Как стареет кожа: ученые выяснили физический механизм появления морщин

Ученые из Университета Бингемтона под руководством доцента Гая Германа представили первые прямые экспериментальные доказательства физического механизма старения кожи, кардинально изменяющие понимание процесса образования морщин. Исследование, опубликованное в Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, показало, что формирование морщин связано не просто с потерей эластичности, а с конкретным изменением реакции кожи на механическое напряжение.

Исследователи изучили образцы кожи людей в широком возрастном диапазоне - от 16 до 91 года, что обеспечило репрезентативную выборку для анализа возрастных изменений. Используя специализированный тензометр, ученые проводили контролируемое растяжение полосок кожи в одном направлении с одновременным точным измерением сжатия в перпендикулярном направлении.

Эта методика позволила количественно оценить изменения механических свойств кожи и выявить ключевую закономерность: с возрастом кожа при растяжении демонстрирует значительно более выраженное поперечное сжатие по сравнению с молодой кожей.

Обнаруженный механизм можно объяснить через изменение коэффициента Пуассона - физической характеристики материала, описывающей соотношение между продольной деформацией и поперечным сжатием. У молодой кожи этот коэффициент обеспечивает равномерное распределение механических нагрузок, позволяя ткани деформироваться и восстанавливаться без образования устойчивых складок.

С возрастом происходят структурные изменения в дерме: деградация коллагеновых и эластиновых волокон, изменение их пространственной организации, накопление поперечных сшивок между белковыми молекулами. Эти процессы приводят к тому, что при растяжении кожа начинает "стягиваться" в поперечном направлении сильнее, чем это необходимо для равномерного распределения нагрузки.

Именно это избыточное поперечное сжатие становится причиной локальной потери устойчивости ткани, что проявляется в виде формирования складок - морщин. Процесс можно сравнить с поведением ткани при стирке: если материал дает неравномерную усадку, на нем образуются складки и заломы.

Особую ценность открытию придает тот факт, что экспериментальные результаты точно подтвердили ранее созданные компьютерные модели, предсказывавшие именно такие изменения механических свойств дермы. Это демонстрирует высокую точность современных методов математического моделирования биологических процессов и открывает новые возможности для прогнозирования возрастных изменений, сообщает "Новосвят".

Обратите внимание: Как снизить риск рака толстой кишки простыми спортивными привычками