WikiDer > УФВ-индуцированный апоптоз

УФ-индуцированный апоптоз УФ-индуцированный апоптоз представляет собой адекватную (физиологическую) реакцию клетки, поврежденной УФ-излучением (УФИ) в достаточно большой (летальной) дозе, и он предотвращает беспорядочное разрушение поврежденных УФ-излучением клеток за счет вспомогательного некроза. Уничтожение клеток путем апоптоза происходит, когда вызванное ультрафиолетом повреждение клеток, которое не может быть восстановлено системой внутриклеточной репарации, превышает определенный предел (летальное повреждение). Посредством апоптоза клетки самостоятельно разбираются на отсеки с их последующей утилизацией (в основном соседними клетками). Первым признаком начала работы системы апоптоза в поврежденной УФ-излучением клетке является активация рестрикционных ферментов, которые делят клеточную ДНК на удобные для использования фрагменты. Но слишком большая доза УФР может привести к нарушению (инактивации) энергозависимого механизма апоптоза (суперсмертельное повреждение). В этом случае разрушение клеток происходит случайно, а не упорядоченно и в течение значительно более длительного (по сравнению с апоптозом) временного интервала. Клетки, облученные УФ-излучением, не меняют своего внешнего вида в течение длительного времени [1, 6], в результате чего исследователи могут сделать ошибочный вывод, что «обнаружена неожиданная реакция на дозу, при которой более высокая доза УФ-излучения увеличивала жизнеспособность. кератиноцитов »[2]. Тот факт, что УФ-индуцированный апоптоз при высоких дозах УФИ начинает сменяться некрозом, был установлен в 2000 г. [3]. Для кератиноцитов доля клеток, которые элиминируются с помощью апоптоза, при увеличении дозы УФИ может достигать 45%, но при дальнейшем увеличении дозы УФР (из-за отключения механизма апоптоза) разрушение поврежденных клеток путем вспомогательного некроза, и часть клеток, элиминированная путем апоптоза, начинает уменьшаться (немонотонная дозовая зависимость УФ-индуцированного апоптоза) [4, 11]. В диапазоне доз УФИ от «летального» до «суперсмертельного» может проявляться «провоспалительный» апоптоз, экспериментально обнаруженный в 2003 г. [5]. Это может быть результатом частичного нарушения механизма апоптоза УФ-излучением [1]. Если в умеренных дозах «чистый» апоптоз не вызывает воспалительной реакции, то при достаточно больших (но меньших, чем сверхсмертельные) дозах возникает воспалительная реакция за счет провоспалительного апоптоза, что приводит к появлению «быстрой» эритемы на УФ-излучение. облученные кератиноциты кожи. Кинетика «быстрой» эритемы намного быстрее, когда развивается УФ-эритема, вызванная некрозом поврежденных УФ-излучением кератиноцитов [6]. Наиболее эритемогенным является UVB (UVB, 280-320 нанометров) спектральный диапазон UVR, поскольку излучение в этом диапазоне меньше поглощается внешними слоями кожи, что позволяет излучению UVB, в отличие от UVC (UVC, 200-280 нм), чтобы проникать в более глубокие слои кожи и воздействовать на кератиноциты глубоко лежащего базального слоя эпидермиса кожи. Способность вызывать апоптоз для UVB и UVC излучения обусловлена ​​тем фактом, что ДНК ядра [7] и / или митохондрий [8] клетки хорошо поглощает UVR в спектральном диапазоне UVC и UVB. Кератиноциты кожи (вне зависимости от воздействия УФИ) находятся в состоянии запрограммированного апоптоза, при котором кератиноциты базального слоя удаляются из нее и при переходе через все слои эпидермиса в течение 28 дней превращаются в хлопья внешнего слоя. corneum, которые впоследствии слущиваются. Понятно, что реакция кератиноцитов на УФ-облучение будет зависеть от того, в какой фазе запрограммированного апоптоза (на каком расстоянии от базального слоя) кератиноциты испытали УФ-облучение, и это основная причина различий УФ-эффекта для УФС и УФВ. на коже. Существуют также различия в инициировании митохондриального (внутреннего) и каспазозависимого (внешнего) апоптоза для спектральных диапазонов UVC и UVB [9]. Клетки солнечных ожогов (SBS) представляют собой кератиноциты в процессе УФ-индуцированного апоптоза (как «чистого», так и провоспалительного). Появление SBC может быть не связано с воспалительной реакцией, но установлена ​​роль УФ-индуцированного апоптоза кератиноцитов кожи в развитии УФ-эритемы (гиперемии, покраснения) кожи, что позволило развить патологию. Защищенный МЕТОД КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ СИСТЕМЫ АПОПТОЗА [10], в котором для диагностики состояния задействованных систем организма используется «самая яркая лампа проявления кожи» (фотоэритема) (как индикатор проявления строго дозированного стерильного воспаления). устранение повреждений, вызванных УФ-излучением.Такие системы (кроме апоптоза) включают иммунную систему, систему внутриклеточного восстановления, систему микроциркуляции и не только.

Ссылка

1. Бондырев Ю.А. УФ-индуцированная эритема кожи как тестирующее диагностическое воздействие. Бюллетень ВСНЦ СО РАМН № 5 (19), с.196-203 Иркутск 2001 г.

2. Чи-Шуо Чен и др. Неожиданная доза-реакция HaCaT на УФ-В-излучение Клеточная биология и биология развития in vitro - животные • Август 2018 г.

3. Маммон Т; Gan D; Коллинз Д; Локшин Р.А.; Маренус К; Maes D Успешное разделение путей апоптоза и некроза в клетках кератиноцитов HaCaT, индуцированных УФ-излучением. Cell Biol Toxicol 2000; 16 (5): 293-302 (ISSN: 0742-2091) Estee Lauder, Мелвилл, Нью-Йорк 11747, США

4. Бондырев Ю.А. Особенности дозовой индукции апоптоза клетки на примере УФ индуцированного апоптоза кератиноцитов // Успехи современного естествознания. - 2004. - № 10. - С. 27-27;

5. Кариккио Р., Макфи Л., Коэн П.Л. J Immunol. 1 декабря 2003 г .; 171 (11): 5778-86. Гибель клеток, индуцированная ультрафиолетовым излучением B: критическая роль дозы ультрафиолета в воспалении и перераспределении аутоантигенов волчанкиaricchio R 2003

6. Бондырев Ю.А., Корытов Л.И. Анализ кинетики эритемы кожи, вызванной УФ - излучением. Рос. Физиол. журн. им. И. М. Сеченова. Т. 90. № 8. С.427. 2004 г.

7. Урбах Ф. Спектр действия ультрафиолета при эритеме - анамнез. В: Mat-thes R, Sliney D, eds. Измерения опасностей оптического излучения. Мюнхен: Международная комиссия по защите от неионизирующего излучения; 1998: 51–62.

8. Бондырев Ю.А. Роль повреждений мембраны и клетки клетки и митохондрий в развитии эритемы кожи, индуцированной ультрафиолетовым излучением. Фундаментальные исследования, №6 2004г.с. 93.

9. Такасава Р., Накамура Х., Мори Т., Танума С. Дифференциальные пути апоптоза в клетках HaCaT кератиноцитов человека, подвергнутых воздействию UVB и UVC. Центр исследования генома и лекарств, Токийский университет науки, 2641 Ямазаки, Нода, Тиба 278-8510, Япония. 2005 Октябрь; 10 (5): 1121-30. PMID: 1615164

10. Бондырев Ю.А. СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ АКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ АПОПТОЗА // Патент России № 2653389. 2018. Бюл. № 13.

11. Бондырев Ю.В. Установление механизма развития эритемы кожи, индуцированной ультрафиолетовым излучением, в интересах динамической УФ-диагностики эритемы. Österreichisches Multiscience Journal (Инсбрук, Австрия) ТОМ 1, No22 (2019) стр. 12–23

УФВ-индуцированный апоптоз это запрограммированная гибель клеток клеток, поврежденных ультрафиолетовые лучи. Это заметно в клетках кожи, чтобы предотвратить меланома. Некоторые исследования показали, что упражнение ускоряет этот процесс.

Апоптоз это физиологический процесс, который способствует активному самоубийству клеток, что дает преимущество, в отличие от некроз которое возникает в результате травмы. У среднего взрослого человека от апоптоза умирает от 50 до 70 миллиардов клеток каждый день. Один из крупнейших промоторов апоптоза - воздействие ультрафиолетовый (УФ-излучение. Хотя ультрафиолетовый свет необходим для жизни человека, он также может причинить вред, вызывая рак, подавление иммунитета и т. Д. фотостарение, воспаление и гибель клеток.^[1]

Из различных компонентов солнечного света ультрафиолетовое излучение B (UVB) (290–320 нм) считается наиболее вредным. Этот вид излучения действует в первую очередь на эпидермис и, в частности, на кератиноциты. Кератиноциты, как известно, образуют барьер, обеспечивающий слой защиты кожи от вредных воздействий окружающей среды. Внутри эпидермиса, помимо кератиноцитов, есть меланоциты (клетки, продуцирующие меланин). Эти клетки производят пигмент, который обеспечивает кератиноцитам защиту от УФ-В излучения. Как только кератиноциты были непоправимо повреждены в результате УФ-В излучения, они помечаются для разрушения апоптозом, чтобы устранить их, поскольку они потенциально мутагенные клетки. Неспособность организма удалить поврежденные ДНК клетки увеличивает риск рака кожи.^[2]

Одним из последствий острого воздействия ультрафиолета B является появление солнечных ожогов, кератиноциты, внутри эпидермиса.^[3][4] Было обнаружено, что при воздействии УФ-В излучения ДНК в клетке эпидермиса подвергается фрагментации, что может привести к росту опухолевых клеток. Чтобы предотвратить это, клетка претерпевает морфологические изменения в кератиноциты. Эти кератиноциты обладают способностью выделять TNF-α (фактор некроза опухоли - альфа)^[5] которые останавливают рост опухоли, способствуя гибели клетки.

Если клетки кератиноцитов были повреждены УФ-излучением, используется термин «солнечные ожоги» или «образование SBC». Считается, что повреждение кератиноцитов УФ-В излучением запускает ряд процессов, частично вызванных повреждением ДНК. Исследование показывает, что это может происходить в митохондриях, где различные процессы (активация лиган-зависимых рецепторов и цитозольная передача сигналов) активируются путем производства активных форм кислорода (АФК), которые могут направлять разрушение кератиноцитов через апоптоз путем активации каспазы. В результате повышенного воздействия среды с пониженным содержанием кислорода это способствует развитию АФК, тем самым связывая частоту появления АФК с кератиноцитами и делая эти клетки более чувствительными к УФ-В излучению. Исследование Tobi et al., Проведенное в 2002 году, связывает ROS с цитотоксичностью, апоптозом, мутациями и канцерогенезом. Умеренная гипоксия (1-5%) повышает чувствительность кератиноцитов к апоптозу, вызванному УФ-В, и одновременно защищает меланоциты от стрессов окружающей среды.

Исследование Марка Шотануса и др. Продемонстрировало, что помимо потенциального повреждения кератиноцитов и меланоцитов воздействие УФ-В-излучения может также вызывать потерю ионов калия, что может затем вызвать активацию путей апоптоза в лимфоцитах и ​​нейронных клетках. в отличие от кератиноцитов и меланоцитов. Было продемонстрировано, что инкубация лимфоцитов и нейрональных клеток при повышенных концентрациях ионов калия обеспечивает защиту от апоптоза. Это явление было продемонстрировано в слезах, которые имеют более высокий уровень ионов калия, омывают клетки глаза и, следовательно, обеспечивают защиту от УФ-В излучения. Восстановление ионов калия способствует апоптозу и синтезу инициаторной каспазы-8 и эффекторной каспазы-3.^[6]

Исследование, опубликованное в Международном журнале молекулярных наук в 2012 году; 13 (3), страницы 2560-2675, опубликовано 28 февраля 2012 г. Терренсом Дж. Пива, Кэтрин М. Даверн, Паулой М. Холл, Клэем М. Винтерфордом и Кей А.О. Эллем, что, хотя каспаза может играть роль в апоптозе, это не является результатом каспазы-3. В этом исследовании сообщалось, что процесс апоптоза включает: «отделение от субстрата с последующей потерей специализированных мембранных структур, таких как микроворсинки. Затем клетка округляется, сжимается и трепещет, прежде чем в ядре наблюдается конденсация хроматина. После этого в ядре наблюдается конденсация хроматина. период времени фрагменты клеток в апоптотические тельца, которые in vivo поглощаются и разрушаются фагоцитарными клетками, такими как макрофаги » ^[7] Каспаза I участвует в вышеупомянутой активности клеточной мембраны, но не каспаза-3.

Путь апоптоза, вызванный УФ-В

Последовательность событий, приводящих к апоптозу, многогранна и сложна. Несмотря на простую концепцию апоптоза, последовательность событий, которая приводит к нему, и другие условия, которые пытаются противодействовать ему, могут быть очень громоздкими.^[8] Поскольку апоптоз - крайняя альтернатива, он требует инициации множества других генов (ING2, p53, или же Подсемейство Ras) экспрессируется до того, как клетка окончательно запрограммирована на смерть. Кроме того, такие гены, как Survivin может попытаться подавить апоптоз.^[9]

Рекомендации

• Свободная радикальная биология и медицина, том 52, выпуск 6, 15 марта 2012 г., страницы 1111-1120. Легкая гипоксия кожи усиливает уничтожение кератиноцитов, поврежденных УФ-В излучением, посредством апоптоза, опосредованного относительными формами кислорода, для чего требуются Nova и Bim. Крис Кис, Ханнаэлор Мэйс, Грейя Андрей, Робер Снок, Мария Гармин, Партиизия Агостинис
• Experimental Eye Research, Том 93, Выпуск 5, ноябрь 2011 г., страницы 735-740. Многослойные тимбальные эпителиальные клетки роговицы защищены от апоптоза, вызванного УФ-В, повышенным содержанием внеклеточных ионов калия. Марк Шотанус, Лия Р. Кое, Рэйчел Э. Ван Дайкен, Джон Л. Убелс
• Методы 2008; 44; страницы 205-221, Апоптоз и некроз, обнаружение, дискриминация и фагоцитоз, Крыско Д.В. Берге Т.В., Д. Херде, К., Ванденабеле П.

внешняя ссылка

• Статья LiveScience по теме