Antioksidacinės, priešuždegiminės ir senėjimą stabdančios mikosporino tipo aminorūgščių savybės

Raktiniai žodžiai:į mikosporiną panašios aminorūgštys; mikosporino-2-glicino; UV spindulius sugeriantis junginys;kremas nuo saulės;anti-senėjimo; antioksidacija; priešuždegiminis; anti-baltymų glikacijos aktyvumas

Spustelėkite čia, jei norite gauti daugiau informacijos apie „Cistanche“, skirtą senėjimui

1. Įvadas

Oda, didžiausias žmogaus organas, nuolatos veikiama išorinės aplinkos. Turėti kontaktą sugali pakenkti įvairūs aplinkos streso veiksniai, ypač ultravioletinė (UV) spinduliuotė saulės šviesojeoda. Saulės šviesą galima suskirstyti į tris nejonizuojančios elektromagnetinės spinduliuotės tipus – infraraudonuosius(IR) (780–3000 nm), matomas (400–780 nm) ir UV (100–400 nm). Išspinduliuotos energijos procentaiį Žemę visos Saulės skleidžiamos energijos sudaro 53 procentai IR, 39 procentai matomi ir 8 procentai UV.1]. Antjos fiziologinės ir biologinės effffects, UV spinduliuotę dar galima suskirstyti į tris pagrindinesjuostos – 315–400 nm juosta (žymima UV-A), 280–315 nm juosta (žymima UV-B),ir 100–280 nm juosta (pažymėta kaip UV-C) [2]. Saulės UV spinduliuotė smarkiai sumažėjakai jis praeina per ozono sluoksnį ir atmosferą; dėl to UV spindulių dalis įSaulės šviesa, pasiekianti Žemės paviršių, yra sudaryta iš 95 procentų UV-A ir 5 procentus UV-B.1]. Nors tai sudaro tik nedidelę bendros UV spinduliuotės dalį, manoma, kad UV-B yra kenksmingesnis neiUV-A, nes UV-B aktyviausiai pažeidžia odą ir akis [3]. Taip pat žinomi UV-A ir UV-Bbūti genotoksiški, tai reiškia, kad jie gali sukelti fotocheminį ląstelių DNR ir baltymų pažeidimą [4,5]. Vadinasi, UV-A ir UV-B poveikis skatina odos fotosenėjimą ir gali būti atsakingas užodos vėžio sukėlimas [6]. Odos fotosenėjimui būdingas pigmentinių dėmių atsiradimassutrikimai, tokie kaip saulės spinduliai, smulkios ir stambios raukšlės, gerybinės, ikivėžinės ir piktybinėsodos navikai ant saulės veikiamos odos [7]. Labai energinga UV-C spinduliuotė neturi biologinės reikšmės,nes nepasiekia Žemės paviršiaus, dėl visiško ozono sluoksnio absorbcijos iratmosfera [1,3]. Ozono sluoksnio ardymas per pastaruosius kelis dešimtmečius išaugoSaulės UV spinduliuotės kiekis, pasiekiantis Žemės paviršių [8], ypač UV-B lygius, nes UV-A yranesugeria ozono sluoksnio [9]. Daugelis jūrų organizmų, kurie yra veikiami UV spinduliuotės, sukūrė apsaugą nuo fotomechanizmai [10]. Pavyzdžiui, cianobakterijose, kurios dominuoja jūros aplinkoje, UVApsaugos mechanizmai išsivystė molekuliniu, ląsteliniu ir elgesio lygmenimis [11]. Cianobakterijosgali sintetinti įvairių tipų „apsaugos nuo saulės“ junginius, kurie suteikia apsaugą nuo UV spindulių.Į mikosporiną panašios aminorūgštys (MAA), skitoneminas ir karotenoidai yra pagrindiniai junginiai.cianobakterijose, kurios gali sugerti UV spindulių bangos ilgius. Šie natūralūs produktai yra perspektyvūsmolekulių kandidatų kosmeceutinių junginių atradimo srityje [12]. Tiesą sakant, MAA turijau buvo komercializuotas kaip Helioguard®365. Šiame kosmetiniame reagente yra liposomųMAA, šinorinas (SHI) ir porfira{0}} (P334), kurie iš pradžių buvo išgauti iš raudonųjų dumbliųPorphyra umbilicalis, ir sėkmingai prekiaujama kaip natūrali ir saugi apsauga nuo saulėsjunginys [12]. Be to, manoma, kad MAA yra daugiafunkciniai antriniai metabolitaigamintojų ląstelės [13]. Yra žinoma, kad daugelis MAA veikia kaip antioksidantai [14], o keletas naujausių pranešimųpasiūlė, kad MAA gali būti terapinis pritaikymas odos senėjimo procesams mažinti.Šiuo požiūriu pastaruoju metu kelios apžvalgos ataskaitos, kuriose ypatingas dėmesys skiriamas galimam naudojimuibuvo paskelbti kosmetikos gaminių MAA [15–17]. Šiame darbe apžvelgiame MAA irjų, kaip odos senėjimą stabdančių ingredientų, potencialą, prieš tai aprašydami pagrindinę jų struktūros apžvalgąpereinant prie išsamios naujausių eksperimentinių stebėjimų, sukauptų taiptoli. Mechanizmai, kuriais MAA gali apsaugoti odą nuo senėjimo, aptariami abiejuose,ląstelių ir molekulių lygiu. Visų pirma, ryškus galimas senėjimą stabdantis aktyvumasMAA mikosporino-2-glicinas (M2G), kurį biosintetina halotolerantiškos melsvabakteriosAphanothece halophytica, yra paryškintas.

2. UV sukelto odos senėjimo mechanizmai

UV spinduliuotė yra svarbi mūsų sveikatai, nes UV-B poveikis gali sukelti itin svarbios medžiagos susidarymąmaistinių medžiagų, vitamino D, mūsų odoje [18]. Tačiau ilgalaikis ir pakartotinis UV poveikis gali paskatintiodos fotosenėjimo procesas, įskaitant odos vėžio formavimąsi [19]. Mechanizmai, kuriais veikia UVsukeltas ląstelių pažeidimas trumpai aprašyti šiame skyriuje.2.1. Ląstelių DNR pažeidimasTiesioginis ir netiesioginis toksinis effffUV spinduliuotės poveikis DNR molekulei, tarpininkauja fotosenėjimui.Tiesioginė UV-B fotonų absorbcija DNR gali sukelti pirimidino dimerų susidarymą,sukelia DNR grandinės defektus [20]. UV-B spinduliuotė dažniausiai sukelia formavimąsicis-synciklobutadipirimidinai (CPD) ir pirimidino (6-4) pirimidono fotoproduktai (6-4PP). 6-4PPgali būti konvertuojami į susijusius Dewar valentinius izomerus (DewPP), sužadinant UV spinduliu esant 314 nm.Toks DNR pažeidimas trukdo DNR replikacijai ir transkripcijai bei sukelia įvairių žalingų padariniųeffffląstelėms, pvz., mutacija, chromosomos nestabilumas ir ląstelės mirtis. UV-A netiesiogiai pakeičia DNR struktūrą, nes DNR stipriai nesugeria spinduliuotės UV-A diapazone [21]. Tačiau UV-A gali pažeisti DNR netiesiogiai, per fotosensibilizuotą reakciją, kurią sukelia generavimasradikalas singletinis deguonis (1O2), dėl kurių susidaro purino bazės modifikacijos [20]. Singletinis deguonies anijonas oksiduoja guanino fragmentą, po to susidaro 8-okso-7, 8-dihidroguaninas (8-okso-G) ir8-okso-7,8-dihidro-2'-deoksiguanozinas (8-okso-dG). Kadangi 8-okso-G ir 8-okso-dG gali susieti su adeninuvietoj citozino gali atsirasti pereinamųjų mutacijų.2.2. Reaktyviųjų deguonies rūšių generavimasReaktyviosios deguonies rūšys (ROS), oksidacinio streso iniciatoriai, yra deguonies turinčios reaktyvioscheminės rūšys, kurių sudėtyje yra vandenilio peroksido (H2O2), hidroksilo radikalai (·OH), superoksido anijonasradikalai (·O2 −), ir1O2. Yra žinoma, kad mūsų odoje UV spinduliuotės poveikis yra susijęs sukartos ROS. Šios ROS gali suaktyvinti odos senėjimo kaskadas, tokias kaip matricos metaloproteinazė(MMP){0}}tarpininkaujantis senėjimas ir NF-κB-TNF- - uždegimo sukeltas senėjimas [22]. ĮvairovėROS generavimo mechanizmas UV spinduliuote priklauso nuo UV spinduliuotės bangų ilgio diapazono. Be to1O2 kartos, kaip minėta pirmiau, buvo pranešta, kad UV-A spinduliuotė gali sukelti susidarymąapie·O2 − aktyvuojant ląstelėje esantį nikotinamido adenino dinukleotido fosfatą (NADPH)oksidazė, NOX [23] ir ryšys su pažangiais glikacijos galutiniais produktais (AGE) [24]. Sakurai ir kt.išaiškino, kad tiek1O2 ir·O2 - buvo susidarę pelių, veikiamų UV-A, odoje [25]. H2O2, ·O2 −, ir·OH rūšys gali susidaryti AGE, veikiant UV-A [24]. UV-B taip pat žinomaspaskatino gaminti H2O2, ·O2 −, ir·OI [26]. Nors šių UV-B sukeltų ROS šaltinislieka neaišku, neseniai buvo pranešta, kad NADPH oksidazė, NOX1, yra susijusi su UV-B sukeltap38/MAPK aktyvacija ir citotoksiškumas dėl ROS susidarymo keratinocituose [26]. Siekiant užkirsti kelią odos pažeidimams, kuriuos sukelia UV spindulių sukeltos ROS perteklius, ir reguliuoti epidermio homeostazę,odos ląstelės atlieka antioksidacinę funkciją, kuri veikia kaip endogeninė gynybos sistema [20]. Ši sistemadaugiausia susideda iš šešių fermentų – superoksido dismutazės (SOD), katalazės (CAT), glutationo peroksidazės(GPX), glutationo reduktazę (GR), tioredoksino oksidazę (TRXR) ir peroksiredoksiną (PRDX) (pav.1). SOD ir CAT pašalinami·O2 − ir H2O2atitinkamai ir galiausiai konvertuoti·O2 − pas H2O, tuo tarpuGPX, GR, TRXR ir PRDX pašalina H2O2, reguliuojant glutationo redokso sąlygasir tioredoksinas. Be šios fermentinės sistemos, nefermentinės molekulės, tokios kaip vitaminas C(askorbo rūgštis), vitaminas E ( -tokoferolis), glutationas ir šlapalo rūgštis atlieka svarbų antioksidantų vaidmenįodoje [27]. Šios mažos molekulės pašalina ir neutralizuoja laisvuosius radikalus, suteikdamos papildomąelektroną, kad sudarytų elektronų porą.

Figūra 1.Reaktyviųjų deguonies rūšių (ROS) pašalinimas naudojant antioksidacinę gynybos sistemą, kurią sudarosuperoksido dismutazė (SOD), katalazė (CAT), glutationo peroksidazė (GPX), glutationo reduktazė(GR), tioredoksino oksidazę (TRXR) ir peroksiredoksiną (PRDX). GSHred ir GSSGox rodo sumažintąatitinkamai glutationo ir oksiduoto glutationo. TRXred ir TRXox rodo sumažėjusį tioredoksino kiekįir atitinkamai oksiduotas tioredoksinas.

2.3. Uždegiminės reakcijos

UV spinduliuotės poveikis sukelia uždegimą, sukeldamas chemines reakcijas odoje. Išskirtinisuždegimo modelius sukelia tam tikrų šviesos bangų ilgių poveikis.Trys grupės, UV-A,UV-B ir UV-C buvo suskirstyti pagal šiuos diffffryškūs uždegimo modeliai [28]. Eritemasukeltas odoje, po UV-B spinduliuotės poveikio apibūdinamas kaip saulės nudegimas. UždegiminisUV-B sukeliami atsakai dažniausiai pasiekiami naudojant įvairius tarpininkus, įskaitant azotooksidas (NO), indukuojama NO sintazė (iNOS), prostaglandinas E2 (PGE2), ciklooksigenazė-2 (COX-2),naviko nekrozės faktorius - (TNF- ) ir kiti citokinai, pvz., interleukinas-1 (IL-1) ir interleukinas-6(IL-6) (Figure 2). Šias molekules daugiausia reguliuoja branduolinis faktorius-kappa B (NF-κB), ir daugiausia gaminamas keratinocituose, kurie yra vyraujantis epidermio ląstelių tipas.29]. Tai turibuvo pranešta, kad COX{0}} baltymo, atsakingo už PGE, ekspresija2 gamyba, yrapo UV-B poveikio padidėja žmogaus odos ir kultivuotų žmogaus keratinocitų reguliavimas.30]. Taip pat žinoma, kad ROS yra susijęs su uždegiminiu atsaku, nes buvo pastebėta, kadCOX-2 ekspresiją sukėlė ROS in difffferent ląstelių tipai [31]

2 pav.UV-B sukeltas uždegiminis atsakas. Azoto oksidas (NO), indukuojama NO sintazė (iNOS),prostaglandinas E2 (PGE2), ciklooksigenazė-2 (COX-2), naviko nekrozės faktorius- (TNF- ), ir kitacitokinai, tokie kaip interleukinas-1 (IL-1) ir interleukinas-6 (IL-6), rodomi kaip tarpininkai.

2.4. Matricos metaloproteinazių indukcija

UV spinduliuotė padidina matricos metaloproteinazių (MMP) ekspresiją odoje. MMP,kurie, kaip žinoma, yra atsakingi už ekstraląstelinės matricos (ECM) baltymų sunaikinimą, pvzkaip kolagenas, vaidina svarbų vaidmenį palaikant odos homeostazę ir odos senėjimą [32]. MMP yrakurį išskiria keratinocitai ir odos fibroblastai, reaguodami į daugybę dirgiklių, įskaitant oksidaciniusstreso ir citokinų, be UV spinduliuotės. Pakartotinis šių kolageną ardančių medžiagų indukcijaManoma, kad fermentai ilgą laiką sukelia kolageno pažeidimą, o tai yra viena iš priežasčiųfotosenėjimas. Nors žinduolių odoje yra išreikšti keli MMP, buvo pasiūlytakad MMP{0}} yra pagrindinis kolageną skaidantis fermentas, atsakingas už kolageno naikinimą.foto pažeista oda [33]. MMP ekspresijos padidėjimą skatina aktyvatoriaus baltymas-1(AP-1), kuris, kaip žinoma, yra UV indukuojamas transkripcijos faktorius [34]. Tiesą sakant, AP-1 reguliavimo elementasEgzistuoja MMP genų 5' flankingame regione. Transformuojantis augimo faktorius-beta (TGF- ) ir NF-κB Taip pat žinoma, kad jie dalyvauja MMP indukcijoje odoje [34].

2.5. Baltymų glikacijos indukcija

Baltymų glikacija (nefermentinis glikozilinimas), taip pat žinomas kaip pirmasis Maillardo reakcijos žingsnis,apima kovalentinių ryšių tarp baltymų ir redukuojančių cukrų susidarymą. Kondensacijos reakcijatarp baltymų laisvųjų amino grupių ir cukrų karbonilo grupių, susidaro aSchiff bazė, po to Amadori produktas. Produktų perteklius oksiduojamas ir dehidratuojamas, kad susidarytųstabilūs, molekuliniai, kryžminio ryšio produktai, vadinami pažangiais glikacijos galutiniais produktais (AGE) [35]. BaltymasGlikacija turi įtakos fizinėms ir funkcinėms baltymo savybėms, nes sukelia konformacijąbaltymų struktūros pokyčiai [36]. Buvo pranešta, kad odoje yra I tipo kolageno glikacijasusijęs su odos blyškumu ir sumažėjusiu odos elastingumu [37]. AGE taip patdalyvauja kuriant ROS. Masaki ir kt. pranešė, kad AGE poveikis UV-A spinduliuoteiin vitro, todėl buvo sukurta ROS, pvz·O2 −, H2O2, ir·Oi, kaip minėta aukščiau [24]. Žmonėms odos autofluorescencija, AGE biomarkeris, gali veikti kaip endogeninis fotosensibilizatorius.kuris sukelia ROS susidarymą po UV-A spinduliuotės poveikio [35]. Taigi, glikacijos reakcijapo kurio seka AGE formavimas, manoma, kad tai vienas iš pagrindinių mechanizmų, susijusių su odasenėjimas, esant aplinkos sąlygoms, ypač UV spinduliuotei [24].

El. paštas:wallence.suen@wecistanche.com Whatsapp plus 86 15292862950