Согласно статье, опубликованной в Scientific Reports, волокна коллагена и эластина в коже организованы в виде решётчатой структуры. Исследовательская группа из Японии изучила эту тему в надежде найти жизненно важную информацию для понимания эластичности при растяжении кожи, которую можно было бы использовать для дальнейшего клинического использования в косметологии, трансплантологии кожных покровов и лечении ожогов.
В настоящее время механизмы, лежащие в основе эластичности кожных покровов человека, до конца не изучены. Кожа человека состоит из эпидермиса, дермы и гиподермы. Дерма делится на более поверхностный слой, называемый папиллярным, и более глубокий слой, называемый ретикулярным. Поддержание ретикулярной дермы тесно связано с хорошими функциональными результатами общего здорового состояния человеческой кожи.
Это означает, что ретикулярная дерма участвует в придании кожным покровам эластичности и увлажнения в различной степени. Дерма состоит из волокнистых компонентов, включая коллагеновые волокна, эластичные волокна и измельченные вещества. Сами коллагеновые волокна в дерме состоят из коллагена типа I и типа III. В ретикулярной дерме относительно крупные коллагеновые волокна с волнистой морфологией образуют плотно упакованные и сложно переплетающиеся структуры с горизонтальной ламинарной организацией.
Следовательно, для более полного понимания механизмов, лежащих в основе эластичной податливости кожи, крайне важно знать геометрическую организацию коллагеновых волокон в ретикулярной дерме и то, как она изменяется в зависимости от глубины.
Исследования геометрической организации этих волокон в дерме начались с открытия, что механические характеристики кожи человека имеют направленную зависимость (анизотропия). Лангер сделал карту анизотропии для всего тела, названную линиями Лангера. Поскольку анизотропия наблюдалась в коже «ex vivo», то считалось, что анизотропия может быть основана на анатомии самой дермы. Однако исследования с использованием сканирующей электронной микроскопии не подтвердили это распределение.
В частности, именно это исследование японских учёных было сосредоточено на архитектурных различиях между поверхностным и глубоким слоями ретикулярной дермы, а так же распределительной взаимосвязи между коллагеном и эластичными волокнами.
Распределение коллагеновых волокон в нескольких направлениях является одним из основных моментов этого научного исследования. В ранних научных изысканиях была предложена решетчатая организационная модель кожных коллагеновых волокон. В этой модели механическая анизотропия кожи объяснялась расположением волокон в форме ромба, движущимися как пантограф в горизонтальном направлении. Кроме того, размер решетки не был задокументирован.
Этот результат не согласуется с моделями простой ромбической архитектуры или преференциального распределения. Скорее, это указывает на архитектуру, в которой распределение небольшого числа оптоволоконных пучков пересекается с оптоволоконными пучками с основным распределением. Кроме того, основное распределение поверхностных и глубоких ретикулярных слоев было сходным.
Еще одним ярким моментом этого исследования была высокая степень локального сходства, наблюдаемого между углами ориентации коллагеновых и эластических волокон, которые могли бы дать представление об эластогенезе кожи. Эластичная система кожи человека состоит из трех различных типов волокон: окситалановых волокон и волокон элаунина в папиллярной дерме и эластичных волокон в ретикулярной дерме. Эластичные волокна состоят из эластиновой сердцевины и окружающих микрофибрилл фибриллина. Недавно было показано, что широкий спектр связывающих фибриллин белков соотносится со структурой других волокон.
Исследователи пришли к выводу, что волокна коллагена и эластина имеют геометрическую ориентацию, основанную на их податливой природе. Тем не менее, исследования не смогли продемонстрировать, существует ли какая-либо организация в коллагене и эластических волокнах кожи. «Поскольку волокна очень плотно упакованы, было невозможно определить, является ли их ориентация упорядоченной или случайной», - объясняет первый автор Сусуму Сайто из Медицинской школы Киотского университета.
Исследовательская группа использовала многофотонную микроскопию для дальнейшего исследования кожи, и они обнаружили доказательства того, что коллагеновые волокна, а также эластичные волокна были расположены в решетчатой структуре. Есть надежда, что это исследование может привести к лучшему пониманию механизмов эластичности в процессе жизни и старения кожи человека для будущих операций по кожной трансплантологии и производстве лекарственных форм и косметологических препаратов.
