ผิวย้วยหลังลดน้ำหนัก: ปัจจัยใดส่งผลต่อการหดกลับของผิวหนัง?

Structural Changes in Skin Architecture Following Weight Loss

ความสมบูรณ์และความยืดหยุ่นของผิวหนังขึ้นอยู่กับการจัดเรียงตัวที่ซับซ้อนของโครงข่ายนอกเซลล์ (extracellular matrix หรือ ECM) ภายในชั้นหนังแท้ คอลลาเจนชนิดที่ 1 (Type I collagen) คิดเป็นประมาณ 80% ถึง 90% ของคอลลาเจนทั้งหมดในผิวหนัง โดยอยู่ในรูปเฮเทอโรไตรเมอร์ของสาย α1(I) สองสายและสาย α2(I) หนึ่งสาย ซึ่งทำหน้าที่ให้ความต้านทานแรงดึง ในขณะที่คอลลาเจนชนิดที่ 3 (Type III collagen) คิดเป็นประมาณ 15% ในรูปโฮโมไตรเมอร์ของสาย α1 สามสาย ซึ่งช่วยให้เนื้อเยื่อสามารถขยายตัวได้ [26] นับตั้งแต่วัยผู้ใหญ่ตอนต้น การสังเคราะห์คอลลาเจนพื้นฐานจะลดลงประมาณ 1.0% ถึง 1.5% ต่อปี เนื่องจากการทำงานของเซลล์ไฟโบรบลาสต์ในชั้นหนังแท้ลดลง [26]

การลดน้ำหนักปริมาณมหาศาล (Massive weight loss หรือ MWL) ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างชั้นหนังแท้อย่างลึกซึ้งและถาวร การตรวจทางจุลพยาธิวิทยาแสดงให้เห็นว่า ผิวหนังของผู้ป่วยหลังการลดน้ำหนักปริมาณมหาศาลมีความต้านทานแรงดึงสูงสุด (ultimate tensile strength) เพียง 13.31 MPa เมื่อเทียบกับประมาณ 23.93 MPa ในผิวหนังของผู้ที่มีน้ำหนักตัวปกติ และ 24.98 MPa ในผิวหนังของผู้ที่มีภาวะอ้วนรุนแรง [1] ความบกพร่องเชิงการทำงานนี้สอดคล้องกับการเสียโครงสร้างในการจัดเรียงตัวของคอลลาเจน: ผิวหนังหลัง MWL แสดงความหนาแน่นของคอลลาเจนในชั้นหนังแท้ส่วนบน (papillary dermis) อยู่ที่ 56.22% ± 6.74% (ความหนา: 1.19 ± 0.38 μm) และความหนาแน่นของคอลลาเจนในชั้นหนังแท้ส่วนลึก (reticular dermis) อยู่ที่ 59.94% ± 2.42% (ความหนา: 5.16 ± 1.66 μm) ร่วมกับพบเส้นใยอีลาสตินที่แตกหักและสูญเสียการทำงาน [1]

ระยะเวลาที่มีการขยายตัวเชิงกลยืดเยื้อก่อนการลดน้ำหนักมีบทบาทชี้ขาดต่อการเสื่อมสลายของอีลาสตินอย่างถาวร การตัดชิ้นเนื้อผิวหนังหน้าท้องตรวจพบว่า บุคคลที่มีภาวะอ้วนมานานกว่า 10 ปีมีเส้นใยอีลาสตินที่ทำงานได้น้อยกว่าบุคคลที่มีภาวะอ้วนน้อยกว่า 5 ปีถึง 50% หลังปรับตัวแปรด้านอายุแล้ว [17] การเปรียบเทียบทางจุลพยาธิวิทยาระหว่างกลุ่มที่ลดน้ำหนักปริมาณมหาศาลด้วยการผ่าตัด (SMWL) และกลุ่มที่ไม่ได้รับการผ่าตัด (NSMWL) แสดงให้เห็นว่า ปริมาณเส้นใยอีลาสตินในชั้นหนังแท้บริเวณหน้าท้องสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญในผู้ป่วยกลุ่มที่ไม่ได้รับการผ่าตัด (p = 0.029) แม้ว่าปริมาณคอลลาเจนทั้งหมดจะลดลงเท่ากันและความหนาของชั้นหนังกำพร้าจะเท่ากันระหว่างทั้งสองกลุ่มก็ตาม [19]

Weight Loss Velocity and Magnitude

อัตราความเร็วและขนาดโดยรวมของการลดมวลน้ำหนักส่งผลโดยตรงต่อขอบเขตของเนื้อเยื่อส่วนเกินที่หลงเหลืออยู่ การลดน้ำหนัก 20 ปอนด์หรือน้อยกว่ามักมีความเสี่ยงต่ำต่อการเกิดความหย่อนคล้อยหลังการลดน้ำหนัก ในขณะที่การลดน้ำหนักมากกว่า 50 ปอนด์จะเพิ่มอุบัติการณ์ของการหย่อนคล้อยอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากความเค้นต่อโครงสร้างเส้นใย [14] เมื่อการลดน้ำหนักเกิน 100 ปอนด์ ผู้ป่วยมีอายุเกิน 40 ปี และอัตราการลดน้ำหนักเร็วกว่า 2 ปอนด์ต่อสัปดาห์ อัตราการคาดการณ์ว่าจะเกิดผิวหนังส่วนเกินที่สังเกตเห็นได้ชัดเจนจะพุ่งสูงถึง 91% [3]

อัตราความเร็วในการลดน้ำหนักทำหน้าที่เป็นปัจจัยกดดันทางชีวกลศาสตร์อิสระต่อการหดกลับของเนื้อเยื่อ:

• การลดน้ำหนักอย่างรวดเร็ว (≥3 ปอนด์ต่อสัปดาห์) ส่งผลให้อัตราการเกิดผิวหนังส่วนเกินสูงกว่าการลดน้ำหนักแบบค่อยเป็นค่อยไปที่ 1.5 ปอนด์ต่อสัปดาห์ถึง 3.2 เท่า [3]
• ข้อมูลจากการทดลองแบบควบคุมแสดงให้เห็นว่า การลดน้ำหนักที่อัตรา >2 ปอนด์ต่อสัปดาห์นำไปสู่ความหย่อนคล้อยของผิวหนังที่หลงเหลืออยู่มากกว่า 40% ที่ระยะเวลา 18 เดือนหลังการลดน้ำหนัก เมื่อเทียบกับการลดน้ำหนักที่ 1 ถึง 1.5 ปอนด์ต่อสัปดาห์ในมวลน้ำหนักรวมที่ลดลงเท่ากัน [17]
• ในกลุ่มผู้ป่วยที่ใช้ยาตัวรับ GLP-1 (GLP-1 receptor agonists) การยุบตัวของปริมาตรเนื้อเยื่ออย่างรวดเร็วส่งผลให้มีผู้ป่วย 23% ถึง 31% รายงานว่ามีผิวหนังหย่อนคล้อยที่สังเกตเห็นได้ชัดเจน [3]

การวิเคราะห์เปรียบเทียบระยะเวลาหลายปีแสดงให้เห็นว่า การผ่าตัดรักษาโรคอ้วนและเมแทบอลิซึม (metabolic bariatric surgery) ทำให้เกิดการลดน้ำหนักเฉลี่ย 58 ปอนด์ (ลดลง 24% ของน้ำหนักตัวทั้งหมด) ที่เวลาสองปี เมื่อเทียบกับ 12 ปอนด์ (ลดลง 4.7% ของน้ำหนักตัวทั้งหมด) สำหรับการรักษาด้วยยากลุ่ม GLP-1 ที่สั่งจ่ายเป็นเวลา ≥6 เดือน [8] ที่ระยะ 24 เดือน การผ่าตัดรักษาโรคอ้วนลดมวลไขมันสัมพัทธ์ที่ปรับแล้วได้ 49.7% และลดมวลไร้ไขมัน 11.7% (อัตราส่วนมวลไร้ไขมันต่อมวลไขมันเท่ากับ 2.0) เมื่อเทียบกับการลดมวลไขมัน 18.0% และลดมวลไร้ไขมัน 3.3% สำหรับการรักษาด้วยยากลุ่ม GLP-1 (อัตราส่วน 1.5) [7] แม้จะมีอัตราส่วนมวลกล้ามเนื้อและเนื้อเยื่อไร้ไขมันที่ดีเช่นนี้ แต่ความเร็วและปริมาณการลดลงของเนื้อเยื่ออย่างมหาศาลในผู้ป่วยผ่าตัดรักษาโรคอ้วนก็มักจะเกินขีดจำกัดทางชีวภาพในการหดตัวกลับของผิวหนัง ส่งผลให้ความพึงพอใจของผู้ป่วยต่อการหดกลับของผิวหนังตามธรรมชาติอยู่ระหว่าง 18% ถึง 31% ในกลุ่มประชากรผ่าตัดกลุ่มต่างๆ [17]

Mechanobiology and Resistance Training

เซลล์ไฟโบรบลาสต์ในชั้นหนังแท้ต้องอาศัยการแปลงสัญญาณเชิงกล (mechanotransduction) เพื่อควบคุมการสังเคราะห์เมทริกซ์ สัญญาณกระตุ้นเชิงกล ซึ่งรวมถึงแรงดึงยืด (tensile stretching), แรงเฉือนของของเหลว (fluid shear stress) และแรงดันไฮโดรสแตติก (ซึ่งมีตั้งแต่ −4 cmH2O ภายใต้สภาวะทางสรีรวิทยาปกติ ไปจนถึง 25–40 cmH2O ในภาวะบวมน้ำ) จะถูกส่งผ่านตัวรับสัญญาณที่ไวต่อแรงกล เช่น อินทิกริน (integrins), ช่องสัญญาณ Piezo1/2, TRPV4 และตัวกระตุ้นร่วมการถอดรหัส YAP และ TAZ [5] ไฟโบรบลาสต์ที่เพาะเลี้ยงบนเมทริกซ์ที่มีความแข็งจะแสดงการสะสมของ YAP และ TAZ ในนิวเคลียส ซึ่งขับเคลื่อนการแบ่งตัวของเซลล์และการปรับโครงสร้าง ECM ผ่านเป้าหมายปลายน้ำ เช่น PAI-1 โดยไม่ขึ้นกับวิถีไคเนส Hippo หรือ TGF-β ดั้งเดิม [4] ในผิวหนังที่แก่ตัวตามปกติ แรงตึงเชิงกลที่ลดลงจะเห็นได้จากการแผ่ขยายของไฟโบรบลาสต์ที่ลดลง (0.5 ± 0.3 เทียบกับ 1.0 ± 0.3 ในผิวหนังวัยหนุ่มสาว) และการยึดเกาะกับมัดคอลลาเจนที่ลดลง (58 ± 8% เทียบกับ 78 ± 6%) ซึ่งสัมพันธ์โดยตรงกับการสังเคราะห์โปรคอลลาเจนที่ลดลง (56 ± 8 ng/ml เทียบกับ 82 ± 16 ng/ml) [25]

โปรแกรมการออกกำลังกายช่วยต้านการลดลงนี้โดยกระตุ้นวิถีรับรู้แรงกลและการปรับแต่งโครงสร้าง การทดลองทางคลินิกเป็นเวลา 16 สัปดาห์ในสตรีวัยกลางคนแสดงให้เห็นว่า ทั้งการฝึกแบบแอโรบิก (AT) และการฝึกด้วยแรงต้าน (RT) ช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นของผิวหนังได้อย่างมีนัยสำคัญ (อัตราส่วน Ur/Uf เพิ่มขึ้นจาก 0.32 ± 0.01 เป็น 0.36 ± 0.01 ในกลุ่ม AT และเป็น 0.38 ± 0.01 ในกลุ่ม RT) ขณะเดียวกันก็ลดสัดส่วนพิกเซลสะท้อนเสียงต่ำ (low echogenic pixel) ในชั้นหนังแท้ส่วนบน [22] อย่างไรก็ตาม การฝึกด้วยแรงต้านช่วยเพิ่มความหนาของชั้นหนังแท้และเพิ่มมวลเนื้อเยื่ออ่อนไร้ไขมันส่วนรยางค์ได้อย่างจำเพาะ (15.4 ± 0.3 กก. เป็น 15.7 ± 0.3 กก., p < 0.01) ในขณะที่การฝึกแบบแอโรบิกไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในความหนาของชั้นหนังแท้ [22]

ในระดับเซลล์ พลาสมาที่หมุนเวียนจากผู้ที่ผ่านการฝึกด้วยแรงต้านจะช่วยกระตุ้นการแสดงออกของยีนไฟโบรบลาสต์ในชั้นหนังแท้สำหรับโปรตีนโครงสร้าง ECM โดยตรง:

• ทั้ง AT และ RT กระตุ้นยีน COL3A1, COL6A1, COL14A1, HAS2, DCN, VCAN และ CHPF [22]
• RT กระตุ้นการถอดรหัสยีน biglycan (BGN) และ CHSY1 ได้อย่างจำเพาะ ซึ่งส่งเสริมการจัดระเบียบโครงข่ายโปรตีโอไกลแคนให้แน่นหนา [22]
• การฝึกด้วยแรงต้านแบบก้าวหน้า (3 ถึง 4 เซสชันต่อสัปดาห์) ช่วยเพิ่มความหนาของชั้นหนังแท้เฉพาะที่ได้ถึง 12% ในบริเวณกายวิภาคที่ได้รับการฝึกอย่างต่อเนื่อง เทียบกับ 2% ในกลุ่มควบคุมที่ไม่ได้รับการฝึก [3, 16]

การฝึกด้วยแรงต้านเพื่อเพิ่มขนาดกล้ามเนื้อ (hypertrophic resistance training) ช่วยพยุงชั้นใต้ผิวหนัง (hypodermis) โดยตรงด้วยการขยายขนาดกล้ามเนื้อโครงร่างที่อยู่ด้านล่าง ซึ่งจะเข้าไปเติมเต็มช่องว่างทางโครงสร้างที่เกิดจากการลดลงของไขมันใต้ผิวหนังได้บางส่วน และช่วยปรับปรุงแรงตึงของเนื้อเยื่อในบริเวณนั้น [15]

Non-Surgical Factors and Physiological Timeframes

กระบวนการปรับโครงสร้างผิวหนังและการหดตัวกลับของเนื้อเยื่อตามธรรมชาติต่อเนื่องยาวนาน 12 ถึง 24 เดือนหลังจากน้ำหนักตัวคงที่ [2] การปรับโครงสร้างเมทริกซ์ภายในและการสังเคราะห์ของไฟโบรบลาสต์ต้องอาศัยระดับน้ำในเซลล์ที่เพียงพอ (เซลล์ผิวหนังมีน้ำเป็นองค์ประกอบประมาณ 64% ซึ่งสนับสนุนได้ด้วยการดื่มน้ำ ≥2 ลิตรต่อวัน) ควบคู่ไปกับปัจจัยด้านการดำเนินชีวิตโดยรวม [15] การสูบบุหรี่บั่นทอนการฟื้นฟูโครงสร้างอย่างรุนแรง โดยลดการสังเคราะห์คอลลาเจนในชั้นหนังแท้ลง 18% ถึง 22% และเพิ่มการทำงานของเอนไซม์เมทริกซ์เมทัลโลโปรตีเนส (MMP-1 และ MMP-3) เป็นสองเท่า ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ย่อยสลายเส้นใยคอลลาเจน [3, 26]

หัตถการที่ไม่ต้องผ่าตัด (เช่น คลื่นความถี่วิทยุ หรือ radiofrequency) ก่อให้เกิดการบาดเจ็บระดับจุลภาคจากความร้อนเพื่อกระตุ้นการสร้างคอลลาเจนใหม่ทั้ง Type I และ Type III ส่งผลให้ตัวบ่งชี้ความหย่อนคล้อยของผิวหนังระดับเล็กน้อยถึงปานกลางดีขึ้น 70% ถึง 75% ที่ระยะเวลา 3 เดือน [16] อย่างไรก็ตาม การรักษาแบบไม่รุกรานจะได้ผลดีเฉพาะกับความหย่อนคล้อยระดับเล็กน้อยถึงปานกลางตามเกณฑ์ Stokes Scale เท่านั้น [2] วิธีเหล่านี้ไม่สามารถชดเชยการสูญเสียโครงสร้างอย่างสิ้นเชิงที่เกิดจากการลดน้ำหนักปริมาณมหาศาล (>100 ปอนด์ หรือค่า BMI ลดลง >10) ได้ ซึ่งในกรณีนี้เส้นใยอีลาสตินที่ไม่ทำงานและโครงสร้าง ECM ที่ถูกทำลายจะทำให้เกิดเนื้อเยื่อส่วนเกินที่คงอยู่อย่างถาวร [16, 17]

เมื่อมีข้อบ่งชี้ในการผ่าตัดเพื่อตัดรอยพับของเนื้อเยื่อส่วนเกินออก แนวทางปฏิบัติทางคลินิกกำหนดให้ต้องรออย่างน้อย 18 เดือนหลังการผ่าตัดรักษาโรคอ้วน และต้องมีน้ำหนักตัวคงที่อย่างน้อย 6 เดือน [13] หัตถการจัดแต่งรูปทรงร่างกาย (Body-contouring) เกิดขึ้นใน 6% ถึง 21% ของผู้ป่วยหลังการผ่าตัดรักษาโรคอ้วน โดยการผ่าตัดตกแต่งหนังหน้าท้อง (abdominoplasty) เป็นหัตถการที่พบบ่อยที่สุด รองลงมาคือการผ่าตัดยกกระชับเต้านม (mastopexy) [19] ผู้ป่วยหลังการผ่าตัดรักษาโรคอ้วนที่เข้ารับการผ่าตัดเสริมสร้างตกแต่งมีลักษณะการเกิดภาวะแทรกซ้อนที่แตกต่างจากกลุ่มประชากรอื่น โดยแสดงอัตราภาวะแทรกซ้อนโดยรวมที่สูงกว่า (63.3% เทียบกับ 23.3% ในผู้ใช้ GLP-1 และ 10.0% ในกลุ่มควบคุมปกติ) และมีอัตราการเกิดน้ำเหลืองคั่ง (seroma) สูงขึ้น (30.0%) ซึ่งสะท้อนถึงการไหลเวียนของเลือดในหลอดเลือดฝอยขนาดเล็กที่เปลี่ยนแปลงไปและความเปราะบางของโครงข่าย ECM [9]