаги. В дерме - полнокровные сосуды с дилятацией лимфатических капилляров, слабой перивазальной лимфоцитарной инфильтрацией и присутствием немногочисленных тучных клеток. Средняя дерма фрагментирована, с выраженным отеком и кровоизлияниями. Обилие волосяных фолликулов с наличием единичных сальных желез и умеренной, очаговой инфильтрацией вокруг сальных желез и волосяных фолликулов. При окраске по Ван Гизону-Вейгерту в верхних отделах дермы отмечаются участки коллагенизации.

М3(через 60 дней после окончания курса биоревитализирующих процедур «Тетраскил нормал») - тонкая кожа, эпидермис типичного строения.с ороговением В дерме - умеренное количество сосудов с незначительным их расширением, слабый отек. Определяются немногочисленные волосяные фолликулы, наружная оболочка хорошо прослеживается и состоит из светлых клеток. Инфильтрат слабый, перивазальный. В глубокой дерме множество мышечных волокон. При окраске по Ван Гизону-Вейгерту в верхних отделах - полосовидные участки коллагенизации, преимущественно в зоне придатков кожи.

М5(через 10 дней после окончания курса биоревитализирующих процедур «Тетраскил нормал») - тонкая кожа, эпидермис типичного строения.с ороговением В дерме умеренное количество полнокровных сосудов и расширенных лимфатических капилляров, отек слабый. Определяются многочисленные волосяные фолликулы и протоки потовых желез, сальные железы отсутствуют. Инфильтрат очаговый, слабый, перивазальный. В глубокой дерме множество мышечных волокон. При окраске по Ван Гизону-Вейгерту в верхних отделах преимущественно рыхлая соединительная ткань, коллагенизация, в основном, выявляется в зоне придатков кожи.

При окрашивании пикросириусом красным наблюдается стереотипная картина (во всех образцах М1-М5) при микроскопии в поляризованном свете, а именно: ретикулярный слой представлен преимущественно зелеными/желтыми областями, что отражает присутствие коллагена типа III в виде тонких нитей.

При окрашивании пикросириусом красным наблюдается стереотипная картина (во всех образцах М) при микроскопии в поляризованном свете, а именно: ретикулярный слой представлен преимущественно зелеными/желтыми областями, что отражает присутствие коллагена 1 и 3 типа в виде тонких нитей.

С1(контрольный образец, пациент 64 лет)- - тонкая кожа, эпидермис типичного строения с ороговением. В дерме умеренное количество сосудов со значительным их расширением, умеренный отек. Определяются немногочисленные волосяные фолликулы, наружная оболочка хорошо прослеживается и состоит из светлых клеток. Инфильтрат слабый, перивазальный. В глубокой дерме единичные мышечные волокна. При окраске по Ван Гизону-Вейгерту в верхних отделах участки коллагенизации, преимущественно в зоне придатков кожи.

С3(через 60 дней после окончания курса биоревитализирующих процедур «Тетраскил нормал») - тонкая кожа, эпидермис типичного строения с ороговением. В дерме умеренное количество сосудов со значительным их расширением, умеренный отек, кровоизлияния. Определяются немногочисленные волосяные фолликулы. Наружная оболочка хорошо прослеживается и состоит из светлых клеток. Инфильтрат слабый, перивазальный. При окраске по Ван Гизону-Вейгерту - диффузная, субтотальная коллагенизация сосочковой и ретикулярной дермы.

С5(через 10 дней после окончания курса биоревитализирующих процедур «Тетраскил нормал») - тонкая кожа, эпидермис с ороговением. В верхней дерме единичные меланофаги. В дерме умеренное количество сосудов с незначительным их расширением, слабый отек. Определяются немногочисленные волосяные фолликулы и потовые железы, очаговый липоматоз. Воспалительный инфильтрат слабый, очаговый, перивазальный и вокруг единичных фолликулов, представлен лимфоцитами. При окраске по Ван Гизону-Вейгерту отмечается субтотальная коллагенизация сосочковой дермы и очаговая ретикулярной дермы.

При окрашивании пикросириусом красным наблюдается стереотипная картина (во всех образцах С) при микроскопии в поляризованном свете, а именно: ретикулярный слой представлен преимущественно желтыми/красными областями, что отражает присутствие зрелого коллагена I типа в виде толстых нитей.

Основные морфометрические показатели (мкм) гистологического исследования приведены в таблице №1.

Таблица №1 Морфометрические показатели гистологического исследования (мкм)
Таблица №1 Морфометрические показатели гистологического исследования (мкм)

4. Результаты и обсуждение

В группе М отмечается воспалительная инфильтрация, представленная лимфоцитами и плазмоцитами с незначительным увеличением количества тучных клеток, что создает впечатление о розацеоподобных изменениях в коже, преимущественно вокруг придатков кожи. Также наблюдается дилатация лимфатических сосудов с отеком различной степени выраженности (рис. 1).

В группе образцов возрастной кожи отмечается уменьшение количества придатков кожи, истончение сосочкового слоя и множественные меланофаги. В дерме отек различной степени выраженности, расширение и полнокровие сосудов (рис. 2).

Толщина образцов М1 и С1 кожи отличались - толщина возрастной кожи была больше, что можно связать с увеличением количества зрелого коллагена в ретикулярном слое.

Также видно, что группы исследованных биоптатов кожи отличаются по степени дилатации (диффузное расширение) сосудов, особенно лимфатических.

Рис. 1. Гистологическое исследование.

(А) - образец молодой кожи, (сосочковый слой) контроль. Выявляются дилатированные сосуды. В зоне придатков кожи - воспалительный инфильтрат. Окраска гематоксилином-эозином. х100.
(А) - образец молодой кожи, (сосочковый слой) контроль. Выявляются дилатированные сосуды. В зоне придатков кожи - воспалительный инфильтрат. Окраска гематоксилином-эозином. х100.
(В) - образец молодой кожи, контроль. Ретикулярный слой представлен преимущественно зелеными/желтыми областями (тонкие нити коллагена III). Окраска пикросириус красным. х100. Поляризация.
(В) - образец молодой кожи, контроль. Ретикулярный слой представлен преимущественно зелеными/желтыми областями (тонкие нити коллагена III). Окраска пикросириус красным. х100. Поляризация.

Рис. 2. Гистологическое исследование.

(А)- образец возрастной кожи, контроль. Выявляются дилатированные сосуды. Отмечается недержание пигмента и истончение сосочкового слоя. Окраска гематоксилином-эозином. х100.
(А)- образец возрастной кожи, контроль. Выявляются дилатированные сосуды. Отмечается недержание пигмента и истончение сосочкового слоя. Окраска гематоксилином-эозином. х100.
(В) - образец возрастной кожи, контроль. Ретикулярный слой представлен преимущественно желтыми/красными областями (толстый зрелый коллаген I типа). Окраска пикросириус красным. х100. Поляризация.
(В) - образец возрастной кожи, контроль. Ретикулярный слой представлен преимущественно желтыми/красными областями (толстый зрелый коллаген I типа). Окраска пикросириус красным. х100. Поляризация.

Прохибити́н (Prohibitin, PHB) является многофункциональным митохондриальным белком, локализованным на внутренней мембране митохондрий. Он регулирует синтез митохондриальной ДНК, отвечает за стабильность организации и количестве копий митохондриальной ДНК, и играет важную роль в регуляции дыхательной активности митохондрий (рис.3). Белок PНВ выступает в качестве рецептора в запуске митофагии, защищает клетки от окислительного стресса и связанных с ним воспалительных процессов. Метаболизм митохондрий приводит к образованию побочных продуктов, которые приводят к повреждениям ДНК и мутациям. Таким образом, поддержание популяции нормальных митохондрий необходимо для жизнедеятельности клетки. Образование АТФ при окислительном фосфорилировании приводит к появлению разнообразных активных форм кислорода (АФК) в митохондриях. Образование АФК как побочного продукта деятельности митохондрий, в конце концов, приводит к гибели клетки. Повреждение митохондрий происходит не только при окислительном стрессе или болезнях; нормальные митохондрии накапливают окислительные повреждения всё время, что вредно не только для митохондрии, но и для самой клетки. Из-за опасности, которую представляют повреждённые митохондрии, своевременное их удаление необходимо для поддержания целостности клетки. Митофагия несет главную ответственность за устранение поврежденных митохондрий. Экспрессия РНВ, запускающего митофагию, наблюдается не только в эпидермисе, но и в дермальном слое.

Рис.3. Сравнение относительной площади экспрессии маркера Прохибитина (РНВ) в образцах кожи пациентов 41 года и 64 лет: контроль – интактная кожа; через 10 и 60 дней после окончания курса биоревитализирующих процедур препаратом «Тетраскил нормал».
Рис.3. Сравнение относительной площади экспрессии маркера Прохибитина (РНВ) в образцах кожи пациентов 41 года и 64 лет: контроль – интактная кожа; через 10 и 60 дней после окончания курса биоревитализирующих процедур препаратом «Тетраскил нормал».

Матриксные металлопротеиназы ММР-9, ММР-13. Межклеточный матрикс состоит из большого количества компонентов, которые обусловливают жесткость, подвижность и упругость кожи. Ремоделирование дермы осуществляется не только в результате активного физиологического функционирования, но и в процессе синтеза/распада (обновления, турновера) всех структурных компонентов. Процессы деградации структур межклеточного матрикса являются важной составной частью физиологического ремоделирования ткани. Коллагеновые белки постоянно повреждаются свободными радикалами, реакциями неферментативного гликирования (присоединения остатков глюкозы к амнокислотным остаткам белков), карбамилирования, билирубинирования, протеолиза. Эти изменения приводят к нарушению взаимодействия и ориентации макромолекул. В зонах повреждений активируются металлопротеиназы (ММР), которые разрушают неправильно структурированные или ориентированные макромолекулы.

Рис.4. Сравнение относительной площади экспрессии маркера ММР-9 в образцах кожи пациентов 41 года и 64 лет: контроль – интактная кожа; через 10 и 60 дней после окончания курса биоревитализирующих процедур препаратом «Тетраскил нормал».
Рис.4. Сравнение относительной площади экспрессии маркера ММР-9 в образцах кожи пациентов 41 года и 64 лет: контроль – интактная кожа; через 10 и 60 дней после окончания курса биоревитализирующих процедур препаратом «Тетраскил нормал».

Функции ММР не ограничиваются только ремоделированием межклеточного матрикса путем его разрушения, как это предполагалось до недавнего времени. Эксперименты на животных свидетельствуют, что, действуя на различные субстраты, разные ферменты семейства ММР участвуют в регуляции таких физиологических процессов как морфогенез, резорбция и ремоделирование тканей, ангиогенез, миграция, белковая адгезия [8-10]. Так, например, повышенная активность MMP-9 отмечена при ремоделировании ткани и её репарации, мобилизации матрикс-связанных факторов роста и процессинге цитокинов [11]. Экспериментально доказанные результаты роста активности протеиназ [12], в частности ММР-9, в коже подвергнутой хроно- и УФ- старению, связано с утилизацией повреждений желатинизированного коллагена, и способствуют качественному ремоделированию межклеточного матрикса дермы. Результаты настоящего исследования маркера ММР-9 показывают, что репаративные процессы в молодой коже (41 г) протекают более интенсивно, не только в сравнении уровня экспрессии, но и продолжительности пост-эффекта (рис.4).

Рис.5. Сравнение относительной площади экспрессии маркера ММР-13 в образцах кожи пациентов 41 года и 64 лет: контроль – интактная кожа; через 10 и 60 дней после окончания курса биоревитализирующих процедур препаратом «Тетраскил нормал».
Рис.5. Сравнение относительной площади экспрессии маркера ММР-13 в образцах кожи пациентов 41 года и 64 лет: контроль – интактная кожа; через 10 и 60 дней после окончания курса биоревитализирующих процедур препаратом «Тетраскил нормал».

Считается [12], что уровень некоторых внеклеточных металлопротеиназ ММР может служить мерой старения ткани. На сегодняшний день известны около 30 протеолитических ферментов, из которых ММР-1,3,13 разрушают большинство коллагеновых белков типа I, II, III, IV, IX, X. С возрастом продукция коллагена значительно снижается, а уровень его деградации растет, что не в последнюю очередь связано с ростом экспрессии гена, кодирующего синтез ММР-13. Экспериментально зафиксированно снижение в 2,5 раза количества ММР-13 в образцах кожи пациента 64 лет, и 3-х кратное падение ММР-13 в коже пациента 41 года после введения «Тетраскил нормал» (см. рис.5). При этом обратная картина – рост в 3,3 раза ММР-9 в биоптате кожи (41 год) и рост только в 1,5 раза для возрастной кожи (рис.4). Это очень важные результаты, которые могут свидетельствовать об усилении процессов, тормозящих старение кожи.

Коллаген I и III типа. Особая важность коллагенов для обеспечения структурной целостности внеклеточного матрикса кожи обусловлена их способностью к формированию отдельных или объединенных фибрилл, волокон и сеток в сочетании с другими белками межклеточного вещества. Фибриллообразующие коллагены относятся к структурирующим клеточным факторам. Для кожи основными типами коллагена являются I и III. Данные коллагеновые белки обладают следующими структурными особенностями и функциональными свойствами. Коллаген I типа сплетен в пучки длиной 300 нм, образует поддерживающие волокна большого диаметра, опозноваемые интегринами поверхностных рецепторов фибробластов. III тип - образует пучки длиной 300 нм малого диаметра, часто сополимеризуется с коллагеном I типа. Видимые проявления старения кожи у женщин начинаются с 30 лет и выражаются в появлении морщин и снижении упругости кожи. Каждый год синтез коллагена снижается на 1%. Поэтому экспериментально полученный результат роста коллагена I и III типов после биоревитализирующих процедур с применением «Тетраскил нормал» - подтверждает эффективность подобного рода антивозрастных мероприятий. При этом необходимо отметить очень важный факт - в зависимости от возраста пациентов экспериментально зафиксированы существенные различия в эффективности ресинтеза коллагеновых белков. Для пациента 41 г коллаген I типа вырос в 2 раза через 10 дней и 2,8 раза через 2 месяца после окончания курса процедур. Коллаген III типа в фиксируемые временные интервалы имел рост, соответственно, в 1,7 и 2 раза (рис.6). Для возрастной кожи максимальный рост коллагена I составил 100% (рис.7), при этом 6-ти кратный рост коллагена III – впечатляющий результат!

Рис.6. Сравнение относительной площади экспрессии маркеров Коллагена I(синий) и III типа (красный) в образцах кожи пациента 41 года : контроль – интактная кожа; через 10 и 60 дней после окончания курса биоревитализирующих процедур препаратом «Тетраскил нормал».
Рис.6. Сравнение относительной площади экспрессии маркеров Коллагена I(синий) и III типа (красный) в образцах кожи пациента 41 года : контроль – интактная кожа; через 10 и 60 дней после окончания курса биоревитализирующих процедур препаратом «Тетраскил нормал».
Рис.7. Сравнение относительной площади экспрессии маркеров Коллагена I(синий) и III типа (красный) в образцах кожи пациента 64 года : контроль – интактная кожа; через 10 и 60 дней после окончания курса биоревитализирующих процедур препаратом «Тетраскил нормал».
Рис.7. Сравнение относительной площади экспрессии маркеров Коллагена I(синий) и III типа (красный) в образцах кожи пациента 64 года : контроль – интактная кожа; через 10 и 60 дней после окончания курса биоревитализирующих процедур препаратом «Тетраскил нормал».

Белок репликативного старения - p16INK4. Белок репликативного старения - p16INK4a является одним из биомаркеров старения и играет ключевую роль в процессах клеточного цикла. Повышенный уровень Р16, инициируемый окислительным стрессом или повреждением ДНК, способствует старению клеток и снижению способности их к самообновлению. Удаление этого белка снижает фенотипические изменения, связанные с возрастом. Данный белок является крайне важной терапевтической мишенью в области геронтологии. В настоящее время ученые находят все новые и новые механизмы влияния p16INK4a на клеточный цикл и старение. В настоящем исследовании не установлено статистически достоверного влияния «Тетраскил нормал» на уровень экспрессии этого биомаркера у пациента 41г, а для возрастной кожи (64 г) через 60 дней после курса процедур отмечено 30% падение уровня p16INK4a.

Рис.8. Сравнение относительной площади экспрессии маркера p16INK4a в образцах кожи пациентов 41 года и 64 лет: контроль – интактная кожа; через 10 и 60 дней после окончания курса биоревитализирующих процедур препаратом «Тетраскил нормал».
Рис.8. Сравнение относительной площади экспрессии маркера p16INK4a в образцах кожи пациентов 41 года и 64 лет: контроль – интактная кожа; через 10 и 60 дней после окончания курса биоревитализирующих процедур препаратом «Тетраскил нормал».

5. Выводы

Настоящее исследование продолжает цикл работ авторов по изучению in vivo влияния эссенциальных микроэлементов в составе гиалуронановых гидрогелей на состояние кожи пациентов различных возрастных категорий после инъекционного курса процедур. Гистологическими и иммуногистохимическими методами (по изменению экспрессии сигнальных молекул – прохибитина, коллагена I и III типа, ММР-9 и ММР-13, Р16) сравнивали операционные образцы кожи пациентов 41 и 64 лет с предварительно введенным гиалуронановым микроимплантатом «Тетраскил нормал», производенным компанией ООО «Медикал сайнс» (РЗН 2019/9525) по новой технологической схеме производства гелей на основе гиалуроновой кислоты (Патент РФ №2710074, 2019). Впервые в наших исследованиях мы обратились к белку прохибитину, которрый является многофункциональным митохондриальным белком, отвечающим за стабильность организации и количестве копий митохондриальной ДНК и играющий важнейшую роль в регуляции дыхательной активности митохондрий. Продолжили изучение поведения основных белковых биомаркеров ответствечающих, в первую очередь, за состояние кожных покровов: коллагена первого и третьего типа, матриксных металлопротеиназ ММР-9 и ММР-13. Были установлены значительные различия в эффективности действия «Тетраскил нормал» в зависимости от возраста пациента.

Рекомендуемая литература:
  1. Golovan SP, Meidinger R, Ajakaiye A, Cottrill M, Wiederkehr M, Barney D, Plante C, Pollard J, Fan M, Hayes M, Laursen J, Hjorth J, Hacker R, Phillips J, Forsberg C. Pigs expressing salivary phytase produce low-phosphorus manure. Nat Biotechnol. 2001 Aug;19(8):741-5.

2. Peacock M. Phosphate Metabolism in Health and Disease. Calcif Tissue Int. 2020 Apr 7.

3. Oteiza PI. Zinc and the modulation of redox homeostasis. Free Radic Biol Med. 2012 Nov 1;53(9):1748-59.

4. Иванов П.Л., Хабаров В.Н. Гидрогелевая водорастворимая композиция на основе гиалуроновой кислоты и ионов поливалентных металлов, и способ ее получения. Патент РФ №2710074, 2019.

5. Bergqvist C, Ezzedine K. Vitamin D and the skin: what should a dermatologist know? G Ital Dermatol Venereol. 2019 Dec;154(6):669-80.

6. Хабаров В.Н., Иванов П.Л. Биомедицинское применение гиалуроновой кислоты и ее химически модифицированных производных. М.: «ГЭОТАР-МЕД», 2020.

7. Хабаров В.Н., Жукова И.К., Кветной И.М. Изучение физиологической роли кремния и цинка в составе инъекционных гидрогелей гиалуроновой кислоты. 2020. Х1Х. №2. С.1-7.

8. Fonseca FL, da Costa Aguiar Alves B, Azzalis LA, Belardo TM. Matrix Metalloproteases as Biomarkers of Disease. Methods Mol Biol. 2017;1579:299

9. Phillips TM, Fadia M, Lea-Henry TN, Smiles J, Walters GD, Jiang SH. MMP2 and MMP9 associate with crescentic glomerulonephritis. Clin Kidney J. 2017 Apr;10(2):215-220.

10. Juchniewicz A, Kowalczuk O, Milewski R, Laudański W, Dzięgielewski P, Kozłowski M, Nikliński J. MMP-10, MMP-7, TIMP-1 and TIMP-2 mRNA expression in esophageal cancer. Acta Biochim Pol. 2017 May 15.

11. Рогова Л. Н., Шестернина Н. В., Замечник Т. В., Фастова И. А. / Матриксные металлопротеиназы, их роль в физиологических и патологических процессах // Вестник новых медицинских технологий. 2011. (4): 86-89

12. Хабаров В.Н. Коллаген в косметической дерматологии 2018. М.: ГЭОТАР-МЕД.