Elastin 

Derimizde dermiste hücreler arası bağ dokusu "ekstrasellüler matriks" olarak tanımlanır ve makromoleküllerden oluşan kompleks bir ağdan oluşmakta.  Bu kompleks yapı dermiste fibroblast ve epitel hücreleri tarafından yapılan kolajen, elastin, glikoproteinler ve proteoglikanlardan oluşmakta. Hücrelerin gelişebileceği üç boyutlu bir ortam oluşturma, hücreleri bir arada tutma, mikroorganizmaların hücreye ulaşmasını önlemenin yanı sıra deride hücrelerin çoğalması/ farklılaşması, hücrelerin göçü ve hücreler arası etkileşim gibi temel olayları düzenler. Bu matriks yapı içerisinde yapısal proteinler olarak; kollajen, elastin, fibrillin yer alırken fibronektin, laminin gibi özelleşmiş proteinler ve özel çekirdek proteinlerine bağlı uzun zincirli tekrarlayan disakkarid yapısında proteoglikanları görmekteyiz. 

Bu destek dokuda kolajen ve hyaluronik asit belkide en iyi bildiklerimiz(medikal estetik uygulamalar ve kollejen takviyelerinden dolayı). Elastin ise tüm vücut dokularında bulunmakla birlikte dokuya elastikiyet verme özelliği nedeni ile akciğer, büyük arterler ve bazı elastik ligamentlerde daha yoğun bulunurken deride nispeten daha az olarak dermistede bulunmakta. Elastin mikrofibrillerle birleşerek cilde esneklik ve elastikiyet sağlayan elastik lifler oluşturur. Esneklik genel cilt

Elastik lifler cildin dermal tabakasında bulunur ve yetişkinlerin cildindeki dermisin kuru ağırlığının yaklaşık %2 ila %4'ünü oluşturur. Elastik lifler cilt yüzeyine hem dik hem de paralel olarak uzanarak karmaşık bir ağ oluşturmakta. Elastik lifler temel olarak elastin ve mikrofibriler fibrilinden oluşur. Bu lifler dermiste yere göre bileşimindeki farklılıklar gösterir. Dermal ve retiküler dermisteki bu farklılıklar bu alanlarda esneklik ve elastikiyette değişikliklere neden olmakta. Ayrıca tropoelastindeki kısa zincirli hidrofobik amino asitlerin su tutuma yüksek içerikleri cildin esneklik ve elastikiyet kapasitesine katkıda bulunur. 

 Elastik lifler, elastogenez olarak bilinen karmaşık bir süreç yoluyla oluşturulur. Elastogenez, ana bileşen olan tropoelastin proteinlerinin varlığına, birleşmesi ve çapraz bağlanmasına bağlıdır. Elastin çözünmezken, temel yapı birimi olan tropoelastin çözünür bir monomerdir. Tropoelastin ~700 amino asitlik tek polipeptid zinciridir, küçük ve nonpolar amino asitler içerir. Kollajenle benzer yanı, glisin ve alaninden zengin olmasıdır, valin, lizin ve prolin de vardır. Hidroksiprolin çok az, hidroksilizin hiç yoktur. Kolejenden farklı olarak tek geneotipi vardır. Kolejnde olan üçlü heliks yapısı yoktur bunun yerine rastgele kıvrımlar var ve buda esneklik kazandırmakta. 

Elastogenez, çözünür lerinin fibroblastlar tarafından hücre dışı ortama salgılanmasıyla başlar ve burada spesifik hücre yüzeyi etkileşimleri yoluyla fibroblasta bağlanır.  Bağlanmanın ardından tropoelastin monomerleri hızlı bir şekilde hizalanıp bir ​​mikro-birleşme yaşayarak mikroskobik kürecikler halinde toplanır. Koaservasyon adı verilen bu işlem optimal fizyolojik koşullar ( 37°C ve 7-8 pH aralığı) gerektirir. Bu sırada tropoelastin molekülleri lisil oksidaz tarafından oksitlenir ve sonra kovalent çapraz bağlanma olmakta. Tropoelastinin bu çapraz bağlı demetleri halen hücre yüzeyinde bulunmakta. Bu çapraz bağlanmalar sırasında yeni tropoelastin eklenerek yeni oluşan elastik bir lif üretilmekte. Bunlar fibrilin açısından zengin mikrofibriller üzerinde biriktirilir( mikrofibriller doğru hizalama ile elastik liflerin oluşumu için bir iskele görevi görür). Tropoelastinler mikrofibriller iskele üzerinde fibroblast hücre yüzeyinde 200 ila 300 nm nanopartiküller halinde birleşir. daha sonra 1 ila 2 μm'lik küreler şekilde hücre yüzeyinden ayrılmakta. 

Papiller dermiste oxytalan ve elaunin lifler dikey doğrultuda bazal membrana bağlanırlar ve dermise doğru uzanarak bazal mambrana paralel yatan elastik lif pleksusuna bağlanırlar

Yaşlanan Deride Elastin

Elastin ve elastil liflerin yenilenme hızı çok düşük ve yavaştır. Aslında ciltte elastinin genel yarı ömrü insan ömrüne benzer. Bu uzun ömürlü proteinlerin ve liflerin yenilenmesi pek olası değil. Bu nedenle biyolojik yaşlanma sürrecinde birçok faktörden kaynaklanan hasarlara karşı hassastır( bu süreçlerde kollajen, hyaluronik asit, glikozaminoglikanlar, integrinler ve laminin gibi diğer önemli cilt bileşenlerinin düzeylerini de bozulmakta).  Elastin çocukluk ve gelişim sırasında en yüksek düzeyde iken yetişkinlik ile birlikte azalmaya başlamakta.  Elastinde azalma ve hasar cildin görünümü üzerinde önemli bir etkiye sahip; daha fazla ince çizgiler ve kırışıklıklar, gevşek ve sarkık deri, kolay hasarlanabilir ve geç iyileşen bir deriye neden olmakta. Doğal olarak byoojik yaşlanmış ciltte güneşe maruz kalınmasa bile elastik lif ağında bozulmalar görülmekte. Bu bozulmalar 2 ana yolla meydana gelir; birincisi elastik liflerin kısalması ve parçalanması ve ikincisi aspartik asit kalıntılarının modifikasyonu, kalsiyum ile lipit birikimi ve glukoz aracılı çapraz bağlanma yoluyla proteinlerde hasarlar birikmekte. 

 

Kronik Güneş Maruziyetine Bağlı Gelişen Fotoyaşlanmada Deride Elastin

Elastik liflerde en yoğun hasar ışıktan zarar görmüş ciltte, fotoyaşlanma, meydana gelir. Fotoyaşlanmış ciltte biyolojik yaşlanmaya ek olarak kaba kırışıklıklar, pürüzlü-kaba bir deri dokusu, soluk-mat bir ten ortaya çıkmakta.  Bunlar elastik lif ağı ve cilt yapısındaki farklı değişikliklere bağlanabilir. Kronik güneşe maruz kalma, elastik lif ağında önemli bozulmalar yapmakta. Solar elastoz olarak bilinen dermal-epidermal bağlantının altında elastinin birikmesine neden olarak cilt elastikiyetinin kaybına yol açar. Normalde kollajen açısından zengin olan dermis, gelişigüzel düzenlenmiş büyük elastik liflerin kümelenmesi ile bozulmakta. Ek olarak, dermisten epidermise dikey olarak uzanan, fibrillin içeren ancak elastin içermeyen yapılarda parçalanarak kaybolmakta. Tropoelastin UV ışığının etkisine karşı dayanıklı olmasına rağmen elastik liflerin mikrofibriler bileşenleri UV radyasyonunun neden olduğu hasara karşı hassastır. 

Estetik Uygulamalarda Elastin

Derideki destek dokunun, kolajen ve hyaluronik asit başta olmak üzere, iyileştirilmesine yönelik pek çok uygulamalar bulunmakta(enjeksiyonlar, lazer, radyofrekans, ultrasound...vb). Ancak elastin hasarını  giderme yada üretimini artırmaya dönük halen ideal bir yaklaşım bulunmamakta. Bunun nedeni elastogenez yani elastik liflerin üretimi sırasında tropoelastin monomerlerinin ve mikrofibriler proteinlerin çapraz bağlanmasını içeren karmaşık bir süreçte çok sayıda adımdan oluşması. Bu sürecin uyarılması ve düzenlenmesi çok daha zordur.  Günümüzde mevcut tedaviler, güneş koruyucu, antioksidanlar ve diğer topikal bileşenlerle ciltteki doğal elastinin korunmasını amaçlamaktadır. 

Elastin ağında görülen değişiklikleri(hem biyolojik hem de fotoyaşlanmaış bir deride) geri çevirebilecek tedavilerin geliştirilmesi amaçlanmış. Yaşlanma süzericinde yeni elastin üretiminin durduğunu biliyoruz. Yara iyileşmesi gibi bir süreç olmadıkça tropoelastin sentezinin açıkça tekrarlanmadığı göz önüne alındığında, deride tropoelastin veya elastin üretimini uygun bir şekilde sağlayabilecek tedavilerin geliştiirlmesi temel hedef olmalı. Elastik liflerin %90 dan fazlası elastin içerdiğinden, elastin çapraz bağlı tropoelastinden oluştuğundan, deride tropoelastinin yenilenmesi önemli bir hedeftir.  Özellikle ilgi çekici olan, dermal destek dokunun yeniden modellenmesi ve cilt elastik lif ağlarının onarımının sağlanması için dışarıdan verilebeilecek- ekzojen tropoelastinin bu sağlayabileceği potansiyelidir.

Elastinin Hastalıkların Kliniğindeki Rolü

Elastinde genetik olarak edinilen kusurlar, cilt elastikiyetinin kaybıyla ilişkili hastalıklara neden olabilir.

• Cutis laxa; tüm vücut dokularında elastin fiber ağda elastin metabolizması ve anormal elastik liflerle karakterize genetik olarak değişken bir hastalık. Klinik alt gurupları bulunmakta. Bunların bazıları kalıtsal iken (3 olası kalıtım modu aracılığıyla: otozomal dominant, otozomal resesif veya X'e bağlı resesif) ve diğerleri kazanılmış (edinilmiş kutis laxa). Bugüne kadar kutis laxa için spesifik bir tedavi mevcut değil. Dolayısıyla elastik lif ağlarındaki bozulmanın ve onarım yaklaşımlarının daha iyi anlaşılması, bu hastalığa sahip hastalara potansiyel olarak yardımcı olabilir.

• Diğer elastik doku hastalıkları; dejeneratif elastik doku hastalıkları dermiste elastik doku eksikliği ile seyreden bir grup heterojen hastalıktır. 

  • Nevüs Anelastikus
  • Papüler Elastoreksis
  • Perifolliküler Elastolizis
  • Anetoderma
  • Akkiz Kutis Laksa
  • Boyunun Beyaz Fibröz Papülozisi
  • Psödoksantoma Elastikum-Benzeri Papiller Dermal Elastolizis
  • Mid-Dermal Elastolizis

Yara İyileşmesi ve Elastin

Ciltte meydana gelen bir yaralanma sıkı bir şekilde düzenlenmiş bir tepkisel süreç başlatır.  Yetişkinlerde yara iyileşmesi 4 ana süreçten oluşmakta; hemostaz, inflamasyon, proliferasyon ve yeniden şekillenme. İlk 3 süreçte kanın pıhtılaşması, geçici hücre dışı matris (ECM) oluşumu, yaralı alana keratinosit ve fibroblast göçü, deri koruyucu bariyerin yeniden kurulması yaşanır. Bazı yapısal proteinler(örneğin kollajen tip I gibi) ve çeşitli büyüme faktörleri yara alanında artarken yara dokusunda temizliği ve dönüşümü sağlayacak proteolizine neden olacak bazı proteinlerde yapılmakta. Son süreç olan yeniden modellemede; fibroblastlar aktive edilir fibronektin, glikozaminoglikan ve tip I kollajen gibi yeniden destek doku matriksi sentezlenir. Başlangıçta hemastazı sağlatyan fibrinden zengin matriks sonra, hyaluronik asitten zengin matriks birikir ve hücre göçünü ve doku yeniden yapılanması sağlanır. Daha sonra, kondroitin sülfat açısından zengin vasküler granülasyon dokusu, dekorin gibi proteoglikanların bir karışımı, kollajen lifleri ve elastik liflerle birleşen versikan oluşmakta. Bu adımı geçici tip III kollajen açısından zengin matrisin birikmesi takip eder ve son olarak yeniden yapılanma fazı boyunca tip I kollajenin birikmesi takip eder. Elastik lifler ise küçük miktarlarda son hücre dışı matriks lifleridir.

Yarada anormal şekilde düzenlenmiş, genellikle büyük kollajen demetleri ile büyük miktarda kollajenin birikimi olduğunda yara skar dokusuyla iyileşmekte. Skarda yara iyileşmesi sırasında elastin üretimi daha zayıf ve yetersizdir. Bu skar dokusunda elastik lif ağının yeniden oluşmasını engeller, böylece orijinal dokuya kıyasla elastikiyet azalır. Elastin yara dokusunda yalnızca mekanik elastikiyet sağlamaz aynı zamanda yaranın kasılmasını kademeli olarak azaltan ve dermisin yenilenmesini iyileştiren hücrelere etki ederek yara iyileşmesine katkıda bulunur. 

Elastik lifleri oluşturan bileşenlerin bozulması ve düzensizliği, atrofik (deriden çökme yapamış), hipertrofik (kabarık) ve keloid (aşırı büyümüş) yara izlerinin gelişmesine katkıda bulunur. 

Deri Çatlakları ve Elastin

Deri çatlakları-strialar tipik olarak düzensiz kollajen ve elastin içeren atrofik yara izleri olarak tanımlanır. Topikal kortikosteroidlerin deride aşırı kullanımı elastik lif bütünlüğünü etkileyerek stria gelişimine neden olmakta. Çatlaklara dönük tedaviler arasında topikal asitler, retinoidler, lazerler, fraksiyone radyofrekans mikroiğneleri...vb. yer alır. Bu tedavi protokolleri deri çatlaklarının onarımı ve yenilenmesinde kolejen üzerinde etkili olur iken elastin üzerinde eksik kalmakta.Çatlak alanlarına dışarıdan tropoelastin uygulaması, bir substrat görevi görerek, elastik lif ağının yeniden gelişimini sğlayarak stria alba'yı tedavi edebileceği önerilmekte. 

Estetik Uygulamalarda Elastin

Derideki destek dokunun, kolajen ve hyaluronik asit başta olmak üzere, iyileştirilmesine yönelik pek çok uygulamalar bulunmakta(enjeksiyonlar, lazer, radyofrekans, ultrasound...vb). Ancak elastin hasarını  giderme yada üretimini artırmaya dönük halen ideal bir yaklaşım bulunmamakta. Bunun nedeni elastogenez yani elastik liflerin üretimi sırasında tropoelastin monomerlerinin ve mikrofibriler proteinlerin çapraz bağlanmasını içeren karmaşık bir süreçte çok sayıda adımdan oluşması. Bu sürecin uyarılması ve düzenlenmesi çok daha zordur.  Günümüzde mevcut tedaviler, güneş koruyucu, antioksidanlar ve diğer topikal bileşenlerle ciltteki doğal elastinin korunmasını amaçlamaktadır. 

Elastin ağında görülen değişiklikleri(hem biyolojik hem de fotoyaşlanmaış bir deride) geri çevirebilecek tedavilerin geliştirilmesi amaçlanmış. Yaşlanma süzericinde yeni elastin üretiminin durduğunu biliyoruz. Yara iyileşmesi gibi bir süreç olmadıkça tropoelastin sentezinin açıkça tekrarlanmadığı göz önüne alındığında, deride tropoelastin veya elastin üretimini uygun bir şekilde sağlayabilecek tedavilerin geliştiirlmesi temel hedef olmalı. Elastik liflerin %90 dan fazlası elastin içerdiğinden, elastin çapraz bağlı tropoelastinden oluştuğundan, deride tropoelastinin yenilenmesi önemli bir hedeftir.  Özellikle ilgi çekici olan, dermal destek dokunun yeniden modellenmesi ve cilt elastik lif ağlarının onarımının sağlanması için dışarıdan verilebeilecek- ekzojen tropoelastinin bu sağlayabileceği potansiyelidir.

Endojen elastini uyaran veya modüle eden mevcut tedavi yöntemleri, tipik olarak topikal cilt bakım ürünlerini içerir. Topikal yaklaşımlar, elastin çapraz bağlama enzimi lisil oksidazın işleyişi için kritik olan bakır ve çinko, foto yaşlanma semptomlarını azaltan A vitamini türevleri (örneğin tretinoin),  kollajen yanı sıra elastin matrikinlerin  modülasyonu gibi çok çeşitli mekanizmalar üzerinden etki göstermekte. Bununla birlikte, tropoelastin üretimi ve çapraz bağlanmasının karmaşıklığı göz önüne alındığında, topikal cilt bakım ürünlerinin derinin dermal katmanlarına yeteri kadar ulaşması veya elastin üretimini yeterince uyarabildiğine dair kanıtlarımız oldukça sınırlı. 

Elastini yenilemek için başarılı eksojen-dışsal tedavi yöntemleri yapısal olarak sağlam tropoelastin veya elastinin dermise verilmesidir. Bu deneysel çalışmalarda sonuçlar çok sınırlı.

Elastin üretimini artırmaya yönelik diğer bir potansiyel strateji; elastin gen ekspresyonunun uyarılmasıdır. Bununla birlikte, yetişkin dokularda tropoelastin ve elastin üretimi önemli ölçüde azaldığından, gen ekspresyonu ile büyük artışlar sağlansa bile bunun yeterli olmayacağı düşünülmekte.

Tropoelastinin elastinin ana bileşeni olduğu göz önüne alındığında elastik lif ağlarını onarmak için daha uygun bir yaklaşım, rekombinant insan tropoelastinin hazırlanarak tedavilerde kullanılması olabilir. Rekombinant insan tropoelastini, deride  fibroblastlar için bir substrat görevi görerek kollajen üretimini ve glikozaminoglikan birikimini teşvik edebilir, doku onarımına ve ciltte daha iyi hidrasyona katkıda bulunabilir.  Rekombinant insan tropoelastini, yara onarımı, yara izinin önlenmesi ve tedavisi, kozmetik-esetetik uygulamalar açısından erken umut vaat etmektedir.