Чому наше волосся росте? Нове дослідження дає шокуючу відповідь

Вчені з'ясували, що людське волосся росте не тому, що його "виштовхують" клітини, які діляться внизу фолікула. Навпаки, волосся активно тягнуть вгору сили, пов'язані з рухомими клітинами в зовнішніх шарах кореня. Ці дані ставлять під сумнів десятиліття підручників з біології і можуть змінити підходи до вивчення випадіння і відновлення волосся.

Дослідження виконано командою L'Oréal Research & Innovation спільно з вченими Університету Квін Мері в Лондоні та опубліковано в журналі Nature Communications.

Як працює "тяговий" механізм росту волосся

Команда використовувала сучасну 3D-мікроскопію в режимі реального часу, щоб відстежувати поведінку окремих клітин у живих людських волосяних фолікулах, які підтримували в культурі.

Виявилося, що:

• клітини зовнішньої кореневої оболонки (шар, що оточує стрижень волосини) рухаються по спіральній низхідній траєкторії;

• саме в цій зоні виникає сила, яка тягне волосину вгору, неначе навколо стрижня працює крихітний "двигун" із живих клітин;

• тобто волосся не видавлюється клітинами, що діляться, з цибулини, як вважалося раніше, а піднімається завдяки координованим механічним зусиллям навколишніх тканин.

"Наші результати показали всередині фолікула дивовижну "хореографію", - каже д-р Інес Секейра, один із провідних авторів роботи. - Десятиліттями вважалося, що волосся росте за рахунок поділу клітин у цибулині, які виштовхують його назовні. Ми виявили, що насправді воно активно тягнеться вгору навколишніми тканинами, які працюють майже як мікромотор".

Що буде, якщо зупинити поділ клітин

Щоб перевірити гіпотезу, дослідники:

• заблокували поділ клітин усередині фолікула - очікувалося, що ріст волосся зупиниться;

• але ріст продовжився майже в колишньому темпі;

• натомість коли вчені втрутилися в роботу актину - білка, необхідного для скорочення і руху клітин, - швидкість росту волосся впала більш ніж на 80%.

Комп'ютерне моделювання показало, що саме тягова сила, пов'язана з узгодженим рухом клітин у зовнішніх шарах фолікула, необхідна, щоб пояснити реальну швидкість просування волосини.

"Статичні знімки дають лише окремі моменти, - пояснює перший автор роботи д-р Ніколас Тіссо з підрозділу Advanced Research L'Oréal. - 3D-таймлапс-мікроскопія дає змогу побачити динаміку: хто і куди рухається, з якою швидкістю діляться клітини. Це і дало нам змогу змоделювати сили, що локально виникають".

Новий погляд на випадіння волосся і регенерацію

Співавтор д-р Томас Борншльогль зазначає:

"Тепер ми розуміємо, що ріст волосся визначається не тільки поділом клітин. Зовнішня коренева оболонка активно тягне волосся вгору. Такий перегляд механіки фолікула відкриває нові можливості для вивчення хвороб волосся, тестування препаратів і розвитку тканинної інженерії та регенеративної медицини".

Хоча робота проводилася на фолікулах, вирощених у лабораторних умовах, вона дає важливі підказки для:

• розробки нових методів лікування облисіння,

• створення засобів, що враховують не тільки біохімію, а й механічні сили всередині фолікула,

• тестування препаратів на живих фолікулах завдяки новій техніці візуалізації.

Автори підкреслюють: дослідження демонструє зростаючу роль біофізики в біології - на мікрорівні механіка тканин може визначати те, як працюють звичні нам органи, як-от волосся.