В составе косметических уходовых средств часто встречается глицерин, что объясняется его способностью впитывать воду из окружающего воздуха и придавать коже естественную увлажнённость. Однако это вещество может иметь и терапевтическую ценность, то есть обладать лечебными свойствами для кожи – так считают исследователи из Медицинского колледжа Джорджии.
Глицерин, или глицерол, – это природный гигроскопичный спирт, который веками использовался в средствах по уходу за кожей, – говорит доктор Венди Боллинджер Боллаг, клеточный физиолог.
В исследовании, опубликованном в декабрьском номере журнала “Journal of Investigative Dermatology”, она в соавторстве с доктором Сянцзянь Чжэн, аспирантом Университета Вандербильта, показывает, что глицерин улучшает внешний вид и функции кожи, помогая ее клеткам правильно созревать.
«Это довольно свежая гипотеза, над которой еще предстоит серьезно поработать», – говорит доктор Боллаг о своем исследовании. По ее словам, молекулы глицерина обладают сигнальными свойствами, за счет которых помогают клеткам кожи правильно проходить все четыре стадии развития.
Бесконечный цикл воспроизводства клеток кожи начинается в самом глубоком слое эпителия. Молодые клетки, появившиеся в результате деления материнских, постепенно вытесняются в верхние слои. Здесь они перестают размножаться, переключаясь на другие функции, и в конечном итоге становятся зрелыми поверхностными клетками. Теперь их основная задача – производство липидов. До самой своей гибели они будут формировать защитный барьер кожи.
Выводы исследователей о сигнальной функции глицерина означают, что это вещество может способствовать заживлению ран, а также применяться в терапии псориаза и немеланомного рака кожи – заболеваний, связанных с нарушениями деления и созревания клеток эпителия. Важно отметить доступность глицерина – его можно приобрести как в чистом виде, так и в качестве компонента многих продуктов питания.
Исследователи обнаружили роль глицерина в созревании клеток кожи, изучая фосфолипазу D – фермент, который преобразует липиды внешней защитной плазматической мембраны в клеточные сигналы.
Фосфолипиды – это жироподобные вещества, составляющие большую часть плазматической мембраны. Эта своеобразная липидная пленка покрывает каждую клетку, отделяет ее от других клеток и управляет проникновением веществ в цитоплазму и в межклеточное пространство.
Все клетки организма обладают такой мембраной, но клетки кожи вырабатывают некоторое количество фосфолипидов сверх необходимого для создания дополнительного барьера. Этот барьер защищает поверхностный эпителий от высушивающего воздействия атмосферы. И он же не дает лишней воде поступать в тело.
«Подумайте об этом, когда вы принимаете ванну, – говорит доктор Боллаг. – Если бы не этот барьер, вся вода проникла бы в вас, и вы взорвались бы, как воздушный шарик».
Зная, что фосфолипаза D может реагировать с этиловым спиртом, Боллаг и Чжэн задались вопросом, что этот фермент будет делать с глицерином – спиртом, который естественным образом высвобождается во время физических упражнений. Они обнаружили, что, соединяясь с глицерином, фосфолипаза D производит особый сигнал, который направляет созревание клеток кожи.
Также они выявили интересное свойство соединения, которое называется аквапорин 3. Это белок, встроенный в фосфолипидную мембрану клеток кожи. Он представляет собой канал, через который внутрь клетки могут перемещаться определенные молекулы. Оказалось, что, несмотря на свое название, аквапорин 3 не очень хорошо переносит воду, зато активно перемещает глицерин.
С внутренней стороны клеточной мембраны аквапорин 3 соединяется с фосфолипазой D. «Мы не знаем, взаимодействуют ли они напрямую или есть некий промежуточный белок, но они ассоциируются, – говорит доктор Чжэн. Исследователи предполагают, что аквапорин 3 направляет глицерин к фосфолипазе D, в результате чего образуется фосфатидилглицерин. Это липид, который, по-видимому, сигнализирует ферментам, участвующим в дифференцировке клеток кожи.
«Мы думаем, что глицерин служит субстратом, позволяющим коже созревать должным образом. Когда у вас недостаточно глицерина в коже, ее клетки не получают правильных сигналов, направляющих развитие. В этом случае вы получаете неестественно толстую, сухую, шелушащуюся, плохо заживающую кожу», – поясняет доктор Боллаг.
Линия генетически модифицированных мышей – обладателей именно такой кожи – недавно разработана исследователями из Калифорнийского университета в Сан-Франциско. У этих мышей отсутствует ген, ответственный за образование аквапорина 3. «Поскольку у них нет этого глицеринового канала, уровень глицерина в их коже снижается», – комментирует доктор Боллаг.
Исследование мышей было опубликовано в журнале Investigative Dermatology примерно в то же время, когда д-р Боллаг и д-р Чжэн представляли свою работу. «Мы полагаем, что знаем, почему это происходит, – говорит доктор Боллаг. Водолюбивый глицерин не может проникнуть внутрь клетки и соединиться с фосфолипазой D без канала. Следовательно, не образуется фосфатидилглицерол, который является результатом их соединения, и не возникает сигнал, который направляет нормальное созревание клеток кожи».
Существуют природные мыши с сухой толстой кожей. В их ДНК присутствует ген, ответственный за аквапорин 3, но им не хватает кожных жиров, которые обычно расщепляются с выделением глицерина. При искусственном добавлении глицерина к рациону таких мышей проблемы кожи обычно разрешаются.
Подобные факты являются подтверждением того, что глицерин играет ключевую роль в нормальных процессах созревания клеток эпителия. Д-р Боллаг и д-р Чжэн надеются, что результаты их исследований будут способствовать не только лучшему пониманию нормального развития эпителия, но и более эффективному лечению патологических состояний кожи.
«Например, при псориазе особые клетки кожи, кератиноциты, делятся слишком часто. – объясняет д-р Боллаг. – Если бы мы могли каким-то образом использовать найденный нами сигнал, у нас бы получилось сказать кератиноцитам: перестаньте расти, пора повзрослеть. Сформировалась бы зрелая здоровая кожа».
Ученые приводят и другой пример – немеланомный рак кожи. Использование сигнального пути при помощи глицерина, возможно, помогло бы остановить избыточное разрастание тканей кожи, которое вызывает этот вид рака.
Доктор Боллаг подала заявку на грант в Национальный институт здравоохранения для дальнейшего изучения сигнального механизма, который она обнаружила, работая с доктором Чжэн.
«Теперь мы пытаемся выяснить, что именно активирует сигнал, – говорит исследователь. – Другими словами, как сигнал, который вырабатывается фосфолипазой D и глицерином, на самом деле говорит клетке о созревании? Как этот сигнал затем активирует определенные ферменты и белки, чтобы сделать клетку зрелой? Нас также интересуют способы управления этим процессом, например для усиления формирования сигнала. Мы хотим узнать, можно ли ускорить образование кератиноцитов, иными словами, использовать выявленные закономерности для лечения кожных заболеваний».
