Sifat Antioksidatif, Anti-Radang dan Anti-Penuaan Asid Amino Seperti Mikosporin

Kata kunci:asid amino seperti mikosporin; mikosporin-2-glisin; sebatian penyerap UV;pelindung matahari;anti penuaan; anti pengoksidaan; anti-keradangan; aktiviti anti-protein-glikasi

Klik Di Sini Untuk Mendapatkan Maklumat Lanjut Mengenai Cistanche Untuk Anti-penuaan

1. Pengenalan

Kulit, organ manusia terbesar, sentiasa terdedah kepada persekitaran luaran. Dedahan kepadapelbagai faktor tekanan persekitaran, terutamanya sinaran ultraungu (UV) dalam cahaya matahari, boleh merosakkankulit. Cahaya matahari boleh dipecahkan kepada tiga jenis sinaran elektromagnet tanpa pengion—inframerah(IR) (780–3000 nm), boleh dilihat (400–780 nm), dan UV (100–400 nm). Peratusan tenaga yang dipancarkanke Bumi, dalam jumlah tenaga yang dipancarkan oleh Matahari, adalah 53 peratus IR, 39 peratus kelihatan, dan 8 peratus UV [1]. Padaasas fisiologi dan biologi effffects, sinaran UV boleh dibahagikan lagi kepada tiga utamajalur—jalur 315–400 nm (ditunjuk sebagai UV-A), jalur 280–315 nm (ditunjuk sebagai UV-B),dan jalur 100–280 nm (ditetapkan sebagai UV-C) [2]. Sinaran UV suria berkurangan secara drastiksemasa ia melalui lapisan ozon dan atmosfera; akibatnya, bahagian sinaran UV masukcahaya matahari yang sampai ke permukaan bumi, terdiri daripada 95 peratus UV-A dan 5 peratus UV-B [1]. Walaupun ia hanya mengandungi sebahagian kecil daripada jumlah sinaran UV, UV-B dianggap lebih berbahaya daripadaUV-A, kerana UV-B paling aktif merosakkan kulit dan mata [3]. UV-A dan UV-B juga dikenalimenjadi genotoksik, bermakna ia boleh menyebabkan kerosakan fotokimia dalam DNA dan protein selular [4,5]. Akibatnya, pendedahan kepada UV-A dan UV-B, merangsang penuaan foto kulit dan boleh bertanggungjawab untukinduksi kanser kulit [6]. Penuaan foto kulit dicirikan oleh perkembangan pigmengangguan, seperti lentigin solar, fifine dan kedutan kasar, dan jinak, pramalignan, dan malignantumor kulit pada kulit yang terdedah kepada matahari [7]. Sinaran UV-C yang sangat bertenaga tidak mempunyai kepentingan biologi,kerana ia tidak sampai ke permukaan bumi, kerana penyerapan sepenuhnya oleh lapisan ozon dansuasana [1,3]. Penipisan lapisan ozon, sejak beberapa dekad yang lalu, telah meningkatkanjumlah sinaran UV suria yang sampai ke permukaan bumi [8], khususnya tahap UV-B, kerana UV-A adalahtidak diserap oleh lapisan ozon [9]. Banyak organisma marin yang terdedah kepada sinaran UV telah membangunkan fotoprotektifmekanisme [10]. Sebagai contoh, dalam cyanobacteria, yang menguasai persekitaran marin, UVmekanisme perlindungan telah berkembang pada peringkat molekul, selular dan tingkah laku [11]. Sianobakteriaboleh mensintesis pelbagai jenis sebatian "pelindung matahari", yang memberikan perlindungan terhadap sinaran UV.Asid amino seperti mikosporin (MAA), scytonemin, dan karotenoid dikenali sebagai sebatian utamadalam cyanobacteria yang boleh menyerap panjang gelombang dalam julat UV. Produk semulajadi ini menjanjikanmolekul calon dalam fifield penemuan sebatian kosmeseutikal [12]. Malah, MAA telahtelah dikomersialkan sebagai Helioguard®365. Reagen kosmetik ini mengandungi liposomalMAA, shinorine (SHI) dan porphyra-334 (P334), yang pada asalnya diekstrak daripada alga merahPorphyra umbilicalis, dan telah berjaya dikomersialkan sebagai pelindung matahari yang semula jadi dan selamatsebatian [12]. Selain itu, MAA dianggap sebagai metabolit sekunder pelbagai fungsi, dalamsel pengeluar [13]. Banyak MAA diketahui bertindak sebagai antioksidan [14], manakala beberapa laporan terkinitelah mencadangkan bahawa MAA mempunyai aplikasi terapeutik yang berpotensi untuk mengurangkan proses penuaan kulit.Dari sudut pandangan ini, baru-baru ini, beberapa laporan semakan dengan penekanan khusus pada potensi penggunaanMAA dalam produk kosmetik, telah diterbitkan [15–17]. Dalam kertas kerja ini, kami menyemak MAA danpotensi mereka sebagai bahan anti-penuaan kulit, dengan menerangkan gambaran keseluruhan asas struktur mereka, sebelumberalih kepada akaun terperinci tentang pemerhatian eksperimen terkini, terkumpul demikianjauh. Mekanisme yang mana MAA mungkin bertindak untuk melindungi kulit daripada penuaan dibincangkan di, kedua-duanya,tahap selular dan molekul. Khususnya, aktiviti anti-penuaan yang berpotensi menonjolMAA mycosporine-2-glycine (M2G), yang dibiosintesis oleh cyanobacterium yang bertoleransi haloAphanothece halophytica, diserlahkan.

2. Mekanisme Penuaan Kulit Akibat UV

Sinaran UV adalah penting untuk kesihatan kita kerana pendedahan UV-B boleh mendorong pengeluaran yang pentingnutrien, vitamin D, dalam kulit kita [18]. Walau bagaimanapun, pendedahan jangka panjang dan berulang kepada UV boleh menggalakkanproses foto penuaan kulit, termasuk pembentukan kanser kulit [19]. Mekanisme yang menggunakan pengantaraan UVkerosakan selular disebabkan diterangkan secara ringkas dalam bahagian ini.2.1. Kerosakan DNA SelularToksik langsung dan tidak langsung effffects sinaran UV pada molekul DNA, pengantara photoaging.Penyerapan langsung foton UV-B oleh DNA, boleh mengakibatkan penjanaan dimer pirimidin,membawa kepada kecacatan pada untaian DNA [20]. Sinaran UV-B membawa kebanyakannya kepada pembentukancis-syncyclobutadipyrimidines (CPDs) dan pyrimidine (6-4) pyrimidone photoproducts (6-4PPs). 6-4PPboleh ditukar kepada isomer valensi Dewar yang berkaitan (DewPPs), apabila pengujaan UV pada 314 nm.Kerosakan DNA sedemikian mengganggu replikasi dan transkripsi DNA, dan membawa pelbagai bahayaeffffmempengaruhi sel, seperti mutasi, ketidakstabilan kromosom, dan kematian sel. UV-A tidaksecara langsung mengubah struktur DNA kerana DNA tidak menyerap sinaran dengan kuat dalam julat UV-A [21]. Walau bagaimanapun, UV-A boleh merosakkan DNA secara tidak langsung, melalui tindak balas fotosensitisasi yang dimediasi oleh penjanaanoksigen singlet radikal (1O2), mengakibatkan pengubahsuaian asas purin [20]. Anion oksigen singlet mengoksidakan bahagian guanin, diikuti dengan penjanaan 8-oxo-7,8-dihydroguanine (8-oxo-G) dan8-oxo-7,8-dihydro-2'-deoxyguanosine (8-oxo-dG). Oleh kerana 8-oxo-G dan 8-oxo-dG boleh dikaitkan dengan adeninebukannya sitosin, mutasi peralihan mungkin berlaku.2.2. Penjanaan Spesies Oksigen ReaktifSpesies oksigen reaktif (ROS), pemula tekanan oksidatif, adalah reaktif yang mengandungi oksigenspesies kimia yang termasuk hidrogen peroksida (H2O2), radikal hidroksil (·OH), anion superoksidaradikal (·O2 −), dan1O2. Dalam kulit kita, pendedahan kepada sinaran UV diketahui berkaitan dengangenerasi ROS. ROS ini boleh mengaktifkan lata penuaan kulit, seperti matriks metalloproteinase(MMP)-1-penuaan pengantara dan NF-κB-TNF- -pengantara, penuaan yang disebabkan oleh keradangan [22]. Pelbagaimekanisme penjanaan ROS oleh UV, bergantung pada julat panjang gelombang sinaran UV. Selain daripada1O2 generasi, seperti yang dinyatakan di atas, telah dilaporkan bahawa sinaran UV-A boleh mendorong penjanaandaripada·O2 − dengan pengaktifan nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) intraselularoksidase, NOX [23], dan kaitan dengan produk akhir glikasi lanjutan (AGEs) [24]. Sakurai et al.menjelaskan bahawa kedua-duanya1O2 dan·O2 - dihasilkan dalam kulit tikus yang terdedah kepada UV-A [25]. H2O2, ·O2 −, dan·Spesies OH mungkin dijana dalam AGE, semasa pendedahan kepada UV-A [24]. UV-B juga diketahuimembawa kepada pengeluaran H2O2, ·O2 −, dan·OH [26]. Walaupun sumber ROS yang disebabkan oleh UV-B inimasih tidak jelas, baru-baru ini dilaporkan bahawa NADPH oxidase, NOX1, dikaitkan dengan UV-B-inducedp38/Pengaktifan dan sitotoksisiti MAPK, melalui penjanaan ROS dalam keratinosit [26]. Untuk mengelakkan kerosakan kulit yang disebabkan oleh ROS yang disebabkan oleh UV berlebihan dan mengawal homeostasis epidermis,sel kulit mempunyai fungsi antioksidan yang bertindak sebagai sistem pertahanan endogen [20]. Sistem initerutamanya terdiri daripada enam enzim-superoksida dismutase (SOD), katalase (CAT), glutathione peroksidase(GPX), glutathione reductase (GR), thioredoxin oxidase (TRXR), dan peroxiredoxin (PRDX) (Rajah1). SOD dan CAT hapuskan·O2 − dan H2O2, masing-masing, dan akhirnya menukar·O2 − kepada H2O, sedangkanGPX, GR, TRXR dan PRDX menghapuskan H2O2, dengan peraturan keadaan redoks glutationdan tioredoksin. Sebagai tambahan kepada sistem enzimatik ini, molekul bukan enzim, seperti vitamin C(asid askorbik), vitamin E ( -tokoferol), glutathione, dan asid ureik, memainkan peranan utama sebagai antioksidandalam kulit [27]. Molekul-molekul kecil ini mengais dan meneutralkan radikal bebas, dengan memberikan tambahanelektron untuk membentuk pasangan elektron.

Rajah 1.Penyingkiran spesies oksigen reaktif (ROS) oleh sistem pertahanan antioksidan yang terdiri daripadasuperoxide dismutase (SOD), katalase (CAT), glutation peroxidase (GPX), glutathione reductase(GR), thioredoxin oxidase (TRXR), dan peroxiredoxin (PRDX). GSHred dan GSGox menunjukkan penguranganglutathione dan glutathione teroksida, masing-masing. TRXred dan TRXox menunjukkan pengurangan thioredoxindan tioredoksin teroksida, masing-masing.

2.3. Tindak balas Radang

Pendedahan kepada sinaran UV menyebabkan keradangan dengan mencetuskan tindak balas kimia dalam kulit. Berbezacorak keradangan disebabkan oleh pendedahan kepada panjang gelombang cahaya tertentu.Tiga kumpulan, UV-A,UV-B, dan UV-C, telah dikelaskan, berdasarkan diffffcorak keradangan yang wujud [28]. Eritemadiinduksi dalam kulit, berikutan pendedahan kepada sinaran UV-B dicirikan sebagai selaran matahari. Meradangtindak balas yang disebabkan oleh UV-B kebanyakannya dicapai melalui pelbagai mediator, termasuk nitrikoksida (NO), NO synthase (iNOS), prostaglandin E2 (PGE2), siklooksigenase-2 (COX-2),faktor nekrosis tumor- (TNF- ), dan sitokin lain, seperti interleukin-1 (IL-1) dan interleukin-6(IL-6) (Rajah2). Molekul ini kebanyakannya dikawal oleh faktor nuklear-kappa B (NF-κB), dan kebanyakannya dihasilkan dalam keratinosit, yang merupakan jenis sel utama dalam epidermis [29]. Ia adatelah dilaporkan bahawa ungkapan protein COX-2, yang bertanggungjawab untuk PGE2 pengeluaran, ialahterkawal, berikutan pendedahan kepada UV-B, dalam kedua-dua kulit manusia dan dalam keratinosit manusia yang dikultur [30]. ROS juga diketahui dikaitkan dengan tindak balas keradangan, kerana ia telah diperhatikanEkspresi COX-2 telah diinduksi oleh ROS dalam diffffjenis sel sedia ada [31]

Rajah 2.Tindak balas keradangan yang disebabkan oleh UV-B. Nitrik oksida (NO), NO synthase (iNOS),prostaglandin E2 (PGE2), siklooksigenase-2 (COX-2), faktor nekrosis tumor- (TNF- ), dan lain-lainsitokin, seperti interleukin-1 (IL-1) dan interleukin-6 (IL-6), ditunjukkan sebagai mediator.

2.4. Induksi Matriks Metalloproteinase

Sinaran UV mengimbangi ekspresi matriks metalloproteinase (MMP) dalam kulit. MMP,yang diketahui bertanggungjawab untuk pemusnahan protein matriks ekstraselular (ECM), sepertisebagai kolagen, memainkan peranan penting dalam mengekalkan homeostasis kulit dan penuaan kulit [32]. MMP ialahdirembeskan oleh keratinosit dan fifibroblas dermal, sebagai tindak balas kepada pelbagai rangsangan, termasuk oksidatiftekanan dan sitokin, sebagai tambahan kepada sinaran UV. Induksi berulang penguraian kolagen inienzim, dalam jangka panjang, dianggap menyebabkan kerosakan kolagen, yang merupakan salah satu sebab untukfoto penuaan. Walaupun beberapa MMP dinyatakan dalam kulit mamalia, ia telah dicadangkanbahawa MMP-1 ialah enzim pengurai kolagen utama yang bertanggungjawab untuk pemusnahan kolagen, secara terukkulit rosak foto [33]. Penyelarasan ekspresi MMP dirangsang oleh protein pengaktif-1(AP-1), yang diketahui sebagai faktor transkripsi teraruh UV [34]. Malah, elemen kawal selia AP-1.wujud di kawasan 5' ffllanking gen MMP. Mengubah faktor pertumbuhan-beta (TGF- ) dan NF-κB juga diketahui terlibat dalam induksi MMP dalam kulit [34].

2.5. Induksi Glycation Protein

Glisasi protein (glikosilasi bukan enzimatik), juga dikenali sebagai langkah pertama tindak balas Maillard,melibatkan pembentukan ikatan kovalen antara protein dan gula penurun. Tindak balas pemeluwapanantara kumpulan amino bebas protein dan kumpulan karbonil gula, menghasilkan pembentukan aPangkalan Schiff, diikuti dengan produk Amadori. Produk yang berlebihan teroksida dan dehidrasi untuk membentukstabil, molekul, hasil silang silang, dipanggil produk akhir glikasi lanjutan (AGEs) [35]. Proteinglikasi mempengaruhi sifat fizikal dan fungsi protein, kerana ia menyebabkan konformasiperubahan dalam struktur protein [36]. Dalam kulit, telah dilaporkan bahawa glikasi kolagen jenis I adalahdikaitkan dengan perkembangan kekusaman kulit dan penurunan keanjalan kulit [37]. AGEs jugaterlibat dalam penjanaan ROS. Masaki et al. melaporkan bahawa pendedahan AGE kepada penyinaran UV-Adalam vitro, menghasilkan penjanaan ROS, seperti·O2 −, H2O2, dan·OH, seperti yang dinyatakan di atas [24]. Pada manusia, autofluoresensi kulit, biomarker untuk AGEs, boleh berfungsi sebagai fotosensitizer endogen.yang mendorong penjanaan ROS, berikutan pendedahan kepada sinaran UV-A [35]. Oleh itu, tindak balas glikasidiikuti dengan pembentukan AGE dianggap sebagai salah satu mekanisme asas yang berkaitan dengan kulitpenuaan, di bawah keadaan persekitaran, terutamanya sinaran UV [24].

E-mel:wallence.suen@wecistanche.com Whatsapp tambah 86 15292862950