С возрастом кожа постепенно теряет упругость и эластичность.
Когда речь заходит об этом процессе, почти всегда упоминается один термин: коллаген. И, конечно же, коллаген имеет решающее значение. Но один момент, как ни странно, упоминается крайне редко:
Коллагену необходимо не только образоваться, но и стабильно сшиваться.
Только благодаря поперечным связям между отдельными коллагеновыми волокнами формируются упругие структуры. Эластин также зависит от таких поперечных связей.¹ ²
Именно в этот момент вступает в игру микроэлемент, которому уделяется значительно меньше внимания в связи с коллагеном: медь.
Фермент, лежащий в основе стабильных коллагеновых волокон.
Ключевым ферментом в этом процессе сшивания является лизил-оксидаза.
Это изменяет определенные строительные блоки коллагена и эластина, тем самым обеспечивая образование стабильных поперечных связей между волокнами.¹ ²
Ключевой момент: лизил-оксидаза зависит от меди.
Для активности этого фермента необходима медь. Это придает микроэлементу очень специфическую роль в соединительной ткани.
Медь сама по себе не является компонентом коллагена. Она участвует в ферментативном процессе, посредством которого коллагеновые и эластиновые волокна могут быть сшиты и структурно стабилизированы.
Важность этого механизма становится особенно очевидной при серьезных нарушениях метаболизма меди.
У людей с наследственной формой cutis laxa активность лизил-оксидазы в образцах кожи составляла всего 13–26% от нормального значения.³
В то же время исследователи обнаружили меньшее количество соединений, образующихся в процессе сшивания коллагена.³
Это иллюстрирует взаимосвязь: если активность медьсодержащей лизил-оксидазы значительно снижается, структура соединительной ткани также изменяется.
Исследования у людей с синдромом Менкеса, редким наследственным заболеванием, нарушающим обмен меди, также показали значительно сниженную активность лизил-оксидазы в фибробластах кожи.⁴
Что произойдет, если добавить дополнительное количество меди?
В этом контексте также представляет интерес небольшое плацебо-контролируемое исследование с участием молодых женщин.
В течение восьми недель восемь участников ежедневно получали по 2 мг меди, а еще восемь — плацебо.⁵ Среди прочего измерялись маркеры сшивания коллагена.
Через восемь недель в группе, получавшей медь, наблюдалось увеличение на 62% соотношения определенных коллагеновых поперечных связей к общему количеству коллагена.⁵
В группе плацебо подобных изменений не наблюдалось.
Исследование было небольшим, в нем приняли участие всего 16 человек. Однако оно показывает, что дополнительное потребление меди у людей может быть связано с измеримыми изменениями маркеров сшивания коллагена.
Потому что в случае с коллагеном важна не только его количество. Решающим фактором является также то, как отдельные волокна впоследствии организуются и сшиваются.
У меди есть еще одна интересная сторона.
В том же исследовании изучался также окислительный стресс.
В группе, получавшей медь, маркер окислительного стресса, так называемые F₂-изопростаны, снизился в среднем на 39%.⁵
Это открытие указывает на еще одну биологическую функцию меди.
Медь является компонентом медь-цинковой супероксиддисмутазы, или сокращенно Cu/Zn-SOD.Этот фермент является частью антиоксидантной защитной системы наших клеток и участвует в расщеплении активных форм кислорода.⁶
Таким образом, медь попадает в кожу в двух совершенно разных контекстах: в структурных поперечных связях коллагена и эластина, а также в качестве компонента собственной антиоксидантной ферментной системы организма.
Медь также играет роль в образовании пигментов.
Еще одним медьсодержащим ферментом является тирозиназа.
Он катализирует ключевые этапы образования меланина.⁷ Меланин — это пигмент, который в значительной степени определяет цвет кожи и волос и поглощает часть падающего УФ-излучения.
Для своей ферментативной активности тирозиназа также нуждается в меди.⁷
Это означает, что один и тот же микроэлемент обнаруживается в коже в нескольких разных местах:
-
при сшивании коллагена и эластина
-
в качестве компонента антиоксидантных ферментных систем
-
в процессе образования меланина
Почему микроэлемент так интересен для коллагена
Когда речь заходит о коллагене, основное внимание часто уделяется образованию новых коллагеновых волокон.
Но на этом история не заканчивается.
Для того чтобы коллаген выполнял свою структурную функцию в соединительной ткани, отдельные волокна должны быть организованы и стабильно связаны поперечными связями. Ключевым ферментом в этом процессе является лизил-оксидаза, и для работы этого фермента необходима медь.¹ ²
В то же время медь участвует и в других ферментативных процессах, имеющих отношение к коже. К ним относятся медь-цинковая супероксиддисмутаза, являющаяся частью антиоксидантной защитной системы, и тирозиназа, участвующая в производстве меланина.⁶ ⁷
Таким образом, медь особенно наглядно демонстрирует, почему даже микроэлементы, необходимые организму лишь в небольших количествах, могут участвовать в фундаментальных биологических процессах.
И почему, когда речь идет о коллагене, решающий вопрос заключается не только в том, сколько его в нем содержится.
Но также и то, как из этого возникает стабильная структура.
Источники
¹ Ракер Р.Б., Косонен Т., Клегг М.С. и др. Медь, лизилоксидаза и сшивание белков внеклеточного матрикса. Американский журнал клинического питания. 1998;67(5 Приложение):996S–1002S.
² Валле С.Д., Рикард-Блюм С. Лизил-оксидазы: от ферментативной активности до поперечных связей внеклеточного матрикса. Очерки по биохимии. 2019;63(3):349–364.
³ Байерс П.Х., Зигель Р.К., Холбрук К.А. и др. Х-сцепленная cutis laxa: дефектное образование поперечных связей в коллагене из-за снижения активности лизил-оксидазы. Медицинский журнал Новой Англии. 1980;303:61–65.
⁴ Ройс П.М., Камакарис Дж., Данкс Д.М. Сниженная активность лизил-оксидазы в фибробластах кожи пациентов с синдромом Менкеса. Биохимический журнал. 1980;192(2):579–586.
⁵ Милн Д.Б., Нильсен Ф.Х. Пилотное исследование влияния добавок меди на изопростанов F2α в плазме крови и поперечные связи коллагена в моче у молодых женщин. Журнал микроэлементов в медицине и биологии. 2010;24(3):165–170.
⁶ Фукай Т., Усио-Фукай М. Супероксиддисмутазы: роль в окислительно-восстановительной сигнализации, функции сосудов и заболеваниях. Антиоксиданты & Редокс-сигнализация. 2011;15(6):1583–1606.
⁷ Оливарес С, Солано Ф. Новые данные о структуре активного центра и каталитическом механизме тирозиназы и родственных ей белков. Пигментная клетка & Исследования меланомы. 2009;22(6):750–760.