Повреждение клеток кожи ультрафиолетом: новые данные

Последнее обновление: 07.09.2021

  • Продолжаю знакомить вас с публикацией, вышедшей в журнале «International Journal of Molecular Science» в марте 2021 года.
  • В прошлой статье мы кратко обсудили возможности применения лазеров и то, как они взаимодействуют с кожей.
  • Пришло время ознакомиться подробнее с основными видами излучения и тем, какое именно влияние они оказывают на клетки кожи.

Фото с сайта www.shutterstock.com

Особенности воздействия лазеров разных длин волн

Давайте подробно рассмотрим особенности воздействия УФ-света (10–400 нм), синего (450–495 нм), зеленого (495–570 нм), красного (620–740 нм) и инфракрасного (780 нм – 1 мм) спектров на клетки кожи.

УФ-свет 10–400 нм

Ультрафиолетовое излучение — универсальный источник неионизирующего излучения, испускаемого солнцем, необходимо для возникновения жизни и ее развития на Земле.

УФ-излучение делится на три диапазона с различными биологическими свойствами: UVC (200–280 нм), UVB (280–320 нм) и UVA (320–400 нм).

Озоновый слой блокирует большую часть UVC, но только 5% UVB. Часть UVB, не блокируемая озоновым слоем, проникает через поверхностные слои эпидермиса и может достигать верхних слоев дермы. UVA поглощается более глубокими слоями дермы.

Есть три основных типа УФ-лазеров. Во-первых, измененный неодимовый лазер, в котором длина волны 1064 нм понижается до 353 нм с помощью специального кристалла.

Второй тип — это газовый (эксимерный) лазер, обычно применяемый при лечении псориаза. Третий тип — лазер на парах металлов.

  1. Доказано, что УФ-излучение оказывает неблагоприятное воздействие на кожу, в том числе повреждение клеток, фотостарение и канцерогенез.
  2. Кроме того, поглощение излучения хромофорами кожи или образование реактивных свободных радикалов (активных форм кислорода — АФК) из воды, присутствующей в коже, вызывает её преждевременное старение, изменение пигментации и потерю коллагена.
  3. УФ-излучение влияет в основном на кератиноциты, которые, в свою очередь, начинают выделять противовоспалительные цитокины: IL-1α, IL-1β и IL-6.
  4. UVB облучение вызывает в фибробластах значительно более высокую продукцию АФК, повреждение ДНК и нарушение митохондрий, что приводит к апоптозу, снижению пролиферации клеток и фиброзу кожи.
  5. Однако фототерапия УФ-светодиодами 310 и 340 нм ослабляет секрецию белков, ответственных за атопический дерматит, что снижает инфильтрацию тучных клеток и воспалительные процессы, зуд, сухость, эритему и отек.

Синий свет 450–495 нм

Ученые предполагают, что прямое и продолжительное воздействие синего света, как и УФ-излучения, способствует старению кожи и канцерогенезу.

Однако некоторые данные говорят о том, что синий свет может использоваться в терапии келоидов и фиброза. В основном же лазеры синего света используются для лечения акне.

В Японии были проведены исследования о влиянии лазера (450 нм, 84 Дж/см2) на устойчивый к метициллину грибок Staphylococcus aureus. Оказалось, что синий свет может уничтожить 70% бактерий, не затрагивая кератиноциты человека.

  • Несмотря на эти многообещающие результаты, предполагающие противогрибковые свойства голубого лазера, синие светодиоды увеличивают производство активных форм кислорода, ингибируют пролиферацию и снижают скорость миграции человеческих фибробластов.
  • Совместная работа голландских и британских учёных показала способность синего света активировать опсины для заживления кожных ран и восстановления функции эпидермального барьера человека.
  • В последние годы использование лазеров находит применение в различных дерматологических методах лечения, включая фотодинамическую терапию при дневном свете (d-PDT).

Этот метод широко используется при лечении актинического кератоза (АК), поскольку он значительно снижает боль. Кроме того, d-PDT-терапия позволяет обрабатывать большой участок кожи, лечить несколько поражений у одного и того же пациента или нескольких пациентов одновременно.

D-PDT также была одобрена в США и европейских странах в качестве терапии болезни Боуэна, поверхностной базально-клеточной и в некоторых случаях тонкой узловой карциномы.

Фотодинамическая терапия также возможна для лечения вульгарных угрей. В последнее время исследователи пытаются улучшить эту технику и заменить дневной свет искусственными источниками.

Зеленый свет 495–570 нм

  1. Зеленые лазеры обычно используются для лечения кожи в сочетании с красным и желтым светом, особенно у пациентов с акне.
  2. Зеленый свет также оказывает лечебный эффект на хронический склеротический лишай, базально-клеточную карциному и винные пятна (PWS).

  3. Другие исследования, проведенные с участием 20 пациентов с актиническим кератозом головы, показали, что всего 3 сеанса фотодинамической терапии с красным или зеленым светом вызвали ремиссию заболевания.

Однако пациенты, которые лечились красным светом, испытывали большую боль, чем пациенты, лечившиеся зеленым светом.

Вероятно, это вызвано тем, зеленый свет не проникает в кожу так глубоко, как красный, и не раздражает нервные волокна.

Исследования показывают, что облучение зеленым светом достаточно безопасно и дает более многообещающие результаты, чем облучение красным или инфракрасным светом.

Красный лазер (620–740 нм)

Теодор Майман сконструировал первый лазер красного света (рубиновый лазер) ещё в 1960 году, однако он до сих пор используется для удаления татуировок, родинок и эпиляции волос.

Облучение красным лазером усиливает синтез проколлагена, экспрессию коллагена и высвобождение основного фактора роста фибробластов.

Довольно необычное исследование эффектов красного и синего лазеров было проведено в Китае. В нём эффекты облучения лазером 405 нм и 630 нм были протестированы на кератиноцитах, обработанных куркумином. Авторы заявляют, что эта необычная комбинация может быть эффективной в регулировании скорости пролиферации и апоптоза обработанных клеток.

В Корее было проведено исследование о защитном воздействии на кожу красного света от UVB-излучения. Было показано, что красный свет модулирует нормальные фибробласты, увеличивая экспрессию генов, ответственных за усиление адаптивного ответа на окислительно-восстановительный баланс, и тех генов, которые играют важную роль в процессах восстановления ДНК.

Ученые из Гонконга показали, что эффекты облучения красным светом на клетки фибробластов человека зависят от многих факторов, таких как доза энергии, длина волны лазера и условия культивирования клеток.

ИК-лазер (780 нм – 1 мм)

Самые популярные лазеры, используемые при лечении кожи, — это лазеры, излучающие инфракрасный (ИК) свет.

Спектр применения ИК-лазеров весьма широк, особенно в медицине. Обычно используемые устройства — это лазеры Er: Yag и Nd: Yag.

Как и во всех лазерах, биологические эффекты светового излучения зависят от молекулы фотоакцептора. Двумя основными типами хромофоров для ИК-света являются внутриклеточная вода и цитохромоксидаза.

Поскольку спектр электромагнитного поглощения воды в основном находится в ИК-области, поглощение фотонов в этих спектрах приводит к увеличению внутриклеточной температуры. Следовательно, биологический ответ клетки или ткани на ИК-излучение частично вызван генерируемым тепловым эффектом.

Лазеры ближнего инфракрасного диапазона предлагаются в качестве вероятного инструмента для будущей синергетической фототерапии рака.

Также исследователи считают, что модулированный Nd: YAG-лазер можно использовать для борьбы с фотостарением.

Оценивалось также влияние фотобиомодуляции (PBM) на заживление ран и микробную флору. PBM (890 нм) значительно снижет колониеобразующие единицы (КОЕ), улучшает скорость заживления ран и подвижность суставов в пораженной конечности.

Ученые полагают, что PBM поддерживает заживление ран за счет того, что иммунные клетки, в основном нейтрофилы и макрофаги, снижают локальное потребление кислорода, стимулируя лейкоциты для повышения их фагоцитарной активности и кератиноциты для их дифференцировки.

Заключение

  • Патрик Биттер, доктор медицины из Калифорнии, в 2016 году представил безопасный протокол лечения акне с помощью лазера, который включал 6-8 сеансов, каждый из которых состоит из трех этапов с использованием только одного устройства, но с разными длинами волн на каждом этапе.
  • На первом этапе использовался мощный синий свет с широкой зоной действия для уничтожения бактерий, вызывающих прыщи.
  • Во втором случае одновременно желтый и красный свет с меньшей площадью действия применялись для стимуляции неоколлагенеза и оказания противовоспалительного действия.
  • На последнем этапе использовался ИК-свет для поддержания эффекта лечения и предотвращения рецидивов.
  • Этот протокол привел к тому, что 80% пациентов полностью избавились от акне или достигли, по крайней мере, 75% улучшения их состояния.
  • Первые видимые улучшения появились уже через 2–3 дня, а через 1–3 недели после лечения исчезли 1-2-летние рубцы.
  • Итак, как мы увидели, лазеры имеют широкий спектр применения в медицине, особенно в дерматологии, где требуется стимуляция заживления, сокращение апоптоза и некроза, а также омоложение кожи.
  • Однако до сих пор ведутся споры о том, какие длины волн лазерного излучения и/или их комбинация дают самые лучшие результаты, и как их применять с наибольшей эффективностью при наименьших рисках.
  • Статья подготовлена: Aleksandra Cios et al.
  • Адаптированный перевод: Олеся Смагина, помощник директора центров эпиляции «Вселенная красоты»
  • Источник:

Cios, A., Cieplak, M., Szymański, Ł., Lewicka, A., Cierniak, S., Stankiewicz, W., Mendrycka, M., & Lewicki, S. (2021). Effect of Different Wavelengths of Laser Irradiation on the Skin Cells. International journal of molecular sciences, 22(5), 2437.

Повреждение клеток кожи ультрафиолетом: новые данные

О повреждающем действии ультрафиолетовых лучей на кожу человека — международный студенческий научный вестник (сетевое издание)

1

Гущин М.О. 1

Читайте также:  Метастазы в брюшной полости: прогноз срока жизни, лечение метастазов в брюшине,

Проскурнова Ю.Н. 1
1 ФГБОУ ВО ПГМУ им. акад. Е.А. Вагнера Минздрава России
Кожа является самым крупным органом тела человека. Кожа ‒ это наша связь с внешним миром. Она измеряет температуру, выводит наружу всевозможные жидкости и продукты секреции, вбирает в себя свет и обращает его в тепло.

Для жизни человека необходимы небольшие дозы ультрафиолетового излучения (УФ), но которые играют огромную роль, синтезируя витамин D, который регулирует метаболизм кальция, а также УФ лучи оказывают антибактериальное действие и улучшают кровообращение. Стоит помнить, что при длительном воздействии УФ лучей, последнее начинает оказывать пагубное влияние на тело человека.

По данным ВОЗ ежегодно примерно от двух до трех миллионов человек имеют немеланомные раковые заболевания кожи, около 130 000 человек заболевают злокачественной меланомой и от двенадцати до пятнадцати миллионов человек теряют зрения из-за развития катаракты, из которых 20% связаны с влиянием УФ лучей.

ультрафиолетовое излучение.

1. Биологический энциклопедический словарь/ М.С.

 Гиляров//Советская энциклопедия. ‒ 1995. ‒ 831 с.
2. Быков В.Л. Частная гистология человека. ‒ Санкт-Петербург: СОТИС. ‒ 2011. ‒ С. 61.
3. Кичигина Т.Н., Грушин В.Н., Беликова И.С., Мяделец О.Д. Меланоциты: строение, функции, методы выявления, роль в кожной патологии //Вестник Витебского государственного медицинского университета. ‒ 2007. ‒ Т. 6. ‒ №4.
4. Никифоров Л.Л., Персиянов В.В.

Безопасность жизнедеятельности. ‒ Москва. ‒ 2013. ‒ С. 216.
5. Йаэль Адлер. Что скрывает кожа. 2 квадратных метра, которые диктуют, как нам жить. ‒ Москва. ‒ 2017. ‒ С. 11.
6. Экспериментальные модели в патологии: учебник / В.А. Черешнев, Ю.И. Шилов, М.В. Черешнева, Е.И. Самоделкин, Т.В. Гаврилова, Е.Ю. Гусев, И.Л. Гуляева. Пермь: Перм. гос. ун-т., 2011. ‒ 267 с.
7. Hatakeyama M.

, Fukunaga A., Washio K., Taguchi K., Oda Y., Ogura K., Nishigori C. Anti-Inflammatory Role of Langerhans Cells and Apoptotic Keratinocytes in Ultraviolet-B-Induced Cutaneous Inflammation //J Immunol. ‒ 2017. ‒ №199(8).
8. Pacholczyk M., Czernicki J., Ferenc T. The effect of solar ultraviolet radiation (UVR) on induction of skin cancers //Med Pr. ‒ 2016. ‒ №67(2).

Кожа является самым крупным органом тела человека. Кожа — это наша связь с внешним миром. Она может передавать и принимать сигналы из окружающей среды. Она объект чувственных желаний, наш пограничный слой, пленительный сосуд, в который заключена наша жизнь, но в то же время кожа — это огромная среда обитания бактерий, грибков, вирусов и паразитов.

Кожа способна измерять температуру, выводить наружу всевозможные жидкости и продукты секреции, вбирать в себя свет и обращать его в тепло, что лежит в основе ее защитного действия [5].

Организм человека очень часто подвергается ультрафиолетовому облучению. Ультрафиолет (УФ) может быть естественного (солнце) и искусственного происхождения. Последнее сегодня нашло широкое применение в различных отраслях деятельности человека, такие как медицина, косметология, сельское хозяйство, а также могут быть использованы в профилактических, санитарных и гигиенических учреждениях.

В малых дозах ультрафиолетовое излучение (УФИ) проявляет благоприятное действие на организм.

Под действием ультрафиолета активизируются многие процессы необходимые для нормального обеспечения жизнедеятельности: обмен веществ, функционирование сердца, вдобавок повышается активность ферментов дыхания, улучшается кровоснабжение, усиливаются процессы окисления, что способствует быстрому выведению токсичных веществ.

Благодаря УФИ не только в организме человека, но и животных, птиц происходит выработка витамина D, который необходим для всасывания кальция в кишечнике и обеспечения нормального развития костного скелета. УФ способствует повышению сопротивляемости организма к простудным заболеваниям, снижению утомляемости, увеличению работоспособности [4].

Необходимо помнить, что при длительном воздействии УФ лучей, последнее начинает оказывать пагубное влияние на тело человека. Ультрафиолетовое излучение является физическим мутагенным и канцерогенным фактором [8], также является основным фактором риска для возникновения рака кожи, что приводит к воспалению и иммуносупрессии [7].

По данным ВОЗ ежегодно примерно от двух до трех миллионов человек имеют немеланомные раковые заболевания кожи, около 130 000 человек заболевают злокачественной меланомой и от двенадцати до пятнадцати миллионов человек теряют зрения из-за развития катаракты, из которых 20% связаны с влиянием УФ лучей.

Выделяют три вида УФИ: УФ-A с длиной волны от 400 до 315 нм, обладает незначительным биологическим действием. При инсоляции лучами диапазона А с сопровождающим действием некоторых химических веществ, становится вредным для здоровья человека.

УФ-B — длина волны от 315 до 280 нм — это наиболее опасное излучение, так как обладает большим канцерогенным действием, чем лучи диапазона А. Данный спектр может вызвать раковое заболевание и привести к образованию морщин, что является признаком преждевременного старения кожи.

УФ-C — длина волны от 280 до 200 нм — самые коротковолновые лучи, но не менее опасные, действует на белки, жиры и обладает бактерицидным действием.

Лучи с меньшей длиной волны отличаются большей биологической активностью, потому что биополимерные молекулы содержат кольцевые группы, содержащие углерод и азот, которые интенсивно поглощают излучение с длиной волны 260-280 нм [4].

Эпидермальные клетки — меланоциты — выполняют важную роль, защищая кожу от действия ультрафиолетовых лучей, и являются составляющими, поддерживающие барьерно-защитные свойства кожи. Изменение защитных клеток вызывает одно из самых быстротекущих новообразований — меланому, вследствие которой происходит 80% смертей, приходящихся на группу злокачественных заболеваний кожи.

В результате воздействия УФИ меланоциты помимо защитной функции ингибируют в клетках опасные для них свободнорадикальные реакции, обусловленные взаимодействием с прооксидантными ионами металлов, цитотоксическими фармакологическими веществами, свободнорадикальными продуктами перекисного окисления липидов [3].

Меланоциты — специализированные клетки, которые способны производить пигмент меланин и определять пигментацию (цвет кожи) и возможность загара. Имеют нейрональное происхождение, начинают развиваться из нервного гребня [2].

Данные клетки представляют форму многогранника, имеющего длинные отростки-дендриты.

Меланоциты могут локализоваться в соединительной ткани помимо эпителиальной, а также в головном и спином мозге, радужной оболочке глаза, внутреннем ухе и мозговом веществе надпочечников.

Меланины — высокомолекулярные пигменты, которые имеют несистематическую структуру и сложный химический состав. В зависимости от химического строения могут подразделяться на несколько вариантов [1].

Меланины — группа органических гидроароматических соединений (пигментов) микробного, растительного и животного происхождения. К меланинам относятся такие пигменты, как черный и темно-коричневый, светло-коричневый и красно-желтый.

Содержание меланина играет важную роль, так как при его изменении в органах и тканях может привести к таким патологиям, как болезнь Паркинсона, витилиго, альбинизм и др. [3].

Защитная функция меланинов заключается в поглощении ультрафиолетовых лучей, предотвращая повреждение тканей глубоких слоев кожи [1].

Распространение меланина в клетках кожи указывает на то, что максимальная защита соответствует зоне наибольшей пигментации, прямо пропорциональная зависимость наблюдается за счет высокой концентрации меланина в крупных одиночных гранулах-меланосомах, а с уменьшением диаметра гранул-меланосом соответственно снижается защита.

Меланин функционирует, как ловушка активных продуктов облучения, он замедляет перекисное окисление липидов. В результате свободнорадикальные продукты, образующиеся при окислении липидов, инактивируются на меланиновой матрице и не выходят в окружающее пространство.

Еще одним механизмом ингибирующего влияния меланосом на перекисное окисление липидов является связывание меланином солей тяжелых металлов, которые обладают прооксидантным эффектом, и фармакологических препаратов. Данная функция является одной из разновидностьи механизмов антиоксидантного действия меланосом.

Ультрафиолет является естественным стимулятором меланоцитов. В итоге под его влиянием на кожу происходит быстрое усиление роста дендритов, выработка меланина, что ведет к его накоплению в клетке, в дальнейшем происходит передача кератиноцитам, которые защищают от вредного воздействия УФ.

В результате действия ультрафиолета происходит активация меланогенеза, которая связана с уничтожением тирозиназы, ингибированной глютатионом и пептидазами.

Разрушение глютатиона и пептидаз осуществляется лизосомальными ферментами, которые выходят из поврежденных ультрафиолетом соответствующих органелл.

  • Впоследствии очередной стимуляции меланоцитов ультрафиолетом возникает гиперпигментация кожи, которая зависит от нескольких факторов:
  • — от увеличения числа функционирующих меланоцитов и пролиферации этих клеток;
  • — от удлинения отростков клеток и повышения степени их ветвления;
  • — от активации процесса формирования меланосом, что выражается в увеличении числа меланосом различной стадии зрелости;
  • — от ускорения синтеза меланина в меланосомах;
  • — от увеличения размеров меланосомных комплексов;
  • — возможно, от замедления процесса деградации меланосом кератиноцитами.

Реакция кожи на ультрафиолет и световое облучение представляет воспалительный процесс [6]. Происходит окисление SH-групп в SS-группы с высвобождением меди, которая активирует тирозиназу.

Воспаление, создаваемое воздействием света, учитывается как подготовительная фаза меланогенеза. При этом меланоциты мигрируют в глубокие слои эпидермиса, меланосомы приобретают высокую электронную плотность и образуют гигантские меланосомные комплексы, локализующиеся над верхним полюсом ядер.

Под воздействием биологически активных веществ, возникающих в результате воспаления, происходит возрастание митотической активности базальных клеток эпидермиса, скорости их дифференцировки и смещения в верхние слои.

В конечном итоге увеличивается толщина эпидермиса, особенно рогового слоя, что является защитной реакцией кожи на действие света.

Следовательно, защитная реакция кожи по отношению к ультрафиолетовому облучению не ограничивается только активацией меланоцитов, которые играют в ней ключевую роль, данное взаимодействие основано на достаточно сложных межклеточных взаимодействиях в эпидермисе и дерме и включении воспаления как неспецифической защитной реакции [3].

Читайте также:  Центр управления болью: обезболивание при онкологии, борьба с болью при раке

Библиографическая ссылка

Гущин М.О., Проскурнова Ю.Н. О ПОВРЕЖДАЮЩЕМ ДЕЙСТВИИ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫХ ЛУЧЕЙ НА КОЖУ ЧЕЛОВЕКА // Международный студенческий научный вестник. – 2018. – № 4-2. ;
URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=18499 (дата обращения: 30.12.2021). Повреждение клеток кожи ультрафиолетом: новые данные

Фотостарение

         Фотостарение (дерматогелиоз, гелиодерматит, преждевременное старение кожи, актинический дерматоз, photoaging) — изменения, связанные с хроническим воздействием ультрафиолетового излучения и накоплением фотоповреждений кожи.

          Фотоповреждения — это повреждения получаемые от воздействия ультрафиолетовых лучей на кожу. Кожа может получать фотоповреждения в любое время года и даже в ненастную погоду, зимой, если на ней нет SPF защиты. Фотоповреждения накапливаются с течением времени, что в дальнейшем приводит к фотостарению.

  • Ультрафиолет оказывает действие на ряд факторов, сбой в функционировании которых ведёт к развитию неблагоприятных для кожи последствий:
  • Повреждение клеток кожи ультрафиолетом: новые данные
  •  Основные признаки фотостарения:
  • Гиперкератоз (усиленное ороговение)
  • Солнечное лентиго (веснушки, пигментные пятна, гиперпигментация)
  • Сеть мелких морщин на лице, шее, в зоне декольте
  •  Потеря упругости и эластичности, сухость и дряблость кожи лица и шеи
  •  Расширенные поры
  • Телеангиэктазии
  • Замедление естественной регенерации
  • Эластоз

Механизмы фотострения:

          ДНК — уникальная молекула, несущая в себе генетическую информацию о  строении и свойствах всех клеточных белков. Повреждение ДНК приводит к постоянному воспроизводству уже повреждённых клеток.

Как происходит молекулярное повреждение цепочек ДНК?

Фотоны ультрафиолетовых лучей поглощаются специфическими фотохромофорами в коже и передают им свою энергию. Каждый из фотохромофоров поглощает энергию лучей определённого спектра. Молекула ДНК может поглощать ультрафиолетовые лучи B спектра.

Поэтому первые солнцезащитные крема защищали кожу от UVB лучей
Поглощая энергию фотонов молекула ДНК повреждается, мутирует.

Если бы молекула погибала, организм бы её восстанавливал, но, в  случае с фотоповреждениями организм не всегда замечает их, что приводит к производству новых повреждённых молекул, уже самим организмом.

          В отличие от прямого (молекулярного) фотоповреждения молекул ДНК, повреждение через окисление проходит через промежуточных этапы создания свободных радикалов, поэтому этот механизм повреждений ДНК долгое время не замечался.

Однако он оказывает сильнейшее воздействие и приводит к серьёзным последствиям, к кожным заболеваниям и к фотостарению. В организме и в коже всегда присутствуют свободные радикалы, они нужны клеткам. Однако под воздействием UVA лучей в коже генерируется большое количество свободных радикалов.

Лучи UVA проникают гораздо глубже в дерму, чем UVB лучи.

Энергия UVA лучей поглощается и является генератором свободных радикалов.

Свободные радикалы, они же окислители повреждают молекулы ДНК. Окисленная молекула ДНК, повреждаясь, увеличивает спектр поглощения UV лучей до UVA спектра. Таким образом с этого момента UVA лучи могут напрямую повторно повреждать молекулы ДНК. Стоит вспомнить, что UVA лучи облучают нас круглый год и не зависят от того солнечная погода или нет, находимся мы на улице или в офисе, если есть солнечное освещение то UVA лучи тоже есть.

Повреждение клеток кожи ультрафиолетом: новые данные | Клиники «Евроонко»

Недавно ученые провели анализ изменений, которые накапливаются в ДНК клеток кожи. Оказалось, что повреждения, вызванные ультрафиолетовым излучением, есть даже на участках кожи, которые постоянно закрыты одеждой.

К повреждениям ДНК в клетках кожи могут приводить разные факторы, как находящиеся в организме, так и воздействующие извне. В итоге у некоторых людей накапливаются мутации, которые приводят к раку.

Основным внешним повреждающим фактором является ультрафиолетовое излучение.

Определенную роль играют и продукты клеточного метаболизма, свободные радикалы, случайные ошибки при копировании ДНК во время клеточных делений.

Все эти механизмы хорошо известны, но пока еще никто не измерял вклад, который вносит каждый из них.

Недавно это сделали ученые из Национального института гигиены окружающей среды США под руководством Дмитрия Горденина. Результаты исследования были опубликованы в научном журнале PLOS Genetics.

Накопление генетических изменений в клетках кожи — естественный процесс

Исследователи провели секвенирование геномов клеток кожи, полученных от 21 добровольца. Среди участников были белые и чернокожие люди в возрасте от 25 до 79 лет.

Как и ожидалось, было обнаружено, что изменения в геноме, вызванные продуктами метаболизма, накапливаются по мере того, как человек становится старше.

А вот изменения, вызванные ультрафиолетовым излучением, не зависят от возраста. Кроме того, оказалось, что мутации возникают даже в клетках, которые обычно защищены от солнечных лучей.

Они присутствовали и у чернокожих испытуемых, хотя и в меньшем количестве по сравнению с белыми.

Такие различия между представителями разных рас вполне объяснимы. В темной коже присутствует больше пигмента меланина, который поглощает ультрафиолетовые лучи. Это подтверждается и статистикой: темнокожие люди значительно реже страдают раком кожи.

Результатом работы стала точная оценка изменений в ДНК клеток кожи, вызванных различными факторами, установление естественного диапазона генетических изменений у представителей различных рас и возрастных групп. В первую очередь это поможет при проведении новых исследований в будущем.

В свою очередь, врачи «Евроонко» напоминают, что воздействие ультрафиолетовых лучей — наиболее значимый фактор риска развития рака кожи и меланомы. В группе повышенного риска находятся люди, которые часто посещают пляжи (особенно с 10.00 до 16.

00 — в пик солнечной активности), работают на улице с обнаженным торсом, путешествуют в теплые страны, проживают в южных регионах, ходят в солярии. Опасны солнечные ожоги — особенно в детском возрасте. Диагностировать злокачественные опухоли кожи на ранних стадиях помогает специальное исследование — дерматоскопия.

В клиниках «Евроонко» в Москве и Краснодаре можно пройти видеодерматоскопию на новейшей модели немецкого аппарата ФотоФайндер. Он помогает составить «карту родинок» и в дальнейшем отслеживать ее в динамике.

Источник: sciencedaily.com.

Ультрафиолет повреждает клетки кожи, даже когда вы уже ушли с солнца

Ультрафиолетовое излучение повреждает ДНК меланоцитов, клеток, вырабатывающих пигмент меланин — именно он придает коже тот самый оттенок, которого добиваются загорающие. Повреждение ДНК меланоцитов — главная причина рака кожи.

Под воздействием ультрафиолета ДНК на небольшом участке расплетается на две отдельные нити, и соседние нуклеотиды («кирпичики», из которых состоит ДНК) в этих нитях связываются друг с другом. Как если бы зубчики на одной стороне на молнии соединялись не зубчиками на противоположной стороне, а «слипались» друг с другом.

Такое образование называется пиримидиновым димером, и оно мешает правильно считывать генетический код. Это не единственное последствие облучения ультрафиолетом, но ученые сосредоточились именно на нем.

До сих пор считалось, что меланин защищает кожу от ультрафиолета, поглощая излучение. Однако в новом исследовании были получены результаты, которые заставляют по-новому взглянуть на этот процесс. Дуглас Браш (Douglas Brash) из Йельской медицинской школы в Нью-Хейвене (Коннектикут, США) и его коллеги облучали мышиные и человеческие меланоциты ультрафиолетовой лампой. Они увидели, что повреждения в ДНК меланоцитов накапливались еще как минимум в течение трех часов после того, как ученые убирали лампы.

Исследователи объясняют это тем, что в клетках, содержащих меланин, при облучении ультрафиолетом образуются активные формы кислорода (супероксид) и оксид азота. В результате их взаимодействия образуется сильный окислитель пероксинитрит. Он разлагает меланин, фрагменты которого затем попадают в ядро клетки.

Пероксинитрит также является одним из немногих веществ биологического происхождения, которые могут возбуждать электроны в молекулах, переводя их на более высокий энергетический уровень. Именно это происходит с молекулами меланина в ядрах клеток. Возбужденное состояние неустойчиво, и лишнюю энергию меланин «отдает» молекуле ДНК, способствуя образованию пиримидиновых димеров.

«Вследствие этих процессов меланин может как способствовать развитию рака, так и защищать от него», — пишут Браш и его коллеги в своей статье, которая опубликована в журнале Science.

Все это, конечно, очень печально, но в том, что повреждение ДНК происходит в течение нескольких часов после облучения, есть и свои плюсы. Это означает, что процессу можно помешать.

Авторы статьи выяснили, что такие вещества, как витамин E или этилсорбат (этиловый эфир гекса-2,4-диеновой кислоты) уменьшают степень повреждения ДНК ультрафиолетом. Можно подобрать и другие вещества, которые «гасят» возбужденное состояние молекул.

В будущем они, возможно, войдут в состав солнцезащитных кремов, которые нужно будет использовать уже после солнечных ванн.

Как действует ультрафиолет на кожу

Оздоровительное воздействие ультрафиолета известно еще со времен гелиотерапии. К лечению солнечными лучами прибегали при кожных, суставных, мышечных, дыхательных и других заболеваниях. Доказано, что УФ-лучи оказывают общее и локальное лечебное воздействие на кожу и весь организм.

Общее заключается в выработке витамина Д3, необходимого для фосфорно-кальциевого обмена. УФ-лучи активизируют поглощение кислорода тканями и выделение углекислоты, улучшают белковый и углеводный обмен. Стимулируют и выработку антител, повышая сопротивляемость организма к инфекциям. При недостатке ультрафиолета иммунитет ослабевает.

В северных регионах рекомендуют проходить профилактические курсы фототерапии – облучения искусственными УФ-лучами.

Благодаря терапевтическому воздействию ультрафиолета на весь организм, фототерапия широко используется в разных сферах медицины.

Применяется в общей терапии (лечение артритов, рахита, бронхиальной астмы); неврологии (рассеянный склероз, последствия черепно-мозговых травм); стоматологии (стоматиты, пародонтоз, гингивит); отоларингологии (риниты, тонзиллиты, гаймориты), а также в педиатрии, гинекологии и ортопедии. Особое внимание уделяется применению фототерапии в дерматологии.

Читайте также:  Резекция почки: послеоперационный период, лапароскопическая резекция почки при раке

Локальные изменения, происходящие в коже под ультрафиолетовым излучением, связаны с механизмом его действия при нарушении иммунных, обменных и других функций. Для понимания лечебного эффекта фототерапии рассмотрим, в каких клетках УФ-лучи вызывают фотохимические реакции.

Как воздействует на кожу ультрафиолет разной длины?

В фототерапии используется излучение с разной длиной волны и спектра, от чего зависит его проникающая способность. Длинноволновое UVA-излучение (320-400 нм), усиливающееся препаратами-псораленами, проникает в нижний слой кожи – дерму. Является основой ПУВА-терапии, или фотохимиотерапии.

Влияет на дендритные клетки, макрофаги и отдельные виды T-клеток. При длительном воздействии разрушает цепи ДНК и функции клеток. Но все эти нарушения накапливаются и запускают процессы фотостарения кожи, фоточувствительности и стойкой пигментации.

Возникают также неравномерное утолщение рогового слоя, нарушения кератинизации, разрушение волокнистых структур и образование свободных радикалов.

Средневолновое UVВ-излучение (280-320 нм) не проникает глубже шиповатого слоя эпидермиса. За счет этого воздействие ультрафиолета на кожу более безопасное и щадящее. В зависимости от ширины лучей применяется метод средневолновой селективной широкополосной фототерапии или узкополосного UVВ-излучения с длиной волны 311 нанометров.

Селективная фототерапия (СФТ) не получила большого распространения, поэтому сегодня активно практикуется узкополосное облучение в лечении заболеваний кожи. Ультрафиолет 311 нм воздействует на кератиноциты, клетки Лангерганса, меланоциты и липидный ламелларный барьер кожи. При воспалительных процессах влияет на иммунный ответ.

Напрямую повреждает ДНК клеток, не накапливая нарушения в их структуре, как UVA.

Несколько фактов про воздействие ультрафиолета А и В-спектра:

1) Синтез витамина D3 происходит именно под действием ультрафиолета UVB-спектра. При гелиотерапии достаточно 15-минутного солнечного облучения лица и рук. Но оно содержит и опасный спектр, поэтому безвредной альтернативой становятся искусственные UVB-лучи.

2) В иммунном клеточном ответе большую роль играют клетки Лангерганса, очень чувствительные к ультрафиолету. Под действием УФ-облучения их функции нарушаются. И если после UVA они восстанавливаются спустя 2-3 недели, то после UVB – всего за 48 часов. 3) UVA-облучение не вызывает сильных эритем и ожогов.

Но при долгом воздействии эти лучи становятся причиной фотостарения и УФ-индуцированного канцерогенеза. В отличие от B-спектра, вызываемый А-лучами загар не становится защитой от последующего излучения. 4) Средневолновой ультрафиолет считается эритематогенным, вызывающим покраснения. Но это зависит от типа кожи и эритемной дозы.

В целом же воздействие ультрафиолета на кожу вызывает фотозащитную реакцию – синтез меланина, ограничение и рассеивание УФ-лучей.

5) Опасения вызывает и риск развития рака кожи от УФ-лучей. Однако замечено, что смертность от меланомы снижается при увеличении дозы UVB-облучения! Ученые объясняют это стимуляцией фотозащитного эффекта благодаря меланину и синтезу витамина D3.

От чего зависит воздействие ультрафиолета на кожу?

Помимо длины и спектра УФ-излучения, негативное или позитивное влияние лучей зависит от двух других факторов: типа кожи и дозы облучения. Как мы уже выяснили, естественную фотозащиту создает меланин, определяющий устойчивость к УФ-лучам.

А его выработка напрямую зависит от фототипа кожи. Что касается дозы, то для курсов эффективной и безопасной фототерапии необходимо определить минимальную эритемную дозу (МЭД).

То есть дозу облучения, при которой эритемы или не образуются, или проявляются очень слабо.

• Классификация фототипов кожи

Впервые разделение на типы кожи предложил знаменитый американский дерматолог Томас Фитцпатрик в 1975-м году. Этой шкалой чувствительности кожи к ультрафиолету пользуются во всем мире. Состоит она из 6 типов, включая индонезийский и афроамериканский. В России они мало распространены, поэтому чаще руководствуются первыми четырьмя фототипами.

I. Кельтский (скандинавский) тип. Очень светлая кожа с обилием веснушек. Волосы тоже светлые или рыжие, глаза чаще всего голубые. Такая кожа практически не покрывается загаром, поэтому очень высок риск ожогов, раннего фотостарения и гиперпигментации.

II. Европейский (нордический) тип. Светлая кожа с редкими веснушками или без них. Волосы – русые, светло-каштановые, глаза – голубые, серые. Кожа слабо покрывается загаром, который быстро сходит и не защищает от дальнейшего ультрафиолетового облучения.

III. Среднеевропейский (темнокожий европейский) тип. Кожа смугловатая. Волосы – темно-русые или темные (шатен), глаза обычно карие. Кожа хорошо покрывается загаром, поэтому риск солнечных ожогов и эритем небольшой. Но есть склонность к фотостарению.

IV. Средиземноморский тип. Кожа очень смуглая. Волосы – каштановые или темно-каштановые, глаза – карие или черные. Такая кожа очень хорошо покрывается загаром, который обеспечивает естественный барьер для УФ-лучей и не вызывает ожогов от солнца.

• Минимальная эритемная доза

Для каждого типа кожи существует своя МЭД: например, для светлой – это 200-300 Дж/м2. Однако на определение минимальной эритемной дозы влияет также индивидуальная чувствительность кожи к ультрафиолету. Определяют ее по биологическому методу дозирования УФ-лучей.

Через пластины с несколькими отверстиями облучают кожу в течение разных промежутков времени, от 0.5 до 3-х минут. Спустя сутки осматривают кожу и находят участок с минимальным покраснением. Это и становится одной биологической дозой (биодозой), то есть минимальным временем облучения без эритем.

В фототерапии заболеваний кожи применяют субэритемные дозы (не вызывают покраснений) и эритемные (вызывают покраснения). Субэритемная доза – это часть биодозы, обозначаемая дробью (1/8-7/8). Эритемные дозы могут быть слабыми (1-2 биодозы), средними (3-4) и сильными (5-8).

Общее УФ-облучение кожи проводится субэритемными дозами, а локальное – эритемными.

Воздействие ультрафиолетового излучения на заболевания кожи

Терапевтические возможности фототерапии в наибольшей степени проявились в дерматологической практике. УФ-облучение применяется в лечении болезней кожи разной этиологии: аутоиммунных, воспалительных, инфекционных, грибковых. Максимальную эффективность демонстрирует в терапии кожных заболеваний с хроническим течением.

В зависимости от сложности и стадии болезни, позволяет добиться стойкой и длительной ремиссии от 50% до 95% случаев. Воздействие ультрафиолета на кожу вызывает именно те фотохимические реакции, которые необходимы для торможения воспалительного процесса, нормализации иммунного ответа и регенерации клеток.

Приведем примеры лечебного действия самого передового, эффективного и безопасного метода – UVB-облучения 311 нм.

– Ультрафиолет при псориазе. Узкополосная фототерапия рассматривается как метод выбора при разных формах этого заболевания.

Ученые выяснили, что его причинами становятся увеличение количества Т-лимфоцитов и неконтролируемое деление клеток-кератиноцитов. Меняется также состав и количество церамидов, которые вырабатывают кератиноциты для создания ламеллярного барьера кожи.

Все эти процессы нормализует курс фототерапии 311 нанометров. Результативность лечения псориаза очень высокая – до 95%!

– Ультрафиолет при витилиго. Это заболевание, проявляющееся депигментацией кожи, также хорошо поддается фототерапии. Причиной витилиго становится нарушение функции меланоцитов, вырабатывающих меланин.

Вспомним, что UVB-облучение активизирует их работу и даже восстанавливает структуру поврежденных клеток.

Фототерапия 311 нм также становится методом первого выбора благодаря эффективности до 90%! Важно понимать, что речь идет о начале репигментации и клинической ремиссии, а не о полном выздоровлении.

– Ультрафиолет при дерматите. Узкополосное UVB-облучение 311 нм широко используется в лечении атопического и себорейного дерматита. Причины этих заболеваний разные.

Но в обоих случаях терапевтический эффект обеспечивают изменения, происходящие в коже под ультрафиолетовым излучением. При атопическом дерматите ультрафиолет восстанавливает баланс про- и противовоспалительных цитокинов.

При лечении себорейного дерматита ультрафиолет запускает программируемую гибель Т-клеток и тормозит активность грибка.

– Ультрафиолет при отрубевидном лишае. Грибковые заболевания кожи очень проблемные для фототерапии. Радикальнее всего действуют короткие UVC-лучи (до 280 нм). Но они почти не применяются из-за повреждающего действия на кожу.

Для усиления эффекта облучение узкополосным ультрафиолетом 311 нм сочетают с приемом антимикотиков. Такая комбинация позволяет ослабить симптомы заболевания и добиться долгой ремиссии.

В отличие от других видов фототерапии, облучение 311 нм безопасно и может проводиться в домашних условиях!

– Ультрафиолет при грибовидном микозе. При этом опасном заболевании, имеющим онкологический потенциал, необходимо затормозить процесс злокачественной трансформации клеток. Первичная Т-клеточная лимфома поддается фототерапии на доопухолевой стадии.

Воздействие ультрафиолета на кожу основано на запуске программируемой гибели (апоптозе) лимфоцитов и увеличении выработки противовоспалительных цитокинов.

Механизм действия схож с лечением псориаза, так как и здесь имеет место аутоиммунный характер заболевания.

– Ультрафиолет при гнездовой алопеции. Это очаговое выпадение волос неясной этиологии, при котором также назначают курсы фототерапии. Под действием ультрафиолета на кожу головы активизируется местное кровообращение и обменные процессы в тканях.

Если волосяные фолликулы не атрофированы, то УФ-лучи способны их разбудить и восстановить рост волос. Узкополосное облучение головы можно проводить дома ручным облучателем-расческой Ультрамиг-311Р.

Имеет легкий вес и насадку-гребень для удобства процедур.

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector