Ученые смогли выявить невидимые ранние признаки старения кожи

Способ распознавать ранние признаки старения кожи нашел международный коллектив ученых, который обнаружил, что скрытая внутренняя структура коллагена начинает разрушаться еще до того, как сами волокна распадутся, 16 июля сообщила пресс-служба Университета Хиросимы.

Международная команда исследователей, в которую вошли также ученые из Университета Хиросимы, разработала новый способ выявления на ранних стадиях незначительных изменений в коллагене кожи человека до появления каких-либо видимых признаков повреждения.

Результаты исследования разработанного ими метода были представлены в статье «Корреляционная мультимодальная модель выявляет потерю супрамолекулярной хиральности, предшествующую разрежению фибриллярной структуры в дермальном коллагене» (Correlative multimodal framework reveals supramolecular chirality loss preceding fibrillar rarefaction in dermal collagen), опубликованной в журнале ACS Nano.

В статье показано, что молекулярная организация и супрамолекулярная хиральность (структурная направленность) коллагена кожи разрушается до фактического истончения или фрагментации видимой волоконной сети. Коллаген представляет собой иерархически сруктурированный материал, который образует высокоорганизованную сеть, поддерживающую структуру кожи и ее механическую прочность.

Традиционные методы визуализации позволяют легко выявить видимые повреждения, такие как истончение волокон или потеря связности. Однако эти структурные нарушения представляют собой поздние стадии структурных и функциональных изменений (ремоделирования) тканей. Первый автор исследования, аспирант Международного института устойчивого развития при Университете Хиросимы Али Хайдер заявил:

«Один из способов осмыслить наши результаты заключается в том, что традиционные методы визуализации могут показать „кирпичики“ структуры коллагена, но они могут не заметить тонких изменений в том, как эти кирпичики расположены. Это похоже на обнаружение изменений в расположении слов и предложений в книге до того, как какие-либо страницы окажутся поврежденными или отсутствующими».

Чтобы выявить эти скрытые закономерности, команда исследователей объединила передовые методы оптической визуализации с хироптической спектроскопией. Эта методика позволила им отобразить как присутствие коллагена, так и его хиральную структурную когерентность в одном и том же физическом срезе ткани.

Результаты продемонстрировали отчетливое расхождение между массой коллагена и структурным порядком: образцы тканей сохранили собщее содержание коллагена и его распределение даже после того, как лежащая в их основе супрамолекулярная хиральность и когерентность значительно ухудшились.

«Главный посыл этой статьи заключается в том, что коллаген следует рассматривать не только как видимую сеть волокн, но и как иерархический материал, функция которого зависит от организации в различных масштабах, — указал один из авторов исследования, профессор WPI-SKCM² Кацуя Иноуэ. — Наше исследование показывает, что передовые корреляционные методы могут выявить изменения в этой скрытой организации, которые не очевидны при изучении только морфологии».

Цель команды исследователей — создать всеобъемлющую концептуальную основу, объединяющую молекулярную хиральность, супрамолекулярную организацию и макроскопическую архитектуру тканей. Это может дать ценные сведения для медицинских вмешательств, заживления ран и разработки биоматериалов, позволяя медикам оценивать целостность тканей организма до того, как произойдет их необратимое макроскопическое разрушение.