Propietats antioxidants, antiinflamatòries i antienvelliment dels aminoàcids semblants a la micosporina

Paraules clau:aminoàcids semblants a la micosporina; micosporina-2-glicina; compost que absorbeix UV;protector solar;anti edat; anti-oxidació; antiinflamació; activitat antiglicació proteica

Feu clic aquí per obtenir més informació sobre Cistanche per anti-envelliment

1. Introducció

La pell, l'òrgan humà més gran, està constantment exposada al medi extern. Exposició auna varietat de factors d'estrès ambiental, especialment la radiació ultraviolada (UV) a la llum solar, poden danyarpell. La llum solar es pot dividir en tres tipus de radiació electromagnètica no ionitzant: infraroja(IR) (780–3000 nm), visible (400–780 nm) i UV (100–400 nm). Els percentatges d'energia radiadaa la Terra, en l'energia total emesa pel Sol, hi ha un 53 per cent d'IR, un 39 per cent de visibles i un 8 per cent d'UV.1]. A labase de la seva fisiològica i biològica effffects, la radiació UV es pot dividir en tres principalsbandes: la banda de 315–400 nm (designada com a UV-A), la banda de 280–315 nm (designada com a UV-B),i la banda de 100–280 nm (designada com a UV-C) [2]. La radiació UV solar es redueix dràsticamental seu pas per la capa d'ozó i l'atmosfera; com a resultat, la proporció de raigs UV enla llum solar que arriba a la superfície de la Terra, està formada per un 95 per cent d'UV-A i un 5 per cent d'UV-B.1]. Encara que això només comprèn una petita part de la radiació UV total, es creu que UV-B és més nociu queUV-A, ja que els UV-B són més actius per danyar la pell i els ulls [3]. També es coneixen UV-A i UV-Bser genotòxics, és a dir, poden induir danys fotoquímics a l'ADN cel·lular i a les proteïnes.4,5]. En conseqüència, l'exposició a UV-A i UV-B, estimula el fotoenvelliment de la pell i pot ser responsablela inducció del càncer de pell [6]. El fotoenvelliment de la pell es caracteritza pel desenvolupament de pigmentstrastorns, com ara lentigins solars, arrugues fines i gruixudes i benignes, premalignes i malignestumors de la pell a la pell exposada al sol [7]. La radiació UV-C altament energètica no té significació biològica,perquè no arriba a la superfície terrestre, per la seva completa absorció per la capa d'ozó il'atmòsfera [1,3]. L'esgotament de la capa d'ozó, durant les últimes dècades, ha augmentatquantitat de radiació UV solar que arriba a la superfície terrestre [8], en particular els nivells d'UV-B, ja que UV-A ho ésno absorbit per la capa d'ozó [9]. Molts organismes marins que estan exposats a la radiació UV han desenvolupat fotoprotectorsmecanismes [10]. Per exemple, en els cianobacteris, que dominen el medi marí, UVEls mecanismes de protecció han evolucionat a nivell molecular, cel·lular i comportamental.11]. Cianobacterispot sintetitzar diversos tipus de compostos de "protecció solar", que confereixen protecció contra la radiació UV.Se sap que els aminoàcids semblants a la micosporina (MAA), l'escitonemina i els carotenoides són compostos clauen cianobacteris que poden absorbir longituds d'ona en el rang UV. Aquests productes naturals són prometedorsmolècules candidates en el camp del descobriment de compostos cosmecèutics [12]. De fet, els MAA ho han fetja s'ha comercialitzat com a Helioguard®365. Aquest reactiu cosmètic conté el liposomalMAA, shinorine (SHI) i porphyra-334 (P334), que es van extreure originalment de l'alga vermellaPorphyra umbilicalis, i s'ha comercialitzat amb èxit com a protector solar natural i segurcompost [12]. A més, es creu que els MAA són metabòlits secundaris multifuncionalscèl·lules de productors [13]. Se sap que molts MAA actuen com a antioxidants.14], mentre que diversos informes recentshan suggerit que els MAA tenen aplicacions terapèutiques potencials per reduir els processos d'envelliment de la pell.Des d'aquest punt de vista, recentment, diversos informes de revisió amb especial èmfasi en l'ús potencialde MAA en productes cosmètics, s'han publicat [15–17]. En aquest article, revisem els MAA iel seu potencial com a ingredients anti-envelliment de la pell, descrivint una visió general bàsica de la seva estructura, abanspassant a un relat detallat de les observacions experimentals més recents, acumulades aixílluny. Els mecanismes pels quals els MAA poden actuar per protegir la pell de l'envelliment es discuteixen a, tant,nivell cel·lular i molecular. En particular, la destacada activitat antienvelliment potencial de laMAA micosporina-2-glicina (M2G), que és biosintetitzada pel cianobacteri halotolerantAphanothece halophytica, es destaca.

2. Mecanismes de l'envelliment de la pell induït pels UV

La radiació UV és important per a la nostra salut, ja que l'exposició UV-B pot induir la producció d'un factor crucialnutrient, vitamina D, a la nostra pell [18]. No obstant això, l'exposició a llarg termini i repetida als UV pot promoure laprocés de fotoenvelliment de la pell, inclosa la formació de càncer de pell [19]. Els mecanismes pels quals van mediar els UVEn aquesta secció es descriuen breument el dany cel·lular.2.1. Dany a l'ADN cel·lularTòxic directe i indirecte effffefectes de la radiació UV sobre la molècula d'ADN, medien el fotoenvelliment.L'absorció directa de fotons UV-B per part de l'ADN, pot donar lloc a la generació de dímers de pirimidina,conduint a defectes a la cadena d'ADN [20]. La radiació UV-B condueix principalment a la formació decis-sinciclobutadipirimidines (CPD) i fotoproductes de pirimidina (6-4) pirimidona (6-4PP). 6-4PPes pot convertir en isòmers de valència Dewar (DewPPs) relacionats, després de l'excitació UV a 314 nm.Aquest dany a l'ADN interfereix amb la replicació i la transcripció de l'ADN i provoca diversos nociuseffffefectes a la cèl·lula, com ara la mutació, la inestabilitat del cromosoma i la mort cel·lular. UV-A noaltera directament l'estructura de l'ADN, ja que l'ADN no absorbeix fortament la radiació en el rang UV-A.21]. Tanmateix, els UV-A poden danyar l'ADN indirectament, mitjançant una reacció fotosensibilitzada mediada per la generacióel radical oxigen singlet (1O2), donant lloc a modificacions de la base purina [20]. L'anió d'oxigen singlet oxida la part guanina, seguida de la generació de 8-oxo-7,8-dihidroguanina (8-oxo-G) i8-oxo-7,8-dihidro-2'-desoxiguanosina ({8-oxo-dG). Com que 8-oxo-G i 8-oxo-dG es poden associar amb adeninaen lloc de la citosina, es poden produir mutacions de transició.2.2. Generació d'espècies reactives d'oxigenLes espècies reactives d'oxigen (ROS), iniciadores de l'estrès oxidatiu, són reactives que contenen oxigenespècies químiques que inclouen peròxid d'hidrogen (H2O2), radicals hidroxil (·OH), anió superòxidradicals (·O2 −), i1O2. A la nostra pell, se sap que l'exposició a la radiació UV està associada amb lageneració de ROS. Aquests ROS poden activar cascades d'envelliment de la pell, com la metaloproteinasa matricial(MMP)-1-envelliment mediat i NF-κB-TNF- -envelliment mediat i induït per la inflamació [22]. La varietatdel mecanisme de generació de ROS per UV, depèn del rang de longitud d'ona de la radiació UV. A més de1O2 generació, com s'ha esmentat anteriorment, s'ha informat que la radiació UV-A pot induir la generacióde·O2 − mitjançant l'activació del fosfat intracel·lular de nicotinamida adenina dinucleòtid (NADPH)oxidasa, NOX [23], i associació amb productes finals de glicació avançada (AGE) [24]. Sakurai et al.dilucidat que tots dos1O2 i·O2 - es van generar a la pell de ratolins exposats a UV-A [25]. H2O2, ·O2 −, i·Les espècies OH es podrien generar en AGE, durant l'exposició a UV-A [24]. També se sap que UV-Bconduir a la producció de H2O2, ·O2 −, i·OH [26]. Tot i que la font d'aquests ROS induïts per UV-BNo està clar, recentment es va informar que la NADPH oxidasa, NOX1, s'associa amb la UV-B induïda.p38/Activació de MAPK i citotoxicitat, mitjançant la generació de ROS en queratinòcits [26]. Per prevenir el dany a la pell induït per l'excés de ROS induït pels UV i regular l'homeòstasi epidèrmica,Les cèl·lules de la pell posseeixen una funció antioxidant que actua com a sistema de defensa endògena.20]. Aquest sistemaconsisteix principalment en sis enzims: superòxid dismutasa (SOD), catalasa (CAT), glutatió peroxidasa(GPX), glutatió reductasa (GR), tioredoxina oxidasa (TRXR) i peroxiredoxina (PRDX) (figura1). SOD i CAT eliminen·O2 − i H2O2, respectivament, i finalment convertir·O2 − a H2O, mentre queGPX, GR, TRXR i PRDX eliminen H2O2, mitjançant la regulació de les condicions redox del glutatiói tioredoxina. A més d'aquest sistema enzimàtic, molècules no enzimàtiques, com la vitamina C(àcid ascòrbic), vitamina E ( -tocoferol), glutatió i àcid ureic, tenen un paper important com a antioxidantsa la pell [27]. Aquestes petites molècules eliminen i neutralitzen els radicals lliures, proporcionant un extraelectró per formar un parell d'electrons.

Figura 1.Eliminació d'espècies reactives d'oxigen (ROS) mitjançant un sistema de defensa antioxidant consistent ensuperòxid dismutasa (SOD), catalasa (CAT), glutatió peroxidasa (GPX), glutatió reductasa(GR), tioredoxina oxidasa (TRXR) i peroxiredoxina (PRDX). GSHred i GSSGox indiquen reduïtglutatió i glutatió oxidat, respectivament. TRXred i TRXox indiquen tioredoxina reduïdai tioredoxina oxidada, respectivament.

2.3. Respostes inflamatòries

L'exposició a la radiació UV indueix la inflamació provocant reaccions químiques a la pell. DistintEls patrons d'inflamació són causats per l'exposició a longituds d'ona específiques de la llum.Els tres grups, UV-A,UV-B, i UV-C, s'han classificat, a partir d'aquests diffffpatrons erents d'inflamació [28]. Eritemainduïda a la pell, després de l'exposició a la radiació UV-B es caracteritza com a cremades solars. InflamatòriaLes respostes induïdes per UV-B s'aconsegueixen principalment mitjançant una varietat de mediadors, inclòs el nítricòxid (NO), NO sintasa inductible (iNOS), prostaglandina E2 (PGE2), ciclooxigenasa-2 (COX-2),factor de necrosi tumoral- (TNF- ), i altres citocines, com la interleucina-1 (IL-1) i la interleucina-6(IL-6) (Figura2). Aquestes molècules estan regulades principalment pel factor nuclear kappa B (NF-κB), i es produeix principalment en queratinòcits, que són el tipus cel·lular predominant a l'epidermis.29]. TéS'ha informat que l'expressió de la proteïna COX-2, responsable de la PGE2 producció, ésregulada a l'alça, després de l'exposició a UV-B, tant a la pell humana com als queratinòcits humans en cultiu.30]. També se sap que les ROS estan associats amb la resposta inflamatòria, ja que s'ha observat queL'expressió COX-2 va ser induïda per ROS en difffftipus de cèl·lules erents [31]

Figura 2.Resposta inflamatòria induïda per UV-B. Òxid nítric (NO), NO sintasa induïble (iNOS),prostaglandina E2 (PGE2), ciclooxigenasa-2 (COX-2), factor de necrosi tumoral- (TNF- ), i una altrales citocines, com la interleucina-1 (IL{-1) i la interleucina-6 (IL{-6), es mostren com a mediadores.

2.4. Inducció de matrius metaloproteinases

La radiació UV regula l'expressió de les metaloproteinases de la matriu (MMP) a la pell. MMP,que se sap que són responsables de la destrucció de proteïnes de la matriu extracel·lular (ECM), com aracom a col·lagen, tenen un paper important en el manteniment de l'homeòstasi de la pell i l'envelliment de la pell.32]. Els MMP ho sónsecretada pels queratinòcits i els fibroblasts dèrmics, en resposta a múltiples estímuls, inclòs els oxidatius.estrès i citocines, a més de la radiació UV. La inducció repetida d'aquests col·lagen-degradantEs creu que els enzims, a llarg termini, causen danys al col·lagen, que és un dels motiusfotoenvelliment. Tot i que diversos MMP s'expressen a la pell dels mamífers, s'ha suggeritque la MMP-1 és el principal enzim que degrada el col·lagen responsable de la destrucció del col·lagen,pell foto danyada [33]. La regulació a l'alça de l'expressió de MMP és estimulada per la proteïna activadora-1(AP-1), que se sap que és un factor de transcripció induïble per UV [34]. De fet, element regulador AP-1existeix a la regió flanquejant 5' dels gens MMP. Factor de creixement transformador-beta (TGF- ) i NF-κB també se sap que estan implicats en la inducció de MMPs a la pell.34].

2.5. Inducció de la glicació de proteïnes

Glicació de proteïnes (glicosilació no enzimàtica), també coneguda com el primer pas de la reacció de Maillard,implica la formació d'enllaços covalents entre proteïnes i sucres reductors. Una reacció de condensacióentre els grups amino lliures de les proteïnes i els grups carbonil dels sucres, dóna lloc a la formació d'aBase Schiff, seguida d'un producte Amadori. Els productes excessius s'oxiden i es deshidraten per formar-seproductes estables, moleculars i de reticulació, anomenats productes finals de glicació avançada (AGE) [35]. Proteïnala glicació influeix en les propietats físiques i funcionals d'una proteïna, ja que provoca la conformaciócanvis en l'estructura de la proteïna [36]. A la pell, s'ha informat que la glicació del col·lagen tipus I ésassociada amb el desenvolupament de la pell apagada i la disminució de l'elasticitat de la pell [37]. Les edats també ho sónimplicats en la generació de ROS. Masaki et al. va informar que l'exposició dels AGE a la irradiació UV-Ain vitro, va donar lloc a la generació de ROS, com ara·O2 −, H2O2, i·Oh, com s'ha esmentat anteriorment [24]. En humans, l'autofluorescència de la pell, un biomarcador per als AGE, pot funcionar com a fotosensibilitzador endogen.que indueix la generació de ROS, després de l'exposició a la radiació UV-A.35]. Per tant, una reacció de glicacióseguida de la formació d'AGE es creu que és un dels mecanismes fonamentals associats a la pellenvelliment, en condicions ambientals, especialment radiació UV [24].

Correu electrònic:wallence.suen@wecistanche.com Whatsapp més 86 15292862950