Rola ekstraktów z surowców roślinnych z rodziny Oleaceae i Rubiaceae w ochronie komórek skóry przed promieniowaniem UVA

Abstract

Nadmierna ekspozycja na promieniowanie ultrafioletowe (UV) emitowane przez słońce lub sztuczne źródła powoduje oparzenia słoneczne i stany zapalne skóry, a w konsekwencji jest przyczyną fotostarzenia, czy też nowotworów skóry. Uszkodzenia DNA, indukowane promieniowaniem UVA, zachodzą w sposób pośredni, przez tworzenie wolnych rodników i innych reaktywnych form tlenu (ROS), ale także bezpośrednio poprzez indukcję powstawania fotoproduktów - cyklobutanowych dimerów pirymidynowych (CPD). Podwyższony poziom ROS oraz uszkodzenia DNA inicjują kilka kaskad transdukcji sygnału, m.in. z udziałem białka aktywującego-1 (AP-1) i czynnika jądrowego kappa B (NF-kB) w celu uwolnienia cytokin prozapalnych. Ponadto wytwarzanie ROS prowadzi do oksydacyjnych modyfikacji innych makrocząsteczek i struktur komórkowych (np. białek, błon), co może wywołać śmierć komórki, najczęściej na drodze apoptozy. Miejscowe stosowanie filtrów przeciwsłonecznych wraz z endogenną fotoprotekcją antyoksydacyjną jest ogólną strategią ochrony skóry przed szkodliwym działaniem promieniowania UV. Dotychczas niewiele jest badań dotyczących potencjału fotoochronnego ekstraktów izolowanych z różnych organów i gatunków jesionów, a nieliczne badania nad fotoochronną rolą ekstraktów z liści oliwki i ziaren niepalonej kawy dotyczą głównie fotoochrony przed promieniowaniem UVB. Mechanizmy fotoochronnego działania wybranych surowców roślinnych są słabo poznane. Zasadniczym celem badań było określenie roli ekstraktów pochodzących z naturalnych surowców roślinnych, z rodziny Oleaceae i Rubiaceae, w odpowiedzi komórek skóry na promieniowanie UVA. Celem badań była ocena potencjału fotoochronnego ekstraktów z liści oliwki europejskiej (Olea europaea) oraz z nasion kawy (Coffea robusta), które są popularnymi suplementami diety, a także trzech ekstraktów z surowców zielarskich - kory i liści jesionu wyniosłego (Fraxinus excelsior) oraz kory jesionu koreańskiego (F. rhynchophylla) wobec fibroblastów skóry (linii Hs68) w warunkach in vitro oraz poznanie mechanizmów fotoprotekcji. Podstawą hipotezy badawczej było założenie, że badane ekstrakty roślinne chronią ludzkie fibroblasty skóry przed szkodliwymi skutkami promieniowania UVA, ujawniając jednocześnie właściwości antyoksydacyjne, antyapopototyczne oraz przeciwzapalne. Na podstawie otrzymanych wyników można stwierdzić, że wszystkie analizowane ekstrakty roślinne wykazują porównywalne, skuteczne działanie fotoochronne wobec fibroblastów skóry Hs68 poddanych działaniu promieniowania UVA (8 J/cm2), co wynika przede wszystkim z ich antyoksydacyjnych właściwości (redukcja stresu oksydacyjnego) i zdolności do hamowania procesu apoptozy (szczególnie na szlaku mitochondrialnym) oraz ograniczania senescencji. Skuteczność zmiatania ROS i hamowania powstawania uszkodzeń DNA w naświetlanych fibroblastach jest porównywalna z działaniem fotoochronnym związku referencyjnego (kwercetyny), co może wynikać z synergistycznego działania składników ekstraktów i/lub z ich większej fotostabilności. Ekstrakty roślinne modulują wewnątrzkomórkowe szlaki sygnalizacyjne poprzez zmianę równowagi redox za pośrednictwem układu tioredoksyna/reduktaza tioredoksyny i przyczyniają się do hamowania kaskad, w które zaangażowane są białka p53, AP-1 oraz czynnik transkrypcyjny NFκB, a także powodują aktywację kaskady białka Klotho. Ekstrakty z kory F. excelsior i F. rhynchophylla oraz ekstrakt z nasion C. robusta hamują indukowaną promieniowaniem UVA ekspresję metaloproteinaz macierzy pozakomórkowej, przede wszystkim MMP-1, ale także MMP-3 i MMP-9. Badane ekstrakty wykazują właściwości przeciwzapalne, wpływając na zmniejszenie poziomu interleukiny-2 oraz TNFα wydzielanych przez leukocyty. Uzyskane wyniki dostarczają nowych dowodów dotyczących ochronnego działania ekstraktów otrzymywanych z nasion kawy, liści oliwki i kory jesionów przed szkodliwym wpływem promieniowania UVA. Otrzymywane z tanich surowców, naturalne, standaryzowane ekstrakty roślinne, bogate w składniki aktywne, takie jak kwasy chlorogenowe, oleuropeina, czy pochodne kumarynowe, dodane do receptury tradycyjnych filtrów UV, mogą poprawić skuteczność ich działania, co jednocześnie umożliwiłoby zmniejszenie zawartości filtrów syntetycznych.