PROSTEOGLYCANS- HOẠT CHẤT CHỐNG LÃO HÓA TƯƠNG LAI

 

PROSTEOGLYCANS- HOẠT CHẤT CHỐNG LÃO HÓA TƯƠNG LAI

PROTEEOGLYCANS- ANTIAGING, WOUN REPARING AND SKIN HYDRATING 

DR. PHẠM TĂNG TÙNG

1. QUÁ TRÌNH LÃO HÓA

Da người được cấu thành từ 3 lớp gồm thượng bì, bì và hạ bì. Quá trình lão hóa tạo nên sự thay đổi ở cả 3 lớp da, trong đó sự thay đổi lớp bì là rõ nhất. Lão hóa da có thể được chia thành lão hóa nội sinh (Intrinsic) và lão hóa ngoại sinh (extrinsic). Lão hóa nội sinh xuất hiện theo thời gian, được mã hóa sẵn trong gen và đặc trưng bởi sự xuất hiện các nếp nhăn nhỏ và mỏng thượng bì. Ngược lại, lão hóa ngoại sinh (gây ra chủ yếu bởi ánh sáng mặt trời) được biểu hiện bởi các nếp nhăn sâu, mô da lỏng lẻo, và tăng sắc tố. Cho dù là lão hóa nội hay ngoại sinh thì kết quả của quá trình lão hóa là sự xuất hiện nếp nhăn, giảm độ đàn hồi da, cuối cùng đưa đến teo lớp bì da. 

Cơ chế chính của teo da là giảm tổng hợp và tăng thoái biến của chất nền ngoại bào (Extracellular matrix- ECM), đặc biệt là collagen (chiếm đến 75% trọng lượng khô của da). Ngoài collagen và elastin, thành phần quan trọng khác của ECM gồm glucosaminoglycan (GAGs- Hyaluronic acid là một trong 6 dạng của GAGs) và proteoglycans (PGs). Những thành phần này chỉ chiếm 0.2% trọng lượng khô nhưng có khả năng giữ nước gấp 1000 lần thể tích của nó. Do đó GAGs và PGs (proteoglycans) cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình lão hóa.

Tế bào quan trọng nhất ở da tham gia vào quá trình lão hóa là tế bào sợi (fibroblast), tế bào này đảm nhiệm chức năng tổng hợp các thành phần của ECM (collagen, elastin, glucosaminoglycan, proteoglycan).

2. PROTEOGLYCAN LÀ GÌ?

Proteoglycan là một đại phân tử quan trọng của ECM (chất nền ngoại bào), được cấu tạo từ một protein lõi và các nhánh glycosaminoglycan [ gồm 6 loại glycosaminoglycan: chondroitin sulfate (CS), dermatan sulfate (DS), Keratan sulfate (KS), heparin sulfate (HS), Heparin (HP) và Hyaluronic acid) (HA), ngoại trừ HA các loại glycosaminoglycan khác đều gắn với protein lõi để cấu thành Proteoglycan] thông qua một một protein liên kết. (hình trên).

Có rất nhiều loại proteoglycan khác nhau, tuy nhiên ở da tồn tại chủ yếu 3 loại proteoglycan chính có tên gọi là Dercorin, Perlecan, và Versican.

Dercorin có vai trò ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến sự tổng hợp của nhiều thành phần của chất nền ngoại bào. 

- Dercorin tương tác với collagen giúp đảm bảo sự hình thành cấu trúc collagen bình thường của da. 

- Dercorin tương tác với fibronectin (protein đóng vai trò quan trọng trong quá trình gắn kết, di cư và biệt hóa của tế bào) giúp đảm bảo sự liên kết giữa các tế bào da.

- Dercorin có thể gắn họ các yếu tố tăng trưởng FGF (Fibroblast growth factor), điều này giúp giải thích vai trò của proteoglycan trong quá trình lành thương. 

- Li Y và cộng sự đã tiến hành tách chiết và so sánh Dercorin giữa hai nhóm đối tượng trẻ tuổi (21-30 tuổi) và nhóm đối tượng người lớn tuổi (# 80 tuổi). Kết quả là phân tử Dercorin ở nhóm lớn tuổi có cấu trúc nhỏ hơn ở người trẻ. Điều này cho thấy sự thay đổi kích thước của phân tử Proteoglycan có thể là nguyên nhân góp phần khiến da mỏng đi theo thời gian.

Perlecan có vai trò đảm bảo sự tăng sinh và biệt hóa bình thường của tế bào sừng thượng bì (keratinocyte), nghiên cứu tế bào cho  thấy perlecan ngoại sinh khi được thêm vào tế bào nghiên cứu có thể giúp phục hồi lại khả năng tái tạo thượng bì. Hàm lượng perlecan cũng giảm dần theo độ tuổi.

Versican tương tác với Hyaluronic acid giúp khuếch đại tổng hợp phân tử này trong chất nền ngoại bào (ECM).

3. VAI TRÒ CỦA PROTEOGLYCAN TRONG DA LIỄU

- DƯỠNG ẨM: PGs trong cấu trúc có Glucosaminoglycans, do đó nó cũng có khả năng liên kết với lượng nước có thể tích gấp 1000 lần thể tích của phân tử, do đó proteoglycan có khả năng giữ ẩm tương tự HA.

- CHỐNG LÃO HÓA: sự sụt giảm về số lượng Versican và giảm kích thước Dercorin theo độ tuổi có liên quan đến quá trình lão hóa da. Do đó việc bổ sung proteoglycan ngoại sinh có thể góp phần làm chậm quá trình lão hóa.

- TĂNG LÀNH THƯƠNG: Nhờ khả năng tương tác với collagen nhằm đảm bảo tổng hợp cấu trúc collagen bình thường của Dercorin, khả năng thúc đẩy tăng sinh và biệt hóa tế bào thượng bì của perlecan, khả năng gắn với HA của Versican giúp giữ ẩm cho vết thương, proteoglycans có khả năng thúc đẩy lành thương đối với các tổn thương ở da.

4. NGHIÊN CỨU LÂM SÀNG HIỆU QUẢ CỦA SERUM CHỨA PROTEOGLYCANS.

Clara Barba đã tiến hành nghiên cứu nhằm đánh giá hiệu quả của serum proteum (chứa proteoglycans tách chiết từ đậu nành) lên quá trình lão hóa trên mô da nuôi cấy. Kết quả của nghiên cứu được đánh giá thông qua khả năng tăng sinh collagen và proteoglycan của các tế bào da sau khi bôi serum proteum. Ngoài ra nghiên cứu này còn đánh giá khả năng giảm độ thô ráp của da, tình trạng mất nước qua da và khả năng chống lại tia UV của serum này.

Kết quả nghiên cứu cho thấy sau 30 ngày, tổng hàm lượng collagen được tạo ra bởi các tế bào tăng 2.63 lần, decorin tăng 3.75 lần, versican (decorin và versican là hai dạng của proteoglycan) tăng 3.08 lần so với thời điểm ban đầu. 

Mức độ thô ráp của da cũng như mức độ mất nước qua da (transepidermal water loss- TEWL) cũng giảm đáng kể ở mô da được bôi serum proteum so với mô da chứng ( không được thoa serum). Sự khác biệt về độ thô ráp và TEWL đều có ý nghĩa thống kê (p<0.05).

Khả năng chống oxi hóa của serum proteum được đánh giá thông qua khả năng làm giảm LPO (lipid perioxide- được sinh ra do tác động của các gốc tự do). Kết quả nghiên cứu cho thấy serum proteum có khả năng ức chế đến 56.57% lượng LPO sinh ra do gốc tự do.

5. TÁC DỤNG HIỆP ĐỒNG CỦA PROTEOGLYCANS VÀ VITAMIN C

Proteoglycan và vitamin C có tác dụng bổ trợ khi sử dụng chung trong cùng một sản phẩm. Khả năng chống oxi hóa của proteoglycan giúp vitamin C (dạng L-ascorbic acid) ổn định hơn và dễ dàng xâm nhập vào da hơn.

Aurora (2018) đã tiến hành nghiên cứu nhằm đánh giá hiệu của chống lão hóa của một loại serum chứa hỗn hợp L-ascorbic acid, proteoglycans và proteoglycan-stimulating tripeptide. Nghiên cứu được thiết kế nhằm đánh giá:

(1) Khả năng chống lại tiến trình lão hóa ánh sáng thông qua các chỉ số stress oxi hóa (ROS, total glutathion -GSH, cyclobutane pyrimidine dimers- CPDs), hàm lượng collagen và elastin ở ba nhóm mô da gồm: nhóm bị chiếu ánh nắng nhân tạo (IC) , nhóm không bị chiếu ánh nắng (NIC) và nhóm được chiếu ánh nắng và bôi serum nghiên cứu (IST). Kết quả định lượng collagen, elastin và các chỉ số stress oxi hóa sau 10 ngày cho thấy, nhóm mô da bị chiếu ánh nắng sụt giảm đáng kể lượng collagen, elastin và GSH so với nhóm mô da được bảo vệ bởi serum (p< 0.05), đồng thời không có sự khác biệt có ý nghĩa của những chỉ số này giữa nhóm mô không bị chiếu ánh nắng và nhóm mô da được bảo vệ bởi serum. 

(2) Khả năng chống lại sự lão hóa gây ra bởi hydrocortison (corticoid) ở ba nhóm mô da nuôi cấy, nhóm A được thêm hydrocortison vào môi trường nuôi cấy, nhóm B không thêm hydrocortison và nhóm C vừa thêm hydrocortison và serum điều trị 2g/cm2. Kết quả cho thấy hàm lượng collagen, elastin, proteoglycan ở nhóm A giảm lần lượt 21,39 %, 27,24% và 21, 24 % so với nhóm B (p> 0.05). Những chỉ số này không có sự khác biêt giữa nhóm B và nhóm C, nhóm được bảo vệ bởi serum điều trị. 

(3) Nghiên cứu cũng đồng thời cũng cho thấy độ ẩm của mô da nuôi cấy sau 6h bôi serum điều trị cao hơn nhiều so với mô da không được điều trị với giá trị p < 0.001 (rất có ý nghĩa thống kê). 

(4) Ngoài ra các tình nguyện viên tham gia nghiên cứu lâm sàng đều thừa nhận rằng da họ sáng hơn, giảm nếp nhăn và giữ được độ ẩm tốt sau khi sử dụng serum điều trị. Tất cả những người này đều mong muốn tiếp tục sử dụng serum sau nghiên cứu.

6. TÓM LẠI

Proteoglycan là một trong những thành phần quan trọng nhất của chất nền ngoại bào (ECM) ngoài collagen và elastin có liên quan trực tiếp đến quá trình lão hóa của da. Proteoglycan có khả năng chống lão hóa, thúc đẩy quá trình lành thương, chống oxi hóa và giữ ẩm tốt cho da tương tự HA. Proteoglycan tác dụng hiệp đồng với serum C giúp làm tăng hiệu quả chống lão hóa và chống oxi hóa của serum chứa hai hoạt chất này.

Một số sản phẩm trên thị trường chứa proteoglycan: Toskani, martiderm ( chưa proteoglycan nồng độ chuẩn + vitamin C)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Lee DH, Oh JH, Chung JH. Glycosaminoglycan and proteoglycan in skin aging. J Dermatol Sci. 2016 Sep;83(3):174-81. doi: 10.1016/j.jdermsci.2016.05.016. Epub 2016 May 27. PMID: 27378089.

https://sci-hub.do/10.1016/j.jdermsci.2016.05.016

2. role of proteoglycan in skin aging

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/ics.12660

3. Shin JW, Kwon SH, Choi JY, et al. Molecular Mechanisms of Dermal Aging and Antiaging Approaches. Int J Mol Sci. 2019;20(9):2126. Published 2019 Apr 29. doi:10.3390/ijms20092126

10.3390/ijms20092126

4. Garre A, Narda M, Valderas-Martinez P, Piquero J, Granger C. Antiaging effects of a novel facial serum containing L-Ascorbic acid, proteoglycans, and proteoglycan-stimulating tripeptide: ex vivo skin explant studies and in vivo clinical studies in women. Clin Cosmet Investig Dermatol. 2018;11:253-263. Published 2018 May 29. doi:10.2147/CCID.S161352

5. Smith MM, Melrose J. Proteoglycans in Normal and Healing Skin. Adv Wound Care (New Rochelle). 2015;4(3):152-173. doi:10.1089/wound.2013.0464

6. Barba C, Alonso C, Sánchez I, Suñer E, Sáez-Martín LC, Coderch L. Soybean-fragmented proteoglycans against skin aging. J Cosmet Laser Ther. 2017 Aug;19(4):237-244. doi: 10.1080/14764172.2017.1288259. Epub 2017 Feb 2. PMID: 28151058.