Согласно новому исследованию, опубликованному в научном журнале Nature, кожа женщин и мужчин обновляется с помощью разных механизмов. Исследователи из Свободного университета Брюсселя (ULB) и Кембриджского университета установили, что стволовые клетки кожи у самок действуют гораздо более согласованно, чем у самцов. Это различие, обусловленное половыми гормонами, также способствует более быстрому заживлению ран.
Долгое время считалось, что биологические различия между полами в основном ограничиваются репродуктивными органами. Однако новое исследование показывает, что пол влияет даже на кожу. Учёные использовали специальную микроскопическую технику, чтобы непрерывно наблюдать за стволовыми клетками кожи лабораторных мышей и их «потомками» в течение беспрецедентно длительного периода — пяти месяцев. Затем они проверили этот механизм на лабораторной модели человеческой кожи.
Наружный слой кожи постоянно обновляется. В его самом глубоком слое расположены стволовые клетки, которые размножаются. Некоторые новые клетки остаются стволовыми, а другие превращаются в специализированные клетки в процессе, называемом дифференцировкой. Это позволяет коже сохранять свою барьерную функцию. Специализированные клетки постепенно перемещаются к поверхности и в конечном итоге отшелушиваются. Пятимесячные наблюдения показали, что стволовые клетки не превращаются непосредственно в зрелые клетки. Сначала они проходят промежуточную стадию, на которой их способность к делению ограничена.
Ещё более неожиданным оказалось то, что у самок две «дочерние» клетки, образовавшиеся в результате деления одной клетки, принимают решения синхронно. Они либо одновременно делятся снова, либо одновременно проходят специализацию. У самцов же каждая клетка действует более независимо, следуя собственному ритму.
«Изначально мы хотели понять, как обновляется кожа и существует ли иерархия, на вершине которой находятся стволовые клетки. Для нас также стало неожиданностью обнаружить столь выраженные различия между механизмами обновления кожи у самок и самцов», — объясняет первый автор исследования, доктор Дан Энгельман.
Чтобы выяснить причину этих различий, учёные изучили роль половых гормонов. Эксперименты на лабораторных животных показали, что после удаления основного источника тестостерона кожа начинает функционировать подобно женской коже, а введение активной формы тестостерона — дигидротестостерона — возвращает её к исходному состоянию. Напротив, удаление яичников снижает размножение стволовых клеток и практически полностью устраняет синхронность между ними. Однако лечение женским половым гормоном эстрадиолом обращает этот эффект вспять.
Проще говоря, тестостерон, уровень которого у мужчин выше, регулирует скорость созревания клеток кожи, тогда как эстрогены у женщин способствуют размножению стволовых клеток и их согласованной работе. Примечательно, что тестостерон также ускорил дифференцировку стволовых клеток в лабораторно реконструированной человеческой коже, что подтверждает действие аналогичного механизма у людей.
Исследователи также обнаружили, что благодаря ранней активации стволовых клеток и их синхронной работе под влиянием женских половых гормонов раны у самок заживают значительно быстрее, особенно в первые несколько дней. Врачи давно отмечают различия между женщинами и мужчинами в скорости заживления ран, тяжести воспалительных заболеваний и частоте возникновения некоторых видов рака кожи. Однако точные биологические причины этих различий до сих пор оставались неизвестными.
«Это исследование представляет собой значительное технологическое достижение, а обнаруженные различия между стволовыми клетками мужской и женской кожи поразительны и совершенно неожиданны. Оно помогает объяснить многочисленные клинические наблюдения, для которых ранее не существовало биологического обоснования», — отмечает руководитель исследования, профессор Седрик Бланпен.
По его словам, «пол — это параметр, которому в биологии и медицине часто не уделяют должного внимания». В дальнейшем исследователи планируют подробно изучить различия между женщинами и мужчинами в развитии и прогрессировании рака кожи. В долгосрочной перспективе это открытие может стать основой для разработки персонализированных методов лечения с учётом пола пациента, в том числе при ожогах, восстановлении после операций и лечении хронических язв у людей с диабетом.
