Ученые разгадали механизм, вызывающий поседение волос
С возрастом волосы теряют свой цвет и седеют. У большинства людей изменения происходят постепенно, начиная с 30-40 лет. У других седина может появиться гораздо раньше (из-за определенных генетических факторов или травм). Группа специалистов из Медицинской школы Гроссмана Нью-Йоркского университета утверждает, что им удалось выяснить механизм этого явления. Их выводы могут привести к созданию метода лечения, позволяющего остановить или даже обратить этот процесс.
Каждый человек имеет от 100 000 до 150 000 волос и ежедневно теряет несколько десятков. Их цвет связан с пигментацией волосяных фолликулов, которая определяется двумя типами меланина - феомеланином и эумеланином, концентрация которых определяет конечный цвет. Более 95% меланина в черных и коричневых волосах составляет эумеланин, в то время как светлые и рыжие волосы имеют высокую концентрацию феомеланина.
Седые и белые волосы вызваны отсутствием пигментации (известным как ахромотрихия): с возрастом, по неизвестным причинам, клетки в основании волосяных фолликулов - стволовые клетки меланоцитов (СКМ) - перестают вырабатывать пигмент. Исследователи изучили эволюцию этих клеток у мышей, чтобы определить, почему эти стволовые клетки "выдыхаются" гораздо раньше, чем другие популяции взрослых стволовых клеток.
Депигментация из-за потери подвижности клеток
Цвет волос определяется тем, что группы СКМ - нефункционирующих, но постоянно размножающихся в волосяных фолликулах - получают сигнал к развитию в зрелые клетки, которые затем производят белковые пигменты, отвечающие за цвет. Чтобы лучше понять, как они функционируют и их способность к самообновлению, исследователи изучили СКМ, присутствующие в коже мышей, чьи волосяные фолликулы они ускорили путем многократной депиляции и принудительного отращивания.
Используя новейшие методы интравитальной трехмерной визуализации, они обнаружили, что СКМ обладают высокой пластичностью. Во время роста волос они постоянно двигаются вперед и назад вдоль "оси зрелости", то есть от состояния самой примитивной стволовой клетки к состоянию транзитной клетки - промежуточной стадии, на которой они начинают созревать, продолжая делиться.
Это изменение состояния происходит путем перемещения из одного отсека в другой в развивающемся волосяном фолликуле; в этих отсеках СКМ подвергаются воздействию различных уровней белковых сигналов, которые влияют на их зрелость.
Однако с возрастом эта способность к перемещению, по-видимому, снижается. Исследователи обнаружили, что по мере старения, выпадения и отрастания волос у мышей все большее количество СКМ "застревает" в луковице волосяного фолликула. До выщипывания волос у мышей в луковице находилось 15% СКМ; после принудительного старения количество СКМ составило около 50%.
Потенциально обратимый процесс у человека
В результате блокировки клетки становятся неспособными к регенерации или трансформации в пигмент-продуцирующие меланоциты. Это происходит потому, что они больше не подвергаются достаточному воздействию сигнального сигнала WNT, который обычно побуждает их дифференцироваться в пигментные клетки.
Более ранняя работа той же исследовательской группы показала, что СКМ в триллионы раз меньше подвергаются воздействию WNT-сигнализации в луковице волосяного фолликула, чем в отделе стержня волоса, который расположен непосредственно под луковицей. В результате волосяной фолликул, который продолжает расти, формирует серо-белый волос.
Напротив, СКМ, сохранившие способность перемещаться между луковицей фолликула и зародышем волоса, продолжали регенерировать, созревать в меланоциты и производить пигмент на протяжении всего двухлетнего исследования. Таким образом, подвижность и обратимая дифференцировка стволовых клеток меланоцитов, по-видимому, необходимы для поддержания цвета волос.
Обратите внимание, что наблюдаемая пластичность присуща только СКМ и отсутствует у других самовосстанавливающихся стволовых клеток, таких как те, которые составляют сам волосяной фолликул. Последние по мере своего созревания постоянно движутся в одном и том же направлении, в соответствии с четко установленным графиком; они никогда не возвращаются к предыдущему состоянию созревания. "Это отчасти объясняет, почему волосы могут продолжать расти, даже если их пигментация исчезает", — объясняет доктор Ци Сун, ведущий исследователь .
"Недавно обнаруженные механизмы позволяют предположить, что такое же фиксированное расположение стволовых клеток меланоцитов может существовать и у человека. Если это так, то это представляет собой потенциальный путь к обращению вспять или предотвращению поседения волос у человека", — говорит доктор Сун.
Все, что нам нужно сделать, это найти способ разблокировать клетки и заставить их снова перемещаться из одного отсека в другой в волосяном фолликуле. Команда планирует изучить способы восстановления подвижности СКМ и/или физического возвращения их в зародышевый отсек, где они могут производить пигмент.