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Capacità fotoprotettiva naturale della cute potenziamento con antiossidanti topici 7 dic 2005.

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Presentazione sul tema: "Capacità fotoprotettiva naturale della cute potenziamento con antiossidanti topici 7 dic 2005."— Transcript della presentazione:

1 Capacità fotoprotettiva naturale della cute potenziamento con antiossidanti topici 7 dic 2005

2 assorbita da cromofori endogeni* NADH-NADPH, riboflavine citocromi triptofano e altri aminoacidi proteine enzimatiche (ossid.) acido urocanico basi del DNA (maggiore cromoforo per l UVB) * Sander CS et al. J Invest Dermatol 2002 * Hanson KM, Simon JD. Proc Natl Acad Sci USA 1998 UV / effetti Radiazione UV

3 UV / effetti UVB azione diretta sul DNA nm effetti indiretti e mutazioni UVA nm danno indiretto del DNA induce in condizioni sperimentali mutazioni * immunodepressione ** * Wang SQ et al. J Am Acad Dermatol 2001 ** Vermeer BJ et al. Eur J Dermatol 1996

4 UV / effetti eventi molecolari indotti da UV causa delle specifiche alterazioni cliniche ed istologiche fotodanno del DNA Specie Reattive Ossigeno (ROS) (ossigeno singoletto, perossido di H, anione superossido)

5 UV -liberazione di mediatori citochine chemochine fattori di crescita prostaglandine fattori immunosoppressivi neuropeptide alfa MSH - inibizione del rilascio di alcune citochine modulazione della risposta immunitaria cutanea

6 depressione risposta immunitaria locale e sistemica fotoimmunomodulazione UV cascata alterazioni immunologiche

7 cis-UCA immunomodulazione * e coinvolto nella inibizione della immunità tumorale forma acido cis-urocanico (cis-UCA) nella cute fotoesposta fotoimmunomodulazione UV * Finlay-Jones JJ et al. Australas J Dermatol 1997

8 produzione cis UCA è correlata - all irradiazione solare - al livello e al tipo di pigmentazione melaninica soggetti a pelle chiara e bambini (esposti a radiazione UV) producono più cis-UCA

9 * Norval M. J Photochem Photobiol B 2001 * de Fine Olivarius F et al. J Photochem Photobiol B 1999 soggetti a pelle chiara e bambini - a più alto rischio di immunodepressione UV indotta?* Produzione cis UCA è correlata allinsorgenza di MC o di NMSC?

10 effetti della fotoimmunomodulazione § regolati da suscettibilità genetica * dati sperimentali * Ullrich SE. Front Biosci 2002 * Norval MJ. Photochem Photobiol B 2001 esposizione solare in tutte le età è determinante

11 - effetti negativi della irradiazione accumulata nel tempo epiteliomi invecchiamento - intensa esposizione solare precoce incidenza del MC interazione con fattori genetici esposizione solare rilevante fattore di rischio radiazioni ultraviolette ( nm)

12 nella cute sono presenti numerosi sistemi di fotoprotezione (scavenger di radicali liberi – antiossidanti,etc) nella cute sono presenti numerosi sistemi di fotoprotezione (scavenger di radicali liberi – antiossidanti,etc) UV causa molteplici effetti biologici azioni protettive FOTOPROTEZIONE NATURALE capacità fotoprotettiva della cute

13 Fotoprotezione naturale sistemi endogeni interagenti tra loro Sistema complesso di protezione

14 capacità fotoprotettiva della cute I sistemi di protezione sono attivati dallirradiazione UV

15 La cute contiene un gran numero di antiossidanti complessi meccanismi di interazione proteggono dai ROS e dagli altri radicali liberi prodotti dalla intensa esposizione La cute contiene un gran numero di antiossidanti complessi meccanismi di interazione proteggono dai ROS e dagli altri radicali liberi prodotti dalla intensa esposizione capacità fotoprotettiva della cute

16 pool antiossidanti (tocoferoli,ascorbato,glutatione,etc) HSP Heat Shock Proteins citocromo P450* (monossigenasi microsomiali) alcune citochine …… efficiente protezione cellulare dal danno UV-indotto (e verso altri insulti endogeni ed esogeni) * Gonzalez MC et al. Br J Dermatol 2001 sistema di difesa naturale capacità fotoprotettiva della cute

17 Heat Shock Proteins (HSP) adattamento e protezione riduzione dellimpatto sulla cute di condizioni ambientali dannose* *Trautinger F. J Photochem Photobiol B 2001 capacità fotoprotettiva della cute

18 UV (principalmente UVB) (cheratinociti) aumentata espressione di HSP-72 protezione cellulare dal danno UV-indotto * prevenzione di cancerogenesi cutanea e photoaging ** * Zhou X. J Invest Dermatol 1998 capacità fotoprotettiva della cute **Marrot L et al. Photochem Photobiol 1999

19 antiossidanti endogeni emossigenasi (HO) stress induced proteins antiossidanti endogeni emossigenasi (HO) stress induced proteins capacità fotoprotettiva della cute protezione dalla fotoesposizione cronica * * Raikin GY et al. Biochemistry 2000 attività enzimatica ed altre funzioni produzione indotta da UV

20 La capacità antiossidante è più alta nelle cellule cheratinizzate rispetto agli strati germinali pool antiossidanti pool antiossidanti down regulation e controllo effetti UV

21 tocoferolo ascorbato antiossidanti endogeni scavengers radicali liberi antiossidanti endogeni scavengers radicali liberi carotene capacità fotoprotettiva della cute (riserva attività antiossidante) Licopene Ubichinone GSH Ac.alfalipoico Taurina GSH perossidasi Catalasi SOD Altri sistemi riducenti -NADPH-NADP+ -NADH-NAD+

22 Ascorbato antiossidanti endogeni non enzimatici scavengers radicali liberi antiossidanti endogeni non enzimatici scavengers radicali liberi Carotenoidi lipidi perossidi specie reattive dellossigeno lipidi perossidi specie reattive dellossigeno radicali liberi Ossicarotenoidi Ubichinone (c.Q) Glutatione Ac.alfa lipoico Taurina Tocoferoli capacità fotoprotettiva della cute

23 H 2 O 2 protezione H 2 O 2 protezione Catalasi Sintesi enzimi antiossidanti: Se - Zn - (Cu) antiossidanti endogeni enzimatici SOD Superossido dismutasi GSH perossidasi GSH reduttasi capacità fotoprotettiva della cute H e perossidi lipidi GSSG anione superossido

24 La maggior parte dei sistemi naturali di fotoprotezione diviene insufficiente dopo intensa e prolungata esposizione UV I sistemi di protezione sono attivati dallirradiazione UV

25 La fotoprotezione locale e sistemica consente di potenziare tali sistemi La fotoprotezione locale e sistemica consente di potenziare tali sistemi

26 prevenzione delle sunburn cells (studi in vitro) catalasi effetto protettivo (dati sperimentali su topi) SOD Prevenzione dellimmunosoppressione UV indotta (topi) derivati cisteina derivati cisteina effetto protettivo (instabile) effetto protetivo verso eritema effetto protettivo (instabile) effetto protetivo verso eritema ascorbato -tocof. acetato -carotene risultati negativi effetto protettivo risultati negativi effetto protettivo Studi di fotoprotezione topica taurina potenziamento della fotoprotezione naturale -glucano diminuisce la immunosoppressione UV

27 Vit E gruppo di tocoferoli e tocotrienoli (alfa-tocoferolo maggiore attività biologica) - controllo catena ossidativa - attività scavenger - altre attività (stabilizz. membrane, etc) antiossidanti endogeni e scavenger potenziamento fotoprotezione naturale / fotoprotezione topica

28 Vit E alfa tocoferolo 1% dopo irradiazione: riduzione del 50 % formazione dimeri timina* - riduzione immunosoppressione da UV** * Mc Vean M, Liebler DC. Carcinogenesis 1997 ** Gensler, Magdaleno et al.Nutr Cancer 1991 antiossidanti endogeni e scavenger - prevenzione del fotodanno DNA potenziamento fotoprotezione naturale / fotoprotezione topica

29 Vit E - cheratinociti epidermici irrad. UVB (30-60 mJ) notevole riduzione di cellule vitali * (topo) - applicazione di Vit E prima e dopo irradiazione* notevole incremento di viable cells contemporanea riduzione di cellule apoptotiche * Maalouf S et al. Mol Carcinog 2002 potenziamento fotoprotezione naturale / fotoprotezione topica antiossidanti endogeni e scavenger

30 Vit E effetto protettivo verso UVB e UVA* (colture di cheratinociti umani) deficit: aumento perossidi nella cute** (topo) irradiazione UV e VIS accentua il deficit° ( uomo) * Quiec et al. J Invest Dermatol 1995 * Kondo et al. Photodermatol Photoimmunol Photomed 1990 ° Werninghaus,Gilchrest et al. Photodermatol Photoimmunol Photomed 1991 ** Igarashi et al.Br J Dermatol 1989 difesa dal danno UV antiossidanti endogeni e scavenger potenziamento fotoprotezione naturale / fotoprotezione topica

31 Vit E * Lopez-Torres et al. Br J Dermatol 1998 applicazione alfa tocoferolo : (topo) - aumento della vitamina nella cute (decine di volte)* - dopo irradiazione UV ( nm): concentrazione ancora elevata antiossidanti endogeni e scavenger potenziamento fotoprotezione naturale / fotoprotezione topica

32 alfa tocoferolo applicazione topica ( uomo) - inibisce leritema UV indotto* - diminuisce la formazione di sunburn cells** prima e anche dopo irradiazione * De Rios et al. J Invest Dermatol 1978 ** Cesarini et al. Photochem Photobiol 1988 Vit E antiossidanti endogeni e scavenger potenziamento fotoprotezione naturale / fotoprotezione topica

33 Vit E prevenzione danni da ROS sulla produzione di collagene* ( colture di fibroblasti umani) deficit : aumento di collagene insolubile** ( protezione da perossidi inefficace) (ratto) rallenta il danno ossidativo nell invecchiamento * Tanaka et al. Dermatol Res 1993 ** Igarashi et al. Br J Dermatol 1989 antiossidanti endogeni e scavenger potenziamento fotoprotezione naturale / fotoprotezione topica

34 tocoferolo acetato assorbito e convertito a tocoferolo libero* - riduce il danno da UV prima dellirradiazione UVB ed anche dopo ** (topo) - è molto attivo verso il danno da UV*** (topo) tocoferolo sorbato * Norkus et al. Photochem Photobiol 1993 ** Trevithick et al. Scanning Microsc 1993 *** Jurkiewicz et al. J Invest Dermatol 1995 Vit E (alfa tocoferolo instabile) potenziamento fotoprotezione naturale / fotoprotezione topica antiossidanti endogeni e scavenger

35 tocoferolo acetato 10% - riduce leritema da UV prima dellirradiazione UVB ed anche dopo* (uomo) * Nino et al. Ann It Dermatol 2002 Vit E potenziamento fotoprotezione naturale / fotoprotezione topica antiossidanti endogeni e scavenger

36 applicazione alfa tocoferolo: aumento di ascorbato, GSH, SOD L aumento del tocoferolo probabilmente modula la regolazione genica degli antiossidanti enzimatici Up-regulation del sistema antiossidante endogeno potenziamento fotoprotezione naturale / fotoprotezione topica antiossidanti endogeni e scavenger

37 Carotenoidi i carotenoidi non richiedono rigenerazione: quencing è di natura fisica e lascia la struttura intatta Il beta carotene reagisce meno del tocoferolo coi radicali liberi ed è solo debole antiossidante Beta carotene, licopene, ossicarotenoidi (es.zeaxantina e luteina) potenziamento fotoprotezione naturale / fotoprotezione topica antiossidanti endogeni e scavenger

38 Beta carotene e Licopene in concentrazioni microM non risultano avere potenziale fotoprotettivo * Offord EA et al. Free Radical Biol Med 2002 potenziamento fotoprotezione naturale / fotoprotezione topica

39 Beta carotene tocoferolo. e ac. Ascorbico proteggono dallazione e eritemigena di UVB * (topo) Beta carotene e vit E riducono il danno da UVA degli enzimi antiossidanti ° (topo) * Shindo et al. J Invest Dermatol 1993 ° Evelson P et al. J Photochem Photobiol B 1997 potenziamento fotoprotezione naturale / fotoprotezione topica

40 Beta-carotene lutein or astaxanthin protect against UVA-induced oxidative stress in rat kidney fibroblasts Beta-Carotene, lutein, and astaxanthin protect against UVA light-induced oxidative stress in vitro with astaxanthin exhibiting superior protective properties Modulation of UVA light-induced oxidative stress by beta-carotene, lutein and astaxanthin in cultured fibroblasts. O Connor I et al.J Dermatol Sci Mar;16(3):

41 VIT E lincremento da UVA di MMP-1 mRNA è soppresso solo da aggiunta di vitamina E in colture con beta carotene e licopene* vit E :potenziale fotoprotettivo intrinseco stabilizzante le capacità fotoprotettive di altri antiossidanti* * Offord et al. Free Radical Biol Med 2002 potenziamento fotoprotezione naturale / fotoprotezione topica antiossidanti endogeni e scavenger

42 Ascorbato radicale ascorbato è ridotto da sistemi comprendenti NADPH-NADP+ NADH-NAD+ rigenera radicali tocoferolo riserva attività antiossidante antiossidanti endogeni e scavenger potenziamento fotoprotezione naturale / fotoprotezione topica

43 Vit E e Vit C efficace fotoprotezione - a dosi basse -una singola applicazione prima dellirradiazione* (topo) Incremento del network antiossidante * Steenvoorden et al. Int J Radiation Biol 1999 potenziamento fotoprotezione naturale / fotoprotezione topica antiossidanti endogeni e scavenger

44 * Steenvoorden et al. Radiat Res 1998 * Steenvoorden et al. Radiat Res 1998 Glutatione – esteri (non penetrazione GSH) GSH etilestere: - aumento GSH nellepidermide* (topo) - effetto fotoprotettivo - controllo dellimmunodepressione UV indotta Sistema GSH – Se - Tocoferolo potenziamento fotoprotezione naturale / fotoprotezione topica antiossidanti endogeni e scavenger

45 Cisteina – derivati prevenzione dellimmunosoppressione UV indotta * (topo) effetto fotoprotettivo mediato da inibizione cis-Urocanico? *Steenvoorden et al. Radiat Res 1998 potenziamento fotoprotezione naturale / fotoprotezione topica antiossidanti endogeni e scavenger

46 Acido alfa-lipoico cofattore enzimatico tiolico delle deidrogenasi penetra facilmente nella cute* e trasformato in acido diidrolipoico° (topo) potente antiossidante* * Podda M et al. Biochem Pharmacol 1996 ° Podda M et al. Biochem Biophys Res Commun 1994 potenziamento fotoprotezione naturale / fotoprotezione topica antiossidanti endogeni e scavenger

47 Taurina neutralizza ROS e regola flussi ionici a livello biomembrane si riduce con letà - 40 % - UV inibisce enzima responsabile formazione supplementazione topica riduce eritema UV indotto * (uomo) aminoacido libero a livello tessutale potenziamento fotoprotezione naturale / fotoprotezione topica antiossidanti endogeni e scavenger

48 Interdipendenza dei vari antiossidanti con incremento della totale capacità antiossidante Up-regulation del sistema antiossidante endogeno Il sistema antiossidante può essere modulato cambiando un singolo parametro del pool potenziamento fotoprotezione naturale / fotoprotezione topica

49 prevenzione delle cellule sunburn* (studi in vitro-topo) Catalasi effetto protettivo** (topo) SOD Emossigenasi SOD Emossigenasi Studi sullapplicazione topica (enzimi) produzione indotta da UV attività di scavenger su ferro° (uomo) ( < radicale idrossilico) protezione dalla fotoesposizione cronica * Miyachi Y et al. Clin Exp Dermatol 1983 ** Miyachi Y et al. J Invest Dermatol 1987 ° Vile G et al. Proc Natl Acad Sci Usa 1994 potenziamento fotoprotezione naturale / fotoprotezione topica antiossidanti endogeni e scavenger

50 Antiossidanti somministrabili per os (tocoferolo,ascorbato,carotenoidi,glutamilcisteina,etc) -interessanti sistemi -mancano ancora dimostrazioni sicure Antiossidanti somministrabili per os (tocoferolo,ascorbato,carotenoidi,glutamilcisteina,etc) -interessanti sistemi -mancano ancora dimostrazioni sicure UV / Strategie di Prevenzione complessità - delle variabili - delle variabili - dei fattori in causa - dei fattori in causa pochi gli endpoint determinabili pochi gli endpoint determinabili (MED,elastosi,sunburn cells,pigmentazione,etc.)

51 -Tocoferolo-Tocoferolo supplementazione orale supplementazione orale - non protegge - non protegge da eritema e danno da UV da eritema e danno da UV (valutazione clinico-istologica (uomo) ** (valutazione clinico-istologica (uomo) ** (dose insufficiente?) (dose insufficiente?) **Gilchrest et al. Photodermatol Photoimmunol Photomed 1991 Ascorbato somministrazione combinata di vit C ed E somministrazione combinata di vit C ed E protegge dal danno acuto solare protegge dal danno acuto solare Fotoprotezione Sistemica

52 Ubichinone (Coenzima Q) chinone liposolubile attività bioenergetica (mitocondri) e stabilizzante membrane Lassunzione prima della fotoesposizione aumento valori fototest iterativo * aumento valori fototest iterativo * * Ann.Ital Dermatol Clin Sper 1996 Fotoprotezione Sistemica

53 - Carotene una parte ridotta è assorbita una parte ridotta è assorbita effetti collaterali ad alte dosi effetti collaterali ad alte dosi *Stahl W et al. J Nutr 2001 Licopene protezione verso eritema UV (dieta ricca)* Fotoprotezione Sistemica

54 *Lock-Andersen et al. Photodermatol Photoimmunol Photomed 1997 **de Fine Olivarius et al. J Photochem Photobiol B 1999 Pigmentazione costituzionale - è il determinante più importante della fotosensibilità* - e influenza la immunomodulazione UV indotta** fotoprotezione naturale

55 capacità di pigmentazione - nei soggetti capaci di una buona abbronzatura le esposizioni solari durante l infanzia costituirebbero elemento di protezione * - con laumento dellesposizione sarebbero più protetti *White et al. Am J Epidemiol 1994 fotoprotezione naturale

56 La determinazione delle caratteristiche fenotipiche (colore, fototipo, etc) costituisce un criterio i importante per la valutazione del rischio di fotodanno fotoprotezione naturale

57 La reattività cutanea alle radiazioni UV presenterebbe un miglior accordo con le caratteristiche fenotipiche determinate mediante lanalisi delle melanine identificazione del tipo e del livello di melanine * * Prota G. 10th Meeting European Society of Pigment Cell Research fotoprotezione naturale

58 - eumelanine ______polimerizzazione 5-6- idrossiindoli - feomelanine ______polimerizzazione via cisteinil-DOPA - prodotti di modificazioni ossidative* fotoprotezione naturale pigmenti melanici: diversità molecolare *Prota G et al. Biochim Biophys Acta 2000

59 vari tipi di melanine * a differenti proprietà fisico-chimiche non identiche proprietà fotobiologiche ** * Prota G. Pigment Cell Res 2000 ** Ortonne JP. Br J Dermatol 2002 fotoprotezione naturale

60 rapporto feomelanine / eumelanine parametro indice di fotosensibilità e di rischio per NMSC e MC* * Snellman E et al. Photochem Photobiol1995 *Vincensi MR et al.(Univ. Federico II) Melanoma Res 1998 fotoprotezione naturale

61 Il rapporto tra tipi di melanine può costituire un fattore di protezione naturale fotoprotezione naturale microanalisi tipi di melanine

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