1
Interakce sluneInterakce sluneččnníího zho záářřeneníí ss
ttěělnlníími povrchymi povrchy
FotodermatologieFotodermatologie
2
SloSložženeníí kkůžůžee
Kůže se skládá ze tří vrstev:
1. Epidermis (pokožka) - epitelové vrstvy ektodermového původu.
2. Dermis (škára) - vrstvy vazivové tkáně původem z mezodermu
3. Hypodermis (podkožní vazivo) - řídká vazivová tkáň
Epidermis
ˇ málo propustná pro vodu a tím zamezuje velkému množství
vypařování
ˇ dobrý termický a chemický izolátor
ˇ obsahuje kožní žlázy, krevní cévy a tukovou tkáň, která se podílí na
termoregulaci, metabolismu a vylučování určitých látek
Obsahuje tyto typy buněk:
1. Melanocyty
2. Langerhansovy buňky
3. Merkelovy buňky
4. Keratinocyty
3
SloSložženeníí kkůžůžee
Melanocyty
Jsou to buňky přítomny ve stratum basale epidermis. Produkují melanin v
melanosomech, který si přebírají okolní keratinocyty. Melanin má chránit
před UV zářením.
Langerhansovy buňky
Jsou to dendritické buňky ve stratum spinosum. Jejich funkcí je rozpoznání
a zpracování antigenu.
Merkelovy buňky
Jsou koncentrované na špičkách prstů a rtech. Mohou sloužit jako
senzorické mechanoreceptory. Obsahují charakeristická granula při
buněčné membráně.
Keratinocyty
4
SluneSluneččnníí zzáářřeneníí
Hlavním zdrojem světla je Slunce. Je jedním z hlavních ekologických
faktorů ovlivňujících procesy živých organismů.
Měsíční úhrny slunečního svitu (hod.)
Intenzita svštla se měří v luxech (lx) a její změny ovlivňují hlavně
chování živočichů.
45,457,0131,2167,5223,5241,4230,0225,8170,5127,078,649,4
XIIXIXIXVIIIVIIVIVIVIIIIII
5
UV zUV záářřeneníí
Dle vlnové délky dělíme UV záření na:
1. UVA ( 320 - 400 nm )
1000 x slabší než UVB, proniká hlouběji
podílí se hlavně na fotosenzibilizačních reakcích
poškozuje DNA nepřímo
2. UVB ( 290 - 320 nm )
absorbováno ve stratum corneum
vyvolává erytém a pigmentaci v ozářené kůži
dermatologická fototerapie
3. UVC ( 200 - 290 nm )
běžně se nevyskytuje
germicidní
poškozuje přímo DNA
6
BiologickBiologickéé úúččinky zinky záářřeneníí
K tomu, aby došlo k nějakému biologickému účinku záření, musí být jeho
energie absorbována.
chromofor ­ chemická látka, která absorbuje energii v tkáni
absorpční spektrum
základní a excitovaný stav
fotochemické děje ------ fotobiologické děje
7
BiologickBiologickéé úúččinky zinky záářřeneníí
Remitance:
reflektance
scattering (vrácené rozptýlené světlo)
Absorpce
Transmise
Fluorescence
8
Barva kBarva kůžůžee
reflektance
asi 5-10% dopadajícího světla
relativně konstantní pro všechny vlnové délky viditelného světla
scattering (vrácené rozptýlené světlo)
asi 50% dopadajícího světla
optická absorpce krví, melaninem a karotenoidy
melanin ­ šedý filtr, oslabuje dermální remitanci
hemoglobin ­ absorbuje kratší vlnové délky (modré a zelené), dodává
červený odstín
9
Reakce kReakce kůžůže na UV oze na UV ozáářřeneníí
Malé množství UVB je nutné k přeměně vitaminu D v kůži.
Větší množství UV vyvolává poškození ­ erytém (zarudnutí), zánět,
přehřátí.
Dlouhodobá (opakovaná) expozice vyvolává chronické změny ­ urychlení
stárnutí, kancerogeneze.
10
FotosyntFotosyntééza vitaminu Dza vitaminu D
Přeměna 7-dehydrocholesterolu ve 2 krocích:
1. 7-dehydrocholesterol absorbuje UVB záření (<320 nm) a přemění se
na provitamin D3
2. dochází k termální izomerizaci na formu vitaminu D3, který je
přednostně vázán na protein vázající vitamin D3 v kapilárách
Provitamin D3 může po absorpci UV záření dát vzniknout 2 fotoproduktům
­ humisterolu a tachysterolu
? úloha v prevenci toxicity vitaminu D, která by mohla teoreticky
nastat po nadměrné expozici UVB
11
ErytErytéémovmováá reakcereakce
Zánětlivý erytém je nejnápadnější akutní kožní odpověď na UV ozáření u
bílé populace.
Klasické známky zánětu:
zvýšená teplota
bolest
otok
objem krve v povrchových a hlubokých pleteních škáry se zvýší cca o 38%
nad normální úroveň
12
ErytErytéémovmováá reakcereakce
MED = minimální erytémová dávka
minimální jednotlivá dávka UV záření, která vyvolá jasně
ohraničený erytém
udává se v mJ/cm2 nebo J/m2
reciprocita ­ záleží pouze na dávce absorbované v kůži, ať už byla
absorbována po dlouhou ozařovací dobu ze zdroje o nízké intenzitě,
nebo krátce ze zdroje o vysoké intenzitě
neplatí v mezních situacích (např. lasery)
13
ErytErytéémovmováá reakcereakce
vznik erytému je silně závislý na množství melaninu přítomného v kůži
ˇ konstitucionální (rasová) pigmentace
ˇ fakultativní (získaná) pigmentace
tloušťka kůže hraje důležitou úlohu v rozvoji erytému
erytémová odpověď kolísá s věkem
14
ErytErytéémovmováá reakcereakce
Mechanismus vzniku erytému:
Chromofory, které zahajují chemické procesy vedoucí k vyvolání UV
erytému, nejsou doposud jasně rozpoznány.
Tvar křivky erytémového akčního spektra je podobný tvaru křivky UV
absorpce DNA ­ poškození DNA může být důležité.
V procesech vedoucích k UV erytému může zaujímat místo i poškození
jiných buněčných složek.
Přítomnost kyslíku a úloha RMK.
15
ErytErytéémovmováá reakcereakce
Mediátory erytému:
ˇ histamin (zvýšení cévní permeability, vasodilatace)
ˇ serotonin
ˇ prostaglandiny (vasodilatace, modulace ostatních mediátorů)
ˇ lysosomální enzymy
ˇ cytokiny (prozánětlivé IL-1, IL-6)
16
ErytErytéémovmováá reakcereakce
Histologické změny:
vznik tzv. ,,sunburn cells" v epidermis
perinukleární vakuolizace, poškození jader a jadérek lymfocytů
mezibuněčný otok
redukce počtu Langerhansových buněk
pokles počtu žírných buněk ve škáře
otok endoteliálních buněk povrchových krevních cév
perivaskulární infiltrát v podkožním tuku (T-lymfocyty, neutrofily,
monocyty/makrofágy)
17
PigmentacePigmentace
Časné pigmentační ztmavnutí
výsledek přeměny (oxidace) melaninu již v kůži přítomného, nebo
redistribucí melanosomů v epidermálních melanocytech
vzniká během ozáření
vytrvává minuty až dny
Pozdní pigmentace
výsledek zvýšené novotvorby melaninu v epidermis
vzestup počtu melanocytů i jejich zvýšená aktivita
patrná cca za 72 hodin
u tmavých jedinců (lepší genetická dispozice) může být pigmentace
provokována již suberytémovými dávkami
18
SubakutnSubakutníí zmzměěny kny kůžůže po UV oze po UV ozáářřeneníí
Fotodermatózy
změny se projevují v časově blízkém horizontu
fotosensitivita ­ patologické zvýšení citlivosti kůže na UV expozici
kožní reakce přetrvávají dlouhodoběji
Fotoimunosuprese
podporuje rozvoj fotokarcinogeneze
19
FotodermatFotodermatóózyzy
velmi široké spektrum chorob
individuální citlivost kůže každého jedince
omezení na exponované kožní plochy (tzv. heliotropní lokalizace), ušetřena
zůstávají místa přirozeného stínu (horní víčka, horní ret, krajina pod
bradou, oblast za ušima, kožní záhyby)
ˇ fototoxické reakce
ˇ fotoalergické reakce
20
FotodermatFotodermatóózyzy
Fototoxické reakce
neimunologické, přímo závislé na dávce
reakce - erytém, otok, puchýře
přímé poškození buněk prostřednictvím chromoforů
Chromofory: kamenouhelné deriváty (akridin, antracen aj.), barviva, léčiva,
kosmetické přípravky
Fytodermatitis = zánět kůže vznikající po dotyku s určitými rostlinami
během následující sluneční expozice.
kopretina, slunečnice, celer, petržel, bolševník
21
FotodermatFotodermatóózyzy
Fotoalergické reakce
imunologická akutní nebo chronická reakce z přecitlivělosti opožděného
typu (IV. typ)
ˇ aktivace chromoforu fotony
ˇ vazba fotoproduktu na bílkovinu
ˇ vznik antigenu
reakce není závislá na dávce
po úvodní fázi (1-2 týdny) dojde při nejbližší expozici s chemickou
substancí k vytvoření typické kontaktní dermatitidy
mnohem vzácnější než fototoxické reakce
22
FotodermatFotodermatóózyzy
Fotoalergeny
ˇ antibakteriální látky (přísady mýdel, šamponů, deodorantů)
ˇ voňavky (např. syntetické pižmo používané v mužské kosmetice,
samoopalovací prostředky)
ˇ látky s ochranným účinkem proti UV záření
ˇ jiné ­ různá léčiva, thiokarbamid obsažený v kopírovacím papíru aj.
23
FotoimunosupreseFotoimunosuprese
Imunitní systém v kůži:
keratinocyty (syntéza cytokinů)
Langerhansovy buňky (prezentace antigenů)
T-lymfocyty
spádové lymfatické uzliny
uvolňování cytokinů, prostaglandinů, histaminu, neuropeptidů, hormonů
vymizení Langerhansových buněk z epidermis
abnormální stimulace T-lymfocytů ­ potlačení buněčné imunity
produkce IL-10 makrofágy ­ potlačení imunitní odpovědi v kůži
24
ChronickChronickéé zmzměěny kny kůžůže po UV oze po UV ozáářřeneníí
ˇ Stárnutí kůže (fotoaging)
ˇ Fotokarcinogeneze
25
AktinickAktinickéé ststáárnutrnutíí kkůžůžee
UV záření
aktivace receptorů pro epidermální růstový faktor, IL-1 a TNF na povrchu
keratinocytů
aktivace transkripčního faktoru AP-1
aktivace genů pro matrixové metaloproteázy, inhibice genu pro prokolagen
rozklad kolagenu a dalších proteinů
poškození DNA, mutace
nedokonalá reparace
26
AktinickAktinickéé ststáárnutrnutíí kkůžůžee
ˇ Elastóza (hrubá změť degradovaných elastických vláken, které
nakonec zdegenerují v amorfní masu)
ˇ četné a hyperplastické fibroblasty
ˇ četné a částečně degranulované žírné buňky
ˇ zmnožené různé typy mononukleárních buněk
ˇ úbytek kolagenu (enzymy uvolněné ze zánětlivých buněk)
ˇ ztluštělá epidermis v důsledku chronické stimulace
ˇ poškozená mikrocirkulace
27
FotokarcinogenezeFotokarcinogeneze
aktinická keratóza (prekanceróza)
ˇ zemědělci, zahradníci, stavební dělníci
ˇ lehce zarudlá ložiska s rohovitým povrchem
basaliomy a spinaliomy
ˇ šedobílé čočkovité indurace, zvředovatí
maligní melanomy
ˇ melanocyty
28
FotokarcinogenezeFotokarcinogeneze
ˇ strukturální změny v DNA ­ mutageneze
ˇ uvolňování prostaglandinů jako fotoprotektivní mechanismus
ˇ fotoimunosuprese
29
Ochrana kOchrana kůžůže pe přředed úúččinky UV zinky UV záářřeneníí
Kožní fototypy
Barva kůže
ˇ výsledek fylogenetického vývoje
ˇ je určena úrovní prokrvení a obsahem a distribucí melaninu
Fakultativní barva kůže ­ geneticky podmíněná, jedná se o ztmavnutí kůže
v odpovědi na UV záření.
30
Ochrana kOchrana kůžůže pe přředed úúččinky UV zinky UV záářřeneníí
Kožní fototypy
Rozdělení kožních fototypů je založeno na reakci vůči slunečnímu záření v
květnu-červnu v poledne po 45-60 minutách slunění (zeměpisná
šířka 20 ­ 30 st.).
I. Vždy zrudne, nepigmentuje
II. Zrudne, pigmentuje mírně
III. Zrudne zřídka, pigmentuje
IV. Nerudne, pigmentuje dobře
V. Arabové
VI. Černoši
31
Ochrana kOchrana kůžůže pe přředed úúččinky UV zinky UV záářřeneníí
Keratinizace
ˇ soudržná vrstva rohových buněk (stratum corneum) ­ 15 ­ 50 m
ˇ proteiny absorbující UV záření
Melanosomy
ˇ geneticky určená konstituční melaninová pigmentace
ˇ přenos melaninových melanosomů z melanocytů do bazálních
keratinocytů
ˇ u negroidní populace melanosomy zůstávají nedotčené.
32
Ochrana kOchrana kůžůže pe přředed úúččinky UV zinky UV záářřeneníí
Antioxidanty
ˇ akumulace lipofilních karotenoidních pigmentů
ˇ SOD
ˇ glutathion peroxidasa/glutathion reduktasa
ˇ excisní opravná kapacita poškozené DNA
Kyselina urokánová
ˇ deaminovaný produkt histidinu
ˇ endogenní sunscreen epidermis a stratum corneum
ˇ imunosupresivní účinky k. urokanové mohou hrát roli ve
fotokarcinogenezi