Особенности структурно-функциональной организации НИЭСК при старении кожи

фото Особенности структурно-функциональной организации НИЭСК при старении кожи
Старение кожи сопровождалось истончением эпидермиса, что выражалось в уменьшении его толщины и количества рядов клеток в нем (с 83,21 ± 5,65 рш до 55,66 ± 5,84 < 0,001 и с 6,92 ± 1,09 ряда клеток до 4,88 ± 0,5 ряда клеток), а также сглаживанием линии дермо-эпидермального соединения. Небольшая атрофия дермы при хронологическом старении кожи происходила счет параллельного уменьшения содержания коллагеновых и эластических волокон в ней, о чем свидетельствует стабильность показателя их соотношения (4,75 ± 0,9). В то же время в коже височной области, подверженной хронической инсоляции, у пациентов старших возрастных групп отмечена аккумуляция волокон, окрашиваемых орсеином, в папиллярной дерме («солнечный эластоз»). Это отражалось в увеличении доли эластических волокон в верхних отделах дермы (с 11,51 ± 1,69 до 15,58 ± 0,86%) и уменьшении показателя соотношения коллагеновых и эластических волокон (с 3,55 ± 0,47 до 2,07 ± 0,28). Кроме того, с фотостарением кожи ассоциировалось появление периваскулярной воспалительной лимфогистиоцитарной инфильтрации («солнечный дерматит»).

Экспрессия нейроэндокринных сигнальных молекул клетками кожи при хронологическом фотостарении и старении. Проведенное иммуногистохимическое исследование обнаружило конституциональную экспрессию мелатонина и его основного предшественника серотонина клетками базального слоя эпидермиса у пациентов всех возрастных групп. Полученные результаты согласуются с данными об экспрессии компонентов системы биосинтеза индолал-киламинов в клетках эпителия кожи.


Таким образом, анализ собственных результатов и данных литературы позволяет утверждать, что эпидермис человека является местом биосинтеза эндогенных серотонина и мелатонина. Продукция этих биогенных аминов кератиноцитами, не являющимися эндокринными клетками, укладывается в представление об эндокринной функции, как об общебиологической и присущей всем клеткам независимо от их происхождения. В этом аспекте кератиноциты эпидермиса можно рассматривать как неотъемлемое звено НИЭСК, регулирующей физиологические функции кожи, а продуцируемые ими вещества — как паракринные сигнальные молекулы для локальной координации межклеточных и межтканевых взаимодействий.

Особого внимания, на наш взгляд, заслуживает факт экспрессии изучаемых биогенных аминов кератиноцитами базального слоя эпидермиса. Известно, что базальный слой образован активно пролиферирующими полустволовыми и редко делящимися стволовыми клетками. Последние, по мнению ряда исследователей, могут быть основными мишенями для повреждающего действия эндогенных и экзогенных факторов (в частности, активных форм кислорода) и источниками клонов клеток с повреждениями генетической информации. Несмотря на то что физиологическая роль серотонина и мелатонина в коже изучена мало, а результаты экспериментальных исследований носят зачастую противоречивый характер, их способность контролировать процессы пролиферации и апоптоза с преимущественным развитием цитостатических эффектов и антиоксидантное действие общепризнаны. Поэтому продукция серотонина и мелатонина наиболее функционально активными и уязвимыми кератиноцитами, по нашему мнению, свидетельствует о важной роли этих биогенных аминов в нейроэндокринной регуляции и координации биологических процессов в коже, а также может представлять собой один из механизмов, снижающих риск опухолевой трансформации эпителиальных клеток.


В пользу обоих предположений свидетельствуют обнаруженные достоверные корреляции между количественными показателями экспрессии изучаемых биогенных аминов и маркеров пролиферации, апонтоза и дифференцировки кератиноцитов, о которых будет сказано ниже.

Динамика экспрессии мелатонина и серотонина клетками эпидермиса при хронологическом и фотостарении кожи имела сходный характер. Количество базальных кератиноцитов, синтезирующих эти биогенные амины, достоверно снижалось в коже пациентов старше 60 лет по сравнению с таковым у 19-27 летних. При этом график зависимости показателей площади экспрессии изучаемых веществ от возраста пациентов несколько отличался от прямолинейного. Характерной особенностью экспрессии серотонина и мелатонина в коже было то, что количество иммунопозитивных к ним клеток значимо уменьшалось только у пациентов 50-55 лет, оставаясь стабильным у более молодых. Описанная динамика продукции изучаемых биогенных аминов, и особенно мелатонина, клетками эпидермиса в процессе старения отличается от таковой клетками пинеальной железы. Синтез и секреция мелатонина эпифизом начинает снижаться уже в период полового созревания, а после достижения зрелого возраста уменьшаются весьма существенно — у пожилых людей средние суточные уровни гормона на 50% ниже, чем у молодых. Неодинаковые темпы снижения продукции мелатонина в пинеальной железе и его экстрапинеальных источниках отмечены и другими исследователями. В частности, показатели секреции гормона энтерохромаффинными клетками желудочно-кишечного тракта начинают снижаться только у пациентов старше 60 лет.
580
Полученные результаты, на наш взгляд, могут отражать компенсаторно-приспособительные процессы, протекающие при старении, когда на фоне снижения секреции пинеального мелатонина его стабильно высокий уровень в тканях и коже в частности и ассоциированные с ним регуляторные, цитостатические и антиоксидантные эффекты в целом обеспечиваются за счет продукции гормона периферическими клеточными элементами.


Следует отметить, что количественные показатели экспрессии клетками эпидермиса изучаемых биогенных аминов при фотостарении были выше таковых при хронологическом старении у пациентов до 55 лет, а после 60 лет — существенно не различались. Эти результаты могут указывать на то, что в коже, подверженной хроническому воздействию УФИ, индуцирующему как непосредственную фотомодификацию молекул DNA, так и опосредованные через генерацию свободных радикалов перекисное окисление белков и липидов, разрывы нитей DNA, активацию факторов транскрипции и другие эффекты, имеется активация компонентов НИЭСК с усилением продукции серотонина и мелатонина, действие которых направлено на нивелирование последствий окислительного стресса.

Кроме того, нами обнаружена экспрессия мелатонина мастоцитами дермы, являющаяся, по-видимому, результатом активной абсорбции его или связывания этими клетками. В пользу данного предположения свидетельствует, во-первых, появление выраженного иммуноокрашивания тучных клеток на участках кожи, характеризующихся практически полным отсутствием окрашивания в эпидермисе, а во-вторых, тесная связь количественных показателей экспрессии гормона клетками эпидермиса и дермы в процессе старения кожи. В 3 наблюдениях у пациентов, которым операция проводилась в сезон с высоким уровнем естественной инсоляции (апрель — май) отмечена слабая иммунореактивность тучных клеток к серотонину. Способность мастоцитов поглощать из окружающей ткани биологически активные пептиды, и в том числе мелатонин, хорошо известна.


По мнению исследователей, она является отражением их гормональной функции и участия в реакциях, направленных на поддержание локального гомеостаза. По крайней мере, именно с формированием «защитного барьера» из мастоцитов, абсорбировавших серотонин и мелатонин, связывают устойчивость некоторых опухолей к радиотерапии. А в качестве возможных механизмов, опосредующих радиоустойчивость, обсуждают антиоксидантное действие мелатонина и способность серотонина вызывать гипоксию опухолевых клеток. Логично предположить, что значимое увеличение количества мастоцитов, иммунопозитивных к мелатонину, в коже, подверженной фотостарению, и появление в сезон с высоким уровнем естественной инсоляции единичных клеток, окрашиваемых антителами к серотонину, отражает комплекс реакций, направленных на нивелирование последствий окислительного стресса, индуцированного УФО.

Однако остается неизвестным, опосредована ли абсорбция или связывание этих биогенных аминов происходит через специфические рецепторы — данные об их экспрессии мастоцитами человека в литературе отсутствуют. Имеются только сведения о конституциональной экспрессии кодирующих их генов и соответствующих mRNA в культуре тучных клеток крыс линии RBL-2H3 (Rat Basophilic Leukemia cells). He вполне ясен и спектр биологических эффектов мелатонина, оказываемых непосредственно на мастоциты кожи. Поскольку гормон обладает иммуномодулирующим действием на другие иммуноциты человека, например может активировать моноциты и нейтрофилы или индуцировать пролиферацию Т-лимфоцитов и секрецию ими цитокинов, закономерно предположить его аналогичное влияние и на тучные клетки.


С другой стороны, исследования in vivo и in vitro, проведенные G. Izzo et. al, обнаружили, что мелатонин оказывает ингибирующее действие на индуцированную различными факторами гиперплазию и аккумуляцию мастоцитов в интерстиции яичек лягушки. В связи с этим значительное усиление абсорбции мелатонина тучными клетками при фотостарении кожи, сопровождающемся их гиперплазией, может отражать опосредованную через паракринные механизмы регуляцию пролиферации и дифференцировки мастоцитов клетками эпителия. Это предположение, конечно, требует проведения специальных исследований.

Интересно, что абсолютное количество мастоцитов, иммунопозитивных к мелатонину, не превышало половины клеток, окрашиваемых толуидиновым синим, как в коже заушной, так и височной области у пациентов всех возрастных групп. В то же время доля тучных клеток, дающих выраженную иммунопозитивную реакцию с антителами к CgA, составляло 60—70% в коже заушной области и до 90% в коже височной области. Данные об экспрессии и возможной продукции CgA мастоцитами соединительной ткани кожи и других органов в доступной литературе отсутствуют. Тем не менее известно, что основные физиологические функции тучных клеток связаны с синтезом, накоплением и секрецией разнообразных биологически активных веществ, в том числе биогенных аминов, ферментов, цитокинов и хемоаттрактантов. Депонирование вырабатываемых или абсорбируемых ими продуктов мастоциты осуществляют в специфических гранулах, обозначаемых как секреторные лизосомы. Электронно-микроскопическое изучение этих органелл обнаруживает ультраструктурные черты, характерные как для лизосом, так и для секреторных гранул эндокринных APUD-клеток. Поскольку основной функцией CgA считают участие в биосинтезе секреторных гранул и укладке в них биологически активных пептидов? закономерно предположить, что и в мастоцитах он выполняет ту же роль.

Изучение возрастной динамики CgA-иммунопозитивных тучных клеток в коже установило, что в то время как при хронологическом старении их количество оставалось относительно стабильным на протяжении жизни пациентов, при фотостарении оно существенно увеличивалось, достоверно, хотя и умеренно, коррелируя с возрастом пациентов. Со второй/третьей по седьмую декады жизни их количество выросло более чем в 1,5 раза (с 509,24 ± 6,73 клеток до 950,64 ± 16,47 клеток в 1 мм2 кожи, р < 0,0001) и превышало таковое в коже заушной области у этих же пациентов практически в 3 раза (950,64 ± 16,47 по сравнению с 359,15 ± 12,99 клеток в 1 мм2 кожи,/? < 0,0001). Причем особенности динамики клеток, экспрессирующих CgA, в процессе фотостарения кожи отражали таковые мастоцитов, выявленных при окраске толуидиновым синим.

Поскольку в коже заушной области, закрытой от инсоляции, количество CgA-иммунопозитивных тучных клеток оставалось относительно стабильным на протяжении жизни пациентов, можно предположить, что их гиперплазия в коже височной области является следствием эпигенетического влияния УФИ. Кроме того, с фотостарением ассоциировалось повышение оптической плотности экспрессии CgA тучными клетками, косвенно свидетельствующее об активации их синтетической и секреторной функции. Описанные особенности иммуноокрашивания тучных клеток антителами к серотонину, мелатонину и CgA свидетельствуют в пользу представления о них как о важных клеточных звеньях НИЭСК, а выраженные изменения экспрессии этими клетками биологически активных пептидов при старении кожи — о возрастных изменениях их гомеостатических функций. Характерной особенностью распределения CgA-иммунопозитивных тучных клеток у пациентов старших возрастных групп являлась тенденция к их аккумуляции в очагах эластоза в папиллярной дерме. Корреляционный анализ между количеством мастоцитов, экспрессирующих CgA, и тяжестью фотостарения дермы, оцененной по соотношению объема коллагеновых и эластических волокон в папиллярной дерме, установил наличие связей умеренной силы между ними. Эти данные могут свидетельствовать о роли CgA-иммунопозитивных тучных клеток в развитии эластоза, являющегося маркером хронического фотоповреждения кожи.

Кроме того, фотостарение кожи сопровождалось появлением иммуноокрашивания антителами к CgA эндотелиальных клеток поверхностных сосудов дермы. Причем в коже пациентов, которым операция проводилась в сезон с высоким уровнем естественной инсоляции (апрель — май), отмечалось увеличение оптической плотности экспрессии маркера на 10-12% — с 2,13 ± 0,15 у. е. до 2,44 ± 0,07 у. е., свидетельствующее об усилении способности эндотелиоцитов к синтезу или абсорбции этого белка. В настоящее время не вызывает сомнений нейроэндокринная активность эндотелиальных клеток. Они способны синтезировать и секретировать широкий спектр биологически активных молекул, необходимых для ауто- и паракринной регуляции сосудистого тонуса, свертывания крови, проницаемости сосудистой стенки, васкулярной архитектоники, взаимодействия клеток циркулирующей крови с сосудистой стенкой и миграции в дерму. Например, поддерживая базальный тонус артериальных сосудов, эндотелиальные клетки постоянно синтезируют оксид азота (N0) и эндотелиальный гиперполяризующий фактор, а при стимуляции гуморальными факторами — брадикинин, ацетилхолин, эндотелеины, натрийуретические пептиды, ангиотензин и другие биологически активные вещества. Однако данных о продукции ими CgA в литературе нет.

С другой стороны, имеются сведения о способности эндотелиальных клеток абсорбировать этот белок при повышении его уровня в сыворотке крови, ассоциированном с патологией сердечно-сосудистой системы или гормонально-активными опухолями. Причем считают, что CgA выступает в качестве функционального антагониста ФНО-а, а его основным биологическим действием является нормализация проницаемости сосудистой стенки. Этот эффект достигается несколькими путями. Во-первых, CgA стабилизирует цитоскелет эндотелиальных клеток, во-вторых, восстанавливает подавленную ФНО-а экспрессию VE-кадхерина, а также частично ингибирует тромбин и фактор роста эндотелия. Известно, что тучные клетки дермы локализованы преимущественно вокруг сосудов, ФНО-а наряду с гистамином является одним из основных депонированных ими продуктов, и его секреция, осуществляющаяся конституционально, в значительной мере усиливается УФО. Провоспалительные эффекты обеспечиваются проникновением нейтрофилов и других лейкоцитов через эндотелий и стимуляцией ангиогенеза. Поэтому появление экспрессии CgA эндотелиоцитами дермы при фотостарении кожи, сопровождающемся гиперплазией тучных клеток и усилением их секреторной активности, особенно в сезон с повышенным уровнем естественной инсоляции, является, на наш взгляд, одним из адаптационных механизмов паракринной регуляции гомеостаза дермы в условиях индуцированного хроническим УФО воспаления.

Таким образом, описанные результаты изучения возрастной динамики экспрессии нейроэндокринных сигнальных молекул клетками кожи височной и заушной области свидетельствуют о том, что с хронологическим старением кожи ассоциируется некоторое подавление нейроэндокринной активности компонентов НИЭСК. В то же время фотостарение кожи характеризуется неоднозначными нейроэндокринными сдвигами. С одной стороны, способность тучных и эндотелиальных клеток абсорбировать биологически активные пептиды прогрессивно усиливается с возрастом пациентов, с другой — у пожилых пациентов происходит истощение деятельности кератиноцитов по продукции серотонина и мелатонина. Экспрессия сигнальных молекул иммунной системы клетками кожи при хронологическом и фотостарении. Анализ результатов иммуногистохимических и морфометрических исследований кожи пациентов разных возрастных групп обнаружил ассоциированные с ее старением изменения количественных и качественных показателей экспрессии молекул HLA-Dr и CDla, опосредующих межклеточные взаимодействия при реализации реакций адаптивного иммунного ответа.

Выбор в качестве объекта исследования системы антигенов HLA-Dr был сделан на основании многочисленных данных о том, что из всех молекул II класса ГКГ, включающих также HLA-DQ и HLA-DP молекулы, именно она наиболее часто экспрессируется клетками кожи (а кератиноциты экспрессируют только ее) как в норме, так и при патологии. В то же время сведения об особенностях экспрессии этой системы антигенов в коже при старении в доступной литературе отсутствуют. Слабая конституциональная экспрессия системы антигенов II класса ГКГ HLA-Dr, обозначаемая как HLA-Dr low, в коже пациентов 19-27 лег осуществлялась клетками эпидермиса и дермы. В эпидермисе иммунопозитивные клетки располагались преимущественно в супрабазальных отделах и имели множественные цитоплазматичес-кие отростки, что послужило основанием верифицировать их как КЛ. В дерме экспрессия антигенов HLA-Dr осуществлялась гетерогенной по составу популяцией клеток, характеризующихся выраженным полиморфизмом их размеров и формы.


Оцените статью: (8 голосов)
3.75 5 8
2007-2017 © Copyright ООО «МЕДКАРТА». Все права на материалы, находящиеся на сайте medkarta.com,
охраняются в соответствии с законодательством РФ, в том числе, об авторском праве и смежных правах.