Межклеточный матрикс, а конкретнее белково-полисахаридный гель, вид которого он чаще всего принимает, обеспечивает поставку этим клеткам кислорода и питательных веществ, а также очищение от токсинов и продуктов распада метаболических процессов всего околососудистого пространства.

Задачей соединительной ткани является, по определению, соединение всего, поэтому частью этой системы являются сосуды, кровеобразующие органы и лимфатическая система, органы, ответственные за иммунитет, а также всевозможные жидкости человеческого организма (кроме тех, которые находятся в пищеварительной системе и тех, которые мы выделяем). Сюда относятся также некоторые гладкие мышцы, мозговые оболочки и еще много других меньших органов.

Довольно существенным для понимания некоторых тезисов, которые затронуты в этой работе, является знание о том, что соединяет между собой, что придает общие черты столь разноплановым в биологическом смысле видам соединительной ткани. А дело, между прочим, в том, что любая ткань: нервная, мышечная, костная, эпителиальная и в том числе соединительная – состоит из клеток. Это широко известно, однако только соединительная ткань располагает веществом, которое мы называем внеклеточным матриксом (ЕСМ). Интересно то, что ЕСМ создает, как правило, те же самые клетки, которые позже закрепляются во внеклеточном матриксе и которые тем же самым ЕСМ питаются, также посредством снабжения их аминокислотами.

Для примера: внеклеточный матрикс для фибробласта, находящегося в дерме, помещенного на непосредственном стыке со слоем эпидермиса, построенного этим же самым фибробластом – выводит «отходы» производственных процессов, происходящих в этой строительной «верфи» коллагенов, эластина, энзимов и других протеинов. Говоря «верфь» мы имеем в виду также и ее «стапели». Когда мы пишем «отходы», мы имеем в виду белковые остатки, которые не играли главной роли в процессе коллагеногенеза и теперь могут быть подвергнуты повторному метаболизму.

ЕСМ, однако, может сделать гораздо больше в области клеток дермы. Мы наблюдали, что он абсорбирует и адаптирует непосредственно к областям вблизи фибробластов вещества, активно проникающие сквозь барьер эпидермиса, между прочим, доставленные и в косметических «носителях» (как например липосомы), также как и многочисленные аминокислоты, являющиеся продуктом распада (под влиянием температуры человеческого тела) биологически активного трехрядного коллагена, нанесенного в виде гидрата (белкового геля) непосредственно на эпидермис.

Эксперименты проводились с использованием готового дермокосметического препарата Натуральный Коллаген Q 5-26 – продукта, производимого в Польше, на исключительных правах для фирмы COLWAY. Натуральный Коллаген является препаратом действительно отличным от тысяч производимых в мире косметических средств: кремов, гелей, питательных веществ и т.п. Дело в том, что это почти чистый гидрат тропоколлагена, то есть водный раствор коллагена, сохраняющий за пределами донора (пресноводной рыбы) конформацию тройной хелисы! Это уникальное средство состоит исключительно из белков, связывающих воду, органической кислоты (<2%) и жировых кислот (в коротких цепочках), связанных обычным алкоголем (<1,5%). Отсутствуют ароматизаторы, красители, консерванты.

Это неслыханный в современной истории косметологии случай, когда препарат, произведенный по замыслу для защиты кожи от процессов старения (морщин), непосредственно экстрагирован из живой ткани позвоночных и остается постоянно живым (сохранена присущая только живым организмам конформация тройной хелисы), приобретая форму, готовую с потребительско-торговой точки зрения почти немедленно после того, как он покидает ткань кожи рыбы-донора.

Это бесспорная мировая сенсация и поэтому мы, имея в виду уникальное сходство продукта меркантильного с материалом строго исследовательским, решили начать исследования механизмов трансдермальности гидрата рыбьего коллагена.

Межклеточный матрикс принимает значительное участие в механизмах трансдермальности продуктов распада тропоколлагена, нанесенного наружно (на эпидермис). Наши наблюдения показали, что короткие пептидные цепочки либо просто свободные аминокислоты, на которые обычно распадается под влиянием температуры человеческого тела нанесенный на эпидермис трехспиральный коллаген – продираются межклеточным путем сперва вдоль отложений, а затем вдоль живых, но уже неспособных для воспроизводства кератиноцитовых клеток. Они пробиваются весьма эффективно, вопреки распространенным утверждениям, ошибочно формулируемым, ибо эти формулировки были сделаны на основе анализов о непроходимости сквозь эпидермис гидролизата животного коллагена или иных белков, состоящих из крупных частиц либо подобных им.

Гидрат рыбьего коллагена, находящийся в форме естественного геля, впитывается сквозь все слои эпидермиса один за другим, буквально в течение нескольких минут. Это происходит еще быстрее, если роговый слой был ослаблен, например механическим, лазерным или энзиматическим пилингом, а также в тех случаях, когда кожа «требует» коллагена, например в результате солнечного ожога.

Продукты диссимиляции коллагеновых низкорядных и растворимых белков (например, тропоколлагена – Натурального Коллагена) возникают почти немедленно после нанесения на эпидермис коллагенового геля. Под влиянием температуры тела молекулы коллагена распадаются до величины таких структур, которые эффективно проникают сквозь барьер эпидермиса. Хотя действительно и нелегко, но они проникают даже через самый плотный естественный слой – роговый. Дело в том, что роговый слой содержит клетки – кератиноциды, представляющие очень тяжелый барьер для проникновения любых субстанций, кроме газовых. Таким образом, трансэпидермальные процессы могут происходить лишь путем межклеточным – именно так всё и происходит. Несмотря на различные трудности, вытекающие из того, что множество каналов потенциальной трансдермальности «залеплены» кератином, микропептиды, возникающие в процессе разложения на поверхности эпидермиса рыбьего трехспирального и биологически активного коллагена, значительно легче, чем можно было бы судить на основании изучения доступной литературы, проникают последовательно сквозь все слои эпидермиса. Роговый слой эпидермиса (даже без стирания его при помощи пилинга) пропускает, словно дырявое сито, вопреки всем написанным еще в ХХ веке учебникам не только газы (кожа это орган 5% обмена дыхания), но также и такие субстанции как йод, мышьяк, сероводороды, ихтиол, эстрогены и аллергены, даже столь массивные как соли тяжелых металлов.

Эпидермис впитывает вглубь кожи также воду, жиры, кислоты, а особенно охотно слабонасыщенные жировые кислоты (напр. Омега-3) – естественные носители рыбьих белковых остатков.

История современной субстанционной косметологии – это по большей части около 80 лет борьбы за преодоление барьера эпидермиса активными субстанциями, безопасными для организма и замедляющими процессы старения кожи. Первым таким средством, проникающим сквозь эпидермис в межклеточный матрикс, был Эуцерин (крем «Нивея»).

Сейчас мы уже знаем, что белковые гидролизаты, в том числе особенно коллагеновые, находящиеся в составе косметических продуктов и мазей, не имеют никаких шансов на преодоление барьера эпидермиса. Это молекулы, биологически неактивные, которые иногда называют «пептидной падалью».

Барьер эпидермиса могут преодолеть субстанции активные, замкнутые в носителях (например, в липосомах), таких как витамины или коэнзимы. Мы уже знаем также, что на это способны и продукты распада суперхелисы коллагена - пептидные микроцепочки и свободные аминокислоты. Однако слои эпидермиса никогда не преодолеют довольно часто встречаемые компоненты косметических препаратов – белки, состоящие из крупных частиц и, прежде всего, гидролизаты, полученные из волокнистого животного коллагена. Они попросту слишком велики, слишком велика масса их частиц. Если же говорить о белках низкого ряда, гидролизация делает их составные части – микропептиды и аминокислоты – биологически неактивными и тем самым чаще всего как бы «невидимыми» для рецепторов кожи. Иначе говоря, фибриллы и волокна в смысле белковой эволюции (биосинтеза) как бы опоздали. Коллагены высоких рядов попросту слишком велики, чтобы «мечтать» об этом. А вот раздробленные самым тщательным образом в процессе гидролизации коллагеновые волокна не являются биологически активными и, стало быть, не воздействуют на рецепторы так, как это делают частички действительно не проникающие сквозь эпидермис, но оказывающие влияние на организм. Такими, например, являются аллергены. Мы установили, что только продукты распада (диссимиляции) низкорядного и растворимого коллагена имеют шанс зарядить внеклеточный матрикс, преодолевая все эпидермальные препятствия, включая дерму.

После достижения дермы аминокислоты, нанесенные снаружи, производят здесь подлинную революцию. Они запускают усиленное производство цитокинов, низкорядных белков, производимых кератиноцитами – живых клеток основного слоя эпидермиса. В проведенных исследованиях нас особенно интересовало стимулирующее влияние аминокислот, возникших после распада коллагеновых хелис, нанесенных извне на цитокины, типа FGF (Fibroblast Growth Factor –коэффициент роста фибробластов). Это влияние представляется нам бесспорным. Мы наблюдали даже взаимодействие, т.е. «ответы» фибробластов, которые тоже способны создавать цитокины и эти ответы выражались в сверхпроизводстве цитокинов уже фибробластами (конкретно: интерлейкинов 6).

Самым существенным, однако, является то, что внешнее нанесение гидрата тропоколлагена вызывает в итоге «оживление дел» в межклеточном матриксе и расположенных около фибробластов областях. И в этом случае наступает интенсификация процессов коллагеногенеза. «Транспортные» механизмы межклеточного матрикса (ЕСМ) - это те самые механизмы, которые отвечают за питание всевозможных клеток, «живущих» на огромной, с анатомической точки зрения, территории ЕСМ – они немедленно «начинают заботиться» о каждой аминокислоте, которая продирается трансэпидермально через основные слои эпидермиса. Этот механизм, до сих пор неописанный в литературе, доказывает: во-первых, действительную трансэпидермальность коллагена, во-вторых, возможность влияния посредством внешнего нанесения коллагена на процессы его ускоренного обмена в коже, что должно непосредственно влиять на замедление процессов старения (в том числе, сморщивания кожи). В-третьих, это доказывает, что межклеточный матрикс способен абсорбировать на нужды «своих клеток» питательные продукты в виде свободных аминокислот, а, быть может, даже целых отрезков пептидных цепочек, в том числе и тогда, когда клетки эти отделены от таких поставок барьером столь плотным, каким до сих пор считался эпидермис.

Эффективность стимуляции фибробластов с целью усиленного производства собственного, органического коллагена в результате суплементирования его извне аминокислотами, полученными в результате диссимиляции рыбьего коллагена, еще нуждается в очень тщательных исследованиях. Эйфорические реакции лиц, которые применяют этот метод, даже если они делают это с блестящим результатом несколько десятков месяцев, на наш взгляд все еще недостаточны, чтобы в публикации, где мы стараемся давать информацию исключительно объективную, объявлять о существовании эликсира молодости. Ибо именно так следовало бы назвать препарат, позволяющий неинвазивным путем достигать постоянного увеличения коллагена в коже.

Нам, разумеется, пришлось встретиться со скептицизмом со стороны коллег по профессии, и прежде всего органиков, которые обращали наше внимание на то, что в данной ситуации следовало бы расширить материал учебников, осветив функции межклеточного матрикса. В настоящее же время – напоминаем – они определяются следующим образом:

- функция создания основ органов и тканей

- функция универсального биологического клея

- функция участия в водно-солевом регулировании

- функция создания специализированных тканевых структур: костей, зубов, хрящей, сухожилий, перепонок и других.

Напомним также, из чего построен межклеточный матрикс. Его составные части это:

- структуральные белки коллагена

- структуральные белки эластина

- гликозаминогликаны

- протеогликаны

- неколлагеновые структурные протеины (фибронектин, ламин, остеонектин, тенасцин и др.)

Компоненты межклеточного матрикса делятся на две группы: бесформенные (аморфные) и волокнистые. Бесформенные - это две группы субстанций: гликозаминогликаны и протеогликаны. Обе они состоят из полисахаридов и белков. Консистенция той или иной нашей ткани как раз и зависит от количества бесформенного компонента. Например, в состав межклеточной субстанции для кровяных клеток, какой является плазма, бесформенные компоненты практически не входят, и поэтому кровь является жидкостью. И наоборот: межклеточная субстанция хрящей содержит очень много гликозамино- и протеогликанов, благодаря чему хрящ имеет форму плотного, твердого желе.

Вторая группа компонентов межклеточного матрикса – волокнистая, содержит волокна коллагена и эластина. Они возникают, разумеется, в результате структурного преобразования тройных хелис, биосинтезированных в фибробластах, сначала в фибриллы, а затем собственно в волокна.

Биологи привыкли считать именно эту рыхлую форму соединительной ткани «классической» тканью. В ее бесформенном компоненте заключены растягивающиеся эластичные волокна коллагена и многочисленные клетки. Самая важная из них разумеется фибробласт – производственная верфь коллагена до трехрядной формы, коллагена ретикулярного, тропоэластина, но также и других составных частей межклеточного матрикса и даже энзимов.

3.6. НАУЧНЫЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ДЕЙСТВИЯ РЫБЬЕГО ТРОПОКОЛЛАГЕНА

Наиболее эффектные научные исследования в этой области были проведены в Центре химии полимеров Польской академии наук в г. Забже, в лаборатории «Центра усовершенствования – Полимеры 2000+», а также на кафедре молекулярной биологии и генетики Силезской академии наук в г. Катовице – лаборатории Центра усовершенствования исследований и обучения молекулярной биологии, матрикса и нанобиотехнологии.

Польские биохимики из Силезии, располагая исследовательским материалом своих коллег из Гданьска – рыбьим коллагеном, сохраняющим вне организма конформацию тройной хелисы, добились выдающихся успехов в исследованиях, посвященных пониманию структуры и функций межклеточного матрикса. Попутно они доказали непосредственное влияние молекулярного рыбьего коллагена на увеличение человеческих фибробластов.

Ученые из польской Силезии отошли от повсеместно принятых для роста клеток in vitro плоских пластмассовых или стеклянных поверхностей. Они создали особую трехмерную среду, значительно более приближенную к условиям, царящим в ткани. Она содержала два главных компонента: синтетический полигидроксибутират (ПГБ) и коллаген типа I в виде гидратированного трехрядного рыбьего коллагена. Первый элемент является биодеградируемым полимером, а второй, как повсеместно известно, одним из главных молекулярных компонентов внеклеточного матрикса (ЕСМ).

Рыбий коллаген в виде гидрата сгущался на молекулярном сите и был очищен от белковых остатков методом ионообменной хроматографии. В качестве пласта в колонне DEAE применялась целлюлоза. В такой среде в течение 2 недель производилось выращивание человеческих фибробластов.

Этот эксперимент сначала показывал результаты лишь незначительного увеличения выращиваемых клеток. Однако, вскоре выяснилось, что применяемый в качестве растворителя для ПГБ и коллагена диметилсульфоксид (DMSO) разрушает тройную хелису коллагена, который тут же теряет биологическую активность и плохо связывается с ПГБ.

Тогда была принята стратегия наложения на пластинки для выращивания раствора ПГБ в DMSO, затем выпаривание растворителя в условиях вакуума и лишь после этого наложение рыбьего коллагена. На подготовленные таким образом пластинки снова был произведен посев человеческих фибробластов в стандартной питательной среде DMEM.