Митохондриальное лабильное железо (LI) является основным фактором, способствующим восприимчивости фибробластов кожи к окислительному повреждению, индуцированному ультрафиолетом A (UVA), что приводит к гибели клеток в результате истощения АТФ. Перегрузка железом митохондрий является ключевой особенностью нейродегенеративного заболевания атаксии Фридрейха (Friedreich's ataxia — FRDA).
В эксперименте было показано, что культивируемые первичные фибробласты кожи пациентов с атаксией Фридрейха в 4-10 раз более чувствительны к UVA, чем их здоровые аналоги.
Продемонстрировано, что клетки пациентов с FRDA содержат более высокие уровни митохондриального лабильного железа (увеличено до 6 раз по сравнению с контролем) и более высокую генерацию митохондриальных активных форм кислорода после облучения УФА (до 2 раз в среднем). В статье estet-portal.com вы сможете подробно ознакомиться с результатами исследования.
Взаимосвязь железа и чувствительности к ультрафиолету
Железо является незаменимым элементом жизни, так как оно участвует в нескольких важных клеточных функциях. Однако железо также может быть потенциально цитотоксичным, когда присутствует в форме окислительно-восстановительного хелатистого лабильного железа (LI), которое может действовать как катализатор в образовании вредных веществ. Следовательно, уровни LI обычно жестко регулируются в клетках.
Большая часть внутриклеточного лабильного железа находится в субклеточных компартментах с митохондриями.
Из-за своей функции в дыхании митохондрии также являются основным источником свободных радикалов кислорода в клетках, следовательно, присутствие высокоинтенсивного LI в митохондриях делает эти органеллы особенно восприимчивыми к окислительному стрессу.
Читайте нас в Instagram
Железо является жизненно важным элементом для клеточных процессов, таких как производство митохондриальной энергии. Известно, что митохондрии являются основной мишенью радиационного повреждения UVA в фибробластах кожи, приводящего к истощению АТФ и последующей смерти клеток.
Атаксия Фридрейха — поле для исследования повышенной чувствительности к ультрафиолету
Принимая во внимание центральную роль митохондрий в клетках, неудивительно, что нарушение регуляции метаболизма железа в митохондриях при атаксии Фридрейха, имеет глубокие последствия для целостности и функции клеток.
Атаксия Фридрейха — это заболевание, вызванное недостаточным уровнем фратаксина (FXN), митохондриального белка, который играет ключевую роль в качестве железного шаперона в синтезе кластеров гема и железной серы (ISCs), а также в антиоксидантной защите.
Следствием патологического или генетически обусловленного снижения уровней FXN в клетках и тканях является перегрузка митохондрий железом.
Фотостарение обратимо: способы предотвращения преждевременного старения
Терапия хелаторами железа при повышенной чувствительности к ультрафиолету
В эксперименте было доказано, что предварительная обработка человеческих фибробластов до облучения UVA хелатором железа деферипроном (DFP), нацеленным на митохондрии, подавляет LI-катализируемое продуцирование свободных радикалов, гибель клеток и уменьшает вдвое как повреждение митохондриальной мембраны, так и истощение АТФ в человеческих фибробластах FRDA.
Цитотоксичность, вызванная железом и свободными радикалами кислорода, может быть частично устранена, если клетки предварительно обрабатывают хелаторами железа.
Очевидно, что использование хелаторов железа для восстановления функций митохондрий и целостности клеток / тканей в FRDA имеет потенциал.
Тем не менее, все хелаторы, используемые до настоящего времени системно, включая DFP, имеют недостатки, связанные с отсутствием специфичности к цели в отношении места повреждения (т.е. митохондрий) и связанных с этим рисков, включая нарушение нормального гомеостаза и истощение уровня железа у пациента, что приводит к анемии, следовательно, существует явная необходимость в разработке хелаторов железа с улучшенными свойствами.
Железодефицитная анемия: коварный убийца красоты и здоровья
Один из подходов к уменьшению / предотвращению нежелательных эффектов и повышению эффективности хелатора состоит в нацеливании хелатирующего звена на митохондрии путем связывания его со специфичным для митохондрий «SS-пептидом». Такие пептиды, основанные на чередующихся гидрофобных и основных аминокислотных боковых цепях, легко проникают через плазматические мембраны клеток и избирательно накапливаются в митохондриях.
Авторы продемонстрировали успешное использование хелатора железа, нацеленного на гексадентатные митохондрии, для фотозащиты культивируемых фибробластов кожи от солнечного UVA (320–400 нм), следовательно индуцированного повреждения митохондрий и последующей гибели клеток.
Практическое значение: определение чувствительности к ультрафиолету и ее коррекция
Уровень митохондриального лабильного железа можно использовать в качестве прогностического показателя светочувствительности кожи.
Несмотря на то, что фибробласты лежат глубоко в коже, они являются основной мишенью для фотоповреждения кожи длинноволновым UVA, поскольку до 50% этого ультрафиолетового диапазона проникает в дерму.
UVA напрямую влияет на структуру дермы благодаря увеличению активности матричных металлопротеиназ, что приводит к ремоделированию внеклеточного матрикса за счет деградации коллагенов и эластина, которые являются отличительными признаками фотостаренной кожи. Результаты подчеркивают возможность того, что при других заболеваниях, характеризующихся перегрузкой железом митохондрий, может происходить сенсибилизация других клеток кожи.
В связи с этим местное применение хелаторов железа, нацеленных на митохондрии, таких как cpd 2, в составе солнцезащитного средства можно рассматривать как ценный подход для фотозащиты кожи пациентов с FRDA и другой патологией накопления железа.
Спасибо, что остаетесь с estet-portal.com. Читайте другие интересные статьи в разделе «Косметология». Возможно Вас заинтересует Солнцезащитные крема: 5 критериев безопасности и эффективности
Поделитесь:
Добавить комментарий