Μελέτη της επίδρασης του καπνού του τσιγάρου στη γήρανση του φωτοπροστατευμένου ανθρώπινου δέρματος

Abstract

Premature skin ageing is thought to be the consequence of interactions of our skin with its external environment. Both chronic sun exposure (photoageing) and habitual smoking are associated with characteristic changes to the appearance of skin, including a notable increase in the degree of both fine and deep wrinkling. Tissue loses its ability to deform and recoil. Both UV exposure and tobacco smoke have been widely demonstrated as the major inducers of premature skin aging either individually or in synergy. Studies in monozygotic twins have pointed out the importance and the crucial role of different lifestyle behaviours in accelerated skin ageing. Both prolonged UV exposure and cigarette smoke are proved nowadays to share common molecular pathways which include enhanced oxidative reactions (ROS), upregulation of degrading enzymes (MMPS) of the extracellular matrix and excessive cross-linking of dermal elastin and collagens, leading to dermal matric breakdown, stiffness, altered repair and therefore wrinkle formation. In this study, the aim was to detect the activity of the metalloproteinases and lysyl oxidases on smoker’s skin, as well as the macroscopic characteristics of the matrix’s fibers, in order to assess in which extent they are affected by extrinsic ageing factors. Additionally, it is also well known that habitual smoke causes vitamin A depletion, probably associated with the development of emphysema in smokers. Since it has been previously shown that intrinsic skin ageing is associated with an increase in the epidermal expression of the nuclear hormone receptor, retinoic acid receptor α (RARα), we investigate in this study for the first time the role of vitamin A on the skin by determining the levels of its receptor RARα. Our data suggest an aberrant activity of the lysyl oxidases LOL and LOXL, leading to increased tissue stiffness in smoke-induced aged skin. Moreover, dermal fibrillin microfibrills resulted decreased in length with increased periodicity on smoker’s skin. On the other hand, statistically significant increased expression of MMPS was not confirmed in our investigation – as suggested by other studies- probably due the missing de novo production of the degrading gelatinases as response to the cigarette smoke. Finally, we observed an increase in RARα expression in smoker’s skin, hypothesizing that this may be a compensatory mechanism by which skin cells optimise the sequestration of ligand in a relatively ligand-poor environment, so as to maximise its biological functions. This suggests that RARα expression may be a novel marker for assessing accelerated skin ageing. In conclusion, our study suggests that cigarette smoking affects a central pathogenic mechanism which underpins cutaneous ageing. Paradoxically, living in the age where appearance is everything, wrinkles seem to have a stronger psychological impact respect to the systemic effects of tobacco smoke. Therefore, it would probably be a wise idea exploiting human vanity in order to engage in smoke-avoiding strategies with some scent of success.

Η γήρανση του δέρματος μπορεί να προκύψει είτε από το πέρασμα του χρόνου (ενδογενής γήρανση) είτε από περιβαλλοντικές επιδράσεις, όπως χρόνια έκθεση στον ήλιο και κάπνισμα (εξωγενής γήρανση). Το ενδογενώς γερασμένο δέρμα δείχνει λείο και με λεπτές ρυτίδες ενώ από ιστολογικής άποψης παρουσιάζει γενικότερη ατροφία του εξωκυττάριου υποστηρικτικού δικτύου (ECM), με μειωμένα επίπεδα κολλαγόνου κι ελαστικών ινών κι αυξημένα επίπεδα μεταλλοπρωτεϊνασών. Έρευνες καταδυκνείουν τη συμβολή του καπνού στην πρόωρη γήρανση του δέρματος. Το κάπνισμα επηρεάζει το δέρμα προκαλώντας περισσότερες ρυτίδες στους καπνιστές παρά στους μη καπνιστές καθώς και μια ωχρή εμφάνιση, όμοια μ’ εκείνη της φλούδας πορτοκαλιού. Πρόσφατες υποθέσεις διατείνονται ότι το κάπνισμα συμβάλλει στην πρόωρη γήρανση του δέρματος ανεξάρτητα από την ηλικία, το φύλο, τον φωτότυπο, την έκθεση στον ήλιο, την κατανάλωση αλκοόλ και αρκετούς άλλους παράγοντες. Δεδομένου ότι η υπεριώδης ακτινοβολία και το κάπνισμα εκτελούν τα καταστροφικά τους αποτελέσματα στο δέρμα μέσω κάποιων κοινών βιοχημικών οδών, είναι πλέον ευρέως αποδεκτό ότι ο καπνός του τσιγάρου και η ηλιακή ακτινοβολία, αποτελούν τους δύο μεγαλύτερους εξωγενείς παράγοντες που επιταχύνουν τη γήρανση του δέρματος μόνοι τους ή και εν συνεργεία. Οι κοινές βιοχημικές οδοί μέσω των οποίων οι δύο αυτοί παράγοντες εκτελούν τα καταστροφικά τους αποτελέσματα στο δέρμα περιλαμβάνουν οξειδωτικές διεργασίες μέσω επαγωγής ελευθέρων ριζών ROS, συσσώρευση ανώμαλων ινών κολλαγόνου και ελαστίνης στο χώριο εξαιτίας αύξησης αποκοιδομητικών ενζύμων της εξωκυττάριας ουσίας (ελάστωση) και τέλος ίνωση του δέρματος λόγω υπερβολικών ενδομοριακών σταυρωτών δεσμών των ινών που διαμεσολαβούνται από τις λυσίλ-άμινο οξειδάσες. Στη μελέτη αυτή, ελήφθησαν βιοψίες από φωτοπροστατευμένο δέρμα γλουτού καπνιστών (>40 τσιγάρα/ημέρα, >5χρόνια) και μη-καπνιστών. Στο δέρμα των καπνιστών, παρατηρείται σε πρωτεϊνικό επίπεδο μια μείωση τόσο του μήκους όσο και της περιοδικότητας των μικροινιδίων φιμπριλίνης. Επιπρόσθετα, το εκχύλισμα καπνού αυξάνει την δραστηριότητα και ανοσοδραστικότητα των λυσίλ-αμίνο-οξειδασών σε αμφώτερα την επιδερμίδα και το χώριο των καπνιστών. Αυτός ο συνδυασμός που «σκοτώνει», οδηγεί σε μη-λειτουργικές ίνες κολλαγόνου και ελαστίνης εξ’αιτίας παθολογικών ενδομοριακών σταυρωτών συνδέσμων, με τελικό αποτέλεσμα ίνωση και δερματική δυσκαμψία. Οσον αφορά στις αποικοδομητικές ζελατινάσες MMP2 και MMP9, παρόλη την έντονη δραστηριότητά τους στην επιδερμίδα και των δύο ομάδων, δεν πρόεκυψε στατιστικά σημαντική διαφορά, γεγονός που ίσως να αποδυναμώνει τον καπνό ως εκκλυτικό παράγοντα για την ex novo παραγωγή τους. Δεδομένης, τέλος, της μείωσης των υποδοχέων της ρετινόλης που καταγράψαμε στο δέρμα των καπνιστών, μελλοντικές εργασίες για τη διευκρίνιση της επίδρασης ενός τοπικού ρετινοειδούς στο δέρμα των καπνιστών θα αποτελέσουν ίσως το «κλειδί» για την πρόσβαση στην αντικαπνιστική συνείδηση των πολιτών.