Vliv vybraných UVA a UVB protektivních látek na stárnutí kůže

Bc. Anna MOUKOVÁ

Master's thesis

Effect of selected UVA and UVB protective compounds on photoaging

Abstract:

Ultrafialové (UV) záření dopadající na lidskou kůži má řadu nežádoucích účinků. Akumulace těchto jevů vede k předčasnému stárnutí kůže (fotostárnutí). Soubor mechanismů, které poškození kůže UV zářením a fotostárnutí zabraňují, označujeme jako fotoprotekci. V této diplomové práci byl studován účinek UVA a UVB záření na lidské keratinocyty a změny účinku UVA a UVB záření na lidské keratinocyty po ošetření fotoprotektivními látkami. Zkoumané fotoprotektivní látky byly astragalin, 2,4-dihydroxybenzofenon, 2-hydroxy-4-methoxybenzofenon, ß-karoten, hyperosid, 3-(4methylbenzyliden)kafr, pachypodol, nanočástice TiO2 a trans-urokanová kyselina. Byla hodnocena životaschopnost buněk, produkce ROS v buňkách, změny mitochondriálního membránového potenciálu, poškození lyzosomální integrity a poškození DNA. UVA a UVB záření snižují životaschopnost buněk. Již při nízkých dávkách významně zvyšují produkci ROS v buňkách. Naopak při větších dávkách poškozují membránovou integritu lyzosomů a vyvolávají depolarizační změny mitochondriálního membránového potenciálu. Tyto změny jsou ve všech zmíněných případech rozsáhlejší pro ozáření UVB ve srovnání s ozářením UVA. UV protektivní účinek byl zjištěn u 3-(4-methylbenzyliden)kafru, trans-urokanové kyseliny a hyperosidu, přičemž nejlepší UVA i UVB protektivní účinek ze všech studovaných látek vykazuje hyperosid. Hyperosid vede v případě expozice UVA i UVB ke snížení produkce ROS, snižuje fragmentaci DNA a především zvyšuje životaschopnost buněk vystavených UV záření. Hyperosid nevede pouze k ochraně buněk před UV zářením, ale v kombinaci s UV zářením také stimuluje buněčnou proliferaci. Inkubace buněk s hyperosidem vede k významné depolarizaci mitochondriálního membránového potenciálu, aniž by vedla k významnému snížení buněčného růstu a dělení. Usuzujeme, že právě tato depolarizace je příčinou UV protektivních vlastností hyperosidu. Další slibnou UV protektivní látkou se ukázala být transurokanová kyselina, která v souladu se svým absorpčním spektrem poskytuje buňkám ochranu před UVB zářením.

Abstract:

Exposure of skin to ultraviolet (UV) radiation cause different undesirable effects. Acumulation of these effects leads to premature skin aging (photoaging). The set of mechanisms that defend the skin from UV damage and photoaging is called photoprotection. In this tesis the effect of UVA and UVB radiation on human keratinocytes and changes of UVA and UVB effect on human keratinocytes cured with photoprotective compounds were studied. The photoprotective compounds astragalin, 2,4-dihydroxybenzophenon, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenon, ß-caroten, hyperoside, 3-(4-methylbenzylidene)camphor, pachypodol, TiO2 nanoparticles and transurocanic acid were analyzed. Evaluated aspects were the cell viability, endogenous ROS production, changes of mitochondrial membrane potential, lysosomal integrity distortion and DNA damage. UVA and UVB radiation decrease the cell viability. Already low doses significantly increase the endogenous ROS production. Higher doses distort lysosomal integrity and cause depolarization of mitochondrial membrane potential. These changes are in all the cases mentioned greater for the UVB exposure compared with UVA exposure. UV protective effect was found in 3-(4-methylbenzylidene)camphor, trans-urocanic acid and hyperoside whereas the best both UVA and UVB protective effect above all studied compounds is exhibited by hyperoside. Hyperoside causes in case of UVA or UVB exposure to ROS production decrease, decreases the DNA fragmentation and in particular increases the cell viability of UV exposed cells. Hyperoside not only causes the UV protection but in combination with UV radiation also stimulates the cell proliferation. Cell incubation with hyperoside leads to significant depolarization of mitochondrial membrane potential without causing any significant decrease in cell growth or division. We conclude that this depolarization is the cause of hyperoside's UV protective effect. Another promising UV protective compound is trans-urocanic acid that in accordance with its absorption spectrum provides to cell the protection against UVB radiation.

Keywords

UV záření, keratinocyty, fotostárnutí, fotoprotekce

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2021

Thesis defence

• Supervisor: prof. RNDr. Hana Kolářová, CSc.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Physics / Biophysics