и
к р а с о т а
Иллюстрация: AGE / East news
н а у к а
Наступит ли в косметологии «медный век»? Читатели Les Nouvelles Esthetiques несомненно знают, где родилась богиня любви и красоты Афродита. Ну конечно, на прекрасном острове Кипр, на берег которого она вышла из морской пены. Почему именно здесь? На этот вопрос мы попытаемся ответить, вооружившись знаниями, полученными современной биохимией, геронтологией и косметологией, о роли меди в нашем организме.
10
Ж у р н а л
п о
п р и к л а д н о й
э с т е т и к е
6/2007
кандидат биологических наук
У меня в руках довольно силы, В волосах есть золото и медь… С. Есенин
Хозяйка Медной горы Римляне называли медь cyprium aes – «металл с Кипра». В позднелатинском cyprium перешло в cuprum. На Кипре медь добывается более 4 тысяч лет. Развитие человечества после бронзового века было во многом обусловлено способностью людей находить руду и выплавлять из нее металлы, искусством их обработки и превращения во всевозможные изделия. Более того, металлургия оказала поистине революционное влияние на мировоззрение наших предков, ибо, соприкоснувшись с металлами, человек впервые приоткрыл завесу доселе неведомой ему тайны. Он осознал, что неживая природа способна кардинально менять свою суть и облик: из зеленого хрупкого камня под действием огня возникало тяжелое вещество красного цвета – медь, самородки которого в природе встречаются очень редко. Все это порождало мысли о существовании неподвластных человеку сверхъестественных и могучих сил, которым подчинены неисчерпаемые, но скрытые от глаз подземные богатства, а также стихия огня. И только избранные обладали даром вступать в контакт с таинственными сущностями и пользовались их расположением. Секреты выплавки и обработки металлов строго охранялись от чужих глаз обособленными кланами умельцев, колдунов, шаманов (Черных Е., 2006). Первым металлом, с которым познакомились люди, была именно медь. Произошло это около 10 тысяч лет назад в юго-восточной Анатолии. Археологи нашли очень древнее поселение докерамического неолита – Чайоню Тепеси, которое поразило их неожиданной сложностью каменной архитектуры. Среди руин было обнаружено около сотни мелких кусочков меди, а также множество осколков медного минерала – малахита, часть которых были обработаны в виде бусин. Почти столь же давнюю историю имеет применение меди в косметике! Египетская царица Нефертити (нефер означает «прекрасная») в совершенстве владела
искусством макияжа. Особенно выразительными получались глаза, которые она подчеркивала зеленым и черным цветом. Черный краситель получали из галенита (сульфида свинца), а зеленый – из малахита, представляющего собой основной карбонат меди. Впрочем, малахитовые копи начали разрабатываться в Египте за 4 тысячи лет до н.э. Его использовали для приготовления косметических и глазных мазей. Среди товаров, с которыми ездили по свету в те далекие времена александрийские купцы, большой популярностью пользовалась «медная зелень» – толченый малахит. С помощью этой краски модницы рисовали зеленые круги под глазами – тогда это считалось проявлением хорошего вкуса, и появлялась возможность подражать самой Нефертити. Медь и бронза (медный сплав) были известны не только египтянам, но и индусам, китайцам, ассирийцам, римлянам, грекам. Гомер описывает в «Илиаде», как античный бог-кузнец Гефест выковывает из меди победный щит Ахиллу – герою Троянской войны: «Сам он в огонь распыхавшийся медь некрушимую ввергнул...». На Руси хранительницей секретов малахита была Хозяйка Медной горы. Так и называли ее – Малахитница. Перед людьми она выступала в образе сказочно красивой женщины с зелеными глазами, одетой в роскошное малахитовое платье, с изящной диадемой-кокошником, украшенной малахитом и драгоценными камнями. Ее чертоги также были украшены малахитом, а еще – алмазами и цветами из медных самородков. Такой нам ее представляют народные сказания, такой описал Хозяйку Павел Петрович Бажов.
Металлический «вкус» жизни Содержание меди в земной коре сравнительно невелико – всего 0,007%, что в 600 раз меньше, чем железа. Однако значение этого металла для всех живых организмов переоценить сложно. При отсутствии или недостатке меди в растительных тканях уменьшается содержание хлорофилла, листья желтеют, растение перестает плодоносить и может погибнуть. Не случайно медный купорос широко применяют в сельском хозяйстве.
Реклама. Товар сертифицирован.
АНАТОЛИЙ ДЕЕВ
ДЛЯ ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОЙ ГЛАДКОСТИ КОЖИ
ДВУХКОМПОНЕНТНЫЕ КОНЦЕНТРАТЫ
+ACTIVE НА ОСНОВЕ РЕГУЛЯТОРНЫХ ПЕПТИДОВ Безынъекционная коррекция и профилактика возрастных изменений кожи. Уход после пилингов и контурной пластики, мезопроцедур и ботоинъекций. АКТИВНЫЕ ИНГРЕДИЕНТЫ: Пептиды, стимулирующие тканевый фактор роста (TGF-β), для омоложения коллагеновых волокон; трипептиды, ингибирующие активность металлопротеиназ при хроно- и фотостарении; дипептид L-карнозин, ускоряющий процесс обновления клеток; трипептид для разглаживания мимических морщин. А также, фрагментированная гиалуроновая кислота, коллаген, эластин, хитозан, микроводоросль. до
после
НЕОСПОРИМОЕ ПРЕИМУЩЕСТВО +ACTIVE – АКТИВАЦИЯ ПЕРЕД ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ТОЛЬКО В организме позвоночных животных значительные количества меди присутствуют в печени (0,004 мг/кг) и крови
L e s
N o u v e l l e s
E s t h e t i q u e s
В
ЛУЧШИХ
САЛОНАХ
Эксклюзивный дистрибьютор:
Москва, ЗАО «Компания Эволюция» тел. (495) 545-8685 Региональные представители: Москва (495) 623-1841; Владивосток (4232) 411-034; Екатеринбург (343) 378-1161; Нижний Новгород (831) 416-8169; Новосибирск (3832) 18-0907; Омск (3812) 31-9530; Пермь (3422) 39-3310; Ростовна-Дону (8632) 27-1866; Санкт-Петербург (812) 572-7468; Саратов (8452) 51-7592; Тюмень (3452) 49-4729, Хабаровск (4212) 74-9818.
н а у к а
и
к р а с о т а
Наступит ли в косметологии «медный век»? (0,001 мг/л). Некоторые моллюски и ракообразные имеют в гемолимфе кислородпереносящий белок – гемоцианин и кровь этих животных содержит 0,15– 0,26% меди. Польские ученые установили, что в тех водоемах, где присутствует медь, карпы отличаются особо крупными размерами. В прудах или озерах, где меди нет, быстро развивается грибок, который поражает рыб. Если карпов присутствие меди «радует», то более серьезные обитатели подводного мира – акулы – терпеть не могут этот элемент, точнее его соединение с серой – сульфат. Широкие эксперименты по проверке этого «антиакульего» препарата были проведены в США в начале второй мировой войны, когда от торпед и бомб тонуло немало кораблей, и нужда в надежном средстве защиты от акул была особенно велика. В организме человека меди содержится около 70–120 мг, и она входит в тройку самых распространенных металлов, располагаясь после железа и цинка. Медь необходима для обеспечения нормального роста, развития и функционирования живых организмов, поскольку принимает участие в ряде жизненно-важных ферментативных процессов. Некоторые ферменты и их функции перечислены в таблице 1.
Рекомендуемое потребление меди с пищей для здоровых взрослых людей составляет от 1,5 до 3 мг в день. Незначительная часть ее поступает с воздухом, основная – с пищей и водой (аппаратура и трубы для водоснабжения обычно содержат медь).
Медью богаты следующие продукты: печень и мясо, морская и речная рыба, морепродукты, крупы (перловая, гречневая, овсяная), картофель, укроп, черная смородина, малина, клюква, абрикосы, крыжовник, груши, клубника, орехи. Среди лекарственных растений высокое содержание этого металла отмечается в лапчатке, сушенице, марене, чайном кусте. Всасывание меди происходит в тонком кишечнике путем активного транспорта в энтероциты. Больше всего меди содержится в печени (30% от общего количества) и головном мозге (30%), остальная часть равномерно распределена по органам и тканям, более всего – в костях и мышцах. Уровень меди в крови меняется
При длительном использовании (более 3 лет) медьсодержащих внутриматочных контрацептивов возможна миграция меди, приводящая к увеличению ее содержания в различных биосредах. В волосах женщин, использовавших медьсодержащую ВМС, отмечается достоверное повышение концентрации меди в 5 раз. При этом практически в 2 раза снижалась концентрации железа в цельной крови. На этом фоне значительно повышается риск развития анемии (Герасимова Л.И. и др.). на протяжении суток: максимум отмечается в полдень, минимум – в полночь. В крови женщин уровень меди выше, чем у мужчин, причем с возрастом эта тенденция усугубляется. Значительно повышается содержание меди в крови при беременности и на фоне приема гормональных контрацептивов, при базедовой болезни, инфекционных заболеваниях, циррозе печени. Выделяется медь преимущественно с желчью (Л.И. Королева-Мунц). Неорганические соли меди обладают токсическими свойствами: при попадании в организм в ничтожной концентрации вызывают агглютинацию (склеивание) и гемолиз (разрушение) эритроцитов. Вдыхание медной пыли или паров с соединениями меди приводит к развитию «медной лихорадки» с сильным ознобом, высокой температурой, проливным потом и судорогами в икроножных мышцах. Однако многочисленными исследованиями показано, что в среднем ежедневное потребление меди составляет только
Таблица 1. Медьсодержащие ферменты и их функции Ферменты
12
Функция(и)
Последствия дефицита
Цитохром-C-оксидаза
Энергетический метаболизм
Кардиомиопатия, мышечная слабость, нарушения роста
Лизилоксидаза
Формирование волокон коллагена и эластина
Расслоения стенки сосудов, аневризмы, остеопороз
Супероксиддисмутаза
Фермент-антиоксидант
Повреждения мембран и гибель клеток
Церулоплазмин
Транспорт меди, мобилизация железа, антиоксидант
Анемия
Допамин β-гидроксилаза
Образование катехоламинов
Гипертрофия сердечной мышцы, неврологические нарушения
Тирозиназа
Синтез пигмента меланина
Дисхромия кожи, поседение волос
Ж у р н а л
п о
п р и к л а д н о й
э с т е т и к е
6/2007
н а у к а
и
к р а с о т а
Наступит ли в косметологии «медный век»? 1 мг и даже меньше. Абсорбция меди в кишечнике может быть снижена в присутствии большого количества аскорбиновой кислоты, а также при потреблении волокнистой пищи. Таким образом, нам грозит не отравление, а субклинический дефицит меди, который гораздо более распространен, чем это считалось до сих пор.
Клинические признаки дефицита меди: задержка роста, потеря аппетита, сильное похудение, анемия, атрофия сердечной мышцы, аневризмы артерий, гипотония, гипотермия, остеопороз, депигментация (поседение) и выпадение волос, различные дерматозы.
Предполагается, что дефицит меди играет определенную роль в развитии многих дегенеративных заболеваний, он может вызвать нарушение сердечного ритма, гиперлипидемию, тромбоэмболию и разрыв стенки сосуда (Gissen A.S.,1996). Обращает на себя внимание тот факт, что перечисленные заболевания сердечно-сосудистой системы являются типичными «болезнями цивилизации», ускоряющими инволюционные изменения в организме и сокращающими среднюю продолжительность жизни примерно на 15 лет. Более детально эта проблема рассматривается в работах Leslie Klevay, которая на основании многочисленных фактов предложила рассматривать типичный для европейцев дефицит меди как причину ишемической болезни сердца и атеросклероза. Согласно ее гипотезе на фоне медной недостаточности снижается активность метионинсинтазы и параоксаназы – ферментов, инактивирующих гомоцистеин и один из наиболее агрессивных метаболитов – тиолактон гомоци-
14
Ж у р н а л
п о
п р и к л а д н о й
стеина. В норме эти соединения живут в организме очень короткое время: с помощью ферментов из них образуются безопасные производные. Повышение уровня гомоцистеина и его тиолактона в крови приводит к поражению стенки артерий. Если поражаются коронарные артерии сердца, то возникает коронаросклероз, от которого страдает сердечная мышца и может развиться инфаркт миокарда. Поражение сосудов головного мозга может привести к инсульту. Атеросклеротические повреждения сосудов кожи приводят к нарушению ее трофики и прогрессивным инволюционным изменениям. Высокие концентрации гомоцистеина «осложняют» работу другого медьсодержащего фермента – супероксиддисмутазы, которая играет ключевую роль в защите тканей от повреждения активными формами кислорода. Но, вероятно, одним из наиболее опасных последствий повышения уровня тиолактона гомоцистеина является ингибирование фермента лизилоксидазы (тоже содержащей медь), которая катализирует превращение лизина (аминокислоты в составе коллагена и эластина) в его альдегидную форму – аллизин. Образующиеся альдегидные группы вступают во взаимодействие со свободными аминогруппами другой полипептидной цепочки с образованием оснований Шиффа – мостиков, скрепляющих молекулы. Благодаря таким сшивкам формируются прочные коллагеновые фибриллы и упругие эластические волокна. Важно отметить, что процесс старения сопровождается как нарушениями в формировании полноценных волокон коллагена, что особенно отчетливо проявляется при остеопорозе, так и прогрессирующей инволюцией эластических волокон, вследствие чего утрачивают свою эластичность кровеносные сосуды, бронхиолы и альвеолы, а также кожа. Таким образом, дефицит меди, даже скрытый, субклинический, вполне может стать причиной «ускоренного старения»
э с т е т и к е
6/2007
Иллюстрация: Fotobank.com
Американский физиолог Джек Сари установил, что в условиях дефицита меди усиливается гликация белков (присоединение к ним молекул простых сахаров) и образование дополнительных поперечных сшивок. В результате меняется структура белка и резко снижается его активность. Гликация белков является одним из факторов старения, в том числе и кожи. Вегетарианские диеты обеспечивают достаточно высокое потребление меди, возможно и этим объясняется то, что приверженцы растительного питания выглядят более моложаво. эластических волокон и, следовательно, сердечно-сосудистой системы, легких, кожи. В настоящее время уже подтверждено, что медь играет важную роль в защите организма от остеопороза и даже онкологических заболеваний. Низкий уровень меди в крови отмечается при гипотиреозе. Многие народы приписывают меди целебные свойства. Непальцы, например, считают медь священным металлом, который способствует сосредоточению мыслей, улучшает пищеварение и лечит желудочно-кишечные заболевания: больным дают пить воду из стакана, в котором лежат несколько медных монеток. Один
н а у к а
и
к р а с о т а
из самых больших и красивых непальских храмов носит название «Медный». В Египте и Сирии по сей день сохранился обычай надевать медные кольца на руки и ноги грудному младенцу и не снимать их до тех пор, пока у него не прорежутся зубки. Народная медицина советует использовать медь при переломах: после снятия гипса медные диски фиксируют повязкой на больном месте. Это, по мнению народных целителей, способствует лучшему сращиванию костей, предупреждает воспалительные процессы и снимает боль. При гипертонии, головных болях, а также для повышения общего тонуса рекомендуется носить медные браслеты. В середине XIX века специалисты Парижской академии наук обратили внимание на загадочный факт: рабочие меднолитейных заводов во время вспышек холеры, как правило, оставались здоровыми. Дальнейшие исследования привели к удивительным открытиям: служащие медных предприятий обладали стойким иммунитетом к инфекционным заболеваниям благодаря высокому содержанию в крови гемоглобина и эритроцитов. И это тоже благодаря меди! Пришло осознание ключевой роли дефицита меди в проявлении многих заболеваний у лиц старших возрастных групп, поэтому отсутствие общепринятых лабораторных критериев выявления субклинического дефицита этого элемента стало актуальной проблемой современной диетологии. Об этом красноречиво говорит название опубликованной в августе 2007 года статьи: «Насколько реальны и надежны биомаркеры определения статуса меди в организме?» (Br J Nutr. 2007 Aug.).
Иллюстрация: AGE / East news
Наступит ли в косметологии «медный век»?
Выявление дефицита этого металла осложняется тем, что при нем может не снижаться уровень связанных с медью ферментов, однако значительно уменьшается их активность. Это справедливо для лизилоксидазы, активность которой уменьшается более чем на 50%.
Медь и кожа Косметологам и пластическим хирургам стоит обратить внимание на то, что дефицит меди осложняет заживление ран и существенно снижает репаративный потенциал тканей. Нормальное заживление ран протекает в несколько этапов. Сразу после повреждения ограничивается кровоснабжение травмированной области, при этом происходит миграция нейтрофилов, которые секретируют в рану радикалы супероксида и перекись
Повышение уровня цинка и меди в волосах на фоне снижения уровня цинка в слезной жидкости говорит о наличии быстро прогрессирующей близорукости, а снижение уровня содержания этих микроэлементов в обеих исследуемых средах указывает на медленно прогрессирующую миопию (Алешаев М.И., Бражалович Е.Е.).
16
Ж у р н а л
п о
п р и к л а д н о й
водорода, убивающие бактерий, подобно тому, как мы проводим дезинфекцию той же перекисью водорода. Нейтрофилы также вызывают общую воспалительную реакцию. На втором этапе заживления продукция супероксида и воспалительная реакция угнетаются, а в место повреждения мигрируют макрофаги, устраняющие остатки поврежденных тканей и прокладывающие путь для тучных клеток и моноцитов, секретирующих ангиогенные факторы, которые сти-
э с т е т и к е
6/2007
мулируют рост новых сосудов. (В плохо заживающих ранах процессы на этом этапе обычно ослаблены, и кровеносные сосуды недостаточно густо пронизывают заживающую рану). После восстановления работы капилляров и новой сети кровеносных сосудов начинается третий этап, сопровождающийся разрастанием грануляционной соединительной ткани, активным синтезом коллагена, гликозаминогликанов и других компонентов внеклеточного матрикса. Все эти важные события в той или иной степени зависят от меди, точнее, от медьсодержащих белков – супероксиддисмутазы, церулоплазмина и лизилоксидазы. Первые два фермента ограничивают повреждение биологических структур при воспалении. Супероксиддисмутаза разрушает радикалы супероксида, образующиеся при воспалении внутри клетки, церулоплазмин нейтрализует свободные радикалы во внеклеточном пространстве и может защищать клетки от перекисного окисления липидов. Лизилоксидаза, обеспечивая правильную сшивку фибрилл коллагена и эластина, необходима для регуляции прочности и эластичности вновь образующейся соединительной ткани.
н а у к а
и
к р а с о т а
Наступит ли в косметологии «медный век»? Нарушение заживления может быть напрямую связано с дефицитом меди. Причем не столько с ее недостаточным поступлением в организм, сколько с неэффективной транспортировкой ее в места, где в ней возникает особая потребность. После усвоения в кишечнике связанная с сывороточным альбумином медь поступает в печень, где включается в состав белка церулоплазмина. Медь в сыворотке присутствует исключительно в связанной с церулоплазмином (95%) и альбумином (5%) форме. Однако для транспорта этого металла из крови во внеклеточный матрикс тканей требуются более мелкие переносчики, основным из которых является медьсодержащий трипептид – глицил-L-гистидил-L-лизин (сокращенно ГГЛ), открытый группой американских ученых в 1973 году. Поскольку ГГЛ по размеру в десятки раз меньше белка, скорость его диффузии в ткани намного больше: такая маленькая молекула является воистину «всепроникающей». Поэтому для косметологии, где проблемы репарации и ревитализации кожи являются более чем насущными, именно «юркий» трипептид ГГЛ может представлять огромный интерес. Тем более что обнаружена его удивительная способность ускорять заживление ран.
ГГЛ и заживление ран Как было показано в ряде работ на лабораторных животных и в исследованиях in vitro медьсодержащий трипептидный комплекс ГГЛ играет роль активатора процесса заживления ран, выполняющего две основные функции: • в первую очередь он является мощным противовоспалительным агентом, ограничивающим степень повреждения тканевых структур в результате окислительного стресса; • он служит сигнальной молекулой, которая способствует восстановлению
18
Ж у р н а л
п о
п р и к л а д н о й
Необычные источники регуляторных пептидов Многие регуляторные пептиды не только синтезируются в готовом Иллюстрация: Fotobank.com виде, но и существуют в резервной форме – как фрагменты белковых соединений. Например, у адренокортикотропного гормона (АКТГ), способствующего образованию гормонов в коре надпочечников, меланоцитстимулирующего гормона (регулирует окраску кожи и волос), β-эндорфина (пептид морфиноподобного действия), β-липотропина (регулятор жирового обмена) общая «родословная» – все они являются частями полипептидной цепочки проопиомеланокортина (265 аминокислот). Такой ресурсосберегающий механизм «много в одном» имеет глубокий биологический смысл: в нужное время и в нужном месте высвобождаются регуляторные молекулы. Для примера: такой механизм реализуется при стрессе (Гомазков О.А.). В самые первые секунды реакция организма на действие стрессорного фактора развивается при участии уже имеющихся пептидов и других соединений – так объявляется «боевая тревога». Затем в нейронах гипоталамуса из молекул проопиомеланокортина с помощью ферментов «нарезаются» активные пептиды – АКТГ и β-эндорфин (биологи называют это процессингом). В течение нескольких минут организм получает новые порции стимулятора обмена веществ и обезболивающего средства. В течение следующих часов или даже суток целенаправленно экспрессируются гены белков-предшественников и восстанавливается общий пул регуляторных соединений, причем с некоторым избытком. Таким образом организм как бы «запоминает» аварийную ситуацию и при ее повторении реагирует быстрее и эффективнее. Аминокислотная последовательность глицин–гистидин-лизин, характерная для медьсодержащего трипептида, встречается в цепочках коллагена и эластина. При повреждении кожи протеолитические ферменты разрушают белковые компоненты дермального матрикса. Накапливающиеся при этом аминокислоты служат стимулом для синтеза коллагена и эластина de novo. Трипептидные фрагменты образуют комплексы с ионами меди и стимулируют «созревание» волокон коллагена и эластина, необходимое для формирования полноценного внеклеточного матрикса.
э с т е т и к е
6/2007
н а у к а
и
к р а с о т а
Иллюстрация: AGE / East news
Наступит ли в косметологии «медный век»?
тканей, активизируя процесс удаления поврежденных белков и замещение их нормальными структурными элементами. Образование в месте повреждения ГГЛ вызывает приток макрофагов, которые, в свою очередь, вырабатывают факторы роста. Предполагается, что трипептид образуется из альфа-2 цепей коллагена первого типа, поскольку именно они содержат характерную последовательность аминокислот. Заживление ран с участием ГГЛ развивается в несколько стадий (Borkow G., 2005). * Сразу же после повреждения ткани тромбоциты прикрепляются к коллагену внеклеточного матрикса, что запускает выделение ими факторов свертывания крови, а также основных факторов роста и цитокинов, таких как тромбоцитарный фактор роста (PDGF) и трансформирующий фактор роста бета (TGF-β). После гемостаза в место повреждения проникают нейтрофилы, продуцирующие активные формы кислорода, необходимые для профилактики инфицирования.
20
Ж у р н а л
п о
п р и к л а д н о й
* Следующая стадия начинается с того момента, когда поврежденные клетки высвобождают протеазы, разрушающие белки на фрагменты. Именно этот процесс ведет к образованию различных пептидов, в частности, ГГЛ, который имеет сильное сродство к ионам Cu2+. * ГГЛ начинает аккумулировать ионы Cu2+ из альбумина, концентрация которого достаточно велика в коже, формируется комплекс ГГЛ-Cu2+. * Аккумуляция пептидсвязанной меди позволяет контролировать воспаление и ограничивать (лимитировать) разрушительное воздействие кислородных радикалов. Как уже было сказано, в месте ранения нейтрофилы усиленно вырабатывают активные формы кислорода, обладающие бактерицидным действием, в том числе и перекись водорода. В присутствии ионов железа из перекиси образуется крайне опасный для биологических структур гидроксил-радикал, получивший прозвище «радикал-убийца». Ионы железа высвобождаются из белка ферритина, который содержится во всех клетках
э с т е т и к е
6/2007
тела и жидкостях организма. Связанные формы железа не опасны, но «джинн, вырвавшийся из бутылки», разрушает все вокруг. Высвобождаемые при разрушении клеток ионы железа запускают процессы перекисного окисления липидов в мембранах, приводя к гибели клеток. ГГЛ способен ингибировать этот процесс и тормозить перекисное окисление липидов. Его союзником-антиоксидантом является медьсодержащий фермент – супероксиддисмутаза. ГГЛ также блокирует повреждение клеток, вызванное интерлейкином-1. * ГГЛ при попадании в кровь стимулирует выработку макрофагов: их высокая концентрация в циркулирующей крови способствует процессу ранозаживления. * ГГЛ является химическим аттрактантом, привлекающим макрофаги именно в область повреждения. * ГГЛ способствует формированию нормотрофического рубца, сдерживая производство фибробластами TGF-β-1. * ГГЛ воздействует на фибробласты и фиброкласты, стимулируя синтез коллагена, эластина, протеогликанов, металлопротеиназ, а также TIMP-1 и TIMP-2. Разрушение поврежденных белков становится стимулом для синтеза новых белковых молекул, восстановления матрикса разрушенной ткани и клеточного пула. Рубцовая ткань постепенно замещается нормальной. * ГГЛ является мощным стимулятором ангиогенеза и ускоряет рост новых капилляров на участке повреждения. * ГГЛ инициирует реиннервацию поврежденных тканей. Такой механизм восстановления тканей, индуцированный медьсодержащим пептидом, реализуется в коже, волосяных фолликулах, слизистых оболочках, костной ткани. Клинические исследования по применению ГГЛ в лечении диабетических язв выявили значительное увеличение средней скорости заживления на фоне эффективной профилактики инфицирования (Edward M. J.). Все это еще раз подтверждает предположение о том, что снижение уровня ГГЛ в крови (при диабете, старении) приводит к понижению способности тканей к восстановлению. Действительно, с возрастом концентрация ГГЛ в крови значительно падает: если в 20 лет она равна 200нг/мл (100 нМ), то в 60 лет составляет около 80 нг/мл, то есть в 2,5 раза меньше. Сможет ли стать ГГЛ эликсиром молодости?
н а у к а
и
к р а с о т а
Наступит ли в косметологии «медный век»? Под ревитализацией обычно понимают изменения, приводящие к восстановлению или даже омоложению тканей, приобретению ими свойств, характерных для более молодого возраста. В косметологии используют также термин ремоделирование, являющийся калькой с английского «remodeling». Лично мне этот термин представляется не вполне удачным, поскольку он давно и широко используется в кардиологии для обозначения дисфункции миокарда и подчеркивает негативные изменения органа. Например, ишемическое ремоделирование – динамический обратимый процесс изменения толщины миокарда, размера и формы камер сердца, ограничения функции левого желудочка. В то время как ремоделирование кожи свидетельствует о положительных изменениях. Хорошо известно, что процесс заживления ран у детей происходит значительно быстрее и эффективнее за счет высокого регенераторного потенциала кожи. По мере взросления обновление тканей замедляется, со временем накапливаются различные повреждения, которые проявляются в виде признаков старения. Иными словами скорость повреждения при старении начинает опережать скорость восстановления. Результатом многих косметологических процедур (лазерная или механическая дермабразия, химический пилинг) является контролируемое повреждение, после чего запускаются процессы обновления, происходит ревитализация. Важно отметить, что как для заживления ран, так и для ревитализации кожи нужна инициация двух взаимосвязанных процессов: удаление поврежденных структур и дефектов кожи (в частности, рубцовой ткани) и синтез компонентов обновленной кожи. Для осуществления этой задачи требуются сигналы, акти-
22
Ж у р н а л
п о
п р и к л а д н о й
Иллюстрация: East news
ГГЛ и ревитализация
визирующие как первый, так и второй процессы. Ясно, что только естественная молекула, отобранная в процессе эволюции, способна обеспечить слаженную работу всего ансамбля ферментов, разрушающих старое и строящих новое. Лорен Пикарт в книге «Reverse Skin Aging – Using Your Skin’s Natural Power» («Обращение вспять старения кожи с использованием ее естественных потенциальных возможностей») вспоминает известную индийскую притчу о том, как пять слепых мудрецов изучали слона. Ощупав его с разных сторон, они обменялись впечатлениями. Один по-
э с т е т и к е
6/2007
трогал ухо и заявил, что слон широк и шершав, словно ковер. Другой, забравшись на слоновью спину, возразил: слон высок и крепок, точно гора. Третий ощупал хобот и нашел, что слон напоминает трубу. Четвертый обнял слоновью ногу и уверился: слон – это столб. А пятому достался хвост, и он решил, что слон – чтото вроде метелки... Подобно этим пяти мудрецам поступают некоторые косметологи, «борясь» со старением кожи. Одни советуют как панацею лазерную дермабразию, другие рекомендуют фотоомоложение, третьи – ботулотоксин, четвертые – пилинги с гидроксикислотами или ретиноидами, пятые – аппаратный лифтинг. Все эти воздействия на кожу являются искусственными в том смысле, что за весь период эволюции кожа с такими факторами не сталкивалась и не имеет отработанных реакций. Другое дело – травмы и заживление ран, которые происходят на протяжении всей жизни, и механизмы ответа на них давно отшлифованы эволюцией. Природа обычно использует небольшой набор сигнальных молекул, действующих на многие системы сразу, поскольку реакции различных клеток должны быть синхронизированы во времени для достижения оптимального биологического ответа. Вспомним эффекты гормонов, которые осуществляют настройку многих систем организма одновременно. К мысли о существовании универсальных сигнальных молекул, оказывающих системный эффект на весь организм, приходят многие ученые. Так, профессор А. А. Болдырев, изучавший гистидинсодержащие дипептиды (среди которых наиболее известен карнозин), называет эти пептиды «лекарствами нового типа», регулирующими гомеостаз. При этом он подчеркивает, что регуляторные пептиды стимулируют физиологические процессы, восстанавливающие баланс внутренней среды организма, повышающие жизнестойкость тканей. Лорен Пикарт с хорошей академической осторожностью отмечает: «Сейчас мы знаем, что медьсодержащие пептиды являются сигналом для восстановления кожи, костей и волосяных фолликулов. И я подозреваю, что они являются универсальным сигналом к восстановлению для всех тканей» (Марголина А., 2004). Ученый приводит следующие эффекты ГГЛ в качестве доказательств обращения вспять процессов старения кожи и волос (таблица 2).
н а у к а
и
к р а с о т а
Наступит ли в косметологии «медный век»? Важно отметить, что комплекс меди с трипептидом ГГЛ является очень устойчивым в различных средах с широким диапазоном рН, поэтому в составе лекарственных и косметических средств сложного состава он сохраняется в неизменном виде. По результатам экспериментов in vitro добавление ГГЛ-медного комплекса к человеческим фибробластам вызывает дозозависимую стимуляцию синтеза коллагена и гликозаминогликанов (Boman L., 2001). Другой группой исследователей проводилось изучение крема с активным трипептидом на группе добровольцев (Abdulghani A.A., 1998). Действие кре-
ма сравнивалось с эффектом от применения традиционных косметических средств, содержащих витамин С, ретиноевую кислоту или мелатонин (признанный геропротектор). Отбор образцов кожи (биопсий) проводился до начала эксперимента и после месяца использования исследуемых продуктов. Анализ полученных результатов убедительно подтвердил преимущества комплекса ГГЛ с медью: накопление в коже коллагена было максимальным при использовании именно этого продукта (рис. 1). Все участники эксперимента отметили повышение эластичности и упругости кожи, разглаживание морщин.
В настоящее время косметические средства с ГГЛ используются не только в омолаживающих программах, но и в схемах реабилитации после лазерной шлифовки, а также при лечении алопеции. В заключение хочется подчеркнуть различие между методами превентивной геропротекторной медицины (antiageing medicine) и методами ревитализации кожи. Если методы превентивной медицины направлены, прежде всего, на замедление старения и предотвращение развития заболеваний благодаря использованию антиоксидантов, низкокалорийной и богатой витаминами диеты, дозированных физических нагрузок, то методы ревитализации поворачивают вспять часы старения в определенных органах, возвращая их в состояние, близкое к тому, которое было в более молодом возрасте.
Светить всегда, светить везде Хорошо известно, что водные растворы солей меди окрашены в голубой цвет, поэтому неудивительно, что комплекс ГГЛ с медью интенсивно поглощает лучи красной области спектра (около 610 нм). Может ли свет усилить благотворный
Таблица 2. Омолаживающие эффекты медьсодержащих пептидов Эффект старения
КОЖА
ВОЛОСЫ
24
Ж у р н а л
п о
Эффекты ГГЛ или его аналогов
Утончение, повышенная уязвимость при повреждениях
Утолщение эпидермиса и дермы
Уменьшение эластичности кожи
Восстановление сети коллагена и эластических волокон, повышение эластичности кожи
Уменьшение подкожного жира
Увеличение слоя подкожного жира
Увеличение числа патологических изменений и дефектов
Уменьшение числа патологических изменений и дефектов, быстрое заживление повреждений
Недостаточность кровоснабжения из-за редукции капиллярной сети
Восстановление капиллярной сети и нормализация трофики тканей
Дряблость, сухость
Увеличение синтеза белков, удерживающих воду, гидратация тканей
Угнетение роста
Усиление роста
Уменьшение размера волосяных фолликул
Увеличение размера волосяных фолликул
Утончение стержней волос
Утолщение стержней волос
Увеличение ломкости и расщепление кончиков
Упрочнение волос
п р и к л а д н о й
э с т е т и к е
6/2007
н а у к а
и
к р а с о т а
Наступит ли в косметологии «медный век»?
Универсальный солдат Как уже говорилось, регуляторные пептиды оказывают на организм системный эффект, переводя его на новый уровень гомеостаза, адаптированный к изменившимся условиям существования (некоторые авторы называют это явление «гомеокинезом»), что является
26
Ж у р н а л
п о
п р и к л а д н о й
«сигналом к восстановлению для всех тканей» (Марголина А., 2004). И если в начале 80-х годов ГГЛ рассматривали прежде всего как средство, ускоряющее заживление ран, то сейчас накопленные факты позволяют говорить об этом пептиде как универсальном сигнале к ревитализации. Одним из основных показателей старения организма является снижение уровня гормона дегидроэпиандростерона (ДГЭА) – естественного метаболита надпочечников. Это послужило поводом к широкому изучению его геропротекторных свойств. В частности, было установлено, что ДГЭА угнетает синтез ДНК и образование супероксид-радикалов в тканях организма, снижает массу тела, обладает антиатерогенной, антидиабетической и антиаутоиммунной активностью. Введение ДГЭА в течение 6 месяцев 30 пациентам в возрасте от 40 до 70 лет в ежедневной дозе 50 мг уже через 2 недели привело к повышению ДГЭА в крови до уровня, характерного для молодых людей. При этом увеличивался
Рис. 1. Стимуляция синтеза коллагена при использовании кремов различного состава (Abdulghani A.A., 1998) 80%
Увеличение содержания коллагена в коже, %
эффект ГГЛ в отношении кожи? На этот вопрос попытались ответить авторы работы, опубликованной в 2007 году (PeiJane Huang, 2007): в экспериментах in vitro исследовалась скорость пролиферации фибробластов и продукция ими коллагена при сочетанном действии ГГЛ и света от красных диодных ламп (LED, 625–635 нм). Уже одно только облучение клеток (доза 1 Джоуль) увеличивало их жизнеспособность в 12,5 раз. Но в сочетании с ГГЛ возрастание секреции основного фактора роста фибробластов (bFGF) повышалось еще в 2,3 раза, на 70% увеличивалась экспрессия матричной РНК коллагена I типа. В настоящее время светодиодные лампы стали использоваться в клинике все шире, как более доступная замена лазерных источников излучения. Фотобиологи давно показали, что такие особенности лазерного света как монохроматичность, когерентность и поляризованность не играют определяющей роли в терапевтическом действии: эффект фототерапии во многих случаях определяется прежде всего дозой облучения. Хотя светодиоды по мощности в 10–100 раз слабее лазеров, но и их мощности обычно достаточно для фототерапии. Важно также отметить, что красный свет светодиодов проникает достаточно глубоко – до 1 см от поверхности кожи. Врачи, использующие оборудование со светодиодными лампами, отмечают явные признаки омоложения кожи и, скорее всего, этот эффект опосредован воздействием на комплекс меди с ГГЛ.
уровень и другого маркера старения – инсулинозависимого фактора роста (IGF-1). Две трети пациентов отметили значительное улучшение физического и психологического самочувствия (Анисимов В.Н., 2003). В опытах на крысах было показано, что дефицит меди в пище приводил к снижению практически вдвое уровня ДГЭА в сыворотке (Klevay LM, 2007). Иными словами, дефицит меди приводил к ускоренному старению организма, о чем свидетельствовали гормональные маркеры. Ключевым моментом в развитии морфологических признаков старения является разрушение эластических волокон в различных тканях. Мыши – носители поврежденного гена, отвечающего за синтез белка фибулина-5 в составе эластических волокон, – стареют катастрофически быстро: даже у молодых животных кожа становится дряблой, сосуды – извитыми, развивается эмфизема легких. Этот феномен позволяет оценить, что произойдет с организмом, если он останется без полноценных эластических волокон. В организме человека они формируются, в основном, до периода полового созревания, создавая определенный «ресурс молодости», расходование которого проявляется в признаках старения. Но что бы ни говорили медики про гормоны и пептидные регуляторы, многие уверены, что лучшее лекарство от старости – это смех. Подтверждает этот факт и Библия, утверждая, что «веселое сердце благотворно, как врачевание, а унылый дух сушит кости» (Прит-
э с т е т и к е
70% Крем с витамином С
60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
6/2007
Крем с ретиноевой кислотой
Крем с мелатонином
Крем с медьсодержащим пептидом
чи Соломона, 1722). Роберт Бартон в книге «Анатомия меланхолии» почти четыре столетия назад цитировал различные источники, подтверждающие его наблюдения: «Юмор очищает кровь, омолаживает тело, помогает в любой работе». В основе благотворного воздействия положительных эмоций лежит выброс энкефалинов – пептидов, вызывающих ощущение удовлетворения и счастья. Как ни удивительно, но выработка энкефалинов в организме тоже зависит от уровня меди в крови. А именно: у добровольцев-мужчин, потреблявших продукты с низким содержанием меди, наблюдалось значительное падение уровня энкефалинов. Нормализация содержания меди в рационе восстанавливала уровень «гормонов счастья» (Bhathena S.J., 1986). Скептики напомнят, что «смех без причины – признак дурачины». Однако в медицинской прессе в последнее время публикуется все больше статей о высокой цене, которую люди платят за отрицательные эмоции. Установлено, в частности, что развитие раковых опухолей зачастую связано с длительным пребыванием человека в состоянии горя, гнева или страха. Так что лучше радоваться и смеяться, с причиной и без.
Эти мультимодальные пептиды Как достаточно мелкие молекулы, пептиды способны проникать в самые потаенные уголки нашего организма и стимулировать различные клетки, вызывая разнообразные физиологические ответы, то есть они обладают мультимодальностью. Мультимодальность пептидов сначала ставила ученых в тупик. Однако с развитием концепции психосоматической сети пришла догадка о том, что пептиды, подобно гормонам, могут быть регуляторами и настройщиками гомеостаза, веществами,
28
Ж у р н а л
п о
п р и к л а д н о й
восстанавливающими баланс внутренней среды организма, повышающими устойчивость клеточного метаболизма и, соответственно, жизнестойкость клеток и тканей (Болдырев А.А., 1998). В последнее десятилетие произошло осознание того, что современная косметология должна помогать клеткам кожи не просто обеспечивая их материальными ресурсами, субстратами для синтеза молекул, но и участвуя в информационном диалоге, для чего необходимо понимать процессы общения клеток на уровне химических сигналов. Возможно, уже недалек тот день, когда косметологи смогут отдавать химические «приказы», добиваясь при этом желаемых изменений в поведении клеток. Ведь удалось же эндокринологам понять многое в химических коммуникациях организма, управляющих физиологическими функциями, и найти средства, восстанавливающие нарушенные функции. Появление в косметологии пептидов – первая ласточка, которая, возможно, принесет коже весну омоложения. Детальное рассмотрение результатов экспериментального и клинического изучения пептидных биорегуляторов в качестве средств профилактики и коррекции возрастных изменений кожи представлено в недавно вышедшей монографии Г.А. Рыжак, Т.Н. Корольковой и Е.В.Войтон «Геронтокосметология: профилактика и коррекция возрастных изменений кожи». Авторы отмечают, что с помощью пептидов удается повышать адаптационные резервы клеток кожи, поддерживать в них метаболизм на оптимальном для каждого возрастного периода уровне. И именно этот подход, по мнению ученых, должен лечь в основу профилактики и коррекции возрастных изменений в коже, стать альтернативой или дополнением по отношению к агрессивным методам воздействия, широко применяемым сегодня в эстетической медицине.
э с т е т и к е
6/2007
Иллюстрация: AGE / East news
Наступит ли в косметологии «медный век»? Вперед, в «медный век»! Я думаю, что наш разговор о биологической роли меди, ее удивительной способности в комплексе с ГГЛ усиливать репарационный потенциал тканей, восстанавливать их молодость, без сомнения, убедит читателя в том, что у медьсодержащего регуляторного пептида ГГЛ большое будущее. Конечно же, не случайно, Афродита – символ вечной красоты – родилась там, где так почитали медь, где впервые разглядели поразительную пластичность этого металла, оценили изысканность медных украшений, ощутили целебную силу медных браслетов. Этот удивительный металл сыграл огромную роль в развитии цивилизации от бронзового века до века электроники, где медь является лучшим проводником для электронов. В развитых странах на каждого человека приходится около 200 кг добытой меди. Сколько граммов будет использовано в косметических средствах? Наступит ли «медный век» в науке и практике омоложения нашего организма? Похоже, уже наступает. Рекомендуемая литература: Анисимов В.Н. «Молекулярные и физиологические механизмы старения», 2003, СанктПетербург; Деев А.И. «Эластиновые струны нашей кожи. Часть 2. Минорные компоненты эластических волокон» – Косметика и медицина, 2004, №1; Пикарт Л. «Ремоделирование кожи с помощью медьсодержащих пептидов» – Косметика и медицина, 2004, №2; Черных Е. «Философия металла» – В мире науки, 2006, №7; Эрнандес Е.И. «Пептиды против морщин. Часть 2. Что могут и чего не могут пептиды» – Косметика и медицина, 2004, №3. Автор и редакция благодарят компанию «Фитоджен» за помощь в подготовке статьи.