CC BY
83Клиническая медицина
УДК 611.018
ЭФФЕКТИВНОСТЬ КИСЛОРОДНОГО ОБМЕНА КЛЕТОК КОЖИ ПОСЛЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ РАСТВОРА ГЛИКОЛЕВОЙ КИСЛОТЫ
© 2017 А.В. Логина1, А.А. Супильников1, Е.В. Антипов1, В.И. Беляков2, Л.Б. Гинзбург1
1Частное учреждение образовательная организация высшего образования «Медицинский университет «Реавиз» г. Самара
2ФГАОУ ВО «Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева»
Воздействие раствора гликолевой кислоты улучшает микроциркуляцию крови в коже, что может быть оценено при помощи изучения комплексного показателя эффективности кислородного обмена.
Ключевые слова: микроциркуляция крови в коже, гликолевая кислота, лазерная допплеровская флоуметрия.
Введение. Старение - сложный биологический процесс, характеризующийся обменными, структурными и функциональными изменениями клеточных структур тканей в связи с истощением биоресурса организма. Морфологические признаки естественного старения кожи развиваются постепенно. Со стороны эпидермиса отмечается сглаженность эпидермаль-ных отростков, в базальном слое - гетерогенность в размерах и окрашивании ростковых клеток, а также значительное уменьшение цитоплазматических микроотростков. Все это приводит к структурным изменениям в зоне дермоэпидермального соединения, его утолщению и образованию дупликатуры базальной пластинки (lamina densa). В шиповатом и зернистом слоях уменьшается число рядов клеток. Усиливается гомогенизация тонофибрилл, уменьшается количество органелл, в том числе митохондрий, вследствие чего ослабевают энергетические процессы и пролиферативная активность эпителиоцитов. Роговой слой, наоборот, утолщается, но сами роговые чешуйки становятся значительно тоньше, и медленнее слущи-ваются (процесс десквамации). Важнейшим звеном патогенеза возрастных дефектов кожи является нарушение в микроциркуляции крови в коже, следствием чего являются: уменьшение количества функционирующих капилляров, запустение верхушки сосудистого дерева кожи, замедленный и зернистый ток крови, частые стазы, уменьшение диаметра артериального колена капилляра и увеличение венозного, уменьшение количества резервных капилляров, преобладание спастико-атонической и спастической формы капилляров. Все это приводит к облитерации просвета капилляров, атрофии и исчезновению эндотелиоцитов, фрагментации и лизису базальной мембраны. Исчезающие капилляры замещаются соединительной тканью. Уменьшается транскапиллярный кровоток, нарушается метаболизм и, следовательно, доставка кислорода и энергетических субстратов к коже, а также выделение отработанных продуктов жизнедеятельности. Это ведет к нарушению тканевого метаболизма, снижению трофической функции, замедлению обменных процессов в коже. Возрастные изменения микроциркуляции крови в коже являются системными, приводят к нарушению обмена между кро-
вью и тканями. Они обуславливают затруднение транспорта кислорода, энергетических и пластических субстратов. Морщины являются одним из проявлений старения кожи, а также признаком ее ишемии. Хроностарение, как основа эстетической проблемы, определяется в виде снижения вязко-эластических свойств, морщинистости, снижения тургора [1, 2, 3, 4].
Тактика коррекции возрастных изменений кожи, как правило, является комплексной, однако выбор терапии определяется преобладанием того или иного клинического признака.
Современная терапевтическая коррекция данных изменений предусматривает использование :аппаратных методов, инъекционных воздействий, средств наружной терапии.
Лидирующее положение среди средств борьбы со старением кожи занимает химический пилинг, что связано, во-первых, с его доступностью и достаточной простотой проведения процедур, во-вторых, с большим разнообразием препаратов для химической эксфолиации. Выбор раствора для пилинга зависит от степени выраженности признаков старения, глубины залегания морщин, желаемой глубины эксфолиации.
Клиническими параметрами, определяющими программу эксфолиации, являются клиническая картина, фототип кожи пациента, социальная активность и психоэмоциональные аспекты, поэтому так важна возможность составления программ, различных по длительности и степени агрессивности.
Гликолевая кислота относится к группе альфа-гидроксильных кислот. В основе механизма действия гликолевой кислоты лежит химический ожог кожи, результатом чего является воспалительная реакция, которая по биологической сущности является защитной реакцией организма. Одним из последствий воспаления является удаление нежизнеспособных тканей и восстановление поврежденных клеток.
W. Smith в своем исследовании показал, что рН гликолевой кислоты и ее влияние на скорость обновления клеток эпидермиса взаимосвязаны. Экспериментально установлено, что чем ниже рН гликолевой кислоты, тем выше ее стимулирующее действие. Максимальная глубина проникновения наблюдается при концентрации 70 % и pH = 0,7. При этом также возрастает и раздражающее действие. Из-за различной вариативности показателей pH, пи-линг обладает высокой эффективностью и широким спектром применения. Нанесение гликолевой кислоты в высоких концентрациях ослабляет адгезию корнеоцитов (взаимодействие с ионными связями на клеточной поверхности) непосредственно над зернистым слоем и вызывает полный эпидермолиз, утолщение эпидермиса и дермы, реверсию атипичных клеток базального слоя, дисперсию меланина, повышение синтеза гликозаминогликанов и коллагена. Она также улучшает качество эластических волокон и увеличивает их количество. Клиническое воздействие этих явлений на эпидермис и дерму приводит к выравниванию микрорельефа поверхности кожи и улучшению дисхромий, мелких морщин и умеренного акне. Преимущества ее использования заключаются в малой травматичности, безопасности в применении, меньшей молекулярной массе, способствующей более быстрому проникновению в кожу, а также безопасность применения у пациентов с любым фототипом, легкую и равномерную пенетрацию в коже. Даже в высоких концентрациях гликолевая кислота не приводит к воспалительной реакции и не способствует длительному покраснению кожи [1, 4, 5].
Цель исследования: оценка параметров микроциркуляции крови в коже кистей у мужчин и женщин в возрасте 45-55 лет до и после воздействия гликолевой кислоты.
Материалы и методы исследования. Нами было обследовано 30 мужчин и женщин в возрасте от 20 до 55 лет. Исследования проводились в лаборатории физиологии на кафедре медико-биологических дисциплин Медицинского университета «Реавиз» на основе добро-
вольного информированного согласия испытуемых в соответствии со всеми этическими требованиями, которые предъявляются к исследованиям с участием человека. В контрольную группу были отнесены 20 практически здоровых молодых лиц в возрасте от 20 до 30 лет. В экспериментальную группу вошли 10 мужчин и женщин в возрасте от 45 до 55 лет без выраженных патологий, которым проводилась процедура пилинга гликолевой кислотой. Перед нанесением средства, кожа обезжиривалась 70 % спиртовым раствором, затем наносился химический пилинг на основе 50 % раствора гликолевой кислоты с рН = 1,6. Длительность экспозиции составила 7 минут, после чего кислота нейтрализовалась и смывалась обильным количеством воды. Исследования проводились перед процедурой, а также после первой, второй и четвертой процедуры.
Для исследования изменения параметров микроциркуляции крови в коже кистей и флуоресценции ферментов окислительного метаболизма клеток кожи после воздействия гликоле-вой кислоты у исследуемых лиц проводились измерения на комплексе многофункциональном диагностическом «ЛАКК-М». Измерения осуществлялись путем совмещения методов лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ), оптической тканевой оксиметрии (ОТО) и лазерной флуоресцентной спектроскопии (ЛФС)[6]. При этом диагностика транспорта кислорода в микроциркуляторном русле и его потребление тканью оценивалось при помощи комплексного показателя - эффективности кислородного обмена (ЭКО), равной произведению показателя микроциркуляции (среднее значение перфузии М) на индекс удельного потребления кислорода и на флуоресцентный показатель потребления кислорода (ФПК) ферментов, участвующих в дыхательной цепи, то есть
ЭКО = МхЦхФПК.
Методом ЛДФ определялся показатель микроциркуляции в соответствии со следующим выражением:
ПМ = Кх Кэр х УСр,
где К - коэффициент пропорциональности, Кэр - число эритроцитов в объеме зондирования ткани, Уср - средняя скорость движения эритроцитов.
Определение сатурации (в %) смешанной крови в микроциркуляторном русле методом ОТО определялось в соответствии со следующей формулой:
Б02 = Оо2НЬ Ар02НЬ + Оннь), где Б02Нь и БННь- доли света, поглощаемые оксигенированной и дезоксигенированной фракцией гемоглобина соответственно.
Комплексный показатель микроциркуляции крови - индекс удельного потребления кислорода в ткани определяли по формуле:
и = Бр02 / Б02,
где Бр02- сатурация артериальной крови (определяется пульсоксиметрией).
Индекс определялся в относительных единицах.
В свою очередь ФПК обратно пропорционален редокс-отношению:
ФПК = АНАДН/Афлавины,
где Анадн - амплитуда излучения флуоресценции восстановленного кофермента никотина-мидадениндинуклеотида, Афлавины - амплитуда излучения флуоресценции окисленных фла-вопротеидов [6].
Измерения проводились у испытуемых в одно и то же время в первой половине дня при комнатной температуре 23 °С в положении сидя после 30-минутного отдыха. Испытуемым рекомендовалось накануне исследования не принимать избыточное количество жидкости,
крепкий чай, кофе, воздержаться от курения и употребления алкоголя, натощак или спустя несколько часов после приема пищи.
Результаты и их обсуждение. В результате проведенных исследований было установлено, что в среднем у мужчин и женщин в возрасте 45-55 лет эффективность кислородного обмена в коже кистей снижена на 42 % по сравнению с испытуемыми в возрасте 20-30 лет (табл.1)
Таблица 1
Эффективность кислородного обмена, отн. ед.
Группы Эффективность кислородного обмена
Контроль (женщины 20-30 лет), п = 20 25,1 ± 1,38
Опытные группы (женщины и мужчины 45-55 лет), п = 40 10,78 ± 1,63*
Примечание:* р < 0,05 по отношению к контролю
Полученные данные по эффективности кислородного обмена ясно свидетельствуют о сниженном показателе микроциркуляции крови кожи кистей у мужчин и женщин в возрасте 45-55 лет по сравнению с контрольной группой, поскольку ЭКО прямо пропорциональна среднему значению перфузии. Снижение перфузии связано с процессами старения кожи, сопровождающимися вазоконстрикцией артериол и капилляров, которые приводят к ишемии и венозно-лимфатическому застою в структурах тканей. Изменения на уровне артериол проявляются в виде снижения тонуса артериол, увеличения объема крови в артериолах и наличия застойных явлений в резистивных и нутритивных сосудах микроциркуляторного русла. Одним из ранних признаков нарушений микроциркуляции крови в коже кистей являются локальный спазм приносящих артериолярных сосудов, застойные явления в посткапиллярно-венулярных сосудах и снижение интенсивности кровотока в нутритивном звене капиллярного русла. Многочисленные исследования показали, что при прекращении активной вазомо-ции в той части капиллярного русла, в которой сопротивление кровотоку выше, объемный кровоток сокращается, и в ней появляются признаки стаза, а в самих тканях преобладающим становится анаэробный метаболизм. Потеря вазомоции ведет к шунтированию кровотока, в результате которого большая часть крови, поступающая в микроциркуляторное русло, движется по меньшей части капилляров. При развитии патологического процесса, связанного с объемным дефицитом капиллярного кровотока, страдают тонкие механизмы, регулирующие транскапиллярный массоперенос и обменные процессы в тканях. Таким образом, снижение перфузии приводит к тому, что кислорода мало притекает в ткани, следовательно, снижается сатурация смешанной крови. Этому также способствуют многочисленные шунты, через которые артериальная кровь, богатая кислородом, сбрасывается из артериол в венулы, минуя капилляры. Поэтому в коже у мужчин и женщин в возрасте 45-55 лет будет преобладать анаэробный метаболизм, в результате чего в коже будет наблюдаться увеличенное содержание ФАД и сниженное содержание НАДН [7]. Это подтверждается четкой зависимостью между показателями коэффициента флуоресцентной контрастности указанных ферментов кожи кистей и хронологическим возрастом испытуемых (табл. 1).
Связь между микроциркуляцией, сатурацией и флуоресценцией НАДН и ФАД представлена на рис. 1.
Ухудшается эффективное 1Ъ кислородного обмена кожи, то есть
I зко
Рис. 1. Связь между микроциркуляцией, сатурацией и флуоресценцией
После 8 процедур пилинга гликолевой кислотой показатель эффективности кислородного обмена повысился в среднем на 38 % по сравнению со значением этого показателя до проведения процедур, что подтверждает положительный эффект его влияния на процесс местного кровообращения, скорость кровотока и потребление кислорода в коже (табл. 2).
Таблица 2
Эффективность кислородного обмена, отн. ед.
Контроль (женщины 20-30 лет), п = 20
До воздействия 25,1 ± 1,38 10,78 ± 1,1*
После 1-й процедуры 11,5 ± 0,45
После 5-й процедуры 13,43 ± 0,52
После 10-й процедуры 17,2 ± 1,74**
Примечание: * р < 0,05 по отношению к контролю;
** р < 0,05 по отношению к измерениям до воздействия гликолевой кислотой
Таким образом, на основании объективных данных, подтверждено положительное влияние пилинга гликолевой кислотой на микроциркуляцию крови кожи, приводящее к увеличению напряжения кислорода в тканях и его утилизации клетками, усилению местного кровообращения, скорости кровотока, что способствует усилению энергетических и пластических процессов в клетке.
Расстройство микроциркуляции, выражающееся в снижении показателя микроциркуляции, подтверждено многими исследователями. Также известно, что флуоресценция НАДН и флавинов может служить в качестве критерия для диагностики различных патологических
состояний, а также изучения процессов старения кожи. Изменения в показателях интенсивности флуоресценции можно рассматривать в качестве изменения относительных концентраций данных веществ-метаболитов в ткани [7].
Однако комплексные параметры, такие как ЭКО, являются более информативными характеристиками состояния микроциркуляции крови кожи по сравнению с их оценкой отдельными способами, так как микроциркуляция очень вариабельна и адаптируется под конкретные физиологические потребности ткани. Современный уровень понимания возрастных изменений, происходящих в организме, требует разработки и внедрения более объективных количественных методов системного и комплексного анализа для осмысления инволюционных процессов, происходящих в тканях, органах и системах человека при старении. Заключение.
1. У мужчин и женщин в возрасте 45-55 лет по сравнению с испытуемыми в возрасте 20-30 лет снижен показатель эффективности кислородного обмена в клетках кожи кистей в среднем на 42 %.
2. После пилинга гликолевой кислотой относительно исходного состояния выявлено повышение показателя эффективности кислородного обмена в среднем на 38 %.
3. Комплексный подход к неинвазивному шу1уо исследованию кожи позволяет получать взаимодополняющие данные о микрогемодинамике, потреблении кислорода и состоянии метаболических процессов для их анализа и принятия конкретных решений по диагностике.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Антипов Е.В., Москвин С.В., Зарубина Е.Г. Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения и лазерофоре-за гелей с гиалуроновой кислотой на микроциркуляцию кожи лица женщин старших возрастных групп // Вестник медицинского института «РЕАВИЗ»: реабилитация, врач и здоровье. - 2011. - № 1. - С. 34-41.
2 Бутов Ю.С. Применение пилингов при акне / Ю.С. Бутов, Н.А. Полонская // Вестник дерматологии и венерологии. - 2004. - № 4. - С. 57-59.
3 Орасмяэ Т., Глаголева Е. Улучшение микроциркуляции кожи как часть эстетической коррекции внешних проявлений старения // Экспериментальная и клиническая дерматокосметология. - 2011. - № 3. - С. 43-47.
4 Эрнандес Е. И. Косметический пилинг: теоретические и практические аспекты. - М., 2003. - 214 с.
5 Хан Г., Марголина А., Ахмедова Е. Гликолевая кислота против фотостарения // Косметика & медицина. -2001. - № 2. - С.63-68.
6 Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови :руководство для врачей / под ред. А.И. Кру-паткина, В.В. Сидорова.- М.: Медицина, 2005. - 256 с.
7 Антипов Е.В. Лазерофорез гиалуроновой кислоты в коррекции возрастных изменений микроциркуляции крови и кислородного обмена клеток кожи: автореф. канд. биол. наук. - Москва, 2013.
Рукопись получена: 15 марта 2017 г. Принята к публикации: 19 марта 2017 г.
