Úloha konečných produktů glykace při předčasném stárnutí pokožky

Stárnutí je multifaktoriální proces, který zahrnuje genetické, endogenní a vnější faktory. Jak stárne, kůže ztrácí vlhkost, stane se tenčí a fotodamáž se stává výraznějším. Tyto účinky jsou důsledkem genetických a epigenetických faktorů. Existují dvě hlavní úrovně stárnutí kůže - vnitřní (chronologické stárnutí, které je individuální a závisí na genetických vlastnostech) a vnější (probíhá pod vlivem environmentálních faktorů - ultrafialové záření, znečišťující látky atd.). Jedním z vnějších faktorů spojených s předčasným stárnutím je akumulace konečných glykačních produktů (AGE). 

Yana Janowska (Jana Janovská), Dermatovenerolog, Dermaclinica, Riga, Lotyšsko

Lana Casparane (Lana Kasparane), Julia Wojciechowska (Julie Voicehovska), Sergej Babikov (Sergejs Babikovs) a Janis Kisis (Jānis Ķīsis) mluví o výsledcích svého výzkumu zaměřeného na studium vlivu konečných glykačních produktů na stárnutí pokožky.

Úloha konečných produktů glykace při změně biologických procesů pokožky

Mezi biochemickými procesy glykosylace a glykací existují dva hlavní rozdíly. Glykolizace je proces, který probíhá za účasti enzymů, a glykace je pomalá neenzymatická reakce mezi aminoskupinami bílkovin (zejména lyzinu) a redukujících cukrů..

Glykace nastává, když glukóza (hlavní zdroj energie) je spojena s deoxyribonukleovou kyselinou (DNA), bílkovinami a tuky, což vede k narušení jejich funkce. Výsledkem této reakce jsou rezidua konečných glykačních produktů (AGE) v extracelulární matrici dermis; některé z nich mají charakteristické fluorescenční vlastnosti, které autoři identifikovali pomocí speciálního zařízení nazvaného AGE reader ™ (vyráběný společností Diagnoptics Technologies B.V., Nizozemsko). V tomto případě probíhá glykace podle Maillardovy reakce, která spočívá v vazbě elektrofilních karbonylových skupin nebo cukrů s lysinem nebo argininem (aminokyselinami).

Úroveň glykačních konečných produktů v zralé kůži (nikoliv v krvi) je známkou glykometabolického a oxidativního stresu.

Konečné produkty glycationu vedou k biologickým změnám, které ovlivňují aktivaci syntézy molekul. Generování AGE je podporováno:

  • ultrafialové záření;
  • kyslík;
  • reaktivní druhy kyslíku (ROS);
  • redox aktivní přechodné kovy.

Receptory AGE aktivují různé molekulární dráhy a účastní se tak:

  • záněty;
  • imunitní odpověď;
  • buněčná proliferace;
  • exprese genu.

Účinek ultrafialového záření spektra A na konečné produkty glycationu vede k tvorbě reaktivních kyslíkových forem, jako jsou radikály:

  • superoxidový anion;
  • radikál peroxidu vodíku;
  • hydroxylový radikál.

Tyto volné radikály mohou stimulovat tvorbu superoxidového aniontu NADPH-oxidasy nebo oslabit obranyschopný antioxidační systém.. 

Kůže, metabolický syndrom a konečné produkty glykace

Hlavní charakteristiky metabolického syndromu jsou:

  • centrální obezita;
  • porucha glukózové tolerance;
  • dyslipidemie;
  • arteriální hypertenze.

Asi třetina světové populace trpí tímto onemocněním..

Různé dermatologické nemoci jsou spojeny s metabolickým syndromem a / nebo jeho složkami. Metabolický syndrom částečně urychluje proces stárnutí..

Vzhledem k účinkům metabolického syndromu na tělo včetně kůže jsou známky pomalého zánětu způsobeného oxidačním stresem - stavem, ve kterém počet reaktivních druhů kyslíku převyšuje antioxidační schopnosti těla, což vede k uvolnění zánětlivých cytokinů a konstantních zánětlivých obranných reakcí v kůži.

Přebytek reaktivních druhů kyslíku vede k peroxidaci lipidů, oxidačnímu poškození proteinů a DNA a oxidační stres nepříznivě ovlivňuje biosyntézu kolagenu a zhoršuje zánět, což vede k:

  • aktivace matrice metalprotenázy;
  • aktivace aryl-uhlovodíkových receptorů (AhR);
  • reaktivní druhy kyslíku a redox aktivují přechodné kovy, což vede k zrychlení tvorby konečných glykačních produktů.

V důsledku glykace a akumulace end-produktů glykace v kůži se aktivují prozánětlivé procesy, předčasná apoptóza (buněčná smrt), zhoršuje se oxidační poškození a dokonce se projevují i ​​prekancerózní kožní onemocnění, jako je například aktinická keratóza..

Na mikroskopické úrovni jsou tyto změny vyjádřeny v:

  • vzhled jemných vrásek;
  • ztráta pružnosti;
  • ztenčení epidermis a dermis;
  • snížení rychlosti mitózy bazálních keranocytů;
  • snížení proliferační schopnosti;
  • stárnutí buněk.

Ztráta elasticity kůže je způsobena tvorbou můstků mezi molekulárními složkami dermis a AGE. Konečné produkty glycationu vedou k poruchám v extracelulární matrici vzhledem k tomu, že:

  • AGE vyvolávají biologické změny v syntéze molekul;
  • aktivace enzymu, která vede k destrukci matrice (metaloprotenóza);
  • vliv UV záření na konečné produkty glykace v extracelulární matrici vede k tvorbě reaktivních kyslíkových forem, což vede k nevratným změnám v dermis.

Potraviny s vysokým glykemickým indexem přispívají k akumulaci konečných produktů glykace v těle, které nejen urychlují proces stárnutí, ale jsou také závažným faktorem při vývoji chronických onemocnění, zejména cukrovky, kardiovaskulárních a dokonce onkologických onemocnění. Proto je důležité omezit příjem sacharidů a zvolit nízké glykemické potraviny, jako jsou jablka, kešu, pomeranče a hnědou rýži..

Přestože jsou základní funkce pokožky dobře známy, její úloha v systémových metabolických poruchách není plně pochopena. Proto je nezbytné provést další výzkum s cílem prohloubit porozumění včasným projevům metabolického syndromu na kůži a také jeho vlivu na biologickou a estetickou funkci pokožky..

Podle časopisu Prime.