Skóra składa się z dwóch głównych warstw. Naskórek, czyli najbardziej zewnętrzna warstwa, składa się głównie z keratynocytów, natomiast głębsza skóra właściwa zawiera naczynia krwionośne, nerwy i białka strukturalne, takie jak kolagen, które nadają skórze wytrzymałość i teksturę.

U ludzi kolagen powstaje przed i po urodzeniu. Uważa się, że fibroblasty, czyli wyspecjalizowane komórki podporowe w skórze właściwej odgrywają wyłączną rolę w produkcji kolagenu w skórze, a keratynocyty nie przyczyniają się do produkcji kolagenu. Producenci różnego rodzaju kremów i innych odmładzających specyfików rozpisują się w reklamach, jak to ich produkty pobudzają fibroblasty.

Jednak badania przeprowadzone przez naukowców z Okayama University (Japonia) pozwoliły zakwestionować to długotrwałe przekonanie (https://www.nature.com/articles/s41467-025-57055-7). Okazało się, że zdrowe włókna kolagenowe, które utrzymują dobrą teksturę i wygląd skóry, są wytwarzane przez zewnętrzne komórki skóry zwane keratynocytami, a nie przez komórki podporowe zwane fibroblastami, które pomagają w naprawie skóry, jak wcześniej sądzono.

Autorzy prowadzili badania na aksolotlu – pochodzącym z Meksyku płazie, który w odróżnieniu od żaby czy traszki nie musi się przekształcić w dojrzałą postać, aby móc się rozmnażać. Aksolotl jest szeroko stosowany w badaniach dermatologicznych jako zwierzęcy model ze względu na przezroczystą skórę.

Aby śledzić rozwój kolagenu, naukowcy zbadali skórę aksolotla na różnych etapach wzrostu — przy 5, 8, 10 i 12 cm długości — z użyciem zaawansowanych technik mikroskopii opartych na fluorescencji. Przy 5 cm skóra aksolotla składała się z naskórka z keratynocytami i cienkiej, wolnej od fibroblastów warstwy kolagenu w skórze właściwej, którą nazwali stratum coniunctum.

W miarę wzrostu aksolotla warstwa kolagenu pogrubiała się, a dopiero później fibroblasty zaczęły migrować do niej, ostatecznie tworząc trzy odrębne warstwy skóry właściwej pod naskórkiem: stratum baladachinum, stratum spongiosum i stratum compactum. Każda z tych warstw miała unikalną strukturę kolagenu, z których żadna nie pasowała do pierwotnego wzoru stratum coniunctum.

Ponieważ kolagen był już obecny zanim fibroblasty zaczęły przyczyniać się do tworzenia kolagenu skórnego, zespół poszukiwał źródła produkcji kolagenu za pomocą nowej techniki znakowania kolagenu, która może ujawnić nowo syntetyzowane włókna kolagenowe. Wyniki były zaskakujące: silne sygnały fluorescencyjne wykryto we włóknach kolagenowych wytwarzanych przez keratynocyty, a nie fibroblasty.

„Do tej pory uważano, że fibroblasty są głównymi czynnikami przyczyniającymi się do tworzenia kolagenu w skórze. Wszystkie wysiłki w dziedzinie nauk kosmetycznych i badań medycznych skóry skupiały się na regulacji fibroblastów. Jednak obecne badanie wymaga zmiany sposobu myślenia. Wyjaśniliśmy, że keratynocyty są przede wszystkim odpowiedzialne za tworzenie kolagenu skórnego” — wskazała Ayaka Ohashi, doktorantka w Graduate School of Environmental, Life, Natural Science, and Technology na Uniwersytecie Okayama.

Dalsze badania wykazały, że keratynocyty wytwarzają kolagen w ustrukturyzowanym, siatkowatym układzie na swojej spodniej powierzchni.

Później fibroblasty, które mają strukturę przypominającą kratownicę i wypustki przypominające palce, migrowały do tej warstwy kolagenu, modyfikując ją i wzmacniając.

Aby potwierdzić, że proces ten nie zachodzi wyłącznie u aksolotli, naukowcy zbadali inne modele kręgowców, w tym danio pręgowanego, zarodki kurcząt i zarodki ssaków (myszy). Ich odkrycia były spójne dla wszystkich gatunków, co sugeruje, że produkcja kolagenu napędzana przez keratynocyty jest ewolucyjnie zachowanym mechanizmem.

Zrozumienie, w jaki sposób kolagen powstaje przed urodzeniem ma kluczowe znaczenie dla rozwiązania problemu starzenia się skóry i opracowania nowych metod leczenia schorzeń związanych z kolagenem. „Aksolotle mogą zachować dobrą teksturę i wygląd skóry przez długi czas. Mam na myśli, że mają coś w rodzaju wiecznej młodości” — podkreślił profesor Akira Satoh z Uniwersytetu Okayama.

„Może to wynikać z faktu, że keratynocyty przez długi czas produkują kolagen. Z drugiej strony my, ludzie, nie potrafimy utrzymać produkcji kolagenu w keratynocytach po urodzeniu. Jeśli uda nam się wyjaśnić mechanizm, który pozwala aksolotlom utrzymywać produkcję kolagenu przez keratynocyty w ciągu całego ich życia, być może będziemy mogli osiągnąć wieczną młodość, tak jak aksolotle” - dodała.

Nowe odkrycie zmienia rozumienie biologii skóry i może doprowadzić do przełomów w medycynie regeneracyjnej, gojeniu ran i formułach kosmetycznych. Obecne produkty do pielęgnacji skóry są ukierunkowane przede wszystkim na aktywność fibroblastów, ale przyszłe metody leczenia mogą wymagać skupienia się na stymulacji produkcji kolagenu przez keratynocyty.

Paweł Wernicki (PAP)

pmw/ agt/