Роль кінцевих продуктів гликации в передчасному старінні шкіри

Старіння - це багатофакторний процес, в якому задіяні генетичні, ендогенні і зовнішні чинники. У міру старіння шкіра втрачає вологу, стає тонкою, а фотоповрежденія стають більш вираженими. Такі наслідки є результатом генетичних і епігенетичних факторів. Існує два основних рівня старіння шкіри - внутрішній (хронологічне старіння, яке є індивідуальним і залежить від генетичних особливостей) і зовнішнє (протікає під впливом факторів навколишнього серед - ультрафіолетового випромінювання, забруднюючих речовин і т.д.). Одним із зовнішніх факторів, пов`язаних з передчасним старінням, є накопичення кінцевих продуктів гликации (AGEs). 

Роль кінцевих продуктів гликации в зміні біологічних процесів шкіри

Існує два основні відмінності між біохімічними процесами гліколізірованія і гликации. Гліколізірованіе - це процес, який відбувається за участю ферментів, а глікації - повільна неферментативная реакція між аміногрупами білків (в основному лізину) і редукуючих цукрів.

Глікації виникає, коли глюкоза (основне джерело енергії) зв`язується з дезоксирибонуклеїнової кислотою (ДНК), білками і жирами, в результаті чого їх функція порушується. В результаті цієї реакції в позаклітинному матриксі дерми з`являються залишки кінцевих продуктів гликации (AGEs) - при цьому деякі з них мають характерні флуоресціюючими властивостями, які автори визначили за допомогою спеціального приладу під назвою AGE reader ™ (виробництва Diagnoptics Technologies B.V., Нідерланди). В даному випадку глікації протікає по реакції Майяра, яка полягає в зв`язуванні електрофільних карбонільних груп або цукрів з лізином або аргініном (амінокислотами).

Рівень кінцевих продуктів гликации в зрілої шкірі (не в крові) є маркером глікометаболіческого і окисного стресу.

Кінцеві продукти гликации призводять до біологічних змін, які впливають на активацію синтезу молекул. Вироблення AGEs підтримується:

• ультрафіолетовим випромінюванням;
• киснем;
• активними формами кисню (ROS);
• редокс-активними перехідними металами.

Рецептори AGEs активують різні молекулярні шляхи, таким чином беручи участь в:

• запаленнях;
• імунної реакції;
• проліферації клітин;
• експресії генів.

Вплив ультрафіолетового випромінювання спектру А на кінцеві продукти гликации призводить до утворення активних форм кисню, таких як радикали:

• супероксид-аніон;
• радикал перекису водню;
• гідроксильний радикал.

Зазначені вільні радикали можуть стимулювати вироблення супероксид-аніону НАДФ-оксидазой або послаблювати антиоксидантну захисну систему. 

Шкіра, метаболічний синдром і кінцеві продукти гликации

Основними характеристиками метаболічного синдрому є:

• ожиріння центрального типу;
• порушення толерантності до глюкози;
• дисліпідемія;
• артеріальна гіпертензія.

Близько третини населення планети страждають даним захворюванням.

Різні дерматологічні захворювання пов`язані з метаболічним синдромом і / або його складовими. Також метаболічний синдром частково прискорює процес старіння.

В силу впливу метаболічного синдрому на організм, в тому числі на шкіру, проявляються ознаки уповільненого запалення, викликаного окислювальним стресом - стану, в якому кількість активних форм кисню перевищує протиокислювальні здатності організму, що призводить до вивільнення запальних цитокінів і постійної запальної захисної реакції в шкірі.

Надлишок активних форм кисню призводить до перекисного окислення жирів, окислювальним пошкоджень білків і ДНК, а окислювальний стрес негативно позначається на біоснтезе колагену і посилює запалення, що призводить до:

• активації матриксной металлпротеніази;
• активації арил-вуглеводневих рецепторів (AhR);
• активні форми кисню і редокс активують перехідні метали, в результаті чого формування кінцевих продуктів гликации прискорюється.

В результаті гликации і накопичення кінцевих продуктів гликации в шкірі активізуються прозапальні процеси, передчасний апоптоз (загибель клітин), поглиблюються окислювальні пошкодження і навіть розвиваються передракові захворювання шкіри, такі як актинічний кератоз.

На мікроскопічному рівні такі зміни виражені в:

• появі дрібних зморшок;
• втрати еластичності;
• истончении епідермісу і дерми;
• зниженні швидкості мітозу базальних кераноцітов;
• зниженні проліферативної здатності;
• клітинному старінні.

Втрата еластичності шкіри викликана формуванням мостових з`єднань між молекулярними складовим дерми і AGEs. Кінцеві продукти гликации призводять до порушень у позаклітинному матриксі внаслідок того, що:

• AGEs провокують біологічні зміни в синтезі молекул;
• активація ферменту, який призводить до руйнування матриксу (металлопротеніаза);
• вплив УФ-променів на кінцеві продукти гликации у позаклітинному матриксі призводить до утворення активних форм кисню, що призводить до незворотних змін в дермі.

Продукти з високим глікемічним індексом сприяють акумуляції кінцевих продуктів гликации в організмі, що не тільки прискорює процес старіння, а й є серйозним фактором у розвитку хронічних захворювань, особливо діабету, серцево-судинних і навіть онкологічних захворювань. Тому важливо обмежити вживання вуглеводів і зробити вибір на користь продуктів з низьким глікемічним індексом, наприклад, яблук, кешью, апельсинів і коричневого рису.

Незважаючи на те, що основні функції шкіри добре відомі, її роль в системних метаболічних порушень не до кінця вивчена. Тому необхідно проводити подальші дослідження з метою поглиблення розуміння ранніх проявів метаболічного синдрому на шкірі, а також його впливу на біологічну і естетичну функцію шкіри.

За матеріалами журналу Prime.