INHOUDSOPGAVE
Wat zijn fibroblasten?
Fibroblasten zijn de kenmerkende cellen van het bindweefsel.
Bindweefsels dienen vooral voor opvulling, ondersteuning, elasticiteit en bescherming. Voorbeelden zijn pezen, ligamenten, de huid, het kraakbeen, vetweefsel en botten.
In het bindweefsel maken fibroblasten de bestanddelen van de extracellulaire matrix aan, met name:
- de fibrillaire component, bestaande uit collageenvezels, reticulaire vezels en elastische vezels;
- de grondsubstantie, bestaande uit proteoglycanen en glycoproteïnen.
De fibrillaire component geeft bindweefsels steun, stevigheid, elasticiteit en mechanische samenhang.
De grondsubstantie zorgt voor mechanische ondersteuning, weerstand tegen druk en filtering. Het is een gelachtige stof die de ruimtes tussen de fibrillen en fibroblasten opvult.
Fibroblasten zijn de talrijkste cellen van het bindweefsel. Zij scheiden de bestanddelen af die de structurele integriteit van deze weefsels in stand houden en verwerken deze.
Huidfibroblasten
De dermis is de diepste huidlaag en geeft de huid structuur, stevigheid, voeding en flexibiliteit.
Het belangrijkste celtype dat in de dermis aanwezig is, bestaat uit de dermale fibroblasten.
Deze cellen zijn afkomstig uit het mesoderm en hebben een langgerekte, spoelvormige vorm met langwerpige ovale celkernen.
In de dermis bevinden zich drie subpopulaties fibroblasten: één in de papillaire, oppervlakkige dermis, één in de reticulaire, diepe dermis en één rond de haarzakjes.
Functies
Ook in de huid produceren fibroblasten de bestanddelen van de extracellulaire matrix (ECM).
De extracellulaire matrix is een soort netwerk dat de cellen met elkaar verbindt, steun biedt en onderlinge wisselwerking mogelijk maakt.
De extracellulaire matrix bestaat uit:
- vezelige eiwitten: collageen, elastine en fibronectine;
- grondsubstantie, oftewel amorfe substantie: deze ziet er gelachtig uit en bevat macromoleculen die proteoglycanen worden genoemd en zich verbinden met lange ketens hyaluronzuur.
Naast deze hoofdfunctie dragen dermale fibroblasten bij aan het op gang brengen en de groeicyclus van haarzakjes en spelen zij een belangrijke rol bij wondherstel.
Wondgenezing
Dermale fibroblasten zijn voortdurend actief om de bestanddelen van de dermis te vernieuwen.
Ze worden echter massaal geactiveerd wanneer de huidstructuur beschadigd raakt.
In dergelijke omstandigheden vermenigvuldigen fibroblasten zich en migreren zij naar de wond. Daar dragen ze bij aan de productie van extracellulaire matrix, de regulering van de ontsteking en het herstel van het weefsel.
Daarnaast wordt een gespecialiseerde subpopulatie van gedifferentieerde fibroblasten geactiveerd, de myofibroblasten, die eiwitten produceren waarmee de wond wordt samengetrokken.
Naarmate de wondgenezing vordert, worden de myofibroblasten vervangen door fibroblasten die een matrix van littekenweefsel afzetten die rijk is aan fibrotisch collageen.
Veroudering van fibroblasten
Fibroblasten spelen een centrale rol bij huidveroudering.
Veranderingen in hun structuur en functie hebben namelijk rechtstreeks invloed op de kwaliteit en het uiterlijk van de huid.
Zoals in de onderstaande afbeelding te zien is, hechten fibroblasten zich in een jonge huid aan het collageen dat zij zelf produceren en nemen ze een langgerekte spoelvorm aan.
Wanneer fibroblasten beschadigd raken en verouderen, neemt de celproliferatie af en worden minder belangrijke dermale bestanddelen aangemaakt. Daardoor verminderen de elasticiteit en stevigheid van de huid.
Bovendien zorgen een tekort aan en een verstoorde ordening van collageenvezels ervoor dat fibroblasten minder kunnen uitrekken. Hierdoor kunnen ze hun normale langgerekte spoelvorm niet behouden en valt een belangrijke prikkel voor hun biosynthetische activiteit weg.
Dit alles leidt tot verdere huidveroudering, waardoor de elasticiteit en weerstand van de huid afnemen en rimpels en huidverslapping verergeren.
Fibroblasten stimuleren
Algemeen
Gezien hun biologische rol kan het stimuleren van dermale fibroblasten enerzijds helpen om de genezing van wonden en brandwonden te versnellen en anderzijds de huidstructuur te verbeteren door de stevigheid en hydratatie te verhogen en rimpels te verminderen.
Met het ouder worden neemt de biologische activiteit van fibroblasten geleidelijk af. Daardoor worden de vezels van de extracellulaire matrix minder dicht en zwakker, waardoor de dermis dunner wordt en elasticiteit verliest.
Het verlies van collageen in het lichaam begint op een leeftijd van 18-29 jaar. Na de leeftijd van 40 jaar kan het menselijk lichaam ongeveer 1% collageen per jaar verliezen en rond de leeftijd van 80 jaar kan de collageensynthese 75% lager zijn dan bij jonge volwassenen 1, 2.
Cosmetica
Om de activiteit en proliferatie van fibroblasten te kunnen stimuleren, moet een cosmetisch werkzaam bestanddeel eerst door de epidermis dringen en de dermis bereiken.
Dit is zeer moeilijk te verwezenlijken, omdat de huid bedoeld is als barrière tegen het binnendringen van lichaamsvreemde stoffen.
Hoewel veel cosmetische werkzame stoffen in vitro, dus in het laboratorium, de functie van fibroblasten blijken te stimuleren, is hun effect in vivo, dus op de menselijke huid, daarom vaak zeer gering of zelfs nihil.
Scrubs en exfolianten
Exfoliatie van de bovenste lagen van de epidermis, een oppervlakkige peeling, leidt tot een toename van de fibroblastactiviteit en van de productie van collageen, hyaluronzuur en elastine 3.
Exfoliatie kan mechanisch worden uitgevoerd door schurende stoffen, zoals zout of gemalen pitten, over de huid te wrijven, of chemisch met bijvoorbeeld alfahydroxyzuren, bèta-hydroxyzuren en polyhydroxyzuren.
Lees voor meer informatie onze artikelen over exfolianten, chemische peelings en scrubs »
Retinoïden
Retinoïden zijn afgeleiden van vitamine A.
Sommige, zoals retinol, mogen in cosmetica worden gebruikt; andere, zoals retinoïnezuur, zijn geclassificeerd als receptplichtige geneesmiddelen.
Op de huid aangebracht stimuleren retinol en zijn derivaten de celactiviteit van keratinocyten, fibroblasten, melanocyten en Langerhanscellen 5.
Zo kunnen ze bijdragen aan een hogere collageensynthese, die de huid stevigheid geeft, en aan de productie van glycosaminoglycanen, zoals hyaluronzuur, die water binden en zo de hydratatie en dikte van de epidermis vergroten 5a.
Van retinol is bijvoorbeeld klinisch aangetoond dat het het uiterlijk verbetert van rimpels die door zonneschade of normale veroudering zijn ontstaan 6, 7, 8.
Bioactieve peptiden
Peptiden zijn korte reeksen aminozuren die klein genoeg zijn om de epidermis ten minste gedeeltelijk te passeren.
Sommige van deze peptiden kunnen daardoor de dermis bereiken, zich aan specifieke receptoren op fibroblasten binden en hun activiteit stimuleren.
Pal-KTTKS, met de handelsnaam Matrixyl en ook bekend als palmitoylpentapeptide-4, is bijvoorbeeld een fragment van dermaal collageen dat de productie van nieuw collageen kan stimuleren, wat nuttig is voor wondgenezing 9.
Ook GHK-Cu is een fragment van dermaal collageen dat een complex vormt met koper. In in-vitrosystemen stimuleert het wondgenezing door de productie te verhogen van specifieke bestanddelen van de dermale matrix, zoals collageen, elastine en MMP’s 10.
Oestrogenen en fyto-oestrogenen
Oestrogenen hebben een aanzienlijke invloed op de huidfysiologie en reguleren de activiteit van epidermale keratinocyten, dermale fibroblasten en melanocyten.
De daling van het oestrogeengehalte tijdens de menopauze vermindert de collageensynthese door fibroblasten. Daardoor verliest de huid stevigheid en dikte en ontstaan droogheid, jeuk, rimpels en een kwetsbare huid.
Onderzoek wijst uit dat tot 30% van het huidcollageen in de eerste 5 jaar na de menopauze verloren gaat 11; daarna neemt het jaarlijks met 2% af 12.
Orale toediening (zie hormoonvervangingstherapie) of plaatselijke toepassing van oestrogenen lijkt de activiteit van fibroblasten doeltreffend te verhogen en verbetert daardoor de huidstructuur, waaronder hydratatie, stevigheid en elasticiteit 13, 14, 15, 16, 17, 18.
Vergelijkbare voordelen zouden ook kunnen worden verkregen door plaatselijke toepassing of orale inname van fyto-oestrogenen, zoals isoflavonen uit soja 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25.
De biologische werking van isoflavonen is echter aanzienlijk zwakker dan die van synthetische oestrogenen. De voordelen zijn daarom kleiner dan bij plaatselijke of orale hormoontherapie 24.
Fracties van plantaardige oliën
De onverzeepbare fractie van bepaalde plantaardige oliën, zoals die van avocado, soja, kokos en olijf, zou fibroblasten kunnen stimuleren en collagenasen kunnen remmen, enzymen die het collageen in de huid afbreken 26, 27, 28.
Dit effect is in vitro bijvoorbeeld waargenomen bij de polyfenolen in extra vierge olijfolie, zoals tyrosol en oleocanthal 28a.
Plantenextracten
Uit voorlopig onderzoek blijkt dat bepaalde plantenextracten, zoals die van Boswellia en Centella asiatica, fibroblasten kunnen stimuleren en het uiterlijk van de huid kunnen verbeteren 29, 30, 31.
Een crème met 2% Boswellia-extract, tweemaal daags aangebracht gedurende 5 weken, verminderde bijvoorbeeld roodheid en huidirritatie door radiotherapie aanzienlijk. Ook nam de noodzaak om een corticosteroïdencrème te gebruiken met 60% af 32.
In celonderzoek remde echinacea de afbraak van collageen door vrije radicalen. Na plaatselijke toepassing bij ratten bevorderde het ook de wondgenezing 33, 34.
Antioxidanten
Over het algemeen lijken antioxidanten fibroblasten niet zozeer te activeren, maar vooral deze cellen en de producten van hun celactiviteit te beschermen.
Ze kunnen met name schade beperken aan collageen- en elastinevezels en aan de fibroblasten zelf, veroorzaakt door uv-straling, ontsteking en glycatieprocessen 1.
Bepaalde antioxidanten, zoals hydroxytyrosol uit olijfbladeren, resveratrol, andere polyfenolen en co-enzym Q10, blijken bovendien de activiteit van fibroblasten mogelijk te stimuleren 34a, 34b, 34c, 34d.
Tot de meest onderzochte antioxidanten die mogelijk gunstig zijn voor een mooie huid behoren bepaalde carotenoïden, zoals astaxanthine, lycopeen en bètacaroteen, de vitaminen C en E, polyfenolrijke extracten, bijvoorbeeld van cacao, granaatappel, groene thee, bosbessen, kurkuma, olijf, açaí, druivenpitten en zeeden, of afzonderlijke polyfenolen, zoals quercetine, anthocyanen, catechinen en resveratrol.
Voedingssupplementen
Collageensupplementen
Na inname wordt collageen verteerd tot aminozuren en kleine peptiden. Deze worden vervolgens opgenomen en door het lichaam gebruikt om collageen of andere eiwitten op te bouwen 35.
Het gebruik van supplementen met gehydrolyseerd collageen blijkt de collageenproductie te stimuleren en specifieke voordelen te bieden voor de huid en de gewrichten 36.
In de dermis hebben de verteringsproducten van collageen een dubbele werking 37, 38, 39:
- vrije aminozuren leveren de bouwstenen voor de synthese van collageenvezels en elastine;
- bioactieve collageenpeptiden werken als liganden, activeren receptoren op het membraan van fibroblasten en stimuleren zo de productie van collageen, elastine en hyaluronzuur.
Verscheidene klinische onderzoeken tonen aan dat collageensupplementen kunnen helpen om de veroudering van de huid te vertragen, rimpels en een droge huid te verminderen en de elasticiteit te verbeteren 40, 41, 42, 43.
Lees voor meer informatie ons artikel: Marien collageen | Eigenschappen, voordelen en effecten op de huid »
Voeding
Voorlopige gegevens wijzen erop dat calorierestrictie mogelijk gunstig is voor het verhogen van de hoeveelheid collageen, elastische vezels en fibroblasten in de huid 1.
Ook bekende nabootsers van calorierestrictie, waaronder resveratrol, metformine en rapamycine, lijken huidveroudering op een vergelijkbare manier als calorierestrictie tegen te gaan 2.
Het is daarom belangrijk om overmatig eten te vermijden, de totale calorie-inname te matigen en eventueel af en toe korte perioden te vasten, zie intermitterend vasten.
Tegelijkertijd is een voldoende inname van voedingsmiddelen die rijk zijn aan antioxidanten zeer belangrijk om de activiteit van fibroblasten te behouden en te stimuleren.
Omdat huidfibroblasten voor een goede collageensynthese en voor de regulering van de collageen-elastinebalans in de dermis volledig afhankelijk zijn van vitamine C, is het eveneens raadzaam om optimale hoeveelheden vitamine C binnen te krijgen.
Esthetisch-medische behandelingen
Verscheidene medisch-esthetische behandelingen, zoals microdermabrasie, radiofrequentie, microneedling, ultrageluid, fotobiomodulatie en resurfacing met een laser, helpen de synthese van collageen en elastine te stimuleren.
Paradoxaal genoeg berust de werking van deze behandelingen op het veroorzaken van schade in de diepere huidlagen.
Deze schade activeert fibroblasten om het letsel te herstellen, waardoor de synthese toeneemt van moleculen die belangrijk zijn voor het uiterlijk en de structuur van de huid.
Bij microneedling worden bijvoorbeeld talrijke microwondjes gemaakt die de afgifte van verschillende groeifactoren stimuleren. Deze bevorderen de synthese en afzetting van collageen en elastine in de dermis 44.
Laser- en ultrageluidbehandelingen veroorzaken daarentegen thermische schade door warmte in de dermis. Deze schade veroorzaakt een vrijwel onmiddellijke samentrekking van het collageen, waardoor de huid steviger wordt 45, 46
In de daaropvolgende weken stimuleert de biologische schade in de dermis bovendien de productie en vernieuwing van collageen, waardoor de huidtextuur verbetert en verslapping afneemt.
Biostimulatie
Biostimulatie is gebaseerd op micro-injecties in de huid met werkzame stoffen die de werking van fibroblasten bevorderen en stimuleren, met als doel een esthetische en functionele verbetering van de huid.
Deze biorevitaliserende preparaten kunnen vitaminen (A, C, E, nicotinamide), hyaluronzuur met een laag molecuulgewicht, aminozuren, mineralen, antioxidatieve enzymen en biomimetische peptiden bevatten.
De mogelijke mengsels die artsen gebruiken zijn zeer uiteenlopend. Daarom is het moeilijk om een algemene uitspraak te doen over de werkzaamheid van biostimulatie.
Bovendien leveren de gepubliceerde onderzoeken tegenstrijdige resultaten op, aangezien in veel gevallen geen significante esthetische of functionele voordelen zijn waargenomen 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53.
