Η επίδραση του καπνού του τσιγάρου και της υπεριώδους ακτινοβολίας στο δέρμα: αναστολή των επιβλαβών συνεπειών με το αντιοξειδωτικό πυκνογενόλη

Abstract

The aim of the present thesis is the study of the effects of cigarette smoke and UV light on skin. Human body needs UV light in order to produce vitamin D. However, overdose of UV light may cause sunburn, photoaging, skin cancer and may impair the immunizing system. The most common skin cancers are basal cell carcinomas, squamous cell carcinomas, whereas melanoma is lethal. Cigarette smoke is a human invention. It is a mixture of toxic compounds, including the vapour phase and the solid particles phase. Vapour phase consists of CO, CO2, NO., NO2, HCN, volatile aldehydes, unsaturated hydrocarbons. Among solid particles, tar, nicotine, metals, aromatic hydrocarbons are well known. Cigarette smoke is one of the leading toxic health environmental agents causing or participating to an important number of health diseases, especially related to the lungs, such as cancer, emphysema, bronchitis and the cardiovascular apparatus. In fact, apart from some epidemiological studies, there is almost no experimental data investigating the influence of CS on skin after chronic exposure. Some studies have been conducted investigating tumor promotion in mice by CS condensates applied on the skin. Data described in literature clearly shows that not only UV light but also CS affects the condition of the skin. So far only a few studies have focused on investigating the combined effects of UV light and CS on skin. The aim of the present study was the effect of long-term exposure to cigarette smoke on the skin of hairless mice in combination or not to UV light. In addition, we investigated potential skin protection by a potent antioxidant namely the procyanidine-rich French maritime pine bark extract Pycnogenol (PBE), a potential antioxidant. Pycnogenol is a polyphenolic mixture with significant antioxidant capacity. It consists of flavonoids such as procyanidins, catechin, epicatechin, taxifolin, many phenolic acids, such as gallic acid, caffeic acid. Pycnogenol is extracted from the bark of the French pine (Pinus Maritima), which is patented under the trade name of Pycnogenol (PYC) (Horphag Research, Geneva, Switzerland). It is now utilized throughout the world as a phytochemical remedy for various diseases such as arthritis. Both UV light and cigarette smoke are oxidative stressors, driving, directly or indirectly, the production of reactive oxygen species (ROS) and causing oxidative stress. Oxidative stress is the disorder of the balance between reactive oxygen species and antioxidants. ROS are believed to cause damage on biological molecules such as membrane lipids, proteins and DNA. The investigation of the above stressors was attained by developing in vitro and in vivo systems and methods. A system of long term exposure to cigarette smoke, under steady state conditions and international specifications, was developed. Moreover, cell culture of keratinocytes, coming from the skin of hairless mice SKH-HR, was achieved. This keratinocyte culture represents a reliable model, which allows the comparative in vitro and in vivo studies. ....................................................................

Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η μελέτη της επίδρασης του καπνού του τσιγάρου και της υπεριώδους ακτινοβολίας στο δέρμα. Ο ανθρώπινος οργανισμός έχει ανάγκη από μικρές δόσεις υπεριώδους ακτινοβολίας οπότε και παράγει τη βιταμίνη D. Μεγάλες όμως δόσεις ακτινοβολίας μπορεί να προκαλέσουν εγκαύματα, γήρανση, δερματικό καρκίνο καθώς επίσης να βλάψουν ευρύτερα το ανοσοποιητικό σύστημα. Ο επιδερμικός, βασικοκυτταρικός και ακανθοκυτταρικός καρκίνος είναι οι συχνότερα απαντώμενοι καρκίνοι ενώ το κακοήθες μελάνωμα είναι θανατηφόρο. Ο καπνός του τσιγάρου αποτελεί ανθρώπινη εφεύρεση. Είναι μίγμα τοξικών ουσιών, που χωρίζονται σε συστατικά της αέριας φάσης και σε στερεά σωματίδια. Χαρακτηριστικά συστατικά της αερίου φάσης είναι το CO, CO2, NO., NO2, HCN, διάφορες πτητικές αλδεΰδες όπως ακρολεΐνη, κροτοναλδεΰδη, ακετόνη, χλωριούχο βινύλιο, βενζόλιο σε αέρια μορφή, ακόρεστοι υδρογονάνθρακες όπως βουταδιένιο και ισοπρένιο. Ανάμεσα στα σωματίδια του καπνού διακρίνεται η πίσσα, η νικοτίνη, διάφορα μεταλλικά στοιχεία σαν το νικέλιο και το σίδηρο, καρκινογόνοι υδρογονάνθρακες όπως βεζανθρακένιο, βενζοπυρένιο κ.α. Η επίδραση του καπνού του τσιγάρου στην υγεία είναι σε μεγάλο βαθμό γνωστή. Μπορεί να οδηγήσει σε εμφύσημα, καρκίνο των πνευμόνων ή άλλων οργάνων, αθηροσκλήρωση (αύξηση των καρδιακών επεισοδίων και του εμφράγματος του μυοκαρδίου). Ο μηχανισμός δράσεως του καπνού του τσιγάρου έχει ελάχιστα μελετηθεί στο δέρμα. Πολύ λίγα είναι τα στοιχεία που υπάρχουν για την επίδραση του καπνού του τσιγάρου, τα οποία είναι συνήθως μελέτες που περιλαμβάνουν επάλειψη του ζώου με ξεχωριστά συστατικά του καπνού όπως με την ακρολεΐνη είτε με συμπύκνωμα καπνού, είτε πειράματα μικρού χρονικού διαστήματος. Η συνέργεια των δύο παραπάνω παραγόντων, υπεριώδους ακτινοβολίας και καπνού τσιγάρου, δεν έχει μελετηθεί μακροχρόνια. Η παρούσα μελέτη προσπαθεί να αξιολογήσει τα αποτελέσματα της έκθεσης σε κάθε προαναφερθέντα παράγοντα ξεχωριστά αλλά και στον συνδυασμό των δύο, καθώς και την ανασταλτική δράση των επιβλαβών συνεπειών ενός αντιοξειδωτικού παράγοντα που καλείται πυκνογενόλη. Η πυκνογενόλη (pycnogenol) είναι ένα πολυφαινολικό μίγμα με ισχυρές αντιοξειδωτικές ιδιότητες. Συνίσταται από φλαβονοειδή, ιδίως προκυανιδίνες, κατεχίνη, επικατεχίνη, ταξιφολίνη, πολλά φαινολικά οξέα όπως γαλλικό, φερουλικό, πρωτοκατεχικό, καφεϊκό κ.α. Προέρχεται από υδατικό εκχύλισμα του φλοιού του πεύκου Pinus Maritima, υποείδος atlantica, το οποίο φύεται στη νοτιοδυτική Γαλλία. Κυκλοφορεί στο εμπόριο σαν φάρμακο με κύρια ένδειξη την αρθρίτιδα. Η διερεύνηση του μηχανισμού δράσεως γίνεται κυρίως ως προς το οξειδωτικό stress, δεδομένου ότι το φαινόμενο αυτό ενοχοποιείται ως ο κύριος υπεύθυνος για όλες τις τοξικές δράσεις και τις ασθένειες για τις οποίες ενέχονται το υπεριώδες φως και ο καπνός του τσιγάρου. Ο όρος οξειδωτικό stress αναφέρεται στη διαταραχή της ισορροπίας μεταξύ ελευθέρων ριζών και αντιοξειδωτικών, ως αμυντικών μηχανισμών έναντι της βλαπτικής δράσης των ελευθέρων ριζών. Οί ελεύθερες ρίζες είναι δραστικά μόρια με πολλαπλούς μηχανισμούς πάνω σε βασικά βιομόρια όπως τα λιπίδια της κυτταρικής μεμβράνης, οι πρωτεΐνες και το DNA. ...................................................................