Фото pixabay.com
Легенда гласит, что королева Франции Мария Антуанетта поседела в ночь перед казнью и взошла на эшафот без единого темного волоса. С точки зрения биологии это означало, что у нее полностью исчез пигмент меланин (от греч. «меланос» – «черный»).
За полтора века развития микроскопии выяснилось, что волосяной мешочек (фолликул) лежит в глубине кожного покрова, дермы. Над нею наслаивается эпидермис. Конечной фазой развития клеток эпидермиса (кератиноцитов) является апоптоз – запрограммированная смерть с образованием ороговевших кератиновых чешуек. Несмотря на омертвение, чешуйки довольно прочно удерживаются на волокнистой подложке с помощью белка ламинина. При его мутации возникает тяжелое состояние, называемое «буллоза», которое сопровождается эпидермолизисом – «растворением», или хрупкостью, кожи.
Активные кератиноциты, дающие ороговевшие чешуйки, удалось выделить с поверхности кожи еще в 1975 году. С наступлением эры стволовых клеток выяснилось, что примерно на середине волосяного стержня между поверхностью кожи и его луковицы имеется клеточное вздутие, клетки которого постоянно генерируют кожу и ее производные. Речь идет не только о волосах и дерме-эпидермисе, но также и сальных железках и меланоцитах.
Нельзя не упомянуть и веточки симпатических нервов, подходящие «снизу» к дерме. Симпатическая нервная система является «подразделением» вегетативной, обеспечивающей автоматический режим жизнедеятельности телесных органов. Мы засыпаем и частично теряем сознание, но сердце и легкие продолжают равномерно сокращаться и осуществлять газообмен. Оба органа иннервируются блуждающим нервом «вагусом», образующим солнечное сплетение (Plexus solaris), прикрытое мечевидным отростком грудины.
Отросток этот представляет собой хрящ (хондрос), поэтому врачи в прошлые века называли нелады с желудком (г) ипохондрией. Удар в солнечное сплетение вызывает резкий выброс адреналина, что, в свою очередь, приводит к шоку и выделению атропина. Офтальмологи используют капли с ним для того, чтобы расширить зрачок в результате подавления веточек симпатического нерва.
В коже веточки симпатического нерва стимулируют миграцию окрашивающих волос клеток к верхней части волоса, что и способствует его окрашиванию. Вполне возможно, что страх или выраженный стресс ведут к адреналиновому шоку, вызывающему гибель меланоцитов. Гибнут или снижают свою активность клетки в результате старения, что и ведет к появлению седины.
Выявление всех деталей этого достаточно сложного механизма привело к тому, что в 2017 году итальянские специалисты смогли излечить мальчика с кожной буллозой, пересадив ему генетически модифицированные клетки с нормальным геном ламинина. Но «классический» метод исправления генетических дефектов с помощью клеточной терапии не решал проблемы, мучающей более двух третей мужчин и какую-то долю женщин, страдающих от утери волос, не говоря уже о всех седеющих с годами.
На смену клеточным культурам и стволовым клеткам пришли так называемые органоиды – миниатюрные органы диаметром несколько миллиметров. Их получают с помощью искусственно стимулированных клеток кожи (фибробластов, которые «переделывают» в iPS – индуцированные стволовые клетки).
Новый 3D-подход разработан в Гарварде. С его помощью удалось выяснить ведущую роль в развитии кожи и волос трех генов: KRT – кератина, BMP – белок костеобразования (Bone Morphogen) и трансформирующий ростовой белок (TGF – Transforming Growth Factor). Рост и специализацию кожных фибробластов стимулировали с помощью ростового фактора этих клеток, FGF. В выращивании кожных органоидов не было бы ничего выдающегося, если бы не врастание в них новообразованных волос. Волосы, кстати, были очень хорошо прокрашены меланоцитами.
Новый метод имеет весьма широкое значение, поскольку с его помощью можно исследовать не только проблемы, связанные с выпадением и поседением волос. Все знают о меланомах и уже упомянутом эпидермолизисе, не говоря о кожных опухолях, ксеродерме – «сухости» кожи, гипертрихозе – оволошении даже лиц женщин и повышенных потливости и сальности кожи. Остается ждать новостей из Гарварда и других центров, где изучаются эти биомедицинские проблемы.
Источник: