Tłumaczenie oryginalnego artykułu: Shazli Razi, Vinay Bhardwaj, Samantha Ouellette, Samavia Khan, Chloe Azadegan, Thomas Boyd, Babar Rao, Demystifying the mechanism of action of professional facial peeling: In‐vivo visualization and quantification of changes in inflammation, melanin and collagen using Vivascope® and ConfoScan®, Dermatol Ther 2022 Oct 3;35(11):e15846.
Źródło: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9787425/
Streszczenie
Profesjonalny peeling chemiczny (peeling chemiczny) to popularny zabieg niechirurgiczny, powszechnie stosowany w leczeniu fotostarzenia, zaburzeń pigmentacyjnych, blizn, drobnych linii i zmarszczek. Celem naszego studium przypadku było wyjaśnienie mechanizmu działania profesjonalnych peelingów. W celu potwierdzenia słuszności koncepcji zastosowaliśmy komercyjny peeling mieszany zawierający kwas trichlorooctowy i kwas mlekowy. Peeling twarzy został wykonany przez lekarza u czterech pacjentów. Pacjenci byli monitorowani w klinice w celu wykonania zdjęć klinicznych oraz monitorowania zmian powierzchniowych i anatomicznych w zakresie stanu zapalnego, melaniny i kolagenu w regularnych odstępach czasu po peelingu (5 min, 48 godz. i 9. dzień). Do obrazowania zmian anatomicznych powierzchniowych i podpowierzchniowych użyto Dermoskopu i Vivascope®, a do ilościowego określenia wyżej wymienionych zmian anatomicznych użyto ConfoScan®. Na podstawie analizy Vivascope i ConfoScan, mogliśmy zaobserwować wyraźne wizualne dowody kliniczne kontrolowanego mechanizmu gojenia ran poprzez działanie peelingu: natychmiastowy, ale przemijający początek stanu zapalnego w ciągu 5 minut (co wskazuje na reakcję skóry na uraz), a następnie redystrybucję melaniny widoczną po 48 godzinach (co wskazuje na aktywację systemu obronnego skóry) oraz przebudowaną sieć włóknistego kolagenu bez komórek zapalnych w 9. dniu (reakcja gojenia). Według naszej wiedzy, jest to pierwsze badanie kliniczne, które rozwikłało tajemniczy mechanizm działania peelingów in vivo.
Słowa kluczowe: remodeling kolagenu, złuszczanie, redystrybucja melaniny, peeling, peeling profesjonalny, odbiciowa mikroskopia konfokalna, Vivascope
- WSTĘP
Według Narodowego Banku Danych Chirurgii Plastycznej Estetycznej (https://www.surgery.org/media/statistics), przez ostatnie pięć lat z rzędu (2015–2020) peeling chemiczny był jednym z najpopularniejszych zabiegów niechirurgicznych w Stanach Zjednoczonych. Sposób działania peelingów chemicznych polega na użyciu kwasów (chemicznych środków ablacyjnych) do złuszczania uszkodzonych lub martwych komórek z matowej powierzchni skóry, w procesie zwanym chemoeksfoliacją. Ten efekt złuszczający stymuluje wzrost naskórka, przebudowę kolagenu i bardziej równomierne rozłożenie melaniny. 1 Po peelingu chemicznym złuszczanie może się różnić w zależności od wielu czynników, takich jak składniki aktywne, stężenie i warstwy nałożonego peelingu chemicznego. Peelingi chemiczne powodują kontrolowane uszkodzenia chemiczne na określonej głębokości skóry (naskórka i/lub skóry właściwej) w celu poprawy tekstury, jędrności i wyrównania kolorytu skóry. 1, 2 Kontrolowane uszkodzenie, a następnie regeneracja skóry, przebudowa i proces gojenia ran mogą być odpowiedzialne za poprawę tekstury skóry, wyrównanie jej kolorytu i jędrności lub działanie przeciwstarzeniowe. 3
Powierzchniowe peelingi chemiczne (<30–35% kwasu trichlorooctowego, TCA) są często łączone z innymi substancjami złuszczającymi, takimi jak 10–70% hydroksykwasów (alfa i/lub beta) i zazwyczaj mogą penetrować do powierzchniowej warstwy brodawkowatej skóry właściwej. Głębokie peelingi chemiczne mogą penetrować do środkowej warstwy siateczkowatej skóry właściwej i często zawierają TCA lub fenol w wyższym stężeniu. 4 Kwas mlekowy (20%) i TCA (10%) to dwa główne składniki aktywne komercyjnego peelingu mieszanego, którego użyliśmy w naszych badaniach. Kwas mlekowy powoduje złuszczanie poprzez rozrywanie wiązań desmosomalnych między keratynocytami. 5 TCA ma działanie keratokoagulacyjne i dlatego jest uważany przez niektórych dermatologów za złoty standard w peelingach. Te dwa składniki aktywne działają synergistycznie, gdy są stosowane razem, a dzięki temu synergizmowi potrzebna jest niższa dawka kwasu octowego TCA. 4
Istnieją badania pokazujące wpływ peelingu chemicznego na melaninę, kolagen, elastynę, grubość naskórka i skóry właściwej. 4 Jednak w tych badaniach wykorzystano albo eksplantaty ludzkiej skóry do zabiegu peelingu chemicznego 4, albo klasyczną inwazyjną biopsję wycinkową i barwienie histologiczne w celu obserwacji zmian. 6, 7 Jedno z badań wykazało zastosowanie Vivascope’a do klinicznego uchwycenia redukcji melaniny po peelingu. 8 Nie było jednak pewne, czy redukcja melaniny była spowodowana peelingiem chemicznym, czy codziennym stosowaniem rozjaśniacza skóry po tygodniu peelingu. Obrazy Vivascope’a uzyskano tylko przed i po peelingu (bez kinetyki), co nie dostarczyło żadnych informacji na temat mechanizmu działania peelingu chemicznego. Ponadto, w poprzednim badaniu analizowano peeling z 3% retinolem, który ma inny mechanizm działania niż powszechnie stosowany peeling na bazie TCA. Opublikowano badanie kinetyki zmian po peelingu, jednak przeprowadzono je na modelu mysim. 9 Według naszej wiedzy, jest to pierwsze badanie kliniczne mające na celu zbadanie mechanizmu działania peelingu chemicznego z wykorzystaniem nieinwazyjnego obrazowania biopsji optycznej (Vivascope 1500) i analizy obrazu (ConfoScan) w celu monitorowania markerów lub wskaźników uszkodzenia i gojenia skóry.
- METODY
Postępowaliśmy zgodnie z wytycznymi producenta dotyczącymi peelingu i pielęgnacji po peelingu. Dokładnie oczyściliśmy twarz środkiem oczyszczającym, a następnie osuszyliśmy ją delikatnie. Następnie nałożyliśmy tonik za pomocą wacika i pozostawiliśmy skórę do wyschnięcia. Preparat Ultra Peel® firmy PCA SKIN® nałożono najpierw na grubsze partie twarzy (policzki, czoło, brodę, nos), a następnie na cieńsze partie (wokół ust) równomiernymi pociągnięciami. Uczestnicy otrzymali zestawy do pielęgnacji po zabiegu (krem z filtrem przeciwsłonecznym, środek oczyszczający, krem nawilżający i maść do zabiegów). W przeciwieństwie do innych badań klinicznych dotyczących peelingów7, 8, 10, przed peelingiem obowiązywał 14-dniowy okres wypłukiwania, a uczestnicy mogli używać wyłącznie dostarczonych produktów do pielęgnacji po peelingu, aby upewnić się, że zmiany są spowodowane peelingiem, a nie produktami do pielęgnacji przed lub po peelingu, które mogą zwiększyć skuteczność peelingu w walce z pigmentacją i kolagenem. Peeling twarzy wykonano u czterech uczestników (Wykres 1), a obrazy mikroskopii konfokalnej uzyskano po peelingu po 5 minutach, 48 godzinach i 9 dniu, przy użyciu zatwierdzonego przez FDA urządzenia do obrazowania skóry, Vivascope 1500. Uzyskując obrazy w regularnych odstępach czasu po peelingu, dążymy do wizualizacji kontrolowanych uszkodzeń chemicznych i procesów gojenia, aby lepiej zrozumieć mechanizm działania peelingu chemicznego. Uczestnicy otrzymali polecenie robienia zdjęć swojej twarzy przez 5–7 dni lub do momentu zakończenia peelingu/złuszczania. Oświadczenie komisji etycznej: Uczestnicy wyrazili pisemną, świadomą zgodę na publikację swojego przypadku (w tym publikację zdjęć). Protokół badania został sprawdzony i zatwierdzony przez komisję etyczną Advarra IRB.
Obrazy mikroskopii konfokalnej odbiciowej uzyskane za pomocą Vivascope 1500 analizowano za pomocą oprogramowania ConfoScan w wersji 1.0.12 firmy Orion technolab z Francji. Rysunek 1 ilustruje przebieg pracy związanej z akwizycją i analizą obrazu. Pakiet oprogramowania ConfoScan został zaprojektowany i zwalidowany wyłącznie dla obrazów konfokalnych Vivascope. Oprogramowanie to zostało użyte do przetworzenia obrazów konfokalnych Vivascope przy użyciu algorytmów zaprojektowanych do rozróżniania i ilościowego określania struktur czarno-białych na obrazach konfokalnych Vivascope na podstawie kształtu, rozmiaru i kontrastu tych struktur anatomicznych. Przetworzono co najmniej trzy kolejne obrazy (przekroje/stosy) w celu uzyskania ilościowych informacji na temat komórek zapalnych (naskórek), melaniny (połączenie skórno-naskórkowe) i kolagenu (skóra właściwa). Wykorzystując zarówno oryginalne, jak i przetworzone obrazy, dążymy do wizualnego uwypuklenia i ilościowego określenia zmian stanu zapalnego, melaniny i kolagenu.
- WYNIKI
3.1. Mikroskopia konfokalna
3.1.1. Stan zapalny
Komórki zapalne widoczne są jako małe, jasne, okrągłe lub gwiaździste struktury bez widocznych jąder w badaniu RCM. 11 U wszystkich czterech pacjentów stwierdzono wyraźne oznaki natychmiastowego, ale przemijającego stanu zapalnego po peelingu chemicznym (Rycina 2). U pacjentów nr 1 i 2 komórki zapalne były jednorodnie wyrażone i miały wyraźny, punktowy układ, ze szczytowym stanem zapalnym po 5 minutach, który powrócił do stanu wyjściowego po 48 godzinach (Rycina 2). Obaj pacjenci mieli podobny typ skóry (typ Fitzpatricka II i jednolity koloryt skóry) i zastosowano tylko jedną warstwę peelingu chemicznego. Natomiast u pacjentów nr 3 i 4 stan zapalny utrzymywał się do 48 godzin, a komórki zapalne miały układ przypominający gąbczastą tkankę (kolokalizacja komórek zapalnych i keratynocytów zawierających melaninę, odsączonych płynem). U osób 3 i 4 stwierdzono wyższą zawartość melaniny (ciemny typ skóry lub ciemne plamy na jasnej skórze) w porównaniu z osobami 1 i 2.
3.1.2. Połączenie skórno-naskórkowe i melanina
RCM to skuteczne narzędzie do obrazowania połączenia skórno-naskórkowego (DEJ) u osób o ciemniejszej karnacji (osoba 4) lub jaśniejszej karnacji, ale z widocznymi ciemnymi plamami (osoba 3). Pod dermatoskopem zaobserwowano wyraźną zmianę kolorytu skóry lub ciemne plamy (rycina 4), co wskazuje na poprawę kolorytu skóry przed peelingiem w porównaniu z dniem 9. Co ciekawe, zaobserwowano pogorszenie kolorytu skóry (dyspigmentację) przed peelingiem w porównaniu z 48 godzinami (rycina 4). Analizując odpowiadające sobie filmy z Vivastack® (1–3 osoby 4), zaobserwowaliśmy silną korelację między informacjami z dermatoskopu a Vivascope, co pozwoliło nam stwierdzić, że peeling chemiczny spowodował redystrybucję melaniny oraz poprawę kolorytu skóry lub ciemnych plam. Przed peelingiem większość melaniny jest zlokalizowana w pierścieniach podstawnych w DEJ i ma ograniczoną zawartość melaniny w warstwach ponadpodstawnych naskórka. Jednak w porównaniu do stanu sprzed peelingu, po 48 godzinach peelingu intensywność melaniny zmniejszyła się w warstwie podstawowej DEJ i wzrosła w warstwie ponadpodstawnej. Tę redystrybucję melaniny w odpowiedzi na peeling chemiczny można nazwać migracją melaniny lub liftingiem i można ją skorelować z działaniem obronnym skóry, mającym na celu ochronę komórek w naskórku powierzchniowym; czapeczka melaninowa wokół jąder keratynocytów jest wyraźnie widoczna na 48-godzinnym nagraniu wideo (2). Podobne ustalenia dotyczące redystrybucji melaniny w odpowiedzi na uraz zostały zgłoszone w innym badaniu. 12 Jednak badanie przeprowadzono przy użyciu klasycznego podejścia inwazyjnego (biopsja, a następnie barwienie histochemiczne w celu obrazowania melaniny), a usuwanie taśmy zostało wykorzystane jako model urazu w celu aktywacji systemu obronnego skóry.
3.1.3. Powierzchowna skóra właściwa
Powierzchniową warstwę brodawkowatą skóry właściwej można zaobserwować w RCM na średniej głębokości 110–150 μm. 6 Kolagen w warstwie brodawkowatej skóry właściwej analizowano po peelingu w celu śledzenia kolejnych zmian (ryc. 6). Fragmentacja sieci włóknistej kolagenu jest natychmiastowa (5 min), trwa 48 godzin, a następnie regeneruje się do sieci włóknistej 9. dnia (nawet lepiej niż przed peelingiem). Dziewiątego dnia po peelingu włókna kolagenowe wydają się dłuższe i lepiej zorganizowane, z bardziej równoległym ułożeniem. Ilościowa analiza wskaźnika fragmentacji kolagenu (CFI) u pacjenta 1 wykazała, że fragmentacja była najwyższa 48 godzin po peelingu (0,050). Wskaźnik CFI był najniższy 9. dnia po peelingu (0,032), co stanowiło wartość jeszcze niższą niż przed peelingiem (wykres 4). Podobny profil przebudowy kolagenu zaobserwowano u badanej osoby nr 4 (dane nieprzedstawione). Zgłaszano wzrost kolagenu i innych składników macierzy zewnątrzkomórkowej skóry, takich jak elastyna i glikozaminoglikany. 7, 9
3.1.4. Zmiany widoczne gołym okiem
U niektórych, ale nie u wszystkich badanych, widoczne były oznaki peelingu chemicznego, takie jak efekt szronu i złuszczania. Twarz badanych była bardziej promienna 9. dnia po peelingu w porównaniu z twarzą przed peelingiem. Poprawa kolorytu/pigmentacji skóry została również widocznie dostrzeżona zarówno przez pacjenta, jak i lekarza. U badanych zaobserwowano przejściowe zaczerwienienie (największe po 5 minutach), co potwierdza wyniki naszych badań stanu zapalnego za pomocą Vivascope. Chociaż u niektórych badanych zaobserwowano również zaczerwienienie w 9. dniu, nie stwierdzono obecności komórek zapalnych w 9. dniu pod Vivascope (wykres 2). Nie stwierdzono bezpośredniej korelacji między liczbą zastosowanych warstw peelingu a stopniem lub tendencją zmian anatomicznych. Ponadto nie stwierdzono bezpośredniej korelacji między stopniem szronu/złuszczania a skutecznością. Na przykład, u badanego nr 3 (ryc. 7) zaobserwowano najwyższy poziom szronu wśród wszystkich badanych (nałożono dwie warstwy peelingu). Poza zwiększeniem pigmentacji w trzech obszarach zmatowionych (co wskazuje na migrację/unoszenie się melaniny po 48 godzinach jako znak aktywacji układu obronnego skóry) nie można było stwierdzić żadnej innej korelacji.
- DYSKUSJA
Peeling chemiczny jest bardzo popularnym zabiegiem, jednak niewiele wiadomo na temat jego mechanizmu działania. W naszych badaniach przypadków wykorzystaliśmy zatwierdzone przez FDA nieinwazyjne urządzenie medyczne do diagnostyki (Vivascope 1500), aby wyjaśnić tajemniczy mechanizm peelingu chemicznego.
Udało nam się zwizualizować (Vivascope), a także określić ilościowo (ConfoScan) zmiany markerów lub wskaźników uszkodzenia i gojenia skóry. U wszystkich czterech osób zrekrutowanych do badania stwierdzono wyraźne oznaki natychmiastowego stanu zapalnego (w ciągu 5 minut od zastosowania peelingu chemicznego). Stan zapalny był przejściowy, bez znaczącej liczby komórek zapalnych w 9. dniu po peelingu. U osób z wysoką zawartością melaniny (osoba 4) lub ciemnymi plamami (osoba 3) zaobserwowano oznaki redystrybucji melaniny, która była wyraźnie widoczna po 48 godzinach u obu osób. Te ustalenia dotyczące redystrybucji melaniny 48 godzin po peelingu są zgodne z wynikami poprzednich badań, w których jako model urazu wykorzystano usuwanie taśmy. 12 Remodeling kolagenu zauważono u dwóch osób o jaśniejszym odcieniu skóry, wykazując bardziej włóknistą sieć długich włókien kolagenowych 9. dnia po peelingu w porównaniu z okresem przed peelingiem. Wzrost sieci włóknistej kolagenu po peelingu chemicznym potwierdza wyniki poprzednich badań, w których analizowano biopsje dziurkacza po peelingu chemicznym. 7 , 9 Na podstawie głębokości uszkodzenia spowodowanego peelingiem chemicznym, redystrybucji melaniny w DEJ i remodelingu kolagenu w skórze brodawkowatej 1 oraz naszych wcześniejszych ustaleń dotyczących synergistycznego działania dwóch środków złuszczających w peelingu (TCA i kwasu mlekowego) 4 możemy wnioskować, że profesjonalny peeling stosowany w tym badaniu działał jak peeling o średniej głębokości, ale przy niższym stężeniu kwasów (10% TCA i 20% kwasu mlekowego). Podobne wyniki przedstawiono w innym badaniu, w którym stwierdzono, że peeling 15% TCA zmieszany z kwasem hydroksylowym (peeling łączony) zapewnia lepszą skuteczność i tolerancję niż klasyczny peeling o średniej głębokości, wykorzystujący pojedynczy składnik TCA w stężeniu 35%. 13 Wspomniane zmiany strukturalne (kolagen, melanina) i funkcjonalne (stan zapalny) w skórze są cechami charakterystycznymi skuteczności peelingów chemicznych w poprawie kolorytu skóry (przebarwienia) i jędrności, którym towarzyszy przejściowe zaczerwienienie.
Złuszczanie i kwaśne pH w celu uzyskania efektu złuszczania (usuwania martwych i wolno rosnących komórek, aby przyspieszyć odnowę zdrowych komórek) są cechą charakterystyczną peelingów chemicznych. Jednak, na podstawie naszych obserwacji, sugerujemy, aby pacjenci i lekarze rozważyli zastosowanie progresywnego, łagodnego peelingu powierzchniowego zamiast agresywnego podejścia z użyciem silnie stężonych kwasów, jeśli wskazaniem do stosowania jest korekcja uszkodzeń fotostatycznych lub innych schorzeń skóry wymagających korekcji przebarwień lub zmarszczek. Starannie dobrany, powierzchniowy i progresywny peeling może zapewnić taką samą, a nawet lepszą skuteczność, a jednocześnie znacznie krótszy czas rekonwalescencji niż w przypadku silnego, agresywnego monopeelingu. Chociaż peeling jest zazwyczaj uzupełniany produktami pielęgnacyjnymi lub konserwującymi, takimi jak rozjaśniacze skóry8 i polihydroksykwasy, sam peeling10 ma zdolność redukcji przebarwień i oznak starzenia.
- WNIOSKI
Dzięki nieinwazyjnej biopsji optycznej z użyciem Vivascope i przetwarzaniu obrazu za pomocą ConfoScan, byliśmy w stanie wyraźnie zwizualizować i określić ilościowo zmiany strukturalne i funkcjonalne markerów działania peelingu chemicznego na skórę, co pozwoliło nam stwierdzić, że peeling chemiczny: (1) wywołał tymczasowe uszkodzenie chemiczne (stan zapalny), które aktywuje system obronny skóry (redystrybucję melaniny) w celu zainicjowania gojenia (remodelingu kolagenu), (2) jest wykonywany jak klasyczny peeling o średniej głębokości.
ŹRÓDŁA
- 1. Soleymani T, Lanoue J, Rahman Z. A practical approach to chemical peels: a review of fundamentals and step‐by‐step algorithmic protocol for treatment. J Clin Aesthet Dermatol. 2018;11(8):21‐28. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
- 2. O’Connor AA, Lowe PM, Shumack S, Lim AC. Chemical peels: a review of current practice. Australas J Dermatol. 2018;59:171‐181. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- 3. Briden ME. Alpha‐hydroxyacid chemical peeling agents: case studies and rationale for safe and effective use. Cutis. 2004;73(2 Suppl):18‐24. [PubMed] [Google Scholar]
- 4. Bhardwaj V, Sharma K, Maksimovic S, Fan A, Adams‐Woodford A, Mao J. Professional‐grade TCA‐lactic acid chemical peel: elucidating mode of action to treat photoaging and hyperpigmentation. Front Med. 2021;8:1‐9. doi: 10.3389/fmed.2021.617068 [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
- 5. Tang SC, Yang JH. Dual effects of alpha‐hydroxy acids on the skin. Molecules. 2018;23(4):863. doi: 10.3390/molecules23040863 [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
- 6. Yamamoto Y, Uede K, Yonei N, Kishioka A, Ohtani T, Furukawa F. Effects of alpha‐hydroxy acids on the human skin of Japanese subjects: the rationale for chemical peeling. J Dermatol. 2006;33(1):16‐22. doi: 10.1111/j.1346-8138.2006.00003.x [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- 7. Khater MH. A comparative study of glycolic acid versus mixture of Trichloroacetic acid and glycolic acid peeling for treatment of three benign epidermal lesions. J Clin Exp Dermatol Res. 2014;5:1‐7. [Google Scholar]
- 8. Goberdhan LT, Mehta RC, Aguilar C, Makino ET, Colvan L. Assessment of a superficial chemical peel combined with a multimodal, hydroquinone‐free skin brightener using in vivo reflectance confocal microscopy. J Drugs Dermatol. 2013;12(3):S38‐S41. [PubMed] [Google Scholar]
- 9. Butler PE, Gonzalez S, Randolph MA, Kim J, Kollias N, Yaremchuk MJ. Quantitative and qualitative effects of chemical peeling on photo‐aged skin: an experimental study. Plast Reconstr Surg. 2001;107(1):222‐228. doi: 10.1097/00006534-200101000-00036 [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- 10. Sadick N, Edison BL, John G, Bohnert KL, Green B. An advanced, physician‐strength retinol Peel improves signs of aging and acne across a range of skin types including Melasma and skin of color. J Drugs Dermatol. 2019;18(9):918‐923. [PubMed] [Google Scholar]
- 11. Salvador G. Reflectance Confocal Microscopy of Cutaneous Tumors. CRC Press, Taylor & Francis Group; 2017. [Google Scholar]
- 12. Joly‐Tonetti N, Wibawa J, Bell M, Tobin D. An explanation for the mysterious distribution of melanin in human skin ‐ a rare example of asymmetric (melanin) organelle distribution during mitosis of basal layer progenitor keratinocytes. Br J Dermatol. 2018;179:1115‐1126. doi: 10.1111/bjd.16926 [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- 13. Kubiak M, Mucha P, Rotsztejn H. Comparative study of 15% trichloroacetic acid peel combined with 70% glycolic acid peel for the treatment of photodamaged facial skin in aging women. J Cosmet Dermatol. 2020;19(1):137‐146. doi: 10.1111/jocd.13171 [DOI] [PubMed] [Google Scholar]