Обратим ли процесс поседения? Изучение возможности сохранения естественного цвета волос с возрастом

Леонид Прохоров

Приводятся фактические и расчетные данные о процессах восстановления пигментации волос в начальный период поседения и далее при старении. Показано, что в волосяных фолликулах, в которых при старении начинали расти седые волосы, может восстановиться окрашивание новых волос, начинающих расти после удаления старых. Вновь начинающие расти волосы в этих фолликулах, окрашиваются в естественный первоначальный цвет, свойственный до момента поседения.

Краткая характеристика волос

Волос по своему строению делится на ствол — видимая над поверхностью кожи часть волоса (Рис. 1) и корень — часть волоса, расположенная в дерме, в корневом влагалище (Рис. 2). Корень и корневое влагалище вместе образуют волосяной фолликул (Рис. 2, 3).

Внутри ствола волоса находится мозговое вещество медула и среднее корковое вещество кортекс, а снаружи имеется внешняя оболочка — кутикула (Рис. 1).

Мозговое вещество или медула представляет собой не до конца ороговевшие клетки.

Среднее корковое вещество кортекс занимает основной объем волоса — это ороговевшие веретенообразные эпителиальные клетки, которые обеспечивают упругие и эластичные свойства волоса. Здесь находятся пигменты меланины, отвечающие за цвет волос. Также присутствует вода и липиды. Название меланина происходит от греческого слова melas или melanos — темный. Сам меланин имеет разновидности эумеланин, феомеланин и нейромеланин. Нейромеланин обнаруживается в головном мозге и к волосам не имеет отношения.

Эумеланин отвечает за черно-коричневый цвет, а феомеланин за желто-красный. Считается, что в разном соотношении эти пигменты придают волосам определенный цвет: коричневый, черный, блонд, рыжий, пепельный, а также их различные оттенки.

Эумеланин находится в волосах в виде сине-красных крупных удлиненных гранул, а феомеланин — в виде красно-желтых мелких гранул круглой или овальной формы. Темные волосы содержат больше эумеланина, а в светлых (блонд) преобладает феомеланин. При большой концентрации феомеланина волосы выглядят рыжими, имеют медный оттенок. Сочетание круглых, овальных и удлиненных гранул придает волосам рыже-коричневый цвет. В кератиноцитах меланин действует подобно фильтру и поглощает ультрафиолетовое излучение.

Кутикула представляет собой несколько слоев (до 8—10) плоских прозрачных клеток, напоминающих чешуйки, направленные от корня волоса.

Что касается волосяного фолликула (его еще называют луковицей), то это наиболее важная часть волоса, так как именно в корне волоса находятся клетки кератиноциты, которые, усиленно делясь, образуют сам волос (Рис. 2, 3). Рядом находятся кровеносные сосуды, обеспечивающие питание волоса. К луковице примыкает волосяной сосочек (папилла), который содержит в себе кровеносные сосуды и отвечает за контроль состояния и роста волоса. Волосяной сосочек крайне важен во всей волосяной системе, так как без него волос погибает (при этом если сосочек остается даже при вырывании волоса с корнем, то он обеспечит рост нового волоса). В нем находятся стволовые клетки, обеспечивающие рост волоса (эпителиальные или кератиноциты) и его окраску (меланоциты) (Рис. 3). К волосяному фолликулу кроме сосочка, примыкают также сальная железа, потовая железа, а также поднимающая мышца. В волосяном фолликуле содержится множество нервных волокон, которые тянутся от луковицы до эпидермиса.

Состав волоса следующий: 78% кератин, 15% вода, 6% жир (липиды), 1% пигменты.

На рис. 4 показана клетка меланоцит, а также процесс образования и миграции гранул меланина через отростки меланоцита наружу в кортекс растущего ствола волоса. Большую роль в онтогенезе волоса играют стволовые клетки, которые находятся в зоне боковой выпуклости фолликула, а также в самой нижней его части. Из них могут появится сальная железа и некоторые части эпидермиса. В стадии анагена они производят новую волосяную луковицу и стержень волоса.

В зрелых волосяных фолликулах линия меланоцитов состоит из трех анатомически и функционально различных компонентов: стволовых клеток меланоцитов, клеток-предшественников меланоцитов и терминально дифференцированных меланоцитов. Стволовые клетки меланоцита — это покоящиеся клетки, которые находятся в нижней части волосяного фолликула, в специализированной нише, называемой выпуклостью. С инициацией нового анагена, активной фазы цикла волосяного фолликула, стволовые клетки меланоцитов пролиферируют и дают начало клеткам-предшественникам меланоцитов. Эти переходные амплифицирующие клетки являются пролиферативными клетками-предшественниками, присутствующими во внешней оболочке корня. Как стволовые клетки меланоцитов, так и клетки-предшественники экспрессируют меланогенные ферменты Dct и TRP1, но им не хватает тирозиназы, фермента, регулирующего скорость синтеза меланина, и поэтому они не способны продуцировать пигмент.

Предшественники меланоцитов дифференцируются с образованием зрелых меланоцитов, которые расположены в луковице волосяного фолликула и которые экспрессируют все основные меланогенные ферменты TRP-1, Dct, а также тирозиназу. Обнаружение выработки меланина дифференцированными меланоцитами и прямой перенос пигмента в меланосомах по отросткам меланоцитов к соседним кератиноцитам является существенным прорывом в этой области исследования (Slominski et al., 2005; Sarin, Artandi, 2007).

Также считается, что изначально меланин вырабатывается в бесцветной, окисленной форме и приобретает цвет, когда попадает в луковицу волоса и взаимодействует с ферментом каталаза. Из луковицы, уже окрашенный меланин направляется во внутреннюю полость волоса, придавая ему черный или коричневый оттенок (Wood et al., 2009).

Каждый волос существует от нескольких месяцев до 4—6 и даже 8 лет, затем выпадает и заменяется новым. Цикл волосяного фолликула состоит из нескольких фаз: нескольких стадий анагена, катагена и телогена (Рис. 5). В ранней стадии анагена новый волос начинает расти тогда, когда старый волос еще не выпал и еще остается в волосяной сумке. При этом в любой стадии волоса волосяной сосочек остается неповрежденным. Он может перемещаться в коже по глубине. В катагене деление клеток прекращается, пигмент не образуется, фолликул сокращается, основание фолликула перемещается по направлению к эпидермису. Длительность фазы 2—3 недели. В стадии телогена волос находится в фазе покоя. Старый волос выпадает в этой фазе или в следующей ранней стадии анагена, фолликул практически изчезает, а сосочек передвигается ближе к эпидермису. Сам волос (ствол) может выпасть в это время или выпадает уже в следующей наступающей ранней стадии анагена. Длительность телогена 1—3 месяца. Установлено, что у здоровых людей 80—90% волос находятся в стадии анагена, 1—2% — в стадии катагена, и 10—15% — в стадии телогена (Paus, Foitzik, 2004).

Поседение представляет собой обесцвечивание волос в результате утраты пигмента, а по последним данным — утраты цветного пигмента и заполнение волос пузырьками воздуха. Поседение может быть частичным и общим, врожденным и приобретенным. Врожденное поседение — стойкая непрогрессирующая депигментация отдельной пряди или пучка волос. Приобретенное поседение может быть старческим (сенильным) и преждевременным. Старческое поседение развивается после 40—50 лет и сопровождается возрастными изменениями кожи — снижением эластичности, сухостью, истончением, появлением морщин. Преждевременное поседение может возникнуть в 20—30 лет и ранее, в ряде случаев носит наследственный характер, но может быть обусловлено функциональным расстройством нервной и эндокринной систем, длительными истощающими заболеваниями, хронической интоксикацией и др. Преждевременное появление седых волос начинается в возрасте до 20 лет у европеоидов, в возрасте до 25 лет у азиатов и в возрасте до 30 лет у африканцев. Некоторые типы преждевременного поседения волос обратимы. Например, дефицит питательных веществ, витамина В12, железа и меди, а также тяжелая белковая недостаточность связаны со слабым пигментированием волос. Другие факторы риска, в значительной степени связанные с преждевременной сединой, являются следствием вегетарианской диеты и атопии (унаследованная способность синтезировать IgE, аллергические антитела в ответ на контакт с некоторыми веществами) (Yale et al., 2020).

В 40—50 лет в среднем начинается возрастное поседение. У мужчин вначале седеют борода и усы. В 50—60 лет седеют виски потом волосы верхней части головы и позже затылок, в 60—80 лет — брови. У женщин седина развивается по краям волосистой части головы и продвигается к макушке. После 60 лет рост волос замедляется. Седина обычно начинается в середине 30-летнего возраста у европеоидов, к концу 30 лет у азиатов и в середине 40-лет у африканцев. (Большая медицинская энциклопедия, 1976, т.4, т. 20; Blume-Peytavi et al., 2008; Yale et al., 2020).

При старении уменьшается диаметр волоса и размер кутикулярных чешуек, становится меньше липидов, увеличивается интервал, разделяющий потерю волоса в телогене и появление нового волоса в анагене. Возрастает длительность фазы катагена и уменьшается период активного роста волоса (Courtois et al., 1995). Старые седые волосы отличаются по механическим свойствам, в том числе устойчивости, поглощении влаги, они более сухие и менее эластичные (Hollfelder et al., 1995; Kaplan et al., 2011; Robbins, 2012). В седых волосах подавлены несколько лизосомальных белков (PLD3, CTSD, HEXB, LAMP1) и белков, связанных с внеклеточной секрецией, с трансмембранным транспортом кальция в митохондриях и с 6 видами кератинов (Rosenberg et al., 2020).

Сам по себе волос не содержит живых клеток, но при удалении его вместе с луковицей, клетки, генерирующие кератин, остаются в фолликуле, точнее в волосяном сосочке. Именно поэтому удаленный с корнем волос со временем может отрасти.