Vliv UV záření na buněčné kultury

Nela CHALUPNÍKOVÁ

Bachelor's thesis

Effect of UV radiation on tissue cultures

Abstract:

UVA a UVB záření jsou jediné složky z celého UV spektra dopadající na zemský povrch a v lidském organismu mohou způsobovat řadu akutních či chronických onemocnění. UVA záření je charakteristické svou nízkou energií a relativně dlouhými vlnovými délkami pronikající až do hlubších vrstev kůže, kde způsobují masivní produkci reaktivních forem kyslíku (ROS), jež mohou atakovat ostatní buněčné molekuly. Naopak UVB fotony o větší energii a kratších vlnových délkách, nejen způsobují masivní produkci těchto reaktivních forem kyslíku, ale mohou i iniciovat vznik nádorů. Dlouhodobá expozice slunečnímu záření vyvolává v organismu řadu změn, jež jsou ovlivněny individuálními faktory. Tento proces nazýváme fotostárnutí neboli předčasné stárnutí, které nastává po překročení kapacity antioxidačních systémů vedoucích k oxidačnímu stresu. Cílem této bakalářské práce bylo (i) pomocí literární rešerše definovat pojmy UVA a UVB záření. (ii) Studium působení UV záření na lidské keratinocyty HaCaT pomocí fluorescenčních značek DCF, Singlet Oxygen Sensor Green a Amplex Red, které hodnotí produkci ROS. MitoTracker Orange pro hodnocení změn mitochondriálního membránového potenciálu a MTT test ke stanovení buněčné viability. (iii) Porovnání účinků vlivu UVA a UVB záření u použitých metod. Naše výsledky ověřily téměř všechny předpoklady fluorescenčních sond až na výjimku fluorescenční značky MitoTracker Orange. S přibývajícím časem expozice dochází ke vzrůstající produkci ROS, jež byla výrazně větší v případě UVB záření, podobně jako vliv na samotnou viabilitu keratinocytů.

Abstract:

UVA and UVB radiation are the only components from the entire UV spectrum falling on the Earth's surface and they can cause a number of acute or chronic diseases in the human body. UVA radiation is characterized by its low energy and comparatively long wavelengths penetrating into the deeper layers of the skin, where they cause massive production of reactive forms of oxygen (ROS) that can attack other cellular molecules. Conversely, UVB photons with higher energy and shorter wavelengths not only cause massive production of these reactive forms of oxygen, but can also initiate tumour formation. Long-term exposure to sunlight in the body produces a number of changes that are influenced by individual factors. We call this process photoaging, or premature aging, which occurs after overcapacity of antioxidant systems leading to oxidative stress. The aim of this bachelor thesis was (i) to define the terms UVA and UVB radiation through a literature review. (ii) Study of UV radiation exposure to human keratinocytes HaCaT using DCF fluorescent labels, Singlet Oxygen Sensor Green, Amplex Red, which evaluates the production of ROS. MitoTracker Orange to evaluate changes in mitochondrial membrane potential and MTT assay to determine cell viability. (iii) Comparison of the effects of UVA and UVB radiation from the used methods. Our results verified almost all fluorescent probe assumptions with the exception of the fluorescent MitoTracker Orange label. With increasing exposure time, there is an increasing production of ROS, which was significantly greater in the case of UVB radiation, similar to the effect on the viability of keratinocytes themselves.

Keywords

UVA záření, UVB záření, keratinocyty, Reaktivní formy kyslíku, předčasné stárnutí kůže, senescence, kůže

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 8. 2020

Thesis defence

• Supervisor: doc. RNDr. Roman Kubínek, CSc.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Physics / Biophysics