Трёхмерные модели позволили биофизикам заглянуть вглубь морщин

Борьба со старением идёт по всем фронтам: учёные открывают гены долголетия, новые способы узнать биологический возраст человека, а также замедлить старение.

Однако процессы "изнашивания" организма сказываются не только на здоровье, но и на внешнем виде человека. Пожалуй, самый главный видимый признак старения – это морщины, складки кожи, возникающие в результате избыточной активности мимических мышц, потери кожей эластичности и упругости. Кроме того, не последнюю роль в их появлении играют и внешние факторы – от окружающей среды до ухода за кожей.

Команда из Университета Саутгемптона (Великобритания) совместно с коллегами из США и Южной Африки решила воссоздать процесс возникновения морщин в 3D, чтобы лучше понять, как они формируются и какие биохимические подходы лучше всего помогают с ними бороться.

Команда разработала ряд количественных компьютерных моделей для создания трёхмерных характеристик морщин, отмечается в пресс-релизе.

Авторы рассмотрели разные типы поверхности кожи с точки зрения геометрии – как рельеф, который подвергается различным процессам деформации. Изучая различные модели, они выяснили, что ключевую роль в возникновении морщин играет не мимическая активность или потеря коллагена (хотя и эти факторы очень важны), а уровень влаги в коже человека. Со временем верхний слой мёртвых клеток толщиной 10-20 микрометров становится всё суше, и именно на нём появляются морщины и так называемые гусиные лапки.

Окружающая среда также отражается на состоянии кожи: например, процесс формирования морщин идёт быстрее, если человек постоянно находится в помещениях с сухим воздухом (хорошо отапливаемых комнатах без увлажнителей воздуха или при перелёте на дальние расстояния).

"Самый внешний слой нашей кожи в основном состоит из мёртвых клеток, связанных липидами, – рассказывает ведущий автор исследования Жорж Лимберт (Georges Limbert). – Помимо его физиологических функций биохимического барьера, этот очень тонкий слой играет ключевую роль в определении характеристик микроморщин кожи, даже у молодых людей".

Лимберт поясняет, что по мере снижения влажности кожи этот ороговевший слой становится более жёстким и, что логично, более сухим. Когда это происходит, микроморщины на поверхности кожи, вызванные самыми простыми действиями лицевых мышц (скажем, улыбкой), становятся намного глубже, а значит, и более заметны. Причём в помещении с сухим воздухом при высокой мимической активности достаточно и нескольких часов, чтобы на лице человека морщины "проступили" более явно.

Получается, что единственный способ свести к минимуму такой эффект – это беречь кожу от потери влаги. Авторы полагают, что на основе построенных ими моделей можно разработать новые профилактические и лечебные решения морщин определённых типов, и теперь учёные вряд ли ограничатся одной лишь разработкой увлажняющих косметических кремов.

"Основополагающие механические принципы, которые определяют морфологию и модели морщин, необходимы для оценки и, в конечном счёте, прогнозирования того, как стареющая кожа взаимодействует с окружающей средой", – заключает Лимберт.

Более подробно о трёхмерных моделях формирования морщин, а также о выводах работы авторы рассказали в статье, опубликованной в издании Soft Matter.

Кстати, ранее исследователи создали первый "молодильный" крем для кожи, а также нашли антиоксидант, способный замедлить старение кожи даже после 80 лет.