Wavelength dependent generation of singlet oxygen in the UV region of 280 to 400 nm by endogenous photosensitizers in solutions and skin cells
Final Report Abstract
Hautkrebs trifft immer mehr und immer jünger Menschen. Experten rechnen mit einem Anstieg bis 2050 um jährlich 7%. Der größte Risikofaktor ist dabei die UV-Strahlung der Sonne und von Solarien. Eine mögliche Ursache der Schäden wird in dem vorliegenden Projekt erforscht, bei dem die Interaktion von UVA/UVB-Strahlung mit endogenen Substanzen untersucht wurde. Es wurden eine Vielzahl von Vitaminen und zelleigenen Molekülen auf ihre Möglichkeit der Absorption von UVA/UVB-Strahlung, ihrer Veränderung durch UVA/UVB-Strahlung und ihre Möglichkeit zur Generierung von Singulett Sauerstoff geprüft. Es zeigte sich dabei, dass durch eine Vorbelastung mit UVB-Strahlung neue potenzielle UVA-Generatoren erzeugt werden können. Bei der Bestrahlung von Zellbestandteilen und ganzen Zellen zeigte sich, dass UVB-Strahlung eindeutig in der Lage ist Singulett Sauerstoff zu generieren. Dies kann eine Vielzahl unspezifischer Schäden in den Zellen hervorrufen und zu einer vorzeitigen Hautalterung und Überlastung der Reparaturmechanismen führen, so dass letzten endlich das Hautkrebsrisiko erhöht wird. Bei einer wellenlängenselektiven Bestrahlung menschlicher Haut konnte eine Abhängigkeit der MMP-1 Expression von der Eindringtiefer der jeweiligen Strahlung nachgewiesen werden. So erfolgte bei einer Bestrahlung bei einer Wellenlänge von 320 nm eine ausgeprägtere und tiefer liegende Immunantwort als bei 308 nm. In vorausgegangenen Untersuchungen an Fettsäuren und weiteren an unterschiedlichen Hautpflegeprodukten zeigten sich, ähnlich wie in diesem Projekt, deutliche oxidative Einflüsse verursacht durch ultraviolette Strahlung. Welchen Einfluss der Einsatz von Hautpflegeprodukten mit oxidativ veränderter Struktur (Fettsäuren und Vitamine) auf die Haut haben müsste in weiteren Projekten geklärt werden.
Publications
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Luminescence spectroscopy of singlet oxygen enables monitoring of oxygen consumption in biological systems consisting of fatty acids. Phys Chem Chem Phys. 2013 Jul 21;15(27):11386-93
Gollmer A, Regensburger J, Maisch T, Bäumler W
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UVA irradiation of fatty acids and their oxidized products substantially increases their ability to generate singlet oxygen. Phys Chem Chem Phys. 2013 Oct 28;15(40):17672-80
Regensburger J, Maisch T, Knak A, Gollmer A, Felgentraeger A, Lehner K, Baeumler W
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Blue light kills Aggregatibacter actinomycetemcomitans due to its endogenous photosensitizers. Clin Oral Investig. 2014 Sep;18(7):1763-9
Cieplik F, Späth A, Leibl C, Gollmer A, Regensburger J, Tabenski L, Hiller KA, Maisch T, Schmalz G
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Exposure of vitamins to UVB and UVA radiation generates singlet oxygen. Photochem Photobiol Sci. 2014 May;13(5):820-9
Knak A, Regensburger J, Maisch T, Bäumler W
