PROCES STARZENIA SKÓRY

Proces starzenia zależy od czynników genetycznych i środowiskowych (na pierwszym miejscu promieniowanie UV). Wg niektórych autorów w określonych warunkach klimatycznych, czynniki środowiskowe mogą być odpowiedzialne aż za 80% zmian obserwowanych w przebiegu starzenia skóry do 45 -50 r. ż.

Obraz kliniczny zmian starzenia skóry pod wpływem promieniowania słonecznego i starzenia wewnątrzpochodnego ściśle się ze sobą wiąże i decyduje o pełnym obrazie starzejącej skóry. Oba procesy mogą powodować zupełnie odwrotne zjawiska w skórze, a ich wypadkowa jest czasem nazywana prawdziwym starzeniem skóry - true aging.

Obraz kliniczny “słonecznego” starzenia skóry to między innymi pogrubienie skóry, bruzdy i głębokie zmarszczki, odbarwienia, przebarwienia, chropowatość skóry, pojawienie się zmian przednowotworowych i nowotworów.

Obraz kliniczny starzenia genetycznego objawia się ścieńczeniem naskórka, wiotkością skóry, utratą elastyczności i siecią delikatnych zmarszczek.

Różnice w przebiegu starzenia skóry spowodowanego różnymi czynnikami obserwuje się także na poziomie histologicznym i molekularnym.

W obrazie starzenia wewnątrzpochodnego przeważają procesy zanikowe, podczas gdy starzenie zewnątrzpochodne charakteryzuje się przewagą procesów przerostowych.

Zmiany histologiczne w starzeniu “słonecznym” to:

przerost warstwy rogowej,

zanik warstw żywych (kolczystej i ziarnistej)

(naskórek w przebiegu starzenia genetycznego staje się wiotki i cienki przede wszystkim w związku z zanikiem warstwy podstawnej)

W naskórku dochodzi do zaburzeń rozmieszczenia melaniny, co powoduje pojawienie się ognisk hiper - i hipopigmentacji (starzeniu genetycznym zmniejsza się ilość melanocytów)

Zmniejsza się liczba komórek Langerhansa i dochodzi do zmian ekspresji markerów powierzchniowych na tych komórkach. Staje się to przyczyną miejscowych zaburzeń mechanizmów nadzoru immunologicznego.

Zaciera się granica skórno-naskórkowa, czyli brodawki skórne ulegają spłaszczeniu i skraca się odcinek przylegania skórno-naskórkowego.

W skórze właściwej dochodzi do zwyrodnienia tkanki sprężystej. Dochodzi do nagromadzenia patologicznych włókien elastyny. Już ok. 25 r. ż. znikają poprzecznie przebiegające oksytalanowe włókienka elastyny i obniża się ilość fibrylyny odpowiedzialnej za prawidłowe usieciowanie włókien elastyny.

Włókna wykazują tendencje do zbijania się w bezpostaciową masę czyli dochodzi do elastozy, głównie przez działanie UVB i UVA w krótkim zakresie (w skórze chronionej przed światłem obserwuje się również cechy uszkodzenia włókien elastyny, ale różne od elastozy - dochodzi do zmniejszenia liczby włókien)

Pogarsza się unaczynienie i ukrwienie, głównie przez działanie UVA i IR. Zmniejsza się liczba naczyń dochodzących do warstwy brodawkowej, a pojedyncze włośniczki poszerzają się i skracają.

Dochodzi do pogrubienia błony podstawnej naczyń (zwłaszcza w części żylnej pozawłośniczkowej) i poszerzenia szczelin pomiędzy komórkami śródbłonka (GAPS)

Zmniejsza się liczba gruczołów potowych

Około 40 r. ż. zmniejsza się gęstość włókien kolagenowych. Kolagen stanowi aż 70% suchej masy młodej skóry. Z wiekiem jego zawartość w skórze na jednostkę powierzchni maleje ok. 1% z każdym rokiem życia dorosłego człowieka.

Obserwuje się zmianę proporcji pomiędzy zawartością włókien typu III i I (z wiekiem maleje). Kolagen typu III jest białkiem o bardzo dobrych właściwościach sprężystych, porównywalnych do elastyny. Jego duża zawartość w młodej skórze wiąże się z wysoką elastycznością tkanek. Zmniejszenie zawartości kolagenu typu III w starzejącej się skórze powoduje utratę jej prawidłowego napięcia i tworzenie głębokich zmarszczek.

Zmiany molekularne, które zachodzą podczas starzenia dotyczą:

zmian ekspresji genów odpowiedzialnych za biosyntezę składników macierzy.

W skórze nie eksponowanej na słońce około 40 r. ż. spada ekspresja genu kolagenu typu I i III, szczególnie tego ostatniego. Ekspresja genu elastyny pozostaje stała aż do 6 dekady życia, po czym znacznie się zmniejsza. Spada też ekspresja genów proteoglikanów czyli składników macierzy zewnątrzkomórkowej.

W skórze narażonej na działanie słońca spadek ekspresji genów kolagenów jest znacznie silniejszy, za to wzrasta ekspresja genów odpowiedzialnych za syntezę elastyny i proteoglikanów.

Pod wpływem UVA dochodzi również do zwiększenia aktywności metaloproteinaz (MMP) czyli enzymów degradujących.

Nie występuje równoczesne zwiększenie aktywności inhibitorów proteinaz (TIMP), co wiąże się z zaburzeniem równowagi pomiędzy syntezą a rozpadem składników macierzy zewnątrzkomórkowej.

W procesie starzenia wewnątrzpochodnego, podobnie jak starzenia pod wpływem promieni słonecznych, obserwuje się osłabioną zdolność komórek do reakcji na działanie różnych mitogenów.

Istnieje kilka teorii tłumaczących mechanizm procesu starzenia. Jedna grupa teorii jest związana z mechanizmami genetycznego starzenia skóry, druga ze starzeniem związanym z działaniem różnych czynników uszkadzających.

Różne mechanizmy mogą się na siebie nakładać. W komórkach ulegających mitozie mogą przeważać czynniki genetyczne, a w komórkach postmitotycznych czynniki uszkadzające.

Teoria genów starzenia: np.syndrom Wernera - mutacja w genie kodującym helikazę, xeroderma pigmentosum – defekt endonukleazy.

Teoria mutacji zakłada, że starzenie wewnątrzpochodne jest związane z procesem zmniejszenia aktywności enzymów reparacyjnych DNA, czyli ze zmniejszeniem tzw. DNA repair capacity (DRC) i nagromadzenia mutacji komórkowych.

Teoria starzenia komórki: komórki mogą się dzielić pewną określoną ilość razy – limit Hayflicka. Jest to związane z typem komórek i ich wiekiem np. komórki zarodka ludzkiego mogą się dzielić in vitro 60-80 razy.

W młodości jest to zjawisko mogące zapobiegać powstaniu nowotworów. W późniejszych latach przez nagromadzenie niefunkcjonalnych komórek może prowadzić do nowotworzenia.

Teoria związana ze wzmożoną ekspresją genów supresorowych i inwolucją genów promujących proliferację tj. onkogenów. Dochodzi do zatrzymania cyklu komórkowego, co dzieje się dzięki genom supresorowym Rb i p53. Ekspresja tych genów może powodować wejście komórki w pierwszy etap starzenia.

Teoria telomerowa: starzenie może zależeć od zmniejszenia aktywności telomerazy - enzymu powodującego replikację telomerów.

Telomery są to powtórzone sekwencje TTAGGG położone na końcowych fragmentach każdego z chromosomów. Telomery powodują stabilizację chromosomów. Każdemu podziałowi komórki towarzyszy utrata fragmentu telomerów i skrócenie chromosomu. Przy pewnej krytycznej długości może dochodzić do uruchomienia procesu starzenia się i zatrzymania cyklu komórkowego.

Dużą aktywność telomerazy, chroniącej przed utratą telomerów obserwuje się w komórkach rozrodczych i nowotworowych. W komórkach somatycznych zwykle nie znajduje się tego enzymu.

Teoria związana z apoptozą: zachodzi mniej apoptozy, nie zostają usunięte uszkodzone stare komórki, dochodzi do upośledzenia czynności tkanki. Starzejące komórki są odporne na apoptozę ponieważ dochodzi do deregulacji genów. Stare komórki mogą dać początek nowotworom.

Teoria zaburzenia funkcji komórek np. starzejące się ludzkie fibroblasty zaczynają produkować więcej MMP i mniej TIMP.

Teoria stresu oksydacyjnego: wolne rodniki są odpowiedzialne za utlenianie fosfolipidów błon komórkowych i utlenianie białek komórkowych (enzymów i białek strukturalnych).

Małe ilości wolnych rodników powstają w skórze w trakcie procesu oddychania komórkowego, czyli powstają stale w mitochondriach komórkowych w przebiegu procesów metabolicznych.

Wolne rodniki to bardzo aktywne atomy lub cząstki chemiczne posiadające na zewnętrznej orbicie jeden niesparowany elektron. Dążąc do zrównania swojej energii zachowują się jak silne związki utleniające lub reduktory.

Teoria błędu przyjmuje, że proces starzenia wiąże się z biosyntezą niepełnowartościowych, niefunkcjonalnych białek enzymatycznych, które stają się powodem zakłócenia homeostazy organizmu i nakładających się nieprawidłowości w przebiegu procesu przemiany materii.

Dochodzi do tzw. racemizacji czyli zamiany w białkach aminokwasów z formy D na L. Następnie ulegają utracie aminokwasy aspargina i glutamina.

Teoria nieenzymatycznej glikozylacji białek: kiedy grupa aminowa białek łączy się z grupą aldehydową węglowodanów. Powoduje to utratę funkcji białek i upośledzenie ich degradacji.