Shiseido opisuje Ring Collagen® – pierścieniową strukturę związaną z napięciem skóry twarzy

Shiseido poinformowało o zidentyfikowaniu w skórze twarzy pierścieniowych struktur kolagenowych, którym firma nadała nazwę Ring Collagen®. Według przedstawionych wyników struktury te występują w otoczeniu mieszków włosów meszkowych i gruczołów łojowych, a generowane przez nie siły mogą uczestniczyć w utrzymywaniu napięcia skóry oraz kształtu twarzy. Odkrycie jest częścią wieloletnich badań japońskiego koncernu nad biologicznymi i mechanicznymi przyczynami zmian owalu twarzy związanych ze starzeniem.

Badania przeprowadzono we współpracy z zespołem prof. Kyoichiego Matsuzakiego z International University of Health and Welfare oraz naukowcami z Jichi Medical University i japońskiego National Institute for Physiological Sciences. Część wyników zaprezentowano już podczas 32. Kongresu International Federation of Societies of Cosmetic Chemists, który odbył się w Londynie w 2022 r. Projekt znalazł się wówczas wśród dziesięciu najwyżej ocenionych prac kongresowych.

Pierścienie kolagenowe tworzą układ generujący napięcie

Punktem wyjścia badań było założenie, że zmiana kształtu twarzy z wiekiem może być związana nie tylko z przebudową poszczególnych składników skóry, ale również z osłabieniem sił mechanicznych działających wewnątrz tkanki. Jak wskazuje Shiseido, fragmenty młodszej skóry twarzy po pobraniu szybko ulegały skurczeniu, co sugerowało obecność miejsc generujących wyraźne napięcie.

Analiza procesu kurczenia wykazała, że siły nie były rozmieszczone równomiernie. Największą aktywność mechaniczną obserwowano w określonych, pierścieniowo ukształtowanych obszarach. Badania strukturalne wykazały, że w miejscach tych włókna kolagenowe również tworzyły układ przypominający pierścień.

Według modelu zaproponowanego przez Shiseido pojedyncze pierścienie kurczą się i oddziałują na sąsiednie struktury. W ten sposób powstaje rozproszony układ napięć przypominający przestrzenną sieć. Siły generowane przez poszczególne elementy mają wspólnie oddziaływać na większą powierzchnię skóry, pomagając jej ściślej przylegać do struktur twarzy.

Nie oznacza to jednak, że Ring Collagen® jest odrębnym rodzajem kolagenu. Z dostępnych informacji wynika, że określenie to odnosi się do charakterystycznego sposobu przestrzennej organizacji struktur kolagenowych, a nie do nowo zidentyfikowanego typu białka.

Proteoglikany a organizacja Ring Collagen®

Pierścieniowe struktury kolagenowe zidentyfikowano wokół obszarów zawierających mieszki włosów meszkowych, gruczoły łojowe oraz proteoglikany. Proteoglikany są składnikami macierzy zewnątrzkomórkowej, zdolnymi m.in. do wiązania wody i wpływania na właściwości mechaniczne tkanek.

W badanym materiale Shiseido zaobserwowało, że wraz z wiekiem ilość proteoglikanów związanych z pierścieniowymi strukturami ulegała zmniejszeniu. W próbkach skóry osób starszych wyraźny układ Ring Collagen® nie był widoczny w takim stopniu jak w próbkach młodszej skóry. Firma wiąże zaburzenie tej organizacji ze spadkiem napięcia mechanicznego i większą podatnością skóry na zmiany określane jako opadanie lub utrata wyraźnego owalu twarzy.

Dostępny komunikat nie przedstawia jednak pełnej charakterystyki badanej populacji, liczby próbek ani szczegółowych wyników statystycznych. Na jego podstawie nie można zatem określić skali obserwowanych różnic ani ustalić, w jakim stopniu Ring Collagen® odpowiada za widoczne zmiany kształtu twarzy w porównaniu z innymi procesami starzenia skóry i tkanek głębszych.

Digital-Skin Reality® pokazuje siły działające wewnątrz skóry

Ważną częścią projektu było opracowanie technologii Digital-Skin Reality®. Narzędzie wykorzystuje sztuczną inteligencję i cyfrową analizę obrazu do odwzorowania ruchu punktów obserwacyjnych rozmieszczonych w badanej tkance. Śledzenie ich przemieszczania podczas kurczenia skóry pozwala określić kierunek i względną intensywność generowanych sił.

Wyniki analizy mogą być następnie przedstawiane w trójwymiarowej formie przy wykorzystaniu systemu szybkiego przetwarzania danych i technologii obrazu przestrzennego niewymagającej specjalnych okularów. Rozwiązanie ma umożliwić obserwowanie nie tylko anatomii skóry i jej zmian w czasie, ale również niewidocznych bezpośrednio sił mechanicznych powstających wewnątrz tkanki.

Technologia rozwija wcześniejsze prace Shiseido nad cyfrowym obrazowaniem skóry. W poprzednich projektach firma analizowała m.in. przestrzenne ułożenie mięśni przywłośnych oraz ich potencjalną rolę w ograniczaniu deformacji skóry pod wpływem grawitacji.

Stymulacja mechaniczna badana w modelu tkankowym

Zespół Shiseido sprawdził także, czy organizację Ring Collagen® można modyfikować. W tym celu hodowaną tkankę skórną poddawano różnym rodzajom bodźców. Umiarkowane rozciąganie prowadzone w wielu kierunkach wiązało się ze zwiększeniem ilości proteoglikanów w obrębie analizowanych struktur oraz poprawą ich organizacji.

Wynik ten wskazuje, że bodźce mechaniczne mogą wpływać na właściwości badanego układu. Nie jest jednak równoznaczny z klinicznym potwierdzeniem skuteczności masażu twarzy lub określonego urządzenia kosmetycznego. Badanie opisane w komunikacie przeprowadzono na hodowanej tkance, a nie w ramach kontrolowanego badania konsumenckiego oceniającego długoterminową zmianę owalu twarzy.

Nie należy więc na jego podstawie twierdzić, że każdy rodzaj masażu zwiększa ilość proteoglikanów lub przeciwdziała opadaniu skóry. Kierunek, intensywność, częstotliwość i bezpieczeństwo stymulacji wymagałyby osobnej oceny w badaniach in vivo.

Ekstrakty roślinne jako potencjalny kierunek formulacyjny

W ramach badań przesiewowych Shiseido analizowało również składniki mogące oddziaływać na procesy związane z proteoglikanami. Firma wskazała ekstrakt z owoców dzikiej róży oraz ekstrakt z krokosza barwierskiego, określanego w Japonii jako benibana. Oba ekstrakty zwiększały ekspresję genów związanych z proteoglikanami w wykorzystanym modelu badawczym.

Wynik może stanowić podstawę do dalszych prac nad surowcami i formulacjami ukierunkowanymi na właściwości mechaniczne skóry. Na obecnym etapie nie potwierdza jednak, że aplikacja gotowego kosmetyku zawierającego wymienione ekstrakty poprawia napięcie skóry, zmniejsza jej opadanie lub zmienia kształt twarzy.

Komunikat nie podaje stężeń zastosowanych ekstraktów, ich szczegółowej charakterystyki chemicznej, sposobu przygotowania ani wyników badań penetracji skórnej. Nie przedstawiono również rezultatów klinicznych gotowej formulacji. Z punktu widzenia rozwoju produktu dane należy zatem traktować jako etap identyfikacji potencjalnego mechanizmu i kandydatów do dalszych badań, a nie jako potwierdzenie działania kosmetycznego.

Nowy kierunek badań nad mechaniką skóry

Odkrycie Shiseido wpisuje się w rozwój badań, w których skóra jest analizowana nie tylko pod względem składu chemicznego i aktywności komórkowej, ale również jako dynamiczna struktura mechaniczna. W takim ujęciu znaczenie mają organizacja macierzy zewnątrzkomórkowej, rozmieszczenie włókien, kierunki naprężeń oraz współpraca różnych struktur tkankowych.

Ring Collagen® może stać się jednym z nowych punktów odniesienia w pracach nad kosmetykami przeznaczonymi do pielęgnacji skóry tracącej jędrność. Dalszego potwierdzenia wymaga jednak zarówno znaczenie tej struktury dla widocznych zmian twarzy, jak i możliwość skutecznego oddziaływania na nią za pomocą kosmetyków lub kontrolowanej stymulacji mechanicznej.

Na podstawie obecnie opublikowanych informacji można mówić o zidentyfikowaniu interesującego mechanizmu tkankowego i rozwoju nowej metody wizualizacji sił działających w skórze. Nie można natomiast wyciągać wniosku o potwierdzonej skuteczności konkretnego produktu przeciw oznakom starzenia. Pełna ocena odkrycia będzie możliwa po udostępnieniu szczegółowej metodologii, wyników ilościowych oraz danych z badań in vivo i badań klinicznych.