Центр м. Рижская
Центр м. Аэропорт
В этом исследовании 2025 года авторы показывают двойную роль мелатонина в повышении антиоксидантной способности и модулировании экспрессии генов для содействия размножения и роста волосяных фолликулов.
Кашемировый пух - одно из самых ранних натуральных волокон, используемых людьми. Он широко ценятся в промышленности за его окрашиваемость, тонкую текстуру, лёгкость и эластичность.
Его урожайность и качество напрямую влияют на экономические результаты для фермерский хозяйств. А потому регуляция циклов роста кашемира представляется крайне важной.
Вместе с тем исследование данного вопроса может помочь и для лечения заболеваний волосяных фолликулов у человека.
Роль мелатонина в цикле роста волос
Волосы – это производные кожи, происходят из волосяных фолликулов в дерме и выполняют такие функции, как теплоизоляция, защита, общение с внешней средой и сенсорное восприятие.
Например, волокна кашемира у коз обеспечивают превосходную изоляцию благодаря своему тонкому диаметру (12–19 мкм), в то время как остевые волосы у овец более грубые и выполняют защитные функции.
Волосяной фолликул управляет зарождением, ростом, выпадением и регенерацией волос посредством своей циклической активности. Это сложный процесс, включающий различные типы клеток и сигнальных путей, которые регулируется в том числе сезонной секрецией мелатонина.
Доказано, что этот гормон управляет регуляцией циркадных ритмов, но теперь оказывается, что он играет многогранную роль в периферических тканях.
В частности, мелатонин напрямую модулирует цикл волосяных фолликулов, синхронизируя фазы анагена, катагена и телогена с сезонными изменениями фотопериода, как это наблюдается у кашемировых коз.
Мелатонин (N -ацетил-5-метокситриптамин) долгое время считался исключительно нейрогормоном, локализованным в центральной нервной системе млекопитающих, в первую очередь участвующим в регуляции циркадных ритмов.
Изначально этот гормон служил в качестве поглотителя свободных радикалов и антиоксиданта у цианобактерий примерно 3,5–3,2 миллиарда лет назад, нейтрализуя вредные кислородные соединения, образующиеся в процессе фотосинтеза.
За последующие 3 миллиарда лет эволюции мелатонина его химическая структура не изменилась и его первоначальная антиоксидантная функция сохранилась: мелатонин очень эффективен в снижении окислительного стресса, он хорошо растворяется в липидах и частично растворяется в воде и действует как антиоксидант во внутриклеточных жидкостях организма.
Недавние исследования показывают его роль в синхронизации ритмов периферических тканей, регулировании сезонной биологической активности, предотвращении старения, пролиферации и дифференцировке клеток и т.д.
У млекопитающих мелатонин синтезируется двумя различными путями: в шишковидной железе и экстрапинеальных тканях.
За последние 40 лет многочисленные исследования продемонстрировали, что, как и под воздействием света, так и вводимый искусственно мелатонин усиливают производство кашемира у кашемировых коз.
Синтез мелатонина в коже не ограничивается кератиноцитами, но также локализован в митохондриях. В клетках кожи митохондриальный синтез мелатонина происходит независимо от фотопериодической регуляции и действует как первая линия защиты от окислительного стресса.
Этот механизм имеет решающее значение для поддержания окислительно-восстановительного гомеостаза в стволовых клетках волосяных фолликулов и клетках дермальных сосочков, тем самым поддерживая их пролиферативные и антиапоптотические функции.
Также мелатонин синтезируется в тканях желудочно-кишечного тракта, а его содержание в желудочно-кишечном тракте и сыворотке значительно увеличивается после кормления животных.
Циклы роста кашемира и связь с мелатонином
Кашемир растет периодически в зависимости от сезона. После летнего солнцестояния, по мере уменьшения светового дня, скорость его роста постепенно увеличивается; а после зимнего солнцестояния, по мере увеличения светового дня, скорость постепенно замедляется и в конечном итоге останавливается.
Эта фаза роста соответствует стадии анагена цикла волосяного фолликула. По мере увеличения светового дня вторичные волосяные фолликулы (SHF), которые производят терморегуляторный кашемир коз, переходят в фазу катагена, которая впоследствии достигает кульминации в фазе телогена.
Во время стадии телогена волосы легко выпадают, что позволяет собирать кашемир, после чего волосяной фолликул вступает в новый цикл.
Этот циклический механизм, управляемый эпифизом и гипофизом, регулируется фотопериодом, который, следовательно, влияет на рост шерсти млекопитающих.
Свет подавляет активность пинеальной железы, тогда как темнота её усиливает.
Уровни мелатонина в крови, секретируемые пинеальной железой, демонстрируют циклические колебания в ответ на изменения продолжительности дня: длительные периоды света подавляют синтез мелатонина, и это ингибирование уменьшается по мере сокращения светового дня. Повышение уровня мелатонина и резкое падение уровня пролактина запускают начало роста кашемира.
Предыдущие исследования показали, что мелатонин ускоряет прорастание, увеличивает длину и плотность волокон, а также усиливает их общую выработку.
Если взять в качестве примера кашемировую козу Монголии, то апрель является периодом линьки, и после этого SHF начинают активироваться.
После летнего солнцестояния происходит сдвиг в период анагена, и клетки внешней оболочки корня вторичного волосяного фолликула начинают расширяться вниз, происходит восстановление активности волосяного фолликула.
С августа по сентябрь количество фолликулов значительно увеличивается, а затем происходит сдвиг в период роста. В октябре клетки волосяного фолликула перестают делиться, волосяные сосочки постепенно атрофируются, а корни волос начинают двигаться вверх; в декабре активность волосяного фолликула начинает постепенно снижаться, вступая в период регресса, а корень волоса поднимается к сальным железам и больше не изменяется до 1–3 месяцев следующего года.
Эксперимент, включающий введение мелатонина кашемировым козам в Монголии в апреле и июне, эффективно синхронизировал вызванную мелатонином фазу роста кашемира с естественным циклом роста, тем самым продлевая его период роста.
Искусственный мелатонин ускоряет активацию SHF, побуждая ранее неактивные фолликулы повторно входить в фазу роста, тем самым способствуя производству кашемира.
В исследовании было продемонстрировано, что воздействие 500 нг/л мелатонина способствует размножению стволовых клеток волосяных фолликулов, что приводит к более длинным стержням и повышения производительности кашемира.
На этапе роста дополнительный мелатонин вызывает более раннее начало роста и, по-видимому, ускоряет линьку, сопровождаемую вторичной фазой производства кашемира и измененным временем начала цикла роста.
Исследования показали, что у сезонных кашемировых коз лечение мелатонином в период отсутствия роста может предотвратить раннюю линьку путем синхронизации индуцированного роста кашемира с естественными фазами роста.
Важно, что вид и время введения мелатонина имеют решающее значение для улучшения производства, и будущие исследования должны быть сосредоточены на определении подходящей дозы и времени имплантации мелатонина для различных пород.
Заключение
Периодический рост и развитие волос на коже представляет собой сложный процесс, включающий взаимодействие множества клеток и сигнальных путей.
Кожа является основным местом физиологического и биохимического действия мелатонина, а рецепторы мелатонина присутствуют в эпителиальных клетках, фолликулярных стволовых клетках и клетках сосочков кожи человека, мыши и козы.
В результате четырех десятилетий исследований была продемонстрирована молекулярная сеть регуляторных механизмов мелатонина, предлагающая стратегии по улучшению количества и качества кашемира.
В дальнейшем эти идеи помогут проработать стратегии улучшения терапевтических подходов к лечению алопеции у людей.
Авторы исследования: Zheng, Z., Su, Z., & Zhang, W. (2025)
Краткий адаптированный пересказ по материалам публикации:
Melatonin's Role in Hair Follicle Growth and Development: A Cashmere Goat Perspective. International journal of molecular sciences, 26(7), 2844. https://doi.org/10.3390/ijms26072844
Лицензия Creative Commons https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
