Sifat Antioksidatif, Anti-Inflamasi, Dan Anti-Penuaan Dari Asam Amino Seperti Mikosporin

Kata kunci:asam amino seperti mycosporine; mycosporine-2-glisin; senyawa penyerap UV;tabir surya;anti penuaan; anti-oksidasi; anti inflamasi; aktivitas anti-protein-glikasi

Klik Di Sini Untuk Mendapatkan Info Lebih Lanjut Tentang Cistanche Untuk Anti Penuaan

1. Perkenalan

Kulit, organ manusia terbesar, terus-menerus terpapar ke lingkungan luar. Paparan padaberbagai faktor stres lingkungan, khususnya radiasi ultraviolet (UV) di bawah sinar matahari, dapat merusakkulit. Sinar matahari dapat dipecah menjadi tiga jenis radiasi elektromagnetik nonionisasi—inframerah(IR) (780–3000 nm), tampak (400–780 nm), dan UV (100–400 nm). Persentase energi yang dipancarkanke Bumi, dalam total energi yang dipancarkan Matahari, adalah 53 persen IR, 39 persen tampak, dan 8 persen UV [1]. Didasar fisiologis dan biologisnya effffects, radiasi UV dapat dibagi lagi menjadi tiga utamapita — pita 315–400 nm (ditunjuk sebagai UV-A), pita 280–315 nm (ditunjuk sebagai UV-B),dan pita 100–280 nm (ditunjuk sebagai UV-C) [2]. Radiasi UV matahari berkurang drastissaat melewati lapisan ozon dan atmosfer; akibatnya, proporsi sinar UV masuksinar matahari yang mencapai permukaan bumi, terdiri dari 95 persen UV-A dan 5 persen UV-B [1]. Walaupun itu hanya terdiri dari sebagian kecil dari total radiasi UV, UV-B dianggap lebih berbahaya daripadaUV-A, karena UV-B paling aktif merusak kulit dan mata [3]. UV-A dan UV-B juga dikenalbersifat genotoksik, artinya dapat menginduksi kerusakan fotokimia pada DNA sel dan protein.4,5]. Akibatnya, paparan UV-A dan UV-B, merangsang photoaging kulit dan dapat menjadi penyebabinduksi kanker kulit [6]. Photoaging kulit ditandai dengan perkembangan pigmengangguan, seperti solar lentigo, kerutan halus dan kasar, dan jinak, praganas, dan ganastumor kulit pada kulit yang terpapar sinar matahari [7]. Radiasi UV-C yang sangat energik tidak memiliki signifikansi biologis,karena tidak mencapai permukaan bumi, karena terserap seluruhnya oleh lapisan ozon danatmosfer [1,3]. Penipisan lapisan ozon, selama beberapa dekade terakhir, telah meningkatkanjumlah radiasi UV matahari yang mencapai permukaan bumi [8], khususnya tingkat UV-B, karena UV-A adalahtidak diserap oleh lapisan ozon [9]. Banyak organisme laut yang terpapar radiasi UV telah mengembangkan fotoprotektifmekanisme [10]. Misalnya pada cyanobacteria yang mendominasi lingkungan laut, UVmekanisme perlindungan telah berevolusi pada tingkat molekuler, seluler, dan perilaku [11]. Cyanobacteriadapat mensintesis berbagai jenis senyawa "tabir surya", yang memberikan perlindungan terhadap radiasi UV.Asam amino mirip mikosporin (MAA), scytonemin, dan karotenoid dikenal sebagai senyawa kuncidalam cyanobacteria yang dapat menyerap panjang gelombang dalam rentang UV. Produk alami ini menjanjikanmolekul kandidat dalam fifield penemuan senyawa cosmeceutical [12]. Faktanya, MAA punyasudah dikomersialkan sebagai Helioguard®365. Reagen kosmetik ini mengandung liposomalMAA, shinorine (SHI), dan porphyra-334 (P334), yang awalnya diekstraksi dari ganggang merahPorfira umbilikalis, dan telah berhasil dikomersialkan sebagai tabir surya alami dan amanmenggabungkan [12]. Selain itu, MAA dianggap sebagai metabolit sekunder multifungsisel produsen [13]. Banyak MAA diketahui bertindak sebagai antioksidan [14], sementara beberapa laporan terbarutelah menyarankan bahwa MAA memiliki aplikasi terapi yang potensial untuk mengurangi proses penuaan kulit.Dari sudut pandang ini, baru-baru ini, beberapa laporan ulasan dengan penekanan khusus pada penggunaan potensialMAA dalam produk kosmetik, telah dipublikasikan [15–17]. Dalam makalah ini, kami meninjau MAA danpotensinya sebagai bahan anti-penuaan kulit, dengan menjelaskan gambaran dasar strukturnya, sebelumnyaberalih ke akun terperinci dari pengamatan eksperimental terbaru, yang diakumulasikan demikianjauh. Mekanisme dimana MAA dapat bertindak untuk melindungi kulit dari penuaan dibahas di, keduanya,seluler dan tingkat molekuler. Secara khusus, potensi aktivitas anti-penuaan yang menonjol dariMAA mycosporine-2-glycine (M2G), yang dibiosintesis oleh cyanobacterium halotoleranAphanothece halophytica, disorot.

2. Mekanisme Penuaan Kulit Akibat UV

Radiasi UV penting untuk kesehatan kita karena paparan UV-B dapat menyebabkan produksi yang pentingnutrisi, vitamin D, di kulit kita [18]. Namun, paparan sinar UV jangka panjang dan berulang dapat meningkatkanproses photoaging kulit, termasuk pembentukan kanker kulit [19]. Mekanisme dimana UV-dimediasikerusakan sel yang diinduksi dijelaskan secara singkat di bagian ini.2.1. Kerusakan DNA SelulerToksisitas langsung dan tidak langsung effffefek radiasi UV pada molekul DNA, memediasi photoaging.Penyerapan langsung foton UV-B oleh DNA, dapat menghasilkan pembentukan dimer pirimidin,menyebabkan cacat pada untai DNA [20]. Radiasi UV-B sebagian besar mengarah pada pembentukancis-synsiklobutadipirimidin (CPD) dan pirimidin (6-4) produk foto pirimidon (6-4PP). 6-4PPdapat dikonversi menjadi isomer valensi Dewar terkait (DewPPs), setelah eksitasi UV pada 314 nm.Kerusakan DNA seperti itu mengganggu replikasi dan transkripsi DNA, dan membawa berbagai bahayaeffffterhadap sel, seperti mutasi, ketidakstabilan kromosom, dan kematian sel. UV-A tidaklangsung mengubah struktur DNA karena DNA tidak menyerap radiasi dengan kuat dalam rentang UV-A [21]. Namun, UV-A dapat merusak DNA secara tidak langsung, melalui reaksi fotosensitisasi yang dimediasi oleh pembangkitanoksigen singlet radikal (1O2), menghasilkan modifikasi basa purin [20]. Anion oksigen singlet mengoksidasi gugus guanin, diikuti dengan pembentukan 8-oxo-7,8-dihydroguanine (8-oxo-G) dan8-oxo-7,8-dihydro-2'-deoxyguanosine (8-oxo-dG). Karena 8-oxo-G dan 8-oxo-dG dapat diasosiasikan dengan adeninalih-alih sitosin, mutasi transisi mungkin terjadi.2.2. Generasi Spesies Oksigen ReaktifSpesies oksigen reaktif (ROS), pemicu stres oksidatif, adalah reaktif yang mengandung oksigenspesies kimia yang meliputi hidrogen peroksida (H2O2), radikal hidroksil (·OH), anion superoksidaradikal (·O2 −), Dan1O2. Di kulit kita, paparan radiasi UV diketahui terkait dengangenerasi ROS. ROS ini dapat mengaktifkan kaskade penuaan kulit, seperti matrix metalloproteinase(MMP)-1-memediasi penuaan dan NF-κB-TNF- -dimediasi, penuaan yang diinduksi peradangan [22]. Variasimekanisme pembentukan ROS oleh UV, tergantung pada rentang panjang gelombang radiasi UV. Sebagai tambahan1O2 generasi, seperti disebutkan di atas, telah dilaporkan bahwa radiasi UV-A dapat menginduksi generasidari·O2 − oleh aktivasi nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) intraseluleroksidase, NOX [23], dan asosiasi dengan produk akhir glikasi lanjut (AGEs) [24]. Sakurai dkk.menjelaskan bahwa keduanya1O2 Dan·O2 - dihasilkan di kulit tikus yang terpapar UV-A [25]. H2O2, ·O2 −, Dan·Spesies OH mungkin dihasilkan dalam AGEs, selama paparan UV-A [24]. UV-B juga dikenalmenyebabkan produksi H2O2, ·O2 −, Dan·OH [26]. Meskipun sumber ROS yang diinduksi UV-B inimasih belum jelas, baru-baru ini dilaporkan bahwa NADPH oksidase, NOX1, dikaitkan dengan induksi UV-Bp38/Aktivasi dan sitotoksisitas MAPK, melalui generasi ROS dalam keratinosit [26]. Untuk mencegah kerusakan kulit yang disebabkan oleh ROS yang diinduksi UV berlebih dan mengatur homeostasis epidermal,sel-sel kulit memiliki fungsi antioksidan yang bertindak sebagai sistem pertahanan endogen [20]. Sistem initerutama terdiri dari enam enzim — superoksida dismutase (SOD), katalase (CAT), glutathione peroksidase(GPX), glutathione reductase (GR), thioredoxin oxidase (TRXR), dan peroxiredoxin (PRDX) (Gambar1). SOD dan CAT dihilangkan·O2 − dan H2O2, masing-masing, dan akhirnya mengkonversi·O2 − ke H2O, sedangkanGPX, GR, TRXR, dan PRDX menghilangkan H2O2, dengan mengatur kondisi redoks glutathionedan tioredoksin. Selain sistem enzimatik ini, molekul non-enzimatik, seperti vitamin C(asam askorbat), vitamin E ( -tocopherol), glutathione, dan asam ureat, berperan besar sebagai antioksidandi kulit [27]. Molekul kecil ini mengais dan menetralkan radikal bebas, dengan memberikan ekstraelektron untuk membuat pasangan elektron.

Gambar 1.Penghapusan spesies oksigen reaktif (ROS) oleh sistem pertahanan antioksidan yang terdiri darisuperoksida dismutase (SOD), katalase (CAT), glutation peroksidase (GPX), glutathione reduktase(GR), tioredoksin oksidase (TRXR), dan peroksiredoksin (PRDX). GSHred dan GSSGox menunjukkan penguranganglutathione dan glutathione teroksidasi, masing-masing. TRXred dan TRXox menunjukkan berkurangnya thioredoxindan thioredoxin teroksidasi, masing-masing.

2.3. Respon Inflamasi

Paparan radiasi UV menginduksi peradangan dengan memicu reaksi kimia di kulit. Berbedapola peradangan disebabkan oleh paparan panjang gelombang cahaya tertentu.Tiga kelompok, UV-A,UV-B, dan UV-C, telah diklasifikasikan, berdasarkan di iniffffpola peradangan yang ada [28]. Eritemadiinduksi di kulit, setelah paparan radiasi UV-B ditandai sebagai sengatan matahari. Peradangantanggapan yang diinduksi oleh UV-B sebagian besar dicapai melalui berbagai mediator, termasuk nitratoksida (NO), sintase NO terinduksi (iNOS), prostaglandin E2 (PGE2), siklooksigenase-2 (COX-2),faktor nekrosis tumor- (TNF- ), dan sitokin lainnya, seperti interleukin-1 (IL-1) dan interleukin-6(IL-6) (Gambar2). Molekul-molekul ini sebagian besar diatur oleh faktor-kappa B nuklir (NF-κB), dan sebagian besar diproduksi di keratinosit, yang merupakan jenis sel dominan di epidermis [29]. Memilikitelah dilaporkan bahwa ekspresi protein COX-2, yang bertanggung jawab atas PGE2 produksi, adalahdiregulasi, mengikuti paparan UV-B, baik pada kulit manusia maupun kultur keratinosit manusia [30]. ROS juga diketahui terkait dengan respons peradangan, seperti yang telah diamatiEkspresi COX-2 diinduksi oleh ROS di diffffjenis sel yang berbeda [31]

Gambar 2.Respon peradangan akibat UV-B. Nitrat oksida (NO), NO sintase yang dapat diinduksi (iNOS),prostaglandin E2 (PGE2), siklooksigenase-2 (COX-2), faktor nekrosis tumor- (TNF- ), dan lainnyasitokin, seperti interleukin-1 (IL-1) dan interleukin-6 (IL-6), ditampilkan sebagai mediator.

2.4. Induksi Matrix Metalloproteinases

Radiasi UV meningkatkan ekspresi matrix metalloproteinases (MMPs) di kulit. MMP,yang diketahui bertanggung jawab atas penghancuran protein matriks ekstraseluler (ECM), seperti itusebagai kolagen, memainkan peran penting dalam menjaga homeostasis kulit dan penuaan kulit [32]. MMP adalahdisekresikan oleh keratinosit dan fibroblas dermal, sebagai respons terhadap berbagai rangsangan, termasuk oksidatifstres dan sitokin, selain radiasi UV. Induksi berulang dari degradasi kolagen inienzim, dalam jangka panjang, diperkirakan menyebabkan kerusakan kolagen, yang merupakan salah satu alasannyaphotoaging. Meskipun beberapa MMP diekspresikan pada kulit mamalia, hal tersebut telah disarankanbahwa MMP-1 adalah enzim pendegradasi kolagen utama yang bertanggung jawab atas penghancuran kolagen, secara parahkulit yang rusak karena foto [33]. Peningkatan regulasi ekspresi MMP distimulasi oleh protein aktivator-1(AP-1), yang dikenal sebagai faktor transkripsi yang diinduksi UV [34]. Faktanya, elemen pengatur AP-1ada di daerah mengapit 5' gen MMP. Mengubah faktor pertumbuhan-beta (TGF- ) dan NF-κB juga diketahui terlibat dalam induksi MMP di kulit.34].

2.5. Induksi Glikasi Protein

Glikasi protein (glikosilasi non-enzimatik), juga dikenal sebagai langkah pertama dari reaksi Maillard,melibatkan pembentukan ikatan kovalen antara protein dan gula pereduksi. Reaksi kondensasiantara gugus amino bebas dari protein dan gugus karbonil dari gula, menghasilkan pembentukan aBasis Schiff, diikuti oleh produk Amadori. Produk yang berlebihan dioksidasi dan didehidrasi untuk terbentukstabil, molekuler, produk ikatan silang, yang disebut produk akhir glikasi lanjutan (AGEs) [35]. Proteinglikasi mempengaruhi sifat fisik dan fungsional protein, karena menyebabkan konformasiperubahan struktur protein [36]. Di kulit, telah dilaporkan bahwa glikasi kolagen tipe I terjaditerkait dengan perkembangan kulit kusam dan penurunan elastisitas kulit [37]. AGEs jugaterlibat dalam pembentukan ROS. Masaki et al. melaporkan bahwa paparan AGEs terhadap radiasi UV-Ain vitro, menghasilkan generasi ROS, seperti·O2 −, H2O2, Dan·OH, seperti yang disebutkan di atas [24]. Pada manusia, autofluoresensi kulit, biomarker untuk AGEs, dapat berfungsi sebagai fotosensitizer endogen.yang menginduksi generasi ROS, mengikuti paparan radiasi UV-A [35]. Jadi, reaksi glikasidiikuti oleh pembentukan AGE dianggap sebagai salah satu mekanisme dasar yang berhubungan dengan kulitpenuaan, dalam kondisi lingkungan, terutama radiasi UV [24].

Email:wallence.suen@wecistanche.com Whatsapp plus 86 15292862950