Ученые: мужская и женская кожа подчиняются разным правилам

Ученые выяснили, что биологический пол определяет, как кожа обновляется и восстанавливается после повреждений. Наблюдения на мышах показали: у самок кожные раны в первые дни затягиваются заметно быстрее, а их стволовые клетки работают более слаженно. Причина — половые гормоны: эстрогены и тестостерон по-разному регулируют деление и созревание клеток, пишет Science Daily.

Исследование провели специалисты Свободного университета Брюсселя вместе с коллегами из Кембриджского университета. Ученые считают, что результаты помогут объяснить давно известные различия между мужчинами и женщинами в заживлении ран, воспалительных заболеваниях и распространённости некоторых видов рака кожи.

Обычно биологические различия полов изучают прежде всего на репродуктивной системе, но половые гормоны действуют и на другие ткани, включая кожу. Этот фактор в исследованиях болезней и подборе терапии долго недооценивали.

Ключом к открытию стала усовершенствованная микроскопия. Она позволила видеть отдельные клетки через кожу живых мышей и отслеживать одни и те же стволовые клетки вместе с их потомками на протяжении пяти месяцев — раньше такие длительные непрерывные наблюдения были недоступны.

Ученые хотели разобраться в базовом механизме обновления эпидермиса. Наружный слой кожи постоянно заменяет свои клетки: в его нижней части стволовые клетки делятся и производят новые. Часть дочерних клеток остается стволовыми, а другая начинает превращаться в специализированные клетки кожи. Те формируют защитный барьер, перестают делиться, постепенно перемещаются к поверхности и в итоге слущиваются. Точная организация этого процесса десятилетиями вызывала споры.

Наблюдения показали, что стволовые клетки не превращаются сразу в зрелые. Сначала они проходят промежуточную стадию: еще могут делиться, но лишь ограниченное число раз, и только потом окончательно специализируются. Это уточняет механизм, благодаря которому кожа непрерывно поддерживает себя.

Самым неожиданным оказались различия между самцами и самками мышей. У самок две «сестринские» клетки после деления родительской часто одновременно принимают одинаковое решение: обе снова делятся или обе начинают путь к специализации. Авторы сравнили это с двумя гребцами, синхронно работающими веслами. У самцов сестринские клетки ведут себя менее согласованно и чаще выбирают независимые траектории.

Чтобы понять причину, исследователи проверили роль гормонов. После удаления семенников (основного источника тестостерона) клетки кожи самцов стали вести себя больше похоже на клетки самок. Введение дигидротестостерона возвращало обычную для самцов модель. Значит, мужские гормоны регулируют скорость созревания клеток кожи и ускоряют их переход к специализации.

Отдельно изучали женские гормоны. После удаления яичников у мышей замедлялось размножение стволовых клеток, а синхронность сестринских клеток почти исчезала. Введение эстрадиола устраняло снижение пролиферации — способности стволовых клеток делиться.

В итоге у гормонов разные роли: эстрогены (обычно выше у самок) стимулируют размножение кожных стволовых клеток и помогают координировать действия новых клеток; тестостерон (обычно преобладает у самцов) влияет на темп их созревания. На реконструированной в лаборатории человеческой коже тестостерон тоже ускорял дифференцировку стволовых клеток — это не доказывает полного совпадения процессов у мышей и людей, но говорит о том, что часть механизма может работать и у человека.

Клеточные различия дали заметный эффект при травмах: раны на спинах самок закрывались существенно быстрее, особенно в первые дни. Раннее преимущество частично объясняется тем, что стволовые клетки быстрее активировались и действовали более слаженно. По мере заживления разница постепенно сокращалась.

Врачи давно знают, что мужчины и женщины могут по-разному восстанавливаться после ран, страдать от воспалительных болезней кожи и некоторых форм кожного рака, но биологические причины оставались неясными. Новая работа предлагает объяснение: гормональная регуляция меняет саму динамику стволовых клеток.