Περίληψη
Η ακτινοβολία UV αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους εξωγενείς παράγοντες που επηρεάζουν το δέρμα και οδηγεί στη φωτογήρανση. Πιό συγκεκριμένα, η υψηλής ενέργειας ακτινοβολία UVB (280-315nm), στο μεγαλύτερο μέρος της απορροφάται από την επιδερμίδα, αλλά ένα μικρό ποσοστό (5-10%) εισχωρεί στη δερμίδα και μπορεί να επηρεάσει τα πλέον σημαντικά της κύτταρα, τους ινοβλάστες. Όμως, οι μηχανισμοί με τους οποίους η UVB επηρεάζει τη βιωσιμότητα των ανθρώπινων δερματικών ινοβλαστών δεν είναι απόλυτα γνωστοί, ούτε και οι μηχανισμοί προστασίας των κυττάρων έναντι αυτής της ακτινοβολίας. Παράλληλα, είναι προφανής η ανάγκη εξεύρεσης μορίων με προστατευτική δράση έναντι της UVB και τα φυσικά προϊόντα αποτελούν μία πλούσια πηγή βιοδραστικών μορίων που χρησιμοποιούνται για την προστασία του δέρματος. Η παρούσα εργασία αποτελείται από δύο μέρη: στο πρώτο μελετήθηκε η επίδραση της ακτινοβολίας UVB στη βιωσιμότητα ανθρώπινων δερματικών ινοβλαστών, καθώς και οι φωτοπροστατευτικοί μηχανισμοί των κυττάρ ...
Η ακτινοβολία UV αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους εξωγενείς παράγοντες που επηρεάζουν το δέρμα και οδηγεί στη φωτογήρανση. Πιό συγκεκριμένα, η υψηλής ενέργειας ακτινοβολία UVB (280-315nm), στο μεγαλύτερο μέρος της απορροφάται από την επιδερμίδα, αλλά ένα μικρό ποσοστό (5-10%) εισχωρεί στη δερμίδα και μπορεί να επηρεάσει τα πλέον σημαντικά της κύτταρα, τους ινοβλάστες. Όμως, οι μηχανισμοί με τους οποίους η UVB επηρεάζει τη βιωσιμότητα των ανθρώπινων δερματικών ινοβλαστών δεν είναι απόλυτα γνωστοί, ούτε και οι μηχανισμοί προστασίας των κυττάρων έναντι αυτής της ακτινοβολίας. Παράλληλα, είναι προφανής η ανάγκη εξεύρεσης μορίων με προστατευτική δράση έναντι της UVB και τα φυσικά προϊόντα αποτελούν μία πλούσια πηγή βιοδραστικών μορίων που χρησιμοποιούνται για την προστασία του δέρματος. Η παρούσα εργασία αποτελείται από δύο μέρη: στο πρώτο μελετήθηκε η επίδραση της ακτινοβολίας UVB στη βιωσιμότητα ανθρώπινων δερματικών ινοβλαστών, καθώς και οι φωτοπροστατευτικοί μηχανισμοί των κυττάρων αυτών και στο δεύτερο μέρος μελετήθηκε η φωτοπροστατευτική δράση φυτών της ελληνικής χλωρίδας και απομονωμένων ενώσεων από αυτά. Στο πρώτο μέρος διαπιστώσαμε ότι η ακτινοβολία προκαλεί μείωση της βιωσιμότητας των ανθρώπινων δεματικών ινοβλαστών με δοσο-εξαρτώμενο τρόπο. Η μείωση αυτή οφείλεται στην ενεργοποίηση του μηχανισμού της απόπτωσης. Είναι ενδιαφέρον το γεγονός ότι το φαινόμενο αυτό παρατηρείται και in vivo στη δερμίδα άτριχων ποντικών SKH-1 μετά από ακτινοβόληση. Παράλληλα, βρέθηκε ότι η UVB ακτινοβολία ενεργοποιεί τις κινάσες της οικογένειας MAPK και την Akt, προκαλεί βλάβες στο DNA και οδηγεί σε καθυστερημένη ενεργοποίηση του μονοπατιού ATM-p53. Με τη χρήση ειδικών αναστολέων δείχθηκε ότι η ενεργοποίηση της Akt και κυρίως των JNKs είναι απαραίτητη για την προστασία των ινοβλαστών από τη UVB. Η ενεργοποίηση της Akt οφείλεται στην ενεργοποίηση του υποδοχέα τους επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (EGF) και η αναστολή της ενεργοποίησης αυτής μειώνει τη βιωσιμότητα των ινοβλαστών. Παράλληλα, ενεργοποίηση της Akt μέσω της ένωσης SC79 βελτιώνει τη βιωσιμότητα μέσω ενός μηχανισμού που περιλαμβάνει τον μεταγραφικό παράγοντα Nrf2. Από την άλλη, η αναστολή των JNKs και του μονοπατιού ATM-p53 οδηγεί σε πλήρη απώλεια της βιωσιμότητας μετά από ακτινοβόληση. Είναι ενδιαφέρον, το γεγονός ότι η ενεργοποίηση των JNKs είναι απαραίτητη για τη φωσφορυλίωση του p53, ενώ το μονοπάτι ATM-p53 εξασφαλίζει τη συνεχή ενεργοποίηση των JNKs και Akt και κατά συνέπεια τη βιωσιμότητα των ινοβλαστών. Στο δεύτερο μέρος πραγματοποιήθηκε μελέτη 226 φυσικών εκχυλισμάτων, 75 κλασμάτων και 11 καθαρών ενώσεων που προήλθαν από τα κλάσματα ως προς την κυτταροτοξικότητα, την ικανότητα φωτοπροστασίας και της αντιοξειδωτικής τους δράσης. Από τα 226 εκχυλίσματα επιλέχθηκαν 20 μη-κυτταροτοξικά εκχυλίσματα, με αντιοξειδωτική δράση και μελετήθηκαν ως προς τη φωτοπροστατευτική δράση έναντι της ακτινοβολίας UVB. Από τα 20 εκχυλίσματα, τα 13 ήταν ισχυρά φωτοπροστατευτικά ενώ τα υπόλοιπα δεν είχαν καθόλου φωτοπροστατευτική δράση. Στη συνέχεια έγινε κλασμάτωση τριών φωτοπροστατευτικών εκχυλισμάτων και τα κλάσματα μελετήθηκαν ως προς τη φωτοπροστατευτική δράση. Παράλληλα μελετήθηκαν 11 καθαρές ενώσεις που προήλθαν από τα κλάσματα. Από τα αποτελέσματα είδαμε ότι 34 από τα κλάσματα και τις ενώσεις εμφανίζουν υψηλή φωτοπροστατευτική δράση, 27 κλάσματα εμφανίζουν μέτρια φωτοπροστατευτική δράση, ενώ τα υπόλοιπα δεν εμφανίζουν καθόλου φωτοπροστασία. Τέλος, βασιζόμενοι στα αποτελέσματα του πρώτου μέρους της εργασίας, μελετήθηκε η επίδραση τριών φυτικών εκχυλισμάτων με αντιοξειδωτική και φωτοπροστατευτική δράση, στα μονοπάτια των JNKs και Akt. Και τα τρία εκχυλίσματα μειώνουν την φωσφορυλίωση των JNKs και Akt ενώ δείχτηκε ότι τα τρία εκχυλίσματα λειτουργούν ως φίλτρα απορροφώντας την ακτινοβολία UVB. Η εξεύρεση βιοδραστικών ενώσεων από τα εκχυλίσματα αυτά μπορεί να αποτελέση τη βάση για δημιουργία νέων φωτοπροστατευτικών ενώσεων.
περισσότερα
Περίληψη σε άλλη γλώσσα
UV radiation constitutes one of the most significant exogenous factors that affect the skin and lead to photoageing. In particular, the highly energetic of UVB radiation (280-315nm) is mostly absorbed by the epidermis, but a small percentage (5-10%) that penetrates the dermis can greatly influence dermal fibroblasts. However, the mechanisms by which UVB affects the viability of human skin fibroblasts is not fully understood, neither are the protective mechanisms that cells have against this type of radiation. Furthermore, there is a significant need to discover compounds that are capable of protecting against UVB and natural products constitute a rich source for such bioactive compounds that can be used for the protection of human skin. This study has been performed in two parts. In the first part, the effect of UVB radiation on human fibroblasts’ viability, as well as the photoprotective mechanism of those cells have been investigated. The second part, the photoprotective effect of pl ...
UV radiation constitutes one of the most significant exogenous factors that affect the skin and lead to photoageing. In particular, the highly energetic of UVB radiation (280-315nm) is mostly absorbed by the epidermis, but a small percentage (5-10%) that penetrates the dermis can greatly influence dermal fibroblasts. However, the mechanisms by which UVB affects the viability of human skin fibroblasts is not fully understood, neither are the protective mechanisms that cells have against this type of radiation. Furthermore, there is a significant need to discover compounds that are capable of protecting against UVB and natural products constitute a rich source for such bioactive compounds that can be used for the protection of human skin. This study has been performed in two parts. In the first part, the effect of UVB radiation on human fibroblasts’ viability, as well as the photoprotective mechanism of those cells have been investigated. The second part, the photoprotective effect of plants from the Greek flora and isolated compounds from these plants has been examined. In the first part, it was established that UVB radiation causes a reduction in the viability of human fibroblasts in a dose-dependent manner. This reduction is due to the activation of the mechanism of apoptosis. It is interesting to point out that this phenomenon is also observed in vivo in the dermis of hairless SKH-1 mice after exposure to UVB radiation. It was also noted that UVB activated MAPK kinases, as well as Akt, and provoked DNA damage and lead to a delayed activation of ATM-p53 pathway. Using specific inhibitors, it was shown that the activation of Akt and of JNKs, in particular are necessary for the protection of fibroblasts from UVB. Akt activation is due to the epidermal growth factor receptor (EGFR). In addition, Akt activation after treatment with SC79 improves the viability using a mechanism that includes the transcriptional factor Nrf2. On the other hand, inhibition of JNKs and ATM-p53 pathway leads to complete loss of viability following UVB radiation. It is interesting to point out that JNKs activation is necessary for the phosphorylation of p53 whereas the ATM-p53 pathway assures the continued activation of JNKs and Akt and in turn, fibroblast viability. In the second part, we tested the cytotoxicity, photoprotection and antioxidant capability of 226 natural extracts, 75 fractions and 11 compounds derived from pure fractions. From the 226 natural extracts, 20 non-cytotoxic extracts that displayed antioxidant capabilities were chosen and studied for their photoprotective abilities against UVB radiation. From these 20 extracts, 13 of them were categorized as having strong antioxidant capabilities whereas the rest did not display any photoprotective capabilities to note. 11 compounds derived from these fractions were also studied. The results showed that 34 of the fractions and compounds displayed moderate photoprotection activity, whereas the rest of the fractions didn’t show any photoprotection against UVB radiation. Finally, based on the findings from the first part of our research, we studied the affect that the three antioxidant and photoprotective natural extracts had on JNKs and Akt pathways. All three extracts reduced the phosphorylation of JNKs and Akt and all three acted as filters that absorbed UVB radiation. The discovery of bioactive compounds from these extracts can comprise the basis for the creation of new photoprotective compounds.
περισσότερα