بزرگترین اندام بدن ما 2 متر مربع از سطح زمین را پوشش می دهد و 15 درصد وزن کل بدن ما را تشکیل می دهد - ما در مورد پوست خود صحبت می کنیم. در واقع، این اندام قابل توجه از لایه های مشخصی از پوست تشکیل شده است که در هماهنگی کامل با هم کار می کنند تا از بدن ما محافظت کنند. 

همانطور که معماری پیچیده پوست خود را بررسی می کنیم، سه لایه اصلی پوست را کشف می کنیم: اپیدرم، درم و هیپودرم.

اپیدرم، تنها لایه ای که برای چشم ما قابل مشاهده است، شامل چهار تا پنج لایه سلولی است، در حالی که درم بسیار عمیق تر است و ضخامت آن بین 1 تا 5 میلی متر است. علاوه بر این، ضخامت پوست ما به طور قابل توجهی در بدن ما متفاوت است، از کمتر از 0.1 میلی متر در پلک های ما تا 1.5 میلی متر در کف دست و پا. تحقیقات جدید، بینش های جدید و جذابی را در مورد نحوه ارتباط و عملکرد این لایه ها نشان داده است و درک ما را از این اندام پیچیده تغییر می دهد. 

دانشمندان پیچیدگی پنهان لایه های پوست را به اشتراک گذاشتند  

"تنه درختان از لایه های رشد تشکیل شده است. عبارات معنی دار از لایه های کلمات تشکیل شده است. چیزی معنادار بگویید." - دآندر لمپکین،نویسنده و سخنران انگیزشی 

پیشرفت های اخیر در تصویربرداری پزشکی، جزئیات بی سابقه ای را در مورد ساختار پیچیده پوست انسان آشکار کرده است. اکنون دانشمندان از مجموعه ای از فناوری های پیشرفته برای بررسی لایه های پوست در سطوح میکروسکوپی استفاده می کنند و شبکه های سلولی پیچیده ای را که قبلا برای محققان ناشناخته بود، آشکار می کنند. 

تصویربرداری پیشرفته شبکه های سلولی جدید را در معرض دید قرار می دهد 

فناوری پیشرفته توموگرافی انسجام نوری (OCT) اکنون تا عمق 1-2 میلی متری به پوست نفوذ می کند که مربوط به درم مشبک است. [1]. این پیشرفت چشمگیر از امواج نور مادون قرمز نزدیک با مرکز 840 نانومتر استفاده می کند و دانشمندان را قادر می سازد تا ساختارهای سلولی را با وضوح بی سابقه ای مشاهده کنند. [1]. علاوه بر این، میکروسکوپ کانفوکال بازتابی (RCM) تجسم دقیق تری را ارائه می دهد و به عمق 200-300 میکرومتر در درم پاپیلاری می رسد. [1]. 

قابل توجه است، این پیشرفت های تصویربرداری، شبکه های سلولی پنهان قبلی را آشکار کرده است. دانشمندان کشف کرده‌اند که باکتری‌ها و متابولیت‌های آن‌ها نه تنها در سطح پوست، بلکه در لایه‌های عمیق‌تر اپیدرم، درم و بافت چربی پوست وجود دارند. [1]. این یافته فرضیات سنتی در مورد اکوسیستم میکروبی پوست را به چالش می کشد. 

تکنیک های نقشه برداری پیشرفت، معماری پوست را روشن می کند 

در حال حاضر، محققان از نقشه برداری مولکولی سه بعدی پیچیده برای درک ساختار پیچیده پوست استفاده می کنند. یک مطالعه پیشگامانه، 400 محل متمایز پوست را از دو فرد مورد تجزیه و تحلیل قرار داد و اطلس های مولکولی دقیقی ایجاد کرد که نشان می دهد چگونه عوامل مختلف ترکیب شیمیایی پوست ما را شکل می دهند. [1]. این تحقیق یک اکوسیستم شیمیایی پیچیده را تحت تأثیر بدن، میکروب‌ها و فعالیت‌های روزانه ما نشان داد [1]. 

آخرین تکنیک های نقشه برداری عناصر ساختاری خاصی را شناسایی کرده اند: 

• الیاف الاستیک معلق در شبکه های سه بعدی سبد مانند از میکروفیبریل ها 

• شبکه‌های ماتریکس خارج سلولی تخصصی که سرنوشت سلول را کنترل می‌کنند 

• آرایش های میکروفیبریلار پیچیده در محل اتصال پوستی-اپیدرمی [1] 

در نتیجه، دانشمندان مشاهده کرده اند که ترکیب مولکولی به طور قابل توجهی در مناطق مختلف بدن متفاوت است [1]. از طریق پروتئومیکس فضایی و میکروسکوپ پیشرفته، محققان اکنون می توانند به طور دقیق انواع سلول های فردی را جدا کرده و تجزیه و تحلیل کنند و بینش بی سابقه ای از پیچیدگی معماری پوست ارائه دهند. [1]. 

این اکتشافات فراتر از ساختار اساسی است. به طور خاص، محققان نحوه کمک EMILIN ها (پروتئین های مستقر در رابط میکروفیبریل های الاستین) را در ساختار پوست، به ویژه در محل اتصال پوست-اپیدرم، ثبت کرده اند. [1]. این پروتئین ها اجزای ضروری الیاف الاستیک و الیاف اکسیتالان بدون الاستین را تشکیل می دهند و نقش مهمی در حفظ یکپارچگی ساختاری پوست دارند. [1]. 

تیم تحقیقاتی مسیرهای جدید ارتباطی را کشف می کند 

دانشمندان شبکه‌های ارتباطی پیچیده‌ای را کشف کرده‌اند که بین لایه‌های مختلف پوست کار می‌کنند و گفتگوی سلولی پیچیده‌ای را آشکار می‌کنند که سلامت پوست را حفظ می‌کند. 

مکانیسم های سیگنال دهی متقابل ظاهر می شوند 

انتقال مولکول ها در لایه های پوست از یک فرآیند پیچیده چند مرحله ای پیروی می کند [2]. این فرآیند شامل تقسیم شیمیایی به لایه شاخی، انتشار بین لیپیدها و قرنیه سلول‌ها و حرکت در لایه‌های اپیدرم و درم زنده است. [2]. علاوه بر این، ارتباط سلول-سلول از طریق مکانیسم های تخصصی، از جمله تماس مستقیم سلولی و سیگنال دهی محلول بین انواع مختلف سلول انجام می شود. [1]. 

تحقیقات نشان می دهد که سیگنال دهی Wnt اپیدرمی و ماتریکس خارج سلولی پوستی بر تکثیر فیبروبلاست در پوست بزرگسالان تأثیر می گذارد. [1]. متعاقبا، هر دو جمعیت سلولی اپیدرمی و پوستی به طور فعال در تعیین تصمیمات سرنوشت سلول شرکت می کنند. [1]. ارتباط بین این لایه ها شامل مسیرهای سیگنال دهی متعددی از جمله WNT، EDA و FGF است که نقش اساسی در رشد پوست دارند. [1]. 

بزرگراه های سلولی مولکول های حیاتی را انتقال می دهند 

مطالعات اخیر برجستگی های سلولی تخصصی را شناسایی کرده اند که به عنوان بزرگراه برای انتقال مولکول های سیگنالینگ عمل می کنند. [1]. این برجستگی‌ها که عمدتاً از سیتونوم‌ها، ایرینیم‌ها و نانولوله‌های تونلی تشکیل شده‌اند، تماس مستقیم با سلول‌های هدف برقرار می‌کنند. [1]. در اصل، آنها به عنوان مسیرهای اختصاصی برای مولکول های سیگنالینگ اصلی از جمله Hedgehog، Wnt، TGFβ، FGF و Notch عمل می کنند. [1]. 

ماتریکس خارج سلولی (ECM) نقش مهمی را در این سیستم انتقال مولکولی ایفا می کند: 

• حمایت فیزیکی از سلول ها 

• تسهیل ارتباط سلول به سلول 

• سازگاری با ریزمحیط‌های در حال تغییر را قادر می‌سازد 

• حمایت از مهاجرت سلول های ایمنی در امتداد شیب های بیوشیمیایی [1] 

تعامل بین سلول‌ها و ماتریکس ماهیت متقابلی را نشان می‌دهد، زیرا هر دو جزء تحت تغییرات مکانی و زمانی قرار می‌گیرند. [1]. در درجه اول، فیبروبلاست ها و کراتینوسیت ها با سنتز پروتئین های ماتریکس و ترشح آنزیم های تخریب کننده، بازسازی ECM را تحریک می کنند. [1]. این سلول ها از طریق حلقه های سیگنالینگ دوگانه پاراکرین ارتباط برقرار می کنند و اقدامات خود را برای حفظ تعادل بافت هماهنگ می کنند [1]. 

تحقیقات نشان داده است که کراتینوسیت ها و فیبروبلاست ها فاکتورهای رشد حیاتی را مبادله می کنند. فیبروبلاست ها فاکتور رشد پایه فیبروبلاست، فاکتور رشد کراتینوسیت، فاکتور رشد اندوتلیال عروقی A و فاکتور رشد شبه انسولین-1 را برای سیگنال دادن به کراتینوسیت های مجاور ترشح می کنند. [1]. در پاسخ، کراتینوسیت ها اینترلوکین 1 را آزاد می کنند که مهاجرت و تکثیر آنها را افزایش می دهد در حالی که سلول های اطراف را بسیج می کند. [1]. 

نقشه های مطالعاتی جدید تعامل پویا بین لایه ها 

فناوری‌های تصویربرداری پیشرفته نشان داده‌اند که لایه‌های پوست ویژگی‌های دینامیکی قابل توجهی از خود نشان می‌دهند و از طریق حرکات و سازگاری‌های هماهنگ به عوامل داخلی و خارجی مختلف پاسخ می‌دهند. 

مشاهده بلادرنگ هماهنگی لایه ها را نشان می دهد 

میکروسکوپ لیزری اسکن کانفوکال فلورسانس اکنون دانشمندان را قادر می سازد تا تعاملات لایه پوست را در زمان واقعی مشاهده کنند. [1]. در طول جلسات تصویربرداری مداوم بین 1 تا 15 دقیقه، محققان می توانند حرکات و تعاملات سلولی را در اعماق مختلف پوست دنبال کنند. [1]. توموگرافی انسجام نوری (OCT) این مشاهدات را با ارائه تصاویری با وضوح بالا تا عمق چند میلی متری افزایش می دهد و به دانشمندان این امکان را می دهد تا رفتار دینامیکی پیوند پوستی-اپیدرمی را نظارت کنند. [1]. 

سطح پوست هنگام کشیده شدن یا فشرده شدن، خواص مکانیکی شگفت انگیزی را نشان می دهد. بر این اساس، قسمت‌هایی از پوست که حرکت قابل توجهی را تجربه می‌کنند، مانند پیشانی و نواحی اطراف چشم، ساختار ریزتری نسبت به نواحی ساکن مانند نوک بینی ایجاد می‌کنند. [1]. به جای سفت ماندن، سطح پوست در حین کشش صاف می شود و زیر فشار ایجاد می کند. [1]. 

پاسخ های استرس توانایی های انطباقی را نشان می دهد 

پاسخ پوست به استرس از طریق مکانیسم های هماهنگ چندگانه رخ می دهد. در طول استرس حاد، پوست در عرض چند دقیقه از طریق ترشح اجسام لایه‌ای از سلول‌های لایه بیرونی گرانولوزوم، واکنش دفاعی سریعی را آغاز می‌کند. [2]. این یک آبشار از اقدامات حفاظتی را آغاز می کند: 

• افزایش تکثیر سلول های اپیدرم و لیپوژنز 

• افزایش بیان مولکول چسبندگی 

• فعال سازی پپتیدهای ضد میکروبی 

• جذب سلول های ایمنی از جمله سلول های کشنده طبیعی و نوتروفیل ها [2] 

پاسخ تطبیقی ​​پوست در درجه اول شامل محور هیپوتالاموس-هیپوفیز-آدرنال (HPA) است که با سیستم عصبی سمپاتیک هماهنگ می شود. [2]. علاوه بر این، پوست سیگنال‌های استرس‌زای خود را تولید می‌کند که می‌توانند به مغز بروند و یک مسیر ارتباطی دو طرفه ایجاد کنند. [1]. 

خواص مکانیکی لایه های پوست به طور قابل توجهی بر اساس محرک های خارجی متفاوت است. اندازه‌گیری‌های الاستوگرافی OCT نشان می‌دهد که مدول‌های لایه‌های پوست یانگ با فرکانس، مربوط به اعماق مختلف تغییر می‌کنند. [1]. در فرکانس‌های پایین زیر 100 هرتز، اندازه‌گیری‌ها مدول یانگ تقریباً 50 کیلو پاسکال را نشان می‌دهند که ویژگی‌های لایه بیرونی را منعکس می‌کند. [1]. با این وجود، بین 200-400 هرتز، مدول کاهش می یابد، که نشان دهنده خواص مکانیکی متفاوت در لایه های عمیق تر است. [1]. 

ضخامت و خواص مکانیکی لایه های پوست تنوع قابل توجهی را در نقاط مختلف بدن نشان می دهد. تصویربرداری OCT همراه با تجزیه و تحلیل هوش مصنوعی تایید می‌کند که ضخامت اپیدرم بسته به مکان متفاوت است، و ناحیه گردن ضخامت بیشتری را در مقایسه با بازوها نشان می‌دهد. [1]. این تغییرات منعکس کننده قابلیت های سازگاری پوست در پاسخ به نیازهای عملکردی مختلف در مناطق مختلف بدن است. 

تجزیه و تحلیل هوش مصنوعی الگوهای ناشناخته قبلی را آشکار می کند 

تشخیص الگو در قلب درماتولوژی بالینی قرار دارد و بینش های منحصر به فردی را در مورد سازماندهی پیچیده لایه های پوست ارائه می دهد. هوش مصنوعی اکنون این درک را از طریق تکنیک‌های تحلیل پیچیده که از توانایی‌های انسان در شناسایی الگوها و تغییرات ظریف پیشی می‌گیرد، افزایش می‌دهد. 

یادگیری ماشینی امضاهای ساختاری را شناسایی می کند 

الگوریتم های یادگیری عمیق به دقت قابل توجهی در تجزیه و تحلیل ساختارهای پوست دست یافته اند. در واقع، مطالعات نشان می‌دهد که سیستم‌های هوش مصنوعی حداقل 11 درصد از متخصصان پوست در وظایف تشخیص الگو بهتر عمل می‌کنند. [1]. این سیستم‌ها از شبکه‌های عصبی کانولوشنال (CNN) برای پردازش مجموعه داده‌های عظیم استفاده می‌کنند و برخی از پلتفرم‌ها بیش از ۳ میلیون نقطه داده را برای ارزیابی دقیق آنالیز می‌کنند. [1]. 

اجرای هوش مصنوعی در تخصص پوست در درجه اول بر سه موضوع مهم تمرکز دارد: 

• تشخیص و طبقه بندی تصویر، دستیابی به دقت 99.84% با استفاده از ترکیبات ماشین بردار پشتیبان و نسبت تفکیک کننده فیشر [2] 

• کمک های جراحی و برنامه ریزی روش 

• تحقیق پایه و شناسایی الگو [1] 

سیستم های هوش مصنوعی پیشرفته اکنون بیش از 150 نشانگر زیستی چند بعدی منحصر به فرد صورت را ارزیابی می کنند [1]. از طریق شبکه های یادگیری عمیق، کامپیوترها می توانند ویژگی های خاص را از مجموعه داده های بزرگ بدون برنامه نویسی صریح شناسایی کنند [1]. در درجه اول، این سیستم‌ها از معماری‌های مختلف شبکه عصبی، از جمله شبکه‌های عصبی بازگشتی، شبکه‌های خودسازماندهی کوهونن و شبکه‌های متخاصم مولد استفاده می‌کنند. [1]. 

تشخیص الگو مناطق عملکردی را نشان می دهد 

ناهمگونی اکولوژی پوست منعکس کننده ساختارها و فعل و انفعالات مولکولی منحصر به فرد در مناطق مختلف است. [1]. از طریق تجزیه و تحلیل هوش مصنوعی، محققان مناطق عملکردی متمایز را بر اساس الگوهای مولکولی و آرایش سلولی شناسایی کرده اند. به طور مشخص، مطالعات با استفاده از امواج فراصوت 20 مگاهرتز، لایه‌های مختلف بافت پوست انسان را از طریق یک فرآیند تشخیص الگوی دو مرحله‌ای با موفقیت جدا می‌کنند. [1]. 

فرآیند طبقه‌بندی از مدل‌های سیگنال اتورگرسیو با پارامترهای وابسته به زمان و زنجیره‌های مارکوف گسسته مرتبه اول ثابت استفاده می‌کند. [1]. در مجموع، این رویکرد شناسایی دقیق اپیدرم، کوریم، چربی زیر جلدی و ساختارهای زیرین را امکان پذیر می کند. [1]. از این پس، این الگوها به‌عنوان شاخص‌های ارزشمند برای کاربردهای پزشکی مختلف، از جمله آزمایش دارو و نظارت درمانی برای شرایطی مانند پسوریازیس عمل می‌کنند. [1]. 

پیشرفت‌های اخیر در طبقه‌بندی مبتنی بر هوش مصنوعی منجر به ایجاد 9 سیستم متمایز ارزیابی خطر پسوریازیس شده است. [2]. این سیستم‌ها طبقه‌بندی‌کننده‌های مختلف و تکنیک‌های انتخاب ویژگی را ترکیب می‌کنند و از طریق الگوریتم‌های جدید انتخاب ویژگی افزایشی، به دقت طبقه‌بندی تا ۹۹.۸۱ درصد می‌رسند. [2]. ادغام دانش از سه الگوریتم انتخاب ویژگی، 21 ویژگی متعلق به 18 ژن را به عنوان نشانگرهای کاندید برای شناسایی الگو نشان داده است. [2]. 

الگوهای تیز و به راحتی قابل تشخیص بیماری پوستی منعکس کننده تفاوت های اساسی در ترکیب منطقه ای پوست است [1]. از طریق یادگیری ماشینی، محققان اکنون می توانند الگوهای بیماری را بر اساس اختلالات مولکولی ناشی از عوامل مختلف از جمله تأثیرات ژنتیکی، ایمونولوژیکی، فیزیکی و شیمیایی پیش بینی کنند. [1]. این درک، رویکردهای درمانی دقیق‌تری را امکان‌پذیر می‌کند و به سمت پروتکل‌های درمانی شخصی‌شده بر اساس تغییرات الگوی فردی حرکت می‌کند. [2]. 

محققان خواص خود درمانی را مستند می کنند 

قابلیت های قابل توجه خود ترمیمی پوست انسان از تعاملات پیچیده بین انواع مختلف سلول و فرآیندهای مولکولی پدیدار می شود. مطالعات اخیر این مکانیسم های پیچیده ترمیم را که یکپارچگی و عملکرد پوست را حفظ می کند، مستند کرده است. 

مکانیسم های تعمیر لایه خاص شناسایی شده است 

روند بهبودی پوست با هموستاز و التهاب آغاز می شود که در درجه اول توسط آسیب بافتی ایجاد می شود. [1]. در نهایت، این یک پاسخ هماهنگ شامل اجزای سلولی متعدد در لایه‌های مختلف را آغاز می‌کند. اپیدرم قابلیت های استثنایی ترمیم را از طریق اپیتلیال سازی مجدد نشان می دهد، فرآیندی که ظرف چند ساعت پس از آسیب شروع می شود. [1]. 

تحقیقات مکانیسم های درمانی متمایز را برای هر لایه پوست نشان می دهد: 

• درمان اپیدرمی بر بازگرداندن سد مداوم از طریق فعال سازی کراتینوسیت تمرکز دارد 

• ترمیم پوست شامل رسوب کلاژن با واسطه فیبروبلاست و بازسازی ماتریکس است 

• لایه های عمیق تر از طریق فعال سازی تخصصی سلول های بنیادی و هماهنگی پاسخ ایمنی کمک می کنند 

فرآیند بهبود کارایی قابل توجهی را در زخم های با ضخامت جزئی نشان می دهد. از این رو، مطالعات نشان می‌دهد که زخم‌های با عمق 200 میکرومتر در خوک‌ها ظرف 6 روز مجدداً اپیتلیال‌سازی کامل می‌شوند. [1]و 8 روز در انسان بالغ [1]. در همین حال، درم تحت بازسازی گسترده‌ای قرار می‌گیرد و فیبروبلاست‌ها عوامل مختلف زیست فعالی را ترشح می‌کنند که برای حفظ محیط سلولی ضروری هستند. [2]. 

پتانسیل احیا بر حسب عمق متفاوت است 

اگرچه همه لایه‌های پوست دارای قابلیت‌های درمانی هستند، پتانسیل بازسازی آن‌ها از نظر عمق به‌طور قابل‌توجهی متفاوت است. بنابراین، مطالعات نشان می دهد که در حالی که ترمیم سد اپیدرمی پس از زایمان کارایی بالایی را نشان می دهد، بهبود عمیق تر پوست معمولاً منجر به تشکیل اسکار می شود. [1]. 

فرآیند بازسازی به شدت به سلول‌های بنیادی ساکن وابسته است که بافت را در طول هموستاز و پس از آسیب حفظ و ترمیم می‌کنند. [3]. این سلول‌های بنیادی انعطاف‌پذیری قابل‌توجهی از خود نشان می‌دهند و به محرک‌های ناشی از زخم با خروج از جایگاه خود برای مشارکت در ترمیم بافت پاسخ می‌دهند. [3]. با این وجود، سهم آنها بر اساس محل و عمق لایه های پوست متفاوت است. 

فعالیت سلول های بنیادی تغییرات وابسته به عمق را نشان می دهد: 

• سلول های بنیادی اپیدرمی از طریق پتانسیل بازسازی کننده خود، تجدید دائمی را تضمین می کنند [2] 

• سلول های بنیادی پوستی برای بازسازی ماتریکس با سلول های اطراف هماهنگ می شوند 

• سلول های بنیادی لایه عمیق تر از طریق مکانیسم های تعمیر تخصصی پشتیبانی می کنند 

تحقیقات نشان داده است که حذف کامل اپیدرم واکنش‌های تکثیر خاصی را در اعماق مختلف پوست ایجاد می‌کند. [1]. به طور مشابه، سلول‌های بنیادی فولیکول مو در طول فرآیند بهبودی دچار تغییرات قابل‌توجهی می‌شوند، نشانگرهای اصلی خود را از دست می‌دهند و برنامه تمایز اپیدرمی را در پاسخ به زخم‌های ضخیم کامل اتخاذ می‌کنند. [1]. 

قابلیت شفا نیز بر اساس تفاوت های منطقه ای در ترکیب پوست متفاوت است. بنابراین، مطالعات با استفاده از طیف‌سنجی رامان حساس به عمق نشان داده‌اند که تغییرات بیوشیمیایی در بهبود زخم به طور قابل‌توجهی به عمق پوست بستگی دارد. [4]. این تغییر ماهیت پیچیده ساختار لایه ای پوست و تاثیر آن بر روند بهبودی را منعکس می کند. 

مطالعه سازگاری های محیطی را نشان می دهد 

"سایر زمین شناسانی که برای انجام تحقیقات آمده بودند، مقادیر زیادی سنگ برداشتند و به زمین آسیب رساندند." تامی پالیزر،عضو جامعه Inuit و رئیس شرکت زمینداری Pituvik 

عوامل محیطی به طور مداوم معماری پیچیده لایه های پوست انسان را شکل داده و تحت تاثیر قرار می دهند. هر لایه پاسخ‌های متمایزی به چالش‌های خارجی نشان می‌دهد و مکانیسم‌های حفاظتی پیچیده‌ای را نشان می‌دهد که در طول تکامل اصلاح شده‌اند. 

لایه ها به عوامل خارجی متفاوت پاسخ می دهند 

واکنش پوست به عوامل استرس زای محیطی به طور قابل توجهی در لایه های مختلف آن متفاوت است. در درجه اول، لایه شاخی به عنوان اولین مانع فیزیکی در برابر آلاینده های محیطی عمل می کند، همراه با یک ماتریکس آبگریز متشکل از سرامیدها، اسیدهای چرب و کلسترول. [1]. این ماتریکس یک سد شیمیایی را تشکیل می دهد که از ورود ذرات معلق محیطی، عوامل بیماری زا و آلرژن ها جلوگیری می کند. 

قابلیت های دفاعی پوست فراتر از محافظت فیزیکی صرف است. عمدتاً سه نوع مانع متمایز دارد: 

• مانع فیزیکی: از نفوذ مواد مضر جلوگیری می کند 

• سد شیمیایی: از دست دادن آب ترانس اپیدرمی را تنظیم می کند 

• سد ایمونولوژیک: پاسخ های ایمنی تطبیقی ​​را از طریق سایتوکاین های التهابی و سلول های دندریتیک فراهم می کند. 

استرس اکسیداتیو به عنوان یک مکانیسم اصلی ظاهر می شود که از طریق آن عوامل محیطی بر لایه های پوست تأثیر می گذارد. در ابتدا، قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش، اگزوز گازوئیل، دود سیگار و ازن ظرفیت آنتی اکسیدانی آنزیمی و غیر آنزیمی را کاهش می دهد. [1]. لایه‌های پوست چه در معرض یک یا چند عامل استرس‌زا قرار گیرند، پاسخ‌های بیولوژیکی پیچیده‌ای را نشان می‌دهند و آشکارا فاکتورهای رونویسی خاص و مسیرهای سیگنالینگ را فعال می‌کنند. [1]. 

مکانیسم های حفاظتی نشان دهنده پیچیدگی تکاملی است 

تکامل مکانیسم های محافظتی پوست انسان نشان دهنده پیچیدگی قابل توجه است. بدون شک، ریزش موهای بدن در انسان منجر به افزایش عملکردهای مانع لایه شاخی می شود. [2]. این سازگاری شامل توسعه کراتین های اپیدرمی تخصصی است که نفوذپذیری پوست را کاهش می دهد و مقاومت در برابر سایش و حمله میکروبی را بهبود می بخشد. 

رنگدانه پوست انسان نمونه ای از پالایش تکاملی است، برخلاف تغییرات تصادفی. تحقیقات نشان می‌دهد که رنگدانه‌های تیره، محافظ نور و غنی از یوملانین در نزدیکی خط استوا در پاسخ به اشعه UV بالا تکامل یافته است. [2]. مشابه این، پوست روشن‌تر در محیط‌های کم UVB برای حفظ سنتز ویتامین D3 ایجاد شد [2]. 

مکانیسم های محافظتی پوست از طریق چندین مسیر پیچیده عمل می کنند. گیرنده هیدروکربنی آریل (AhR)، که در تمام سلول‌های اپیدرمی و پوستی بیان می‌شود، به عنوان یک حسگر ضروری برای تعاملات محیط و پوست عمل می‌کند. [3]. این سیستم گیرنده می تواند: 

1. تحریک پاسخ های آنتی اکسیدانی 

2. عملکردهای سد اپیدرمی را تنظیم می کند 

3. فعالیت ضد سرطانی از خود نشان دهد 

4. حفظ یکپارچگی پوست 

میکروبیوم پوستی لایه دیگری از محافظت را نشان می دهد که عمدتاً بر چرخه سلولی کراتینوسیت و شبکه های ایمنی تأثیر می گذارد. [4]. این جامعه میکروبی نقش حیاتی در حفظ هموستاز پوست ایفا می کند، اگرچه ترکیب آن با شرایط محیطی متفاوت است. 

مطالعات اخیر نشان می دهد که قرار گرفتن طولانی مدت در معرض آلاینده های محیطی می تواند بر این مکانیسم های محافظتی غلبه کند. ذرات معلق در هوا، ازن و ترکیبات آلی فرار باعث افزایش اتلاف آب ترانس اپیدرمی شده و عملکرد سد را به خطر می اندازد. [3]. پاسخ پوست شامل سه مکانیسم اصلی است: تولید رادیکال های آزاد، القای آبشار التهابی، و اختلال در سد. [4]. 

پیچیدگی تکاملی مکانیسم‌های محافظتی پوست در سیستم دفاعی مبتنی بر ملانین آشکار می‌شود. تولید ملانین بر اساس عمق و مکان متفاوت است و محافظت هدفمند در برابر اشعه ماوراء بنفش را فراهم می کند [2]. این سازگاری کارایی قابل توجهی را نشان می‌دهد، با پوست تیره‌تر، محافظت بهتری در محیط‌های با اشعه ماوراء بنفش بالا ارائه می‌کند و در عین حال امکان سنتز کافی ویتامین D را فراهم می‌کند. [2]. 

نتیجه گیری 

پیشرفت های علمی به تغییر شکل درک ما از معماری پیچیده پوست ادامه می دهد. از طریق فناوری‌های تصویربرداری پیشرفته، محققان اکنون شبکه‌های سلولی پیچیده‌ای را مشاهده می‌کنند که در لایه‌های مختلف پوست کار می‌کنند. این اکتشافات مسیرهای ارتباطی پیچیده ای را نشان می دهد که سلامت پوست را از طریق بزرگراه های مولکولی تخصصی و مکانیسم های سیگنالینگ حفظ می کند. 

مشاهدات بی‌درنگ ویژگی‌های دینامیکی قابل‌توجهی را نشان می‌دهند که به لایه‌های پوست اجازه می‌دهد تا پاسخ‌ها را به عوامل مختلف داخلی و خارجی هماهنگ کنند. تجزیه و تحلیل هوش مصنوعی بعد دیگری را اضافه می کند و الگوهای ناشناخته قبلی و امضاهای ساختاری را با دقت بی سابقه ای شناسایی می کند. 

قابلیت‌های خود ترمیمی مستند، مکانیسم‌های تعمیری متمایز را برای هر لایه نشان می‌دهند، اگرچه پتانسیل بازسازی به طور قابل‌توجهی بر اساس عمق متفاوت است. علاوه بر این، اصلاحات تکاملی مکانیسم‌های حفاظتی پیچیده‌ای را در برابر چالش‌های محیطی، به ویژه از طریق سیستم‌های دفاعی مبتنی بر ملانین و عملکردهای مانع تخصصی، امکان‌پذیر می‌سازد. 

دانشمندان در سراسر جهان آخرین یافته های خود را در مورد عملکرد پیچیده لایه های پوست در WWW.Mahshoshop.com/articles به اشتراک می گذارند، بنابراین دانش جمعی ما را گسترش می دهند. این اکتشافات پیشگامانه راه را برای رویکردهای درمانی پیشرفته و پروتکل های درمانی شخصی سازی شده هموار می کند و نحوه برخورد متخصصان پزشکی با شرایط مربوط به پوست را تغییر می دهد. 

این درک عمیق‌تر از پیچیدگی لایه‌ای پوست مطمئناً نوید پیشرفت‌های قابل توجهی در مراقبت‌های پوستی می‌دهد، در حالی که بر مهندسی قابل‌توجه طبیعت در ایجاد چنین اندامی پیچیده تأکید می‌کند. تحقیقات آینده بدون شک اسرار بیشتری را در مورد این سد محافظ جذاب که ما را در طول زندگی محافظت می کند و حفظ می کند، کشف خواهد کرد. 

مراجع 

[1] - https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3495295/ 
[2] - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK210015/ 
[3] - https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10341863/ 
[4] - https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6629960/