Новое исследование на животных показало, что некоторые стволовые клетки обладают уникальной способностью перемещаться между зонами роста волосяных фолликулов. Однако с возрастом эти стволовые клетки застревают и теряют способность созревать и поддерживать цвет волос.
Это открытие потенциально открывает перед учёными новые возможности для изучения естественных подходов к отсрочке появления седых волос.
Вы когда-нибудь задумывались, почему с возрастом наши волосы становятся седыми? Хотя в молодости волосы могут быть самого разного цвета, с возрастом они неизбежно приобретают один и тот же оттенок.
Натуральный цвет волос определяется пигментом меланином, который вырабатывается меланоцитами — клетками, расположенными в основании волосяных фолликулов. Они вырабатывают два типа меланина: эумеланин, который отвечает за коричневый или чёрный цвет волос, и феомеланин, который создаёт светлые или рыжие оттенки. Баланс между этими двумя типами меланина определяет окончательный цвет наших волос.
С возрастом выработка меланина снижается, уменьшается и его концентрация, что приводит к поседению волос.
Однако точный механизм, лежащий в основе снижения выработки меланина, остаётся загадкой.
Меланоциты образуются из стволовых клеток меланоцитов, которые обладают способностью к самообновлению. В каждом волосяном фолликуле есть два отдела стволовых клеток: луковица и зародыш волоса. В обоих хранятся стволовые клетки меланоцитов для последующего использования во время роста новых волос.
Недавнее исследование на мышах, опубликованное в журнале Nature, показало, что стволовые клетки меланоцитов обладают высокой подвижностью и часто перемещаются между отсеками волосяных фолликулов во время нормального роста волос. В этих отсеках стволовые клетки подвергаются воздействию различных уровней белковых сигналов, которые влияют на их зрелость.
По мере старения, выпадения и многократного отрастания волос всё больше стволовых клеток оказываются запертыми в отсеке, известном как луковица волосяного фолликула, что не позволяет им созревать в пигментные клетки. Они больше не могут вернуться в зародышевый отсек, где белки, влияющие на созревание, стимулировали бы их регенерацию. В результате волосы продолжают расти без пигмента, становясь седыми.
В течение жизни этот жизненный цикл волоса повторяется от 10 до 20 раз. Однако исследование Nature показывает, что с возрастом всё большее количество стволовых клеток меланоцитов становится неспособным перемещаться между стволовыми клетками волосяного фолликула и транзиторно-амплификационными отделами. Вместо этого они застревают в луковице, где нет сигнала Wnt, стимулирующего их созревание. Путь Wnt является важным игроком, влияющим на решения о судьбе клеток.
«Эти результаты свидетельствуют о том, что подвижность стволовых клеток меланоцитов и их обратимая дифференцировка являются ключом к сохранению здоровья и цвета волос», — говорится в пресс-релизе Маюми Ито из Университета Нагои.
Ито — профессор кафедры дерматологии имени Рональда О. Перельмана и кафедры клеточной биологии Нью-Йоркского университета Langone Health, а также старший научный сотрудник исследования.
Исследовательская группа также неоднократно выщипывала волосы у мышей в течение двух лет, чтобы ускорить регенерацию волос. Результатом стало увеличение количества стволовых клеток в луковице фолликула. Количество волосяных фолликулов у мышей, содержащих спящие стволовые клетки меланоцитов в луковице, увеличилось с 10 более чем до 50%. Таким образом, многократное выщипывание (то есть «принудительное» старение) волос может привести к ускоренному накоплению спящих стволовых клеток меланоцитов, которые неспособны вырабатывать пигмент, и шёрстка мышей быстрее седеет.
По словам Ито, исследователи намерены использовать полученные результаты для дальнейшего изучения методов восстановления подвижности стволовых клеток меланоцитов или их переноса обратно в зародышевый отсек, что позволит им воспроизводить пигмент.
Ранее считалось, что фолликулярные стволовые клетки меланоцитов остаются в спящем и недифференцированном состоянии в луковице.
Одна из теорий поседения волос — теория свободных радикалов, которая предполагает, что окислительный стресс может ускорять процесс старения и способствовать поседению волос. Во время активной фазы роста волос, когда формируется стержень волоса, непрерывная выработка меланина в волосяном фолликуле может вызвать сильный окислительный стресс. Гибель клеток меланоцитов и повышенный окислительный стресс были обнаружены в седеющих волосяных фолликулах.
Более того, европейское исследование, опубликованное в журнале FASEB, показало, что окислительное повреждение, вызванное перекисью водорода, является ключевым фактором поседения волос. Волосяной фолликул производит небольшое количество перекиси водорода в результате меланогенеза, которая накапливается на стержне волоса. Хотя низкие концентрации перекиси водорода повышают активность тирозиназы, ключевого фермента в производстве меланина, высокие концентрации могут деактивировать фермент, что приводит к постепенной потере цвета волос.
К другим факторам, способствующим поседению волос, относятся курение, генетика и некоторые медицинские заболевания, стресс, воздействие химических веществ и недостаток питательных веществ.
