Косвенное повреждение ДНК

Теория повреждения ультрафиолетовым светом

Косвенное повреждение ДНК: хромофор поглощает УФ-свет (* обозначает возбужденное состояние), а энергия возбужденного состояния создает синглетный кислород ( ¹ O2 ) или гидроксильный радикал (•OH), который затем повреждает ДНК посредством окисления. _[ ^1]

Косвенное повреждение ДНК происходит, когда УФ-фотон поглощается в коже человека хромофором , который не обладает способностью очень быстро преобразовывать энергию в безвредное тепло. ^[2] Молекулы, которые не обладают этой способностью, имеют долгоживущее возбужденное состояние . Такое длительное время жизни приводит к высокой вероятности реакций с другими молекулами — так называемых бимолекулярных реакций. ^[2] Меланин ^{[ сомнительно – обсудить ] [ нужна цитата ]} и ДНК имеют чрезвычайно короткое время жизни возбужденного состояния в диапазоне нескольких фемтосекунд (10 ⁻¹⁵ с). ^[3] Время жизни возбужденного состояния соединений, используемых в солнцезащитных кремах, таких как ментилантранилат , авобензон или падимат O, в 1000–1000000 раз больше, чем у меланина, ^[2] и поэтому они могут вызывать повреждение живых клеток, которые вступают с ними в контакт. ^{[4] [5] [6] [7]}

Молекула, которая изначально поглощает УФ-фотон, называется «хромофор». Бимолекулярные реакции могут происходить либо между возбужденным хромофором и ДНК, либо между возбужденным хромофором и другим видом, с образованием свободных радикалов и активных форм кислорода . Эти активные химические виды могут достигать ДНК путем диффузии, и бимолекулярная реакция повреждает ДНК ( окислительный стресс ). В отличие от прямого повреждения ДНК, которое вызывает солнечный ожог, косвенное повреждение ДНК не приводит к какому-либо предупреждающему сигналу или боли в организме человека.

Бимолекулярные реакции, вызывающие непрямое повреждение ДНК, проиллюстрированы на рисунке:

${\displaystyle \mathrm {(Chromophore)^{*}+{}^{3}O_{2}\ {\xrightarrow {}}\ Chromophore+{}^{1}O_{2}} }$

¹ O ₂ — это реактивный вредный синглетный кислород :

${\displaystyle \mathrm {{}^{1}O_{2}+intact\ DNA\ {\xrightarrow {}}\ {}^{3}O_{2}+damaged\ DNA} }$^[1]

Место повреждения

В отличие от прямого повреждения ДНК , которое происходит в областях, непосредственно подверженных воздействию УФ-В-излучения, реактивные химические вещества могут перемещаться по телу и поражать другие области, возможно, даже внутренние органы. ^{[ сомнительно – обсудить ]} Перемещающаяся природа косвенного повреждения ДНК может быть замечена в том факте, что злокачественная меланома может возникать в местах, которые не освещаются напрямую солнцем, в отличие от базальноклеточной карциномы и плоскоклеточной карциномы , которые появляются только в местах, непосредственно освещаемых солнцем. ^{[ сомнительно – обсудить ] [ необходима цитата ]}

Смотрите также

• Повреждение ДНК свободными радикалами
• Фотозащита
• Солнцезащитный крем

Ссылки

1. Ribeiro, DT; Madzak, C.; Sarasin, A.; Mascio, P. Di; Sies, H.; Menck, CFM (январь 1992 г.). «Повреждение ДНК, вызванное синглетным кислородом, и мутагенность в одноцепочечном челночном векторе на основе Sv40». Фотохимия и фотобиология . 55 (1): 39–45. doi :10.1111/j.1751-1097.1992.tb04207.x. PMID  1318549. S2CID  9807925.
2. Кантрелл, Энн; МакГарви, Дэвид Дж. (2001). «3(Защита от солнца у человека)». Комплексная серия по фотонаукам . 495 : 497–519. CAN 137:43484.
3. "Сверхбыстрая внутренняя конверсия ДНК". Архивировано из оригинала 2008-06-05 . Получено 2008-02-13 .
4. Армени, Татьяна; Дамиани, Элизабетта; и др. (2004). «Отсутствие защиты in vitro обычным солнцезащитным ингредиентом при цитотоксичности кератиноцитов, вызванной УФА». Токсикология . 203 (1–3): 165–178. doi :10.1016/j.tox.2004.06.008. hdl : 11566/51196 . PMID  15363592.
5. Ноулэнд, Джон; Маккензи, Эдвард А.; Макхью, Питер Дж.; Кридленд, Найджел А. (1993). «Мутагенность обычного солнцезащитного ингредиента, вызванная солнечным светом». FEBS Letters . 324 (3): 309–313. doi :10.1016/0014-5793(93)80141-G. PMID  8405372. S2CID  23853321.
6. Mosley, CN; Wang, L; Gilley, S; Wang, S; Yu, H (2007). «Светоиндуцированная цитотоксичность и генотоксичность солнцезащитного агента 2-фенилбензимидазола в кератиноцитах Salmonella typhimurium TA 102 и HaCaT». Международный журнал исследований окружающей среды и общественного здравоохранения . 4 (2): 126–131. doi : 10.3390/ijerph2007040006 . PMC 3728577. PMID  17617675 . 
7. Xu, C.; Green, Adele; Parisi, Alfio; Parsons, Peter G (2001). «Фотосенсибилизация солнцезащитного октилового p-диметиламинобензоата b UVA в человеческих меланоцитах, но не в кератиноцитах». Фотохимия и фотобиология . 73 (6): 600–604. doi :10.1562/0031-8655(2001)073<0600:POTSOP>2.0.CO;2. ISSN  0031-8655. PMID  11421064. S2CID  38706861.