Алексей Владимирович Ржешевский, Артем Кабанов, Марина Войтова

Волосы. Иллюстрированное пособие для врачей, трихологов и парикмахеров

© Ржешевский А.В., Войтова М.С., Кабанов А.С., текст, 2024

© Самоукина А.А., Черникович В.Ю., иллюстрации, 2024

© Оформление. ООО «Издательство «Эксмо», 2024

Что такое волос и волосяной фолликул?

Наше тело практически полностью покрыто волосами, за исключением лишь некоторых частей, таких как ладони или подошвы ног. Но по сравнению с другими млекопитающими у нас меньше волос на туловище и конечностях.

Волосы человека бывают двух основных типов: более короткие и тонкие пушковые, встречающиеся на всем теле, и более длинные и толстые терминальные – это волосы на голове, ресницы, брови, лобковые волосы, волосы на груди и на животе. Доля волос того или иного типа зависит от возраста и пола человека. У детей волосы в основном пушковые. У взрослых людей – около 30 % (у женщин) и 90 % (у мужчин) – поверхности тела покрыто терминальными волосами; у взрослого человека они обычно бывают около 20-180 мкм в диаметре и вырастают до 90 см в длину[1].

Мы рождаемся примерно с пятью миллионами волосяных фолликулов, около ста тысяч из которых расположены на голове. Считается, что у взрослых людей (увы и ах!) не происходит образования новых фолликулов. Но те, которые у нас уже есть, очень пластичны, ведь один волосяной фолликул в течение своей жизни может производить несколько различных типов волосяных волокон:

• тонкие непигментированные волосы лануго – во время внутриутробного развития;

• короткие (в основном непигментированные) пушковые или тонкие пигментированные промежуточные волосы – в предпубертатном периоде;

• длинные толстые концевые стержни волос – у взрослых.

Что касается скорости роста волос, то она меняется в ходе старения человека. В среднем у нелысеющих людей они быстрее всего растут после 40 лет, а в возрасте от 50 до 70 лет толщина отдельных волокон достигает максимума[2].

Строение волоса

Каждый волос имеет стержень и корень. Стержень – это видимая часть, которая выступает из кожи. Корень волоса находится в ней самой, в волосяном фолликуле[3]. Он окружен защитным слоем – корневым влагалищем, – и покрыт внешним и внутренним слоями оболочки.

Стержень волоса состоит из трех слоев: кутикулы, коры и мозгового вещества[4]. Давайте посмотрим на его поперечное сечение и обсудим более подробно, что он из себя представляет.

Как было сказано выше, стержень волоса имеет три слоя (рис. 1.1 и 1.2).

• Внутреннее ядро, иначе говоря, мозговое вещество, которое в основном заполнено неупорядоченно расположенными нитевидными структурами.

• Мозговое вещество окружено корой, которая содержит большую часть массы волокон, состоящих в основном из белков кератина и структурных липидов.

Кора плотно упакована и содержит веретенообразные клетки. Они расположены параллельно оси волокна и имеют диаметр примерно 1–6 мкм и длину 50-100 мкм. Чтобы представить размер такой клетки, достаточно разделить миллиметр на 10 частей: одна из них как раз и будет равна длине клетки коры. Не такая уж она и маленькая!

Именно кора стержня определяет, какими будут волосы: прямыми или кудрявыми. Корковые клетки имеют три различные области: ортокортекс, паракортекс и мезокортекс. Если распределение в коре ортокортексов и паракортексов симметричное, то поперечное сечение волоса будет круглым, а макроскопически волос будет прямым. Несимметричное распределение кортикальных клеток создает овальную форму поперечного сечения и обеспечивает вьющуюся форму волоса (рис. 2).

Рисунок 1.1. Строение стержня волоса.

Рисунок 1.2. Строение стержня волоса.

• Снаружи находится единственный слой плоских клеток, составляющий кутикулу стержня – мертвые перекрывающиеся клетки. Они образуют защитный слой вокруг волоса. Эти клетки имеют толщину примерно 0,5 мкм и длину 45–60 мкм.

Кутикулярные клетки снаружи покрыты еще несколькими слоями (рис. 3):

• Самый внешний слой кутикулы называется эпикутикулой. Это липопротеиновая мембрана толщиной около 10–14 нм.

• Под ней находится слой А с высоким содержанием цистеина и толщиной 50-100 нм.

• Далее расположено экзокутикула, которая также содержит много цистеина, а ее толщина различается в диапазоне от 50 до 300 нм.

• Наконец, эндокутикула содержит мало цистеина и имеет толщину от 50 до 300 нм.

Рисунок 2. Сечение стержня волоса.

Рисунок 3. Тонкие структуры слоя кутикулы волоса.

Строение волосяного фолликула

Волосяной фолликул – это оболочка из кожи и соединительной ткани, окружающая корень волоса. Он начинается на поверхности эпидермиса – самого верхнего слоя кожи. Фолликулы, образующие пушковые волосы, заканчиваются у верхнего слоя дермы – следующего за эпидермисом слоя кожи. Фолликулы, образующие терминальные волосы, уходят намного глубже – внутрь дермы, а иногда даже в подкожный слой.

По структуре волосяной фолликул делится на верхнюю и нижнюю части. Обсудим особенности каждой из них.

Верхняя часть волосяного фолликула состоит из воронки и перешейка.

Воронка – это отверстие, из которого выходит волос. Она начинается на поверхности эпидермиса и продолжается до отверстия сального протока. Там находятся сальные железы, которые открываются в волосяные фолликулы. При стимуляции гормонами (такими как андрогены) они выделяют жирное кожное сало, которое защищает волосы и обеспечивает кожу водонепроницаемым барьером – своеобразной защитой. Отверстием сального протока воронка с помощью перешейка соединяется с выпуклостью – частью фолликула, к которой крепится мышца Arrector pili – выпрямитель волоса. На холоде эти мышцы сокращаются, и это заставляет волосы встать дыбом: по коже «идут мурашки». Выпуклость также содержит эпидермальные стволовые клетки. Собственно, выпуклость – это окончание постоянной области фолликула, которая не подвергается изменениям в зависимости от жизненного цикла волоса.

Нижний сегмент волосяного фолликула постоянно реконструируется при каждом новом цикле роста волос. Это настоящая фабрика стержня волоса. Нижний сегмент простирается от выпуклости до основания фолликула и состоит из луковицы и супрабульбарной области.

В волосяной луковице находятся волосяная матрица из быстро делящихся клеток – кератиноцитов, и дермальный сосочек с клетками соединительной ткани со специализированными клетками – фибробластами, а также кровеносные капилляры и нервные окончания. Дермальный сосочек снабжает кровью корень волоса. Он взаимодействует с матрицей, клетки которой имеют самую высокую скорость деления в организме, и именно поэтому они являются одними из самых уязвимых клеток для химиотерапии (вместе с клетками костного мозга, эпителия кишечника и собственно раковыми клетками).

Мигрирующие из выпуклости кератиноциты пролиферируют, образуя стержень растущего волоса. Чем больше таких делящихся кератиноцитов, тем больше и сама луковица, и диаметр стержня растущего волоса. Когда они перестают делиться, то превращаются в различные клетки волоса. Выпуклость и луковица разделены между собой длинным отрезком супрабульбарного (то есть «надлуковичного») эпителия[5][6][7][8].

Рисунок 4. Сегменты волосяного фолликула.

Циклы жизни волосяного фолликула

Жизненный цикл волосяного фолликула делится на три основные фазы: анаген, катаген и телоген. В любой момент времени большинство фолликулов находятся в фазе анагена, остальные же пребывают либо в фазе катагена (2 % времени), либо в фазе телогена (10–15 % времени). Некоторые выделяют еще одну фазу – экзоген.

Поговорим о каждой из этих фаз подробнее.

Анаген

Волосы начинают свой жизненный путь в фазе анагена – это фаза активного деления клеток. В нижней части волоса клетки быстро делятся, и из волосяного фолликула растет новый стержень волоса. Эта фаза самая продолжительная, она длится от 2 до 6–7 лет. В любой момент времени около 90 % общего количества волос человека находится именно в анагене. В зависимости от того, в какой области тела растут волосы, фаза их роста будет длиться дольше или меньше, например, фаза роста волос на голове составляет несколько лет, поэтому они могут вырасти до метра в длину. Особенно короткой фаза анагена бывает у ресниц, бровей, волос в носу и ушах: они растут всего 100–150 дней, поэтому и не вырастают такими длинными.

В начале фазы анагена дермальный сосочек посылает сигнал эпителиальным стволовым клеткам в выпуклости. После стимуляции они мигрируют к основанию фолликула, и нижний его сегмент образует луковицу вокруг дермального сосочка. После этого он может сигнализировать клеткам матрикса о том, что они должны усиленно делиться, дифференцироваться и расти вверх, образуя новый волос.

Катаген

Фаза катагена – это короткий переходный период, инволюция или регресс. Она самая короткая из всех фаз и длится от двух до четырех недель. Деление клеток в матриксе прекращается, и нижний сегмент волосяного фолликула начинает регрессировать за счет запрограммированной гибели кератиноцитов матрикса. Стержень волоса отделяется от сосочка, а нижний волосяной фолликул превращается в эпителиальную нить, в результате чего дермальный сосочек перемещается вверх, чтобы снова войти в контакт с выпуклостью. Во время этого процесса образуется клубный волос с твердым белым узлом на конце.

Телоген

Фазу телогена можно назвать стадией покоя. Она длится около трех месяцев, и в это время не происходит значительного деления клеток или их гибели. Когда волосы полностью отделяются от сосочка, приток крови прекращается. Клубные мертвые волосы остаются на голове обычно около 100 дней. Они постепенно выталкиваются из кожи и со временем выпадают. После этого происходит процесс формирования нового волоса: у основания «пустого» волосяного фолликула начинают размножаться новые волосковые клетки, чтобы сформировать новый волос, и весь процесс начинается заново.

С каждым новым циклом продолжительность телогена увеличивается, поэтому длительность этого периода волосяных фолликулов влияет и на формирование волос: у стареющих животных этот процесс значительно замедляется. У людей синхронный жизненный цикл фолликула плода становится асинхронным вскоре после рождения, когда каждый волосяной фолликул начинает функционировать со своей собственной периодичностью.

В течение всей жизни фолликул реконструируется, поскольку рост волос не останавливается. Это особенно заметно при рассмотрении реакции волосяных фолликулов на андрогены: они вызывают увеличение волосяных фолликулов бороды у мальчиков-подростков и миниатюризацию волосяных фолликулов кожи головы у мужчин с андрогенной алопецией.

Волосы растут примерно на 1 см в месяц. Поскольку они постоянно переходят в фазу покоя, а затем выпадают, мы постоянно их теряем. У здорового взрослого человека за день может выпасть от 70 до 100 волос на голове, но при этом новые волосы постоянно растут и приходят на замену старым. Скорость выпадения может заметно увеличиться, если корни повредятся во время фазы роста или если много волос одновременно перейдут в фазу покоя. В том случае, если на какой-то области кожи новые волосы перестают расти и не заменяют старые, она станет лысой. Такой тип облысения называется алопецией. При некоторых типах алопеции волосы могут снова начать расти, но, к сожалению, облысение может быть и постоянным. Типичным примером является постепенное выпадение волос с возрастом у мужчин[9][10][11][12][13].

Волосы в эмбриональном периоде

Примерно на девятой неделе беременности эпидермис плода дает начало маленьким зачаткам специализированных клеток, которые образуют волосяной фолликул и связанные с ним придатки. Клетки будущей дермы подают сигнал эпидермальным клеткам о пролиферации и миграции вниз, к дерме. В ответ эпидермис дает указание нижележащим дермальным клеткам сбиваться в кучку и образовывать дермальный сосочек.

Первым признаком развития волосяного фолликула является формирование волосяной плакоды: по мере того как развивающийся фолликул расширяется вниз и обволакивает дермальный сосочек, клетки в его основании поддерживают высокую скорость деления. Во время созревания фолликула эти пролиферирующие (матричные) клетки начинают дифференцироваться во внутреннюю корневую оболочку (IRS), из которой потом развивается будущий стержень волоса. Внешний слой клеток становится внешней корневой оболочкой (ORS), которая прилегает к эпидермису и окружена снаружи базальной мембраной.

После этого активное деление клеток в матриксе прекращается, и нижние две трети волосяного фолликула быстро отмирают (в стадии катагена). Эпителиальная нить, окруженная базальной мембраной, тянет дермальный сосочек вверх, и он останавливается чуть ниже основания выпуклости (в стадии телогена). В первом цикле роста волос телоген длится примерно один день, однако в дальнейшем эта фаза становится все более длительной. Новый цикл регенерации волос (анаген) начинается с появления пролиферирующего зародыша волос, и его развитие с образованием зрелого фолликула имеет значительное сходство с развитием фолликулов у эмбриона.

После завершения процесса формирования фолликулов у плода имеется волосяной фолликул, содержащий матрикс (полученный из эктодермы) и нижележащий дермальный сосочек (полученный из мезодермы). Кроме того, вокруг каждого фолликула находятся арректорная мышца и сальная железа.

Когда формируется волосяной фолликул, у плода начинают расти волосы лануго. Они очень тонкие и короткие. В конечном итоге на сроке беременности примерно от 36 до 40 недель волосы лануго заменяются пушковыми волосами, покрывающими большую часть тела. Между тем на некоторых участках тела, например, на коже головы, бровях и ресницах, уже можно найти и более густые терминальные волоски.

После рождения человека новые волосяные фолликулы у него, увы, больше не образуются, а вот их размер меняться как раз может[14][15]. Циклы роста и дегенерации волос сменяют друг друга на протяжении всей жизни, что подтверждает существование стволовых клеток, поддерживающих эти процессы.

Гены циркадных ритмов и циклы роста волос

Наши суточные ритмы (время отхода ко сну, время пробуждения и максимальной работоспособности) регулируются не только внешними стимулами в виде смены дня и ночи. У всех видов живых организмов, имеющих суточные (циркадные) ритмы, включая животных, растения, грибы и даже цианобактерии, внутри имеется своеобразный биохимический «маятник»: белки, вступающие друг с другом в циклические реакции с периодичностью примерно одни сутки.

Биохимический «маятник» человека состоит из факторов транскрипции CLOCK и BMAL1 и генов-мишеней: трех генов с говорящим названием Periods (Per 1, 2 и 3) и двух криптохромов – Cryptochromes (Cry 1 и 2). Следует отметить, что криптохромы – это очень древние и эволюционно консервативные белки. Они присутствуют не только у животных, но и у растений, где выполняют функцию сенсоров света и тьмы и таким образом регулируют также циркадные ритмы[16].

CLOCK и BMAL1 активируют PER и CRY, а те в свою очередь ингибируют транскрипционную активность BMAL1-CLOCK, формируя петлю отрицательной обратной связи. Это приводит к ритмической экспрессии комплекса BMAL1-CLOCK с периодичностью 24 часа, и этот комплекс служит своеобразным биохимическим маятником.

Рисунок 5.1. Работа комплекса CLOCK/BMAL1 лежит в основе механизма циркадных ритмов млекопитающих. Он активирует несколько генов, среди которых Per 1, 2, 3 и Cry 1, 2. Белки – продукты этих генов – перемещаются в ядро, где ингибируют транскрипционную активность комплекса CLOCK/BMAL1. REV-ERBα – еще один ген, контролируемый комплексом CLOCK/BMAL1, белковым продуктом которого является отрицательный регулятор экспрессии Bmal1. Кроме того, REV-ERBα подавляет экспрессию ингибитора клеточного цикла – p21. В отсутствие BMAL1 подавление REV-ERBα приводит к высокой экспрессии p21 и задержке зародышевых клеток волос в фазе G1, что останавливает анаген.

Рисунок 5.2. Обозначения: APM – мышца arrector pili, Bu – выпуклость, CH – клубный волос, CTS – соединительнотканная оболочка, DP – дермальный сосочек, EM – эпителиальная мембрана, HS – стержень волоса, IRS – внутреннее корневое влагалище, Ma – матрица, ORS – внешняя корневая оболочка, SB – сальная железа, SHG – вторичный росток волос[17].

Функции генов циркадных ритмов не исчерпываются только самими циркадными ритмами – они задействованы также и в росте волос. В телогене и раннем анагене активируются гены-мишени комплекса CLOCK/BMAL1. Из-за того что в коже они экспрессируются с четким циркадным ритмом, амплитуда уровня их экспрессии наиболее высока во время телогена и раннего анагена. Это указывает на то, что их активность зависит как от циркадного механизма, так и от цикла роста волос[18][19][20].

Рисунок 6. Диаграмма, отражающая ритмическую циркадную экспрессию гена Dbp (активатор транскрипции) на разных фазах цикла роста волос. Амплитуда экспрессии Dbp коррелирует с прогрессированием цикла волосяного фолликула: она становится максимальной во время телогена[21].

Гены циркадных часов экспрессируют все типы клеток кожи, но местом наиболее заметной ритмической экспрессии циркадных генов во время телогена и раннего анагена является вторичный зародыш волоса. Это отдел, расположенный между дермальным сосочком и выпуклостью. Он содержит пролиферативные стволовые клетки, которые мигрировали из выпуклости во время позднего катагена и раннего телогена[22][23][24]. Вторичные зародышевые клетки волоса во время инициации анагена активируются первичными, в результате чего формируются размножающиеся клетки волосяного матрикса, а в конечном итоге и стержень волоса[25][26][27].

У мышей, мутантных по генам Clock и Bmal1, анаген значительно задерживается, причем этот эффект наиболее выражен у мышей с дефицитом именно Bmal1. Такие мыши имеют целый ряд отличий от мышей дикого типа. Исследования показали следующее.

• В то время как в ходе анагена в большинстве волосяных фолликулов у здоровых мышей уже образовались волосяной матрикс и стержень волоса с волосяной луковицей, мутантные по Bmal1 животные все еще оставались в самой первой его фазе. В результате волосяные фолликулы экспериментальных животных возобновили нормальное развитие цикла роста волос лишь после почти недельной задержки. При этом аномалий в структуре зрелых фолликулов анагена у мутантных по Bmal1 или Clock мышей не было, что подтверждает участие генов циркадных часов, в первую очередь, в механизмах перехода телоген-анаген.

• Во вторичном зародыше волос раннего анагена в волосяных фолликулах мутантных по Bmal1 животных отсутствовали делящиеся клетки. При этом эпидермис и дерма этих мышей их содержали, значит, дефект пролиферации специфичен именно для волосяного фолликула[28][29].

• Во вторичном зародыше волос волосяных фолликулов мутантных животных отсутствовал фосфорилированный белок ретинобластомы (Rb) (маркер прохождения клеточного цикла через контрольную точку G1-S), хотя в норме его очень много. Это говорит о том, что в волосяных фолликулах экспериментальных мышей клетки-предшественники вторичного зародыша волос раннего анагена задерживаются в контрольной точке клеточного цикла G1-S.

• В коже мышей с дефицитом Bmal1 во время телогена оказалась затронута экспрессия нескольких генов-мишеней CLOCK-BMAL1, в том числе Rev-Erbα. Она снижалась в целых пятнадцать раз! Мы знаем, что REV-ERBα напрямую подавляет экспрессию гена, кодирующего ингибитор клеточного цикла G1-p21. Таким образом, в мутантной коже p21 активируется примерно в 2,5 раза сильнее.

• Активация p21 у экспериментальных животных привела к замедлению прогрессирования клеточного цикла в фазах G1-S в клетках-предшественниках вторичного зародыша волос[30].

Пигментация волос

Пигментация волос – это результат активности специальных клеток меланоцитов. Они названы так потому, что эти клетки производят пигмент меланин и откладывают его в стержень волоса по мере его формирования[31]. Меланоциты находятся в луковице волосяного фолликула.

Пигментация фолликулов чувствительна к многочисленным внутренним факторам. На нее влияют:

• фаза цикла роста волос;

• место расположения фолликула на теле;

• раса и пол;

• чувствительность к гормонам;

• генетические дефекты;

• возрастные изменения.

Пигментацию волос регулирует множество различных веществ, таких как факторы роста, цитокины, гормоны, нейропептиды и нейромедиаторы, эйкозаноиды, циклические нуклеотиды, питательные вещества, микроэлементы. Многие из этих веществ могут действовать через механизмы межклеточной сигнализации[32].

Значение пигментации

Пигментация необходима по нескольким причинам, которые являются различными для разных видов животных. Она выполняет несколько функций, основными из которых являются следующие:

• защита кожи от ультрафиолетового излучения солнца;

• терморегуляция;

• маскировка;

• передача сексуальных сигналов.

Кроме того, пигмент меланин, вырабатываемый меланоцитами волосяного фолликула, – это мощная ловушка свободных радикалов. То есть производство меланина внутри волосяной луковицы помогает смягчить стресс клеток, вызванный активными формами кислорода (АФК). Кроме этого, перенос меланина из меланоцитов в кератиноциты, расположенные в прекортикальном матриксе волос, способствует их дифференцировке[33].

Меланоциты

У человека меланоциты находятся не только в эпидермисе и волосяных фолликулах, но и в слизистых оболочках, улитке внутреннего уха, радужной оболочке глаза и среднем мозге, а также в некоторых других тканях[34].

Зрелые меланоциты происходят от незрелых меланоцитов. Их предшественники во время эмбриогенеза мигрируют из нервного гребня (компонента эктодермы, расположенного между нервной трубкой и эпидермисом) в кожу. У взрослых активные меланоциты расположены чуть ниже прекортикальных кератиноцитов. Оттуда меланин может переноситься в кору стержня волоса, в меньшей степени – в мозговое вещество и в самых редких случаях – в кутикулу волоса[35]. В зрелом волосяном фолликуле волосистой части головы взрослого человека меланоциты распределены по нескольким различным анатомическим областям, каждой из которых соответствует определенная стадия дифференцировки.

Наиболее очевидное свидетельство созревания меланоцитов – начало меланогенеза (синтеза меланина). Этот процесс начинается еще у эмбриона человека – примерно на седьмой неделе беременности. Некоторые мигрирующие меланобласты активно синтезируют меланин еще до того, как достигают эпидермиса, за несколько недель до начала развития волосяных фолликулов. В отличие от полностью зрелых меланоцитов, меланобласты еще в эпидермисе обладают потенциалом к пролиферации (делению) и дальнейшей дифференцировке. Они или их потомки покидают эпидермис и распределяются по развивающимся волосяным фолликулам[36].

Примечание. Меланобласты – это незрелые предшественники меланоцитов с характеристиками стволовых клеток. Они находятся только в области выпуклости волосяного фолликула[37].

Следует напомнить, что волосяная луковица – это единственное место производства пигмента стержня волоса активными меланоцитами. Они находятся в базальном слое воронки и в матриксе волосяной луковицы вокруг верхнего сосочка дермы. Именно здесь, в специализированной пигментной единице волосяного фолликула, расположенной над дермальным сосочком и вокруг него, и происходит производство пигмента волос[38]. Здесь также находится вторая небольшая субпопуляция меланоцитов, которые распределяются на наиболее удаленных областях растущей волосяной луковицы, откуда передача пигмента в прекортикальные кератиноциты (кератиноциты, которые участвуют в образовании волосяных волокон) невозможна.

Фолликулярно-меланиновая единица

Активные меланоциты волосяной луковицы образуют функциональные единицы с соседними незрелыми кератиноцитами, которые получают гранулы меланина и образуют пигментированный стержень волоса. Меланин переносится преимущественно в кортекс стержня волоса, реже – в мозговой слой и лишь изредка – в кутикулу[39].

Фолликулярно-меланиновая единица состоит из меланоцитов и кератиноцитов волосяного матрикса, частично регулируемых фибробластами дермального сосочка. Пигментация – результат последовательных взаимодействий между этими клетками. Процесс пигментации включает в себя производство меланина меланоцитами, перенос гранул меланина в кортикальные и мозговые кератиноциты волоса и тем самым образование пигментированных стержней волос.

На каждые пять кератиноцитов в волосяной луковице в целом приходится один меланоцит. Меланоциты волосяной луковицы отличаются от эпидермальных тем, что они крупнее, имеют более разветвленные дендриты и более обширный аппарат Гольджи и эндоплазматический ретикулум. Они также производят более крупные меланосомы.

Синтез меланина и перенос пигмента в кератиноциты луковицы в значительной степени контролируются сигналами от кератиноцитов, иммунных клеток, фибробластов кожи и эндотелиальных клеток. Меланоциты могут влиять также и на окружающие клетки, например, с помощью переноса меланосом в кератиноциты или через производство и секрецию белков-регуляторов[40].

Примечание. Меланосома – это органелла, содержащая меланин и другие светопоглощающие пигменты.

Меланосомы

Меланины образуются в уникальных органеллах, называемых меланосомами. Эти связанные с лизосомами органеллы продуцируются в цитоплазме меланоцита в результате меланогенеза. Гранулы меланина транспортируются к периферии меланоцитов и в конечном итоге переносятся в соседние кератиноциты стержня волоса, за счет чего он пигментируется[41][42]. Ранние меланосомы продуцируются аппаратом Гольджи и возникают недалеко от ядра, а затем созревают до поздних (пигментированных) меланосом по мере продвижения к периферии меланоцита и его дендритам (отросткам).

Структура меланосом зависит от типа продуцируемого меланина. Меланоциты в темно-коричневых и черных волосяных фолликулах содержат наибольшее количество меланосом. Они называются истинными или эумеланосомами, а их меланин – истинным или эумеланином. Меланоциты в коричневой волосяной луковице также содержат эумеланосомы, но они несколько меньше по размеру, чем в черной. Меланоциты в луковицах светлых волосяных фолликулов производят только слабомеланизированные меланосомы с низким содержанием эумеланина. Меланоциты красных волосяных луковиц производят феомеланосомы с характерной неупорядоченной внутренней структурой. В отличие от фибриллярного ядра эумеланосомы, феомеланосома содержит везикулярный матрикс с красным и желтым меланином, расположенным нерегулярно в виде пятен и, по-видимому, случайным образом[43].

Меланогенез

Процесс меланогенеза можно разделить на две части: биогенез меланосом и работа биохимического пути, превращающего фенилаланин/1-тирозин в меланин. Оба процесса находятся под сложным генетическим контролем, при этом ферменты, структурные белки, факторы транскрипции, рецепторы и факторы роста, необходимые для этих процессов, кодируются более чем ста генами.

Давайте поговорим об основных белках, влияющих на выработку меланина в меланоцитах. К ним относятся:

• структурные белки меланосом, которые обеспечивают каркас для ферментов, необходимых для отложения меланина;

• белки, которые регулируют синтез меланина (три ключевых фермента) в меланосомах:

• TYR (тирозиназа),

• TYRP1 (родственный тирозиназе протеин-1),

• TRP2/DCT (допахромовая таутомераза).

Рисунок 7. Факторы, регулирующие выработку меланина в меланоцитах. К ним относятся белки, которые влияют на структуру меланосомы (Pmel17, MART-1 и GPNMB); белки, которые прямо или косвенно модулируют синтез меланина (TYR, TYRP1, DCT, BLOC-1, OA1, P и SLC45A2), и белки, ответственные за транспортировку белков меланосом или внутриклеточный транспорт меланосом (микротрубочки, F-актин, кинезин, динеин, Rab27a, меланофилин, миозин Va, RILP, цилиобревины и Slp2-a), а также меланоцит-специфические факторы транскрипции (PAX3, SOX9/10, LEF-1, CREB, DICER и MITF). Стадии развития меланосом отмечены на этой диаграмме как I, II, III и IV.

На перемещение и функцию этих ферментов влияют многие факторы, включая BLOC-1, OA1, белок P и SLC45A2 (ранее известный как MATP). Стоит также отметить, что ионы металлов, включая цинк и медь, служат катализаторами работы фермента при синтезе меланина, а металлические остатки в окаменелостях позволяют даже предсказать цвет динозавров[44];

• белки, участвующие во внутриклеточном перемещении компонентов меланосом и транспорте меланосом к периферии клетки.

Цикличность меланогенеза волосяного фолликула

Наиболее важным различием между эпидермальными и фолликулярно-меланиновыми единицами является жесткий циклический контроль активности меланоцитов волосяной луковицы. Меланогенез в них активен только во время анагена. Эпидермальные меланоциты, напротив, кажутся все время функционирующими: наша кожа пигментирована постоянно. Для большинства людей эта активность может быть дополнительно стимулирована УФ-излучением[45]. Загар на коже – это не что иное, как эффект дополнительной стимуляции меланогенеза на солнце.

В волосяном фолликуле кожи головы человека период активного меланогенеза во время фазы анагена может длиться до 10 лет[46]. Он отключается во время перехода от анагена к катагену: сначала происходит подавление работы ключевых ферментов меланогенеза, за которым следует апоптоз меланоцитов волосяного фолликула[47].

Таким образом, фолликулярный меланогенез имеет характерную циклическую природу[48]. Ранние признаки неизбежной регрессии волосяного фолликула становятся очевидными в пигментной единице волосяного фолликула к концу анагена. К ним относятся втягивание дендритов меланоцитов и ослабление меланогенеза[49].

Во время телогена в волосяном фолликуле не вырабатывается меланин, но телогеновый волосяной фолликул все же содержит все клетки-предшественницы, нужные для восстановления полностью пигментированного волосяного фолликула во время анагена. Некоторые меланоцитарные клетки (вероятно, стволовые клетки меланоцитов) распределены по так называемым вторичным зародышевым областям телогеновых фолликулов. Они содержат кератиноциты и меланоциты, необходимые для начала следующего анагена.

Важный вопрос пигментации волосяного фолликула касается судьбы меланоцитов волосяной луковицы во время катагена: куда они уходят? И откуда они берутся, когда фолликулярный меланогенез возобновляется во время следующей фазы анагена? До недавнего времени господствовало мнение, что ниша меланоцитов волосяной луковицы самовоспроизводится. В соответствии с этой гипотезой меланоциты, участвующие в пигментации одного поколения волос, остаются вовлеченными в пигментацию следующего поколения, то есть существует несколько циклов де-дифференцировки меланоцитов с последующей повторной дифференцировкой.

Меланоциты в системе волосяных фолликулов более чувствительны к влиянию времени, чем меланоциты в эпидермисе, что приводит к поседению волос. Вероятно, это частично происходит из-за различий в эпидермальном и фолликулярном микроокружении клеток[50].

Возрастные изменения пигментации

Цвет волос, особенно у лиц евразийского происхождения, демонстрирует поразительные возрастные эффекты. В период полового созревания часто происходит переход от светлых «промежуточных волос» к более пигментированным и грубым «конечным волосам». Действительно, цвет волос у детей с возрастом обычно темнеет, и после полового созревания светловолосый ребенок нередко становится темноволосым.

По-видимому, с возрастом потеря активных меланоцитов происходит не только в коже (эпидермисе и волосяных фолликулах), но также в невусах и глазах. Уменьшение пигментации в эпидермисе происходит постепенно, а вот возрастная потеря цвета волос может быть гораздо более серьезной. Таким образом, разные субпопуляции меланоцитов регулируются разными «меланогенетическими часами».

Точный механизм потери меланоцитов как в эпидермисе, так и в волосяном фолликуле пока что неясен. Потеря способности меланоцитов активно делиться является, по-видимому, результатом их неспособности активировать путь митоген-активируемой протеинкиназы (MAPK), необходимый для активации их деления. При старении меланоциты также экспрессируют повышенные уровни ингибиторов циклин-зависимых киназ (например, p21 и p16), которые останавливают их клеточный цикл[51].

Вероятно, оказывает влияние и то, что антиоксидантные системы в меланоците волосяного фолликула с возрастом нарушаются, что приводит к неконтролируемому повреждению самого меланоцита, в том числе из-за его собственного окислительного стресса, связанного с меланогенезом. Уже известно, что поседение связано с усилением апоптоза меланоцитов и их окислительным стрессом[52][53]. Что касается экзогенного окислительного стресса, то из-за нарушения механизмов антиоксидантной защиты седеющие волосяные фолликулы менее приспособлены к борьбе с ним[54].

Стволовая ниша

Стволовые клетки

Взрослые стволовые клетки (СК) регулируют гомеостаз тканей и заживление ран. Они располагаются в специфической нише с особым микроокружением. СК могут самообновляться и оставаться недифференцированными на протяжении всей своей жизни[55][56]. В тканях они играют ключевую роль в регулировании гомеостаза и восстановлении повреждений[57]. Во время нормального гомеостаза они часто выходят из своих ниш и становятся транзитно-амплифицирующими (ТА) клетками, претерпевая серию быстрых делений перед окончательной дифференцировкой[58][59].

Взрослые СК имеют следующие характеристики:

• СК проживают в особой нише, важной для длительного поддержания их жизнедеятельности;

• СК редко делятся в течение жизни;

• при делении СК генерируют две дочерние клетки, одна из которых остается в нише и становится другой СК, а вторая покидает нишу и превращается в короткоживущую быстро делящуюся ТА клетку или клетку-предшественницу.

Важно подчеркнуть, что СК мультипотентны, то есть они способны генерировать все типы клеток своей собственной линии.

Выпуклость – стволовая ниша волосяного фолликула

Волосяные фолликулы содержат мультипотентные СК, которые активируются в начале нового цикла роста волос или при ранении для регенерации фолликула и восстановления эпидермиса.

Волосяной фолликул состоит из постоянной области (выпуклости), содержащей СК, и временной области (луковицы), содержащей дифференцированные клетки. Выпуклость – специализированная ниша, в которой находятся СК волосяного фолликула. Она расположена в его основании чуть ниже сальной железы – в том месте, где арректорная мышца прикрепляется к фолликулу. Выпуклость образуется во время морфогенеза эмбриона и приобретает свой характерный вид при появлении первого послеродового волосяного зародыша. Эта область не дегенерирует во время цикла роста волос.

В центре фолликула расположен стержень волоса, а СК локализуются в самом внешнем слое, который называется наружной корневой оболочкой. Выпуклость при этом является отдельной областью наружной корневой оболочки. В зрелых волосяных фолликулах наружная корневая оболочка простирается от выпуклости до матрикса.

Матрикс находится в основании луковицы. Это специализированный регион с клетками-предшественницами, которые быстро делятся и генерируют дифференцированные клетки, образующие внутреннюю корневую оболочку и стержень волоса. Он включает в себя скопление мезенхимальных клеток – дермальный сосочек[60].

В течение многих лет считалось, что СК, за счет которых во время цикла роста волос регенерирует фолликул, – это активно делящиеся матриксные клетки. Позднее, когда было обнаружено, что рентгеновское облучение убивает клетки матрикса, не нарушая при этом процесс формирования волос, такое мнение было подвергнуто сомнению.

Несмотря на то, что в целом клетки выпуклости находятся в состоянии покоя, их можно искусственно стимулировать к размножению в начале каждого цикла роста волос[61].

Рост волос происходит благодаря работе выпуклости следующим образом.

• СК активируются в начале анагена дермальным сосочком[62][63][64].

• После этого они мигрируют из выпуклости в матрицу вдоль наружной корневой оболочки.

• В матрице они размножаются и дифференцируются с образованием волос и внутренней корневой оболочки.

Выпуклость также является резервуаром мультипотентных СК, которые могут быть задействованы при заживлении ран, так как они участвуют в восстановлении эпидермиса[65].

В зоне выпуклости находятся, по крайней мере, две различные популяции СК различного происхождения,

• Мультипотентные СК кератиноцитов, отвечающие за циклическую регенерацию волосяных фолликулов, а также за поступление клеток в межфолликулярный эпидермис и сальные железы после ранения.

• СК меланоцитов, которые поставляют меланоциты, продуцирующие пигмент, в матрицу волос во время каждого цикла роста[66][67].

Следует отметить, что до сих пор нет ясности, в какой степени эти два разных типа СК взаимодействуют и способствуют функционированию друг друга[68].

СК обеспечивают непрерывный цикл жизни волосяного фолликула и его обновление, и они также являются источником эпителиальных клеток в процессе регенерации кожи. Зона выпуклости волосяного фолликула содержит несколько подгрупп стволовых клеток с различными функциями и регенеративным потенциалом. Другая область волосяного фолликула, перешеек, тоже содержит клетки со свойствами стволовых. Клетки перешейка участвуют в регенерации воронки (отверстия, из которого выходит волос) – она начинается на поверхности эпидермиса и продолжается до отверстия сального протока[69].

Адгезия в нише СК

Микроокружение и ниша играют решающую роль при поддержании пула СК. Адгезия клетки к клетке и клетки к внеклеточному матриксу в нише важна для создания и поддержания ее архитектуры[70].

Полудесмосомы представляют собой мультибелковые адгезионные комплексы, которые способствуют стабильному эпидермально-дермальному прикреплению. Трансмембранный белок коллаген XVII (COL17A1/BP180/BPAG2) – это структурный компонент полудесмосомной бляшки, которая выступает под полудесмосомами в базальных кератиноцитах эпидермиса в нижележащую базальную мембрану, таким образом скрепляя их друг с другом[71][72].

Белок COL17A1 участвует в гомеостазе волосяных фолликулов, высоко экспрессируется в СК внутри волосяных фолликулов и необходим для их самообновления. COL17A1-зависимое закрепление фолликулярных СК на базальной пластинке регулирует процессы чередования их состояния покоя и дифференцировки за счет изменения частоты их деления.

У пациентов с дефицитом COL17A1 полудесмосомы сформированы недостаточно эффективно, поэтому у таких пациентов преждевременно выпадают волосы и атрофируются волосяные фолликулы. Дефицит COL17A1 у мышей приводит к преждевременному и почти однородному выпадению волос по всей поверхности тела. Дефицит COL17A1 у человека также вызывает нелетальную форму буллезного соединительного эпидермолиза, также известную как генерализованный атрофический доброкачественный буллезный эпидермолиз. Выпадение волос у пациентов с буллезным эпидермолизом всегда связано с атрофией или потерей волосяного фолликула[73].

Изменения в выпуклости, связанные с циклом роста волос

Клетки зародыша волоса активируются в начале анагена. Перед этим СК находятся в длительном периоде отдыха, который длится месяцами[74][75]. Покоящиеся в выпуклости СК генерируют ранние клетки-предшественницы клеток волосяного фолликула. Последние, в свою очередь, производят быстро пролиферирующие клетки-предшественницы, расположенные в матриксе волоса. Впоследствии они окончательно дифференцируются и перемещаются вверх для формирования клонов внутренних волосяных фолликулов с внутренней корневой оболочкой и стержнем волоса. Матричные клетки подвергаются дифференцировке, а СК выпуклости проходят через короткую фазу самообновления в анагене, а затем снова возвращаются в состояние покоя[76][77].

В начале катагена клетки матрикса подвергаются апоптозу, однако многие из клеток наружной корневой оболочки между выпуклостью и матрицей все же выживают.

Но как только наступает катаген, пролиферативный потенциал этих клеток заканчивается и уже не может быть реактивирован. Интересно отметить, что даже несмотря на свою неспособность восстановить пролиферативный потенциал, они выполняют важные нестволовые функции в выпуклости, например, сигнальную[78].

Что касается волосяного зародыша, то существуют две основные гипотезы о его возникновении:

• гипотеза бокового диска утверждает, что он формируется из клеток внутри матрикса;

• гипотеза миграции выпуклости предполагает, что клетки зародыша мигрируют из выпуклости при переходе из катагена в телоген.

Обе эти модели привлекательны, однако, по-видимому, зародыш волоса происходит из стволовых клеток наружной корневой оболочки,[79]которые вышли из выпуклости во время предыдущей фазы роста. Они находятся в непосредственной близости к дермальному сосочку, что позволяет зародышу волоса быстро активироваться в ответ на его стимулы в начале нового цикла роста[80][81]. Получается, что некоторые покоящиеся СК мигрируют из «старой» выпуклости, чтобы сгенерировать новый набор СК в «новом» волосяном зародыше, а также «новую» выпуклость, и цикл начинается снова. Эти циклические процессы протекают во время телогена, анагена и катагена[82][83].

Рисунок 8. Жизненный цикл волоса. В телогене СК образуют плотную шарообразную структуру в зародышах волос под покоящимися СК в выпуклости. Мезенхимальные клетки в дермальном сосочке посылают сигналы для активации СК во время перехода телоген-анаген. СК подвергаются быстрой пролиферации и экспансии, давая начало матриксным предшественницам во время раннего анагена. Клетки матрикса далее дифференцируются с образованием внутренней корневой оболочки, коры и стержня волоса во время анагена, после чего дифференцированные клетки подвергаются систематической гибели во время последующего катагена1.

Как и в случае с другими тканевыми СК, работа фолликулярных СК регулируется как внутренними клеточными механизмами, так и внешней клеточной регуляцией из микроокружения ниши. СК не только помогают поддерживать гомеостаз волос и кожи, но также могут быстро реагировать на сигналы повреждения, выходя из состояния покоя и способствуя заживлению ран[84][85]. Тем не менее во время гомеостаза поддержание покоя жизненно важно для самосохранения СК: оно предотвращает их истощение и снижение пластичности. Несвоевременный выход из состояния покоя нарушает гомеостатическую регенерацию тканей и заживление ран[86][87][88].

Гены и сигнальные пути, участвующие в регуляции работы СК выпуклости

Гены и сигнальные пути

Интересно отметить, что 14 % генов, которые активируются в других типах СК, были также обнаружены и в выпуклости. Некоторые из них, вероятно, определяют уникальные свойства, общие для многих СК.

Гены, играющие роль при покое СК в выпуклости:

• гены, кодирующие факторы ингибирования клеточного цикла, такие как Cdkn1b (p27), Cdkn1c (p57) и Cdkn2b (p15);

• гены, кодирующие факторы, стимулирующие клеточный цикл, такие как Ki67, ядерный антиген пролиферирующих клеток PCNA, циклины (Cyclin D1, D2, A2, B1) и циклин-зависимые киназы;

• гены, связанные с циклом клеточного деления[89].

СК также активируют определенные наборы факторов транскрипции (ТФ) для поддержания их стволовости на протяжении всего жизненного цикла волос[90]. ТФ СК регулируют различные сигнальные пути, такие как Notch, Wnt и Sonic Hedgehog (Shh).

Примечание. Факторы транскрипции (ТФ) – белки, которые связываются со специфическими последовательностями ДНК, или мотивами ТФ, и регулируют скорость транскрипции генов. У СК имеется большое количество специфических для них ТФ. Наиболее известные из них: факторы Яманаки (Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc).

За последние десятилетия несколько сигнальных путей в волосяных фолликулах изучались особенно интенсивно. Функция четырех сигнальных путей (Wnt/β-катенин, Shh, BMP и Notch) сохраняется как во время развития волосяного фолликула зародыша, так и во время его регенерации у взрослых.[91] Давайте рассмотрим их работу.

• Работа пути Wnt/β-катенин направлена на образование волосяной плакоды (предшественника волосяного фолликула) и выпуклости и, по-видимому, участвует в активации СК. Каноническая передача сигналов Wnt/β-катенин играет центральную роль как во время гомеостатического роста волос, так и во время заживления ран[92]. До сих пор неясно, вызвана ли активация пути Wnt/β-катенин уменьшением количества ингибитора Wnt и/или увеличением количества активатора Wnt. Ингибирование передачи сигналов Wnt ведет к преждевременной регрессии волосяного фолликула и в конечном итоге к выпадению волос.

• Sonic Hedgehog (Shh) расположен ниже Wnt/β-катенина по сигнальному пути и необходим для пролиферации как эмбриональных, так и взрослых зародышей волос. Остается определить, представляет ли собой Shh непосредственную мишень для Wnt/β-catenin в СК взрослых или он активируется с помощью посредника. Сигнальные пути Shh и Notch также необходимы для поддержания гомеостаза СК волосяного фолликула, так как они участвуют в дифференцировке и пролиферации клеток-предшественниц, которые, в свою очередь, регулируют жизнедеятельность СК.

• Дифференцировка внутренней корневой оболочки и клеток стержня волоса контролируется как путем BMP, так и Notch. Пока еще неизвестно, пересекаются ли эти два пути, но BMP необходим для экспрессии ядерного белка β-катенина во время терминальной дифференцировки клеток-предшественниц стержня волоса[93]. Передача сигналов BMP ослабляет передачу сигналов Wnt/β-катенина, удерживая их в состоянии покоя. Ингибирование BMP приводит к преждевременной активации СК выпуклости.

Рисунок 9. Обобщение работы сигнальных путей, участвующих в морфогенезе и регенерации волосяных фолликулов. Передача сигналов пути Wnt/β-катенина действует на ранней стадии спецификации волосяного фолликула и активации покоящихся стволовых клеток выпуклости (SC). Сигнальный путь sonic hedgehog (Shh) действует на втором этапе, способствуя пролиферации зародышей волос эмбрионов и взрослых особей. Костный морфогенетический белок (BMP), Notch и пути передачи сигналов Wnt/β-catenin действуют дальше вниз по течению, чтобы обеспечить нормальную дифференцировку матричных клеток в стержень волоса (HS) и внутреннюю оболочку его корня (IRS)[94].

Волосы и национальность

Первичная структура и роль волос одинаковы у представителей всех национальностей, однако уникальная морфология и внутренние характеристики волосяных волокон у разных национальностей значительно различаются.

Европеоидный тип волос

Волосы европеоидов очень разнообразны по морфологии: они варьируются от тонких до жестких и от прямых до вьющихся. Такие различия связаны с происхождением европеоидов из разных регионов, в том числе из Европы, Северной Африки и Юго-Западной Азии[95][96][97].

Диаметр волос у европеоидов увеличивается до 40 лет, достигает плато в начале пятого десятилетия, а затем экспоненциально уменьшается. Их волосы имеют средний диаметр 65 мкм – промежуточный вариант между монголоидными (70 мкм) и негроидными волосами (55 мкм). Они имеют более цилиндрическую форму по сравнению с более эллипсоидной формой негроидных волос и у женщин достигают пика толщины в возрасте от 42 до 53 лет (в период перименопаузы или перехода к менопаузе). Это позволяет предположить, что в росте волос играют роль эстрогены. Увеличение диаметра волос наблюдается также во время беременности: эстрогены положительно влияют на рост волос, продлевая фазу анагена и подавляя выработку андрогенов[98][99][100].

Монголоидный тип волос

Представителями монголоидной популяции являются люди разных национальностей, в том числе китайцы, корейцы и японцы. Их волосы могут быть прямыми или вьющимися, с круглым стержнем волос. У 53 % японских женщин волосы прямые, в то время как у остальных 47 % они изогнутые (от слегка волнистых до вьющихся)[101].

По сравнению с волосами европеоидов и негроидов, волосы монголоидного типа имеют больший диаметр – он бывает в диапазоне от 80 до 120 мкм. Это связано с более широкой и более компактной (с большим количеством слоев) кутикулой. Считается, что более толстый слой кутикулы обеспечивает повышенную устойчивость волос к внешним повреждениям, таким как окраска, механическая травма и ультрафиолетовое излучение. Более того, кутикула монголоидных волос имеет резкий наклон и более узкие промежутки между чешуйками, что обеспечивает им дополнительную прочность[102][103][104][105][106].

Густота волос у монголоидов варьируется в зависимости от популяции. Плотность волосяных фолликулов у тайваньцев немного выше, чем у корейцев, и аналогична таковой у негроидов. У выходцев из Западной и Южной Азии густота волос несколько выше, чем у жителей Восточной и Юго-Восточной Азии[107][108][109][110][111][112][113].

Негроидный тип волос

Волосы негроидов бывают у людей из самых разных географических регионов, в первую очередь, из Центральной, Восточной и Западной Африки, Ближнего Востока и стран Карибского бассейна.

Негроидные волосы имеют средний диаметр 55 мкм – самый маленький среди всех подгрупп волос, и у них также наблюдается наибольшее разнообразие диаметров одной пряди. Форма поперечного сечения волосяного волокна эллипсоидная и уплощенная по сравнению с волосами людей других национальностей[114][115].

Известно, что чем больше диаметр волосяного волокна, тем выше скорость роста волос. Вероятно, именно из-за того, что волокна волос у негроидов бывают меньшего диаметра, чем у других рас, их волосы растут медленнее. За счет этого разница в длине волос у негроидов и монголоидов составляет примерно 5 сантиметров (за год)[116][117].

Негроидные волосы по своей природе хрупкие и тонкие, о чем свидетельствует меньшее количество слоев кутикулярных клеток, меньший диаметр и продольное расщепление стержня волоса при минимальной нагрузке. Негроидные волосы, даже не подвергавшиеся какой-либо химической или термической обработке, имеют меньшую прочность на разрыв, чем волосы у европеоидов или монголоидов[118][119].

Влияние гормонов на волосяной фолликул

Человеческий волосяной фолликул – это мини-орган, подвергающийся постоянным циклическим изменениям. Он сам является одновременно и источником, и мишенью для нейрогормонов, нейропептидов и нейротрансмиттеров, которые регулируют его рост, цикл, структуру, пигментацию, ремоделирование, иммунный статус, биологию его стволовых клеток и энергетический метаболизм. Этот мини-орган постоянно регистрирует, преобразует, интерпретирует и обрабатывает сигналы внутренней и внешней среды, что приводит к адаптивным изменениям внешних покровов, например, линьке в ответ на сезонное изменение климата. Уже с этой точки зрения волосяной фолликул соответствует критерию нейроэндокринного органа[120].

Меланоциты волосяного фолликула человека полностью интегрированы во внутрикожную нейроэндокринно-иммунную сигнальную сеть[121]. Ее гормоны и медиаторы зачастую бывают теми же самыми, которые «работают» в нашей эндокринной и нервной системах. Это объясняется тем, что развитие примитивных покровных структур (позже «превратившихся» в кожу) эволюционно предшествовало развитию сложной центральной нервной системы и специализированных нейроэндокринных желез.

Рисунок 10. Волосяной фолликул анагена как нейроэндокринный микрокосм. Экспрессия ряда нейропептидов, нейрогормонов и нейротрофинов в человеческом волосяном фолликуле. CB1 – каннабиноидный рецептор 1; CGRP-R – рецептор пептида, родственного гену кальцитонина; КРГR1 и 2 – рецептор кортикотропин-рилизинг гормона 1 и 2; CTS – соединительнотканная оболочка; DP – дермальные сосочки; GalR2 и 3 – рецептор галанина 2 и 3; IRS – внутреннее корневое влагалище; МК – кератиноциты матрикса; MT-1R, MT-2R – рецепторы мелатонина 1 и 2; NK 1 – рецептор нейрокинина 1; NP-Y – нейропептид Y; ОРС – наружное корневое влагалище; PRL – пролактин; PRLR – рецептор пролактина; TPH-1 – триптофангидроксилаза; ТRH – тиреотропин-рилизинг гормон; ТРГ-R – рецептор тиреотропин-рилизинг гормона; TSH-R – рецептор тиреотропного гормона[122].

Волосяные фолликулы – не только мишень для нейромедиаторов, но также и место их синтеза[123]. Сами меланоциты секретируют нейрогормоны, нейропептиды, нейротрансмиттеры и промежуточные продукты меланогенеза, включая L-DOPA. Они даже выполняют сенсорные функции, принимая участие в ауто- и паракринной нейроэндокринной секреторной деятельности для саморегуляции фолликула.

Медиаторы могут синтезироваться разными способами:

• ферментативно (мелатонин);

• в виде прогормонов (проопиомеланокортин (ПОМК));

• в виде нейропептидов (гормон, стимулирующий a-меланоциты (aMSH), адренокортикотропин (АКТГ) и ß-эндорфин);

• непосредственно транслироваться с генов, транскрибируемых внутри фолликулов [тиреотропин-рилизинг гормон (ТРГ), кортикотропин-рилизинг гормон (КРГ) и пролактин][124].

Волосяной фолликул как эквивалент центрального регулятора гормонов

Классическая эндокринология изучает анатомически различные, четко разделенные и взаимодействующие друг с другом нейроэндокринные органы (например, гипоталамус, гипофиз, шишковидную железы и надпочечники), которые подразделяются на специализированные нейроэндокринные единицы. Для гормональной передачи используются секреторные везикулы с медиаторами, синтез, метаболизм и высвобождение которых строго контролируются как локально, так и через дальние регуляторные петли обратной связи. Такой сложный уровень организации в волосяном фолликуле, по-видимому, отсутствует. Четко разграниченные, узкоспециализированные нейроэндокринные компартменты или секреторные пузырьки до сих пор не идентифицированы.

На первый взгляд, эндокринная система фолликула довольно проста. Все нейрогормоны и нейропептиды, на данный момент найденные в волосяном фолликуле, эволюционно древние. Так же как эволюционные предшественники кожи позвоночных, они появились еще до того, как возникли специализированные нейроэндокринные железы. Таким образом, сравнительно низкий уровень нейроэндокринной организации волосяного фолликула, возможно, связан с древней[125]эволюционной историей развития кожи: вещества, которые ныне выполняют функцию нейромедиаторов, ранее использовались для регулирования и координации функций на местном уровне[126]. Меланотропные нейрогормоны и их рецепторы имеют широкие зоны иммунореактивности, хотя и загадочно варьируются между людьми. Эти различия наблюдаются даже между фолликулами одного и того же участка кожи одного человека, не говоря уже о расхождениях в результатах, опубликованных разными лабораториями.

Рисунок 11. Схематическое изображение ключевых элементов центральной гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой (ГГН), оси гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа (ГГЩ) и центральный контроль высвобождения пролактина из гипофиза.

Обозначения: 5-HT – 5-гидрокситриптамин; АКТГ – адренокортикотропный гормон; КРГ – кортикотропин-рилизинг гормон; E2 – эстроген; EGF – фактор роста эпидермиса; FGF – фактор роста фибробластов; PRL – пролактин; ТSH – тиреотропин; ТRH – тиреотропин-рилизинг гормон; VIP – вазоактивный кишечный пептид[127].

КРГ, ПОМК, АКТГ, a-MSH, ß-эндорфин и ТРГ – основные нейромедиаторы волосяного фолликула человека. Однако до сих пор неизвестно, сколько из этих нейрогормонов фактически вырабатывается в индивидуальном человеческом фолликуле in situ в определенном месте кожи и стадии цикла волос, и какая часть синтезированного гормона секретируется и может приводить к географически отдаленным эффектам.

Роль нейрогормонов и нейропептидов в пигментации волосяных фолликулов человека выходит далеко за рамки контроля синтеза меланина, a-MSH и АКТГ. Она включает в себя дифференциацию меланобластов, удаление АФК, поддержание иммунной привилегии волосяного фолликула и ремоделирование его пигментной единицы[128].

ГГН-ось

Кожа и ее основные придатки – важные органы-мишени и источники ключевых участников классической гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси (ГГН), таких как кортикотропин-рилизинг гормон (КРГ), адренокортикотропный гормон (АКТГ) и α-меланоцит-стимулирующий гормон (α-MSH). Они также экспрессируют ключевые стероидогенные ферменты. Следовательно, здесь могут протекать и местные реакции на стресс[129].

Кожа часто подвергается воздействию широкого спектра стрессовых факторов окружающей среды, таких как солнечная радиация, инфекции, травмы и химические раздражители. Она тесно встроена в сложные нейронные и нейроэндокринные регуляторные сети, которые связывают ее с системными реакциями на стресс. Разумно предположить, что сама кожа имеет локальную, хотя и более примитивную систему реагирования, координирующую ответы периферического стресса, весьма схожую с центральной сигнализацией ГГН-оси. Интересно, что кожа млекопитающих также обладает полным ферментативным аппаратом для синтеза глюкокортикоидов[130].

Внутри кожного покрова наиболее выраженная эндокринная и нейроэндокринная активность, по-видимому, локализуется в основных придатках кожи, волосяных фолликулах и сальных железах, которые признаются независимыми периферическими нейроэндокринными органами. Они не только реагируют (на высоком уровне чувствительности) на множество стероидных и пептидных гормонов из-за экспрессии родственных рецепторов, но также синтезируют и метаболизируют их. Например, подтверждена локализация экспрессии генов КРГ и ПОМК, меланокортинов, производных ПОМК, конвертаз прогормонов, рецепторов КРГ и меланокортина в коже человека.

Гипоталамическая продукция стрессового пептидного нейрогормона, кортикотропин-рилизинг гормона – наиболее проксимальный элемент оси HPA и основной регулятор гипофизарной экспрессии гена проопиомеланокортина (ПОМК). КРГ также контролирует процессинг прогормона ПОМК в различные нейропептидные гормоны, производные ПОМК, такие как адренокортикотропный гормон (АКТГ) и альфа-меланоцитстимулирующий гормон (α-МСГ)[131]. Как и в гипоталамусе, определенные области эпителия волосяного фолликула экспрессируют КРГ и его рецепторы. Воздействие КРГ на фолликул активирует транскрипцию ПОМК и его процессинг в меланокортины, такие как АКТГ и α-МСГ, точно так же как в гипофизе[132]. АКТГ стимулирует кору надпочечников к секреции глюкокортикоидов (кортизола). Кортизол воздействует на клетки-мишени, взаимодействуя с внутриклеточными глюкокортикоидными рецепторами (ГР). Стимуляция ГР гипоталамуса кортизолом инициирует прекращение стрессовой реакции, например, через ослабление продукции пептидов КРГ и ПОМК[133]. В результате образуется отрицательная обратная связь.

Долгое время считалось, что глюкокортикоиды вырабатываются только корой надпочечников, однако теперь уже известно, что кортизол синтезируется также мозгом млекопитающих, плацентой, яичниками, семенниками, маткой, молочной железой, тимусом и кожей[134].

Подобно клеткам надпочечников, клетки эпителия волосяного фолликула человека экспрессируют рецепторы АКТГ (рецептор меланокортина 1, MC1-R и рецептор меланокортина 2, MC2-R), стимуляция которых усиливает внутрифолликулярный синтез кортизола. Стимуляция фолликула кортизолом подавляет внутрифолликулярную экспрессию КРГ – это тоже механизм отрицательной обратной связи.

Периферический эквивалент оси ГГН в волосяном фолликуле использует сложные регуляторные петли обратной связи поразительного сходства с аналогичным механизмам классической оси ГГН. Она может действовать локально в коже в качестве координатора и исполнителя периферических стрессовых реакций. Кроме того, есть вероятность, что он участвует в регуляции роста волосяных фолликулов, пигментации и поддержании иммунного статуса. Таким образом, кортизол, полученный из волосяного фолликула, паракринно или эндокринно активен даже за пределами волосяного фолликула[135].

Как регулируется экспрессия КРГ и его рецепторов, пока еще неизвестно. В настоящее время также нет ответа на вопрос, как центральная ось ГГН и другие главные медиаторы системных стрессовых реакций [катехоламины, пролактин, вещество P, нейропептид Y, фактор роста нервов (NGF)] взаимодействуют с внутрифолликулярной системой эквивалента ГГН[136].

Периферийный эквивалент ГГН необходим для быстрого реагирования на стресс, однако предполагается, что он выполняет функции, выходящие далеко за рамки стрессовых реакций, включая модуляцию эндокринной и пигментной активности волосяного фолликула[137].

Рисунок 12. Регуляция работы кортизола в волосянном фолликуле1.

Ось ГГН и пигментация[138]

АКТГ и α-МСГ – нейропептидные гормоны, стимулирующие образование пигмента. Они действуют как на эпидермальные меланоциты, так и на меланоциты волосяного фолликула у всех исследованных видов млекопитающих. Помимо них, β-эндорфин и, возможно, даже ПОМК у человека также способствуют пигментации волосяного фолликула. Генерация меланина отражает основной механизм реакции на стресс, поскольку он не только поглощает УФ-излучение, но также эффективно нейтрализует свободные радикалы[139][140].

Подавляющее большинство меланоцитов пигментной единицы волосяных фолликулов кожи головы человека не экспрессируют рецепторы КРГ, поэтому его влияние на пигментацию, вероятно, опосредовано АКТГ или α-МСГ. Таким образом, волосяной фолликул задействует свой эквивалент оси ГГН для модуляции пролиферации эпителиальных клеток, их апоптоза и дифференцировки в ответ на изменение внешних, нервных или эндокринных сигналов, энергоснабжения и метаболических потребностей волосяного фолликула[141]. Снижение внутрифолликулярной продукции ключевых меланотропных нейрогормонов способствует процессу поседения[142].

Недостаточная активность локально генерируемых пептидных нейрогормонов, которые поддерживают фолликулярный меланогенез во время анагена, может быть вовлечена как в процесс физиологического катаген-ассоциированного «временного поседения», так и в процесс обычного поседения[143][144][145]. Таким образом, контролируемая повышающая регуляция внутрифолликулярной продукции этих нейроэндокринных медиаторов и их родственных рецепторов является многообещающей стратегией действия против поседения. Эндокринную терапию почти всегда применять проще, чем введение естественных факторов роста или лигандов рецепторов синтетических факторов роста. Возможно, это можно использовать для инновационных стратегий борьбы с поседением, особенно при поствоспалительном полиозе[146].

Рисунок 13. Положительные и отрицательные регуляторы пигментации пигментной единицы волосяного фолликула человека. Положительные регуляторы указаны стрелками, отрицательные регуляторы – линиями. АCTH – адренокортикотропный гормон; α-MSH – альфа-меланоцит-стимулирующий гормон; BMAL1 – мозговой и мышечный ARNT-подобный 1; КРГ – кортикотропин-рилизинг гормон; c-KIT – набор тирозиновых протеинкиназ; c-Met – тирозиновая протеинкиназа Met; FGF – фактор роста фибробластов; GR – рецептор глюкокортикоидов; HGF – фактор роста гепатоцитов; HPA – ось гипоталамус-гипофиз-надпочечники; MC1R – рецептор меланокортина; MITF – фактор транскрипции, связанный с микрофтальмией; NGF – фактор роста нервов; PER1 – циркадный регулятор 1 периода; ПОМК – проприомеланокортин; SCF – фактор стволовых клеток; Т3 – трийодтиронин; Т4 – тетрайодтиронин; ТRH – тиреотропин-рилизинг гормон; TrkA – киназа тирозинового рецептора А[147].

Иммунная привилегия

Внутрифолликулярный эквивалент оси ГГН модулирует иммунную систему волосяного фолликула. Мощный иммуносупрессивный нейропептид α-МСГ является ключевым нейроэндокринным «хранителем» иммунной привилегии фолликула. Он эффективно подавляет экспрессию MHC I в клетках луковицы волосяных фолликулов в фазе анагена. Таким образом он защищает ассоциированные с волосяным фолликулом аутоантигены от иммунного распознавания и создает специальную иммуносупрессивную сигнальную среду.

Считается, что иммунная привилегия препятствует аутоиммунным воспалительным атакам на волосяной фолликул, тогда как ее коллапс приводит к воспалительным заболеваниям, связанным с выпадением волос (таким как очаговая алопеция и плоский лишай). Помимо своей роли в иммунной привилегии и пигментации фолликула, α-МСГ также выполняет в нем и общие защитные функции от повреждений[148][149].

ГГТ-ось

Клетки кожи человека содержат гормоны гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной оси, такие как тиротропин-рилизинг гормон (ТРГ) и тиреотропин. Как гипо-, так и гипертиреоз связаны с аномальными фенотипами волос, включая их выпадение, снижение их количества, замедленный рост и хрупкость стержня волоса[150].

ТРГ – нейрогормон, который синтезируется в медиальных нейронах паравентрикулярного ядра гипоталамуса и контролирует выработку гормонов щитовидной железы. ТРГ достигает передней доли гипофиза через портальную систему гипофиза и вызывает высвобождение тиреотропного гормона гипофизарными «тиреотропными» клетками[151]. Он экспрессируется во многих органах человеческого тела, включая волосяной фолликул, и выполняет регуляторные функции в пигментной системе.

Волосяные фолликулы кожи головы человека являются одним из экстрагипоталамических источников продукции ТРГ. Нейрогормон ТРГ продлевает активный рост волос (фазу анагена), стимулирует формирование стержня волоса, экспрессию кератинов волос и пролиферацию кератиноцитов матрикса волос. Кроме того, этот гормон стимулирует апоптоз кератиноцитов матрикса[152][153][154].

ТРГ оказывает следующее влияние на пигментацию волос человека.

• Стимулирует транскрипцию гена тирозиназы, что приводит усилению синтеза меланина и образованию меланосом[155][156].

• Передает сигналы через рецептор MC-1*, который в большом количестве экспрессируется в волосяном фолликуле[157][158][159].

• Стимулирует работу внутрифолликулярного ПОМК. Это усиливает внутрифолликулярную продукцию АКТГ, который связывается с рецепторами MC-1R и MC-2R в волосяном фолликуле[160].

• Стимулирует процессинг внутрифолликулярного β-эндорфина, а этот продукт ПОМК уже может стимулировать пигментацию волосяного фолликула человека[161].

На эпидермальный меланогенез человека ТРГ не влияет. Таким образом, ТРГ является селективным нейроэндокринным регулятором меланина волосяного фолликула человека[162].

Тиреотропин был впервые идентифицирован в качестве мощного стимулятора внутрифолликулярной экспрессии митохондриально-селективной субъединицы комплекса IV дыхательной цепи (MTCO1). Это первый намек на то, что функция митохондрий находится под нейроэндокринным контролем. Данная концепция уже подтверждена в культуре органов кожи человека, так как было показано, что тиреотропин стимулирует не только эпидермальную мРНК MTCO1 и экспрессию белка, но также активность комплексов I и IV (цитохром-с-оксидазы) и даже митохондриальную активность[163].

ТРГ гипоталламуса стимулирует секреции тиреотропина в гипофизе, который затем влияет на щитовидную железу: вырабатывает гормоны тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3). Они действуют на периферические органы, включая волосяные фолликулы человека[164][165]. Гормоны щитовидной железы модулируют работу волосяного фолликула человека. Рецепторы гормонов щитовидной железы находятся в сосочке и во внешней оболочке корня волоса. Т3 и Т4 продлевают фазу анагена, стимулируют пигментацию фолликула и пролиферацию кератиноцитов волосяного матрикса, а также модулируют экспрессию внутрифолликулярного кератина[166].

Гормоны и волосяной фолликул

Перечислим кратко функции гормонов, которые мы не успели обсудить выше.

Пролактин

Пролактин – цитокиноподобный гормон, который регулирует такие разнообразные биологические процессы, как рост и развитие молочных желез, ангиогенез, функцию адипоцитов, репродукцию, иммунные ответы, аутоиммунитет и стрессовую реакцию.

Пролактин регулирует экспрессию кератина в волосяном фолликуле и функции эпителиальных стволовых клеток, а также играет роль как в развитии андрогенной алопеции по женскому типу, так и в диффузном выпадении волос[167]. Механизм, с помощью которого пролактин напрямую регулирует рост волос, связан с его ингибирующим влиянием на процесс удлинения стержня волоса и преждевременной индукцией им фазы катагена[168].

Андрогены

Андрогены – половые стероидные гормоны, вырабатываемые в надпочечниках, гонадах (яичниках, семенниках), мозге и плаценте беременных женщин.

Влияние андрогенов на волосяные фолликулы зависит от расположения волос на теле. Волосяные фолликулы в таких областях тела, как лицо, подмышечная впадина, лобок и грудь, подвержены стимулирующему действию андрогенов. В период полового созревания наблюдается значительное повышение их количества, и пушковые волосы в лобковой и подмышечной областях под их влиянием трансформируются в терминальные волосы. А вот на волосяные фолликулы в области кожи головы андрогены оказывают угнетающее действие. Волосяные фолликулы, расположенные в ресницах, на андрогены не реагируют[169][170][171].

Эстрадиол

Эстрадиол – стероидный половой гормон. Влияние эстрадиола на рост волос связано с его влиянием на метаболизм андрогенов, например, с ингибированием активности ароматазы, которая отвечает за превращение андрогена в эстроген[172][173].

Прогестерон

Прогестерон – половой гормон, оказывающий влияние на менструальный цикл, беременность и эмбриональное развитие. Известно, что прогестерон влияет на рост волосяных фолликулов. Его действие также опосредовано влиянием на синтез андрогенов.

Мелатонин

Мелатонин синтезируется в основном шишковидной железой и в меньших количествах – в коже, сетчатке, костном мозге, пищеварительном тракте, мозге, яичниках, яичках и волосяных фолликулах. В основном он служит для регулирования ритма многих физиологических функций. Кроме того, мелатонин модулирует реакцию волосяных фолликулов на эстрогены (ослабление внутрифолликулярной экспрессии его рецепторов)[174].

Синтез мелатонина в волосяном фолликуле человека стимулируется норадреналином[175]. Рецепторы мелатонина находятся не только в клетках волосяных фолликулов, но и в эпидермальных кератиноцитах, дермальных фибробластах, потовых железах и эндотелии кровеносных сосудов. Их экспрессия зависит от фазы цикла роста волос[176].

Мелатонин участвует в процессе пигментации волос, увеличивая количество меланоцитов, а также влияет на их рост. Следует отметить следующее.

• Прямое действие мелатонина основано на модуляции активности сывороточного пролактина[177].

• Мелатонин повышает чувствительность волосяного фолликула человека к стимуляции 17-ß-эстрадиолом. Эстрогены хорошо известны как стероидные гормоны, способствующие пигментации. Это делает мелатонин привлекательным нейроэндокринным протектором пигментации волосяного фолликула для клинического применения[178].

• Мелатонин стимулирует ядерный фактор-эритроид-2-фактор 2 (Nrf2), активация которого защищает волосяные фолликулы от подавления роста волос, вызванного окислительным стрессом[179].

Кортизол

Кортизол – стероидный гормон, вырабатываемый надпочечниками. Основная его функция – контроль реакции организма на стресс. В последнее время особое внимание уделяется концентрации кортизола в волосах как многообещающему диагностическому инструменту в клинике. Высокий уровень кортизола напрямую связан со снижением синтеза и преждевременной деградацией гиалуронанов и протеогликанов – важных модуляторов функционирования волосяных фолликулов. Низкий уровень кортизола положительно влияет на рост волос, замедляя разрушение этих двух компонентов кожи[180][181][182][183].

α-МСГ

α-меланоцитстимулирующий гормон (α-МСГ) – один из представителей семейства меланоцитстимулирующих гормонов. Он взаимодействует с тетрагидробиоптерином (6BH4), который регулирует активность тирозиназы, влияя таким образом на пигментацию волосяного фолликула. Предварительные данные свидетельствуют о том, что α-МСГ также частично защищает пигментную единицу волосяного фолликула человека от повреждений, вызванных химиотерапией[184].

Галанин

Галанин – нейропептид, присутствующий в большом количестве в клетках центральной и периферической нервной системы. Этот нейромедиатор является ингибитором роста волос человека. Он замедляет пролиферацию кератиноцитов матрикса, укорачивает фазу анагена и замедляет удлинение стержня волоса[185][186].

Влияние гормонов на аномалии волос

Репигментация, вызванная АКТГ

Однажды в больницу в Берлине обратился пожилой мужчина со слабостью и кашлем. В течение последних месяцев его кожа постоянно темнела, при этом гиперпигментация была наиболее заметной на лице и в складках ладоней. Даже его седые волосы снова потемнели. После исключения болезни Аддисона, которая может вызывать репигментацию седых волос из-за повышенного уровня АКТГ в сыворотке крови, диагностика показала, что у пациента есть кожные признаки метастатической мелкоклеточной карциномы бронхов со значительной эктопической выработкой АКТГ. Мужчина прожил менее шести месяцев и умер от рака легких. Этот случай «омоложения» волос за счет затемняющего эффекта повышенных уровней сывороточного АКТГ служит ярким свидетельством силы нейрогормонов как стимуляторов человеческой пигментации.

Волосяные фолликулы кожи головы человека не только реагируют повышенной пигментацией на экстрафолликулярный АКТГ, но также сами его синтезируют. Стимуляция культивируемых фолликулов человека с помощью АКТГ in vitro усиливает продукцию меланина даже в фолликулах анагена VI, которые и так уже активно участвуют в меланогенезе[187].

Очаговая алопеция

У иммунной среды в волосяной луковице анагена есть особенность – сниженная экспрессия клетками MHC класса I. Связанные с меланогенезом аутоантигены являются частой целью аутоиммунных атак (например, при витилиго, галоневусе и меланоме). Аутоантигены могут быть изолированы в этой особой «иммунопривилегированной» среде от иммунного распознавания аутореактивными Т-клетками. Очаговая алопеция возникает в тех случаях, если нормальная иммунная привилегия анагена нарушается и аутоантигены становятся «видимыми» для иммунной системы.

Но есть гипотеза, что алопеция не индуцируется аутоантителами, а представляет собой CD8+ Т-клеточно-зависимое органоспецифическое аутоиммунное заболевание. Предположительно она возникает из-за краха основанной на сниженной экспрессии MHC I иммунной привилегии волосяной луковицы анагена, из-за чего внутрифолликулярные аутоантигены становятся доступны для распознавания. Их источником могут служить остаточные популяции меланоцитов серых фолликулов. Вероятно, клинически алопеция проявляется только в том случае, если присутствуют как аутореактивные Т-клетки, так и соответствующие костимуляторные сигналы.

Для поддержания иммунного статуса существуют высокоэффективные системы, которые подавляют нежелательную экспрессию MHC I и нежелательное перифолликулярное воспаление. В таком случае на сцену выходят нейрогормоны. Поскольку α-МСГ оказывает широкий спектр мощных противовоспалительных и даже стимулирующих толерантность действий, есть вероятность, что при внутрифолликулярной продукции он может быть кандидатом в «хранители иммунных привилегий фолликула». На самом деле α-МСГ и защищает от индуцированного IFN-c коллапса иммунной привилегии фолликула, и сильно подавляет эктопическую, индуцированную IFN-c экспрессию MHC I в волосяной луковице в фазе анагена.

Не только волосяная луковица анагена, но также область выпуклости и стволовые клетки кератиноцитов и меланоцитов на протяжении всего жизненного цикла волос обладают относительными иммунными привилегиями, основанными на MHC I. Недавнее открытие показало, что TGF-β критически важен для поддержания пула МСК. Это хорошо вписывается в концепцию того, что они обладают относительной иммунной привилегией внутри выпуклости. Этот мощный иммуносупрессивный фактор роста, возможно, является главным промотором иммунной привилегии как в луковице, так и в выпуклости. На этом фоне нейроэндокринные хранители иммунной привилегии, такие как a-MSH, также могут быть протекторами МСК.

У этой истории есть и обратная сторона. Нейропептид вещество P играет ключевую роль в нейрогенном воспалении. Вещество P фактически способствует коллапсу иммунных привилегий на основе MHC I в культуре фолликулов кожи головы человека. Таким образом, этот нейропептид, связанный со стрессом, делает человеческий фолликул более восприимчивым к направленной аутоиммунной атаке против пигментации. Это подводит к мысли о нейроэндокринологических причинах изменений пигментации волосяного фолликула человека в результате психоэмоционального стресса[188].

Волосяной фолликул как нейроэндокринная модель

Внутрифолликулярная передача сигналов играет множество функционально важных ролей в биологии волосяных фолликулов. Это чрезвычайно чувствительный к гормонам волосяной элемент, который быстро реагирует на многочисленные системные эндокринные стимулы значительными, клинически измеримыми изменениями в его росте и активности. Многие из одних и тех же системных нейроэндокринных сигналов он использует для регулирования своей собственной функциональной активности.

Культура клеток волосяного фолликула человека – отличный инструмент для нейроэндокринных исследований. Систематическое использование этой модели помогает определить общие характеристики сложных нейрогормональных сигнальных сетей и их роль в управлении физиологией периферических тканей. Внутрикожной экспрессией гормонов можно управлять через местное введение лекарств или косметики для стимулирования или подавления их эндогенного синтеза и высвобождения.

Если периферические эквиваленты оси ГГН действительно существуют примерно в 5 миллионах волосяных фолликулов, то это имеет клиническое значение для классической эндокринной и местной дерматологической терапии, например, глюкокортикостероидами. Ни одна из этих форм лечения в настоящее время не связана с работой периферических систем передачи сигналов, подобных оси ГГН. С учетом имеющихся данных как местную, так и системную гормональную терапию придется оптимизировать и модифицировать, чтобы выяснить, как такое лечение влияет на локальный синтез и высвобождение гормонов роста и иммуномодулирующих гормонов[189].

Поседение

Выпадение и поседение волос – это общие для млекопитающих признаки старения[190]. Напомним, что цвет волос определяется количеством меланина, которое постепенно уменьшается с возрастом[191]. Поседение происходит по правилу 50-50-50: у 50 % людей к 50 годам наблюдается 50 % седых волос[192]. Появление непигментированных волос связано с полной потерей меланина в волосяной луковице. Меланоциты волосяных луковиц кожи головы наиболее активны в молодости, когда фолликулярная единица насчитывает всего несколько циклов роста волос, а также когда они наиболее чувствительны к гормональному стимулу после полового созревания, но с возрастом их активность значительно падает.

Средняя продолжительность цикла роста волос на голове человека составляет около 3,5 лет. Отдельный волосяной фолликул кожи головы проходит примерно 10–15 циклов роста волос, поэтому средняя продолжительность жизни без седины составляет около 35–40 лет[193][194][195]. Начало и прогрессирование поседения волос тесно коррелирует с хронологическим старением и в разной степени встречается у всех людей, независимо от пола или расы[196]. Однако возраст дебюта поседения определяется генетически и передается по наследству.

Средний возраст начала поседения также зависит от расы, например, для европеоидов и монголоидов нормально начать седеть в возрасте около 30 лет, а для негроидов – около 40 лет. Поседение волос считается преждевременным, если оно происходит в возрасте до 20 лет у европеоидов, до 25 лет – у монголоидов и до 30 лет – у негроидов[197][198].

Что касается пола, то частота и возраст начала поседения волос, по-видимому, одинаковы как для мужчин, так и для женщин, хотя есть различия в характере изменения цвета. У мужчин поседение начинается с височной области, а у женщин – с лобной[199]. Седина с висков или области лба распространяется на макушку, а затем и на остальную часть кожи головы, в последнюю очередь поражая затылочный бугор. Позже начинают седеть борода (у мужчин) и волосы на теле. Иногда случается внезапное поседение «за ночь», вызванное преимущественной потерей пигментированных волос при иммуноопосредованном заболевании, чего никогда не происходит при истинном поседении[200][201].

Каждый из первых 10–15 циклов роста волоса связан с реконструкцией пигментной единицы волосяного фолликула. В дальнейшем появляются седые и белые волосы, что свидетельствует о возрастном генетически регулируемом истощении пигментного потенциала каждого отдельного волосяного фолликула[202].

Факторы окружающей среды также имеют огромное влияние на структуру и состояние волос и, соответственно, на их поседение[203]. Курение увеличивает скорость старения волос, приводит к раннему началу алопеции и поседению. Механизм его влияния на свойства волос и старение изучен недостаточно, но есть предположение, что он связан с повышением окислительного стресса – одной из признанных причин облысения и поседения[204][205][206][207].

Воздействие ультрафиолета приводит к тусклому и бледному цвету волос, изменению текстуры поверхности волос и их сухости[208][209][210]. Все начинается с поглощения UVB- и UVA-излучения аминокислотами волос и высвобождения свободных радикалов, вызывающих повреждение их структуры. Свободные радикалы в норме поглощаются меланином, но если их становится слишком много, то выработка меланина в волосяном фолликуле снижается, а скорость расщепления растет. Это и ведет к снижению пигментации. Когда пигмента становится меньше, то защита от ультрафиолета ослабляется, что приводит к еще большему окислительному повреждению. Образуется порочный круг[211][212][213].

Поскольку цвет волос социально важен, разработано множество стратегий, позволяющих скрыть, предотвратить или обратить вспять поседение. Однако до настоящего времени нет никаких научных доказательств того, что какие-либо добавки, травы, продукты или диеты могут замедлить поседение, остановить его или обратить вспять[214].

Биологическое значение пигментации

Меланогенез приводит к выработке пигментов меланина в меланоцитах и последующего его переноса в эпителиальные клетки. Меланин из эпидермальных меланоцитов защищает кожу человека от вредного ультрафиолетового излучения, поэтому его функция очевидна. Биологическая же ценность пигментации волос менее ясна.

У млекопитающих волосы выполняют несколько важных функций: они овечают за теплоизоляцию, камуфляж (изменение цвета шерсти в зависимости от сезона), социальное и сексуальное общение (зрительные стимулы, рассеивание запаха) и сенсорное восприятие (например, усы). У человека из-за относительной наготы основное внимание сосредоточено на волосах кожи головы: они могут быть очень густыми, длинными и очень пигментированными – это уникальное свойство волос приматов.

Отсутствие волос на коже головы человека может привести к серьезной психологической травме, например, в случаях алопеции, вызванной химиотерапией, очаговой алопеции и андрогенной алопеции. Важность волос и особенно их цвета в настоящее время еще более усиливается, поскольку увеличение продолжительности жизни вызывает желание продлить молодость.

Почему же люди развили такой роскошный рост пигментированных волос на коже головы? Одна из версий заключаестя в том, что нашему мозгу необходимо сохраняться в прохладе. Голова как наиболее открытая часть тела уязвима для теплового повреждения, а волосы на коже головы действуют как охлаждающее устройство и способствуют большему потоотделению, поэтому пигментированная волосатая часть кожи головы – это усовершенствованный механизм охлаждения.

Интересным феноменом из демографической истории человечества является поразительное разнообразие цветов волос у северных европейцев. Методами молекулярной генетики выявлена взаимосвязь между фенотипами пигментации кожи и волос и полиморфизмом гена рецептора MC1. Рецептор меланокортина MC1 расположен на мембране меланоцитов кожи и волос и известен своей ключевой ролью в регуляции пигментации человека. В настоящее время считается, что давление естественного отбора делало необходимым наличие темных волос и кожи в тропиках, в то время как при миграции на север такое ограничение на цвет было снято, в результате чего появились мутации этого гена и потеря его функции. Так, большинство северных европейцев с рыжими волосами – это гомозиготы или сложные гетерозиготы по нескольким мутациям рецептора MC1[215][216].

Различия в меланоцитах пигментированных и седых волос

Фолликулы с частично седыми волосами содержат пониженное количество дифференцированных, то есть меланогенно активных бульбарных меланоцитов. Кроме того, их меланосомы слабо меланизированы. Некоторые меланоциты подвергаются апоптозу (запрограммированной гибели клетки), а оставшиеся имеют пониженную дендритность.

В седых фолликулах меланин перестает переноситься на стержень волоса, что обычно сопровождается исчезновением всех бульбарных меланоцитов. Но даже такие фолликулы кожи головы могут по-прежнему содержать несколько изолированных меланоцитов волосяной луковицы. Некоторые из них участвуют в остаточном меланогенезе, несмотря на отсутствие как дендритной морфологии, так и способности к переносу меланина на стержень волоса.

Амеланотические меланоциты, присутствующие в выпуклости, наружном корневом влагалище и проксимальном матриксе, с течением времени постепенно исчезают. То же самое происходит и с СК меланоцитов (МСК) в выпуклости волосяного фолликула кожи головы. Таким образом, субпопуляции меланоцитов в волосяном фолликуле во время старения теряются в разной последовательности: сначала исчезают меланогенные меланоциты в луковице, а затем – амеланотические меланоциты и предполагаемые СК в области выпуклости[217].

Рисунок 14. Клеточный состав волосяного фолликула человека (HF) изменяется во время поседения. Различия между меланоцитами белых, серых и пигментированных волосяных фолликулов кожи головы человека: в анагене в пигментированных фолликулах волосяная луковица богата меланоцитами, продуцирующими пигмент, и также содержит меланоциты в периферическом эпителии. Во время поседения пигментированные меланоциты из луковицы исчезают, хотя рядом с выпуклостью иногда наблюдается некоторая эктопическая пигментация. В полностью седом волосе амеланотические меланоциты и стволовые клетки меланоцитов (МСК) полностью исчезают[218].

Морфология меланоцитов седого волоса

В оставшихся меланоцитах седых волос содержатся меньшие по размеру меланосомы, содержащие меньше таких органелл, как аппарат Гольджи. Интересно отметить, что оставшиеся меланосомы могут быть упакованы в аутофаголизосомы. Перемещение меланосом из общего цитоплазматического компартмента в аутофаголизосомы дает основание предположить, что они дефектны и, возможно, содержат химически активные метаболиты меланина. Аутофаголизосомальная деградация меланосом внутри меланоцитов обычно сопровождается дегенерацией самого меланоцита. Поврежденные меланосомы могут высвобождать АФК в цитоплазму меланоцитов и вызывать дополнительную гибель клеток[219][220]. Повышенная вакуолизация в меланоцитах в седеющих и белых волосяных луковицах – это обычный клеточный ответ на повышенный окислительный стресс.

Потеря активных меланоцитов из волосяной луковицы седеющих и белых волосяных фолликулов также может быть связана с параллельным увеличением количества дендритных клеток (включая клетки Лангерганса) в этой области анагенного волосяного фолликула. Перемещение клеток Лангерганса из верхнего волосяного фолликула в нижний – это, по-видимому, ответ на дегенеративные изменения популяции меланоцитов волосяного фолликула[221][222].

Взаимодействие меланоцитов и кератиноцитов

В эпидермальном слое кожи один меланоцит связан с 36 жизнеспособными кератиноцитами. Такие тесные и взаимные отношения похожи на отношения между нейроном и глиальной клеткой: точно так же меланоциты волосяного фолликула могут влиять и на своих соседей – кератиноциты[223]. Учитывая очень тесное взаимодействие меланоцитов, переносящих меланин, с прекортикальными кератиноцитами, формирующими стержень волоса, вполне вероятно, что эта связь влияет на их функции.

1. Перенос меланина в кератиноциты снижает пролиферативный потенциал последних и стимулирует их терминальную дифференцировку (возможно, за счет изменения уровней межклеточного кальция в этих клетках).

2. Способность меланинов обеспечивать буфер для кальция (связывать кальций и высвобождать его при определенных условиях), вероятно, важна для обеспечения функций содержащих их клеток, учитывая критическую роль кальция в передаче сигналов во время меланогенеза, в переносе меланосом и в дифференцировке эпителиальных клеток[224][225].

3. В свою очередь, кортикальные кератиноциты контролируют образование меланина, регулируя скорость переноса меланосом в соответствии со своими потребностями. Таким образом регулируется скорость образования меланина. Он помогает защитить кератиноциты от АФК, образующихся в результате очень высокого метаболизма во время пролиферации и дифференцировки клеток.

4. Стареющие волосяные фолликулы способны перепрограммировать кератиноциты матрикса для повышения производства медуллярных (а не кортикальных) кератиноцитов.

Эволюционная основа повышенного образования мозгового вещества и его последующего разрушения в старческих седых волосах – необходимость регулирования температуры тела у многих животных. Таким образом компенсируется потеря способности меланизированных темных волос поглощать солнечный свет и, следовательно, удерживать тепло, ведь серые и белые волосы отражают большую часть падающего излучения[226].

Возрастные изменения прекортикальных кератиноцитов ставят под угрозу процесс переноса меланосом из бульбарных меланоцитов в кортикальные кератиноциты[227]. При нарушении процесса переноса меланосом кератиноциты не могут получать гранулы меланина от поврежденных меланоцитов, несмотря на их близкое расположение и достаточное количество меланосом. Это подтверждается присутствием значительных остатков меланина в седеющей луковице волоса[228]. Нарушение взаимодействия меланоцитов и кератиноцитов возникает либо из-за дефективного переноса меланосом в кортикальные кератиноциты, либо из-за того, что меланин не удерживается в клетках в результате дегенерации меланоцитов[229]. И поседение вполне может быть результатом недостаточной миграции меланоцитов из резервуара (стволовой ниши) к волосяной луковице[230].

Меланоциты как модельная система старения

Преждевременное поседение является индикатором возрастных заболеваний, например, ишемической болезни сердца или остеопороза. Седеющий волосяной фолликул – это уникальная модельная система для изучения эффектов окислительного стресса и старения, а также для проверки способности антиоксидантов и других средств против старения замедлять или даже останавливать этот процесс. Например, защиту от апоптоза, вызванного окислительным стрессом, через стимуляцию эндогенной окислительно-восстановительной способности или лечение экзогенными антиоксидантами можно протестировать на культуре волосяных фолликулов. Кроме того, на этом модельном органе легко оценить активацию фолликулярных меланоцитов для дифференцировки и поддержания жизнедеятельности пула СК. В клинических исследованиях удобно отслеживать судьбу меланоцитов волосяного фолликула, используя их состояние в качестве маркера окислительного стресса или повреждения тканей, а также для оценки эффективности антивозрастных терапевтических средств[231].

Что такое поседение?

Существует множество теорий о причинах поседения волос, однако на сегодняшний день все исследования подтверждают, что потеря пигмента в седеющих волосяных фолликулах происходит из-за заметного уменьшения количества активных меланоцитов в волосяной луковице. Оно приводит к снижению количества меланина, который передается кератиноцитам, и, следовательно, к снижению пигментации стержня волоса[232]. Само по себе оно является результатом множества процессов, включая собственно гибель меланоцитов, их миграцию и нарушение дифференцировки, истощение пула или гибель МСК.

В начале жизни волоса каждый новый цикл роста связан с полным обновлением и воссозданием фолликулярной пигментной единицы, однако после примерно десятого цикла в каждом последующем цикле активный меланогенез снижается. Это приводит к увеличению количества стержней волос со сниженным содержанием пигмента (седые волосы) или с полным его отсутствием (белые волосы)[233][234]. Волосы воспринимаются седыми из-за смешения пигментированных и белых волос. Непигментированные волосы выходят из поверхности эпидермиса уже в виде белых волосяных волокон. Однако поседение может поражать и отдельные волосяные фолликулы во время одной фазы роста анагена, так что вдоль одного и того же стержня волоса происходит постепенная потеря пигмента. Это приводит к разбавлению пигмента[235]. Такое случается из-за снижения тирозиназной активности меланоцитов, нарушения их взаимодействия с кортикальными кератиноцитами и миграции[236][237].

В процессе меланогенеза задействованы как минимум три фермента: тирозиназа, DOPA-оксидаза и DOPA-таутомераза. В седых волосах снижается активность тирозиназы, из-за чего уменьшается количество гранул меланина[238][239]. Активность DOPA-оксидазы в луковицах седых волос низкая, и меланоциты в них все еще обладают меланогенным потенциалом. В луковицах полностью белых волос эти ферменты не работают[240][241].

Истощение меланогенного потенциала волосяных меланоцитов происходит постепенно. С возрастом DOPA-положительные меланоциты исчезают, в том числе из эпидермиса, невусов и пигментированных частей глаза. Потеря цвета волос происходит намного быстрее, чем цвета кожи. Это свидетельствует о различии в возрастных часах меланогенеза в меланоцитах эпидермиса и волосяной луковицы[242][243], однако пока неясно, почему меланоциты волосяных фолликулов и их предшественники стареют быстрее, чем их эпидермальные аналоги[244][245].

Гипотезы причин поседения волос

Выделяют три основных теории причин поседения.

Рисунок 15. Три теории причин поседения.

1. Теория активного роста волос Ли – теория окислительного или генотоксического стресса, связанного с активным ростом волос. Стресс в конечном итоге ведет к истощению МСК в волосяных фолликулах.

2. Теория Фишера и Нишимуры – теория нарушения самоподдержания МСК в стволовой нише. Волосы приобретают свой цвет благодаря меланоцитам, которые специализируются на производстве пигмента меланина и передаче его ближайшим кератиноцитам. Каждый волосяной фолликул содержит пул СК, обеспечивающих способность регенерировать и производить волосы на протяжении всей жизни. Снижение активности СК является физиологическим следствием старения. Истощение СК волосяного фолликула у человека приводит к истончению и выпадению волос, чему предшествует потеря пигментации и появление седых волос. Пул зрелых меланоцитов, которые производят меланин во время роста волос, истощается в конце каждого цикла. Когда СК уже не могут производить новое потомство меланоцитов в начале следующей фазы роста, новый волос больше не пигментируется. МСК в волосяных фолликулах более уязвимы, чем их аналоги в эпителии, поэтому теряют способность к самовосстановлению намного раньше[246].

3. Теория истощения пула СК Тобина и Пауса – теория истощения меланоцитов волосяного фолликула из-за нарушения регуляции антиоксидантных механизмов и экспрессии антиапоптотических факторов. Накопление АФК вызывают окислительный стресс как в меланоцитах, так и в эпителии волосяной луковицы, состоящей из кератиноцитов. Воспаление, ультрафиолет, курение, психоэмоциональный стресс, некоторые химические вещества и генетические дефекты также могут вызвать окислительный стресс и, как следствие, поседение[247][248][249][250]. Поскольку известно, что митохондрии являются основной мишенью окислительных стрессоров, снижающих выработку энергии, для объяснения поседения волос также рассматривается митохондриальная теория старения[251][252]. Недавно опубликована статья, где методами протеомики было показано, что в седеющих волосах значительно увеличивается экспрессия генов, связанных с работой митохондрий, противодействием окислительному стрессу и синтезом белков[253]. Одновременно с этим в них снижается производство белков, которые участвуют в формировании меланосом и их переносе из меланоцитов в кератиноциты.

Возможно, в развитии поседения задействованы также и генетические факторы. Показано, что в стареющих волосах меняется уровень гетероплазмии по точечным мутациям и «частота делеции» 4977-bp. Этот фактор даже используется криминалистами для приблизительного определения возраста человека[254]. Вероятно, ни одна из теорий не верна абсолютно и полностью, но совокупность всех перечисленных факторов и приводит к седине.

Теория активного роста

Волосы из непигментированных волосяных фолликулов растут in vivo и in vitro быстрее, чем из пигментированных[255]. Гранулы меланина, переданные кератиноцитам, действуют как регуляторы, контролирующие уровень дифференцировки и даже метаболический статус клеток[256]. Другой важной биологической функцией меланина является связывание ионов токсичных металлов (например, железа и меди). Это нейтрализует их пагубное влияние и, вероятно, усиливает антиоксидантную защиту кератиноцитов, принимающих меланосомы[257]. Таким образом, перенос меланина защищает кортикальные кератиноциты от АФК, возникновение которых связано с высоким метаболизмом в пролиферирующих и дифференцирующихся клетках[258].

Увеличение скорости роста непигментированных волосяных фолликулов, возможно, связано с более низким уровнем окислительного стресса и более низким содержанием кальция в клетках, который обычно передается кератиноцитам с меланосомами, поскольку это приводит к ранней терминальной дифференцировке пигментированных волосяных фолликулов[259].

Поразительно, что исследования скорости роста волос на коже головы у молодых женщин и женщин в период менопаузы показали, что скорость роста непигментированных волос у женщин в менопаузе выше, чем пигментированных. Однако при этом непигментированные волосы у женщин в менопаузе росли с той же скоростью, что и пигментированные волосы более молодых женщин. Получается, что темп роста волос на коже головы у женщин замедляется в результате постменопаузальных изменений[260].

Теория истощения пула СК

Существует популярная гипотеза о том, что за начало поседения человека ответственна неспособность СК выпуклости пополнять пигментную единицу волосяного фолликула между циклами роста волос[261][262][263]. Во взрослых тканях СК замещают клетки, потерянные в результате повреждения или нормальной биологической активности. Старение можно рассматривать как неспособность организма поддерживать гомеостаз тканей, что приводит к снижению их функции и замедленной реакции на повреждение[264]. Первоначально рассматриваемые как долгожданный источник молодости, СК в стареющих тканях не оказывают бесконечный эффект, и функционирование тканей неизбежно ухудшается[265][266][267][268][269][270][271][272].

Известно, что МСК в области выпуклости волосяных фолликулов отвечают за пигментацию волос, а их дефекты вызывают поседение волос[273][274]. Каждый волосяной фолликул изначально загружен собственным пулом МСК с ограниченной способностью к самообновлению и унипотентностью, соответствующей критериям клеток-предшественниц. У взрослых он циклически пролиферирует параллельно циклу роста волос с образованием зрелых, продуцирующих меланин меланоцитов, но постепенно резерв клеток истощается[275]. Считается, что причиной уменьшения с возрастом количества меланоцитов является снижение активности СК[276][277]. С возрастом МСК теряют способность к самоподдержанию и пролиферации для замены старых меланоцитов на новые[278][279]. Таким образом, отсутствие меланоцитов, синтезирующих меланин, и ведет к поседению[280][281].

Существует также гипотеза о роли стресса в развитии поседения. При стрессе происходит активация симпатической нервной системы, обеспечивающей знаменитую реакцию «бей или беги». Но помимо эволюционно важных эффектов, таких как расширение бронхов и учащение сердечных сокращений, этот отдел вегетативной нервной системы оказывает и неожиданное, на первый взгляд, влияние на волосы. Симпатические нервные окончания обильно ветвятся в дерме и подходят к каждому волосяному фолликулу. Высвобождение из них норадреналина активирует фолликулы. При постоянном перевозбуждении симпатической нервной системы МСК претерпевают избыточную стимуляцию: они начинают ускоренно делиться и в итоге исчерпывают свой потенциал. В следующем цикле роста волос не образуется новых меланоцитов, и волос становится седым[282].

Поседение волос кожи головы человека начинается в меланоцитах пигментной единицы в течение фазы анагена. Предполагается, что изначально поседение является результатом дисфункции пигментной единицы в матриксе волос в анагене. То есть поседение начинается далеко от выпуклости и не зависит от активности МСК, но это не исключает одновременного накопления повреждений СК в выпуклости. Более того, как только в волосяном фолликуле истощаются пулы МСК, это приводит к неспособности пигментной единицы генерировать меланин после окончания ее работы во время катагена. Следовательно, повреждения СК, приводящие к их исчезновению в волосяном фолликуле в процессе старения, играют решающую роль в длительном и необратимом поседении.

Согласно проведенному на мышах исследованию, потеря СК вызвана не апоптозом, а, скорее, результатом их необратимой дифференцировки в пигментированные дендритные меланоциты. Доказательства дифференцировки внутри МСК зарегистрированы и в волосах людей среднего возраста, но не замечены в старых и полностью седых волосяных фолликулах, поэтому изучение молекулярного механизма сохранения «стволового» фенотипа стволости и покоя МСК очень важно для понимания всего процесса поседения[283][284][285]. Постараемся разобраться в этом подробнее.

Рисунок 16. Истощение МСК способствует поседению стержня волоса у мышей. (A) Во время телогена МСК в нише выпуклости мигрируют к вторичному волосяному зародышу для пополнения пигментной единицы волосяного фолликула. (B) МСК поддерживаются в состоянии покоя между эпизодами восполнения. Трансформирующий фактор роста бета (TGF-β) – важный сигнальный фактор, испускаемый окружающими эпителиальными СК волосяного фолликула для обеспечения покоя. (C) Неспособность поддерживать покой МСК из-за старения, генотоксического стресса и адренергической активности приводит к дифференцировке МСК в нише. Дифференцированные меланоциты больше не могут включаться в волосяной фолликул, и поседение становится постоянным. Col17a1 – цепь коллагена альфа-1 (XVII); СНС – симпатическая нервная система[286].

Гены самоподдержания МСК

Самоподдержание МСК требует присутствия следующих факторов.

• BCL-2

МСК обычно поддерживаются в состоянии покоя и активируются только в раннем анагене. BCL-2 необходим для выживания МСК на стадии возвращения в состояние покоя[287][288][289][290].

Примечание. BCL-2, антиапоптотический белок, экспрессируется в митохондриях, эндоплазматическом ретикулуме и ядерных мембранах – во всех местах, где генерируются АФК. BCL-2 предотвращает окислительное повреждение клеточных компонентов, включая липидные мембраны. BCL-2 увеличивает и выживаемость клеток, вмешиваясь в их запрограммированную гибель.

Низкая экспрессия BCL-2 в меланоцитах волосяной луковицы делает их восприимчивыми к апоптозу и нарушает их самоподдержание, что приводит к поседению волос[291][292][293][294][295]. Мыши с дефицитом BCL-2 седеют преждевременно, поскольку после первой фазы анагена все МСК из ниши теряются[296][297][298].

Однако возможность использования BCL-2 в геропротекции волос вызывает сомнения из-за опасности онкогенного действия этого белка. Этот белок блокирует апоптоз и тем самым может способствовать развитию рака, поэтому в любом случае придется соблюдать баланс. Действительно, системная блокировка BCL-2 специфически истощает стволовые клетки надбазальных волосяных фолликулов. Затем теряются супрабазальные фолликулы и нарушается цикл регенерации волосяного фолликула. Это приводит не только к седине, но и к облысению[299].

Но если вызвать избыточную экспрессию BCL-2, то возникнут онкологические заболевания кожи (об этом написано в главе об онкологических заболеваниях).

• TGF-β и Col17A1

Данные, полученные на мышах, показывают, что эпителиальные СК волосяного фолликула поддерживают соседние СК в незрелом состоянии и покое благодаря сигналам трансформирующего фактора роста бета (TGF-β), который зависит от экспрессии коллагена альфа Col17A1 (производного СК)[300][301]. Экспрессия COL17A1 блокирует преждевременную дифференцировку СК и восстанавливает передачу сигналов от TGF-β. Таким образом, при дефиците Col17A1 наблюдается излишняя дифференцировка и истощение пула МСК в волосяном фолликуле. Нокаут Col17a1 или TGF-β у мышей вызывает их постепенное поседение[302]. Генотоксические же повреждения приводят к протеолизу Col17a1 и повышенной дифференцировке МСК[303][304].

Примечания: TGF-β – многофункциональный цитокин, играющий важную роль в индукции апоптоза, остановке клеточного роста и других физиологических и патологических реакциях. Эффекты TGF-β на МСК – индукция покоя и поддержание незрелости. Стадии покоя СК предшествует активация передачи сигналов TGF-β, подавление экспрессии меланогенных генов и резкие морфологические изменения формы клеток от дендритной до овальной[305][306][307][308].

COL17A1 – трансмембранный белок, который нужен, чтобы поддерживать связь между внутриклеточными и внеклеточными структурными элементами.

Отдельной функцией TGF-β является индукция апоптоза МСК при их переходе в состояние покоя, когда BCL-2 не функционирует. Таким образом, TGF-β может определять либо состояние покоя, либо апоптотическое состояние. Механизм TGF-β-индуцированной гибели МСК в определенных случаях способствует поседению волос у человека (например, в условиях недостаточной локальной экспрессии BCL-2 или факторов роста и выживания)[309][310].

• MITF

Одной из основных определяющих черт стволовых клеток является поддержание незрелого (недифференцированного) состояния. В меланоцитах процесс дифференцировки регулируется фактором транскрипции MITF[311][312][313]. MITF, главный транскрипционный регулятор развития меланоцитов, важен для поддержания жизнедеятельности МСК, так как он предотвращает их преждевременную дифференцировку в нише[314][315][316][317]. Мутации в гене белка MITF ускоряют дифференцировку МСК внутри ниши, тем самым вызывая их физиологическое старение и постепенное, но неотвратимое поседение[318][319][320][321].

Существует также теория поседения, связанная с работой MITF и иммунной системой. MITF регулирует не только синтез меланина и его транспорт, но и работу генов, отвечающих за выработку интерферонов, которые высвобождаются в клетке в ответ на появление вирусов. Еще в 1980-х годах ученые обнаружили, что мыши, зараженные вирусом мышиной лейкемии во внутриутробном возрасте, после рождения постепенно седеют[322]. Совсем недавно опубликованы данные, что если вырастить стерильных мышей без этого белка, то скорость поседения у них будет примерно такая же, как у обычных мышей. А вот если мыши без MITF сталкиваются с вирусом, то у них синтезируется слишком много интерферонов, что нарушает производство самих меланоцитов. Это и приводит к поседению. Это также показывали исследования, в которых мышам независимо вкалывали полицитидиловую кислоту, вещество, которая имитирует вирусную инфекцию и стимулирует синтез интерферонов. В результате мыши седели быстрее, чем обычные животные[323].

Сигналы покоя

СК остаются в покое до тех пор, пока не будет инициирована следующая волна регенерации волосяного фолликула. Новый цикл роста волос начинается, когда баланс активирующих (Wnt) и ингибирующих (BMP) сигналов из стволовой ниши и окружающей дермы смещается в сторону первых[324][325][326][327].

Прогрессирование поседения усугубляется тем, что с возрастом больше волосяных фолликулов дольше остаются в фазе покоя (телогена). Удлинение фазы покоя волосяных фолликулов во время старения[328] отражает снижение способности СК инициировать новый цикл волос. С возрастом периоды регенерации волосяного фолликула становятся более асинхронными, время его покоя удлиняется, а время роста волос укорачивается. Удивительно, но СК в стареющем волосяном фолликуле присутствуют в количестве, эквивалентном молодым волосяным фолликулам, поэтому изменения в активности цикла волос основаны не на уменьшении пула СК.

Сигнал к анагену у старых животных поступает с частотой и продолжительностью, которые аналогичны частоте и продолжительности этого сигнала у молодых. Это указывает на то, что задержка входа в анаген происходит не из-за отсутствия стимула, а, скорее, из-за нарушения способности СК волосяного фолликула эффективно его инициировать. Активность NFATc1 играет ключевую роль в задержке перехода к анагену стареющих СК. Неспособность должным образом подавлять активность NFATc1 во время активации СК задерживает переход стареющего фолликула в цикл роста волос. В совокупности эти изменения делают стареющие СК менее чувствительными к сигналу анагена[329][330].

Стволовая ниша при старении

Компартмент СК топографически отделен от матрикса волоса, где находится компартмент амплифицирующих и дифференцирующихся клеток. Разные судьбы компартмента СК и компартментов амплификации и дифференцирования объясняются поступлением специфических для ниши СК сигналов в области выпуклости[331][332].

У млекопитающих старение кожи сопровождается заметным замедлением роста волос и появлением залысин. Вероятно, во время старения СК волосяных фолликулов либо теряются, либо дифференцируются. В стареющих волосяных фолликулах были обнаружены транскрипционные изменения (особенно в генах внеклеточного матрикса), которые сопровождались глубокими структурными изменениями в стареющей нише СК[333][334][335][336][337][338][339][340].

• В СК старого волосяного фолликула также оказался повышенный уровень экспрессии гена Bdnf1, кодирующего нейротрофический и хемотаксический фактор нейронов. Это объясняет неправильное расположение сенсорных нейронов в промежутке от зоны над выпуклостью к самой выпуклости.

• Изменения в генах внеклеточного матрикса, включая нефронектин Npnt, имеют отношение к дезорганизации арректорной мышцы[341][342].

Что касается выпуклости, то у молодых мышей в конце каждого цикла роста волос появляется новая выпуклость, которая поддерживает контакт с дермальным сосочком и подпитывает следующий цикл роста волос. Волосяной фолликул молодых мышей может содержать до четырех выпуклостей. После отслаивания старого волоса безволосая выпуклость сливается с более молодыми, чтобы сохранить оставшиеся СК. В итоге у двухлетних мышей в волосяном фолликуле в основном остается одна единственная выпуклость[343][344].

Свободнорадикальная теория поседения

Волосяной фолликул человека очень чувствителен к окислительным, воспалительным, метаболическим и нейроэндокринным изменениям[345].

Окислительный стресс развивается из-за разбалансировки про- и антиоксидантных систем в клетках и тканях. Высокие уровни АФК играют существенную роль в старении и при различных патологических состояниях[346]. Повреждающее действие АФК индуцируется внутри клетки во время нормального метаболизма и извне в результате воздействия различных окислительных стрессоров окружающей среды.

Организм обладает эндогенными защитными механизмами. К ним относятся:

• антиоксидантные ферменты (супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза);

• антиоксидантные молекулы (витамин E, витамин C, глутатион, убихинон).

Существуют также внешние модуляторы АФК:

• перифолликулярные тучные клетки;

• субстанция P (в человеческих волосяных фолликулах субстанция P активирует дегрануляцию тучных клеток и индуцирует катаген, таким образом выключая меланогенез[347]).

С возрастом производство свободных радикалов увеличивается, а эффективность эндогенных защитных механизмов снижается. Это приводит к прогрессирующему повреждению клеточных структур и, предположительно, к фенотипу старения. Фенотип старения волос проявляется в снижении функции меланоцитов или поседении, а также в нарушении образования волос или облысении[348].

Источники свободных радикалов в меланоцитах

Одной из причин связанного с возрастом поседения волос является повреждение клеток, вызванное воздействием ультрафиолета и АФК. Седеющие волосяные фолликулы человека содержат меланоциты с накопленными эффектами окислительного стресса. АФК в меланоцитах вырабатываются по внешним причинам (к ним относятся химические и механические факторы окружающей среды) или в результате меланогенеза[349].

На некоторых стадиях производства меланина вырабатывается перекись водорода и другие свободные радикалы. Поскольку меланоциты производят меланин на протяжении всей жизни, они гораздо больше подвержены окислительному стрессу, чем, например, кератиноциты[350][351]. Действительно, «обычная» делеция митохондриальной ДНК (маркер окислительного стресса) встречается в седеющих волосяных фолликулах чаще, чем в соответствующих пигментированных фолликулах, а гибель меланоцитов из-за окислительного стресса в седеющих фолликулах увеличивается[352].

Высокая меланогенная активность в меланоцитах в течение десяти лет приводит к образованию большого количества АФК. Уровень меланогенеза фолликулов регулируется за счет антиоксидантной системы переноса электронов. Если АФК не удалить должным образом, они будут вызывать окислительный стресс как в самом меланоците, так и в высокопролиферативном эпителии волосяной луковицы в стадии анагена[353]. Окислительный стресс, вызванный УФ, психоэмоциональным или воспалительным стрессом, суммируется с внутренним окислительным стрессом, за счет чего подавляется антиоксидантная активность меланоцитов и ускоряется накопление терминальных повреждений в стареющих волосяных фолликулах[354][355].

Облучение человеческих волосяных фолликулов ex vivo УФ-B нарушало процесс удлинения стержня волоса и меланогенеза в фолликуле и индуцировало преждевременный катаген. Это происходило как за счет апоптоза, так и за счет некроза. Первыми необратимо повреждались меланоциты волосяной луковицы, в то время как кератиноциты активно и эффективно производили стержень волоса. Относительно эффективная защита последних от старения связана с более высокой активностью их антиоксидантных ферментов по сравнению с меланоцитами[356].

Механизмы борьбы клетки со свободными радикалами

С возрастом антиоксидантная система меланоцитов ослабевает. Поскольку в тканях, подверженных окислительному стрессу, мутации происходят с большей скоростью и с возрастом накапливаются, индукция репликативного старения и апоптоза является важным защитным механизмом от трансформации клеток[357]. Таким образом, переход меланогенных меланоцитов в постмитотическое дифференцированное состояние необходим, чтобы предотвратить опасную для их жизни трансформацию[358][359][360][361].

Внутри меланоцитов уровень АФК регулируется местной антиоксидантной системой, а именно:

• каталазой, сниженная активность которой приводит к повышенному накоплению перекиси водорода в фолликулярных меланоцитах и, следовательно, к их усиленному старению по сравнению с аналогичными кожными меланоцитами;

• метионинсульфоксидредуктазами A и B (MSRA/MSRB), сниженная активность которых наблюдается в сочетании с потерей восстановления метионинсульфоксида, что в конечном итоге приводит к потере цвета волос[362];

• BCL-2, сниженный уровень которого ведет к накоплению перекиси водорода в меланоцитах и их гибели[363];

• фактором NRF2, который обеспечивает защитный эффект в меланоцитах в ответ на УФ-облучение и окислительный стресс;

• белком АТМ (Ataxia-Telangiectasia mutated, «мутантный при атаксии-телеангиэктазии белок»). Это серин-треониновая киназа, которая активируется в ответ на разрывы двухцепочечной ДНК и координирует ее репарацию. ATM также запускает работу белков p53, γ-H2AX, CHK1 и CHK2, которые участвуют в апоптозе, регуляции клеточного цикла и репарации ДНК. Дефицит ATM вызывает раннюю дифференцировку меланобластов, что приводит к истощению ниши СК, и депигментацию фолликула в последующих циклах роста волос;

• VIPR – это рецептор вазоактивного интестинального пептида, который обнаруживается в выпуклости волосяного фолликула человека во время анагена. Он противодействует производству АФК путем ингибирования НАДФН-оксидазы и стимуляции SOD2;

• TRP-2 (связанный с тирозиназой протеин-2, чаще называемый допахромтаутомеразой или DCT), который преобразует меланогенный промежуточный DOPAхром в DHICA, поэтому влияет на активность эумеланина. Сверхэкспрессия TRP-2 в клетках меланомы снижает повреждение ДНК, вызванное АФК, повышает уровень глутатиона и снижает чувствительность к окислительному стрессу[364].

Эумеланин тоже эффективно поглощает АФК, однако его антиоксидантная активность ограничена самой меланосомой[365].

Появляются доказательства того, что меланоциты волосяного фолликула человека более восприимчивы к хронологическому старению по сравнению с меланоцитами эпидермиса. В серых фолликулах по сравнению с пигментированными подавлена экспрессия связанных с пигментацией генов TYR, DCT, TYRP1, рецептора меланокортина 1 (MC1R) и MITF, а также CAT (каталазы), GPX1 (глутатионпероксидазы 1), SOD (супероксиддисмутазы), MSRA/MSRB. Уровни содержания глутатион-s-трансфераз (GST), которые обеспечивают защиту от окислительного стресса, с возрастом снижаются на 78 %, а уровень глутатионредуктазы – на 88 %. Это свидетельствует о снижении способности клеток защищаться от пероксидов по мере старения фолликула[366]. Вероятно, нарушения в работе антиоксидантной системы меланоцитов волосяного фолликула человека играют решающую роль в инициации поседения.

Рисунок 17. Роль окислительного стресса в поседении волос. В области выпуклости седых волосяных фолликулов количество МСК человека уменьшается, и они подвергаются эктопической дифференцировке. В стержне волоса в миллимолярных концентрациях содержится перекись водорода. Там же происходит и окисление остатков метионина до сульфоксида метионина. В пигментированных волосяных фолликулах в прекортикальной зоне отображена область, содержащая большое количество АФК, которые играют решающую роль в дифференцировке кератиноцитов стержня волоса. В седых волосяных фолликулах увеличение количества АФК коррелирует со снижением количества меланоцитов, их гибелью и увеличением количества делеций митохондриальной ДНК. В седых фолликулах снижается количество каталазы и метионинсульфоксидредуктаз A и B (MSRA/MSRB). В них также скапливаются стареющие меланоциты, не удаленные в ходе апоптоза.

Перекисное окисление

H_2O_2 внутри волосяного фолликула человека способствует окислению метионинcульфоксида (Met-S=O), что приводит к ингибированию активности тирозиназы и, следовательно, меланогенеза в волосяном фолликуле. Из-за накопления чрезмерного количества H_2O_2 в сочетании с пониженной активностью каталазы нарушается ферментативный синтез меланина и снижается его защитная активность от окислительного повреждения в волосяном фолликуле. Все это образует порочный круг[367]. Многие белки и пептиды, в том числе каталаза (восстанавливающая H_2O_2), а также метионинсульфоксидредуктазы A и B (MSRA и MSRB, восстанавливающие свободный и связанный метионинсульфоксид (Met – S=O)), изменяются структурно и функционально из-за окисления, опосредованного H_2O_2[368]. Нарушенная репарация Met – S=O в седеющем волосяном фолликуле влияет на работу тирозиназы, в результате чего останавливается меланогенез[369].

Рисунок 18. В коричневом волосяном фолликуле H_2O_2 в низкой концентрации активирует транскрипцию многих белков, включая каталазу, тирозиназу, MSRA и MSRB. При высокой концентрации H_2O_2 происходит окисление остатков Met, Cys, Trp и Sec в белках, что приводит к изменению их третичных структур. В сером волосяном фолликуле каталаза имеет низкий уровень активности, что, в свою очередь, приводит к повышению уровня H_2O_2. Работа тирозиназы нарушается из-за окисления Met374 в ее активном центре. Полученный Met – S=O не восстанавливается, поскольку MSRA и MSRB также деактивируются H_2O_2. Все вместе эти изменения окислительно-восстановительного баланса H_2O_2 нарушают меланогенез в волосяном фолликуле человека[370].

Способы борьбы с перекисным окислением

Удивительно, что свободный L-метионин может предотвращать образование Met-S=O в белках, сохраняя их целостность и функциональность. В связи с этим интересно было бы сосредоточиться на восстановлении метионина с помощью MSRA и MSRB. Поскольку активный сайт MSRA имеет два важных остатка Met, было бы интересно, может ли L-метионин использоваться против поседения? Эта теория в настоящее время активно исследуется[371].

Разработка препаратов для лечения седины на основе каталазы находится в зачаточном состоянии, и необходимы дополнительные исследования, чтобы проверить или оспорить эту концепцию[372].

Также логично искать терапевтические мишени для замедления поседения на конечных этапах биохимического пути BCL-2. Повышенная антиоксидантная активность клеток, экспрессирующих BCL-2, – рациональный подход в терапии поседения[373].

Рисунок 19. Участие окислительного стресса в процессе поседения. Меланоциты в пигментированных волосяных фолликулах анагена у молодых и здоровых людей справляются с эндогенным окислительным стрессом, вызванным выработкой меланина. Однако у пожилых людей стрессоры вызывают изменения в пигмент-продуцирующих и антиоксидантных ферментах и кофакторах, и производство эндогенных антиоксидантов и восстанавливающих ферментов, а также факторов роста снижается. Это приводит к нарушению окислительно-восстановительной активности меланоцитов волосяного фолликула и последующему окислительному стрессу[374].

Преждевременное поседение

Поседение может быть естественным старческим или преждевременным. Старческое поседение обычно начинается после 40 лет и постепенно прогрессирует[375][376]. Преждевременное поседение начинается в возрасте до 25 лет и обычно бывает необратимым[377][378][379]. Время возникновения седины наследуется и контролируется генетически, но лежащие в его основе механизмы все еще недостаточно изучены[380][381].

Уменьшение количества меланогенно активных меланоцитов в луковице волосяных фолликулов с последующей потерей пигмента является центральным звеном в патогенезе поседения. Считается, что этому также способствуют нарушение переноса меланосом в кортикальные кератиноциты и недержание меланина из-за дегенерации меланоцитов[382]. Помимо старения, есть несколько других факторов, вызывающих преждевременное поседение, включая дефициты в питании и такие расстройства, как очаговая алопеция, витилиго или стресс[383][384].

Поседение и психологический стресс

Большинство теорий утверждают, что поседение, вызванное стрессом, чаще всего связано с работой гормонов[385].

Чтобы понять, как стресс влияет на пигментацию, ученые подвергали мышей стрессу во время фазы анагена, когда МСК и дифференцированные меланоциты располагались в разных компартментах: МСК находились рядом с выпуклостью, а дифференцированные меланоциты – в волосяной луковице. В качестве стрессоров использовались иммобилизация, хронический непредсказуемый стресс и боль. Они по-разному влияли на пигментацию волос, причем боль влияла сильнее всех.

После стресса во многих волосяных фолликулах МСК из выпуклости полностью исчезли, в то время как дифференцированные меланоциты в том же волосяном фолликуле остались нетронутыми: они продолжали вырабатывать пигмент, и шерсть животных оставалась черной. Однако после входа волосяных фолликулов в фазы катагена или телогена МСК из большинства из них исчезли, и при следующем раунде уже появилась седина. Даже несмотря на то, что некоторые волосы все же остались пигментированными, количество МСК в них также снизилось. Следовательно, поседение волос из-за стресса является результатом потери стволовых клеток, а не снижения выработки меланина[386][387].

Как происходит поседение из-за стресса?

Воздействие стрессоров на организм приводит к повышению уровня норадреналина в крови[388]. В отличие от контрольных животных, у мышей с нокаутом рецептора норадреналина при воздействии стрессора седина не возникла. Это говорит о том, что передача сигналов норадреналина, по-видимому, необходима для поседения, вызываемого стрессом[389]. При этом известно, что такое поседение не зависит от гормонов, полученных непосредственно из надпочечников[390][391].

Одним из альтернативных источников норадреналина является симпатическая нервная система (СНС). Известно, что на МСК действует норадреналин, высвобождаемый именно симпатическими нервными окончаниями. Под воздействием стресса СНС активируется, вызывая реакцию «бей или беги» за счет секреции норадреналина. В коже симпатические нервы оканчиваются рядом с выпуклостью, в которой расположены МСК. Известно, что участки кожи с большим количеством непигментированных волосков имеют более плотную симпатическую иннервацию[392][393][394].

Чтобы определить, действительно ли симпатические нервы активируются в результате стресса, ученые измерили уровень c-FOS (фактора ранней транскрипции, с помощью которого можно оценить активность нейронов). Устойчивая экспрессия c-FOS развивалась в течение одного часа после стресса, достигала пика примерно через 2–4 часа и уменьшалась через 24 часа. Из этого можно сделать вывод, что стресс ведет к активации симпатических нейронов. Чтобы проверить, влияет ли активация симпатических нервов на потерю МСК при стрессе, у экспериментальных животных были удалены симпатические нервы. За счет этого процесс поседения и потеря МСК блокировались. Напрашивается заключение, что повышенное количество норадреналина, секретируемого симпатическими нервными окончаниями, вызывает истощение пула МСК при стрессе[395].

Рисунок 20. Стволовые клетки меланоцитов и стресс. МСК расположены в выпуклости волосяного фолликула, который иннервируется симпатическими нейронами.

А. В нормальных условиях МСК мигрируют от выпуклости (красные стрелки) и дифференцируются в меланоциты во время анагена. Меланоциты синтезируют пигменты, которые придают цвет регенерированным волосам. Во время катагена и телогена они начинают умирать и мигрировать из ниши, однако остается много МСК для замены меланоцитов в следующей фазе анагена.

В. Стрессовые стимулы активируют симпатическую нервную систему, увеличивая высвобождение норадреналина в волосяных фолликулах. Норадреналин вызывает полное превращение МСК в меланоциты, которые впоследствии мигрируют из ниши. Волосяной фолликул лишен МСК, которые могли бы дифференцироваться, чтобы заменить эти меланоциты. Без каких-либо пигментных клеток, окрашивающих волосы в следующую фазу анагена, они становятся серыми или белыми[396].

Истощение МСК при излишней пролиферации

Связывание норадреналина с β2-адренорецептором приводит к быстрой пролиферации покоящихся МСК с их последующей дифференцировкой, миграцией и в конечном итоге к истощениям пула. Если подавить пролиферацию МСК, то воздействия стресса на пролиферацию, дифференцировку и миграцию МСК исчезают. Фармакологическое или генетическое подавление пролиферации МСК при стрессе помогает сохранить пигментацию волос[397][398][399][400].

Нахождение в состоянии покоя является ключевой особенностью многих соматических стволовых клеток. Чтобы проверить, влияет ли стресс на покой МСК, мыши, волосы которых вошли в фазу анагена, были подвергнуты стрессу. В результате количество пролиферирующих МСК резко возросло, при этом никаких изменений в уровне пролиферации в зрелых меланоцитах не наблюдалось. Таким образом, повышенный уровень норадреналина заставляет МСК переходить в быстрое и аномально пролиферативное состояние, сохраняя при этом зрелые меланоциты[401].

Нейтрализация действия СНС с помощью нейротоксина или блокировка высвобождения норадреналина симпатическими нейронами предотвращает поседение, вызванное стрессом. Обнаружено, что у мышей чрезмерная активация СНС вызывает поседение даже в отсутствие стресса[402][403].

Рисунок 21. Стресс вызывает истощение пула МСК за счет активации симпатических нервов. При стрессе активируются симпатические нервы, которые выделяют норадреналин в нише, где находятся МСК, за счет чего их пул истощается. Растущие волосы лишены цвета из-за того, что новые меланоциты не образуются[404].

Что касается человека, то пока неизвестно[405][406], содержит ли эпидермис человека отдельный пул МСК и подвержены ли они воздействию стресса с участием симпатических нервов. В отличие от мышей, у которых процесс поседения от психологического стресса на уровне отдельного волосяного фолликула необратим, поседение человеческого волоса (по крайней мере, при некоторых обстоятельствах) обратимо.

Вероятно, существует некое эволюционное преимущество, которое возникает у особи при поседении от стресса. Поскольку поседение чаще всего связано с возрастом, наличие седины может демонстрировать опыт, лидерство и доверие. Например, взрослые самцы серебристых горных горилл, у которых после достижения зрелости на спине появляются седые волосы, часто возглавляют группу. Возможно, животное, которое выдержало достаточно стресса, чтобы «заработать» седые волосы, занимает более высокое место в социальной иерархии[407].

Модели взаимосвязи пигментации и стресса

Научные данные свидетельствуют о том, что у людей рост и пигментация волос изменяются в ответ на стресс, однако эта взаимосвязь изучена все еще недостаточно[408].

Мартин Пикард и его коллеги недавно сообщили, что они разработали вычислительную модель, которая может связать изменения пигментации волос с жизненными событиями. Она состояла из трех компонентов.

1. Фактор старения, который постепенно накапливается в каждом волосяном фолликуле. Предположение о его наличии основывается на том факте, что биологическое старение более точно моделируется накоплением повреждений, а не снижением количества стволовых клеток или других резервов.

2. Биологический порог, по достижению которого волосы подвергаются депигментации, что характеризует переход между темным и белым состояниями в одном и том же волосяном фолликуле.

3. Стресс-фактор, который резко, но обратимо увеличивает фактор старения во время стрессового события.

Модель допускает различные скорости старения, а также вариативную чувствительность отдельных волос к стрессу. Кроме того, в модели учтены как общая динамика поседения волос на протяжении всей жизни, так и то, как фактор стресса (или его устранение) ускоряет поседение в волосах, фактор старения которых близок к пороговому значению[409]. Также берется во внимание тот факт, что возрастное поседение может быть обратимым и зависеть от жизненных событий. Модель позволяет составить карту стрессовых жизненных событий, вызывающих седину, что помогает лучше понять влияние стресса и других переживаний на биологию поседения человека.

Рисунок 22. Моделирование поседения человеческих волос. Обзор того, как волосы становятся седыми по мере старения.

Другая группа ученых разработала метод цифрового картирования рисунков пигмента волос по длине волокна. Поскольку суточная скорость роста волос уже известна, исследователи связали изменения пигментации с определенным временем. Это позволило использовать изменения пигментации, чтобы узнать о жизненных событиях, пережитых владельцем волос[410]. Преобразуя единицы длины волос во время, они количественно отобразили воспринимаемые уровни стресса в седеющих волосах[411].

В одном из экспериментов было изучено 14 человек с признаками повторной пигментации и с последующей потерей цвета в некоторых случаях. Изменения произошли в течение одного анагена, скорость поседения была быстрой – с потерей до 14 % цвета волос каждый день. Повторная пигментация происходила в два раза быстрее. Анализ показал, что все волосяные фолликулы претерпевали обратное поседение примерно в один и тот же период времени. Предположительно начало обратного развития совпадает со снижением воспринимаемого жизненного стресса. В исследовании оценивался уровень психосоциального стресса с помощью привязанной ко времени визуальной аналоговой шкалы (когда участники оценивают и связывают конкретные жизненные события с датами начала и окончания репигментации). Репигментация всех волос полностью совпала со снижением стресса и месячным периодом самого низкого его уровня за последний год.

В этой же работе ученые исследовали двухцветные волосы кожи головы 30-летней участницы азиатского происхождения с черными волосами. Анализ показал наличие белого сегмента примерно 2 см в длину. Есть предположение, что поседение совпадает с временным усилением жизненного стресса в течение соответствующего периода. Оценка уровня жизненного стресса этой участницы за последний год выявила конкретный двухмесячный период, связанный с объективным жизненным потрясением (супружеский конфликт и разлука, завершившиеся переездом). Участница оценила свой воспринимаемый стресс в этот период как самый высокий (9-10 баллов из 10 возможных) за последний год. Усиление стресса соответствовало по времени полному, но обратимому поседению волос. Учитывая низкую статистическую вероятность того, что эти события совпадали случайно, жизненный стресс, вероятно, предшествует поседению и обратной пигментации. Таким образом, выявлено, что повторная пигментация коррелирует с ощущением снижения стресса.

Один из возможных механизмов, объясняющих повторную пигментацию, включает активацию незрелых меланоцитов или меланобластов извне волосяного фолликула. Эти клетки затем мигрируют в волосяной фолликул и производят меланин, окрашивая волосы. Для исследования поседения в настоящее время активно используется подход картирования стресса. Он позволяет исследовать динамику изменения цвета волос в ассоциации с психосоциальными факторами[412].

Аутоиммунные заболевания и поседение

Преждевременное поседение волос связано с развитием различных аутоиммунных расстройств, таких как витилиго, пернициозная анемия, заболевания щитовидной железы и синдромы преждевременного старения (синдром Вернера)[413].

Витилиго – одно из заболеваний, при котором волосы начинают седеть в раннем возрасте. Меланоциты у пациентов с витилиго более чувствительны к окислительному стрессу, и воздействие АФК приводит к эктопической дифференцировке стволовых клеток и апоптозу дифференцированных меланоцитов[414]. При витилиго наблюдается локальное появление седых волос, называемое полиозом. Полиоз также наблюдается при пибальдизме, синдроме Ваарденбурга, синдроме Вульфа и туберозном склерозе. Преждевременное поседение также может появиться при прогерии и пангерии.

Роль атопического дерматита в патогенезе преждевременного поседения пока что не совсем ясна. Исследования показали, что частота ее возникновения у пациентов с преждевременным поседением значительно выше, из чего напрашивается вывод, что аутоиммунитет играет роль в патогенезе как преждевременного поседения, так и атопического дерматита[415].

Связь преждевременного поседения с другими заболеваниями

Преждевременное поседение возникает отдельно как аутосомно-доминантное состояние или в сочетании с различными синдромами преждевременного старения. Его необходимо отличать от генетических заболеваний гипомеланотических волос[416].

Вероятными причинами развития преждевременного поседения могут быть:

• нейрокожные расстройства, такие как синдромы Грищелли, Чедиака-Хигаси и Эльехальде, кросс-синдром, синдромы Ангельмана и Прадера-Вилли (могут инициировать появление седых волос в детстве);

• метаболические синдромы: фенилкетонурия, гистидинемия и гомоцистинурия[417].

Прочие взаимосвязи:

• потеря слуха. Пациенты с преждевременным поседением волос имеют нарушение слуха на расширенных высоких частотах. Таким образом, есть вероятность, что преждевременное поседение может быть важным фактором риска потери слуха[418];

• сердечно-сосудистые заболевания. Исследование сердца в Копенгагене выявило повышенный риск инфаркта миокарда у мужчин с седыми волосами. У женщин связь оказалась более слабой и статистически незначимой. Очевидной связи с продолжительностью жизни в той же популяции обнаружено не было[419][420].

Преждевременное поседение и дефициты

Клинический случай. 11-летний мальчик поступил с жалобой на медленное поседение волос на макушке черепа в течение года. Медицинский осмотр выявил на коже головы много седых волос, смешанных с волосами нормального цвета. У него не было ни семейного анамнеза преждевременного поседения, ни аутоиммунных заболеваний, а также очаговой алопеции, заболеваний щитовидной железы, злокачественной анемии или редких синдромов, проявляющихся преждевременным поседением волос. Лабораторные анализы выявили снижение уровня сывороточного ферритина и пониженный уровень гемоглобина. Был поставлен диагноз железодефицитной анемии (ЖДА). Два года назад ребенку сделали операцию по поводу стеноза привратника, что могло оказаться основной причиной ЖДА. Для лечения мальчику в течение пяти месяцев давали препараты железа. После терапии его волосы восстановили свой цвет. Кроме того, его уровни ферритина и гемоглобина были восстановлены до нормальных показателей[421].

Рассмотрим влияние других микроэлементов на преждевременное поседение.

• Средняя концентрация меди в сыворотке крови у пациентов с преждевременным поседением оказалась значительно ниже по сравнению с контрольной группой[422].

• В ходе исследования молодого индийского населения сообщалось о более низких уровнях ферритина, кальция и витамина D_3 в сыворотке крови у субъектов, предрасположенных к преждевременному поседению[423][424].

• Обнаружено, что уровни витамина B_12, фолиевой кислоты и биотина у преждевременно поседевших бывают значительно ниже. Так как витамин B_12 найден только в продуктах животного происхождения, его дефицит часто наблюдается у вегетарианцев. В литературе описаны случаи успешной терапии поседения с помощью витамина B_12[425].

При лечении преждевременного поседения используются различные витамины и минералы, такие как биотин, пантотенат кальция, цинк, медь и селен, но результаты пока не обнадеживающие. При этом все же известно о случаях успешной терапии двух девочек-подростков, получавших 200 мг пантотената кальция в день. Позднее метод был исследован на 39 пациентах и выяснилось, что высокие дозы этого препарата полезны при преждевременном поседении. Кроме того, в сочетании с терапией по удалению седых волос результат был особенно хорошим[426].

Семейный анамнез, ожирение и курение

Курение и ожирение признаны факторами риска преждевременного поседения, поскольку они оба связаны с окислительным стрессом. Кроме того, ожирение, по-видимому, оказывает влияние на меланогенез через эндокринную систему. Резистентность к лептину у людей с ожирением увеличивает количество антагонистов гормона, стимулирующих меланоциты. Это, в свою очередь, вызывает нарушения меланогенеза и, как следствие, возникновение седины[427][428].

Семейный фактор преждевременного поседения является одним из самых мощных, при этом отцовская наследственность важнее материнской. Этот фактор коррелирует не только с распространенностью преждевременного поседения, но и с его степенью[429][430].

Влияние генов на преждевременное поседение

В ходе анализа базы данных JenAge Aging Factor Database выявлено, что на преждевременное поседение в основном влияют гены, связанные с путем синтеза меланина и меланогенезом. Их влияние заключается в следующем.

• GJB1 в седых фолликулах по сравнению с черными подавляется, а этот ген, как известно, способствует переносу пигмента между меланоцитами и соседними кератиноцитами. Кроме того, GJB1 коэкспрессируется с SOX10, а SOX10 активирует GJB1 в меланоцитах, что вызывает или изменяет меланогенез[431]. SOX10, в свою очередь, управляет дифференцировкой меланоцитов[432].

• Также идентифицированы гены, которые обладают аналогичными функциями, например, MCHR1, TRPM1 и SLC45A2. Их экспрессия в седых волосах также снижена[433]:

• MCHR1 – рецептор меланин-концентрирующего гормона;

• TRPM1 регулирует пигментацию на уровне плазматической мембраны;

• SLC45A2 модулирует pH меланосомы для поддержания оптимальной активности TYR, необходимой для меланогенеза.

• В седых волосах подавляется экспрессия генов, связанных с меланогенезом, таких как TYR, TYRP1, PAX3 и проопиомеланокортина[434].

Рассмотрим основные причины такого повреждения. К ним относятся:

• нарушение регуляции микро-РНК. Тринадцать генов, кодирующих микро-РНК в фолликулах седых волос, обладают повышенной регуляцией. Это указывает на существенное увеличение численности соответствующих зрелых микро-РНК. Более того, у большинства генов, которые представляют собой мишени для этих микро-РНК, в седых волосяных фолликулах значительно снижается активность. Это согласуется с известным механизмом, согласно которому микро-РНК снижают экспрессию своих генов-мишеней[435][436];

• нарушение регуляции транскрипционных факторов (ТФ). Идентифицировано четыре гена со сниженной активностью в седых волосах, кодирующих ТФ: AEBP1 (AE-связывающий белок 1), RUNX3 (домен спиральной спирали, связанный с runt фактор транскрипции 3) и SOX10. Два из этих ТФ, а именно RUNX3 и SOX10, имеют потенциальные мишени среди других генов, активность которых в седых фолликулах также уменьшается. Это указывает на связь между подавлением ТФ и их потенциальными генами-мишенями в таких фолликулах. Среди этих генов также оказался TRPM1 (катионный канал с транзиторным рецепторным потенциалом, меластатиновое подсемейство M, член 1), который экспрессируется в меланоцитах и участвует в синтезе меланина;

• нейронные нарушения[437]. Относительно высокая фракция генов со сниженной активностью в седых волосах оказалась связана с нервной системой. Это, например, BHLHE41 (основной член семейства спираль-петля-спираль e41), PGDS (простагландин D2-синтаза) и центросомальный белок, которые, как полагают, участвуют в управлении циркадными ритмами. Дефекты в них связаны с фенотипом короткого сна. Известно, что нарушения передачи сигналов по нервам, включая нарушение способности спать, могут приводить к поседению волос[438].

Существует также теория, которая гласит, что преждевременное поседение происходит из-за ухудшения способности меланоцитов пигментировать волосы, поскольку снижена экспрессия нескольких ключевых генов, имеющих решающее значение для стабильности, перемещения и пролиферации меланоцитов[439].

Внезапное поседение

16 октября 1793 года волосы французской королевы Марии-Антуанетты полностью поседели в ночь перед обезглавливанием[440]. Феномен «мгновенного» поседения – это одно из «мифических» явлений, которые на протяжении многих лет сбивали с толку научное сообщество. Быстрое поседение волос сейчас называют синдромом Марии-Антуанетты. Предполагается, что чаще всего оно бывает вызвано стрессом[441].

Существует много историй об исторических личностях, чьи волосы внезапно поседели после того, как они пережили тяжелый эмоциональный стресс[442].

• В 83 г. н. э. еврейский ученый обнаружил у себя поседевшие волосы после того, как он был назначен профессором израильской академии. Его жена считала, что моложавая внешность ее мужа не соответствовала общепринятым ожиданиям: отсутствие у него седых волос было бы недостатком и повлияло бы на суждения о его компетентности, интеллекте и опыте. Ученый размышлял над этим, усиленно занимался всю ночь и проснулся с 18-ю прядями седых волос.

• Герцог Баварии Людовик II обнаружил, что его жена неверна ему, и убил ее. Воспоминания об убийстве напугали его, отчего его волосы стали седыми.

• Ученый эпохи Возрождения Гуарино из Вероны поседел после того, как узнал, что его тщательно собранные греческие рукописи потеряны в море на пути из Константинополя в Италию.

• Волосы английского мученика сэра Томаса Мора побелели за ночь в лондонском Тауэре перед казнью, когда его осудили за измену королю Генриху VIII.

• Испанского дворянина Жака Орсарио приговорили к смерти, и на следующее утро он стал беловолосым человеком.

• Более современные отчеты о таких случаях относятся к поседению волос у выживших после бомбардировок во время Второй мировой войны.

• В 1957 году американский дерматолог стал свидетелем того, как у 63-летнего мужчины волосы поседели через несколько недель после того, как он упал с лестницы. Пациент заметил выпадение волос, но без залысин, а через 17 месяцев у него появилось обширное витилиго[443][444].

Предполагается, что это поразительное явление – результат демаскирующего эффекта: у этих пациентов с очаговой алопецией болезнь поражала только пигментированные волосяные фолликулы и вызывала массивное выпадение темных волос при сохранении ранее существовавших седых и белых волос. В итоге седые волосы стали доминировать по количеству и таким образом вызвали ошибочное впечатление «внезапного побеления».

Это явление необходимо оценивать в рамках нейроэндокринологии и нейроиммунологии стрессовых реакций. Небольшая часть пациентов с очаговой алопецией может достоверно связать первую или особенно сильную ее атаку с предшествующим серьезным психоэмоциональным стрессом. Ключевой нейропептид, связанный со стрессом, субстанция P, вызывает коллапс иммунной привилегии человека в волосяном фолликуле и вызывает преждевременный катаген. Мыши с дефицитом рецептора субстанции P (NK1) оказываются защищенными от стресс-индуцированного нейрогенного воспаления и ингибирования роста волос. Индуцированное стрессом перифолликулярное нейрогенное воспаление заметно подавляет рост волос и вызывает преждевременный катаген и у здоровых мышей. Поскольку это явление частично зависит от субстанции P, антагонисты ее рецептора заслуживают изучения при вызванных стрессом или обостренных аутоиммунных заболеваниях.

Тем не менее «внезапное поседение» может быть результатом не только очаговой алопеции. Известна история женщины с очень длинными густыми волосами, которые внезапно поседели, по-видимому, вскоре после того, как ее супруг-еврей был арестован гестапо – нацистской тайной полицией. Это реальный случай внезапного обесцвечивания, которое не могло быть вызвано приступом очаговой алопеции: у женщины не было выпадения значительного количества волос. Данный случай показывает, что меланогенез волосяного фолликула внезапно отключился предположительно в ответ на серьезную психоэмоциональную травму. Это могло произойти в ответ на вызванное стрессом перифолликулярное нейрогенное воспаление или нейроэндокринные изменения в связи с системными реакциями на стресс и изменениями внутрикожной экспрессии «медиаторов стресса». Один из основных нейрогормонов человека, связанных со стрессом, пролактин, регулирует активность кератинов, включая кератины стержня волоса и кератины эпителиальных стволовых клеток волосяного фолликула. Эффект внезапного поседения мог быть вызван нейроэндокринным стрессовым медиатором, таким как пролактин или КРГ.

Важно заметить, что в последнее время КРГ, АКТГ, a-MSH, ß-эндорфин и, возможно, даже ПОМК и ТРГ идентифицируются как нейроэндокринные воспалительные агенты. Тем не менее те нейроэндокринные медиаторы, которые так сильно ингибируют пигментацию волосяного фолликула человека, специалистам еще предстоит идентифицировать. Изучение «внезапного побеления» поможет выявить эти ингибиторы пигментации.

Возможно, внезапное побеление в ответ на тяжелую психоэмоциональную травму бывает вызвано перифолликулярным нейрогенным воспалением из-за стресса, которое вызывает всплеск внутрифолликулярного образования АФК. Стержни волос седеющих волосяных фолликулов содержат огромное количество H_2O_2, которая обладает сильным отбеливающим действием на меланин и очень быстро проникает в ткани.

Каким же образом здоровый и полностью пигментированный волосяной фолликул защищает себя от АФК и H_2O_2, которые вырабатываются в больших количествах во время нормального меланогенеза и в ответ на эндогенные и экзогенные стрессоры? α-МСГ активирует Nrf2 – ключевой фактор транскрипции, который контролирует защитные системы от окислительного стресса как в меланоцитах человека, так и в кератиноцитах. Таким образом, происходит повышающая регуляция продукции α-МСГ через активацию внутрифолликулярного эквивалента оси гипоталамус-гипофиз-надпочечник (ГГН), а это один из механизмов, с помощью которого волосяной фолликул справляется с повышенными уровнями АФК при стрессовых реакциях.

Эффективность этой защиты объясняет, почему внезапное поседение, не связанное с очаговой алопецией, встречается так редко. Большинство людей могут довольно хорошо справляться со стрессом от H_2O_2, другими АФК и нейрогенным воспалением, потому что волосяной фолликул богат множеством защитных механизмов, к которым относятся:

• работа ферментов, улавливающих АФК;

• прямое поглощение АФК (в том числе за счет мелатонина и меланина);

• работа нейрогормонов, создающих противовоспалительную среду в волосяном фолликуле.

Возникновение легендарного «поседения в одночасье», таким образом, указывает на исключительно редкий случай полного краха всех ключевых защитных механизмов от окислительного стресса. Возможно, генетически закодированные или приобретенные межиндивидуальные различия в ключевых нейроэндокринологических детерминантах этих защитных механизмов могли бы объяснить относительную вероятность того, что такой коллапс произойдет. Например, люди с низким уровнем внутрифолликулярного мелатонина и производительностью α-МСГ подвергаются более высокому риску столкновения с этим явлением[445].

Альбинизм

Альбинизм – группа наследственных заболеваний, связанных с пониженным содержанием или отсутствием меланина в тканях, происходящих из эктодермы (таких как кожа, волосы и глаза). Фенотипически это выражается в характерном снижении их пигментации[446]. Наиболее распространенным и видимым типом альбинизма является глазно-кожный альбинизм (ОСА), вызванный ошибками в синтезе меланина и уменьшением его количества или полным его отсутствием в коже, волосах и глазах. Он часто связан с изменениями зрения (светобоязнь, снижение остроты зрения и нистагм)[447]. Снижение остроты зрения происходит из-за гипоплазии центральной ямки сетчатки и неправильной маршрутизации волокон зрительного нерва[448]. Кожные изменения более неоднородны и проявляются в зависимости от степени тяжести и подтипа ОСА[449].

Существует семь типов несиндромного альбинизма: от OCA1 до OCA7. Эти семь типов выделены на основе участия в их патогенезе следующих генов[450]:

• TYR (OCA1 и OCA2),

• TYRP1 (OCA3),

• SLC45A2 (OCA4),

• SLC24A5 (OCA6),

• LRMDA (OCA7).

При синдромных альбинизмах кожный и глазной пигменты отсутствуют, как и при ОСА. Их патогенез включает в себя нарушения работы генов, кодирующих белки с более широкой функцией. Мутации в них приводят к системным последствиям. Примером этого является инактивация генов, участвующих в лизосомальном синтезе. Некоторые патологические состояния проявляются в качестве альбинизма с врожденным нистагмом или генерализованной гипопигментацией. Пара синдромов имеет сходные с альбинизмом черты из-за делеций тех же генов, мутации которых вызывают ОСА типа 2: это синдромы Ангельмана и Прадера-Вилли[451].

Данные о распространенности заболеваний представлены в статьях по ссылкам[452][453][454][455]. Данные о влиянии генов на развитие болезней – в статьях по ссылкам[456][457].

ОСА1

ОСА1 типа А

Фенотип: характеризуется полным отсутствием меланина. У больных белая кожа и белые волосы. Радужка светлая, розовая или красная. Имеется нистагм, фовеальная гипоплазия (гипоплазия центральной ямки сетчатки), трансиллюминация радужной оболочки и светобоязнь.

ОСА1 типа В

Фенотип: при ОСА1 типа B (также известном как «желтый ОСА») сохранена некоторая остаточная функция гена TYR. Внешность больных изначально идентична внешности типа А, но к трем годам появляется некоторая меланизация кожи от кремового до коричневого со светлыми невусами и веснушками и волосами от желтого до светло-коричневого цвета. Радужки бывают голубыми, зелеными, ореховыми или светло-коричневыми.

Распространенность форм ОСА1А и ОСА1B: один из 40 000 в мире, это одна из наиболее распространенных форм в Америке и Китае (70 % случаев). Очень редко встречается среди афроамериканцев, при этом это самый распространенный тип среди европеоидной расы.

Влияние генов: аутосомно-рецессивное наследование. Продукт гена TYR – тирозиназа – обычно гидроксилирует L-тирозин до L-DOPA и окисляет L-DOPA до DOPA-хинона. Это служит ограничителем скорости в синтезе меланина. Утрата его функции приводит к неспособности организма синтезировать меланин.

ОСА2

Фенотип: больные с OCA2 имеют кремово-белый или смуглый цвет кожи, часто с невусами и веснушками. Волосы, брови и ресницы желтые, светлые или светло-коричневые. Радужки бывают голубыми, ореховыми, коричневыми или серыми. Также встречаются коричневый и красный фенотип OCA2. В первом случае больные выглядят нормально, с коричневой кожей, волосами и глазами, но бывают относительно гипопигментированы по сравнению с остальными членами семьи. Красный вариант встречается с сопутствующей мутацией гена MC1R. У больных светлые глаза и проблемы со зрением, волосы обычно рыжие.

Распространенность форм: OCA2 – самая распространенная форма альбинизма во всем мире (1:39 000). Афроамериканцы (1:10 000), американцы в целом (1:36 000), европейцы (1: 30 000), жители стран Африки к югу от Сахары (1: 3 900).

Влияние генов: аутосомно-рецессивный. Продукт мутантного гена, ответственного за развитие OCA2, представляет собой трансмембранный белок P меланосомы.

ОСА3

Фенотип: OCA3 встречается в основном у темнокожих людей. Для него характерны красновато-коричневая (медная) кожа, красные или красновато-желтые (рыжие) волосы, ореховый или светло-коричневый цвет радужной оболочки. Иногда имеются неопределяемые нарушения зрения.

Распространенность форм: OCA3 или рыжевато-кожный альбинизм поражает 1 из 8 500 человек в Африке и составляет 3 % случаев во всем мире. Очень редко встречается у жителей европеоидной и монголоидной расы, однако его можно встретить среди жителей Пакистана, Германии, Индии и Японии.

Влияние генов: аутосомно-рецессивный тип наследования. Мутация происходит в гене белка TYRP1. Это родственный белок 1 гена тирозиназы, который, как полагают, стабилизирует и модулирует активность тирозиназы и способствует целостности меланосом.

ОСА4

Фенотип: больные с OCA4 похожи на больных с классическим OCA2 из-за преобладания феомеланина. Кожа от кремового до коричневого цвета. Волосы никогда не бывают абсолютно белыми – могут быть от серебристо-белого до светло-русого, от желтого до светло-коричневого. Цвет кожи и волос обычно взаимосвязан. Радужки синие, ореховые, светло-коричневые.

Распространенность форм ОСА4 составляет 1:100 000. В Японии он диагностируется у одного из четырех человек, пораженных OCA. Он также возникает в немецкой, турецкой, индийской, корейской, китайской, датской и марокканской популяциях, но редко встречается в популяциях корейцев и китайцев.

Влияние генов: аутосомно-рецессивный тип наследования. Нарушена работа гена SLC45A2 – он кодирует связанный с мембраной транспортный белок (MATP), который транспортирует вещества, необходимые для биосинтеза меланина, в меланосому.

ОСА5

Фенотип: у больных с ОСА5 белая кожа и золотистые волосы, нистагм, гипоплазия фовеальной оболочки, светобоязнь и снижение остроты зрения.

Распространенность форм: встречается очень редко и упоминается только в отчете о пакистанцах.

Влияние генов: аутосомно-рецессивный тип наследования. Ген еще не идентифицирован.

ОСА6

Фенотип: OCA6 подобен OCA4 из-за аналогичной функции продукта поврежденного гена. У субъектов с ОСА6 белая кожа и светлые волосы, которые с возрастом темнеют. Радужная оболочка коричневого цвета с легким нистагмом, фовеальная гипоплазия, легкая светобоязнь.

Распространенность форм: очень редкий тип альбинизма, известно лишь о случаях в китайской семье и мужчине из восточной Индии.

Влияние генов: аутосомно-рецессивный тип наследования. Мутация в гене SLC24A5 – он кодирует Na/K/Ca-обменник со структурой, аналогичной белку, при повреждении которого развивается OCA4.

ОСА7

Фенотип: при OCA7 цвет кожи больного светлее только по сравнению с родственниками. Волосы от светло-русого до темно-коричневого. Характерны нистагм, фовеальная гипоплазия, трансиллюминация радужки.

Распространенность форм: очень редкая форма, найденная лишь у кровнородственной фарерской семьи.

Влияние генов: аутосомно-рецессивный тип наследования. Нарушения в работе гена LRMDA – он кодирует белок, участвующий в дифференцировке меланоцитов[458].

Синдром Германского-Пудлака

Фенотип: кожа от белого до оливкового цвета. Волосы от белого до коричневого. Радужная оболочка гипопигментирована с нистагмом, фовеальной гипоплазией и трансиллюминацией радужки. В тканях, особенно в почках и легких, происходит накопление воскообразного жирово-белкового соединения цероида липофусцина. Бывают легкие или умеренные кровотечения из-за дисфункции тромбоцитов и некоторых аномалий легких или почек из-за отложения цероидов. Пациенты с некоторыми формами синдрома имеют иммунодефицит (нейтропению) и гемофагоцитарный синдром с вовлечением гена AP (HPS2, HPS10) из-за дисфункции лизосом. Наиболее тяжелые формы (HPS1, HPS4) связаны с мутацией белка BLOC-3 и с развитием фиброза легких и гранулематозного колита к 30 годам.

Распространенность форм: составляет 1:500 000 во всем мире, встречается очень редко, за исключением Пуэрто-Рико, где болеет примерно один из 1800 человек.

Влияние генов: аутосомно-рецессивный тип наследования. Идентифицировано десять различных генотипов по нарушению в работе следующих генов: HPS1, AP3B1 (HPS2), HPS3, HPS4, HPS5, HPS6, DTNBP1 (HPS7), BLOC1S3 (HPS8), BLOC1S6 (PLDN), AP3D1 (HPS10).

Синдром Чедиака-Хигаси

Фенотип: частичный ОСА (гипопигментированная кожа, серебристые волосы, нистагм, фовеальная гипоплазия, светобоязнь). Все больные страдают от повышенной восприимчивости к гнойным инфекциям, нейтропении, периферической невропатии, легкой коагулопатии.

Распространенность форм: встречается очень редко (за последние 20 лет было опубликовано менее 500 случаев).

Влияние генов: аутосомно-рецессивный тип наследования. Нарушения в гене LYST, кодирующем белок, который направляет доставку материала в лизосомы. Мутации приводят к образованию гигантских цитоплазматических гранул (лизосом) со сниженным хемотаксисом лейкоцитов и тромбоцитов. Это вызывает характерную повышенную восприимчивость к гнойным инфекциям, нейтропении, периферической невропатии, легкой коагулопатии и гипомеланозу.

Синдром Ангельмана и синдром Прадера-Вилли

Фенотип: гипопигментированная кожа и волосы по сравнению с другими членами семьи. Особенностей зрения (нистагм, фовеальная гипоплазия) обычно нет или они слабо выражены, однако если они присутствуют, то выражаются, как при OCA2.

Распространенность форм первого – от 1:12 000 до 20 000, а второго – 1:15 000. Однако только около 1 % пациентов с этими синдромами имеют делеции смежных генов, которые приводят к OCA2-подобной форме.

Влияние генов: оба возникают из-за спонтанных, ненаследуемых частичных делеций хромосомы 15q. Альбинизм развивается из-за того, что аллель OCA2, расположенная на одной хромосоме 15q, делает больных гаплонедостаточными для продукта гена OCA2, белка P. Полный механизм, с помощью которого это происходит, пока необъясним, поскольку гетерозиготы по мутациям гена OCA2, производящие одну нефункциональную копию белка P, все еще фенотипически нормальны. Синдром Ангельмана – это результат делеции на материнской хромосоме 15q или монородительской дисомии хромосомы 15, причем обе копии имеют отцовское происхождение. Синдром Прадера-Вилли возникает из-за делеции отцовской хромосомы 15q или из-за однородительской дисомии хромосомы 15, причем обе копии имеют материнское происхождение.

Глазной альбинизм

Фенотип: гипопигментация ограничивается глазами. Кожа немного бледнее только по сравнению с другими членами семьи. Характерны нистагм, фовеальная гипоплазия, светобоязнь. Поскольку 90 % женщин-носителей имеют X-инактивацию, они обладают пигментным мозаицизмом в сетчатке. Это помогает поставить диагноз больным детям мужского пола и отличить OСA1 от OCA2 в семьях с более светлой кожей[459].

Распространенность форм составляет 1: 50 000[460][461][462][463].

Влияние генов: Х-сцепленный тип наследования. Нарушения в гене GPR143. Его генный продукт представляет собой рецептор, связанный с G-белком, мутация в котором приводит к дисфункциональному меланосомному биогенезу. Не влияет на волосы и кожу.

Причины возникновения альбинизма

Альбинизм в любой из его форм является результатом наследственных мутаций, которые приводят к возникновению дефектных меланоцитов, неспособных должным образом синтезировать меланин или распределять его по кожным тканям[464][465].

Меланин известен благодаря своей роли в защите от ультрафиолета, но он также играет роль как в эмбриональном развитии глазных структур, так и в развитии зрительных трактов. Две наиболее распространенные формы меланина – эумеланин и феомеланин. Эумеланин придает коже черный или коричневый цвет и участвует в ее защите от повреждений ультрафиолетовым излучением B (UVB), поглощая и рассеивая лучи и снижая их канцерогенное действие на ДНК. Феомеланин не защищает от ультрафиолета, и люди, у которых он преобладает, имеют рыжие или светлые волосы и светлую румяную кожу. Синтез эумеланина стимулируется активацией рецепторов меланокортина 1 (MC1R) на меланоцитах. Первая стадия синтеза, которая ограничивает его скорость, включает в себя окисление L-тирозина до DOPA DOPA-тирозиназой. Мутации в гене тирозиназы приводят к полной потере меланоцитами способности продуцировать эумеланин. Мутации с потерей функции в любом типе OCA вызывают нарушение синтеза эумеланина и созревание меланосом, однако могут при этом не влиять на уровни феомеланина. Активнее всего в процессе пигментации участвует феомеланин, который насыщает цветом кожу, волосы и радужную оболочку.

Иногда нарушения при синдромном альбинизме сильнее затрагивают процессы производства или распределения меланосом через базальный слой в кератиноциты из меланоцитов, но не так сильно влияют на синтез меланина[466].

Последствия гипомеланоза

Последствия ОСА для здоровья, в первую очередь, связаны с повышенной чувствительностью организма к ультрафиолету[467]. Основные последствия гипомеланоза можно разделить на офтальмологические и дерматологические[468].

Офтальмологические последствия гипомеланоза

Меланин участвует также и в нормальном развития зрительных органов. Он работает как индуктор и внутриутробный организатор образования ямки, зрительных нервов, зрительных трактов и зрительной коры. Снижение синтеза меланина в глазу во время развития связано с неполным развитием ямки и с изменениями аксонов в зрительных нервах и трактах.

Меланин сигнализирует о миграции развивающихся волокон зрительного нерва. Пересечение нервных волокон от каждого глаза в перекресте зрительных нервов к контралатеральной затылочной доле необходимо для бинокулярного зрения. Однако при альбинизме некоторые аксоны, которые берут начало в ганглионарных клетках сетчатки, ошибочно проецируются на дорсальное латеральное коленчатое ядро контралатерального полушария. Это ведет к чрезмерному пересечению волокон в перекресте зрительных нервов. Неправильная «прокладка» нервных волокон от глаза к органу восприятия, головному мозгу, способствует нарушению бинокулярного зрения, проявляющемуся в виде косоглазия. Полное отсутствие или даже частичный дефицит меланина в утробе матери приводит к развитию аномалий структуры глаза и неправильной маршрутизации зрительного тракта и создает множество необратимых внутриглазных (рефракционных) и экстраокулярных (глазодвигательных или нерефракционных) проблем[469][470].

Дерматологические последствия гипомеланоза

Альбинизм приводит к повышенному риску повреждения кожи солнцем (солнечное лентиго, актинический кератоз, солнечная эритема) и возникновению злокачественных новообразований, связанных с УФ-излучением (особенно плоскоклеточного рака). Большинство людей с тяжелыми формами ОСА не загорают и легко обгорают.

Ожидаемая продолжительность жизни среди несиндромальной популяции OCA сопоставима с продолжительностью жизни в общей популяции, однако у таких людей существует повышенный риск смерти от рака кожи: его величина варьируется в зависимости от количества относительного солнечного света в географической зоне и определенных социально-экономических проблем[471][472].

Плоскоклеточный рак – это одно из самых распространенных злокачественных новообразований среди альбиносов (на него приходится более 75 % случаев злокачественных новообразований), которое развивается уже в подростковом возрасте. Исследования показали, что более 70 % случаев плоскоклеточного рака локализовались в области головы и шеи. Также было выяснено, что голова, лицо и руки склонны к поражению в равной степени.

Альбинизм увеличивает относительный риск возникновения плоскоклеточного рака в 1000 раз, по крайней мере, среди африканского населения. Кумулятивное пребывание на солнце – это основной фактор риска, поскольку заболеваемость пациентов раком увеличивается с возрастом.

Базально-клеточная карцинома составляет около 24 % злокачественных новообразований у альбиносов, оставшийся 1 % – меланома. Меланомы действительно довольно редки, и в литературе имеется лишь несколько сообщений о случаях их возникновения даже несмотря на то, что меланоциты в коже альбиносов все же присутствуют[473].

Мутации

Существует несколько типов OCA, вызванных мутациями. Мутации возникают в генах TYR (OCA-1), OCA2 (OCA-2), TYRP1 (OCA-3), SLC45A2 (OCA-4)[474], LRDMA (ОСА-7). Рассмотрим подробно первые четыре.

TYR

TYR расположен на хромосоме 11q14.3. Ген состоит из 5 экзонов, охватывающих около 65 т. п. н. геномной ДНК и кодирующих белок из 529 аминокислот.

Тирозиназа – это оксидаза, участвующая в образовании пигментов, таких как меланины и другие полифенольные соединения. Тирозиназа катализирует несколько стадий синтеза меланина, включая важнейшие первую и вторую реакции: гидроксилирование тирозина до L-DOPA и окисление L-DOPA до DOPA-хинона. Мутации в TYR могут вызывать развитие полной или частичной ОСА в зависимости от остаточной активности продукта гена[475][476].

OCA1 вызывается мутациями TYR и проявляет наиболее тяжелый фенотип. На сегодняшний день известно, что более 300 вариантов мутаций TYR вызывают альбинизм. Большинство из них представляют собой миссенс-мутации. OCA1A вызывается мутацией, из-за которой полностью отсутствует активность тирозиназы. Тип OCA1B развивается за счет мутаций, вызывающих снижение активности тирозиназы, поэтому волосы и кожа людей с OCA1B могут со временем потемнеть[477][478].

Как и при всех рецессивных заболеваниях, фенотип определяется «самой легкой» мутацией[479].

OCA2

Мутации в гене OCA2 (ранее известном как P-ген) вызывают фенотип OCA2. Ген состоит из 24 экзонов, охватывающих почти 345 т. п. н. геномной ДНК в области 15q11.2-q12 и кодирующих белок из 838 аминокислот. OCA2 представляет собой интегральный меланосомный белок массой 110 кДа с 12 трансмембранными доменами. Хотя функция OCA2 точно не охарактеризована, этот белок является важным компонентом меланосомальной мембраны. Он участвует в транспортировке аминокислоты тирозина, предшественника синтеза меланина, внутри меланоцита. Он также регулирует pH меланосомы и созревание меланосом. Белок OCA2 важен для нормального биогенеза меланосом, а также для нормального процессинга и транспорта меланосомных белков, таких как TYR и TYRP1.

В гене было идентифицировано более 140 мутаций. В базе данных мутаций генов человека перечислены 72 мутации в OCA2, вызывающие OCA2. Дефекты OCA2 ведут к накоплению тирозиназы в сети Гольджи, откуда пептид транспортируется к плазматической мембране и в конечном итоге секретируется из клеток. Клинически ОСА2 в значительной степени перекрывается с ОСА1 В, что обычно приводит к частичной ОСА[480][481][482].

TYRP1

OCA3 вызывается мутациями в TYRP1. TYRP1 расположен на 9p23 и структурно подобен TYR. Он охватывает почти 17 т. п. н. геномной ДНК и состоит из 8 экзонов, кодирующих белок из 536 аминокислот. Белок TYRP1 обладает активностью монофенолмонооксигеназы, которая необходима для синтеза черного и коричневого эумеланина.

TYRP1 – это фермент в пути биосинтеза меланина, катализирующий окисление мономеров 5,6-дигидроксииндол-2-карбоновой кислоты в меланин. TYRP1 существует в виде высокомолекулярных комплексов с тирозиназой и DCT/TYRP2 на меланосомной мембране. В этих комплексах TYRP1 стабилизирует тирозиназу, подавляя ее активность. В отсутствие TYRP1 тирозиназа быстро деградирует. Предполагается, что фосфорилирование хвостового домена тирозиназы обеспечивает взаимодействие между тирозиназой и TYRP1. Мутации в TYRP1 вызывают частичный OCA, поскольку больные обычно накапливают красноватый пигмент в своих волосах и коже.

Рисунок 23. Процессинг тирозиназы (TYR) и родственного тирозиназе белка 1 (TYRP1) и путь биосинтеза меланина в меланоците и в меланосоме. Схематическое изображение биогенеза меланосом в меланоците и транспортировка TYR и TYRP1 из эндоплазматического ретикулума (ER) через аппарат Гольджи в развивающуюся меланосому. Указаны места, где транспорт или сортировка TYR и TYRP1 от синтеза в эндоплазматическом ретикулуме в меланосомы прекращается из-за мутаций в четырех генах, ответственных за OCA (от OCA1 до OCA4).

До недавнего времени OCA3 был известен только у лиц африканского происхождения, однако в настоящее время мутации в TYRP1 были идентифицированы как в большой пакистанской семье, так и у одного пациента европеоидной расы[483][484].

SLC45A2

Мутации в гене белка-переносчика MATP, также известного как SLC45A2, вызывают OCA4. MATP состоит из 7 экзонов, охватывающих приблизительно 40 т. п. н. геномной ДНК в хромосомной позиции 5p13.3. Белок MATP состоит из 530 аминокислот, содержит 12 трансмембранных доменов и экспрессируется в клеточных линиях меланомы. Мутации в SLC45A2 вызывают неправильную маршрутизацию тирозиназы, подобную клеточному фенотипу OCA2. Мутации в SLC45A2 могут вызывать частичный или почти полный ОСА. Мутации в MATP были впервые обнаружены у турецкого пациента с OCA и с тех пор были найдены также у немецких, японских и корейских пациентов с OCA[485][486].

Все типы ОСА передаются по наследству аутосомно-рецессивно. Таким образом, родители больного ребенка являются обязательными носителями мутации. Риск рецидива для другого ребенка составляет 25 %, а у здоровых братьев и сестер риск оказаться носителями составляет 67 %. Потомки пострадавшего обязательно несут в себе мутацию, однако у них никаких симптомов не возникает[487].

Гипертрихоз

Гипертрихоз – это чрезмерный рост волос на любой части или на всем теле по сравнению с людьми того же возраста, пола и расы, не зависящий от избытка андрогенов[488][489].

Гирсутизм, в свою очередь, – это разновидность гипертрихоза, при котором наблюдается усиление андрогензависимого роста волос. Обычно это встречается у женщин, у которых происходит чрезмерный рост волос с их распределением по мужскому типу[490].

Гипертрихоз классифицируется по следующим показателям:

• по времени начала (врожденный или приобретенный);

• по степени распространения (генерализованный или ограниченный);

• по локализации;

• по изолированности заболевания или его связи с другими.

Клиническая картина гипертрихоза у разных людей может различаться: волосы варьируют от лануго до пушковых и терминальных, .

Гипертрихоз в истории

Люди, страдающие гипертрихозом, изучались со времен Средневековья и эпохи Возрождения. В то время интерес к ним появлялся из-за характерного фенотипа: благодаря своему особенному виду они часто демонстрировались в цирках и на ярмарках.

Одним из людей, страдающих этим заболеванием, была известная женщина Джулия Пастрана – мексиканская танцовщица, которую выставляли напоказ в цирке в США в середине XIX века. Ее тело, за исключением ладоней и подошв, было полностью покрыто волосами разной длины[491].

Рисунок 24. Джулия Пастрана.

Врожденный и приобретенный гипертрихозы

Врожденный гипертрихоз встречается редко и может быть либо изолированным состоянием кожи, либо компонентом других заболеваний. Предполагается, что он связан с избыточной стимуляцией волосяных фолликулов андрогеноподобными гормонами. Известно, что врожденный гипертрихоз связан с задержкой интеллекта, эпилепсией и другими аномалиями развития, включая лицевой дисморфизм и аномалии глаз, сердца, костей и почек.

Врожденный гипертрихоз подразделяется на следующие виды расстройств:

• изолированные;

• связанные с другими аномалиями или неврологическими расстройствами;

• болезни в контексте сложных синдромов;

• необычные расстройства с гипертрихозом.

Одной из гипотез, объясняющих фенотип гипертрихоза, является гипотеза атавистической реверсии подавленного предкового гена. В ходе эволюции активность генов, вызывающих рост волос, заглушалась, и появление лишних волос у здоровых людей является результатом ошибочной реактивации таких генов. Известно об участии восьмой хромосомы в патогенезе гипертрихоза у пациентов с генерализованным врожденным гипертрихозом типа Амбраса и участии в патогенезе заболевания хромосомы X в локусе Xq24-q27.1[492].

Также в патогенезе гипетрихоза играют роль специфические молекулярные дефекты, например:

• синдром Корнелии де Ланге с участием генов n11bl, smc1a, smc3, rad21 и hdace;

• синдром Коффина-Сириса (гены baf);

• синдром Видемана-Штайнера (ген kmt2a)[493].

Конкретными механизмами, которые приводят к чрезмерному росту волос, являются следующие:

• увеличение продолжительности анагена;

• повышение плотности волосяных фолликулов;

• превращение пушкового волоса в терминальный, при котором тонкие, непигментированные волосы прорастают глубже в дерму и становятся пигментированными[494].

Приобретенный гипертрихоз встречается чаще. Он вторичен по отношению к множеству причин, включая побочные эффекты лекарств, метаболические и эндокринные нарушения, кожные аутовоспалительные или инфекционные заболевания, недоедание и нервную анорексию, а также новообразования яичников и надпочечников[495]. Приобретенный локализованный гипертрихоз может быть связан с травмой, хроническим раздражением, воспалением и трением по краям ожога, а также с применением таких лекарств, как стероиды местного применения, миноксидил и фенитоин. Он также может развиться после различных процедур, например, нанесения татуировок и склеротерапии. В легкой форме он может проявляться даже после наложения гипсовой повязки. Точный механизм патогенеза приобретения гипертрихоза неизвестен, но некоторые ученые предполагают, что усиление кровоснабжения пораженного участка обеспечивает приток к нему большего количества кислорода и питательных веществ и таким образом удлиняет фазу анагена[496].

Разновидности заболеваний и синдромов, связанных с гипертрихозом

Врожденный ланугинозный гипертрихоз

Врожденный hypertrichosis lanuginosa – редкое аутосомно-доминантное генетическое заболевание (1:10000000). Для него характерны тонкие светлые волосы типа лануго, распределенные по всему телу, кроме ладоней, подошв и слизистых оболочек. Клинические проявления возникают из-за отсутствия замещения волос лануго пушковыми или терминальными.

У нормальных людей волосы лануго часто есть при рождении, и они постепенно исчезают в течение первых месяцев жизни. У пациентов с гипертрихозом рост лануго прогрессирует, и со временем они покрывают все тело. Состояние такого пациента может ухудшиться в детстве и в период полового созревания. Эта форма выявлена у пациентов с аномалиями длинного плеча 8 хромосомы (инверсия 8q), а также может возникать спорадически.

Клинический случай. У двухлетней пациентки наблюдалось увеличение количества волос в наружном ухе и на лице в момент рождения. К 5 месяцам тонкие светло-русые волосы лануго покрыли все лицо, подмышки, пах и нижние конечности. Родители ребенка были троюродными братом и сестрой. Мать отрицала употребление наркотиков или алкоголя во время беременности. Пациентке был диагностирован врожденный гипертрихоз Lanuginosa[497][498].

Врожденный универсальный гипертрихоз

При этом заболевании развивается клиническая картина, аналогичная таковой при гипертрихозе Lanuginosa. Волосы распределены по лицу, туловищу, спине и конечностям. У больных с рождения появляются терминальные волосы. Известно о случаях аутосомно-доминантного наследования заболевания и его сцеплении с ответственным геном в хромосоме Xq24-q27.1[499].

Клинический случай. У четырехлетней девочки с рождения наблюдалось общее увеличение количества волос на теле. Волосы были пигментированные и мягкие, напоминающие пушковые. Они располагались преимущественно на тыльной стороне туловища, руках и ногах. Лицо было относительно свободным от волос за исключением лба. Волосы на голове были в норме. Зубы и ногти в норме. Гипертрофии десен обнаружено не было. Никаких других скелетных или системных аномалий также не наблюдалось. Стандартные анализы крови были абсолютно нормальными, как и гормональные. При такой клинической картине генерализованного гипертрихоза без других сопутствующих аномалий ребенку был поставлен диагноз «универсальный гипертрихоз»[500].

Врожденный генерализованный гипертрихоз при фиброматозе десен

В этой форме у пациентов, помимо гипертрихоза, наблюдается избыточный рост десен. Кроме того, возможны задержка когнитивного развития и эпилепсия. Известно о пациентах с мутацией de novo, а также о аутосомно-рецессивном наследовании.

Врожденный генерализованный гипертрихоз при врожденном амаврозе конусно-стержневого типа

Пациенты с таким заболеванием имеют окулярные аномалии с поражением сетчатки глаза по типу Лебера и дистрофией колбочек. Кроме этого, у них наблюдаются трихомегалия, густые брови и синофризы (сросшиеся брови). Известно о аутосомно-рецессивном наследовании такого типа гипертрихозов.

Синдром CAHMR

Врожденный генерализованный гипертрихоз также может быть связан с развитием врожденной ламеллярной катаракты и умственной отсталости – синдромом CAHMR. Предполагается аутосомно-рецессивное наследование такого заболевания.

Пигментная ретинопатия

Клинический случай. Известно о 22-месячном ребенке с диффузным гипертрихозом, структурными аномалиями лица, симметричной гиперпигментацией в области бакенбардов на лице и гиперпигментированными полосами на конечностях, долихоцефалией и пигментной ретинопатией[501].

Синдром Циммермана-Лабанда

Клиническая картина синдрома Циммермана-Лабанда характеризуется гипертрофией десен, гипо- или апластией ногтей, гипертрихозом и умственной отсталостью. Это заболевание наследуется по аутосомно-доминантному типу с высокой частотой мутаций и редкими случаями зародышевого мозаицизма.

Синдром Корнелии де Ланге

Генерализованный гипертрихоз соседствует с мраморностью кожи у 60 % пациентов. Кожными признаками этого заболевания являются маленькие соски и пупок, а также признаки преждевременного старения (морщины и седые волосы). Признаками синдрома Корнелии де Ланге являются микроцефалия, короткая шея и характерные черты лица с изогнутыми бровями и синофризами, узкими глазными щелями и длинными вьющимися ресницами. Уши часто бывают толстые, низко посаженные и повернутые назад, средняя часть лица плоская, нос короткий и широкий, со вдавленной спинкой и перевернутыми ноздрями, уголки рта загнуты вниз, верхняя или нижняя челюсть недоразвита. Может присутствовать расщелина неба или аномалия зубов.

Пациенты с этим синдромом часто имеют задержку внутриутробного и послеродового роста. Они бывают низкого роста, руки и ноги у них короткие, психомоторное развитие часто бывает нарушено. Обычно у них есть и другие проблемы: потеря слуха, сколиоз, пороки развития шейки матки и воронкообразная деформация грудной клетки, ранний остеопороз и стеноз привратника. Было обнаружено, что с развитием этого синдрома связаны мутации в генах nipbl, smc1a, smc3, rad21 и hdac8.

Синдром Коффина-Сириса

У пациентов с синдромом Коффина-Сириса наблюдаются признаки гипертрихоза, на коже головы волосы бывают редкие, а брови и ресницы густые. У них почти всегда присутствует патология или задержка прорезывания зубов наряду с аномалиями уха и отсутствием дистальной фаланги и ногтей пятых пальцев рук и ног. Основной причиной возникновения синдрома Коффина-Сириса являются мутации в генах комплекса baf.

Синдром Барбера-Сэя

Помимо гипертрихоза, у пациентов с синдромом Барбера-Сэя наблюдаются атрофическая дряблая кожа, макростомия, широкие и грубые брови, волосатый выпуклый кончик носа с гипопластически расширяющимися ноздрями, телекантус и гипоплазированные соски. Основной причиной этого синдрома являются мутации в гене kmt2a.

Акромегалоидный внешний вид лица с гипертрихозом

Этот редкий синдром характеризуется терминальным гипертрихозом. Пациенты с таким синдромом имеют грубые черты лица, выпуклый нос, утолщенные губы, узкие глазные щели, толстую слизистую оболочку рта, высокие изогнутые брови, большие руки и гиперрастяжимые суставы. Они страдают от рецидивирующих выпотов в перикарде и гипотестостеронемии, а также от умственной отсталости. Что касается происхождения синдрома, то было предложено его аутосомно-рецессивное наследование.

Синдром Видеманна-Штайнера

Пациенты с синдромом Видеманна-Штайнера страдают от гипертрихоза и имеют основные признаки этого синдрома: выступающий лоб с низкими передними и задними границами роста волос, густые брови, гипертелоризм, широкую переносицу и маленькие уши. Пациенты также страдают от гипотонии, низкого роста и гипоплазии 12-го ребра и бедра, а также имеют рыхлую и избыточную кожу на руках и гипоплазию средней фаланги пятого пальца. У больных обнаружены мутации в генном комплексе KMT2A.

Остеокондродисплазия с гипертрихозом или синдромом Канто

У пациентов наблюдается неонатальная макросомия с широкой задней ямкой черепа, выраженная остеокондродисплазия и грубые черты лица. Они страдают от задержки когнитивного развития и кардиомегалии с кардиомиопатией. Известно о мутации в гене ABCC9 или KCNJ8 у таких больных. Поражение костей бывает комплексное: у пациентов узкая грудная клетка, широкие ребра, платиспондилия, маленькое запирательное отверстие, большие костномозговые каналы. Пациенты страдают также и от генерализованной остеопении. У таких пациентов бывают короткие дистальные фаланги больших и первых пальцев стопы, а также гипертрофия первой плюсневой кости.

Врожденная липодистрофия Берардинелли-Зейпа

Это заболевание с аутосомно-рецессивным наследованием. Различают типы 1 и 2, последний встречается чаще, протекает тяжелее и начинается в неонатальном периоде или в раннем младенчестве. Основными признаками этого заболевания являются липоатрофический диабет и генерализованный врожденный гипертрихоз. Такие пациенты имеют характерный внешний вид: лица с впалыми щеками и большими ушами, вьющиеся волосы на голове и гипертрофия наружных половых органов. При этом заболевании волосы становятся более выраженными с возрастом. Сообщается о задержке когнитивного развития, помутнении роговицы, гепатомегалии и нарушениях работы сердца и почек у таких пациентов. Другие дерматологические особенности включают в себя черный акантоз, выступающие подкожные вены и ксантомы. Ответственный за развитие заболевания локус BSCL был идентифицирован в хромосоме 11q13.

Синдром Донохью

Синдром Донохью, также известный как лепреконизм, представляет собой тяжелую форму врожденной инсулинорезистентности из-за мутации в гене рецептора инсулина. Для него характерна карликовость со своеобразным эльфийским лицом (название «лепреконизм» возникло именно из-за сходства таких пациентов со сказочными существами – лепреконами), большими глазами, толстыми губами и низко посаженными ушами. Пациенты страдают от метаболических нарушений, повышенного уровня андрогенов и потери подкожного жира. У них также могут развиваться гипертрофия наружных половых органов и вздутие живота, и может наблюдаться медленный рост. Синдром Донохью проявляет черты, сходные с чертами синдрома Берардинелли-Зейпа, но протекает тяжелее, а инсулинорезистентность развивается раньше. Повышенная ранняя смертность связана с аномальным энергетическим метаболизмом и потерей гомеостаза глюкозы.

Синдром Торга-Винчестера и нодулезная артропатия-остеолиз

Клиническими проявлениями являются карликовость с аномалиями суставов и костей, периферическое помутнение роговицы и грубые черты лица. Есть сообщения о локальных утолщенных кожных бляшках. Костные аномалии: прогрессирующий остеолиз, поражающий запястные, предплюсневые и межфаланговые суставы. Известно, что в патогенезе синдрома играет роль ген металлопротеиназы 2 (MMP2).

Синдром Рубинштейна-Тейби

Это заболевание с аутосомно-домининатным наследованием, характеризующееся типичными чертами птичьего лица и гипертелоризмом, микроцефалией, задержкой когнитивного развития и послеродового роста. У пациентов с этим синдромом были обнаружены мутации в генах, кодирующих цАМФ, белок CREBBP и Е1А-связывающий белок р300.

Синдром Шинцеля-Гидиона

Синдром Шинцеля-Гидиона характеризуется развитием множественных врожденных аномалий с черепно-лицевым дисморфизмом (ретракцией средней зоны лица, выступающим лбом) и тяжелой задержкой когнитивного развития. Шея у таких пациентов короткая, с обильными кожными складками. В патогенезе этого заболевания участвует ген SETBP1. Синдром связан с различными неврологическими аномалиями, включая лиссэнцефалию и эпилептические припадки (тип синдрома Веста). Аномалии костей поражают череп, ребра и концевые фаланги.

Синдром Горлина-Чодри-Мосса

Этот синдром врожденного порока развития характеризуется черепно-лицевым дизостозом (уплощением средней части лица), недоразвитыми гениталиями, открытым артериальным протоком и гипоплазией зубов, а также дефектами пальцев. На сегодняшний день патологических делеций или дупликаций в геноме не обнаружено.

Геми-челюстно-лицевая дисплазия

При этом заболевании лицо асимметрично, верхняя челюсть односторонне увеличена. Пациенты страдают от ипсилатерального (локализованного на той же стороне) гипертрихоза лица и гипопластичных зубов.

Черепно-лицевой дизостоз

Дизостоз ассоциирован с сердечными аномалиями, гипоплазией больших половых губ и аномалиями зубов и глаз.

Гипомеланоз Ито

Это сложное кожное заболевание характеризуется наличием гипопигментированных пятен и часто связано с неврологическими нарушениями, такими как задержка когнитивного развития и эпилепсия[502].

Другие заболевания, ассоциированные с гипертрихозом

Гипотиреоз

Клинический случай. У семимесячного младенца с чрезмерным оволосением на лбу отмечался хриплый крик, чрезмерная сонливость, запоры, чрезмерно крупный язык, вздутие живота, левая паховая и пупочная грыжи. Вес ребенка составлял 4,1 кг, что свидетельствует о его неспособности нормально развиваться. Обследование показало, что у ребенка маленькая щитовидная железа без очаговых поражений. Был поставлен диагноз гипертрихоза, вторичный по отношению к врожденному гипотиреозу. Вероятно, его механизм связан со стимуляцией роста волос андрогенами под влиянием ТТГ. Гипертрихоз у ребенка прошел после четырех месяцев заместительной терапии тироксином, что доказывает присутствие причинно-следственной связи между гипертрихозом и гипотиреозом.

Врожденный гипотиреоз – это наиболее распространенное врожденное эндокринное заболевание, оно встречается в одном случае на 3000–4000 новорожденных. Его причины можно разделить на две группы: дефекты развития щитовидной железы (дисгенезия щитовидной железы) и врожденные нарушения биосинтеза гормонов щитовидной железы (дисгормоногенез).

Еще одно доказательство этому – четверо детей с гирсутизмом, которым помогла заместительная терапия тироксином. У 10-летней девочки гипертрихоз, связанный с первичным гипотиреозом, полностью прошел после терапии тироксином. У трех детей нелеченный первичный гипотиреоз привел к гипертрихозу и гиперплазии гипофиза, и эти отклонения исчезли после терапии гормонами щитовидной железы[503].

Порфирия

Порфирии – это группа заболеваний, возникающих из-за нарушения биосинтеза гема, которые могут иметь нейровисцеральные, гематологические и кожные проявления. Врожденная эритропоэтическая порфирия является самой редкой из порфирий, вызывающих гипертрихоз.

Клинический случай. Пятилетнюю девочку с жалобой на чрезмерный рост волос на лице и руках обследовали на предмет гормонального статуса, который всегда был нормальным. У нее были зуд и жжение при воздействии солнечного света. Осмотр показал густые концевые волосы на лице, предплечьях и ниже колен, утолщение кожи над пальцами и терминальный онихолизис, красноватую пигментацию зубов (эритродонтию) и спленомегалию. Уровень гемоглобина был низким, а уровень лактатдегидрогеназы – повышенным, что свидетельствовало о гемолизе. В результате скрининга мочи на порфирин был поставлен диагноз порфирии.

Порфирии возникают из-за измененной активности специфических ферментов пути биосинтеза гема и связаны с накоплением его промежуточных продуктов.

Классическое дерматологическое проявление – кожная светочувствительность, приводящая к образованию пузырьков и пузырей. Происходит утолщение, рубцевание и кальцификация кожи, а также реабсорбция концевых частей пальцев, что напоминает склеродермию, – псевдосклеродермия. Гипертрихоз при порфирии возникает на участках кожи, подверженных воздействию солнца[504].

Влияние генов на гипертрихоз

Наследственные гипертрихозы – это группа синдромов чрезмерного роста волос, которые у людей встречаются крайне редко, поражая лишь одного человека на миллиард[505]. Рассмотрим влияние генов на некоторые из них.

Влияние положения фактора транскрипции TRPS1

Влияние положения фактора транскрипции TRPS1 связано с развитием синдрома Амбраса у людей. Белок TRPS1 экспрессируется в клетках дермального сосочка и в пролиферативных эпителиальных клетках волосяных фолликулов человека и мыши. Мутации в TRPS1 на хромосоме 8q23 у человека приводят к аутосомно-доминантному наследованию трихоринофалангеального синдрома типов I и III, которые характеризуются редкими и медленно растущими волосами на коже головы, а также черепно-лицевыми и скелетными аномалиями.

Часть хромосомы 17q человека содержат гены, которые способствуют чрезмерному росту волос. Серия микроделеций на этой хромосоме идентифицирована в трех случаях семейного врожденного генерализованного терминального гипертрихоза с гиперплазией десен. Также выявлена микродупликация de novo в этой же области при спорадической форме этого заболевания. Область, общая для каждого из этих случаев, находится перед геном белка SOX9. Это ген, который необходим для поддержания работы пула стволовых клеток волосяных фолликулов. TRPS1 регулирует работу SOX9 для контроля пролиферации эпителия в развивающемся фолликуле. Влияние положения TRPS1 на целевой ген белка SOX9, вероятно, вовлечено в патологию гипертрихоза человека. Экспрессия TRPS1 уравновешивает регуляцию экспрессии Sox9 в пролиферативных эпителиальных клетках волосяных фолликулов, при этом Shh и его нижестоящий эффектор действуют как позитивные регуляторы экспрессии SOX9, а TRPS1 репрессирует транскрипцию Sox9.

Эффекты положения на TRPS1, а также на его ген-мишень SOX9 играют причинную роль в патогенезе гипертрихозов человека. Таким образом, хотя внутригенные мутации или делеции каждого из этих генов приводят к развитию аномалиий волос и костей, они являются также участниками долгосрочной регуляции, и при нарушении могут возникать уникальные фенотипы в местах экспрессии этих генов[506].

Ген ABC-переносчика липидов ABCA5

При врожденном генерализованном терминальном гипертрихозе (ГТГ) терминальные волосы появляются на тех участках тела, где должны быть пушковые. Это происходит, скорее всего, во время позднего морфогенеза волосяного фолликула или сразу же после него. В норме волосы лануго выпадают в утробе матери, а затем пушковые волосы заменяются терминальными. Вероятно, фенотип чрезмерного разрастания волос при ГТГ обусловлен увеличенной продолжительностью анагена, поскольку волосы, образующиеся по всему телу, длиннее, чем считается нормальным для этого возраста, расы и пола человека[507].

ABCA5 – это ген, играющий важную роль в процессе роста волос. Предполагается, что потеря функционального переносчика ABCA5 во внутреннем корневом влагалище волосяных фолликулов способствует чрезмерному разрастанию волос за счет блокировки оттока холестерина. В эпителиальном и в мезенхимальном отделах волосяных фолликулов человека и мыши обнаруживаются высокие уровни экспрессии ABCA5, а у пациентов с ГТГ эта экспрессия значительно снижена или полностью отсутствует[508].

Примечание. ABCA5 – это лизосомальный белок-переносчик липидов. Замена одной пары оснований в сайте его сплайсинга вызывает неправильный сплайсинг транскрипта и снижение уровня содержания белка во всех волосяных фолликулах[509].

Нарушение в работе ABCA5 приводит к лизосомальной дисфункции и к накоплению аутофагосом, а также к увеличению количества холестерина в лизосомах кератиноцитов[510].

Идентифицирован случай развития спорадического ГТГ с транслокацией и делецией, затрагивающей ABCA5. При этом уровень экспрессии ABCA5 оказался резко снижен во всем эпителии волосяного фолликула. При развитии спорадического ГТГ это можно объяснить следующим:

• транс-механизмом регуляции экспрессии гена ABCA5 через энхансер или какой-либо другой регуляторный элемент, в результате работы которого удалением одной копии ABCA5 и его регуляторных элементов отменяется экспрессия гена на другом аллеле;

• экспрессией ABCA5 предпочтительно с одного аллеля. В этом случае удаление транскрипционно-активного аллеля приведет к потере экспрессии гена, тем самым повторяя фенотип мутации потери функции;

• изменением количества копий гена ABCA5 в случае, если этого достаточно. Механизм потери функциональности гена отличен от того, который появляется в ходе возникновения мутаций.

Так как в кератиноцитах пациентов с ГТГ наблюдается снижение экспрессии SOX9, то есть вероятность, что фенотип чрезмерного роста волос, наблюдаемый при спорадическом ГТГ, может быть результатом как пониженной экспрессии ABCA5, так и SOX9.

Мутации в переносчиках ABC зарегистрированы при нескольких других генетических заболеваниях кожи, включая пластинчатый ихтиоз 2 типа, тяжелый и летальный ихтиоз, ихтиоз Арлекина и синдром Канту, а также при эластической псевдоксантоме[511].

Рецептор андрогенов человека

Предпубертатный гипертрихоз – доброкачественное состояние, характеризующееся чрезмерным ростом пушковых волос на неандрогензависимых участках тела по сравнению с их количеством, обычно присутствующим у нормальных субъектов того же возраста, расы и пола.

Рецептор андрогенов человека – основной регулятор передачи сигналов андрогенов в клетке. Он кодируется геном AR, находящимся в Х-хромосоме. Трансактиваторный домен белка AR содержит два сегмента тринуклеотидных повторов, которые кодируют полиглутаминовые (CAG) и глициновые (GGN) участки. Известно, что есть связь между длиной CAG-повторов с чувствительностью к андрогенам. Количество повторов CAG рецептора андрогенов варьируется от 11 до 35, уменьшение его числа связано с повышенным транскрипционным ответом на андрогены. Было изучено 97 ановуляторных женщин с ультразвуковыми признаками синдрома поликистозных яичников. Выяснилось, что те пациентки, у кого среднее значение повторов между двумя аллелями оказалось меньше 21, имели более низкие уровни андрогенов и более яркие клинические признаки акне или гирсутизма.

Комбинированный анализ совместного вклада последовательностей с повторами CAG и GGC показал значительно более высокую распространенность наиболее чувствительных к андрогенам комбинаций (<18 CAG + 17/17 GGC и <14 CAG + 17/18 GGC) у девочек с гипертрихозом. При нормальных уровнях андрогенов у них может развиться гипертрихоз из-за повышенной чувствительности рецепторов андрогенов[512].

Действие лекарств на приобретенный гипертрихоз

Гипертрихоз, вызванный лекарственными средствами, обратим при отмене препарата. Обратный процесс может занять от нескольких месяцев до нескольких лет в зависимости от длины цикла роста волос в пораженной области (на лице – около трех месяцев, на руках – около года)[513].

Терапия ингибиторами рецептора эпидермального фактора роста

Рецептор эпидермального фактора роста (EGFR) – это трансмембранный гликопротеин, член семейства рецепторных тирозинкиназ (TK) типа 1. EGFR экспрессируется в эпителиальных тканях и волосяных фолликулах, где он способствует пролиферации, дифференцировке и росту волос. Экспрессия EGFR повышена во многих солидных опухолях, где EGFR участвует в росте, пролиферации клеток, апоптозе, ангиогенезе, подвижности клеток и образовании метастазов[514]. В нормальной коже взрослого человека экспрессия EGFR высока в кератиноцитах, особенно в базальном слое эпидермиса и во внешней корневой оболочке волосяных фолликулов. EGFR играет важную роль в регулировании перехода волоса от фазы анагена к фазе катагена[515].

Ингибирование EGFR является стратегией лечения различных солидных опухолей, таких как колоректальный рак, немелкоклеточный рак легкого, плоскоклеточный рак головы и шеи и рак поджелудочной железы[516][517].

Класс препаратов для этих целей включает в себя ингибиторы EGFR (эрлотиниб и гефитиниб) и моноклональные антитела (цетуксимаб). Их использование часто связано с возникновением дерматологических побочных эффектов, которые называются комплексом PRIDE, – папулопустулы, паронихия, нарушения регуляции роста волос, зуд, сухость. Другими кожными реакциями являются угревая сыпь, ксероз, экзема, а также изменения в структуре волос и ногтей[518].

Часто побочными эффектами ингибиторов EGFR описываются чрезмерный рост волос в периокулярной области, гирсутизм и трихомегалия. Такие симптомы обычно проходят после прекращения лечения, но в некоторых случаях могут сохраняться в течение нескольких месяцев[519]. Механизм, лежащий в основе этих изменений кожи, до конца не установлен: вероятно, ингибиторы EGFR изменяют механизмы роста и дифференцировки клеток[520]. Клинические особенности нарушений роста волос, вызванных противоопухолевой терапией, варьируются в зависимости от проводимой терапии, ее периода полувыведения, дозы, режима, пути и скорости введения, а также индивидуальных особенностей пациента[521].

Цетуксимаб

Цетуксимаб представляет собой химерное моноклональное антитело человека и мыши против EGFR. Его наиболее частыми побочными кожными эффектами являются папулопустулезная сыпь (она развивается у 80–86 % пациентов), ксероз, экзема, трещины, гиперпигментация, изменения ногтей и волос (они возникают реже). Другими менее частыми дерматологическими проблемами могут быть небольшие афтозные язвы во рту, высыпания, похожие на себорейный дерматит, паронихия, шелушение, зуд, трихомегалия[522][523].

Изменения волос, связанные с цетуксимабом, включают в себя аномальный рост ресниц и бровей, а также нетипичный рост волос в других местах[524].

Клинические случаи

• У пациентки 43 лет после резекции аденокарциномы прямой кишки применена химиолучевая терапия. После рецидива метастазирования введена химиотерапия оксалиплатином и 5-фторурацилом, и к протоколу лечения добавлен цетуксимаб. Через три месяца после этого у пациентки появилась папулопустулезная сыпь и экзематоидные реакции на конечностях с сухой, чешуйчатой и зудящей кожей. Кроме того, постепенно развивались изменения волос и ногтей, достигающие кульминации в трихомегалии и паронихии. После 10 месяцев терапии заболевание прогрессировало, поэтому лечение EGFR было прекращено, и пациентке назначили химиотерапию второй линии по поводу метастатической колоректальной карциномы. Это привело к постепенному исчезновению всех кожных проявлений[525].

• Мужчине 66 лет после надгортанной ларингэктомии по поводу плоскоклеточного рака надгортанной области III стадии вводили цетуксимаб. После года непрерывного лечения появились аномально длинные и густые волосы, распределенные по груди. Биопсия области аномального роста волос выявила короткие вставленные волосяные фолликулы, возникшие в результате нерегулярной архитектуры кератиноцитов внутренней и внешней оболочки корня, связанной с присутствием небольшого количества лимфоцитарного воспалительного инфильтрата. Иммуногистохимический анализ показал отсутствие фосфорилированного активированного EGFR в эпидермальных кератиноцитах и очень слабое окрашивание измененных волосяных фолликулов, что свидетельствует о значительном ингибировании EGFR, достигаемом во время лечения цетуксимабом. Когда терапию цетуксимабом прекратили, через три месяца аномальный рост волос прекратился. Исчезновение чрезмерного роста волос после остановки лечения подтверждает потенциальную роль цетуксимаба в росте аномальных волос[526].

• У 69-летней женщины с метастатической порокарциномой ноги в схему лечения был добавлен цетуксимаб. В этот период наблюдался активный рост волос, ресниц и бровей. Лечение было прекращено после двух циклов из-за прогрессирования заболевания. Поддерживающая терапия сохранена. Два месяца спустя наблюдались трихомегалия бровей и ресниц и тяжелый гипертрихоз лица (борода и височные области)[527].

Примечание. Порокарцинома – опухоль из эпителия эккриновых потовых желез.

• 100-летнему мужчине провели терапию цетуксимабом в связи с развитием плоскоклеточного рака кожи головы. После трех месяцев терапии у пациента наблюдался анормальный рост волос на коже черепа в области облысения, вторичный по отношению к андрогенной алопеции (до терапии цетуксимабом у пациента было выпадение волос по мужскому типу). При обследовании обнаружены вьющиеся густые волосы от черного до серого цвета на височно-теменных областях волосистой части головы, и их возникновение связано с трихомегалией и ростом бровей. Предыдущее обследование показало наличие минимальных участков роста прямых седых волос в затылочной и височной областях. В последующие месяцы аномальный рост волос продолжался[528].

Возможное объяснение аномального роста волос заключается в той роли EGFR, которую он играет в регуляции цикла волос. EGFR является основным модулятором эпителио-мезенхимальных взаимодействий и играет важную роль в регулировании перехода из фазы анагена в фазу катагена. Индуцированное цетуксимабом ингибирование EGFR в волосяных фолликулах изменяет цикл их роста и останавливает анаген-катагеновую трансформацию. Это приводит к тому, что волосяные фолликулы остаются в фазе анагена, и волосы растут аномально[529]. Кроме того, известно, что цетуксимаб изменяет структуру кератиноцитов корневых оболочек и таким образом меняет характер роста волос. Это приводит к появлению дезориентированных и коротких волосяных фолликулов, что клинически проявляется в виде вьющихся и густых волос.

Известно о случае гипертрихоза кожи головы с ростом черных или серых волос у первоначально седого пациента после терапии цетуксимабом. Вероятно, терапия против EGFR не только вызывает видимый рост волос, но и может изменить их цвет[530]. Интересно отметить, что трихомегалия и гипертрихоз наблюдались у пациентов, которые ранее получали химиотерапию и у которых была алопеция. Вероятно, после химиотоксической алопеции волосяные фолликулы находятся в фазе неоморфогенеза, аналогичной той, которая наблюдается у плода. Возможно, блокада EGFR может оказаться полезной для лечения алопеции[531][532].

Эрлотиниб

Клинический случай. 55-летняя женщина с метастатическим раком легких получала терапию эрлотинибом – ингибитором тирозинкиназы рецептора эпидермального фактора роста. Через неделю после его первоначального введения у пациентки на лице возникла характерная папулопустулезная сыпь. Три месяца спустя развились изменения волос, брови и ресницы потемнели и стали более густыми, произошла их завивка и удлинение, сопровождающаяся повышенной ломкостью (трихорексис). После первоначального ответа на лечение опухоль у пациентки прогрессировала, и лечение эрлотинибом было прекращено. Через три месяца после этого изменения волос прекратились[533].

Терапия циклоспорином

Одной из причин приобретенного генерализованного гипертрихоза является прием некоторых лекарств, наиболее частыми из которых бывают фенитоин, циклоспорин и миноксидил.

Циклоспорин – это иммунодепрессивный ингибитор кальциневрина, механизм действия которого заключается в селективном подавлении функции вспомогательных Т-лимфоцитов (CD4+) и, следовательно, блокировке выработки интерлейкинов, особенно IL-2. Он широко используется в дерматологии для лечение псориаза и атопического дерматита, а также в других областях медицины, например, для лечения стероидно-резистентного нефротического синдрома. Среди его основных побочных эффектов следует назвать гипертрихоз, гиперплазию десен и повышенную частоту кожных новообразований и инфекций. Циклоспорин индуцирует фазу анагена и ингибирует фазу катагена волосяного фолликула и стимулирует рост волос за счет пролиферации матричных клеток.

Клинический случай. Шестилетняя пациентка с нефротическим синдромом в течение пяти лет принимала циклоспорин. Из-за обострения протеинурии его доза была увеличена. Через три месяца у ребенка появилось увеличение терминальных волосков на лице, туловище, конечностях и трихомегалия. Гормональный фон отклонений не выявил. Гипотеза гирсутизма была отвергнута клиническими и лабораторными исследованиями. Изменений глаз и полости рта не было, нервно-психомоторное развитие у ребенка было нормальным, однако сывороточный уровень циклоспорина был повышен. Эти данные позволили поставить диагноз приобретенного генерализованного гипертрихоза, связанного с приемом циклоспорина[534].

Влияние тестостерона

Тестостерон для местного применения широко используется в качестве заместительной терапии. Всасывание тестостерона через кожу может привести к гирсутизму.

Клинический случай. 66-летняя женщина ежедневно наносила гель тестостерона правой рукой на плечо мужа, который страдал гипоандрогенией, вторичной по отношению к лучевой терапии множественной миеломы. При осмотре у нее был локализованный гипертрихоз на правом предплечье, связанный с экзематозной сыпью. Гормональный профиль, включая уровень свободного тестостерона, был нормальным. Рост ее волос вернулся к норме, когда ее партнер переключился на использование инъекционного тестостерона. Эта временная взаимосвязь между нанесением геля и обнаружением локализованного гипертрихоза с нормальным гормональным профилем предполагает, что нанесение тестостерона было причинным фактором избыточного роста волос[535].

Алопеция

Казалось бы, ну что может быть грустнее и скучнее, чем описание того, как люди теряют свои красивые волосы? Но не спешите перелистывать эту главу, иначе вы никогда не узнаете,

• что Эйнштейн не учел в своей теории гравитации и как это может быть связано с потерей волос;

• как бактерии прожигают своими ферментами дыры, чтобы проникнуть в корень волоса;

• как личная жизнь и количество браков отражается на волосах;

• что делает с нашими волосами загадочное вещество под названием «субстанция Р»;

• как матери с пышными волосами могут передать свою Х-хромосому с характерным для облысения геном своим сыновьям и почему плохая генетика не всегда является приговором в случае облысения.

И тогда вы, конечно, не узнаете о том, что наука сделала для того, чтобы в корне побороть это печальное явление. Следует отметить, что наука не сидела сложа руки: она активно изучала алопецию и сделала в этом направлении уже немало. Но обо всем по порядку.

Немного истории

Активная фаза исследования механизмов и причин алопеции (или, проще говоря, облысения) началась в середине прошлого века после знаменитых работ американского ученого-анатома Джеймса Гамильтона. Он первым показал на большой группе стерилизованных людей, что облысение связано с половыми гормонами. До этого было хорошо известно, что облысение является наследственным признаком, и оно чаще встречается у мужчин, чем у женщин. Также было известно, что выпадение волос на голове происходит у женщин с опухолями и повышенной секрецией андрогенов, однако именно Гамильтон описал, что для облысения мужчин необходимы как генетическая предрасположенность, так и тестостерон. Гамильтон также создал первую классификацию облысения у мужчин, выделив пять стадий этого заболевания.

I. Выпадение волос вдоль лобной границы оволосения.

II. Образование двусторонних залысин на лбу и поредение волос на темени или макушке.

III. Прогрессирующее выпадение волос на лбу и темени.

IV. Слияние очагов облысения на лбу и темени.

V. Полное симметричное облысение лобно-теменной области, при этом на волосистой части головы остается только узкая кайма волос на висках и затылке, которые при андрогенной алопеции не выпадают.

Эта классификация и сегодня по-прежнему используется специалистами как классификация алопеции Гамильтона-Норвуда.

С работами Джеймса Гамильтона связана одна из печальных и позорных страниц в истории США. Наверное, очень многие слышали о том, что в фашистской Германии принудительно стерилизовали психически нездоровых людей. Но немецкие фашисты были не первыми, кто внедрил эту изуверскую практику. В первой половине ХХ века, вплоть до 1950-х годов, в США принудительная стерилизация была в полном ходу.

Несмотря на то что Гамильтон в своей работе не раскрывал, откуда он взял для своих исследований так много взрослых стерилизованных людей, американцы впоследствии выяснили их происхождение. Стало известно, что он брал их в специализированном учреждении для психически отсталых людей в городе Канзас, которое называлось Winfield State Training School. Учреждение Winfield State Training School открылось в 1881 году в качестве государственного приюта для воспитания умственно отсталых детей. Первый директор заведения был поклонником движения евгеники, которая выступает за вычищение из общества «неполноценных» людей и теоретическую основу которой впоследствии взяли себе на вооружение немецкие нацисты. В 1893 году по инициативе директора в приюте была введена обязательная стерилизация слабоумных воспитанников. По данным американских исследователей, в Канзасском приюте за 50 с лишним лет было стерилизовано в общей сложности несколько сотен умственно отсталых детей. При этом участники этих варварских действий не понесли никакого наказания, потому что в США в первой половине ХХ века принудительная стерилизация психически неполноценных людей была разрешена законодательно[536].

Что такое алопеция?

Вернемся к облысению. Как отмечают исследователи, единой классификации алопеции не существует. Среди упоминающихся видов алопеции можно встретить большое разнообразие названий: рубцовая и нерубцовая, андрогенетическая и андрогенная, диффузная и телогенная, очаговая и гнездная. В данном случае мы более подробно рассмотрим самый распространенный вид алопеции – андрогенную, то есть связанную с андрогенами и генетическими факторами. На ее долю приходится до 95 % всех случаев облысения. Если вы на улице или в подъезде дома встретите какого-нибудь гражданина средних лет, отсвечивающего своей лысиной, то можете быть почти уверены в том, что видите именно случай андрогенной алопеции.

Андрогенная алопеция (АГА) представляет собой хроническое прогрессирующее состояние, которому подвержены в течение жизни около 80 % мужчин и 50 % женщин. Характер распространенности АГА у мужчин в зависимости от возраста выглядит примерно так: после 30 лет этим страдает каждый третий, после 50 лет – каждый второй, после 80 лет – более 80 % всех мужчин. При этом возрастная алопеция имеет свои характерные особенности, которые мы далее рассмотрим более подробно. Этническая принадлежность также играет существенную роль в развитии АГА. Если вы мужчина и родились на Кавказе, то у вас самые высокие шансы не только научиться плясать лезгинку, но и растерять большую часть волос на голове в течение жизни. Вслед за кавказцами по частоте облысения идут все остальные представители европеоидной расы. По сравнению с ними менее подвержены облысению жители Азии, представители негроидной расы и коренные народы Америки.

Мужчины и женщины при АГА теряют волосы по-разному: у мужчин происходит тотальное выпадение волос в области лба и темени, у женщин возникает поредение волос в центрально-теменной области с сохранением в большинстве случаев лобной границы волосяного покрова. О классификации мужского облысения по Гамильтону было рассказано выше. Для женщин есть своя классификация облысения по Людвигу (или шкала Людвига). В ней выделяются три стадии.

1. Начинающееся поредение волос в теменной области, при этом границы волос остаются неизменными.

2. Явное поредение волос в теменной области.

3. Тотальная потеря волос в пределах лобно-теменной зоны (встречается менее чем у 5 % женщин)[537].

Эти две классификации Гамильтона и Людвига были предложены более чем полвека назад и имели свои ограничения, поэтому в 2007 году была введена в оборот базовая и специфическая классификация (BASP), универсальная для мужчин и женщин. Она включает в себя четыре базовых типа облысения (L, M, C, U) и два специфических (F и V)[538].

Алопеция и гормоны

Как видно из названия АГА, одну из ключевых ролей в ее развитии играют гормоны андрогены (группа стероидных мужских половых гормонов), которые активно участвуют в регуляции роста волос у человека.

На цикл волос и структуру волосяных фолликулов сильно влияют различные гормоны. Это андрогены (такие как тестостерон (Т), дигидротестостерон (ДГТ)) и их предшественники [дегидроэпиандростерона сульфат (ДГЭАС) и андростендион (A)], которые являются ключевыми факторами в терминальном росте волос. Они воздействуют на специфические для пола участки тела, превращая маленькие прямые светлые пушковые волосы в более крупные и более темные терминальные волосы. Они связываются с внутриклеточными рецепторами андрогенов в клетках дермальных сосочков волосяного фолликула.

Большинству волосяных фолликулов для преобразования тестостерона в ДГТ требуется также внутриклеточный фермент 5-альфа-редуктаза. Помимо андрогенов, в настоящее время исследуется роль и других гормонов, например, эстрадиола, который может значительно изменить рост и цикл волосяного фолликула. Он связывается с рецепторами эстрогена и влияет на активность ароматазы, которая отвечает за преобразование андрогена в эстроген (E2). Прогестерон на уровне волосяного фолликула замедляет преобразование тестостерона в ДГТ. Влияние пролактина (ПРЛ) на рост волос также интенсивно исследовалось, и рецепторы ПРЛ и сами ПРЛ были обнаружены в коже головы человека. Мы постараемся рассмотреть результаты многих анализов и дать всестороннее современное понимание вопроса о влиянии гормональных изменений на волосяной фолликул.

В настоящее время известно, что в каждый момент времени до 85–90 % волос на голове человека находятся в фазе анагена, всего 1 % волос – в фазе катагена, а остальные волосы – в фазе телогена. При этом, что удивительно, каждый волосяной фолликул выступает как автономная единица. Переходы от одной фазы к другой происходят независимо для каждого фолликула. Нарушение временных промежутков, характерных для каждой из фаз, признано одной из патологических особенностей облысения при АГА. Выявлено, что при АГА фаза активного роста (анагена) значительно сокращается, а фаза покоя (телогена), наоборот, увеличивается, в результате чего нормальная потеря волос в 100 штук в день увеличивается до 1000 и более.

При рождении человека количество волосяных фолликулов на его голове бывает максимальным. Средняя плотность волосяных фолликулов на голове новорожденного составляет 1135 штук на 1 см^2, к 30 годам их бывает около 615, к 45–70 годам – 320 на 1 см^2. В норме на волосистой части головы имеется приблизительно 100–150 тысяч волос, а на всем туловище их около 5 млн.

Но вернемся к нашим гормонам и поговорим о том, как гормоны влияют на циклы роста волос и на их здоровье. Прежде чем перейти к основным участникам процессов облысения – андрогенам, – скажем несколько слов о еще одном важном гормоне – мелатонине.

Мелатонин

Мелатонин – эволюционно древний высококонсервативный гормон с индольным ядром в структуре, оказывающий множественное плейотропное биологическое действие на большое количество клеток и тканей. Благодаря своей высокой липофильной химической структуре он легко проникает через клеточные мембраны и внутрь органелл. Там он и его метаболиты защищают внутри- и внеклеточные сигнальные пути, противодействующие окислительному повреждению.

Мелатонин синтезируется в основном в шишковидной железе, а также – в меньших количествах – в коже, сетчатке глаза, красном костном мозге, пищеварительном тракте, мозге, яичниках и яичках. Независимо от источника происхождения, он выполняет антиоксидантную функцию, улавливая и инактивируя активные формы кислорода и азота, возникающие в результате окислительного стресса. Кроме этого, мелатонин играет важную роль в противораковых и противовоспалительных процессах. У млекопитающих он регулирует многочисленные физиологические процессы, среди которых сезонные биологические ритмы, засыпание и регуляция иммунологических защитных реакций[539].

Рецепторы мелатонина есть и в клетках волосяных фолликулов. Мелатонин участвует в пигментации волос, увеличивая количество меланоцитов. Он также влияет на рост волос, стимулируя фазу анагена, и подавляет апоптоз кератиноцитов, из которых будут построены волосы. Описано, что волосяные фолликулы человека секретируют мелатонин, при этом они, в свою очередь, стимулируются, как и шишковидная железа, нейромедиатором норадреналином[540].

В 2012 году команда немецких и итальянских дерматологов, Питер Элснер с коллегами, описали результаты пяти клинических исследований (КИ) местного применения (то есть втирания в кожу) мелатонина пациентами с АГА. В итоге все КИ с мелатонином показали положительные результаты как у мужчин, так и у женщин, уменьшив прогрессию АГА и продемонстрировав хорошую переносимость. Так, наблюдательное исследование с участием 30 мужчин и женщин показало значительное снижение степени тяжести алопеции через 90 дней применения мелатонина.

В другом исследовании у 35 мужчин с AГA через 3 и 6 месяцев больше чем у половины пациентов наблюдалось значительное увеличение густоты волос на 29 % и 41 %, соответственно. В большом трехмесячном многоцентровом исследовании с участием более 1800 добровольцев в 200 центрах процент пациентов с положительным результатом теста на выдергивание волос (одного из тестов на АГА) снизился с 61,6 % до 7,8 %. Кроме того, у участников наблюдалось снижение интенсивности воспаления кожи головы, себорейного дерматита[541].

Гормоны стресса

Гормоны стресса также оказывают существенное влияние на состояние и здоровье волос. Кортикотропин-рилизинг гормон (КРГ) секретируется паравентрикулярным ядром гипоталамуса. Он выступает в качестве центральной движущей силы гормональной системы стресса, представленной осью гипоталамус-гипофиз-надпочечники. В коже человека КРГ и его рецепторы были впервые обнаружены еще четверть века назад. В настояще время известно, что КРГ подавляет образование стержня волоса, стимулируя преждевременное начало фазы катагена. КРГ также влияет на снижение пролиферации кератиноцитов в матриксе волосяного фолликула и запуск их апоптоза[542].

Еще один гормон стресса – кортизол. Это стероидный гормон, вырабатываемый надпочечниками, который играет роль в широком спектре процессов в организме человека, но его основной функцией является контроль реакции организма на стресс. В последнее время особое внимание уделяется концентрации кортизола в волосах как информативному биомаркеру различных патологий (об этом подробно рассказано в главе про волосы и биомаркеры). Кроме всего прочего, было описано, что концентрация кортизола в волосах влияет на нормальный рост волос: его высокий уровень напрямую связан со снижением синтеза и преждевременной деградацией гиалуронанов и протеогликанов – важных модуляторов функции волосяных фолликулов. Это оказывает угнетающее воздействие на рост волос, поэтому нужно беречь свои нервы, чтобы подольше сохранить красивые и густые волосы[543].

Андрогены

Теперь мы переходим к рассказу о главных участниках гормональных процессов, связанных с облысением: это мужские половые гормоны андрогены.

Андрогены – половые стероидные гормоны, вырабатываемые у мужчин и у женщин яичками и яичниками, надпочечниками, мозгом и плацентой. Они действуют, связываясь с внутриклеточными рецепторами. Надпочечники секретируют андрогены дегидроэпиандростерон и дегидроэпиандростерон-сульфат, которые биологически менее активны по сравнению с другими андрогенами (такими как тестостерон и его метаболит дигидротестостерон). Выработка тестостерона происходит в яичках (семенниках) у мужчин и в яичниках и коре надпочечников у женщин.

Дигидротестостерон (ДГТ) – метаболит тестостерона, главный фермент, участвующий в производстве ДГТ – 5-альфа-редуктаза, которая преобразует тестостерон в дигидротестостерон в коже, волосяных фолликулах, предстательной железе, печени и в мозге.

Рецепторы андрогенов расположены в клетках дермальных сосочков, с чем и связана особая чувствительность этих клеток к действию андрогенов. После связывания с рецептором тестостерона и более мощного ДГТ в ядре клетки происходит изменение экспрессии ряда генов, связанных с регуляцией роста волосяного фолликула. Так, экспрессия генов, продукты которых стимулируют рост волосяных фолликулов (это инсулиноподобный фактор роста IGF-1, а также bFGF, FGF7, HGF, PGE 2, VEGF, Wnt), под их действием снижается. И наоборот: факторы, подавляющие рост фолликулов и стимулирующие воспаление, фиброз и апоптоз клеток фолликула (это трансформирующий фактор роста – бета, TGF-β, а также FGF5, IL-1α, PGD 2, TNF-α), повышают свою активность из-за действия андрогенов[544].

В результате всего этого происходит укорочение фазы роста – анагена. Волосяной фолликул сморщивается, происходит его миниатюризация, и вместо нормальных длинных пигментированных волос он начинает производить маленькие и бесцветные волосы, похожие на пушковые. С течением времени и эти маленькие волосы перестают расти, образуя области облысения.

В данном случае следует упомянуть о так называемом «андрогенном парадоксе». Этот парадокс заключается в том, что андрогены оказывают различное воздействие на волосяные фолликулы в зависимости от их расположения на теле. Так, в верхней части головы андрогены, как было описано выше, подавляют рост волос, но совсем другая картина происходит с волосяными фолликулами в подмышках, на лобке, на груди и на лице в области бороды.

В период полового созревания происходит значительное повышение уровня андрогенов, в результате чего пушковые (маленькие и бесцветные) волосы в лобковой и подмышечной областях трансформируются в терминальные (длинные и имеющие цвет) волосы. Так как у мужчин уровень андрогенов выше, в период полового созревания под их воздействием, кроме волос лобка и подмышек, начинают расти усы, борода, а у некоторых мужчин и волосы на груди.

Генетика алопеции

Почему андрогены, нормальные физиологические гормоны организма человека, вдруг начинают оказывать патологическое воздействие на волосы на голове? Характерно, что у лысеющих людей уровни тестостерона и ДГТ обычно не превышают нормы. В настоящее время считается, что свое негативное действие они оказывают на клетки фолликула из-за повышенной активности их рецепторов и фермента, преобразующего тестостерон в более мощный ДГТ. А у женщин антиандрогенное действие ввозникает из-за пониженной активности фермента ароматазы, которая превращает тестостерон в женский гормон эстрадиол. Как показали исследования, у женщин с алопецией уровень ароматазы в зонах облысения на голове был значительно снижен по сравнению с теми областями головы, где волосы росли нормально. При этом у мужчин ароматаза еще менее активна, чем у женщин. Это, по мнению исследователей, частично объясняет то, почему женщины не так сильно подвержены андрогенной алопеции, как мужчины[545].

Почему же рецепторы андрогенов и ферменты, связанные с их производством, вдруг изменяют свою активность, приводя к облысению? В настоящее время считается, что не последняя роль в этом принадлежит генетической предрасположенности. Наследственность играет немалую роль в развитии облысения: если кто-то из членов вашей семьи преждевременно и сильно растерял свои волосы, то у вас, скорее всего, будет повышенный риск развития алопеции[546][547].

В 2003 году американские исследователи из Вашингтонского университета провели сравнительное исследование, в котором оценивали облысение у 476 монозиготных и 408 дизиготных мужчин-близнецов в возрасте от 25 до 36 лет. Монозиготные близнецы – это дети, развившиеся из одной яйцеклетки и имеющие идентичный геном. Дизиготные близнецы получаются из двух яйцеклеток своей матери, поэтому имеют уже разные геномы, и внешне они могут сильно различаться. Так вот, исследование показало, что у монозиготных близнецов развивающаяся у обоих алопеция встречалась в два раза чаще, чем у дизиготных. У вторых, напротив, один из близнецов мог облысеть, а другой при этом мог остаться с волосами. Это указывает на важную роль генетики в облысении[548].

Однонуклеотидный полиморфизм в первом экзоне гена AR (кодирующего рецептор андрогенов) под названием STUL достоверно связан с облысением. Этот генетический вариант, повышающий активность AR в клетках волосяных фолликулов, встречается у 98 % мужчин с преждевременным облысением. Еще одна генетическая особенность гена рецептора андрогенов связана с его характерной областью, содержащей тринуклеотидные повторы CAG (цитозин-аденин-гуанин). Как показали исследования, при алопеции как у мужчин, так и у женщин уменьшение числа повторов CAG в гене AR увеличивает риск облысения. На основе анализа этих повторов был даже разработан генетический тест, указывающий на повышенный или пониженный риск развития алопеции. Удивительно то, что ген AR находится на Х-хромосоме, которую мужчины наследуют от своих матерей, но как тогда сыновья получают наследственную предрасположенность к алопеции от своих рано полысевших отцов, остается не совсем понятно[549][550].

Для женщин с алопецией, как показали исследования, характерен однонуклеотидный полиморфизм (rs4646) в гене CYP19A1, кодирующем фермент ароматазу, – она, как мы помним, оказывает антиандрогенное действие, превращая тестостерон в эстрадиол[551].

Но в процессах, связанных с потерей волос, генетика решает далеко не все. Это показали два исследования, проведенные в 2009–2011 годах американскими учеными. В этих исследованиях приняли участие однояйцевые близнецы (92 мужчин и 98 женщин-близнецов). Оказалось, что, кроме генетики, сильными факторами, связанными с облысением, выступали гормональный фон, стресс, гипертония, диабет, курение, чрезмерное употребление алкоголя, длительное нахождение на солнце, нестабильная личная жизнь (много браков) и, как это ни удивительно, чрезмерно высокая физическая активность. Выходит, что человек своим образом жизни может ускорить или, наоборот, отсрочить процессы, связанные с алопецией[552][553].

В 2021 году были опубликованы результаты исследования 1507 мужчин-студентов в возрасте от 18 до 30 лет. 20 % участников этого исследования уже начинали лысеть. Взаимосвязь с облысением показали семейная история алопеции (генетика), а также нездоровое питание (много красного мяса, мало фруктов и овощей) и курение[554].

Воспаление, окислительный стресс и алопеция

Кроме гормонально-генетической составляющей, преждевременная потеря волос имеет сильную связь с воспалительными и фиброзными процессами. Как показывают исследования, хроническое воспаление на уровне фолликула является общей характерной чертой для всех типов выпадения волос, в том числе и для самого распространенного – андрогенетической алопеции. В связи с этим иммунология фолликулов стала темой многих исследований. В настоящее время уже становится понятно, что как в нормальной, так и патологической физиологии фолликула участвуют множественные иммунные пути.

Внутри волосяного фолликула многочисленные цитокины (сигнальные иммунные белки), факторы роста и транскрипции сигнализируют фолликулу о переходе из одной фазы в другую. Они играют важную роль в регенерации и обновлении структур фолликула. При микровоспалении, характерном для потери волос при андрогенной алопеции, происходит избыточная продукция провоспалительных цитокинов, таких как как IL-1 и TNF-a. Они стимулируют производство активных форм кислорода (АФК), повреждающих клетки фолликула, гибель клеток и распространение воспалительных процессов. Кроме этого, эти цитокины вызывают нарушение нормальной смены фаз фолликула, что приводит к укорочению фазы роста – анагена – и преждевременному вступлению в фазу регресса – катагена[555][556].

Вирусы, бактерии и грибки на коже головы и внутри волосяных фолликулов также генерируют АФК, способствуя возникновению в фолликулах окислительного стресса и воспаления, а также дальнейшему нарушению цикла волос и их выпадению. Как показывают исследования, микроорганизмы, как комменсальные (то есть обычные для нашего организма), так и патогенные, способны проникать далеко вглубь (по масштабам микроорганизмов) тела и размножаться там, образуя целые сообщества в виде биопленок. В 2013 году американские и китайские исследователи в журнале Nature Communications рассказали о микробах, проникавших в глубокие слои кожи (между дермой и жировой клетчаткой), которые ранее считались стерильными[557].

Точно так же микробы могут заселять и волосяные фолликулы. Нормальные микробные сообщества под воздействием различных факторов, как внешних, так и внутренних, могут менять свой состав в сторону преобладания патогенных бактерий. Они уже, в свою очередь, будут стимулировать окислительный стресс, воспаление и потерю волос. Примером этого является Staphylococcus aureus – широко известная бактерия, заражение которой сегодня встречается часто и трудно поддается лечению из-за ее устойчивости к антибиотикам. В статье 2021 года ученые описали, как Staphylococcus aureus проникали внутрь волосяного фолликула, используя для этого липазы – специализированные ферменты, разрушающие жиры. Бактерии использовали их, чтобы разрушить скопление кожного сала, закрывающее вход внутрь фолликула[558][559].

Еще одна бактерия, обнаруженная в фолликулах, Cutibacterium acnes, продуцирует короткоцепочечные жирные кислоты путем ферментации липидов кожного сала. Это стимулирует иммунную систему хозяина и приводит к воспалительным реакциям[560].

Кроме других факторов, устойчивый и хронический стресс тоже может привести к фолликулярному воспалению и нарушению нормальной физиологии фолликулов. Это происходит из-за таких эндокринных и нейроиммунных медиаторов, как кортикотропин-рилизинг гормон (КРГ), кортизол, фактор роста нервов (NGF) и нейропептид под названием «субстанция Р» (SP). Все они имеют свои рецепторы в клетках фолликула, которые активно реагируют на них запуском сигнальных путей. Как было рассказано выше, и КРГ, и кортизол при стрессе действуют на рост волос угнетающе. Кроме этого, исследования показали, что психоэмоциональный стресс вызывает высвобождение NGF и SP (также стимулирующих фазу регресса, катаген) из нервных волокон, окружающих фолликулы. Это, в свою очередь, приводит к активации иммунных тучных клеток, которые инициируют воспаление, высвобождая множество провоспалительных факторов, например, гистамина и TNF-a, еще больше усиливающих воспаление, образование АФК и вызывающих раннее начало катагена с остановкой роста волос[561][562][563].

Обнаружено, что SP активирует фолликулярную экспрессию генов, кодирующих иммунные белки HLA, принадлежащие к группе главного комплекса гистосовместимости. Они связаны с воспалением, нейродегенерацией и диабетом и обычно подавляются волосяными фолликулами в рамках так называемой иммунной привилегии (immune privilege, IP). IP – довольно редкое явление для нашего организма, оно встречается лишь в некоторых тканях (в глазах, плаценте и плоде, семенниках, волосяных фолликулах). IP значительно снижает иммунный ответ в этих тканях. Фолликул как один из немногих органов (а это мини-орган!) с IP показывает этим эволюционную важность присутствия в нем механизмов для предотвращения запуска как врожденных, так и адаптивных иммунных ответов.

Но все может поменяться из-за длительного стресса: в этом случае происходит отмена IP, что делает фолликул открытым и незащищенным для активации воспалительных каскадов и последующего выпадения волос[564].

Кроме циркулирующих, вырабатываемых организмом системно гормонов стресса (АКТГ, КРГ и кортизола), на фолликулы могут воздействовать эти же гормоны, произведенные локально самими фолликулами. Во время чрезмерного стресса системный КРГ связывается с рецепторами на фолликуле и стимулирует его внутреннюю гормональную ось для местного производства АКТГ, кортизола и КРГ. Это, в свою очередь, приводит к еще большей стимуляции иммунных тучных клеток, к воспалению и апоптозу фолликулярных клеток. В дополнение к этому повышенные уровни кортизола нарушают функции других важных гормонов, связанных с регуляцией цикла волос, например, тиреотропного гормона и гормонов щитовидной железы, необходимых для правильного функционирования и активации стволовых клеток волосяного фолликула[565][566][567].

Завершая рассказ об участии воспаления в облысении, следует отметить, что многочисленные гистохимические, ультраструктурные и иммуногистохимические исследования продемонстрировали присутствие фолликулярного микровоспаления при облысении как у мужчин, так и у женщин. Оно проявляется в виде инфильтрации лимфоцитов, активации тучных клеток и обнаружении скоплений иммуноглобулинов[568].

Гравитация и облысение

Рассказывая об алопеции, невозможно не упомянуть об одной очень оригинальной гипотезе возникновения облысения, которую выдвинул несколько лет назад Е. Устунер. В своей работе он обратил внимание на несколько слабых мест в общепринятом объяснении механизмов андрогенной алопеции, связанных с так называемым «андрогенным парадоксом», о котором было рассказано выше.

В настоящее время известно, что активность фермента 5-альфа-редуктазы, который превращает тестостерон в дигидротестостерон (ДГТ), растет при облысении. Уровень самого ДГТ и его рецепторов в клетках волосяных фолликулов также увеличивается, при этом уровни системных андрогенов остаются в норме. Блокирование же превращения тестостерона в ДГТ замедляет прогрессирование AГA.

Основываясь на этих выводах, гормон ДГТ, как было описано выше, считается ответственным за нарушение нормального цикла и миниатюризацию волосяных фолликулов при AГA. Но это предположение и порождает тот самый парадокс, когда одни и те же гормоны, тестостерон и ДГТ, по-разному действуют на волосяные фолликулы, в одних случаях вызывая рост волос и превращая маленькие пушковые волосы в длинные терминальные, а в других, наоборот, подавляя рост волос и заменяя длинные волосы пушковыми.

Как метко выразился в своей работе «Андрогены и рост человеческих волос» еще один исследователь волос, В. Рандалл, это все выглядит очень странно: «Неясно, как один тип циркулирующего гормона оказывает такое противоположное действие на отдельную ткань в зависимости от участка тела. Один только этот биологический парадокс делает действие андрогенов в волосяных фолликулах очень интригующим»[569].

Чтобы как-то сгладить этот парадокс, учеными была введена концепция андроген-зависимых и андроген-независимых волосяных фолликулов. При этом, как отмечает Е. Устунер, возникает закономерный вопрос, заслуживающий внимания. Концепция андроген-зависимых и андроген-независимых волосяных фолликулов рассматривает всю кожу головы как единый участок тела. Волосы на коже головы считаются андроген-независимыми, потому что они растут без влияния андрогенов, в отличие от подмышечных и лобковых волос. Тем не менее эта концепция невольно делит кожу головы на два участка: чувствительную и нечувствительную к андрогенам, поскольку в одних местах на голове волосы выпадают под действием андрогенов, а в других – нет. Все это, вместе взятое, вызывает некоторые сомнения в правильности такой концепции.

ДГТ считается андрогеном, который связывается с рецепторами андрогенов и вызывает миниатюризацию фолликулов. Кроме прочего, этот вывод был основан на обнаружении повышенного уровня ДГТ в зонах облысения на голове по сравнению с нормальными участками волос. Если это так, утверждает Е. Устунер, то миниатюризацию фолликулов при АГА нельзя рассматривать только как вопрос чувствительности к андрогенам, ведь количество андрогенов оказывается почему-то неодинаковым в так называемой нечувствительной к андрогенам области на коже головы.

По мнению автора, концепция чувствительности к андрогенам не только неуместна для объяснения роли андрогенов в AГA, но и может вводить в заблуждение, потому что в этом случае игнорируется несколько важных вопросов, а именно: почему повышается активность ДГТ (или фермента 5-альфа-редуктазы) при облысении головы? Как ДГТ вызывает выпадение волос, в то время как для него характерен прямо противоположный эффект? Почему облысение (или повышение уровня ДГТ) обычно происходит только в верхней части головы, не затрагивая области по бокам?

Действующая принятая гипотеза возникновения АГА пока не в состоянии ответить на все эти вопросы, однако в некоторой степени это может сделать предложенная новая теория, ключевую роль в которой автор отводит силам гравитации.

Е. Устунер обратил внимание на то, что фолликулы (по своей форме напоминающие мешочки или луковицы) расположены под кожей, прижимаясь к костям черепа. Когда организм молод и здоров, у него есть своеобразная амортизационная прокладка, не позволяющая коже сильно прижимать фолликулы, – это подкожная жировая клетчатка и гидратированная (то есть содержащая много молекул воды) дерма. С возрастом эта прокладка истончается и теряет свои смягчающие свойства.

Известно, что гидратация дермы снижается из-за уменьшения содержания в ней гиалуроновой кислоты, связывающей молекулы воды. Точно так же при старении истончается и подкожно-жировая клетчатка. Другой фактор, который вызывает истончение подкожной жировой ткани намного быстрее, чем старение, – это тестостерон. С наступлением половой зрелости у мужчин подкожно-жировая клетчатка начинает уменьшаться из-за повышения уровня тестостерона. У женщин гормон эстроген защищает амортизирующие ткани до наступления менопаузы. Снижение подкожно-жировой клетчатки, вызванное тестостероном, в этот период у женщин обычно не происходит. Это может частично объяснять тот факт, почему алопеция редко встречается у женщин и более распространена в пожилом возрасте.

По мере того как смягчающая «подушка» истончается, волосяному фолликулу необходимо бороться с более высоким давлением на него кожи для достижения своего конечного размера после уменьшения в фазе катагена. Для ускорения роста требуется больше андрогенов. Это местная потребность, и существует механизм для локального усиления эффекта андрогенов без повышения их системных уровней. Активность фермента 5-альфа-редуктазы увеличивается в области фолликулов, и он преобразует больше тестостерона в ДГТ, который в несколько раз активнее, чем тестостерон. При этом повышенный уровень ДГТ вызывает еще большее истончение подкожной жировой ткани вокруг волосяного фолликула. Это формирует порочный круг: сжимаемый фолликул требует для своего роста больше андрогенов, которые еще сильнее уменьшат амортизационную прокладку и вызовут еще большее сжатие фолликула.

В итоге волосяной фолликул не может вырасти до своего полного размера и становится все меньше и меньше с каждым циклом вместе с увеличением давления на него кожи. Происходит характерная для андрогенной алопеции миниатюризация волосяного фолликула, превращение нормальных волос в пушковые и их выпадение. Если давление, создаваемое весом кожи головы, вызывает потерю волос при АГА, как утверждает теория, то волосы на макушке головы должны выпадать в первую очередь. Именно это и происходит.

Несмотря на всю кажущуюся логичность новой теории облысения, ее автор признается, что она была встречена научным сообществом скептически: «С момента своего появления новая теория вызвала заметный скептицизм и сопротивление. Возможно, единственный недостаток теории – упрощение очень сложной задачи. АГА – одна из самых больших и сложных проблем человечества. На протяжении всей истории она затронула очень много людей и стала большой и разрушительной проблемой. Трудно сразу принять какой-нибудь менее сложный механизм развития АГА, чем общепринятый. Однако все природные явления, которые кажутся сложными, выглядят проще, если рассматривать их с правильной точки зрения»[570].

Что характерно, другие исследования частично подтверждают эту «гравитационную» гипотезу. Напирмер, была описана роль механического стресса в возникновении АГА. Ключевую роль в этих процессах играет трансформирующий фактор роста β-1 (TGFβ-1). Он, как было упомянуто раньше, связан с апоптозом клеток фолликула и подавлением его роста, который, как считается, играет фундаментальную роль в патогенезе АГА. Повышенная экспрессия TGFβ-1 в клетках дермального сосочка стимулируется андрогенами.

Как выяснила команда японских исследователей, повышенная чувствительность к андрогенам клеток дермального сосочка регулируется коактиватором рецептора андрогена Hic-5/ARA55 – это белок, связанный с фокальной адгезией и принадлежащий к семейству паксиллинов. Его активация вместе с рецептором андрогенов и ДГТ повышает экспрессию гена TGFβ-1. Что примечательно, стимулом, который может изменить неактивный статус Hic-5, выступает деформация цитоскелета клеток под действием физических сил. Получается, что механическая стимуляция под воздействием кожи и мышц головы может способствовать повышенной активности молекулярных сигналов, связанных с TGFβ-1 и участвующих в развитии облысения. Кроме упомянутой гравитации, напряжение затылочно-лобной мышцы, вызванное стрессовыми состояниями и другими факторами, также может влиять на эти процессы.

На основе этих данных в 2018 году была выдвинута «механическая» теория алопеции. Ключевую роль в ней авторы отводят напряжению мышц в верхней части головы, фактору TGFβ-1, воспалению, фиброзу и кальцификации сосудов в окружающих волосяной фолликул тканях. Все это вместе приводит к нарушению снабжения фолликула кислородом и питательными веществами, из-за чего нарушается нормальный рост фолликула, он уменьшается в размерах, нормальные волосы замещаются пушковыми и выпадают[571][572][573].

Возрастные патологии и алопеция

Еще в 1970-х годах было показано, что раннее облысение может быть фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний[574].

Впоследствии это было подтверждено целым рядом исследований. Например, в рамках большого Фремингемского исследования американские ученые оценили взаимосвязь между облысением и развитием ишемической болезни сердца (ИБС) у 2017 мужчин с периодом наблюдения в 30 лет. Участники были разделены на три группы по скорости облысения. Люди из группы с наибольшей потерей волос имели повышенные шансы и на развитие ИБС и на смерть от нее[575].

Множество исследований подтвердили взаимосвязь между облысением и развитием ИБС, причем она оказалась характерной и для разных национальностей, и расовых групп, и для обоих полов. Очевидно, что для женщин эта взаимосвязь была характена в меньшей степени из-за их более редких случаев облысения[576][577][578][579][580].

Андрогенная алопеция показала также значимую взаимосвязь с активацией ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, регулирующей артериальное давление, и гипертонией как у мужчин, так и у женщин. Риски развития атеросклероза и инфаркта миокарда оказались также повышены у людей с АГА[581][582].

Кроме сердечно-сосудистых заболеваний, облысение оказалось связанным с метаболическими нарушениями, например, инсулинорезистентностью, повышенным уровнем липидов и глюкозы, диабетом второго типа и метаболическим синдромом.

Испанские дерматологи показали, что раннее начало АГА было связано с развитием гипергликемии и диабета как у мужчин, так и у женщин. При этом у людей с облысением наблюдались низкие уровни специального белка, связывающего андрогены (тестостерон и дигидротестостерон), – глобулина, связывающего половые гормоны (ГСПГ). По мнению авторов исследования, низкий уровень ГСПГ может быть ранним биомаркером инсулинорезистентности, гипергликемии и диабета у людей с АГА[583].

Такая взаимосвязь облысения с метаболическими нарушениями сегодня уже не вызывает сомнения и подтверждена многочисленными исследованиями[584][585][586].

Онкология и волосяной фолликул

Доброкачественные и злокачественные опухоли способны развиваться в любых органах и тканях, и волосяные фолликулы – не исключение, потому что в них тоже есть клетки, которые размножаются, и в их ДНК могут возникать критические ошибки.

Новообразования волосяных фолликулов входят в группу опухолей придатков кожи, которые встречаются очень редко. Классификация их сложна, так как разные морфологические типы зачастую сильно похожи. Диагностировать эти опухоли тоже непросто, потому что многие из них схожи как между собой, так и с другими новообразованиями. Дополнительные сложности в патоморфологической диагностике (при изучении тканей под микроскопом в лаборатории) создает многообразный клеточный состав волосяного фолликула и цикл его роста. Многие опухоли волосяных фолликулов бывают доброкачественными, и самая большая проблема, которую они создают, заключается в том, что они портят внешность, потому что часто находятся на лице. Для обывателя это те же «родинки», и избавляются от них так же – просто удаляют. Различия в этих новообразованиях видят только патоморфологи, которые изучают ткань новообразования под микроскопом. Но иногда новообразования волосяных фолликулов ведут себя, как самые настоящие злокачественные опухоли, а некоторые их них связаны с наследственными заболеваниями, вызванными «поломками» в определенных генах.

Основные разновидности опухолей волосяных фолликулов

Самая простая и понятная классификация делит все опухоли из этой группы на пять подтипов в зависимости от того, строение какой части волосяного фолликула они больше всего напоминают при изучении под микроскопом:

• опухоли с инфундибулярной дифференцировкой повторяют строение ткани волосяной воронки – самой верхней части волосяного фолликула, которая охватывает расстояние между отверстием протока сальной железы и поверхностью эпидермиса;

• опухоли с истмической дифференцировкой повторяют гистологическое строение перешейка корня волоса;

• опухоли с дифференцировкой трихилеммы повторяют строение наружного корневого влагалища;

• опухоли с дифференцировкой волосяной луковицы;

• опухоли с панфолликулярной дифференцировкой содержат несколько линий клеточной дифференцировки[587].

Опухоли с инфундибулярной дифференцировкой

Волосяная воронка по гистологическому строению похожа на эпидермис кожи. В ней есть четыре слоя: базальный, шиповатый, зернистый и роговой[588]. Опухоли с инфундибулярной дифференцировкой характеризуются схожей гистологической картиной. К этой группе относятся доброкачественные кисты, гамартомы и трихоаденомы[589].

Трихоаденома (трихоаденома Николовского) – доброкачественная опухоль, которая чаще всего встречается на лице и в области ягодиц. Выглядит обычно как узелок размерами от 0,5 до 1,5 см. Если рассмотреть трихоаденому под микроскопом, то в ней видно множество кист, выстланных многослойным плоским эпителием (как на коже и в волосяной воронке) и заполненных кератином (рис. 25). Такая структура напоминает ткань какой-нибудь железы, но в данном случае железистый компонент отсутствует, и это явно не аденома. Иногда поверхность стенок кист зубчатая, и они напоминают сальные железы[590][591][592].

Рисунок 25. Так выглядит под микроскопом ткань трихоаденомы – множество кист, внутри которых находится кератин[593].

Опухоли с истмической дифференцировкой

В перешейке корня волоса имеется компактный внешний роговой слой и 4–5 слоев бледных клеток без ярко выраженного зернистого слоя. Белок кератин здесь компактный и мягкий – это так называемый трихилеммальный кератин. К новообразованиям, повторяющим эту гистологическую структуру, относят опухоли воронки фолликула (это название анатомически неверно), акантомы волосяного влагалища и пролиферирующие трихилеммальные кисты[594].

Опухоли воронки фолликула (tumour of the follicular infundibulum, TFI) – это редкие доброкачественные новообразования, впервые описанные в 1961 году Mehregan и Butler. Они встречаются в 3-20 случаев на 100 000 биопсий кожи. Чаще всего TFI выглядит как одиночная папула (узелковое образование), бляшка или пятно на коже головы или шеи. Иногда встречаются множественные формы, когда появляется от 10 до 20 образований. Если очагов поражений сотни, то такая форма заболевания называется эруптивной (эруптивный инфундибулематоз).

Чаще всего TFI встречается у пожилых людей, причем множественные и эруптивные формы, как правило, возникают в более старшем возрасте. Описано немало случаев, когда опухоли воронки фолликула сочетаются с другими поражениями кожи (во время биопсии выявляют сразу две патологии), такими как базальноклеточный и плоскоклеточный рак, актинический кератоз, эпидермальные кисты, невусы сальных желез, пигментные невусы и меланома. Есть мнение, что TFI представляет собой реакцию волосяного фолликула на патологическое образование, которое находится по соседству[595][596][597].

Акантома волосяного влагалища – редкое доброкачественное новообразование, впервые описанное в 1978 году Mehregan и Brownstein. Обычно оно представляет собой папулу телесного цвета, на которой находится пора. Внутри образование представлено кистой диаметром 5-10 мм, содержащей кератин. Чаще всего акантома волосяного влагалища находится на верхней губе, но может располагаться и в других местах, например, на нижней губе, в области щеки, позади уха и на его мочке (рис. 26)[598][599][600].

Рисунок 26. Внешний вид акантомы волосяного влагалища[601].

При изучении ткани новообразования под микроскопом видна киста, которая открывается на поверхность кожи и окружена разросшейся эпителиальной тканью. Можно рассмотреть неправильные островки из эпителиальных клеток, которые по своему внешнему виду напоминают клетки наружного корневого влагалища. В наружных слоях стенки кисты в клетках содержится большое количество гликогена, а в центральной зоне находятся кератиновые массы, окруженные зернистым слоем (рис. 27, 28).

Рисунок 27. Киста, которая видна при изучении акантомы волосяного влагалища под микроскопом[602].

Рисунок 28. Ткань стенки кисты[603].

Пролиферирующая трихилеммальная киста (волосяная опухоль) – редкая опухоль, обычно доброкачественного характера. Внешне она выглядит как довольно крупный единичный узел (иногда рядом находятся два узла, рис. 29). Размеры узлов варьируются от 1 до 10 см, известны случаи, когда они достигали 25 см. Чаще всего (в 90 % случаев) опухоль локализуется на коже головы, реже – на спине, в области паха, груди, бедра, вульвы, лица, века. Эти новообразования наиболее распространены среди женщин пожилого возраста (50–75 лет). Как правило, опухоль развивается из трихилеммальной кисты, которая существует в течение длительного времени, нередко на фоне воспалительного процесса. Со временем образование увеличивается, его структура становится дольчатой. Может появиться изъязвление с неприятным запахом – из-за этого волосяную опухоль можно спутать с плоскоклеточным раком кожи[604][605][606].

При изучении под микроскопом волосяная опухоль обычно выглядит как узел с ровными контурами, четко отграниченный от окружающих тканей, находящийся в дерме или подкожной клетчатке. В периферической зоне располагаются базалоидные клетки, которые делятся, – они могут несколько отличаться от нормальных (умеренная клеточная атипия). Внутренние слои представлены светлыми клетками плоского эпителия, которые сливаются с кератиновыми массами в центре опухоли. При этом внутри находятся многочисленные выпячивания этих светлых клеток, направленные к центру, – они выглядят как клеточные островки среди кератиновых масс.

Рисунок 29. Так выглядит пролиферирующая трихилеммальная киста под микроскопом[607].

Большинство волосяных опухолей имеют доброкачественный характер, но некоторые обладают потенциалом к озлокачествлению. Эта особенность была изучена в крупном исследовании, проведенном учеными из США в 2004 году. В нем специалисты рассмотрели все случаи пролиферирующих трихилеммальных кист, диагностированные с 1989 по 2000 год, – получилось 76 пациентов. Их разделили на три группы.

• В первую группу вошли пациенты с опухолями с умеренной атипией (клетки и ткань наиболее похожи на нормальные) и отсутствием инвазивного (проникающего в окружающие ткани) роста. Все эти пролиферирующие кисты продемонстрировали поведение, типичное для доброкачественных новообразований.

• Ко второй группе отнесли пациентов с опухолями, характеризующимися инфильтративным ростом с внедрением в окружающие ткани и их разрушением, но без поражения кровеносных сосудов и нервов. У 15 % пациентов из этой группы после удаления новообразований отмечались местные рецидивы.

• В третью группу были включены пациенты с опухолями с выраженной ядерной атипией (их ядра имели неправильное строение) и аномальными митозами (клеточными делениями). Эти новообразования характеризовались инфильтративным ростом, в том числе с поражением нервов и кровеносных сосудов, и в них были обнаружены очаги некроза. В этой группе пациентов рецидивы после лечения происходили наиболее часто (в 50 % случаев), у некоторых были обнаружены метастазы в регионарных лимфатических узлах[608].

Для доброкачественных волосяных опухолей характерен медленный рост. Если новообразование увеличивается очень быстро, то можно заподозрить его воспаление или озлокачествление[609].

Опухоли с дифференцировкой трихилеммы

В этой классификации под словом «трихилемма» понимается строение ткани, характерное для наружного корневого влагалища волоса. Здесь имеется несколько слоев клеток с прозрачной или бледной цитоплазмой, богатой гликогеном. По периферии опухоль ограничена слоем клеток, расположенным в виде частокола на стекловидной зернистой мембране.

Трихолеммома – доброкачественная опухоль, описанная в 1962 году Headington и French. Обычно она находится на лице или волосистой части головы, внешне представляет собой четко отграниченный от окружающих тканей узелок или бородавчатое разрастание размером от 1 до 5 см. Из-за такого внешнего вида трихолеммомы часто путают с обычными бородавками и базальноклеточным раком.

Эти новообразования могут быть единичными или множественными. Последние характерны для синдрома Коудена – аутосомно-доминантного заболевания, при котором имеется мутация в гене-супрессоре опухолевого роста PTEN. Белок, который кодируется этим геном (фермент фосфатидилинозитол-3,4,5-трифосфат-3-фосфатаза) подавляет бесконтрольную пролиферацию клеток и предотвращает их злокачественное перерождение. У людей с синдромом Коудена ген PTEN кодирует неправильный белок, который не может нормально справляться со своими функциями. В итоге у них повышен риск развития рака молочной железы, щитовидной железы, матки, а также некоторых других злокачественных опухолей. Помимо множественных трихолеммом, у людей с синдромом Коудена на коже появляются акрохордоны, акральный кератоз, витилиго, отмечаются поражения на слизистой оболочке ротовой полости[610][611][612].

Рисунок 30. Механизм, посредством которого белок, кодируемый геном PTEN, подавляет клеточную пролиферацию. Фосфоинозитид-3-киназа (PI3K, на рисунке зеленого цвета) – фермент-липидкиназа, катализирующая перенос фосфатной группы (желтого цвета) на фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат (PIP2), в результате чего образуется фосфатидилинозит-3,4,5-трифосфат (PIP3). В итоге клетка получает сигнал, который помогает ей размножаться и поддерживать жизнедеятельность. Белок PTEN удаляет фосфатную группу из PIP3, тем самым восстанавливая молекулу PIP2 и блокируя молекулярный сигнал[613].

Одиночные трихолеммомы, не связанные с синдромом Коудена, чаще всего возникают на лице, особенно в его центральной части, и зачастую бывают ассоциированы с другими новообразованиями, такими как трихобластома, аденома, невус сальных желез[614]. У трихолеммом есть одна особенность, которая может помочь отличить их от других новообразований: это практически единственная разновидность кожных эпителиальных опухолей, в которых экспрессируется CD34. Этот белок встроен в клеточную мембрану, он обеспечивает адгезию (сцепление между клетками) и играет важную роль на ранних этапах кроветворения[615].

Отдельно выделяют десмопластическую форму трихолеммомы. Она несколько отличается от остальных по своему гистологическому строению и обладает инфильтративным ростом: не раздвигает окружающие ткани, а внедряется в них и разрушает. За счет этого ее легко спутать со злокачественными, эккринными опухолями. Провести дифференциальную диагностику помогает анализ на экспрессию CD34, но важно понимать, что этот белок экспрессируется не во всех клетках опухоли, а только в некоторых[616].

Трихолеммальная карцинома – очень редкая опухоль. Как часто она встречается, неизвестно: к 2014 году в научной литературе было описано всего 103 случая. Первый случай был описан Headington в 1976 году, и было предложено выделить такие новообразования в отдельную группу. Но некоторые исследователи не согласны с этой концепцией и предлагают рассматривать трихолеммальную карциному как подтип плоскоклеточного рака кожи.

Обычно эти новообразования возникают на открытых участках кожи, которые подвержены воздействию солнечного света: в области лица и шеи, на руках. Чаще всего заболевание диагностируют в возрасте 70–90 лет. Большинство трихолеммальных карцином выглядят как папулы, узлы или бляшки, известны случаи в виде «кожного рога».

Рисунок 31. Внешний вид трихолеммальной карциномы века.

Трихолеммальная карцинома считается злокачественной опухолью, но она не прорастает глубоко в окружающие ткани, не метастазирует и редко рецидивирует (обычно это происходит, если хирург не полностью удалил новообразование во время операции)[617].

Почему развиваются такие опухоли, до конца неизвестно. Главным фактором риска считается воздействие на кожу ультрафиолетового излучения. Авторы некоторых научных работ называют и другие факторы риска:

• воздействие ионизирующих излучений;

• рубцы на коже;

• пигментная ксеродерма;

• синдром Коудена;

• длительно протекающий себорейный кератоз;

• актинический кератоз;

• старение организма и накопление мутаций в клетках;

• перенесенная трансплантация органов.

В каких генах возникают мутации при трихолеммальной карциноме? В 2020 году группа корейских ученых представила результаты исследования, во время которого проанализировала гены в клетках трихолеммальных карцином, диагностированных и удаленных хирургическим путем в течение 12 лет (с 2004 по 2016 год). Всего получилось провести такой анализ у 4 пациентов: у троих опухоли находились на голове и шее, у одного – на плече. В итоге были обнаружены некоторые мутации.

Рисунок 32. Так работает белок p53 – «страж генома». Если поврежденную ДНК можно восстановить, то он активирует процесс репарации (слева). В противном случае запускается процесс апоптоза (справа).

Мутация в гене TP53 были выявлены у троих пациентов, причем опухоли с такими генетическими нарушениями вели себя агрессивно: двое пациентов в итоге погибли, и только один пережил рецидив. Ген TP53 кодирует белок p53, который называют «стражем генома»: он прикрепляется к поврежденной ДНК и решает ее дальнейшую судьбу. Если ДНК можно восстановить, p53 активирует другие гены, и начинается репарация. Если же поломку устранить невозможно, то «страж генома» подает клетке сигнал, в результате которого она перестает размножаться, и запускается процесс апоптоза – запрограммированной клеточной смерти (рис. 32). Когда в гене TP53 возникают нарушения, и белок p53 не может справляться со своими функциями, в клетке накапливаются мутации, и она превращается в раковую.

У двух пациентов были обнаружены слияния генов, в итоге получились гибриды, химерные гены. Обычно при этом начинают синтезироваться белковые продукты с повышенной активностью или измененной структурой. В исследовании корейских ученых указаны два вида слияний в клетках трихолеммальной карциномы.

• TACC3-FGFR3. Ген TACC3 кодирует белок, который играет важную роль в процессе клеточного деления (митоза) и росте, дифференцировке определенных типов раковых клеток. Ген FGFR3 кодирует рецептор фактора роста фибробластов 3. Этот белок принимает участие в ряде важных клеточных процессов, включая регуляцию роста и размножения клеток, их дифференцировки, ангиогенеза (роста кровеносных сосудов), заживление ран и развитие эмбриона. Нарушения в обоих генах, участвующих в этом слиянии, связаны с развитием некоторых типов злокачественных опухолей.

• ROS1-GOPC. Ген ROS1 кодирует одноименный белок, который представляет собой рецепторную тирозинкиназу и относится к протоонкогенам – то есть генам, которые при возникновении в них мутаций способны превращать клетки в злокачественные. Поломки в гене ROS1 встречаются при таких злокачественных опухолях, как немелкоклеточный рак легкого, рак яичников, прямой кишки, желудка, желчных протоков, глиобластома головного мозга и других. В норме белок ROS1 играет роль в передаче молекулярных сигналов, которые участвуют в росте и дифференцировке клеток. Ген GOPC кодирует белок комплекса Гольджи.

Были обнаружены и некоторые другие мутации.

• Усекающая (в результате которой образуется более короткий белок) мутация в гене NF1. Этот ген кодирует белок нейрофибромин, который представляет собой ген-супрессор опухолевого роста и предотвращает бесконтрольное деление клеток.

• Мутация в гене NRAS, кодирующем белок N-Ras. Этот белок – фермент ГТФаза. Если описать его функцию коротко, то он передает сигналы, поступающие извне, в ядро клетки, заставляя ее делиться. Таким образом, NRAS – это протоонкоген.

• Амплификация (образование дополнительных копий) гена TOP1. Этот ген кодирует фермент ДНК-топоизомеразу I, который «распутывает» ДНК во время считывания с нее генетической информации. Он устраняет напряжение, вызванное скручиванием, во время транскрипции (синтеза РНК на матрице ДНК). Если заблокировать ген TOP1, клетка погибает – на этом основан механизм действия некоторых химиопрепаратов.

• Делеция PTEN – генетическое нарушение, при котором утрачивается участок хромосомы. Речь об этом гене уже шла выше.

Авторы работы пришли к выводу, что при трихолеммальной карциноме отмечаются примерно те же мутации, что и при других злокачественных новообразованиях кожи, а это означает, что все они, видимо, объединены общими механизмами патогенеза.

Опухоли с дифференцировкой волосяной луковицы

Собственно волосяная луковица состоит из двух частей, которым соответствуют два типа опухолей.

• Матрикс состоит из эпителиальных клеток и в форме полумесяца охватывает центральную часть. Это строение повторяют такие опухоли, как пиломатриксома, меланоцитарная матрикома.

• В центре находится сосочек, который состоит из мезенхимальных клеток и окружен слоем фолликулярных герминативных эпителиальных клеток. Этой структуре соответствуют трихоэпителиомы, трихобластомы[618].

Пиломатриксома (ее другое название – кальцифицирующаяся эпителиома Мальербе) – это доброкачественная опухоль из матрикса волоса. Она считается очень редкой, но, вероятно, встречается чаще, чем предполагалось ранее. Пиломатриксомы составляют менее 1 % (по некоторым данным, 0,12 %) от всех доброкачественных новообразований кожи[619][620][621]. Наиболее распространены такие опухоли у детей и молодых людей.

Пиломатриксома выглядит как единичный плотный безболезненный узелок под кожей. Она растет очень медленно, обычно заметить существенное увеличение размеров можно только через несколько месяцев или лет. Встречаются и множественные опухоли, обычно при таких патологиях, как миотоническая дистрофия, синдром Тернера, синдром Гарднера, синдром Рубинштейна-Тейби, синдром дефицита восстановления конституционального несоответствия.

Рисунок 33. Внешний вид пиломатриксомы[622].

Меланоцитарная матрикома – редкая опухоль с доброкачественным течением, которая содержит много клеток-меланоцитов и сильно пигментирована. Из-за этого ее легко спутать с узловой формой меланомы или доброкачественным разрастанием сосудов – гемангиомой[623].

Пиломатриксная карцинома – это злокачественный вариант пиломатриксомы. Внешне представляет собой безболезненный узел, который чаще всего находится на лице, задней поверхности шеи или спине. Описаны опухоли диаметром от 1 до 10 см, они нередко изъязвляются. Пиломатриксная карцинома относится к локально агрессивным опухолям с низкой степенью злокачественности. Она может прорастать в глубокие слои дермы, ткани, расположенные под кожей, скелетные мышцы, фасции, однако крайне редко распространяется в лимфатические узлы и дает отдаленные метастазы. Описаны случаи рецидива после хирургического лечения – это происходит, если опухоль была удалена не полностью[624][625].

Рисунок 34. Пиломатриксная карцинома.

Трихоэпителиома – доброкачественная опухоль, которая чаще всего находится на лице: в области носа, лба или верхней губы. Она представлена тремя основными разновидностями.

• Спорадическая – она выглядит как единичный узелок телесного цвета диаметром 2–8 мм.

• Множественная семейная трихоэпителиома представлена множеством опухолей, которые расположены главным образом на лице. Зачастую это проявление наследственного синдрома Брука-Шпиглера, при котором возникает поломка в гене CYLD. Этот ген – супрессор опухолевого роста и кодирует белок, который играет роль в регуляции иммунных реакций и воспаления. Синдром Брука-Шпиглера наследуется по аутосомно-доминантному принципу: если он есть у одного из родителей, то передастся половине потомства. Но у мужчин эффекты гена проявляются слабее, поэтому заболевание чаще встречается у женщин.

• Десмопластическая трихоэпителиома (другое название – склерозирующая эпителиальная гамартома) – специфическая форма заболевания. Проявляется в виде бляшки красного цвета с углублением в центре, которая медленно увеличивается со временем и может достигать 1 см в диаметре.

Трихобластома – редкая доброкачественная медленнорастущая опухоль. Она происходит из фолликулярных герминативных клеток. Чаще всего такое новообразование находится на лице или волосистой части головы, но может также локализоваться в области шеи, половых органов, заднего прохода, на коже туловища и конечностей. Выглядит трихобластома, как четко очерченный узелок. Она бывает разных цветов – от телесного до коричневого или сине-черного. Часто опухоль выглядит, как базальноклеточный рак, и из-за этого бывает сложно установить правильный диагноз. Чаще всего трихобластома возникает у людей в возрасте 40–60 лет, но может быть диагностирована и в другом возрасте. Она может развиваться спорадически, как проявление наследственного заболевания или внутри доброкачественного кожного невуса (родинки).

Рисунок 35. Внешний вид трихобластомы.

Как правило, трихобластома ведет себя, как доброкачественное новообразование. В очень редких случаях она способна трансформироваться в один из трех вариантов злокачественных опухолей (такие случаи описаны у пожилых людей).

• Трихобластная карцинома развивается из эпителиальной ткани.

• Трихобластная саркома развивается из мезенхимальных клеток. Она встречается намного реже по сравнению с карциномой, описано всего лишь несколько случаев.

• Трихобластная карциносаркома – это сочетание двух предыдущих вариантов.

Обычно злокачественную опухоль диагностируют после того, как у человека внезапно начала расти трихобластома, которая до этого существовала много лет.

Опухоли с панфолликулярной дифференцировкой

Разные типы клеток могут встречаться во многих опухолях волосяных фолликулов, описанных выше, однако во всех них явно преобладает строение тканей, характерное для тех или иных частей волосяного фолликула. В опухолях с панфолликулярной дифференцировкой – трихофолликуломах – клеточное многообразие выражено очень сильно и присутствует всегда. За счет этого их и выделяют в отдельную группу.

Трихофолликулома – доброкачественная опухоль, которая чаще всего встречается на лице (обычно возле носа) у взрослых людей. Многие исследователи рассматривают ее как специфическую разновидность гамартомы. Трихофолликулома не связана с какими-либо системными или другими кожными заболеваниями, причины ее возникновения неизвестны. Считается, что это результат неправильного развития стволовых клеток кожи. Эти новообразования всегда доброкачественны и не представляют никакой опасности.

Опухоль выглядит как папула или узелок телесного или белесого цвета. В ее центре находится пора или черная точка, из которой выделяется кожное сало, могут расти волосы белого цвета. Чаще всего из-за этих волосков пациенты и обращаются к врачам, чтобы удалить «некрасивую родинку» на лице.

При изучении трихофолликуломы под микроскопом обнаруживают кисту, заполненную фрагментами кератина и волос. В стенке кисты находятся волосяные фолликулы разной степени зрелости и на разных стадиях роста.

Рисунок 36. Киста с волосяными фолликулами в стенках – так выглядит трихофолликулома под микроскопом.

Меланома из волосяных фолликулов

Меланома – одна из самых агрессивных злокачественных опухолей, которая развивается из пигментных клеток-меланоцитов. Чаще всего она возникает на коже, а приводят к ней повреждения в ДНК, вызванные ультрафиолетовым излучением. В последнее десятилетие ученых интересует вопрос, в каких отношениях с меланомой состоят волосяные фолликулы, – этой теме посвящено несколько научных исследований. С одной стороны, в волосяных фолликулах, вероятно, действуют механизмы, защищающие их от распространения меланомы из кожи. В то же время некоторые злокачественные опухоли могут изначально возникать в корнях волос и уже оттуда распространяться в кожу.

4 ноября 2019 года в журнале Nature Communications были опубликованы результаты исследования, проведенного учеными Нью-Йоркского университета, которое показало, что меланома кожи развивается не только из собственных клеток-меланоцитов кожи. Исследователи провели элегантный эксперимент на генетически модифицированных мышах. Они отредактировали гены в стволовых клетках меланоцитов волосяных фолликулов так, чтобы в дальнейшем эти клетки и всех их потомков можно было идентифицировать, куда бы они ни мигрировали.

Когда в стволовых клетках меланоцитов фолликулов возникали мутации, характерные для злокачественных опухолей, эти клетки по-прежнему вели себя, как нормальные: они не начинали бесконтрольно размножаться и никуда не мигрировали. Но ситуация менялась, когда на такие поврежденные клетки воздействовали два белка: эндотелин и WNT. Эти сигнальные белки выполняют различные функции, в том числе усиливают размножение пигментных клеток в волосяных фолликулах и заставляют волосы расти в длину. В итоге стволовые клетки меланоцитов «просыпаются», мигрируют вверх и проникают в верхний слой кожи – эпидермис. Там они размножаются и проникают глубже, в дерму.

Оказавшись в дерме, меланоциты из волосяного фолликула встречаются с местными сигнальными молекулами, и эта встреча заставляет их сильно измениться: они избавляются от маркеров, характерных для клеток фолликулов, и приобретают некоторые признаки нервных клеток, мезенхимальных клеток кожи. В целом их молекулярные характеристики становятся такими же, какие обнаруживаются при меланомах.

Таким образом, происхождение и механизмы развития меланомы могут оказаться сложнее, чем считалось раньше. Авторы открытия предупреждают, что эти данные нужно перепроверить в других исследованиях, и если сделанные выводы подтвердятся, то это, возможно, поможет в разработке новых методов диагностики и лечения[626].

Стволовые клетки волосяных фолликулов: противоопухолевый барьер и источник опухолей

Распространение меланомы из волосяных фолликулов в кожу стало необычной находкой, а вот обратный процесс, когда меланома кожи «врастает» в корни волос, – явление известное и неоднократно описанное. С одной стороны, это не так важно, потому что для выбора тактики лечения не играет большой роли, распространились ли опухолевые клетки на волосяные фолликулы. Но изучение этих процессов может помочь в разработке новых методов борьбы со злокачественными новообразованиями.

Помимо составляющих волосяного фолликула, о которых было сказано выше, в нем есть еще одна важная часть – бугорок. Он расположен между устьем сальной железы и местом, где прикрепляется мышца, поднимающая волос. Тут находятся стволовые клетки и, как показало одно недавнее исследование, они могут играть роль барьера, сдерживающего распространение злокачественных клеток. Этой функцией обладает так называемая ниша стволовых клеток, то есть сами клетки и их микроокружение.

Меланому кожи принято делить на две основные формы: in situ («на месте») и инвазивную. Меланома in situ пока еще не начала распространяться в окружающие ткани: она полностью находится в эпидермисе или на границе с дермой. Принято считать, что такие опухоли поражают не только кожу, но и волосяные фолликулы, однако механизмы распространения опухоли в корни волос почти не описаны. Этот факт заинтересовал группу американских ученых, и в 2009 году они представили результаты своего исследования. В нем было изучено 100 образцов ткани меланом in situ и инвазивных меланом, в которых присутствовал компонент in situ.

В зависимости от того, что было обнаружено под микроскопом, все образцы тканей разделили на 4 группы.

1. Опухоли, которые не распространились в волосяные фолликулы, – таких оказалось 18 из 100.

2. Опухоли, которые распространились только в воронку волосяного фолликула, – 57 случаев.

3. Опухоли, которые распространились в перешеек, – 24 случая.

4. Опухоли, которые распространились в область бугорка. Такое явление описывается в научной литературе как частое, но в этом исследовании был обнаружен всего один случай, и он оказался необычным. Пациент, у которого развилась эта злокачественная опухоль, 20 лет назад перенес тяжелый электрический ожог лица. Несколько лет назад у него удалили меланому in situ из носа, а также несколько базальноклеточных карцином на лице. Кроме того, случаи меланомы были у его близких родственников. Таким обрзом, у этого пациента сошлось сразу несколько факторов риска, но даже у него в образцах тканей ниже бугорка волосяного фолликула было обнаружено всего несколько злокачественных клеток. Ученые предположили, что ниша стволовых клеток является барьером на пути распространения меланомы, и провели иммуногистохимический анализ, чтобы разобраться в подробностях.

До конца понять, как работает защитный барьер волосяного фолликула, не удалось – это тема для будущих исследований, но ученые получили несколько интересных результатов, которые позволили выдвинуть некоторые гипотезы. В первую очередь, исследователи обратили внимание на то, что нормальные меланоциты находятся на границе между эпидермисом и дермой: тут для них созданы наилучшие условия благодаря сигнальным молекулам, которые способствуют их размножению и распространению. Возможно, именно поэтому меланомы in situ распространяются вдоль дермо-эпидермального соединения и не стремятся «осваивать» менее «приветливые» места, такие как волосяные фолликулы.

Более-менее привычные условия для распространения клеток меланомы есть только в воронке волосяного фолликула, которая напоминает по клеточному составу эпидермис. Туда меланомы in situ способны распространяться напрямую, а ниже чувствуют себя уже не так хорошо.

Вероятно, важную роль играет иммунологический барьер. Ниже перешейка волосяного фолликула присутствуют только определенные иммунные клетки и вырабатываются некоторые специфические сигнальные молекулы. Это защищает клетки от стимулов, которые могли бы вызвать их злокачественное перерождение.

Ученые предположили, что в нише стволовых клеток могут работать и другие факторы, которые обеспечивают механический барьер. Например, на роль такого «защитника» подходит тенасцин-C. Этот гликопротеин (белок, связанный с углеводом) выполняет разные функции: регулирует клеточную адгезию («прилипание») к гликопротеину фибронектину, размножение и миграцию клеток, а также участвует в передаче некоторых клеточных сигналов[627].

Еще один защитный механизм был открыт учеными из Йельского университета в 2019 году. Эта группа исследователей заинтересовалась, почему некоторые мутации в одних случаях приводят к раку, а в других не вызывают никаких заболеваний. Были изучены мутации в гене HRAS – он кодирует белок H-Ras, который передает молекулярные сигналы извне в ядра клеток и регулирует их деление. HRAS относится к протоонкогенам, и дефекты в нем приводят к развитию плоскоклеточного рака головы и шеи и некоторых других злокачественных опухолей.

Однако когда ученые вызвали мутацию в гене HRAS в волосяных фолликулах у мышей, злокачественные опухоли не развивались, и на это не повлияли даже дополнительные факторы риска: другие мутации, возраст, повреждения тканей. Это связано с тем, что дефект в гене HRAS запускает в волосяных фолликулах процесс регенерации, и это помогает сдержать размножение и распространение мутантных клеток[628][629][630][631].

Впрочем, стволовые клетки волосяных фолликулов не только защищают от вторжения опухолевых клеток, но и сами могут стать их источником – этому есть немало подтверждений в научной литературе. Например, в 2013 году во время экспериментов на мышах было обнаружено, что клетки волосяных фолликулов, синтезирующие белок кератин 15, участвуют в развитии кожных папиллом и сохраняются в опухолях в течение длительного времени[632]. И тут фигурирует уже упомянутая выше мутация в гене HRAS. Двумя годами ранее другая группа исследователей обнаружила, что стволовые клетки бугорка волосяного фолликула, несущие онкоген SMO, мигрируют в места повреждения кожи и способствуют развитию опухолей, напоминающих базальноклеточный рак. Ген SMO кодирует белок Smoothened, связанный с сигнальным путем Sonic hedgehog, который играет важную роль в созревании клеток и межклеточном взаимодействии[633].

Эту двоякую роль стволовой ниши волосяного фолликула в защите от злокачественных новообразований и развитии опухолей кожи нужно изучать дальше, причем не только ради праздного интереса: возможно, новые знания помогут разобраться в том, как эффективнее сдерживать рост и распространение рака у онкологических больных.

Волосы как биомаркеры

Исследование волос на содержание различных веществ представляет неинвазивный (то есть не связанный с проникновением внутрь организма) метод диагностики различных патологических состояний. Волосы обладают уникальной способностью накапливать долгосрочную информацию о состоянии здоровья человека по сравнению с мочой и кровью. Анализ волос сегодня используется для мониторинга приема лекарств (особенно при антиретровирусной терапии у людей с ВИЧ), употребления наркотиков и алкоголя, а также в качестве диагностических биомаркеров.

Начало истории анализа волос

История анализа волос началась еще в середине XIX века. В 1858 году в практическом руководстве по судебной медицине был опубликован первый отчет об обнаружении мышьяка в волосах человеческого трупа, эксгумированного через 11 лет после погребения. Однако понадобилось еще 120 лет, чтобы об анализе волос заговорили как о точном и практичном методе обнаружения веществ. В 1979 году А. Баумгартер с коллегами опубликовали свою работу, где описали новый, разработанный ими метод радиоиммунного анализа волос для обнаружения опиатов. Как писали авторы, их метод имел ряд преимуществ перед классическим тогда анализом мочи: «Результаты анализов волос у всех испытуемых, употреблявших героин, были положительными, тогда как результаты только 30 % анализов мочи с помощью тонкослойной хроматографии этих же испытуемых показали положительный результат. Кроме того, различия в концентрации вещества на участках волос около кожи головы и около их дистального конца коррелировали с продолжительностью его приема. Эти результаты демонстрируют потенциальные преимущества использования анализа волос по сравнению с анализом мочи и сыворотки крови с точки зрения доступности и стабильности образцов»[634].

Вслед за этим, как написал в своей статье «История анализа волос» Ганс Сакс, специалист по судебно-медицинской экспертизе, началась история, полная драматических взлетов и падений, когда «анализ волос иногда превозносился, иногда осуждался, иногда принимался, иногда не принимался»[635].

В течение следующих трех десятилетий прогресс в хроматографических и спектрометрических методах в сочетании с более качественными методами пробоподготовки расширил пределы обнаружения веществ в волосах с диапазона нг/мг до пг/мг. Микроскопический анализ волос в качестве дополнительного инструмента их тестирования начал быстро получать признание уже в начале ХХ века. Он нашел широкое применение в криминалистике, где волосы использовались как одно из доказательств в расследовании преступлений. Следы волос, обнаруженные на месте преступления, исследуются под микроскопом и сейчас, и если волосы, представленные в качестве доказательства, имеют достаточно сходные характеристики с известным образцом волос (например, подозреваемого), то они считаются «совпадающими».

Надо сказать, что в этом отношении не все проходило гладко – был целый ряд скандальных судебных процессов, в которых доказательства преступления на основе анализа волос ставились под сомнения. Это привело к немалой доле недоверия к достоверности тестирования волос в судебно-медицинской практике.

В 2015 году министерство юстиции США и Федеральное бюро расследований сделали ошеломляющее заявление. В нем признавалось, что за два десятилетия их экспертами по микроскопическому сравнению волос было сделано большое количество ошибочных заключений. Этому предшествовала реабилитация трех заключенных в США, которые были осуждены на основании микроскопического анализа волос. Впоследствии, когда выяснилась ошибка, они были освобождены. Теперь ФБР заявляла о почти 300 судебных процессах, в которых их эксперты по волосам давали неправильные данные. Среди этих уголовных дел было 32 дела обвиняемых, приговоренных к смертной казни, из которых 14 были казнены или умерли в тюрьме[636][637].

Биохимия человеческого волоса

Вспомним, что человеческий волос представляет собой длинный тонкий цилиндр, который растет из больших полостей или мешочков (фолликулов) и состоит из ороговевших клеток. Человеческий волос на 65–95 % состоит из белков, на 15–35 % из воды, на 1–9% из липидов и на 0,1–5% из пигментов (меланина), а также из небольшого количества микроэлементов и полисахаридов. Что касается липидов, то они попадают в волосы или из кожного сала, или из апокринной железы, и включают в себя свободные жирные кислоты, моно-, ди- и триглицериды, сложные эфиры воска, углеводороды и спирты[638][639]. Исследования показали, что значительных различий в аминокислотном составе волос разных расовых групп нет, при этом у них есть ощутимые различия в липидном составе.

В среднем волосы на коже головы человека растут примерно на один сантиметр в месяц, при этом для людей африканского происхождения характерны более низкие темпы роста волос. Известно, что цикл роста человеческого волоса состоит из четырех фаз: анаген (рост), катаген (переход), телоген (покой) и экзоген (фаза выпадения). Во время фазы анагена капиллярное кровоснабжение фолликула обеспечивает его питательными веществами и при этом приносит в фолликул, а затем и в волосы посторонние экзогенные вещества из кровотока, например, лекарства или токсины.

Что может дать биохимический анализ волос?

По сравнению со взятием образцов крови, процесс забора волос прост и неинвазивен (то есть не связан с нарушением барьеров и проникновением внутрь организма). Он не требует специального оборудования или складских помещений и допускает долгое хранение образца при комнатной температуре. Кроме того, волосы человека имеют характерную способность долгосрочно накапливать различные внешние и внутренние химические соединения по сравнению с кровью или мочой.

Контроль приема лекарств и других веществ

Одним из направлений, связанным с анализом волос, является контроль приема лекарств пациентами с ВИЧ/СПИДом и туберкулезом. В этих случаях волосы исследуют на содержание противовирусных и противотуберкулезных препаратов. По результатам анализа делают заключение о правильном регулярном приеме пациентом лекарств, а также о том, нормально ли организм их воспринимает. Это позволяет медикам судить об эффективности проводимой терапии[640][641][642].

Хроническое злоупотребление алкоголем и наркотиками также можно выявить с помощью анализа волос. Для этого в первом случае используют измерение содержания в волосах этилглюкуронида – стабильного метаболита этанола. И если другие тесты, такие как алкотестер, анализ мочи и анализ крови, позволяют быстро фиксировать этилглюкуронид, появившийся в организме за последние 3–4 дня, то содержание его в волосах дает возможно отслеживать употребление алкоголя в течение нескольких месяцев. Эффективность тестирования волос на этилглюкуронид в качестве биомаркера хронического злоупотребления алкоголем в настоящее время является уже общепризнанной[643].

Измерение уровня стресса

Измерение уровня стресса, который испытывает человек, – это еще одно большое направление, связанное с анализом волос. Как известно, хронический стресс пагубно сказывается на здоровье и нарушает нормальную регуляцию биологических систем организма, способствуя развитию патологий. Физиологический ответ на стресс – это стимуляция гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (ГГН) и высвобождение глюкокортикоидов – стероидных гормонов.

Ось ГГН – это важнейшая система реакции на стресс у человека. Ее основная функция заключается в том, чтобы поддерживать гомеостаз и способствовать успешной адаптации к окружающей среде. Это достигается за счет каскада гормональных реакций, затрагивающих гипоталамус, гипофиз и кору надпочечников. Активация стрессовой реакции начинается с высвобождения кортикотропин-рилизинг фактора и вазопрессина из гипоталамуса. Повышенный уровень этих гормонов стимулирует выработку гипофизом адренокортикотропного гормона. Это, в свою очередь, побуждает надпочечники выделять глюкокортикоиды, включая кортизол, основной конечный продукт оси ГГН. Глюкокортикоиды транспортируются кровотоком с помощью кортикостероид-связывающего глобулина и легко переносятся через клеточные мембраны, связываясь двумя рецепторами: минералокортикоидным и глюкокортикоидным.

Острая и временная активация оси ГГН выполняет физиологическую адаптивную функцию, так как способствует эффективному преодолению внешних стрессоров, стимулируя ряд физиологических реакций. К ним относятся: повышение тонуса сосудов, активация иммунной системы, повышение свертываемости крови (для быстрой остановки крови при травмах), формирование инсулинорезистентности и повышение уровня энергетического субстрата (глюкозы) в крови, а также снижение репродуктивной функции, обострение зрения, внимания и т. д. Но длительная и повторяющаяся активация ГГН с повышением уровня кортизола может вызывать долгосрочные физиологические изменения, нарушающие функцию сердечно-сосудистой, эндокринной, иммунной и нервной систем, поэтому считается, что хронический стресс может способствовать ухудшению здоровья и развитию заболеваний[644].

Активность ГГН обычно оценивается по уровню содержания в организме кортизола. Раньше в течение многих лет кортизол получали в основном из плазмы крови или мочи. В более поздних методах анализа к ним добавили слюну и фекалии для неинвазивного мониторинга функционирования ГГН. Однако все эти методы имеют ограничения, связанные с краткосрочными показателями уровня кортизола: все они могут показать активность ГГН не более чем за предыдущие 24 часа. Именно поэтому измерение уровня кортизола в волосах, где он может накапливаться в течение нескольких недель, теперь часто используется в качестве биомаркера хронического стресса.

Есть несколько предполагаемых путей, по которым кортизол попадает в волосы, например, он может проникать в них из кровотока в процессе кровоснабжения фолликулярных клеток, образующих волосяной стержень. Диффузия кортизола из тканей, окружающих фолликул, – это еще один дополнительный путь, по которому кортизол в конечном итоге достигает волос. Известно, что кортизол из кровотока попадает в кожное сало и пот. Они, в свою очередь, покрывают растущий волос и передают ему часть содержащегося в них кортизола. Кроме этого, выяснилось, что и сами фолликулы секретируют кортизол, который затем также накапливается в волосах.

Весь кортизол из разных источников может служить показателем уровня стресса. В большинстве исследований обычно собирают трехсантиметровый сегмент волос с макушки как можно ближе к коже, чтобы выявить общий уровень кортизола за предшествующие три месяца для общей оценки ретроспективной активности ГГН за это время[645].

Биомаркер сердечно-сосудистых заболеваний

Как показали исследования, волосяной кортизол, кроме показателя развития стресса, может также быть диагностическим биомаркером в развитии различных патологий, и прежде всего, сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Уже хорошо известно, что острые и хронические стрессовые факторы (такие как детские травмы, стресс на работе, социальная изоляция) и негативные эмоциональные состояния (например, депрессия, тревога) могут влиять на развитие ССЗ.

Конкретные биологические процессы, через которые стресс способствует патогенезу ССЗ, связаны с нарушением регуляции оси ГГН. Это лежит в основе неблагоприятного влияния стресса на развитие ССЗ[646].

Неблагоприятные эффекты связаны, прежде всего, с кортизолом. Например, его хронически повышенный уровень способствует возникновению гиперлипидемии, что влияет на метаболизм липопротеинов плазмы и приводит к повышению уровня холестерина и триглицеридов. Кроме этого, избыток кортизола блокирует действие инсулина и активирует глюконеогенез (выработку глюкозы) в печени, а также оказывает вредное воздействие на артериальное давление, вызывая задержку натрия и блокируя действие сосудорасширяющих гормонов, что вызывает гипертонию.

Повышение выработки глюкокортикоидов (в том числе и кортизола) связано с рядом метаболических изменений, например, с повышением активности 11β-гидроксистероиддегидрогеназы I (HSD11B1) в адипоцитах. Это способствует развитию висцерального ожирения. В свою очередь, оно стимулирует возникновение других факторов риска ССЗ, потому что жировые клетки выделяют гормоны и метаболиты, негативно влияющие на артериальное давление, липопротеины плазмы, коагуляцию и инсулинорезистентность. Таким образом, кортизол по сути стимулирует развитие ключевых факторов, приводящих в итоге к возникновению болезней сердца и сосудов[647][648].

Убедительные доказательства неблагоприятных последствий хронического избытка кортизола на развитие ССЗ предоставлены исследованиями пациентов с эндогенным гиперкортизолизмом и пациентов, получавших терапию глюкокортикоидами. Например, у больных с синдромом Кушинга (состоянием, характеризующимся хроническим избытком кортизола), по сегодняшним оценкам, риск смерти от ССЗ в четыре раза выше, и у них более высокая частота развития осложнений и кардиометаболических факторов риска (ожирения, гипертензии, инсулинорезистентности) по сравнению со здоровыми людьми[649][650].

Сходная картина наблюдалась и у пациентов, которые получали по назначению врача высокие дозы глюкокортикоидов: к сожалению, они также имели значительно более высокий риск ССЗ[651].

Биомаркер метаболического синдрома и диабета

В 2019 году А. Степто и его коллеги провели систематический анализ одиннадцати исследований, в которых изучалась связь кортизола волос с частотой развития ССЗ и качеством восстановления после них. Четыре исследования типа «случай-контроль» показали, что в волосах пациентов с острым коронарным синдромом, инфарктом миокарда, ишемической болезнью сердца и аневризматическим субарахноидальным кровоизлиянием (мозговое кровотечение в результате разрыва артерии) более высокий уровень кортизола по сравнению с участниками контрольной группы. Другое популяционное исследование выявило, что более высокий уровень кортизола в волосах связан с увеличением количества случаев ишемической болезни сердца, инсульта и заболеваний периферических артерий. Кроме этого, присутствие кортизола в волосах положительно коррелировало с другими факторами риска ССЗ, такими как индекс массы тела и диабет[652].

Концентрация кортизола в волосах также активно исследуется в качестве прогностического фактора ССЗ. Одно из исследований выявило положительную взаимосвязь между содержанием кортизола в волосах и тяжестью симптомов у пациентов с сердечной недостаточностью[653].

Кроме того, целый ряд исследований показал взаимосвязь уровня кортизола в волосах людей с метаболическим синдромом. Повышенный уровень кортизола в волосах положительно коррелировал с такими неблагоприятными факторами развития метаболического синдрома, как артериальная гипертензия, повышенный уровень холестерина липопротеинов низкой плотности, гликированного гемоглобина, ожирение и окружность талии[654][655][656][657].

Несколько исследований показали также повышение уровня кортизола в волосах у людей с диабетом. В одном из них продемонстрировано повышение уровня кортизола и его метаболита кортизона в волосах не только у больных диабетом, но и у пожилых людей. Это может свидетельствовать о дисрегуляции системы ГГН при старении[658][659].

В качестве биомаркера при сахарном диабете был предложен не только уровень кортизола, но и уровень гликирования белков волос. Продукты гликирования белков, такие как фурозин, достоверно коррелировали со среднегодовыми значениями HbA1c и глюкозы в плазме натощак. Кроме того, было показано, что спектрофотометрический индекс гликирования волос надежно помогает идентифицировать людей с нормогликемией и гипергликемией. И, наконец, есть еще один вид исследований волос, связанный с сахарным диабетом, – это определение дериватизированных аминокислот в волосах человека с использованием газовой хроматографии/масс-спектрометрии[660][661][662].

Биомаркер нейродегенеративных и онкологических заболеваний

Кроме выявления сердечно-сосудистых и метаболических патологий, тестирование волос постепенно начинает использоваться и для анализа нейродегенеративных заболеваний. При них происходят дифференциальные (то есть различные) посттрансляционные модификации белков. Две нейродегенеративные патологии, болезнь Менкеса и синдром Элехальде, характеризуются изменениями в составе волос, которые, возможно, имеют большое диагностическое значение. Оба эти состояния приводят к необратимому повреждению мозга и ранней смерти. Аномалии волос у пациентов с данными патологиями помогают довольно точно их диагностировать.

Содержание микроэлементов в волосах используется также и для диагностики рассеянного склероза. Интересно отметить, что рыжий цвет волос и связанный с ними полиморфизм p.R151C гена MC1R (rs1805007) оказался связан с повышенным риском болезни Паркинсона[663][664][665].

Примечательно, что содержание различных характерных микроэлементов в волосах характерно для нескольких типов рака[666][667], а анализ волос с помощью рентгеновской дифракции в сочетании с маммографией значительно повышал диагностическую точность предсказания рака молочной железы[668]. Один из мета-анализов показал, что уровни цинка в волосах у женщин с раком груди были ниже, чем у пациентов из контрольной группы, а связь с раком уровня фосфолипидов в волосах (в частности фосфатидилхолина) также может быть использована при диагностике рака груди[669][670].

Волосы и эволюция человека

Как мы теряли волосы в одном месте и приобретали в другом?

От других млекопитающих, в том числе от приматов, человек отличается своим оволосением: волосяной покров у нас гораздо меньше, чем у наших ближайших «родственников» обезьян. Как же так случилось, что в процессе эволюции мы растеряли большую часть нашей шерсти и превратились в «голую обезьяну» (так назвал свою книгу, ставшую бестселлером, британский зоолог Десмонд Моррис)? Этот вопрос очень интересен, поэтому давайте рассмотрим его подробнее, ведь не в последнюю очередь благодаря потере основной массы волос на теле наши очень далекие предки смогли превратиться в человека. Давайте поговорим о том, как это произошло.

Антропология (наука, занимающаяся человеком и в том числе его эволюцией) утверждает, что человек в своем эволюционном развитии разошелся с обезьянами около 7 млн лет назад. В это время климат в Африке, где обитали наши древние предки, начал меняться и становиться более засушливым, а вместе с ним менялся и природный ландшафт. Произошла фрагментация леса: густые тропические леса начали сменяться перелесками, разделенными большими открытыми пространствами, лугами. Чтобы преодолевать эти пространства в поисках пищи, нашим предкам пришлось слезть с деревьев, где они благополучно обитали до этого, и встать на две ноги. Это имело весьма долгосрочные последствия.

Пока ранние гоминиды, такие как ардипитеки, ограничивались короткими перебежками между деревьями, чтобы снова залезть на них, с густой шерстью у них было все в порядке. Но климат в Африке продолжал меняться, и густые леса с перелесками сменились наконец привычными для нас сегодня саваннами. По ним нашим предкам приходилось преодолевать довольно большие расстояния, и густой волосяной покров наших предков, служивший им когда-то защитным барьером, стал уменьшаться. Это произошло около 2,5 млн лет назад, когда наших еще «волосатых» предков австралопитеков сменил в эволюционном развитии первый представитель рода Homo – Homo habilis (Человек умелый). Он уже имел большой мозг, умел изготовлять примитивные орудия труда и перемещался по саванне. В этом ему помогало в том числе и тело, лишенное шерсти.

Существует несколько гипотез о том, почему волосы в виде шерсти на теле у ранних гоминид стали исчезать. Одна из самых ранних гипотез, которую выдвинули британские ученые Уолтер Бодмер и Марк Пагель, называется «гипотезой эктопаразитов». Как можно понять уже из ее названия, она отводит ключевую роль в появлении безволосого тела у древних людей паразитам, в частности клещам. Согласно этой гипотезе, у наших предков шел положительный отбор на уменьшение волосяного покрова на теле из-за того, что это облегчало обнаружение и удаление клещей, которые, как известно, обитают в подлеске и не забираются высоко от земли. И когда ранние гоминиды из-за изменения климата стали спускаться с деревьев на землю, там их поджидали клещи. Благодаря им и произошел положительный отбор на безволосость, в результате чего все волосатые индивиды постепенно исчезли.

«В отличие от других млекопитающих, у людей отсутствует внешний слой защитного меха или шерсти. Мы предлагаем гипотезу, которая гласит, что люди развили безволосость для уменьшения количества паразитов, которые могут переносить болезни. Мы предполагаем, что потеря волос поддерживается этими естественно подобранными преимуществами и половым отбором, действующим для обоих полов. Безволосость стала возможна благодаря уникальной способности людей регулировать окружающую среду с помощью огня, укрытия и одежды. Одежда и укрытия позволяют более гибко реагировать на внешнюю среду, чем постоянный слой меха, и их можно менять или чистить, если они заражены паразитами. Голые землекопы, еще один бесшерстный и неводный вид млекопитающих, также обитают в средах, в которых есть высокий риск заражения эктопаразитами, но температура в которых постоянна»[671], – пишут авторы этой гипотезы.

Сейчас фрагментация обширных лесных массивов, вызванная климатическими переменами и деятельностью человека, приводит к увеличению количества клещей на пустых пространствах и повышению риска заражения инфекциями, которые они переносят. Этот факт поддерживает высказанную выше гипотезу, и такая взаимосвязь фрагментации леса с повышением активности клещей характерна для всех континентов, .

Далее, как предполагают ученые, потеря волос шла по цепной реакции. Первоначальное уменьшение волосяного покрова у спустившихся на землю гоминид вполне могло поспособствовать развитию и закреплению прямохождения, которое наши предки освоили далеко не сразу. Потеряв бÓльшую часть волос на теле, самки гоминид уже не могли таскать детенышей, зацепившихся за их шерсть, так, как это делают обезьяны, поэтому при переходах с места на место им приходилось брать детей на руки и шагать на двух ногах, а остановившись на стоянку, им приходилось искать укрытия не на дереве (потому что руки заняты ребенком), а на земле. Таким образом, гоминиды постепенно все более превращались в исключительно наземных обитателей[672].

Дальше – больше: поиски пищи требовали от наших предков длинных переходов, а часто и настоящих изнурительных погонь за добычей. Тогда и начался следующий этап потери волос, связанный, как объясняют антропологи, с системой терморегуляции организма. Излишняя шерсть на теле не давала организму нормально охлаждаться при жаре и длительном беге, и в результате все, кто были волосатыми, плохо бегали и перегревались, вымерли – так произошел еще один этап положительного отбора на безволосость.

Ученые также добавляют, что потере волос на теле способствовал и изменившийся при прямохождении угол попадания на кожу солнечных лучей и снижение воздействия ультрафиолетового излучения. Подсчитано, что при вертикальном положении тела на кожу попадает в три раза меньше ультрафиолета, чем при горизонтальном положении на четырех конечностях. Характерно, что вместе с потерей густого волосяного покрова на теле у наших предков развилась мощная система эккринных потовых желез, также участвующих в терморегуляции: их плотность у человека в 10 раз выше, чем у шимпанзе[673].

Как отмечают ученые, с уменьшением волосяного покрова и отлаживанием хорошего охлаждения тела не в последнюю очередь связано увеличение размера мозга – это ключевое событие, сделавшее нас людьми. В этом аспекте можно выделить две причины: прямую и косвенную. Прямая причина, связывающая терморегуляцию с размером мозга, – уязвимость мозга к термическому повреждению при перегреве. Косвенной причиной является тот факт, что опосредованно потеря шерсти у гоминид поспособствовала увеличению мозга из-за улучшения возможностей для охоты. Благодаря этому наши предки смогли получать из животной пищи больше необходимых для мозга жиров, белков и других важных элементов[674].

Появление моногамных отношений у наших древних предков также является огромным по важности шагом в эволюции человека: этот шаг помог ему выживать в трудных условиях и развиваться дальше, дойдя от каменных рубил до космических ракет. Все это произошло потому, что такое построение половых отношений (одна самка – один самец) позволяло нашим предкам снизить внутривидовую агрессию и кооперироваться для выполнения всяких сложных задач, а не выяснять бесконечно, кто сегодня альфа-самец и кому принадлежат все самки, как это происходит у наших ближайших «родственников» обезьян.

Увеличение мозга человекообразных обезьян и древних людей требовало длительного периода детства, потому что рожать детей сразу с большой головой и развитым мозгом не позволяла физиология таза. Именно поэтому женщины рожали беспомощных детей, требовавших еще нескольких лет большой заботы. К тому же детей приходилось часто держать на руках из-за отсутствия шерсти на теле матери. При таком раскладе женщина должна была иметь возможность основательно полагаться на своего партнера. Тогда уже, как предполагают антропологи, пошел положительный отбор на неприметных, но заботливых самцов, которые потеснили на «брачном фронте» излишне агрессивных. Как же это связано с волосатостью?

Женщины подвергались половому отбору на еще большую безволосость, что было связано с неотенией – преобладанием детских черт у взрослого индивида. Это, по мнению ученых, способствовало повышению уровня заботы со стороны мужчин. В итоге все излишне волосатые дамы вымерли, не найдя себе заботливого «принца». Так в процессе эволюции возникло то, что с легкой руки знаменитого британского антрополога О. Лавджоя получило название «секс в обмен на еду»: зародыш моногамных отношений и связанный с этим дальнейший путь развития человечества.

Вот как об этом пишет известный эволюционный биолог Александр Марков: «В результате описанных событий у наших предков сформировался социум с пониженным уровнем внутригрупповой агрессии. Снижение внутригрупповой агрессии создало предпосылки для развития кооперации, взаимопомощи. Уменьшение антагонизма между самками позволило им кооперироваться для совместной заботы о детенышах. Уменьшение антагонизма между самцами облегчило организацию совместных рейдов для добычи пропитания»[675]. Потеря волос на теле сыграла в этом не последнюю роль.

У любознательного читателя может возникнуть вопрос: почему же волосы на теле человека кое-где остались? Ответ на него не такой простой, и наука не всегда может предложить внятное объяснение этого феномена. Например, это касается бороды и усов у мужчин. По предположению Дарвина, борода делала мужчину более привлекательным, но сегодняшние опросы женского населения показывают обратную картину: бородатые мужчины кажутся женщинам более старыми и менее привлекательными. Брови могли сохраниться сразу по двум причинам – коммуникативной и физиологической. В первом случае они помогают нам при общении друг с другом более ярко выражать свои эмоции, хмурясь или поднимая брови от удивления. Во втором, физиологическом случае они помогают отводить пот, градом катящийся со лба, чтобы он не застилал глаза. Волосы на голове защищают нас от холода и ультрафиолета. А вот что касается волос в лобковой части и подмышках, то тут часто можно встретить утверждение, что с их помощью мы распространяем особые запахи, привлекающие половых партнеров, хотя это, конечно, вопрос дискуссионный.

Как сделать мамонта из слона?

Человека часто называют голой обезьяной, но мы, конечно, не единственные представители млекопитающих, лишившиеся густой растительности на теле: в этом аспекте, в первую очередь, на ум приходят киты и другие водные животные. Когда же речь заходит о волосах и шерсти, то одним из самых интересных объектов для исследований становятся слоны. Как и у людей, ближайшие родственники этих самых крупных наземных животных – мамонты – были покрыты густой шерстью. Современные ученые пытаются выяснить, из-за каких генетических изменений слоны лишились теплой шубы, а некоторые амбициозные исследователи даже мечтают воссоздать вымерших гигантов и заселить ими современную тундру.

Рисунок 37. Родословная мамонтов и современных слонов. Видно, что сначала от общего предка отделился африканский слон, а потом разошлись азиатский слон с мамонтом.

До наших дней дожили три вида слонов: азиатский, африканский саванный и африканский лесной. Они состоят с мамонтами в разной степени родства. Африканский слон отделился от общего предка раньше – примерно 5 миллионов лет назад. Мамонты с азиатскими слонами разошлись несколько позже.

Как гласит теория эволюции, все млекопитающие в той или иной степени являются родственниками человека. А это значит, что исследования «генов волосатости» у наших четвероногих братьев, ныне живущих и вымерших, могут быть полезны в медицине. Конечно, никто не собирается превращать успешных офисных клерков в австралопитеков, но знания о секретах генома способны помочь в восстановлении волос при алопеции, обширных рубцах после ожогов и других проблемах.

Зачем современным слонам шерсть?

Для генетиков слоны являются очень интересным объектом исследований по многим причинам, в первую очередь, – из-за своих размеров. Например, долгое время для ученых оставалось загадкой, почему такие большие животные страдают онкологическими заболеваниями намного реже, чем люди. Риск развития рака в течение жизни у человека составляет 11–25 %, а у слона – всего 5 %. Но если следовать банальной логике, все должно быть наоборот: чем больше живой организм, тем больше клеточных делений нужно для того, чтобы он смог вырасти, а каждое клеточное деление – это удвоение ДНК и риск возникновения «ошибок» в генах – мутаций, способных привести к злокачественному перерождению[676].

Разгадка этой тайны кроется в геноме слонов. Например, одним из защитников клеток от злокачественного перерождения является ген TP53, кодирующий белок p53. Когда в ДНК возникают повреждения, то в зависимости от масштаба такой катастрофы этот белок активирует механизмы репарации или запускает апоптоз – запрограммированную клеточную смерть. В клетках человека две копии гена TP53, и нарушение работы даже одной из них увеличивает риск развития рака до 90 %. У слонов этот ген представлен сорока (!!!) копиями, поэтому защитные механизмы более чутко реагируют на повреждения ДНК и сразу же убивают «неправильные» клетки[677].

Есть и еще один вопрос, который всегда волновал ученых: как эти большие животные, обитающие в условиях жаркого климата, справляются с перегреванием?

Слоны – животные с самым большим отношением объема тела к площади кожных покровов. С точки зрения терморегуляции это очень невыгодно: уже при температуре воздуха 30 °C этим гигантам за день нужно избавляться от нескольких киловатт тепла, а там, где они обитают, температура воздуха может достигать плюс 50 °C. Терять лишнее тепло слонам помогает множество механизмов: шероховатость кожи, за счет чего увеличивается ее площадь; большие уши с густой сетью кровеносных сосудов (слоны часто ими «хлопают», чтобы создать поток воздуха); испарение жидкости во время дыхания и с поверхности кожи, холодные «души» из хобота, «купания» в пыли… Но всего этого недостаточно.

Слоны кажутся «голыми» только на первый взгляд. На самом деле их тело покрыто шерстью, только она далеко не такая густая и длинная, как у их вымерших родственников мамонтов. Даже там, где плотность волосяного покрова на теле слона наиболее высока, она составляет всего 1500 волос на один квадратный метр. Для сравнения: плотность волосяного покрова на голове у человека составляет два миллиона волос на квадратный метр. Долгое время ученые считали, что слоновьи волосы – всего лишь рудимент, наследие далеких предков, от которого эти животные не смогли до конца избавиться. Польза есть разве что у кисточки на конце хвоста, которой удобно отгонять паразитов, и чувствительных волос-вибриссов на морде, потому что очевидно, что единственное назначение шерсти в плане терморегуляции – предотвратить потерю тепла, и этот эффект полезен только в холодном климате[678].

Однако в 2012 году было опубликовано исследование, которое опровергло этот стереотип. Ученые из Принстонского университета (США) обратили внимание на колючки кактусов и волоски, которыми покрыты некоторые растения в жарких странах[679][680][681]. Эти структуры работают как радиаторы и увеличивают потери тепла. Исследователи решили проверить, могут ли волосы на теле слонов выполнять ту же функцию. Моделирование и анализ показали, что такие предположения верны: авторы этой работы обнаружили, что жиденькая шерсть на теле слонов усиливает теплоотдачу на 5 %, а в безветренную погоду – до 23 %! Абсолютно голая кожа не может обеспечить настолько же эффективную терморегуляцию[682].

Это исследование в очередной раз показало, насколько изобретательна эволюция: она умеет приспосабливать один и тот же инструмент для решения диаметрально противоположных задач. Теперь ученым интересно разобраться в том, могла ли выполнять ту же функцию редкая шерсть у других крупных вымерших животных, имевших такое же невыгодное соотношение объема и площади поверхности тела, как у слонов. Может быть, первые волосы возникли именно для того, чтобы помогать животным охлаждаться, и только позже превратились в теплую шубу? На этот вопрос науке еще предстоит ответить.

В поисках гена волосатости

Мамонты отличались от слонов не только густой шерстью – у них были и другие приспособления, помогавшие успешно переносить суровый холодный климат: маленькие уши и хвосты, сокращавшие потери тепла, толстый слой подкожного жира, большое количество сальных желез для теплоизоляции, особенности иммунной системы, регуляции циркадных ритмов и липидного обмена[683][684]. Все эти свойства были обусловлены определенными генами, и сейчас ученые пытаются разобраться в особенностях этих генов. За последние годы было опубликовано несколько научных работ, в которых рассказывается о том, за счет каких генетических вариаций мамонты обзавелись густым шерстяным покровом.

Шерстистый мамонт – одно из наиболее хорошо изученных животных, но его геном начали исследовать относительно недавно. Ученые пытались анализировать генетический материал, который сохранился в костях и мышцах, но сталкивались с большими сложностями. Дело в том, что ДНК в таком материале быстро разрушается и загрязняется генами бактерий. Лишь немногие образцы подходят для изучения, и это очень кропотливая работа: одно исследование может продолжаться несколько лет.

В 2007 году международная группа ученых опубликовала в журнале Science результаты своей работы, в которой было заявлено, что наилучшим объектом для изучения геномов ископаемых млекопитающих являются стержни волос. Ранее считалось, что, если уж исследовать ДНК в волосах, то нужно брать волосяные фолликулы, в которых есть клетки. Стержень волоса по сути представляет собой мертвую ткань, однако, оказалось, что именно в нем генетический материал сохраняется лучше всего, потому что он хорошо защищен от деградации и внешних воздействий биологическим футляром из кератина. Волосы можно легко очистить от бактерий и других внешних загрязнителей, и даже если обработать их растворами, которые уничтожают всю ДНК снаружи, то внутри она сохранится. Более того, ученые выяснили что волосы мамонтов богаты митохондриальной ДНК, и это очень удобный материал для изучения генетического разнообразия популяции.

Используя этот подход, исследователям удалось проанализировать ДНК одного из первых найденных шерстистых мамонтов – мамонта Адамса (его также называют ленским мамонтом). Скелет этого животного с остатками мышц и кожи был обнаружен в 1799 году, выкопан в 1804–1806 годах, а потом еще 200 лет хранился при комнатной температуре в Зоологическом музее Зоологического института РАН в Санкт-Петербурге. Умер этот мамонт около 35 тысяч лет назад, тем не менее ученым потребовалось всего 0,2 грамма волос, чтобы провести полный анализ митохондриального генома[685][686][687].

Это исследование стало важным шагом на пути к секвенированию всего генома шерстистого мамонта, и, наконец, в 2008 году геном этих доисторических гигантов был полностью расшифрован. Оказалось, что ДНК мамонта похожа на ДНК африканского слона даже сильнее, чем ДНК человека на ДНК шимпанзе. Дальше ученые стали искать более тонкие различия в строении и работе отдельных генов, и, конечно, были сделаны некоторые находки, отчасти объясняющие особенности роста шерсти у мамонтов.

Сложности таких исследований заключаются в том, что принцип «один ген – один признак», такой удобный для изучения биологии в школе, в реальности не действует. Например, нет единственного гена, отвечающего за цвет глаз. Аналогичная ситуация и с ростом шерсти, ее длиной и густотой: это результат общей работы многих генов, они разбросаны по разным хромосомам, и их идентификация порой превращается в поиски иголки в стоге сена. К счастью, современным ученым помогают специальные компьютерные алгоритмы, которые умеют анализировать большие массивы данных.

Иногда кажется, что ген-кандидат найден, и он явно влияет на определенную особенность организма, но после тщательной проверки оказывается, что его эффекты в конкретном случае практически нулевые. Например, так произошло с геном фактора роста фибробластов 5 (FGF5, рис. 38). Этот белок играет важную роль в регуляции пролиферации и дифференцировки клеток у человека и животных. Он обеспечивает нормальный цикл роста волос и способствует переходу от анагена (фазы роста волосяного фолликула) к катагену (фазе регрессии, вызванной апоптозом)[688]. Известно, что некоторые мутации в гене FGF5 приводят к появлению рецессивных фенотипов с большой длиной волос у мышей, собак и кошек. Также изменения в этом гене приводят к изменению длины волос у кроликов. У людей мутации в FGF5 ведут к трихомегалии – врожденному заболеванию, при котором ресницы имеют аномально большую длину: 12 мм в центральной части и 8 мм в периферийной[689].

Ученые предположили, что особенности строения гена FGF5 могли повлиять на различия в длине шерсти у мамонтов и слонов. В 2009 году были опубликованы результаты исследования, во время которого специалисты провели секвенирование трех экзонов (последовательностей, кодирующих белок) и части промотора (участок, который запускает считывание генетической информации) гена FGF5 у азиатских слонов, африканских слонов и шерстистого мамонта. Авторов работы ждало разочарование: различия в структуре гена оказались незначительными – были обнаружены всего две замены оснований («букв» генетического кода), и они не влияли на структуру белка. Первая замена обнаружилась в промоторе, но она не делала ген неактивным, он по-прежнему продолжал экспрессироваться. Вторая замена находилась в третьем экзоне: азотистое основание гуанин у мамонта было заменено на аденин, однако это «молчащая» мутация – из-за нее не изменилась последовательность аминокислот. Таким образом, обнаружилось, что белок FGF5 работал у мамонтов так же, как и у слонов, ограничивая рост шерсти[690].

В качестве другого кандидата в этом исследовании был рассмотрен ген KRTHAP1 – псевдоген кератина волос типа I. Кератин – очень прочный белок, он входит в состав волос, а нормально функционирующий ген KRTHAP1 способствует развитию густого волосяного покрова на теле. У человека это псевдоген: в результате мутации он больше не кодирует белок. В седьмом экзоне человеческого KRTHAP1 находится стоп-кодон – последовательность из трех оснований, которая останавливает синтез белка, и поэтому данный белок отсутствует в волосяных фолликулах. Однако у наших ближайших родственников обезьян этот ген работает. У слонов, как и у людей, KRTHAP1 – это псевдоген, поэтому ученые предположили, что у мамонтов он может оказаться рабочим, но анализ показал, что это не так. У слонов стоп-кодон находится в первом экзоне гена, делая его нерабочим, и у мамонтов эта особенность тоже присутствует. Исследование других генов кератина, таких как KRT25, KRT27 и KRT83, тоже показало, что в них имеются лишь небольшие различия, и, видимо, не они делают мамонтов покрытыми шерстью, а слонов – голыми[691].

Спустя несколько лет больше интересной информации удалось найти исследовательской группе, в которую входили ученые из Университета штата Пенсильвания (США), Наньянского технологического университета (Сингапур) и Чикагского университета (США). Ученые секвенировали геномы двух шерстистых мамонтов, умерших 20 и 60 тысяч лет назад, а также трех азиатских слонов. Чтобы не допустить ошибок, каждая «буква» генетического кода мамонтов в среднем была прочитана 20 раз, причем мамонты относились к двум ответвлениям: кладам I и II, которые, по оценкам экспертов, разошлись примерно на 1,5 миллиона лет.

Анализ геномов трех видов животных показал 33 миллиона мест, в которых имеются различия. Наиболее интересными оказались 1,4 миллиона генетических вариантов, которые присутствовали у мамонтов, но отсутствовали у слонов. Среди них было обнаружено 2020 вариантов, которые привели к изменениям в аминокислотной последовательности 1642 белков и потере функции 26 генов. И тут исследователям открылась целая сокровищница: удалось обнаружить уникальные гены мамонтов, связанные с регуляцией циркадных ритмов, обменом липидов, развитием и физиологией кожи, волос, жировой ткани, терморегуляцией и чувствительностью к низким температурам.

Удалось идентифицировать 38 генов, связанных с особенностями шерсти мамонтов, и среди них 8 генов, влияющих на ее цвет. На многих картинках этих животных изображают с коричневой или рыжеватой шерстью, но на самом деле она могла иметь разную окраску. Еще в 2006 году ученым удалось расшифровать полную последовательность гена мамонтов, кодирующего рецептор меланокортина типа 1 (Mc1r, рис. 39). Этот белок запускает сложный каскад биохимических реакций, результатом которого становится образование темного пигмента – коричневого или черного эумеланина. Если же Mc1r не работает должным образом, то вырабатывается красный или желтый феомеланин. У мамонтов было обнаружено два варианта гена Mc1r: один кодирует белок с нормальной функцией, а активность второго сильно снижена. Таким образом, окраска шерсти мамонтов могла быть очень разной: среди них, вероятно, были блондины, брюнеты и шатены. Вариации в других генах могли вносить еще больше разнообразия[692][693][694].

Рисунок 39. Когда-то по Земле могли бродить вот такие «разношерстные» мамонты.

Ученые обнаружили, что специфические для мамонтов гены, связанные с особенностью шерстяного покрова, активно экспрессировались в разных частях волосяных фолликулов, а также в клетках кожи.

Особое внимание исследователей привлек ген TRPV3 (рис. 40). Белок, который он кодирует, встроен в клеточную мембрану и относится к семейству неселективных катионных каналов. TRPV3 особенно активно экспрессируется в клетках кожи (кератиноцитах) и головном мозге. В коже он помогает чувствовать высокую температуру, не представляющую опасности. Например, если вывести генетически модифицированных мышей без белка TRPV3, то они по-прежнему смогут чувствовать смертельно опасный холод и жар, но не смогут ощущать повышенную температуру более плюс 33 °C. Кроме того, TRPV3 регулирует рост волос через сигнальные пути трансформирующего фактора роста α (TGF-α) и рецептора эпидермального фактора роста (EGFR). Именно это и заинтересовало ученых: им захотелось разобраться, есть ли различия в генах TRPV3 у слонов и шерстистого мамонта, и если они есть, то могут эти различия влиять на особенности волосяного покрова[695].

Рисунок 40. Структура белка TRPV3[696].

Оказалось, что у мамонтов в белке, кодируемом геном TRPV3, присутствовала специфическая аминокислотная замена, которая обозначается как N647D, и это повлияло на функцию одноименного белка. У мамонтов, по сравнению с их предком, давшим начало им самим и азиатским слонам, белок TRPV3 менее активен, хотя тоже способен реагировать на повышенные температуры. Он на 20 % хуже отвечает на повышение температуры до плюс 43 °C. Учитывая влияние того же белка на длину шерсти, это очень интересное открытие. Например, если сделать ген TRPV3 более активным у мышей, то у них медленнее удлиняются стержни волос и рано происходит регрессия волосяных фолликулов, в то же время у грызунов с неактивным геном вырастают вьющиеся усы и длинная волнистая шерсть[697].

Жир под шубой

Густая шерсть – хорошая защита от холода, но еще лучше, когда под кожей есть внушительная прослойка жира. У мамонтов она, несомненно, присутствовала.

В 2015 году в геноме мамонтов удалось идентифицировать 54 фиксированные аминокислотные замены, которые влияют на жировую ткань, включая объем и локализацию отложений белого и бурого жира.

• LEPR – ген, кодирующий белок-рецептор гормона лептина (этот белок также обозначается как LEP-R, OB-R и CD295). Гормон лептин воздействует на гипоталамус и влияет на аппетит и расходование энергии, а также способствует уменьшению массы тела.

• Ген DLK1 кодирует белок под названием гомолог протеина дельта 1. Он подавляет трансформацию преадипоцитов (предшественников жировых клеток) в адипоциты (собственно зрелые жировые клетки). Когда у мышей инактивируют этот ген, у них увеличиваются отложения жировой ткани, а когда он активен, отмечается обратный эффект.

• GHR – ген, кодирующий белок-рецептор соматотропного гормона роста. Этот гормон усиливает анаболизм и подавляет катаболизм, то есть он заставляет организм синтезировать новые вещества, в первую очередь белки, и предотвращает их разрушение. В то же время под действием соматостатина уменьшается отложение подкожного жира и усиливается его сжигание.

• Ген CRH кодирует гормон гипоталамуса кортиколиберин (кортикотропин-рилизинг гормон). Он активирует переднюю долю гипофиза, которая вырабатывает гормоны, регулирующие различные процессы в организме, в том числе способствуют ухудшению аппетита и разрушению жиров.

Гены из этого списка, будучи активны, уменьшают объем жировых отложений. Но у мамонтов были обнаружены изменения в этих генах, которые снижали их активность, – это способствовало увеличению жировых отложений и адаптации к холоду. Кроме того, ученые обнаружили особенности в 39 генах, влияющих на эффекты инсулина, а также связанных с высокой активностью этого гормона в крови, инсулинорезистентностью и снижением толерантности к глюкозе[698].

Другие интересные особенности в геноме мамонтов были обнаружены в ходе исследования, опубликованного в 2017 году. В частности, ученые нашли три замены в последовательности гена APOB – этот ген кодирует белок аполипопротеин B, который связывается с молекулами липидов, образуя липопротеины. Данный белок является переносчиком «плохого» холестерина, и его высокий уровень в крови приводит к образованию атеросклеротических бляшек. Одна из обнаруженных аминокислотных замен в гене APOB (A424V) оказалась общей для мамонтов, моржей, утконосов и холоднокровных ящериц семейства анолисов. Это позволяет предположить роль такой генетической особенности в адаптации к холоду[699].

Рисунок 41. Аполипопротеин B участвует в формировании липопротеинов – транспортных белково-липидных структур в крови, переносящих холестерин и другие липиды.

Еще одна аминокислотная замена была обнаружена в гене SULT6B1, кодирующем фермент сульфотрансферазу, который участвует в обмене гормона щитовидной железы тироксина. Этот гормон регулирует обмен жиров, белков и углеводов, а также термогенез (выработку тепла) в ответ на холод и переедание.

У мамонтов обнаружили много инделей (делеций и вставок оснований) в генах, которые участвуют в липидном обмене и, возможно, обуславливают особенности хранения жировой ткани в организме. Например, это вариант гена ETNK1, кодирующего фермент этаноламинкиназу, который участвует в синтезе фосфатидилэтаноламина – фосфолипида, входящего в состав клеточных мембран и мембран органелл.

Также у мамонтов был обнаружен вариант гена GPR83, который кодирует белок из семейства рецепторов, связанных с регуляцией обмена веществ. Экспрессия GPR83 обнаруживается в гипоталамусе и регулируется доступностью питательных веществ. Если отключить этот ген у мышей, то у них сильно повышается аппетит, но при этом они оказываются защищены от ожирения и повышения уровня глюкозы в крови, и их ткани сохраняют нормальную чувствительность к инсулину вне зависимости от типа рациона. Температура тела у этих животных ниже даже тогда, когда они бодрствуют и активны. В другом исследовании ученые обнаружили, что при нокдауне (снижении экспрессии) GPR83 мыши набирают вес быстрее, чем животные с неизмененным геном, несмотря на одинаковое питание. Увеличение веса и низкая температура тела оказались для мышей полезными при низкой температуре окружающей среды. У этих животных на холоде стабильно протекает обмен веществ, и они не так сильно теряют тепло. На основании этого можно предположить, что изменения в гене GPR83 у мамонтов могли играть роль в адаптации к холодному климату[700].

Конечно, это еще не окончательная разгадка генетических основ длинной шерсти и внушительного слоя подкожного жира у мамонтов. Проще всего изучать живые модельные организмы, то есть те, что уже давно используются в лабораториях по всему миру. Доисторические вымершие млекопитающие к таковым не относятся, и их геном пока таит много секретов, однако ученые уже смогли вплотную приблизиться к тому, чтобы возродить первобытных гигантов.

Создание слоно-мамонта с помощью генной инженерии

Какими бы огромными и опасными ни были вымершие животные, наверное, каждому человеку, особенно в детстве, хотелось посмотреть на них воочию, потому что ни одна самая красочная и реалистичная картинка из энциклопедии не сравнится с живым тираннозавром, трицератопсом или индрикотерием за решеткой зоопарка. Эти фантазии воплотились в некоторых кинофраншизах, самой известной из которых является «Парк юрского периода».

В 2015 году, вскоре после выхода четвертой части франшизы под названием «Мир юрского периода» ученые из Гарвардского университета в США сообщили, что они готовы сделать сказку былью: им впервые удалось отредактировать геном в клетках слона и вставить в него гены шерстистого мамонта. Это стало возможно благодаря современной технологии редактирования генома с применением системы CRISPR-Cas9[701][702][703].

Этот инструмент ученые подсмотрели у бактерий. Еще много лет назад в ДНК бактериальных клеток были обнаружены странные участки – короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами. Поначалу считалось, что они не выполняют никаких функций, но вскоре выяснилось, что это фрагменты генетического кода фагов. Когда возбудитель проникает внутрь бактерии, специальная молекула РНК распознаёт его генетический материал, а затем белки Cas разрезают его, словно ножницы. Ученые поняли, что систему CRISPR-Cas9 можно использовать, чтобы разрезáть гены любых животных и человека в нужных местах. Метод оказался намного проще и быстрее всех тех методов, которые применялись ранее.

Рисунок 42. У бактерий есть много механизмов противофаговой защиты. Один из них – CRISPR-Cas9. Специфическая РНК распознаёт генетический материал фагов, а затем его разрезают, словно ножницы, ферменты-эндонуклеазы (слева). Этот же механизм используют ученые, чтобы редактировать гены разных организмов (справа).

Исследователям из Гарвардского университета удалось заменить 14 локусов в геноме клеток слона на аналоги от мамонтов. Позже число таких правок увеличилось до 45. Конечно, даже если получится создать такое животное, это не будет тот самый полноценный мамонт – это будет «усовершенствованный» слон с длинной шерстью, маленькими ушами, внушительной прослойкой жира под кожей и некоторыми особенностями гемоглобина. Если дальнейшая работа пройдет успешно, то новые животные смогут заселить те холодные регионы, где прежде обитали мамонты, и поспособствовать восстановлению местной экосистемы.

Компромисс в виде «слоно-мамонта» выглядит не совсем в духе перфекционизма, присущего людям из мира науки. Тем не менее это оптимальный способ, который намного проще и быстрее, чем «вычитка» и редактирование всех 1,5 миллионов «букв» генетического кода, которые различаются у мамонтов и азиатских слонов. И в этом случае все равно внешнее сходство с вымершими гигантами будет налицо, а в тонкости генетического кода люди, которые не занимаются этим профессионально, вдаваться не станут.

Наука о воскрешении вымерших видов

Эволюция – это не только возникновение новых биологических видов, но и, к сожалению (или к счастью), вымирание существовавших ранее. Например, за последние 100 тысяч лет эпохи плейстоцена (она была 2,6 миллиона – 11700 лет назад) вымерло более 40 % крупных животных Африки и более 70 % крупных животных в Северной и Южной Америке и Австралии. Человек сильно ускорил этот процесс: фоновые темпы вымирания составляют 1–5 видов в год, а сейчас они ускорились, по оценкам экологов, в 1000-10000 раз. По некоторым данным, сейчас исчезает в среднем по 150 биологических видов ежедневно[704], и виной тому техногенные изменения климата, загрязнение окружающей среды, исчезновение лесов и других естественных сред обитания животных. Если ничего не изменить, то к середине XXI столетия может исчезнуть до половины сохранившихся биологических видов[705].

Рисунок 43. Животные, над «воскрешением» которых работают современные ученые. В верхнем ряду (слева направо): китайский речной дельфин, птица моа. В нижнем ряду (слева направо): каролинский попугай, странствующий голубь.

Природа умеет восстанавливаться даже после таких больших потерь. Иногда из-за различных факторов исчезновение биологических видов сильно ускоряется. Например, во время последнего массового вымирания – девонского (407,6-358,9 миллионов лет назад) – исчезло около 70 % видов животных. Это произошло из-за снижения содержания озона в атмосфере и глобального потепления. Постепенно разнообразие флоры и фауны снова увеличилось, однако для людей этот факт не является поводом безответственно относиться к окружающей среде. Учитывая темпы современного развития науки и технологий, последствия деятельности человечества в будущем могут оказаться намного более разрушительными, чем сейчас[706].

В настоящее время некоторые ученые уже поняли, что пришло «время собирать камни». С 2012 года в Интернете и научных публикациях стал часто мелькать термин de-extinction (буквально «де-вымирание»), который обозначает сохранение существующих видов, находящихся под угрозой, и «воскрешение» вымерших. В первую очередь это касается животных, по большей части млекопитающих. Сейчас главные усилия ученых сосредоточены на том, чтобы вернуть таких представителей фауны, как шерстистый мамонт, странствующий голубь, птица моа, каролинский попугай и китайский речной дельфин. Есть исследовательские группы, работающие над «воскрешением» других животных.

Среди всех потенциальных путей восстановления вымерших видов наиболее перспективными ученые считают три пути.

• Бэкбридинг – это селекция животных, которые генетически и внешне наиболее близки к вымершему виду. Никаких инновационных технологий тут нет: ученые просто отбирают подходящих особей и пытаются воссоздать в них черты вымершего вида. Это своего рода «эволюция заново», и в таких проектах уже есть определенные успехи. Самый свежий проект – возрождение степных зебр квагг. Последняя из них умерла 12 августа 1883 года в зоопарке Амстердама, а уже в 1987 году ученые решили «воскресить» этих животных в Южной Африке путем бэкбридинга зебр. К 2005 году появились на свет животные пятого поколения, и они имеют узнаваемые черты квагг[707][708].

• Межвидовое клонирование – это более технологичный аналог гибридизации. Ученые переносят ядро из клеток одного животного в энуклеированный (лишенный собственного ядра) ооцит животного другого вида. Затем получившиеся яйцеклетки используют, чтобы вызвать беременность у животного вида, отличного от донора ядра. Впервые такую «пересадку ядра» соматической клетки в яйцеклетку выполнили в 1996 году, и в результате на свет появилась овца Долли. Изначально технологию клонирования планировалось применять в сельском хозяйстве, чтобы получать животных с хорошими генами. Впоследствии стало понятно, что таким же образом можно воссоздавать исчезающие виды[709][710][711][712].

Рисунок 44. Фото «возрожденных» квагг.

• Генная инженерия – это тот самый метод редактирования генома с помощью системы CRISPR-Cas9, который планируется применить для создания слоно-мамонтов. Это «селекция на максималках». С помощью искусственного отбора получилось вывести животных, напоминающих квагг, и теоретически то же самое можно проделать со слонами и мамонтами. Но успех не гарантирован, а процесс может растянуться на многие годы, учитывая медленное размножение слонов. Проще будет не ждать, когда нужные гены появятся и проявятся сами, а отредактировать их в лаборатории.

Звучит просто, но на деле есть много сложностей, и они начинают возникать уже на уровне терминологии. В первую очередь нужно четко понимать, что такое биологический вид и вымирание. Эти понятия не так однозначны, как может показаться на первый взгляд. Например, от вида A в ходе эволюции отделился вид B, но сам вид A при этом исчез. Стоит ли считать его вымершим или он сохранился в новой ипостаси? Другая возможная ситуация: виды A и B гибридизировались, при этом все фенотипы, характерные для вида A, исчезли, но генотип сохранился в фенотипах B. Вымер ли в данном случае вид А? Например, в геноме современных людей неафриканского происхождения присутствует 1–4% генов, доставшихся от неандертальцев, а это означает, что этот родственный нам вид людей в каком-то смысле не совсем исчез[713]. Со слонами и мамонтами все понятно: это точно два разных вида, явно отличающиеся друг от друга и приспособленные к разным условиям обитания. Кроме всего прочего, при решении этих вопросов встает ряд проблем технического, экономического, экологического и этического характера[714].

Нерешенные проблемы и критика

Один из главных вопросов, который беспокоит ученых, занимающихся возрождением мамонтов, звучит так: сможет ли слониха, принявшая роль суррогатной матери, выносить и родить мохнатого малыша? Неизвестно, насколько совместимыми будут их организмы, а родовые пути слонихи могут банально оказаться слишком узкими, чтобы пропустить такого крупного «слоненка». В случае с овцой Долли донором яйцеклетки и суррогатной матерью была овца шотландской черноголовой породы, названная так за характерный черный цвет морды, а донором ядра и генетического материала стала овца породы полл дорсет, характеризующаяся белоснежной шерстью по всему телу. Это разные породы, но все же это один биологический вид, а слоны с мамонтами уже намного более дальние родственники[715][716][717][718].

Рисунок 45. Овечка Долли и ее суррогатная мама.

Если идею с суррогатной матерью реализовать не удастся, придется искать альтернативные решения, например, применять «искусственную матку». Некоторые успехи в этой сфере (она называется эктогенезом) уже есть. Например, команде из Гарвардского университета удалось в течение 10 дней поддерживать жизнедеятельность эмбрионов мышей – это половина беременности.

В 2017 году американские ученые опубликовали исследование, в котором рассказали об успешном применении своей «искусственной матки» для выращивания ягнят и заявили, что эктогенез в скором будущем найдет применение у людей. Эта технология поможет сохранять жизнь плодам, родившимся на очень ранних сроках, и «донашивать» беременность, которая сопровождается очень тяжелыми осложнениями. В качестве «искусственной матки» применяется биопакет из полимерных материалов, в котором в синтетических околоплодных водах находится плод. Специальные катетеры имитируют сосуды пуповины и обеспечивают растущий организм водой и питательными веществами. Насыщение крови кислородом обеспечивается за счет оксигенатора. При этом стенки биопакета надежно защищают плод от инфекций. Все это звучит жутковато и чем-то напоминает кадры из фильма «Матрица», но ученые утверждают, что в эктогенезе нет ничего страшного, и он принесет только пользу. Технология еще нуждается в существенной доработке, но к 2025 году уже планируется начать исследования с человеческими плодами. Пока же в таких биопакетах удалось поддерживать жизнеспособность недоношенных ягнят в течение 28 дней, и все они были успешно «рождены».

Результаты другого исследования с «искусственной маткой» EVE, имеющей похожую конструкцию, были опубликованы в 2019 году. В этом исследовании ученые в биопакетах тоже выращивали ягнят, но в течение более короткого срока и менее успешно: выживаемость составила 87,5 %,, .

Много вопросов возникает и с самим процессом клонирования. Некоторые ученые считают, что в такой технологии так много сложностей и пробелов в знаниях, что процесс создания слоно-мамонта пока что нереален. Мамонты – удобный объект для клонирования, потому что это крупные животные, а их останки найти легче, чем, например, небольших доисторических грызунов. Геном мамонтов уже достаточно хорошо изучен, но генетический материал мамонта нужно внедрить слонам, а опыта работы с культурами клеток этих животных пока еще не так много. Раньше этим никто не занимался, потому что не было такой необходимости, как не было необходимости и в изучении и применении технологий экстракорпорального оплодотворения у слоних[719][720]. К тому же если выращивать таких крупных животных в «искусственной матке», то это будет не то же самое, что эксперименты с ягнятами. Тут тоже могут возникнуть сложности, и не факт, что получится их преодолеть.

Рисунок 46. Ягнята, которые развиваются в «искусственной матке». Со стороны смотрится жутковато, но ученые уверяют, что малыши чувствуют себя в этих пакетах так же, как в животе у мамы.

Важно понимать, что на развитие, внешний вид и физиологию животного влияет не только последовательность ДНК, но и эпигенетические процессы, то есть такие процессы, которые регулируют функции генов, не меняя их структуру. Удастся ли воссоздать их в клетках новых мамонтов?

Есть и еще один не менее важный вопрос: как сами слоны примут новых родственников? А если растить «слоно-мамонтят» в полностью изолированных искусственных условиях, то в будущем у них наверняка возникнут проблемы с адаптацией к естественной среде. Очевидно, что мамонты, как и слоны, были социальными животными, поэтому, если уж создавать таких «слоно-мамонтов», то не одного, а сразу целую популяцию. Но где взять столько самок слонов, если эти животные тоже балансируют на грани вымирания и на счету буквально каждый обычный слоненок? А если возрождать популяцию естественным путем, за счет первых «Адама» и «Евы», на это уйдет много лет, потому что слоны достигают половой зрелости в 10–18 лет, а беременность у них продолжается до 2 лет[721].

Что касается вопросов экосистемы, то тут тоже есть как надежды, так и опасения. Подходящие условия для разведения мамонтов уже найдены – ими предлагается заселить Плейстоценовый парк в Якутии. Ожидается, что мохнатые гиганты разрушат своими мощными лапами снег и лед, обеспечат почву удобрением и разнесут семена растений. Но сколько времени уйдет на такое терраформирование? Не падут ли мамонты раньше времени, став жертвой сурового сибирского климата, инфекций и паразитов?

Иногда звучат и другие опасения: не получится ли так, что мамонты, наоборот, нарушат экосистему, и это приведет к негативным последствиям в глобальных масштабах? Сторонники этой точки зрения утверждают, что вымирание животных происходит не просто так – на то есть «экологические причины». Ученые на это отвечают, что мамонты все-таки не слишком «чужеродные» существа для современного мира: они исчезли с лица нашей планеты по палеонтологическим меркам недавно, и их вымирание произошло не только по естественным причинам – отчасти за это несет ответственность человек[722].

Одним словом, проблем много, и не на все из них у ученых есть готовые решения. Если мы и увидим оживших мамонтов, то это произойдет, вероятно, только через много-много лет.

Примечания

1

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK470321/

2

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

3

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK546248/

4

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7432488/

5

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK470321/

6

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7432488/

7

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK546248/

8

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(08)01626-6?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0960982208016266%3Fshowall%3Dtrue

9

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK546248/

10

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK470321/

11

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7432488/

12

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(08)01626-6?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0960982208016266%3Fshowall%3Dtrue

13

https://www.jidonline.org/article/S0022-202X(15)41553-2/fulltext

14

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK470321/

15

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2405915/

16

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/labs/pmc/articles/PMC1175950/

17

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2871241/

18

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10998156/

19

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1891949/

20

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2871241/

21

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2871241/

22

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15617565/

23

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2756832/

24

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2871241/

25

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2756832/

26

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2668200/

27

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2871241/

28

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2705795/

29

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2871241/

30

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2871241/

31

https://www.jidonline.org/article/S0022-202X(15)41553-2/fulltext

32

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

33

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(08)01626-6?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0960982208016266%3Fshowall%3Dtrue

34

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3996377/

35

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

36

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

37

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

38

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(08)01626-6?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0960982208016266%3Fshowall%3Dtrue

39

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

40

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

41

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

42

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(08)01626-6?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0960982208016266%3Fshowall%3Dtrue

43

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

44

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3996377/

45

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

46

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

47

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(08)01626-6?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0960982208016266%3Fshowall%3Dtrue

48

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

49

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1201498/

50

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

51

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

52

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16723385/

53

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

54

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

55

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16810241/

56

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3050564/

57

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2756832/

58

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16810241/

59

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3050564/

60

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2756832/

61

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2405915/

62

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16288281/

63

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2756832/

64

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3050564/

65

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2405915/

66

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11976685/

67

https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(10)00651-X?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS193459091000651X%3Fshowall%3Dtrue

68

https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(10)00651-X?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS193459091000651X%3Fshowall%3Dtrue

69

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7680886/

70

https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(10)00651-X?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS193459091000651X%3Fshowall%3Dtrue

71

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16197389/

72

https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(10)00651-X?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS193459091000651X%3Fshowall%3Dtrue

73

https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(10)00651-X?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS193459091000651X%3Fshowall%3Dtrue

74

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2668200/016

75

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3050564/G

76

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2756832/016

77

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8016714/

78

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3050564/

79

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8016714/

80

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2668200/

81

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3050564/

82

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3496046/

83

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8016714/

84

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2696201/

85

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8016714/

86

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3479363/

87

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5210152

88

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8016714/

89

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2405915/

90

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8016714/

91

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2405915/

92

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8016714/

93

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2405915/

94

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2405915/

95

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27125013/

96

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19608063/

97

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7869811/

98

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22524482/

99

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12789163/

100

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7869811/

101

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5968325/

102

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29171081/

103

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16957811/

104

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17184248/

105

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5968325/

106

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7869811/

107

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10376692/

108

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22687262/

109

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19519605/

110

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11807433/

111

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8496421/

112

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28362669/

113

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7869811/

114

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19608063/

115

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7869811/

116

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28873105/

117

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7869811/

118

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11050586/

119

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7869811/

120

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25066729/

121

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21108769/

122

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25066729/

123

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25066729/

124

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25066729/

125

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25066729/

126

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21108769/

127

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25066729/

128

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21108769/

129

https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1096/fj.04-1968fje

130

https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1096/fj.04-1968fje

131

https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1096/fj.04-1968fje

132

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25066729/

133

https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1096/fj.04-1968fje

134

https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1096/fj.04-1968fje

135

https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1096/fj.04-1968fje

136

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21108769/

137

https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1096/fj.04-1968fje

138

https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1096/fj.04-1968fje

139

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25066729/

140

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/brv.12648

141

https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1096/fj.04-1968fje

142

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/brv.12648

143

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21108769/

144

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15946990/

145

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6029974/

146

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21108769/

147

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/brv.12648

148

https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1096/fj.04-1968fje

149

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25066729/

150

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25066729/

151

https://www.jidonline.org/article/S0022-202X(15)35103-4/fulltext

152

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7432488/

153

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19825978/

154

https://www.jidonline.org/article/S0022-202X(15)35103-4/fulltext

155

https://www.jidonline.org/article/S0022-202X(15)35103-4/fulltext

156

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21108769/

157

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21108769/

158

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25066729/

159

https://www.jidonline.org/article/S0022-202X(15)35103-4/fulltext

160

https://www.jidonline.org/article/S0022-202X(15)35103-4/fulltext

161

https://www.jidonline.org/article/S0022-202X(15)35103-4/fulltext

162

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25066729/

163

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25066729/

164

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7432488/

165

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19825978/

166

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7432488/

167

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25066729/

168

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1606541/

169

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23016593/

170

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7432488/

171

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28912032/

172

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16877675/

173

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7432488/

174

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16030176/

175

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21108769/

176

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21108769/

177

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18155917/

178

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21108769/

179

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5430855/

180

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30516881/

181

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28249276/

182

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27538002/

183

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7432488/

184

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21108769/

185

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22329353/

186

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7432488/

187

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21108769/

188

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21108769/

189

https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1096/fj.04-1968fje

190

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2871241/

191

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK546248/

192

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6029974/

193

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

194

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/5885957/

195

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ics.12090

196

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11162910/

197

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7869811/

198

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

199

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7869811/

200

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11162910/

201

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

202

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11162910/

203

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15157906/

204

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11162910/

205

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22113716/

206

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25466305/

207

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7869811/

208

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2929555/

209

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7869811/

210

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2938585/

211

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2929555/

212

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7869811/

213

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17166201/

214

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ics.12090

215

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11162910/

216

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3095693/

217

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/brv.12648

218

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/brv.12648

219

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/brv.12648

220

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ics.12090

221

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11162910/

222

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15036274/

223

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

224

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17371440/

225

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2533804/

226

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11162910/

227

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11162910/

228

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11162910/

229

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15036274/

230

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11162910/

231

https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1096/fj.05-4039fje

232

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15036274/

233

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11162910/

234

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ics.12090

235

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15036274/

236

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

237

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11162910/

238

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1201498/

239

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15030325/

240

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

241

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11162910/

242

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15030325/

243

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11162910/

244

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(08)01626-6?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0960982208016266%3Fshowall%3Dtrue

245

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3996377/

246

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1534580720301040

247

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6029974/

248

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24033376/

249

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16723385/

250

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19237503/

251

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16723385/

252

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6029974/

253

https://elifesciences.org/articles/67437

254

https://link.springer.com/article/10.1007/s004140050089

255

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

256

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15036274/

257

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1468–2494.2008.00456.x

258

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15036274/

259

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11162910/

260

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15036274/

261

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7653867/

262

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6029974/

263

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/brv.12648

264

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3870727/

265

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17717515/

266

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3641677/

267

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4160113/

268

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(08)00137-2?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867408001372%3Fshowall%3Dtrue

269

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26785478/

270

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26912687/

271

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27428307/

272

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7071859/

273

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11976685/

274

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3437996/

275

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15030325/

276

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24033376/

277

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7869811/

278

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15618488/

279

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7869811/

280

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21191398/

281

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7869811/

282

https://www.nature.com/articles/s41586-020-1935-3

283

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15618488/

284

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15030325/

285

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/brv.12648

286

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/brv.12648

287

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15618488/

288

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16899407/

289

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15568981/

290

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3437996/

291

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11162910/

292

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3996377/

293

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6029974/

294

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15036274/

295

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ics.12090

296

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15618488/

297

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5729540/

298

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/brv.12648

299

https://www.embopress.org/doi/full/10.15252/embr.202052301

300

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3437996/

301

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/brv.12648

302

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6029974/

303

https://science.sciencemag.org/content/351/6273/aad4395.long

304

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/brv.12648

305

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16678165/

306

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/14708594/

307

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2405920/

308

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3437996/

309

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12242728/

310

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3437996/

311

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11976685/

312

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15568981/

313

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3437996/

314

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15618488/

315

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16899407/

316

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15568981/

317

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3437996/

318

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3996377/

319

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15618488/

320

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5933715/

321

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/brv.12648

322

https://www.cell.com/cell/pdf/0092-8674(80)90399-2.pdf?_returnURL=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/0092867480903992?showall=true

323

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23935512/

324

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3050564/

325

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2696201/

326

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3298746/

327

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3870727/

328

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15036274/

329

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2546702/

330

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3870727/

331

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11976685/

332

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3437996/

333

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17717515/

334

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4160113/

335

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(08)00137-2?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867408001372%3Fshowall%3Dtrue

336

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26785478/

337

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26912687/

338

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27428307/

339

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7071859/

340

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3641677/

341

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3056115/

342

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7071859/

343

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3050564/

344

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7071859/

345

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/brv.12648

346

https://www.nature.com/articles/s41598-020-75334-9

347

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/brv.12648

348

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2929555/

349

https://www.nature.com/articles/s41598-020-75334-9

350

https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1096/fj.05-4039fje

351

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2929555/

352

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ics.12090

353

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2929555/

354

https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1096/fj.05-4039fje

355

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ics.12090

356

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11162910/

357

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2929555/

358

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11162910/

359

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15036274/

360

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21191398/

361

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7869811/

362

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2929555/

363

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ics.12090

364

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ics.12090

365

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/brv.12648

366

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ics.12090

367

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/brv.12648

368

https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1096/fj.08-125435

369

https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1096/fj.08-125435

370

https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1096/fj.08-125435

371

https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1096/fj.08-125435

372

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ics.12090

373

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ics.12090

374

https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1096/fj.05-4039fje

375

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22716034/

376

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4964517/

377

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18713071/

378

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11162910/

379

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4964517/

380

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23974581/

381

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4964517/

382

https://ijdvl.com/premature-graying-of-hair/

383

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7653867/

384

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4964517/

385

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7653867/

386

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7184936/

387

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7653867/

388

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1534580720301040

389

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7184936/

390

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7184936/

391

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7653867/

392

ttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7184936/

393

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7653867/

394

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1534580720301040

395

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7184936/

396

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7653867/

397

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7653867/

398

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4358898/

399

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7184936/

400

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1534580720301040

401

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1534580720301040

402

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7184936/

403

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7653867/

404

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1534580720301040

405

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1534580720301040

406

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8219384/

407

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7653867/

408

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8219384/

409

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8219384/

410

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8245124/

411

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8219384/

412

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8219384/

413

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6369637/

414

https://ijdvl.com/premature-graying-of-hair/

415

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30556257/

416

https://ijdvl.com/premature-graying-of-hair/

417

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6290285/

418

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6290285/

419

https://ijdvl.com/premature-graying-of-hair/

420

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6290285/

421

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5125965/

422

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30556257/

423

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5125965/

424

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30556257/

425

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30556257/

426

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6290285/

427

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30556257/

428

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25484268/

429

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30556257/

430

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25484268/

431

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6601371/

432

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4964517/

433

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6601371/

434

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4964517/

435

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4964517/

436

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6601371/

437

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6601371/

438

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6601371/

439

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4964517/

440

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8245124/

441

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7653867/

442

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22582919/

443

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19528420/

444

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26864494/

445

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21108769/

446

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK519018/

447

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6567650/

448

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2211462/

449

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK519018/

450

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2211462/

451

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK519018/

452

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2211462/

453

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK519018/

454

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6567650/

455

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3959784/

456

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK519018/

457

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK519018/

458

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK519018/

459

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK519018/

460

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2211462/

461

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK519018/

462

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6567650/

463

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3959784/

464

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3959784/

465

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK519018/

466

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK519018/

467

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3959784/

468

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK519018/

469

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK519018/

470

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3959784/

471

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK519018/

472

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2211462/

473

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK519018/

474

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3959784/

475

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3959784/

476

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2211462/

477

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6567650/

478

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3959784/

479

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2211462/

480

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3959784/

481

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6567650/

482

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2211462/

483

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3959784/

484

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2211462/

485

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3959784/

486

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2211462/

487

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2211462/

488

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6029004/

489

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4526284/

490

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4526284/

491

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4526284/

492

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4526284/

493

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4526284/

494

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4022463/

495

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4526284/

496

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6029004/

497

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4526284/

498

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3754390/

499

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4526284/

500

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3510946/

501

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4526284/

502

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4526284/

503

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3129124/

504

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3877472/

505

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3486859/

506

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3486859/

507

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4022463/

508

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4022463/

509

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4022463/

510

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4022463/

511

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4022463/

512

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3998739/

513

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7253885/

514

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4037949/

515

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17179005/

516

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27149134/

517

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4037949/

518

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4037949/

519

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6186204/

520

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27149134/

521

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6186204/

522

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27149134/

523

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16051981/

524

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20159332/

525

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27149134/

526

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16051981/

527

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17179005/

528

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20159332/

529

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16051981/

530

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20159332/

531

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17179005/

532

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20159332/

533

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18337606/

534

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7253885/

535

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2993147/

536

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/exd.12702

537

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4812885/

538

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17467851/

539

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1600-079X.2007.00512.x

540

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16030176/

541

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3681103/

542

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15946990/

543

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27538002/

544

https://www.med-alphabet.com/jour/article/view/247?locale=ru_RU

545

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9284093/

546

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12775957/

547

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26508577/

548

https://www.jidonline.org/article/S0022-202X(15)30544-3/fulltext#%20

549

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11231320/

550

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9677254/

551

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19438456/

552

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22878477/

553

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23629119/

554

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33913667/

555

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12213548/

556

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10971723/

557

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3655727/

558

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22779760/

559

https://www.jidonline.org/article/S0022-202X(21)00233-5/fulltext

560

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30737272/

561

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23159172/

562

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18055548/

563

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16364026/

564

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10809841/

565

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15946990/

566

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25657324/#:~:text=We%20conclude%20that%20thyroid%20hormone,found%20in%20human%20thyroid%20disorders

567

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20943348/

568

https://jddonline.com/articles/dermatology/S1545961617S0135X

569

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8187311/

570

https://journals.lww.com/prsgo/Fulltext/2013/10000/Cause_of_Androgenic_Alopecia__Crux_of_the_Matter.9.aspx

571

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17508020/

572

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4639964/

573

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306987717310411#b0560

574

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC486958/

575

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/7572959/

576

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24350006/

577

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16409898/

578

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34466550/

579

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25114445/

580

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8406423/

581

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17478384/

582

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19906217/

583

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21511365/

584

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21511365/

585

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27717019/

586

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29241753/

587

https://www.diagnostichistopathology.co.uk/article/S1756-2317(19)30187-2/fulltext

588

Ю. А. Фомченко. Строение компонентов волосяного фолликула человека. Витебский государственный медицинский университет.

589

https://www.diagnostichistopathology.co.uk/article/S1756-2317(19)30187-2/fulltext

590

https://www.diagnostichistopathology.co.uk/article/S1756-2317(19)301872/fulltext

591

https://dermnetnz.org/topics/trichoadenoma-pathology

592

https://www.dermatologyadvisor.com/home/decision-support-in-medicine/dermatology/trichoadenoma-trichoadenoma-of-nikolowski/

593

https://www.researchgate.net/figure/Trichoadenoma-Multiple-dermal-cysts-filled-with-infundibulartype-keratin_fig1_338524979

594

https://www.diagnostichistopathology.co.uk/article/S1756-2317(19)30187-2/fulltext

595

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6282444/

596

https://www.jwatch.org/na31843/2013/08/09/tumor-follicular-infundibulum-clinical

597

https://www.visualdx.com/visualdx/diagnosis/tumor+of+follicular+infundibulum?diagnosisId=56386&moduleId=101

598

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4738490/

599

https://www.diagnostichistopathology.co.uk/article/S1756-2317(19)30187-2/fulltext

600

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4689065/

601

https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-45704-8_53

602

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4738490/

603

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4689065/

604

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7007035/

605

https://www.diagnostichistopathology.co.uk/article/S1756-2317(19)30187-2/fulltext

606

https://dermnetnz.org/topics/proliferating-trichilemmal-cyst

607

https://dermnetnz.org/topics/proliferating-trichilemmal-cyst-pathology

608

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15487455/

609

https://dermnetnz.org/topics/proliferating-trichilemmal-cyst

610

https://medlineplus.gov/genetics/gene/pten/lemmal

611

https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=PTEN

612

https://emedicine.medscape.com/article/1059940-overview

613

https://www.researchgate.net/figure/PTEN-blue-a-lipid-phosphatase-Phosphoinositide-3-kinase-PI3K-green-is-a-lipid_fig1_8455597

614

https://dermnetnz.org/topics/trichilemmoma

615

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene?Db=gene&Cmd=DetailsSearch&Term=947

616

https://www.diagnostichistopathology.co.uk/article/S1756-2317(19)30187-2/fulltext

617

https://www.mediasphera.ru/issues/arkhiv-patologii/2019/1/1000419552019011031

618

https://www.diagnostichistopathology.co.uk/article/S1756-2317(19)30187-2/fulltext

619

https://medlineplus.gov/genetics/condition/pilomatricoma/#frequency

620

https://www.researchgate.net/publication/327100367_Pilomatrixoma_A_Comprehensive_Review_of_the_Literature

621

https://radiopaedia.org/articles/pilomatricoma

622

https://dermnetnz.org/topics/pilomatricoma

623

https://dermnetnz.org/topics/melanocytic-matricoma-pathology

624

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8453573/

625

https://www.orpha.net/consor/cgi-bin/OC_Exp.php?lng=EN&Expert=499182

626

https://www.nature.com/articles/s41467-019-12733-1

627

https://acsjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/cncr.24117

628

https://nyscf.org/resources/a-new-soldier-against-skin-cancer-the-hair-follicle/

629

https://rupress.org/jcb/article/218/10/3212/120735/Hair-follicle-regeneration-suppresses-Ras-driven#ack-1

630

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31488583/

631

https://medlineplus.gov/genetics/gene/hras/#conditions

632

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3424369/

633

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3053984/

634

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/541713/

635

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0379073896020439

636

https://law.scu.edu/experiential/northern-california-innocence-project/inthe-know-fbi-admits-flaws-in-hair-microscopy-testimony/

637

https://www.washingtonpost.com/local/crime/fbi-overstated-forensic-hairmatches-in-nearly-all-criminal-trials-for-decades/2015/04/18/39c8d8c6e515-11e4-b510-962fcfabc310_story.html

638

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23301816/#:~:text=Hair%20is%20mainly%20composed%20of,keratin%20associated%20proteins%20and%20lipids.&text=The%20experimental%20results%20indicated%20different,internal%20lipids%20in%20African%20hair

639

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/ pii/0379073893902559

640

https://hairlab.ucsf.edu/hair-biomarker

641

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2654235/

642

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4871544/

643

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24239414/

644

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6717172/

645

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3423616/

646

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29213140/

647

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15485680/

648

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17315601/

649

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27177728/

650

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27763781/

651

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15545676/

652

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6717172/

653

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23972942/

654

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6530440/

655

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23585660/

656

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25462908/

657

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27500952/

658

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27498290/

659

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26176863/

660

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/3234195/

661

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8860944/

662

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26075473/

663

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2929554/

664

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25856388/

665

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5338132/

666

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25580464/

667

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3891755/

668

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21556251/

669

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4503961/

670

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3411328/

671

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1698033/

672

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8150933/

673

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6289065/

674

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0047248484800792

675

https://elementy.ru/novosti_nauki/431161/Semeynye_otnosheniya_klyuch_k_ponimaniyu_evolyutsii_cheloveka

676

http://dx.doi.org/10.1001/jama.2015.13134

677

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4852799/

678

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3468452/

679

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16660148/

680

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3468452/

681

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16655617

682

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3468452/

683

https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(15)00639-7?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2211124715006397%3Fshowall%3Dtrue

684

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5737375/

685

https://www.sciencedaily.com/releases/2007/09/070927141921.htm

686

https://www.eurekalert.org/news-releases/743765

687

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19020620/

688

https://www.uniprot.org/uniprot/P12034

689

https://www.pnas.org/content/111/29/10648

690

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2754481/

691

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2754481/

692

https://www.eurekalert.org/news-releases/781031

693

https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(15)00639-7?_returnURL=https%3A%2F%Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2211124715006397%3Fshowall%3Dtrue#

694

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16825562/

695

https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(15)00639-7?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2211124715006397%3Fshowall%3Dtrue#bib54

696

https://en.wikipedia.org/wiki/TRPV3

697

https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(15)00639-7?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2211124715006397%3Fshowall%3Dtrue#

698

https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(15)00639-7?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2211124715006397%3Fshowall%3Dtrue#fig3

699

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5737375/

700

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5737375/

701

https://bmcmedethics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12910-02100630-6

702

https://phys.org/news/2015-03-wooly-mammoth.html

703

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4632474/

704

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28746761/

705

https://www.britannica.com/science/extinction-biology

706

https://www.pnas.org/content/117/35/21008

707

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4157387/

708

https://www.quaggaproject.org/

709

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3787369/

710

https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10020070412331343051

711

https://academic.oup.com/biolreprod/article/67/2/637/2683734

712

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4157387/

713

https://www.nature.com/articles/d41586-021-00916-0

714

https://dolly.roslin.ed.ac.uk/facts/the-life-of-dolly/index.html

715

https://dolly.roslin.ed.ac.uk/facts/the-life-of-dolly/index.html

716

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4632474/

717

https://phys.org/news/2015-03-wooly-mammoth.html

718

https://bmcmedethics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12910-02100630-6

719

https://m.lenta.ru/articles/2021/09/26/klonirovanie_mamonta/?fbclid=IwAR1Uis7fg0WmH8Dt0xXWMGy_tkMQB_4whs06gUMLpB9_YgIFdKWj4OB1NXQ

720

https://www.livescience.com/59679-mammoth-resurrection-challenges. html

721

https://www.livescience.com/59679-mammoth-resurrection-challenges.html

722

https://theconversation.com/mammoth-cloning-the-ethics-16183

Content

Алексей Владимирович Ржешевский, Артем Кабанов, Марина Войтова
Волосы. Иллюстрированное пособие для врачей, трихологов и парикмахеров

Что такое волос и волосяной фолликул?

Строение волоса

Строение волосяного фолликула

Циклы жизни волосяного фолликула

Анаген

Катаген

Телоген

Волосы в эмбриональном периоде

Гены циркадных ритмов и циклы роста волос

Пигментация волос

Значение пигментации

Меланоциты

Фолликулярно-меланиновая единица

Меланосомы

Меланогенез

Цикличность меланогенеза волосяного фолликула

Возрастные изменения пигментации

Стволовая ниша

Стволовые клетки

Выпуклость – стволовая ниша волосяного фолликула

Адгезия в нише СК

Изменения в выпуклости, связанные с циклом роста волос

Гены и сигнальные пути, участвующие в регуляции работы СК выпуклости Гены и сигнальные пути

Волосы и национальность

Европеоидный тип волос

Монголоидный тип волос

Негроидный тип волос

Влияние гормонов на волосяной фолликул

Волосяной фолликул как эквивалент центрального регулятора гормонов

ГГН-ось

Ось ГГН и пигментация

Иммунная привилегия

ГГТ-ось

Гормоны и волосяной фолликул

Пролактин

Андрогены

Эстрадиол

Прогестерон

Мелатонин

Кортизол

α-МСГ

Галанин

Влияние гормонов на аномалии волос

Репигментация, вызванная АКТГ

Очаговая алопеция

Волосяной фолликул как нейроэндокринная модель

Поседение

Биологическое значение пигментации

Различия в меланоцитах пигментированных и седых волос

Морфология меланоцитов седого волоса

Взаимодействие меланоцитов и кератиноцитов

Меланоциты как модельная система старения

Что такое поседение?

Гипотезы причин поседения волос

Теория активного роста

Теория истощения пула СК

Гены самоподдержания МСК

Сигналы покоя

Стволовая ниша при старении

Свободнорадикальная теория поседения

Источники свободных радикалов в меланоцитах

Механизмы борьбы клетки со свободными радикалами

Перекисное окисление

Способы борьбы с перекисным окислением

Преждевременное поседение

Поседение и психологический стресс

Как происходит поседение из-за стресса?

Истощение МСК при излишней пролиферации

Модели взаимосвязи пигментации и стресса

Аутоиммунные заболевания и поседение

Связь преждевременного поседения с другими заболеваниями

Преждевременное поседение и дефициты

Семейный анамнез, ожирение и курение

Влияние генов на преждевременное поседение

Внезапное поседение

Альбинизм

ОСА1

ОСА1 типа А

ОСА1 типа В

ОСА2

ОСА3

ОСА4

ОСА5

ОСА6

ОСА7

Синдром Германского-Пудлака

Синдром Чедиака-Хигаси

Синдром Ангельмана и синдром Прадера-Вилли

Глазной альбинизм

Причины возникновения альбинизма

Последствия гипомеланоза

Офтальмологические последствия гипомеланоза

Дерматологические последствия гипомеланоза

Мутации

TYR

OCA2

TYRP1

SLC45A2

Гипертрихоз

Гипертрихоз в истории

Врожденный и приобретенный гипертрихозы

Разновидности заболеваний и синдромов, связанных с гипертрихозом

Врожденный ланугинозный гипертрихоз

Врожденный универсальный гипертрихоз

Врожденный генерализованный гипертрихоз при фиброматозе десен

Врожденный генерализованный гипертрихоз при врожденном амаврозе конусно-стержневого типа

Синдром CAHMR

Пигментная ретинопатия

Синдром Циммермана-Лабанда

Синдром Корнелии де Ланге

Синдром Коффина-Сириса

Синдром Барбера-Сэя

Акромегалоидный внешний вид лица с гипертрихозом

Синдром Видеманна-Штайнера

Остеокондродисплазия с гипертрихозом или синдромом Канто

Врожденная липодистрофия Берардинелли-Зейпа

Синдром Донохью

Синдром Торга-Винчестера и нодулезная артропатия-остеолиз

Синдром Рубинштейна-Тейби

Синдром Шинцеля-Гидиона

Синдром Горлина-Чодри-Мосса

Геми-челюстно-лицевая дисплазия

Черепно-лицевой дизостоз

Гипомеланоз Ито

Другие заболевания, ассоциированные с гипертрихозом

Гипотиреоз

Порфирия

Влияние генов на гипертрихоз

Влияние положения фактора транскрипции TRPS1

Ген ABC-переносчика липидов ABCA5

Рецептор андрогенов человека

Действие лекарств на приобретенный гипертрихоз

Терапия ингибиторами рецептора эпидермального фактора роста

Цетуксимаб

Эрлотиниб

Терапия циклоспорином

Влияние тестостерона

Алопеция

Немного истории

Что такое алопеция?

Алопеция и гормоны

Мелатонин

Гормоны стресса

Андрогены

Генетика алопеции

Воспаление, окислительный стресс и алопеция

Гравитация и облысение

Возрастные патологии и алопеция

Онкология и волосяной фолликул

Основные разновидности опухолей волосяных фолликулов

Опухоли с инфундибулярной дифференцировкой

Опухоли с истмической дифференцировкой

Опухоли с дифференцировкой трихилеммы

Опухоли с дифференцировкой волосяной луковицы

Опухоли с панфолликулярной дифференцировкой

Меланома из волосяных фолликулов

Стволовые клетки волосяных фолликулов: противоопухолевый барьер и источник опухолей

Волосы как биомаркеры

Начало истории анализа волос

Биохимия человеческого волоса

Что может дать биохимический анализ волос?

Контроль приема лекарств и других веществ

Измерение уровня стресса

Биомаркер сердечно-сосудистых заболеваний

Биомаркер метаболического синдрома и диабета

Биомаркер нейродегенеративных и онкологических заболеваний

Волосы и эволюция человека

Как мы теряли волосы в одном месте и приобретали в другом?

Как сделать мамонта из слона?

Зачем современным слонам шерсть?

В поисках гена волосатости

Жир под шубой

Создание слоно-мамонта с помощью генной инженерии

Наука о воскрешении вымерших видов

Нерешенные проблемы и критика

Примечания