Inleiding

Huidcellen

De huid is de buitenste laag van het lichaam en omvat ook de nagels, het haar en de klieren en zenuwen op je huid. De hele laag fungeert als een fysieke barrière - die het lichaam beschermt tegen bacteriën, infecties, verwondingen en zonlicht.

De huid bevat 20 celtypen die bijdragen aan de functie en gelaagdheid van de huid. De opperhuid is de buitenste laag van de huid en bestaat uit 5 sublagen: stratum basale, spinosum, granulosum, lucidum en corneum. De stamcellen van de keratinocyten in de basale laag ondergaan zelfvernieuwing en differentiëren naar boven om de bovenste laag van de hoornlaag te vormen, waar dode cellen voortdurend worden afgestoten.

Het basaalmembraan scheidt de opperhuid van de onderliggende lederhuid. De lederhuid wordt gevoed door een netwerk van bloedvaten en zenuwuiteinden en herbergt aanhangsels zoals talgklieren, zweetklieren, gevoelszenuwen en haarfollikels. Fibroblasten zijn het belangrijkste celtype in de lederhuid en zijn verantwoordelijk voor de productie van extracellulaire matrixcomponenten (ECM) die de huid structurele integriteit, flexibiliteit en elasticiteit geven.

Huidveroudering

Huidveroudering wordt gekenmerkt door een tragere regeneratie en uiteindelijk verlies van huidstructuur en functionaliteit. Huidveroudering wordt geassocieerd met een verminderde beschermende rol, met name verminderde wondgenezing en barrièrefunctie. (Lees meer over Geneo Revive gezichtsbehandeling voor rimpels).

Een verhoogde ontsteking, verminderde water- en thermische homeostase leidt tot verminderde elasticiteit, hydratatie, structurele veranderingen en vatbaarheid voor verschillende huidaandoeningen.

Huidveroudering kan worden toegeschreven aan leeftijdgerelateerde intrinsieke factoren (chronoaging) en extrinsieke oorzaken. Intrinsieke veroudering uit zich in een verminderde proliferatiecapaciteit van epidermale stamcellen (keratinocyten) en manifesteert zich als fijne lijntjes, droge huid, veranderde pigmentatie en verlies van elasticiteit. Extrinsieke factoren zoals chronische blootstelling aan ultraviolette straling (fotoveroudering) of oxidatieve stress veroorzaakt door milieuvervuiling leiden tot verminderde collageensynthese en desorganisatie van het huid ECM. De huid ziet er ruw en droog uit met diepe rimpels en zichtbare bloedvaatjes en pigmentvlekken.

Celveroudering en senescentie

Om deze processen te weerstaan, voert de huid een voortdurende afstoting van de oppervlakkige cellen uit om ze vervolgens te vervangen door jongere cellen die in de basale laag van de lederhuid worden aangemaakt. Naarmate ze rijper worden, verplaatsen ze zich door de opperhuid naar het huidoppervlak, waar ze hun kernen verliezen en inactief en dood worden. De verdikte laag van deze dode cellen wordt na verloop van tijd afgestoten. De fysiologische celvernieuwing maakt de huid steviger en zorgt ervoor dat fijne lijntjes en rimpels sneller verdwijnen.

Tijdens het verouderingsproces vermindert het vermogen van het menselijk lichaam om pathologische veranderingen op te lossen aanzienlijk. De ouder wordende huid bevat vaak cellen die in een staat terecht zijn gekomen die senescentie (slapende cellen) wordt genoemd, waarin ze stoppen met delen en resistent worden voor doodsveroorzakende pathways. Senescente cellen kunnen de communicatie tussen huidlagen veranderen en de homeostase van de huid verstoren. Accumulatie van disfunctionele, senescente cellen heeft schadelijke effecten in verouderende weefsels vanwege hun verminderde vermogen om bij te dragen aan weefselherstel en regeneratie.

In fysiologische omstandigheden kunnen senescente cellen worden verwijderd door het immuunsysteem, maar naarmate we ouder worden hopen senescente cellen zich op in weefsels omdat het verouderende immuunsysteem er niet in slaagt ze te verwijderen. Deze cellen scheiden een verzameling factoren af die ontstekingsreacties, proteïne-afbrekende en andere biologisch actieve eigenschappen hebben en permanent de weefselfunctie kunnen aantasten. Er is aangetoond dat langdurige accumulatie van senescente cellen mogelijk een rol speelt in de pathofysiologie van veroudering en ouderdomsziekten. Aangetoond is dat de eliminatie van senescentiecellen leeftijdsgebonden aandoeningen vertraagt.

Van de verschillende senescente huidcellen lijken fibroblasten zich met het ouder worden op te hopen in de menselijke huid en de functie en integriteit van de huid in gevaar te brengen. Huidfibroblasten zijn het belangrijkste type cellen in de lederhuid. Ze produceren integrale componenten van de extracellulaire matrix (ECM), zoals collageen.

Tijdens het huidverouderingsproces ondergaat het ECM dramatische structurele veranderingen en degradatie, wat resulteert in huidverdunning en verlies van elasticiteit die uiteindelijk rimpelvorming veroorzaken.

In een normaal functionerende huid worden fibroblasten grotendeels gerekruteerd tijdens huidwonden en dragen ze actief bij aan huidherstel en -regeneratie. Ze spelen een belangrijke rol als "tussenpersoon" tussen de stimulatie en de output. De stimulatie komt van microtrauma van verschillende oorsprong (elektrisch, chemisch, mechanisch, straling, thermisch, etc.) en leidt ertoe dat de fibroblasten hun activiteit in het wondgenezingsmechanisme verhogen. Als gevolg van deze verhoogde activiteit is er een verhoogde synthese van collageen, elastine en componenten van de extracellulaire matrix, de ruggengraatstructuur die zorgt voor stevigheid en elasticiteit van de huid.

Celveroudering en verminderde wondgenezing in de huid

Een opkomende hypothese stelt dat senescentie van fibroblasten de belangrijkste oorzaak is van het huidverouderingsproces, aangezien het vrijkomen van SASP's toeneemt en de proliferatie van cellen onomkeerbaar wordt gestopt [Wlascheck 2021].

Het wondgenezingsmechanisme in de huid (Xu 2021)

Tijdens het wondgenezingsproces van de huid zijn fibroblasten, epitheelcellen en endotheelcellen actief betrokken bij de productie van extracellulaire matrix (ECM) [14], de re-epithelialisatie [3,15] en angiogenese.

In normaal menselijk weefsel dragen fibroblasten bij aan de weefselhomeostase door de turnover van extracellulaire matrix (ECM) te reguleren. Wanneer het weefsel beschadigd is, prolifereren fibroblasten en nemen de groeifactoren toe.

De impact van zware omstandigheden op de huid (bestraling, lage atmosferische temperaturen) veroorzaakt niet de dood van de huidcellen, maar induceert een snelle en aanhoudende celcyclusstilstand in dermale fibroblasten en kan hen senescentie doen ingaan.[Bourdens 2019].

ESA: Electrical Skin Activation

De ESA-technologie maakt gebruik van gelijkstroom (DC) die tijdens de behandeling op de huid wordt toegepast. Gelijkstroom is een stroom van elektrische lading in een constante richting, wat het onderscheidt van wisselstroom (AC).

Het doel van de ESA-behandeling is om de verouderende huid te verjongen door activering van de natuurlijke weefselgenezingsmechanismen en heractivering van senescente dermale fibroblasten.

Elektrische stimulatie en wondgenezing

Elektrische stimulatie (ES) wordt al lange tijd gebruikt als een effectieve benadering om celgedrag te moduleren in de verminderde proliferatietoestand van de ouder wordende huid. Elektrische stimulatie heeft een duidelijk effect op het reguleren en bevorderen van de genezing van leeftijdgerelateerde huidletsels.

Omdat de huid te lijden heeft onder verschillende intrinsieke en extrinsieke schadelijke factoren, wordt het natuurlijke wondgenezingsmechanisme met de jaren slechter. Er wordt aangenomen dat een externe elektrische stroom die op de huid wordt toegepast de natuurlijke bio-elektriciteit van het lichaam nabootst en de endogene elektrische velden herstart en stimuleert en zo de wondgenezing bevordert. Er werd vastgesteld dat de snelheid van genezing nauw samenhangt met de elektrische stroom die op de wond wordt opgewekt. De studies tonen aan dat ES de groei van huidfibroblasten bevordert, de celmigratie naar het beschadigde gebied verbetert en de productie van verschillende groeifactoren (FGF-1 en FGF-2) verhoogt. [Galan 2018] In in-vitro en in-vivo studies is aangetoond dat ES cellulaire activiteiten zoals collageen- en ATP-synthese verbetert, de weefselperfusie verhoogt, oedeem vermindert en angiogenese bevordert. [Jennings 2008] Bovendien toonden preklinische wetenschappelijke experimenten aan dat gewijzigd cellulair gedrag tot 3 dagen na de eerste elektrische stimulatie aanhield.

Elektrische stimulatie en celveroudering

Het elimineren van senescentiecellen en hun SASP-gifstoffen voorkomt leeftijdsgerelateerde achteruitgang van de gezondheid van de huid. Hoewel scrubben, peelen, schuren of andere fysieke methoden worden toegepast om de senescente cellen van het huidoppervlak te verwijderen, kan dit niet worden toegepast op de cellen in de lederhuid. Deze "slapende" cellen die zich ophopen door veroudering kunnen opnieuw worden geactiveerd door het toepassen van directe elektrische stroom. In het onderzoek van Li [2021] werd aangetoond dat een elektrisch veld de senescentie van stamcellen omkeert en de celproliferatie en regeneratie beïnvloedt.

Notities mee naar huis nemen

Een ouder wordende huid verliest geleidelijk zijn functionaliteit en structurele ondersteuning door intrinsieke en extrinsieke factoren
Leeftijdsgerelateerde afname van ECM draagt ertoe bij dat de huidcellen zonder activiteit aanwezig zijn en toxische stoffen produceren (slapende cellen of senescencecellen)
Een opkomende hypothese stelt dat senescentie van fibroblasten de belangrijkste oorzaak is van het huidverouderingsproces, aangezien het vrijkomen van SASP's toeneemt en de proliferatie van cellen onomkeerbaar wordt gestopt [Wlascheck 2021].
Fibroblasten zijn het belangrijkste type cellen die de lederhuidlaag van de huid vormen. Ze produceren integrale bestanddelen van de extracellulaire matrix (ECM), zoals collageen [5].
Tijdens het verouderingsproces van de huid ondergaat het ECM dramatische structurele veranderingen en degradatie, wat resulteert in verouderingsfenotypen van huidverdunning en verlies van elasticiteit die uiteindelijk rimpelvorming veroorzaken [6]. (zie: rimpelverminderende behandelingen)
Permanente senescentie of huidveroudering kan worden geïnduceerd in niet-replicerende (senescente) fibroblasten door zowel intrinsieke als extrinsieke stressfactoren
Elektrische stimulatie verhoogt de migratie en biosynthese van dermale fibroblasten en biedt potentiële mechanismen waarmee elektrische velden kunnen worden gebruikt voor het verbeteren van weefselgenezing en -herstel.[Chao 2007].
Het elektrische veld lijkt een belangrijke rol te spelen bij het controleren van de fibroblastactiviteit in het proces van wondgenezing.
Elektrische stimulatie heeft een gunstig effect op wondgenezing.
Rouabha et al [2013] toonden aan dat blootstelling aan elektrische stimulatie de groei van huidfibroblasten bevordert en de afscheiding van de groeifactoren verhoogt, de migratie van fibroblasten stuurt en de migratiesnelheden verhoogt, waardoor de wondgenezing wordt bevorderd.
Studies hebben aangetoond dat toegepaste EF's de celproliferatie en -differentiatie stimuleren, evenals de synthese van groeifactoren en matrixeiwitten.
Celmigratie speelt een belangrijke rol bij wondgenezing.

Illustraties

Cellulaire senescentie en veroudering. De levensduur van organismen wordt gecontroleerd door interne en externe factoren die senescentie en daarmee proliferatiestilstand induceren. De tekst geeft een opsomming van moleculaire en fysiologische triggers die kunnen leiden tot: telomeer slijtage, aneuploïdie, DDR respons, epigenetische modulaties en mitochondriale disfunctie; dit zijn oorzaken van senescentie die zich manifesteert als ofwel verlies van cellulaire proliferatie en het ontstaan van het senescent geassocieerde secretoire fenotype (SASP) in delende cellen, of eenvoudigweg SASP alleen in niet-delende cellen. [Bhatia-Ney 2016 Cellulaire senescentie als oorzaak van veroudering].

**Schade leidt tot oorzakelijk verband leidt tot gevolgen.**

Figuur 06. **Schade leidt tot causale nexus leidt tot effecten.**
Bij verschillende diersoorten kunnen de oorzaken van cellulaire senescentie vergelijkbaar zijn, maar verschillend van omvang. Bijvoorbeeld, bij muizen **(A)** kan DNA-schade/Tumor suppressor activatie een belangrijke factor zijn, terwijl bij mensen **(B)** telomeer erosie een groter effect kan hebben omdat mensen veel kortere telomeren hebben dan muizen. Bij beide soorten komt de opgelopen en niet herstelde schade aan het cellulaire genoom, epigenoom en organellen (oorzaken) uiteindelijk tot uiting in het zichtbare fenotype, dat zich manifesteert als verouderde kenmerken van het organisme, zoals disfunctie van organen, verlies van structurele integriteit en fysiologische en anatomische veranderingen (effect). De schakel tussen oorzaak en gevolg, de *causale nexus*, is cellulaire senescentie. Daarnaast is aangetoond dat bij muizen het blokkeren van de celdeling alleen, in afwezigheid van enige moleculaire schade, vroegtijdige Progeria-achtige veroudering kan induceren. [Bhaty-Ddey 2016]
Lees meer over de behandeling van huidbeschadiging met Oxygeneo Technology.

Referenties

1. Chao PH, Lu HH, Hung CT, Nicoll SB, Bulinski JC. Effects of applied DC electric field on ligament fibroblast migration and wound healing. Connect Tissue Res. 2007;48(4):188-197.

2. Jennings J, Chen D, Feldman D. Transcriptional response of dermal fibroblasts in direct current electric fields. Bio-elektromagnetica. 2008;29(5):394-405.

3. Galan, Edgar & Bayat, Ardeshir. (2018). Effecten van wisselstroom elektrische stimulatie in menselijke dermale fibroblasten. MACE PGR-conferentie Universiteit van Manchester, Verenigd Koninkrijk, 26 maart 2018.

4. Lee YI, Choi S, Roh WS, Lee JH, Kim TG. Cellular Senescence and Inflammaging in the Skin Microenvironment. Int J Mol Sci. 2021;22(8):3849.

5. Campisi J. The role of cellular senescence in skin aging. J Investig Dermatol Symp Proc. 1998;3(1):1-5.

6. Bhatia-Ney 2016 Cellulaire veroudering als oorzaak van veroudering

7. Ho CY, Dreesen O. Faces of cellular senescence in skin aging. Mech Ageing Dev.021;198:111525.

8. Bourdens M, Jeanson Y, Taurand M, Juin N, Carrière A, Clément F, Casteilla L, Bulteau AL, Planat-Bénard V. Korte blootstelling aan koud atmosferisch plasma induceert senescentie in menselijke huidfibroblasten en adipose mesenchymale stromale cellen. Sci Rep. 2019 Jun 17;9(1):8671.

9. McCart EA, Thangapazham RL, Lombardini ED, Mog SR, Panganiban RAM, Dickson KM, Mansur RA, Nagy V, Kim SY, Selwyn R, Landauer MR, Darling TN, Day RM. Accelerated senescence in skin in a murine model of radiation-induced multi-organ injury. J Radiat Res. 2017 Sep 1;58(5):636-646.

10. Li G, Zhu Q, Wang B, et al. Rejuvenation of Senescent Bone Marrow Mesenchymal Stromal Cells by Pulsed Triboelectric Stimulation. Adv Sci (Weinh). 2021;8(18):e2100964.

11. Galan, Edgar & Bayat, Ardeshir. (2018). Effecten van wisselstroom elektrische stimulatie in menselijke dermale fibroblasten. MACE PGR-conferentie Universiteit van Manchester, Verenigd Koninkrijk, 26 maart 2018.

12. Ho CY, Dreesen O. Faces of cellular senescence in skin aging. Mech Ageing Dev. 2021;198:111525.

13. Wlaschek, M.; Maity, P.; Makrantonaki, E.; Scharffetter-Kochanek, K. Connective tissue and fibroblast senescence in skin aging. J. Investig. Dermatol. 2021, 141, 985-992.

14. Chao PH, Lu HH, Hung CT, Nicoll SB, Bulinski JC. Effects of applied DC electric field on ligament fibroblast migration and wound healing. Connect Tissue Res. 2007;48(4):188-197.

15.

16. Jennings J, Chen D, Feldman D. Transcriptional response of dermal fibroblasts in direct current electric fields. Bio-elektromagnetica. 2008;29(5):394-405.

17. Rouabhia M, Park H, Meng S, Derbali H, Zhang Z. Elektrische stimulatie bevordert wondgenezing door de activiteit van dermale fibroblasten te verbeteren en transdifferentiatie van myofibroblasten te stimuleren. PLoS One. 2013;8(8):e71660.