Dlaczego skóra staje się „skórzasta” po ekspozycji na zbyt dużą ilość słońca? Nowe badania rzucają światło

Niedawne badania wykazały, że promienie ultrafioletowe zmieniają mikroskopijną strukturę ludzkiej skóry, szczególnie wpływając na kolagen, sprawiając, że skóra staje się jędrniejsza. Badania te dostarczają wglądu w biologiczną przyczynę „skórzastego” wyglądu skóry obserwowanego u osób narażonych na długotrwałe działanie słońca.

Powszechnie uważa się, że długotrwała ekspozycja na promienie słoneczne może ostatecznie stwardnieć skórę. Weź pod uwagę „skórzaną” skórę rolników, pracowników dróg i innych osób, które spędzają długie godziny na świeżym powietrzu, a także osób, które latem często odwiedzają kabiny opalające lub plaże.

Jednak pomimo tych obserwacji przeprowadzono niewiele badań w celu wyjaśnienia, dlaczego dzieje się to na poziomie biologicznym – aż do teraz.

Niedawno w czasopiśmie opublikowano badanie przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Binghamton Journal of Mechanical Zachowanie materiałów biomedycznych Bada, jak promienie UV mogą zmieniać mikrostrukturę ludzkiej skóry. Szczególnie dotknięty jest kolagen, włókniste białko łączące tkanki, ścięgna, chrząstki i kości w całym organizmie.

„Nie chcemy umieszczać tutaj czynnika strachu i mówić: «Nie wychodź na słońce»” – powiedział Guy German, adiunkt inżynierii biomedycznej na Uniwersytecie Binghamton. „Ale długie okresy przebywania pod światłem UV mogą stwardnieć skórę i prowadzić do zwiększonego ryzyka problemów nowotworowych”.

Prowadzi badania z językiem niemieckim w Thomas J. Watson School of Engineering i Wydział Inżynierii Biomedycznej w Naukach Stosowanych. Student Abraham Etishiri, dr Zachary Lipsky ’21 i adiunkt Tracy Hookaway.

Nowe badanie opiera się na wcześniejszych badaniach Germana i Lipsky’ego, które skupiały się na warstwie rogowej naskórka, górnej warstwie skóry. Tym razem zespół z Binghamton porównał próbki skóry pełnej grubości przed i po ekspozycji na różne poziomy promieniowania UV.

„Jednym ze sposobów scharakteryzowania właściwości fizycznych skóry jest wykonanie mechanicznego testu rozciągania” – powiedział Itishiri. „Jeśli rozciąga się bardzo łatwo, jest stosunkowo podatny, ale jeśli rozciąga się znacznie mocniej, można go opisać jako sztywniejszy. Z mojego doświadczenia wynika, że ​​widziałem, jakie są izolowane skutki promieniowania UV i porównałem je ze scenariuszem, w którym skóra nie jest wystawiony na działanie promieni UV.

Naukowcy odkryli, że w miarę jak skóra pochłania więcej promieni UV, jej włókna kolagenowe stają się mocniejsze, co skutkuje zwiększoną sztywnością i twardszą tkanką do złamania. Germain widzi powiązania z teorią starzenia się polegającą na sieciowaniu, która głosi, że gromadzenie się z czasem niepożądanych wiązań molekularnych może powodować dysfunkcję komórkową.

Hookway — która na początku tego roku zdobyła nagrodę National Science Foundation Career Award za badania nad komórkami serca — dostrzega podobieństwa między sposobem, w jaki komórki serca i komórki skóry radzą sobie z uszkodzeniami, mimo że ich funkcje są bardzo różne.

„Nasze ciało ma naturalną reakcję w każdej tkance, gdy następuje jakiś rodzaj urazu, który najprawdopodobniej występuje w warstwie rogowej naskórka” – powiedziała. „Po pierwsze, gdy pojawia się jakiś rodzaj osłabienia, musi nastąpić kompensacja przez inną część tkanki, w przeciwnym razie nastąpi katastrofalna niewydolność. To samo dzieje się z sercem po zawale mięśnia sercowego, gdzie gromadzi się blizna i serce nie będzie już działać tak samo.”

Dodała, że ​​czasami reakcja organizmu utrzymuje przy życiu, ale niekoniecznie jest to dobry wynik i może później prowadzić do innych problemów zdrowotnych. Znajomość mechaniki tego wszystkiego może pozwolić przyszłym lekarzom skierować interakcje w zdrowszym kierunku.

W następstwie tych badań trwa już dalsza współpraca pomiędzy firmami Ittycheri, German i Hookway. Nasza skóra jest największym organem organizmu i pierwszą linią ochrony przed drobnoustrojami i innymi atakami zewnętrznymi, dlatego sposoby na jej zachowanie, a nawet wzmocnienie są wyraźnie korzystne.

„Jakiekolwiek zakłócenie naturalnych procesów zachodzących w skórze byłoby bardzo niebezpieczne i szkodliwe dla całego naszego stylu życia” – stwierdziła Itishiri. „Nie obejmuje to nawet kosmetycznej strony rzeczy, gdy postrzeganie siebie przez daną osobę może zostać zakwestionowane, gdy jej skóra nie wygląda dobrze”.

Odniesienie: „Światło ultrafioletowe powoduje zmiany mechaniczne i strukturalne w ludzkiej skórze o pełnej grubości” autorstwa Abrahama Etishiriego, Zachary’ego W. Lipsky’ego i Tracy A. Hookway i J.K. Germaina, 6 maja 2023 r., Journal of Mechanical Zachowanie materiałów biomedycznych.
doi: 10.1016/j.jmbbm.2023.105880