Ученые научились выявлять скрытые повреждения кожи на молекулярном уровне

Исследователи обнаружили, что коллаген кожи может терять скрытую молекулярную организацию до появления видимых повреждений. Credit: Shutterstock

Международная исследовательская группа под руководством Университета Хиросимы разработала методику, позволяющую выявлять сверхранние изменения в коллагене кожи человека задолго до того, как повреждение становится заметным при традиционной визуализации.

Результаты, опубликованные в журнале ACS Nano 16 июля 2026 года, показывают, что коллаген начинает терять свою точную молекулярную организацию еще до того, как его волокна истончаются, фрагментируются или разъединяются. Другими словами, ткань кожи может выглядеть структурно неповрежденной, даже когда важные изменения уже начались на более глубоком уровне.

Большинство традиционных методов визуализации фокусируются на видимых особенностях сети коллагена. Они могут обнаружить волокна, которые истончились, разорвались или потеряли свои связи. Однако эти изменения проявляются относительно поздно в процессе ремоделирования ткани. Новое исследование показывает, что коллаген может терять свою внутреннюю структурную упорядоченность, в то время как видимая сеть волокон все еще выглядит в значительной степени неизменной.

«Один из способов осмыслить наши результаты — представить, что традиционные методы визуализации могут показать «кирпичи» коллагеновой структуры, но они могут упустить тонкие изменения в том, как эти «кирпичи» уложены, — объяснил Али Хайдер, первый автор исследования и аспирант-исследователь Международного института устойчивого развития с узловатой хиральной метаматерией (WPI-SKCM²) Университета Хиросимы. — Это похоже на обнаружение изменений в расположении слов и предложений в книге до того, как на страницах появятся повреждения или пропуски».

Чтобы выявить эти скрытые изменения, исследователи объединили передовую оптическую визуализацию с хиральной спектроскопией. Анализ выявил четкое различие между количеством коллагена и качеством его организации. Образцы тканей сохраняли большую часть общего содержания коллагена, даже после того, как когерентность их супрамолекулярной хиральности значительно ухудшилась. Это означает, что измерение только количества присутствующего коллагена может дать неполную картину здоровья ткани.

«Ключевое сообщение этой статьи заключается в том, что коллаген не следует рассматривать только как видимую сеть волокон, а как иерархический материал, функция которого зависит от организации на нескольких масштабах длины, — заявил Кацуя Иноуэ, профессор WPI-SKCM² и один из соавторов исследования. — Наше исследование показывает, что передовые корреляционные методы могут выявить изменения в этой скрытой организации, которые не видны при анализе одной лишь морфологии».

Исследователи надеются в будущем создать более широкую основу, связывающую молекулярную хиральность, супрамолекулярную организацию и крупномасштабную архитектуру ткани. Такая система могла бы помочь ученым оценивать целостность ткани до того, как серьезные структурные повреждения станут необратимыми, и предложить новые идеи для заживления ран, медицинских методов лечения и разработки биоматериалов.