Впервые точно измерили старение кожи от солнца
Хроническое воздействие солнечных лучей нарушает биоритмы клеток кожи — именно в этом и заключается механизм фотостарения. Таковы выводы нового исследования, опубликованные в Journal of Investigative Dermatology.
Оно стало первым в своем роде, давшим максимально точную оценку влиянию солнечной радиации на кожу in vivo. И первым, связавшим с солнцем суточные ритмы включения и выключения генов в коже.
По современным представлениям хронобиологии, собственные циркадные ритмы есть у всех органов и систем. И хотя мозг, безусловно, играет главную роль в их синхронизации, периферические биочасы могут сбиваться. Между тем их работа крайне важна для адаптации к смене дня и ночи.
«Согласно гипотезе „избегания света“, одной из движущих сил развития внутренних часов у древних форм жизни было стремление ограничить уязвимые биологические процессы — в первую очередь синтез ДНК и деление клеток — ночным временем, чтобы уберечь их от вредного солнечного излучения. В ходе эволюции организмы, у которых копирование ДНК происходило ночью или при слабом освещении, накапливали меньше мутаций и выживали лучше. Их встроенные „часы“ помогали планировать рискованные процессы на более безопасное время. Этот древний защитный механизм, по-видимому, сохраняется и сегодня в органах млекопитающих, например в коже. Понимание хронобиологии кожи человека и ее адаптации к суточным колебаниям таких стрессоров, как УФ-излучение, важно с точки зрения поддержания ее здоровья», — объясняет профессор Цин-Цзюнь Мэн из Манчестерского университета, руководивший исследованием.
По его утверждению, оно стало первым, в котором сравнивалось состояние кожи, испытывающей воздействие солнечного ультрафиолета и защищенной от него, у одних и тех же испытуемых.
«Мы обнаружили, что хроническое УФ-облучение связано с ослаблением внутренних часов и сдвигом ритмов на более раннее время. Иными словами, наши кожные часы могут нарушаться или перепрограммироваться, что способно серьезно влиять на здоровье кожи», — подчеркивает профессор.
У 20 добровольцев брали биопсию кожи с прикрытой верхней части ягодиц и с открытой тыльной стороны предплечья четыре раза за сутки — в полдень, 18:00, полночь и 6:00. Активность генов в образцах измеряли с помощью секвенирования РНК, а сложный статистический анализ позволил установить, насколько сильны циркадные колебания и в какое время активность каждого гена достигает пика. Дополнительной достоверности результатам придало сравнение кожи у одних и тех же участников.
«Кожа, подвергавшаяся воздействию солнца, демонстрирует иной суточный характер активности генов, нежели та, что обычно закрыта. Мы пока не знаем, помогают ли эти изменения защитить кожу или же сигнализируют о ранних повреждениях», — говорит биоинформатик Рон Анафи из Пенсильванского университета, еще один руководитель исследования.
Почти две трети генов, активных в открытой солнцу коже человека, достигают наивысшего уровня ночью (по сравнению с чуть более чем половиной в защищенной коже). То есть многие биологические процессы выходят на пик в темное время суток.
Колебания генов репарации ДНК в открытой солнцу коже ослабевают — очень похоже, что ультрафиолет нарушает их временну́ю координацию. Небольшая группа связанных с восстановлением генов — напротив, становится необычно активной в облученной солнцем коже. В общем, вопросов возникло гораздо больше, чем открытий.
Ночное восстановление ДНК ранее наблюдалось у мышей, но его предназначение у человека до сих пор неочевидно. Некоторые ученые полагают, что такой механизм развился потому, что репарация лучше всего идет в отсутствие УФ-облучения, либо потому, что клетки предвосхищают ежедневный стресс и готовятся к нему заранее.
Внести ясность должны дальнейшие исследования. Тогда финансирующий их крупный производитель уходовой косметики сможет наладить выпуск более эффективных средств для защиты от солнца.
