4 курс / Дерматовенерология / КОЛЛАГЕН_В_КОСМЕТИЧЕСКОЙ_ДЕРМАТОЛОГИИ_

наблюдается и при некоторых хронических патологиях отдельных тканей или органов. В обоих случаях результатом является формирование фиброза (соединительной ткани), а роль триггера в инициации синтеза коллагена de novo играют выделяемые клетками цитокины и повышение уровня свободных активных окислительных радикалов (АФК, ROS - reactive oxygen species). ROS (АФК) в норме присутствуют как вне, так и внутри клеток, они необходимы как сигнальные молекулы, и их уровень обычно находится под контролем. Рост их внеклеточной концентрации вызывает активацию доселе латентного фактора TGF-β1 связывание которого со своим рецептором запускает несколько каскадов внутриклеточных реакций (рис. 5.1). Их результатом являются активная пролиферация фибробластов и миофибробластов к месту повреждения, синтез ими коллагена и формирование фиброза (Morry et al., 2016).

Фактор TGF-β1 - белок, который производится и секретируется большинством клеток организма, включая клетки иммунной системы, имеет множество функций. В контексте нашего изложения важна его роль в инициации неоколлагенеза (то есть синтеза коллагена de novo). Относительно недавно было установлено, что, активируясь при кожных патологиях, TGF-β1индуцирует экспрессию гликолитических генов и способствует усилению гликолитических потоков (Nigdelioglu et al., 2016). Он также индуцирует активность ферментов PHGDH, PSAT1, PSPH, а также фермента SHMT2, необходимых для синтеза аминокислот серина и глицина соответственно, как исходного материала для синтеза коллагена.

Неоколлагенез с участием фактора TGF-β1 может быть также вызван воздействием на фибробласты дермы различных биоактивных соединений. К ним относится, в частности, выделяемый из морской водоросли Pyropia yezoensis пептид PYP1-5. Этот пептид активирует сразу несколько типов реакции (Kim C. еt al., 2015). Он приводит к снижению уровней как мРНК, так и белка металлопротеиназ MMP-1, разрушающих фибриллы коллагена. При этом он активирует реакции, приводящие к увеличению уровней мРНК и ингибиторов MMP-1 - ферментов TIMP-1 и TIMP-2 (см. гл. 3). Более того, этот пептид активирует целый каскад реакций, называемый TGF-p/SMAD, индуцируя синтез белков TGF-β1 и SMAD2/SMAD3.

Медицинские книги

@medknigi

наблюдается и при использовании ретиноидов - соединений, химически близких витамину А (Kligman, 1986). Среди них наиболее сильным действием

обладает третиноин (tretinoin), действие которого хорошо изучено. Подобные материалы часто назначают для снижения последствий фотостарения. Недостаток витамина С в дерме замедляет синтез коллагена. Давно замечено, что обработка кожи содержащими витамин С препаратами усиливает его синтез (Nusgens et al., 2001). Один из простейших по составу кремов, способствующий разглаживанию морщин, содержит 10% водорастворимой формы витамина С (аскорбиновая кислота, аскорбат) и 7% его водонерастворимой (жирорастворимую) формы (Fitzpatrick, Rostan, 2002). Cвойством стимулировать продукцию нового коллагена обладают получившие широкое распространение кремы и мази, содержащие факторы роста и цитокины (Fabi, Sundaram, 2014; Uitto, Kouba, 2000). Проблема с этими соединениями заключается в их плохой проницаемости через кожу (Mehta, Fitzpatrick, 2007). Факторы роста и цитокины представляют собой молекулы с молекулярной массой более 15 кДа, в то время как уже молекулы с массой около 500 Да с трудом проникают в глубокие слои кожи. Поэтому наиболее перспективным представляется использование матрикинов (см. разд. 2.3) - коротких пептидов низкой молекулярной массы, получаемых с помощью протеолиза внеклеточного матрикса (Maquart et al., 2004). Использование содержащих их кремов в течение примерно месяца показывает увеличение уровня коллагена в коже. Далее приводится список таких матрикинов, эффективность которых была проверена в клинических испытаниях.

•Glycine-histidine-lysine (GHK).

•Glycine-glutamate-lysine-glycine (GEKG).

•Lysine-threonine-threonine-lysine-serine (KTTKS).

•Micro-protein complex (MPC?, представляет собой смесь N-oc-tanoyl-carnosine и GEKG/palmitoyl-GHK)

Среди целого ряда предлагаемых в настоящее время косметических процедур, направленных главным образом на восстановление коллагеновых структур дермы, обработка кожи с помощью физических воздействий входит в число самых востребованных (Деев и др., 2014; Britt, Marcus, 2017). Среди многих косметологов бытует мнение, которое они продвигают среди своих пациентов, что процедуры с использованием физических модуляторов (лазер, тепло, ультразвук и т.д.) приводят к неспецифической стимуляции синтеза коллагена в дерме - неоколлагенезу (Hantash et al., 2009; Ruiz-Esparza, Gomez, 2003; Lee,

2000; Bjerring et al., 2000; Wu et al., 2012). В число этих базовых технологий аппаратной эстетической медицины входит облучение лазером, импульсами света (светошок), фотодинамическое, ультразвуковое и радиочастотное облучение. Каждый из этих методов может использоваться для различного рода физиотерапии, применяемой для воздействия на кожу и ПЖК. Технические параметры аппаратных методик (длительность излучения, его интенсивность, глубина проникновения и др.) существенно зависят от каждого конкретного случая. Хотя эти процедуры относятся к категории неинвазивных или

Медицинские книги

@medknigi

малоинвазивных, они могут протекать с различного рода осложнениями после процедуры и, как правило, сопровождаются умеренными болевыми ощущениями во время её проведения (Tremaine, Avram, 2015).

Коррекция возрастных изменений кожи является комплексным процессом и не может быть полностью скорректирована при помощи одного метода. Поэтому для решения косметологических задач требуется сочетание этих технологий с целью достижения наилучших клинических результатов.

5.1.1. Лазерная обработка кожи

Хотя лазер начали использовать в дерматологии и косметической медицине ещё в 1970-х гг. (Bailin et al., 1987), только начиная с 2006 г. появились его модификации, позволившие облучать кожные участки с достаточной энергией и контролируемой глубиной проникновения. Действие любого лазера основано на уникальной способности генерировать когерентный пучок лучей с определённой длиной волны (монохроматическое излучение). Разные источники излучения (рубин, александрит, аргон и т.д.) характеризуются определёнными, свойственными только им, спектрами излучения (рис. 5.2).

Соответственно, выбор специалистом того или иного лазера определяется диапазоном поглощения лазерных лучей подлежащей облучению биологической субстанции. Совпадение диапазона области поглощения и спектра излучения приводит к очень быстрому нагреву и коагуляции облучаемого участка ткани или органа, например, кожи (Husain, Alster, 2016). В случае одного из наиболее популярного СО2-лазера происходит практически мгновенное испарение воды в очень небольшом объёме, в то время как окружающие клетки остаются не нагретыми (Omi, Numano, 2014). Применение этого типа лазера оказалось высокоэффективным в удалении свежих (до 3 нед после образования) шрамов в результате фиброзов (Alberti et al., 2017), а также лечении многих дефектов кожи - стрий, рубцов, проявлений постак-не (Толстая, Зильберберг, 2013). Подобные аппаратные косметологические методики с применением данного типа лазеров используются в косметологической практике как способ, стимулирующий активную регенерацию кожи и ведущий к её омоложению в результате дозированного повреждения эпидермиса и дермы. При длине волны 10 600 нм, варьируя плотностью излучаемого потока, на фракционном СО2-лазере можно работать практически во всех слоях кожи - от поверхностных до глубоких. Повреждение тканей в результате воздействия лазерного излучения влечёт за собой развитие обычных фаз раневого процесса - воспаления, образования грануляционной ткани, ремоделирования матрикса (Карабут и др., 2010; 2016). В основе биохимического действия лежит процесс, запускающий целый ряд реакций, связанный с выбросом белков теплового шока, а также синтезом многочисленных факторов роста - ТФР, основного фактора роста фибробластов, эндо-телиалього, тромбоцитарного, сосудистоэндотелиального факторов роста, цитокинов. В эпидермисе и дерме запускаются процессы пролиферации и активизируется внутри- и внеклеточный протеолиз, привлекающий в зону повреждения иммунные клетки, в первую очередь макрофаги. За счёт миграции и деления стволовых клеток эпидермиса базальный слой в зоне повреждения восстанавливается в течение первых суток

Медицинские книги

@medknigi

(Филипова и др., 2013). Активность этого процесса зависит от контроля баланса мощности излучения и длительности импульса. При мощном, но коротком импульсе хорошо выражен эффект абляции (удаление вещества с поверхности лазерным импульсом), а термическое повреждение минимально, что обусловливает небольшие размеры зон коагуляции. И, наоборот, при малой мощности излучения, но более длительном импульсе резко возрастает прогрев тканей, что приводит к образованию более широких зон коагуляции вокруг абляционных каналов, а эффект абляции снижается (Толстая, 2013; Шептий и др., 2012). В основе фототермического действия лазерного излучения лежит процесс быстрого нагревания, вызывающий денатурацию тканей эпидермиса и дермы. В начале в тканях-мишенях происходит коагуляция белка, затем, при достижении температуры кипения, наступает процесс вапоризации, приводящий к стремительному (взрывному) испарению тканевой воды и извержению водяных паров вместе с фрагментами клеточных и тканевых структур за пределы зоны воздействия. Так формируется абляционный канал (рис. 5.3) (Толстая, 2013).

Рис. 5.2. Спектры излучения. Реперными линиями отмечены наиболее используемые в медицинских лазерах длины волн и источники излучения: 755 нм (александритовый лазер); 694 нм (рубиновый лазер), 514 нм (аргоновый лазер), 1064 нм (неодимовый лазер); 2940 (эридиумый лазер); 10 600 нм (СО2- лазер)

В результате этого «извержения» большая часть тепловой энергии теряется, вокруг абляционного канала формируется тонкая полоса коагулированных тканей.

Некоторые другие типы лазеров с более мягким воздействием успешно используются в косметологических процедурах (Cohen et al., 2016; Volkova et al., 2017). Так, например, для омоложения кожи лица всё активнее используется Er:YAG лазер (Volkova et al., 2017). В облучённых таким лазером участках кожи происходит увеличение содержания коллагена I и III типов, а также тропоэластина по крайней мере в течение 6 мес после первой обработки (Hersant et al., 2017). Отмечается улучшение микроциркуляции в коже на глубину до 2

Медицинские книги

@medknigi

мм и улучшение биомеханических свойств, которые сохраняются и после 6- месячного периода наблюдений (Medved et al., 2017). Многими специалистами было замечено, что в облучённых лазером участках кожи происходит увеличение содержания коллагена (Azadgoli, Baker, 2016; Husain, Alster, 2016).

В недавней работе на модели лабораторных животных (мышей) авторам удалось установить молекулярную природу этого процесса, используя широко применяемый в косметологии 800 нм диодный лазер (Ren et al., 2016). Молекулярный анализ образцов облучённой кожи показал, что на третий день после процедуры происходит нарастание количества инфла-маторных (провоспалительных) цитокинов (фактора некроза опухолей TNF-α и интерлейкина ИЛ-6) и протеиназ ММР-1, активация фактора NF-χB и инициация сигнального пути через клеточный поверхностный рецептор TLR4. На 30-й день наблюдалось значительное увеличение содержания в дерме проколлагена и, что немаловажно, существенное улучшение структуры кожи. Объяснением этому, по мнению авторов, может служить ускорение турновера коллагена вследствие процессов, схожих с происходящими при залечивании ран. При другом типе лазера и других параметрах излучения, наоборот, может происходить подавление активности металлопротеиназ при значительном увеличении экспрессии мРНК проколлагена и самого белка.

Медицинские книги

@medknigi

al., 2017; Volkova et al., 2017). Однако при этом в США, например, медицинские страховки покрывают лишь два их типа: удаление гемангиомы и бородавок.

5.1.2. Светошок (Intense Pulsed Light)

Методика светошока (Intense Pulsed Light, IPL) всё активнее применяется в работе косметологов вследствие разнообразия возможностей, которые она предлагает. При этом стоимость необходимого оборудования ниже, а манипуляции с ним проще, чем с лазерами. Эта процедура входит в семёрку наиболее популярных в США косметических манипуляций. В терапии с применением светошока используется обработка кожи серией кратковременных импульсов интенсивного светового потока. Аппарат для светошока испускает немонохромные импульсы.

Спектр излучения при светошоке находится в диапазоне от примерно 420 нм до мягкого инфракрасного излучения. При этом в зависимости от структуры облучаемого объекта используются специальные фильтры, отсекающие ненужные длины волн. Хотя диапазон излучения даже при фильтрации более размыт, чем у лазера, он зачастую оказывается достаточным для достижения необходимого эффекта. А эффект, который достигается при светошоке, - такой же, как у лазерной терапии, то есть происходит локальный кратковременный нагрев небольшого участка поверхности кожи. Наиболее популярный диапазон, называемый специалистами оптическим окном, находится между 600 и 900 нм. В этом диапазоне поглощение излучения обычными для лазера хромофорами (вода, меланин, альбумин) невелико и, соответственно, импульс света проникает глубже в кожу. Хотя эта глубина проникновения излучения не превышает нескольких миллиметров, её оказывается вполне достаточно для многих терапевтических целей (Gonzalez-Rodriguez, Lorente-Gual, 2015; DiBernardo, Pozner, 2016; Ping et al., 2016; Husain, Alster, 2016). Авторами этих работ отмечается увеличение количества коллагена, эластина и гиалуронана начиная с

3 сут после процедуры (Cuerda-Galindo et al., 2016; Augustyniak, Rotsztejn, 2017).

Совместная обработка кожи 5-аминолевулиновой кислотой (5-aminolevulinic acid) и светошо-ком демонстрировала синергетический эффект при терапии фотостарения кожи (Dover et al., 2005).

5.1.3. Радиочастотная терапия

Подобно лазерной обработке, светошоку и ультразвуку, радиочастотный (RF) метод вызывает нагрев определённого участка дермы, в данном случае - за счёт нагрева водяной фракции путём индукции осцилляции молекул воды (Beasley, Weiss, 2014). Считается, что главное преимущество RF-технологий состоит в том, что они позволяют разогреть кожу и ПЖК изнутри, за счёт «отклика» заряженных частиц на изменяющиеся электрические поля. С помощью RFметода возможно в одном сеансе обрабатывать большие участки, что недостижимо при лазерной терапии. Физиологический эффект обработки зависит от глубины воздействия. Чем ниже частота излучения, тем глубже оно проникает. Максимальная глубина обработки - 6 мм, а используемый диапазон излучения: от 3 кГц до 24 гГц. Различают приборы с монополярным

(Thermage/ThermaCool; Exilis), двуполярным (Aluma; eMa-trix) и униполярным

Медицинские книги

@medknigi

(Accent) принципами облучения (Sadick, Rothaus, 2016). Наибольшую глубину фокусировки создают монополярные аппараты. Используя 1-миллиметровый диапазон, прибор ThermiRF позволяет воздействовать на дерму, жировой слой (Key, 2014). Прибор позволяет осуществлять мониторинг температуры как нагреваемого участка внутри кожи, так и на её поверхности. Подача сигнала мгновенно автоматически прекращается, если система регистрирует перегрев. Уплотнение кожи достигается в температурном диапазоне 55-65 °C (Wakade et al., 2016). Чтобы избежать повреждения эпидермиса, в аппаратах предусмотрено его контактное охлаждение.

Большая популярность RF-методов омоложения во многом обусловлена тем, что изменение структуры коллагенового матрикса кожи происходит сразу же после воздействия, а уже затем в течение месяцев происходит формирование нового коллагена. Как было показано в работе (Zelickson et al., 2004), сразу после RF-воздействия в дерме наблюдается нарушение упорядоченного расположения коллагеновых волокон, а именно увеличивается число зазоров между волокнами. Обычно эти изменения интерпретируют как частичную денатурацию коллагена, приводящую к образованию микрорубцов в дерме и контролируемой воспалительной реакции, что вызывает сокращение («схлопывание») старого и генерацию образования нового коллагена. Как было показано в одной из работ (Fullerton et al., 2006), гидратация коллагена сопровождается увеличением его объёма примерно в 1,5 раза за счёт расширения просветов между волокнами белка. Возможно, именно этот эффект наблюдается сразу после RF-воздействия - гидратация «ссохшихся» пучков коллагена за счёт встраивания воды между его макромолекулами. В одном из исследований анализ биоптатов кожи с помощью электронной микроскопии, взятых сразу после процедуры и затем через 3 и 8 нед, обнаружил увеличение диаметра коллагеновых фибрилл - результат сжатия коллагенового матрикса. Молекулярный анализ обнаружил постепенный рост количества мРНК коллагена и самого белка (неоколлагенез), а также эластина (неоэластогенез)

(Hantash et al., 2009).

Одно из последних по времени исследований (Кругликов, 2016), в части особенностей процедурной стратегии применения RF-методов в эстетической дерматологии, доказывает, что попадающая в ПЖК часть RF-тока протекает в основном через области перицеллюлярного фиброза. Радиочастотные токи концентрируются в этой фиброзной ткани, что и приводит к селективному нагреву. Делается предположение, что за развитие в коже долгосрочного терапевтического эффекта отвечает не «схлопывание» коллагена и не неоколлагенез в дерме, а изменение объёма жировой ткани и ее фиброз, формирование данного типа фиброза будет зависеть от вида и параметров RFвоздействия (Кругликов, 2016) (более подробно см. гл. 6).

5.1.4. Ультразвуковая терапия

Принцип работы аппаратов, использующих ультразвук, таких как Ultherapy (Ulthera Inc., USA), также основан на локальном нагреве путем фокусирования ультразвуковых волн в определённом участке дермы (Minkis, Alam, 2014). Возникающая коагуляция индуцирует воспаление и протекание реакций,

Медицинские книги

@medknigi

приводящих к повышению синтеза коллагена и эластина. Предполагается, что сжатие уже имеющегося коллагена приводит к уплотнению кожи, то есть повышению её тонуса и улучшению внешнего вида. Ультразвуковой метод обладает также тем преимуществом, что позволяет непосредственно наблюдать на экране место обработки (глубиной до 8 мм) и корректировать фокусировку. Процедура, как правило, легко переносится и не вызывает осложнений, кроме кратковременного дискомфорта при её проведении. Новейшая методика ультразвуковой обработки в косметической медицине получила название «микрофокусный ультразвук», также называемый интенсивный сфокусированный ультразвук (IFUS) (Fabi et al., 2016). В отличие от RFтерапии, микрофокусный ультразвук способен проникать в более глубокие слои кожи, не вызывая нежелательного разогрева её поверхности. Это позволяет в течение очень короткого времени нагревать целевой участок (обычно размером менее 1 мм3) до более высокой температуры (выше 60° C). Нагрев приводит к коагуляции коллагеновых фибрилл и денатурации коллагена - происходит уплотнение кожи. При этом регистрируется увеличение синтеза нового коллагена. У 60-90% пациентов улучшение тонуса кожи лица наблюдается спустя 6 мес после первой процедуры (Werschler, 2016). Весь курс состоит обычно из трёх сессий с промежутками в 4 нед.

5.1.5. Критический анализ эффективности физических методов, применяемых в косметической дерматологии

В среде многих специалистов-косметологов считается, что процедуры с использованием физических модуляторов (лазер, светошок, радиочастотные токи, ультразвук) достаточно эффективны, поскольку являются результатом неспецифической стимуляции синтеза правильного коллагена в дерме -

неоколлагенеза (Beasley, Weiss, 2014;

DiBernardo, Pozner, 2016; Werschler, 2016; Ren et al., 2016). Однако, по мнению некоторых исследователей, более детальный анализ протекающих в коже биохимических процессов, происходящих после описанных выше процедур, свидетельствует, что синтеза полноценного коллагена не происходит (Kruglikov, 2013). Действительно, содержание проколлагена (предшественника полноценного белка) в результате таких процедур может временно увеличиваться, но оно также быстро спадает в результате биодеградации и оказывается значительно меньше, чем оно должно было бы быть вследствие резкого увеличения его мРНК. В теории это количество могло бы оказывать некоторый омолаживающий эффект, но хорошо известно, что механические свойства у проколлагена гораздо слабее выражены, чем у зрелого коллагена, и наблюдения за изменениями рельефа кожи даже после сверхэкспрессии проколлагена не обнаруживают заметных различий (Kruglikov, 2013). По мнению автора (Kruglikov, 2013), важно различать процессы индукции коллагена в дерме - эти процессы могут быть вызваны естественным обновлением или патологическими состояниями. Фиброз при заживлении ран, например, связан с массивным притоком коллагена к повреждённым тканям, но фибробласты при этом нефункциональны. Естественное обновление зрелого

Медицинские книги

@medknigi