Почему наши волосы растут? Новое исследование дает шокирующий ответ

Учёные выяснили, что человеческий волос растёт не потому, что его «выталкивают» делящиеся клетки внизу фолликула. Наоборот, волос активно тянут вверх силы, связанные с движущимися клетками во внешних слоях корня. Эти данные ставят под сомнение десятилетия учебников по биологии и могут изменить подходы к изучению выпадения и восстановления волос.

Исследование выполнено командой L'Oréal Research & Innovation совместно с учёными Университета Куин Мэри в Лондоне и опубликовано в журнале Nature Communications.

Как работает «тяговый» механизм роста волос

Команда использовала современную 3D-микроскопию в режиме реального времени, чтобы отслеживать поведение отдельных клеток в живых человеческих волосяных фолликулах, которые поддерживали в культуре.

Оказалось, что:

• клетки наружной корневой оболочки (слой, окружающий стержень волоса) движутся по спиральной нисходящей траектории;

• именно в этой зоне возникает сила, которая тянет волос вверх, как будто вокруг стержня работает крошечный «двигатель» из живых клеток;

• то есть волос не выдавливается делящимися клетками из луковицы, как считалось раньше, а поднимается за счёт координированных механических усилий окружающих тканей.

«Наши результаты показали внутри фолликула удивительную “хореографию”, — говорит д-р Инес Секейра, один из ведущих авторов работы. — Десятилетиями считалось, что волос растёт за счёт деления клеток в луковице, которые выталкивают его наружу. Мы обнаружили, что на самом деле он активно тянется вверх окружающими тканями, работающими почти как микромотор».

Что будет, если остановить деление клеток

Чтобы проверить гипотезу, исследователи:

• заблокировали деление клеток внутри фолликула — ожидалось, что рост волос остановится;

• но рост продолжился почти в прежнем темпе;

• зато когда учёные вмешались в работу актина — белка, необходимого для сокращения и движения клеток, — скорость роста волос упала более чем на 80%.

Компьютерное моделирование показало, что именно тяговая сила, связанная с согласованным движением клеток во внешних слоях фолликула, необходима, чтобы объяснить реальную скорость продвижения волоса.

«Статичные снимки дают лишь отдельные моменты, — поясняет первый автор работы д-р Николас Тиссо из подразделения Advanced Research L'Oréal. — 3D-таймлапс-микроскопия позволяет увидеть динамику: кто и куда движется, с какой скоростью делятся клетки. Это и дало нам возможность смоделировать локально возникающие силы».

Новый взгляд на выпадение волос и регенерацию

Соавтор д-р Томас Борншлёгль отмечает:

«Теперь мы понимаем, что рост волоса определяется не только делением клеток. Наружная корневая оболочка активно тянет волос вверх. Такой пересмотр механики фолликула открывает новые возможности для изучения болезней волос, тестирования препаратов и развития тканевой инженерии и регенеративной медицины».

Хотя работа проводилась на фолликулах, выращенных в лабораторных условиях, она даёт важные подсказки для:

• разработки новых методов лечения облысения,

• создания средств, учитывающих не только биохимию, но и механические силы внутри фолликула,

• тестирования препаратов на живых фолликулах благодаря новой технике визуализации.

Авторы подчёркивают: исследование демонстрирует растущую роль биофизики в биологии — на микроуровне механика тканей может определять то, как работают привычные нам органы, вроде волос.