Każda komórka twojego ciała potrzebuje tlenu, aby uzyskać energię. Co niewielu wie: komórki mają wbudowany czujnik, który nieustannie sprawdza, jak dobrze ta dostawa działa – i który w razie potrzeby przełącza całe programy genowe, aby utrzymać komórkę w ruchu. Ten czujnik nazywa się HIF, czynnikiem indukowalnym hipoksją. W 2019 roku otrzymał Nagrodę Nobla i obecnie uważany jest za jeden z podstawowych mechanizmów biologii komórkowej – z bezpośrednimi powiązaniami z starzeniem się komórek, regeneracją i, jak pokazują nowsze badania, także ze zdrowiem twoich mieszków włosowych.
Co to jest HIF (czynnik indukowalny hipoksją)?
Tlen nie jest wszędzie w ciele dostępny w równym stopniu. W gęsto unaczynionym mięśniu sercowym panują inne warunki niż głęboko w mieszku włosowym lub w mocno obciążonym mięśniu po treningu.Aby komórka mogła funkcjonować przy zmieniającym się poziomie tlenu, potrzebuje wewnętrznego mechanizmu, który rozpoznaje: Czy jest tu zbyt ciasno – a jeśli tak, co z tym zrobimy?
Dokładnie to zadanie pełni HIF, czynnik indukowany hipoksją. Sztuczka polega na tym, że gdy tlenu jest wystarczająco dużo, HIF jest w komórce stale produkowany, ale równie szybko jest również rozkładany – podobnie jak woda, która odpływa tak szybko, jak napływa. Gdy brakuje tlenu, ten rozkład zostaje zatrzymany: HIF gromadzi się i celowo aktywuje geny, które na przykład tworzą nowe naczynia krwionośne lub dostosowują metabolizm energetyczny. HIF jest obecny praktycznie w każdej komórce twojego ciała – od mięśnia sercowego, przez nerki, aż po cebulkę włosa.
W 2019 roku William Kaelin, Sir Peter Ratcliffe i Gregg Semenza otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny za odkrycie tego mechanizmu.Punktem wyjścia ich badań było bardzo konkretne pytanie: Jak organizm reguluje tworzenie czerwonych krwinek, gdy brakuje tlenu? Odpowiedź doprowadziła do odkrycia znacznie większej zasady – takiej, która dotyczy praktycznie każdej dziedziny medycyny, od adaptacji do dużej wysokości po gojenie ran. Ważne dla kontekstu: Nagroda Nobla honoruje odkrycie samego mechanizmu, a nie zastosowanie w określonych komórkach, przy wzroście włosów czy długowieczności w szczególności – te zastosowania pojawiły się dopiero w kolejnych latach.
Dlaczego HIF jest interesujący dla regeneracji komórek i długowieczności?
Wraz z wiekiem zmienia się również aktywność HIF: Badania pokazują, że aktywność szlaku sygnałowego maleje wraz z wiekiem – to jeden z powodów, dla których badacze badają go w kontekście starzenia się komórek i regeneracji.W badaniach nad długowiecznością HIF należy do grupy centralnych szlaków sygnalizacyjnych, które badają, jak komórki reagują na stres i jak się do niego dostosowują (więcej na ten temat w naszym artykule o czterech ścieżkach długowieczności).
Kluczowa jest dawka: Umiarkowane, czasowo ograniczone bodźce – takie jak krótkotrwały niedobór tlenu – mogą uczynić komórkę bardziej odporną, podczas gdy trwałe lub silne bodźce raczej szkodzą. To samo zasada znana jest z wielu innych reakcji adaptacyjnych organizmu.
Jak w przypadku większości szlaków sygnalizacyjnych komórkowych, również tutaj: Efekt w dużej mierze zależy od tkanki i okresu, w którym mechanizm jest aktywny. Wiele z badań podstawowych pochodzi również z modeli komórkowych lub zwierzęcych; jak silnie można to przenieść na ludzi, jest obecnie dalej badane.
Dokładnie dlatego warto zwrócić uwagę na tkankę, w której związek między HIF a regeneracją jest obecnie stosunkowo dobrze zbadany: mieszki włosowe.
HIF i wzrost włosów: Co pokazują badania nad mieszkiem włosowym?
Jednym z najbardziej konkretnych zastosowań badań nad HIF jest obecnie biologia mieszka włosowego. W przypadku dziedzicznego wypadania włosów (alopecja androgenowa) tzw. brodawka skórna – centrum sterujące mieszka włosowego – zmniejsza się w wyniku powtarzających się cykli wzrostu, co prowadzi do niedoboru mieszka z czasem. Badanie tkanki skóry głowy osób z tą formą wypadania włosów wykazało, że HIF-1α jest tam zmniejszone w ekspresji – a aktywacja HIF-1α w hodowli komórkowej może aktywować geny zaangażowane w tworzenie nowych mieszków włosowych (m.in. LEF1 i Versican).
Przed badaniami na ludziach uzyskano już obiecujące wyniki laboratoryjne: W badaniach hodowli komórkowej szlak sygnałowy HIF wykazał działanie porównywalne z ustalonymi środkami na porost włosów na komórki mieszka włosowego. Te odkrycia stanowią naukową podstawę dla podejść badawczych, na których oparta jest również rozwój technologii HSF.
Dokładnie na tym mechanizmie opiera się opatentowana technologia HSF, która jest stosowana w serum do przywracania włosów.
Badania nad technologią HSF w przypadku wypadania włosów
W podwójnie ślepej klinicznej próbie trwającej dziewięć miesięcy z udziałem 20 uczestników badano codzienne stosowanie technologii HSF Tomorrowlabs na skórze głowy (Thor et al., 2023). Zmierzony wynik:
- Grubość włosów: +7,2 %
- Gęstość włosów: +14,3 %
- Średnia redukcja wypadania włosów o 65,72 % u uczestników reagujących na leczenie po sześciu miesiącach
- Wzrost wzrostu włosów o maksymalnie 32,5 % (średnio 8,4 % wśród wszystkich uczestników, 10,8 % wśród 85 % osób reagujących) po dziewięciu miesiącach
Te wyniki pokazują, jak mechanizm HIF można wykorzystać w praktyce – od biologicznej zasady podstawowej po widoczne zastosowanie na skórze głowy.
HIF: Najważniejsze w skrócie
HIF to znacznie więcej niż szczegół biologii komórkowej: jest to mechanizm, dzięki któremu komórki w całym ciele reagują na zmiany dostępności tlenu – i odgrywa kluczową rolę w adaptacji do obciążeń, regeneracji oraz w wielu innych procesach biologicznych.Aktualne badania pokazują obiecujące powiązania, ale również jasno wskazują: HIF działa w zależności od kontekstu, w zależności od dawki i nie został jeszcze ostatecznie zbadany u ludzi. Właśnie dlatego HIF nie powinien być postrzegany jako cudowna cząsteczka, lecz jako fascynująca biologiczna ścieżka sygnałowa, której potencjał badania krok po kroku lepiej oceniają.
