Naujas tyrimas atskleidė mechaninę raukšlių atsiradimo odos senėjimo metu priežastį

Binghamtono universiteto mokslininkų tyrimas suteikė eksperimentinių įrodymų ilgai gyvavusiai prielaidai: pasikartojantis odos tempimas ir atleidimas generuoja mechaninę įtampą, dėl kurios, senstant, susidaro raukšlės. Tyrėjai, atlikę bandymus su žmogaus odos mėginiais, paimtais iš 16–91 metų amžiaus donorų, išaiškino fizinį mechanizmą, panašų į džinsų audinio įlinkius, paaiškinantį, kodėl tokios linijos kaip „žąsų pėdutės“ laikui bėgant gilėja. Biomedicinos inžinierius Guy German pabrėžė šio atradimo svarbą: „Tai jau nebe teorija. Mes jau turime aiškių eksperimentinių įrodymų, parodančių, kaip fiziškai sensta oda.“ Tyrimo rezultatai paaiškina, kaip odos mechaninių savybių ir skysčių judėjimo pokyčiai didina linkimą į įlinkius ir nuolatinius įspaudus.

Metodika ir eksperimentinis išdėstymas Norėdami atkartoti kasdienę mechaninę odos apkrovą, mokslininkai naudojo žemo slėgio tensometrą su egz vivo žmogaus odos mėginiais. Šis prietaisas švelniai tempia audinį, o mikroskopas stebi jo mikrostruktūrinius pokyčius. Mėginių imta iš įvairaus amžiaus donorų, kad būtų galima įvertinti, kaip ilgainiui keičiasi odos elgsena ir elastingumas.

Tensometro testavimo protokolas imitavo pasikartojančius kryptingus judesius – pavyzdžiui, horizontalius susitraukimus aplink akis šypsantis ar primerkus akis. Tyrėjai fiksavo momentinę mechaninę reakciją, po bandymų analizavo mikrostruktūrą, ieškodami įlinkių, sluoksnių atskyrimo ir standumo pokyčių.

Pagrindiniai rezultatai ir fizinis mechanizmas Tyrimai atskleidė keletą tarpusavyje susijusių veiksnių, paaiškinančių, kaip formuojasi raukšlės:

• Kryptinė įtampa ir įlinkiai: pasikartojantis viena kryptimi tempimas lemia stipresnį susitraukimą vyresnių tiriamųjų odoje. Kai susitraukimas peržengia tam tikrą slenkstį, odos paviršius įlinksta, sudarydamas matomas raukšles. Šis mechanizmas panašus į besiformuojančias nuolatines įlenkimų linijas audiniuose, kai jie nuolat lankstomi.

Sluoksnių mechaninių savybių pokyčiai:

• Išorinio sluoksnio kietėjimas: senstant išorinė odos dalis (stratum corneum) kietėja.
• Poepiderminio sluoksnio minkštėjimas: gilesni odos sluoksniai minkštėja, nes kolageno tinklas, atsakingas už tempimo atsparumą, praranda tankį ir struktūrą. Tokie nevienodi standumo pokyčiai didina mechaninį nesutapimą per visą odos storį, todėl apkrovos metu oda tampa nestabili, labiau linkusi raukšlėtis.
• Poroelastinis tūrio mažėjimas: nustatyta, kad veikiant apkrovai, oda palaipsniui netenka skysčių (poroelastingumas). Ilgainiui šis skysčių praradimas sumažina odos tūrį, paaštrindamas mechaninių įlinkių efektą ir išryškindamas raukšles. G. German tai paaiškina: „Jei tempdami žaislą Silly Putty, jis išsitempia į šonus, bet tuo pačiu suplonėja – tą patį daro ir oda.“ Senstant ir didėjant susitraukimų amplitudei, perteklinis suplonėjimas bei įlinkiai virsta nuolatinėmis raukšlėmis.

Praktinė dermatologijos ir odos senėjimo tyrimų nauda Tyrimas turi platesnę reikšmę nei tik kosmetinių pokyčių paaiškinimas:

• Padės tiksliau diagnozuoti ir gydyti mechaninius ar struktūrinius odos sutrikimus, tiesiogiai siejant audinių mechaniką su ligų priežastimis.
• Suteiks objektyvius rodiklius vertinant priemonių nuo senėjimo (kremai, užpildai, mechaninės procedūros) veiksmingumą pagal poveikį odos standumui, kolageno kiekiui ar poroelastinėms savybėms.
• Informuos skaitmeninių modelių kūrimą ir audinių inžineriją. Tyrimo duomenys rodo, kad panašių įlinkių mechanika gali paaiškinti ne tik odos, bet ir kitų biologinių paviršių – pavyzdžiui, nervinio audinio – lankstymąsi, skatinant tarpdisciplininį modeliavimą tarp dermatologijos ir neurobiologijos.

Ekspertai taip pat pabrėžia aplinkos veiksnių svarbą: nuolatinis ultravioletinių spindulių (UV) poveikis spartina kolageno irimą, todėl, pavyzdžiui, dirbantieji lauke dažniau patiria ryškesnį su amžiumi susijusį odos raukšlėtumą nei biurų darbuotojai. „Jeigu visą gyvenimą dirbate atviroje aplinkoje, tikėtina, kad jūsų oda bus senesnė ir labiau raukšlėta nei tų, kurie dirba viduje“, – pažymi German. Tai dar kartą įrodo, kaip svarbu naudoti apsaugines priemones nuo saulės.

Perspektyvos ir naujos technologijos odos senėjimo tyrimuose Ateityje planuojama atlikti in vivo mechaninius odos vaizdinimus (pvz., optinė koherentinė elastografija), kurti tikslinius biomechaninius modelius, apjungiančius porcielastinį skysčių judėjimą ir kolageno kitimus, bei vykdyti ilgalaikius tyrimus, siekiant kiekybiškai įvertinti, kaip įvairios intervencijos veikia odos senėjimo procesus. Patobulintos mikro-mastelio testavimo technologijos, dėvimi jutikliai ir dirbtiniu intelektu grįsta vaizdų analizė leis dar tiksliau įvertinti odos priežiūros priemonių poveikį bei objektyviai įvertinti klinikinius rezultatus.

Išvada Binghamtono universiteto tyrimas pateikė tiesioginius mechaninius įrodymus, kad su amžiumi susiję pokyčiai odos standume, kolageno struktūroje ir skysčių dinamikoje lemia odos įlinkius ir nuolatinių raukšlių atsiradimą. Apibrėžiant raukšles kaip mechaninę nestabilumą, kurią sustiprina porcielastinis tūrio sumažėjimas ir sluoksnių nesutapimas, šie rezultatai sudaro pagrindą profilaktinėms strategijoms, objektyviems priemonių nuo senėjimo testavimams bei platesniam pritaikymui audinių modeliavime ir regeneracinėje medicinoje.