Введение
Кожа – это уникальный орган человеческого организма. Она является защитным барьером и первой встречает агрессивное воздействие окружающей среды, поэтому первые признаки старения отмечаются на наименее закрытых участках – лице и руках. Внешний вид кожи влияет на психоэмоциональное состояние и качество жизни человека.
Факторы внешней среды могут по-разному сказываться на состоянии здоровья кожи как органа и на ее внешнем виде. Основным повреждающим внешним фактором в настоящее время считается ультрафиолетовое (УФ) излучение, которое приводит к раннему появлению возрастных изменений (не связанных с внутренним процессом старения). Фотоповреждение – это сложный биологический процесс. Его степень зависит от индивидуальных особенностей, в т.ч. от типа кожи (типы кожи по Фицпатрику, табл. 1).
Фотостарение – симптомокомплекс, включающий ряд признаков, характеризующих изменения эпидермиса, дермы и сосудов, возникающие вследствие длительного УФ-излучения. Процесс фотостарения характеризуется клиническими, гистологическими и биохимическими признаками, имеющими отличия от хронологического старения областей кожного покрова, закрытых от воздействия ультрафиолетовых лучей [1].
Клинически выделяют IV стадии фотостарения кожи (по Р. Глогау, табл. 2).
Старение кожи происходит в соответствии с общими закономерностями возрастной инволюции (биологическое или хронологическое старение), а также под действием факторов внешней среды, наибольшее значение из которых имеет УФ-излучение (фотоповреждение и фотостарение кожи). Процессы старения напрямую отражаются на состоянии коллагенового каркаса дермы. H.S. Talwar, C.E. Griffiths, G.J. Fisher, T.A. Hamilton, J.J. Voorhees в своем исследовании количественно оценили связь между уровнями проколлагена типа 1 и типа 3 и степенью фотоповреждения кожи человека. Поскольку проколлагены 1-го и 3-го типов являются молекулами – предшественницами зрелого коллагена, их уровни обычно отражают таковой биосинтеза коллагена. Сравнивали их количество на открытых участках кожи (предплечье) и закрытых (подмышечная или ягодичная области). В группе с незначительным фотоповреждением уровень проколлагена 3-го типа не отличался, а проколлагена 1-го типа был меньше на 16% на фотоповрежденном участке. В группе с сильным фотоповреждением уровни проколлагена типов 1 и 3 были значительно снижены (приблизительно на 40%) [2].
Коллаген – основной структурный белок межклеточного матрикса. Он составляет 25–33% от общего количества белка в организме, т.е. ~ 6% массы тела. У человека 50% всего коллагена содержится в костях, где он составляет 90% органического матрикса. Вторая половина сосредоточена в коже, соединительной ткани, хрящах, стенках сосудов, базальных мембранах и т.д. В разных тканях преобладают разные типы коллагена, а это в свою очередь определяется той ролью, которую коллаген играет в конкретном органе или ткани.
В коже (дерме) коллагеновые волокна организованы в трехмерную сеть фибрилл, особенно хорошо развитую в участках кожи, которые испытывают сильное давление (кожа подошв, локтей, ладоней). Коллагеновые волокна малорастяжимы, однако благодаря определенному образу переплетения позволяют коже значительно растягиваться без повреждения [3].
Общее содержание коллагена уменьшается с увеличением возраста. Сразу после рождения в нормальной коже человека деградация коллагена 3-го типа превышает его образование. Синтез коллагена 1-го типа в нормальной коже человека доминирует до 8 лет, а затем имеет противоположную тенденцию [4].
С возрастом коллагеновые волокна не утолщаются, однако их количество увеличивается, причем отмечается увеличение соотношения коллагена типов 3/1 в сторону коллагена 3-го типа [5].
На протяжении всей жизни человека содержание коллагена уменьшается примерно на 1% в год, причем соотношение типов коллагена меняется в сторону увеличения содержания коллагена типа 3 – прежде всего за счет уменьшения содержания коллагена типа 1. Иммуногистохимические исследования дермы после инсоляции показывают снижение коллагенов 1-го и 3-го типов на 20–30%, что может быть следствием, с одной стороны, усиленного распада, с другой – уменьшения его синтеза фибробластами [6].
Одним из актуальных способов воздействия при фотоповреждении кожи является фотодинамическая терапия (ФДТ). Она представляет собой метод воздействия, основанный на системном или местном применении фотосенсибилизаторов в комплексе со световым или лазерным излучением различной длины волны, базирующийся на достижениях квантовой физики, фотохимии и фотобиологии, включающий 3 компонента: фотосенсибилизатор и квант света (экзогенные факторы), и генерируемые в результате их взаимодействия через каскад биохимических реакций активные формы кислорода, главным образом синглетный (экзогенный фактор).
Известно более 1000 соединений, способных выступать в качестве фотосенсибилизаторов. К трем основным группам относятся хлорины, порфирины и фталоцианины [7].
В настоящее время ведется поиск новых, более эффективных фотосенсибилизаторов в различных классах органических красителей, прежде всего среди порфиринов и их синтетических аналогов. Хлорины (дигидропорфирины) характеризуются сильным возрастанием интенсивности длинноволновой полосы и ее смещением в красную область по сравнению с порфиринами [8].
Хлорин Е6 (трисмеглуминовая соль) является мощным фотосенсибилизатором с полосой поглощения в красной области спектра с длиной волны 660±2 и 405±2 нм (генерируемой аппаратом на сверхъярких светодиодах – LED, либо соответствующим полупроводниковым лазером). После нанесения препарата на кожу происходит накопление на мембранах клеточных структур пораженной ткани производных хлорина Е6. Воздействие на эти клетки светом в интервале длин волн (660±2 нм), совпадающих со спектром поглощения производных хлорина Е6, приводит к активации клеточных и гуморальных факторов иммунной системы человека.
Спектр поглощения хлорина E6 в видимой области спектра характеризуется наличием высокоинтенсивной полосы Cope (Soret) c =403 нм, характерной для всех порфиринов, наличием плато в интервале длин волн =450–615 нм с небольшими пиками в области 504 нм, 533 и 599 нм, а также явно выраженным пиком с=653 нм [12].
Фотодинамическая терапия широко применяется в лечении фотоповреждений кожи и связанных с этим заболеваний. В ряде исследований показано, что после фотодинамического воздействия с использованием 5-аминолевулиновой кислоты (АЛА ФДТ) происходит увеличение количества коллагена 1-го типа за счет активации фибробластов [9].
При исследовании результатов ФДТ in vitro отмечены увеличение синтеза коллагена, уменьшение синтеза эластина, индуцирование активации внеклеточных сигнал-регулирующих киназ, что приводит к увеличению количества коллагена 1-го типа, а также к активации матриксных металлопротеиназ 3-го типа – ММП-3 [10].
Предполагается, что увеличение ММП-3 способствует деградации и удалению поврежденного коллагена, в то время как фибробласты активируются для синтеза нового. Важную роль играют эпителиально-мезенхимальные взаимоотношения со стимуляцией кератиноцит-индуцированного синтеза цитокинов в фибробластах [11].
Цель исследования
В своем эксперименте мы оценили количество коллагена 1-го и 3-го типов до и после курса сеансов ФДТ с использованием фотосенсибилизатора на основе хлорина Е6.
Методы
Исследовались панч-биоптаты околоушной области 3 женщин 38–45 лет с признаками фотостарения кожи II–III стадий (до и после проведения курса процедур ФДТ с использованием хлорина Е6 1 раз в 7 дней, № 5).
Биоптаты фиксировались в 10%-ном нейтральном формалине, заливались в парафин по общепринятой методике. Серийные парафиновые срезы окрашивались по Ван-Гизону. Определялись иммуногистохимические показатели: коллаген 1-го и 3-го типов.
Процедуры проводились 1 раз в 7 дней 5 раз. Фотосенсибилизатор – топическое средство на основе фотосенсибилизирующего комплекса последнего поколения сферометаллохлорина (производное хлорина Е6). Источник света – LED-лампа с возможностью генерировать излучение 410 нм, 580 и 630 нм.
Перед процедурой использовались средства с эксфолиативным и очищающим действиями (очищающий гель с папаином) для лучшего проникновения фотосенсибилизатора в кожу. После 30-минутной экспозиции топического средства с хлорином Е6 проводилось световое воздействие с использованием длин волн 410 нм 15 минут+630 нм 15 минут 2 пациентками (общее время – 30 минут) или 410 нм 15 минут+630 нм 15 минут 1 пациенткой (общее время – 30 минут).
Панч-биопсия в заушной области проводилась до начала курса процедур и сразу после последнего сеанса.
Результаты
Результаты исследования представлены на рис. 1–6.
Полученные данные при проведении процедур с параметрами воздействия 410+630 нм 2 пациенткам и 410+630 нм 1 пациентке сопоставимы. В гистологических образцах, взятых до воздействия, наблюдается тонкий ороговевающий эпидермис, присутствуют сальные железы, небольшая лимфогистиоцитарная инфильтрация, толстые коллагеновые волокна. При иммуногистохимическом исследовании экспрессия коллагена 1-го типа имеет слабую интенсивность (2 балла), экспрессия коллагена 3-го типа – сильную интенсивность (4 балла). В гистологических образцах, взятых после воздействия, наблюдается тонкий ороговевающий эпидермис, по сравнению с образцом «до» повышается ангиогенез, имеется инфильтрат из лимфогистиоцитарных элементов. При иммуногистохимическом исследовании экспрессия коллагена 1-го типа имеет сильную интенсивность (4 балла), экспрессия коллагена 3-го типа – слабую интенсивность (2 балла).
Обсуждение
В результате проведения курса процедур 1 раз в 7 дней, № 5, наблюдается повышение количества коллагена 1-го типа и уменьшение количества коллагена 3-го типа. Это происходит за счет активации макрофагов, которые выделяют ММП, расщепляющие избирательно коллаген 3-го типа. Полученные нами результаты совпадают с исследованиями, проведенными с использованием АЛА ФДТ, в которых зарегистрировано усиление синтеза коллагена 1-го типа за счет активации фибробластов [9]; с исследованием действия АЛА ФДТ in vitro, где отмечено увеличение синтеза коллагена, уменьшение синтеза эластина, индуцирование активации внеклеточных сигнал-регулирующих киназ, что приводит к активации ММП-3 [10].
В своем исследовании мы использовали производные хлорина Е6 для фотосенсибилизации и получили аналогичные результаты. Это может свидетельствовать о том, что для восстановления соотношения коллагенов 1-го и 3-го типов при коррекции возрастных изменений вследствие фотостарения ключевым фактором является образование активных форм кислорода, которое происходит при ФДТ и служит сутью данного воздействия.
Заключение
Таким образом, можно заключить, что воздействие ФДТ при фотостарении приводит к нормализации соотношения коллагена 1-го и 3-го типов. Использование производных хлорина Е6 в качестве фотосенсибилизатора приводит к изменениям, аналогичным использованию 5-аминолевулиновой кислоты в отношении коллагена 1-го и 3-го типов и может быть рекомендовано для клинического применения.
