Фотостареене на кожата
Aloha Bulgaria
Сред всички фактори на околната среда, слънчевата UV-радиация е най-важният процес за преждевременното стареене на кожата, който съответно е наречен фотостареене. През последните години е постигнат съществен напредък в изясняване на основните молекулярни механизми. От тези проучвания вече е ясно, че и двете UVB (290- 320 нанометра) и UVA (320- 400 нм) лъчения допринасят за фотостареенето. UV- включени алтернации на нивото на дермата са най-добре проучени и изглеждат до голяма степен отговорни за фенотипа на фотостареещата кожа. Също така е единодушно мнението, че UVB действа главно върху епидермиса, където не само поврежда ДНК в кератиноцитите и меланоцитите, но също води до производството на разтворими фактори, включително протеолитични ензими, които във втори етап засягат дермата. За разлика от него, UVA-облъчването прониква много по-дълбоко и по този начин въздейства директно както върху епидермалната, така и върху дермалната област (фигура). UVA е също 10-100 пъти повече в слънчева светлина от UVB, в зависимост от сезона и времето през деня [Farage, Miller, Maibach, 2010].
Стареенето на кожата, причинено от излагане на слънце, може да се появи дори преди присъщото остаряване. Промените, които се наблюдават в резултат на фотостареенето, са груб външен вид с много бръчки, нарушено заздравяване на рани, поява на лезии по кожата като актинични и себорейни кератози, рак на кожата, пигментни изменения като лентиго и хиперпигментация и най-забележителното нещо е еластозата.
Ултравиолетовите лъчи на слънцето причиняват увреждане на кожата и ускоряват стареенето на кожата [Malvi, 2011].
Фиг 10. Зависимо проникването на UV-лъчението в човешката кожа
Има два механизма, чрез които ултравиолетовото облъчване действа:
Предизвикване на матрични металопротеинази
UV облъчването индуцира експресията на определени части на матричната металопротеиназа (ММР), които разграждат колагена и други извънклетъчни матрични протеини, които се съдържат в съединителната тъкан на дермата [Quan и др, 2009].
ММР включват една група от съдържащи цинк протеинази, които са отговорни за разграждането на протеините в извънклетъчната матрица (ЕСМ), които изграждат дермалната съединителна тъкан на кожата. Към днешна дата, генът от семейството на ММР се състои от 25 члена, от които 24 са изразени при бозайниците. ММР са класифицирани като колагенази, желатинази, стромелизини и мембрана тип ММР, съгласно техните субстратни специфичности и в зависимост от това дали се секретират като разтворими протеини или свързани с клетъчно повърхностните мембрани. MMPs участват в широк кръг от протеолитични събития във физиологични и патологични случаи, включително ембриогенезата, зарастване на рани, възпаление, ангиогенеза и рак.
Проучвания, проведени от един учен [Quan и други, 2009] и от други учени през последните години показват, че UV-радиацията повишава ин виво най-малко три различни ММР в човешката кожа, които са интерстициална колагеназа (ММР-1), стромелизин-1 (ММР-3), и 92-кДа желатиназа (ММР-9). Тези три ММР са силно регулирани от транскрипционния факторен активатор протеин-1, който се индуцира бързо и активира от UV радиацията в човешката кожа ин виво. Обединените действия на ММР-1, -3 и -9 имат способността да разграждат повечето от протеините, които се съдържат в дермалната ЕСМ [Quan и др, 2009].
II) Ултравиолетово индуцирано митохондриално нарушение - ултравиолетово облъчване може да предизвика увреждане на митохондриите по три начина:
Митохондриално ДНК увреждане:
Фотостареещата кожата се характеризира с повишени мутации на митохондриален геном. Отделни сравнителни проучвания са показали, че така нареченото общо заличаване, 4,977- вр заличаване на тази mtДНК, се увеличава до десет пъти при фотостареенето на кожата в сравнение със защитената от слънце кожа на същите индивиди. Размерът на общото заличаване в човешката кожа не корелира с хронологичното стареене и поради това беше предложено, че мtДНК мутациите,
представляват молекулярни маркери за фотостареене. В подкрепа на тази концепция е доказано при често повтарящо се, подложено на продължително излагане на UVA лъчение, което може да се придобие по време на редовната лятна почивка и да предизвика мутации на тази mtДНК в култивирани първични човешки дермални фибробласти в отделен кислородозависим начин. Още по-важно, ин виво проучвания са показали, че повтарящото се излагане три пъти дневно на необлъчената кожа на хълбока за общо 2 седмици до физиологични дози от UVA лъчение води до увеличаване на приблизително 40% в нивата на общото заличаване в дермалната, но не и на епидермалната част на облъчената кожа [Quan и други, 2009].
Производство на реактивни кислородни видове: Ултравиолетовата радиация допуска съществуването на електрони в най-външната обвивка на кислородния атом на по-високо енергийно ниво. Това може да доведе до възбуждане на кислородния атом в клетките и той да се раздели на свободни радикали [Malvi, 2011].
Както UVB, така и UVA може да се абсорбира от цитоплазмени пръстеновидно-съдържащи молекули, такива като NADH (Никотинамид аденин динуклеотид – бел. пр.), рибофлавин хинони, триптофан и тирозин и хем групата на каталаза. Получената енергийна молекула може да взаимодейства с ДНК за производство на Т-съдържащ циклобутан димер или може да произвежда реактивни кислородни видове. В последната пътечка, енергията на хромофора се прехвърля към кислорода, като резултат - на синглетен кислород (О2; възбудено състояние на кислород) или, ако електрон се прехвърля, в супероксид (О2 • -). В присъствието на вода това води до водороден пероксид (Н2О2) и оттам, в присъствието на Fe2 +, към хидроксилен радикал (• ОН). Хидроксилните радикали произвеждат окислително увреждане на ДНК, наподобяващо на това при гама-лъчението. Реактивните кислородни видове реагират с липидни мембрани и redox (окислително-възстановително)- чувствително каталитично място на фосфатазата [Farage, Kenneth, Maibach, 2010].
Получаване на особени D- β- Аспартил остатъци: UV-радиациите водят до образуването на D-β- Аспартил остатъци в еластичните влакна на кожата. Тези необичайни D-β- Аспартил остатъци са представени в протеини от различни стари тъкани [Malvi, 2011].
Учени [Fuji и други 2002] се опитват да решат този проблем. За тази цел е предназначено поликлоналното антитяло срещу D-β-Asp-съдържащи пептиди. Авторите на изследванията смятат, че молекулата може да бъде полезен индикатор за вредните слънчеви изгаряния на кожата. Антителата разпознават интегрирани или неинегрирани еластични влакна при кожа, изложена на слънце, но не и в защитената от слънце кожа на възрастните донори. Резултатите от изследванията показват, че UV-облъчването е тясно свързано с образуването на D-β-Asp в еластичните влакна на кожата.