Žili plaukai senatvėje: vandenilio peroksidas slopina melanino susidarymą

Mokslininkai iš Mainco ir Bradfordo atskleidžia molekulinį plaukų žilimo ir balinimo senatvėje mechanizmą

Žili arba balti plaukai auga su amžiumi dėl visiškai natūralaus senėjimo proceso, kurio metu susidaro mažiau spalvotų pigmentų.

Mainco Johanneso Gutenbergo universiteto ir Bradfordo universiteto (Didžioji Britanija) mokslininkai atskleidė paslaptį, kaip senstant plaukai tampa pilki arba balti. Atitinkamai, deguonies radikalai labai prisideda prie plaukų spalvos praradimo. „Viso proceso pradžios taškas yra vandenilio peroksidas, kurį taip pat žinome kaip baliklį“, – aiškina Univ.-Prof. Dr. Heinzas Deckeris iš Mainco universiteto Biofizikos instituto. "Kadangi mes senstame, jis vis dažniau gaminamas plaukuose ir galiausiai neleidžia gamintis spalvotam pigmentui melaninui." Mainco biofizikai kartu su dermatologais iš Bradfordo pirmą kartą išsamiai išskaidė šio proceso molekulinį mechanizmą ir paskelbė jį specializuotame žurnale The FASEB Journal.

Vandenilio peroksidas – arba H2O2 cheminiu pavadinimu – nedideliais kiekiais gaminasi visame žmogaus organizme metabolizmo metu, taip pat ir plaukuose. Tačiau su amžiumi kiekis didėja, nes organizmas nebespėja suskaidyti vandenilio peroksido į du komponentus – vandenį ir deguonį. Savo darbe mokslininkai parodė, kad už tai atsakingas fermentas, vadinamas katalze, kuris paprastai neutralizuoja vandenilio peroksidą, ląstelėse randamas tik labai mažomis koncentracijomis. Tai turi dramatiškų pasekmių.

Vandenilio peroksidas atakuoja fermentą tirozinazę ir oksiduoja specifinį statybinį bloką, būtent aminorūgštį metioniną. "Šis oksidacijos procesas sutrikdo fermento tirozinazės funkciją tiek, kad jis nebegali gaminti melanino. Dabar žinome tikslią molekulinę dinamiką, kuri yra šio proceso pagrindas", - aiškina Deckeris. Biofizikos instituto mokslininkai maždaug dešimt metų tyrinėja tirozinazes, kurios yra fermentai visuose organizmuose ir atlieka daug skirtingų funkcijų. Atliekant kompiuterinį modeliavimą, skirtą molekuliniams mechanizmams atskleisti, biofizikus palaikė naujai įkurtas Mainco universiteto Gamtos mokslų kompiuterinių tyrimų metodų centras.

Tačiau oksidacija vandenilio peroksidu ne tik paralyžiuoja melanino gamybą, bet ir pablogina kitų fermentų, reikalingų pažeistiems baltymų statybiniams blokams atkurti, veiklą. Tai sukelia įvykių pakopą, kurios kulminacija yra laipsniškas pigmento praradimas visame plauke – nuo ​​šaknų iki galiukų. Šiuo darbu Mainco ir Bradfordo mokslininkai ne tik išsprendė seną paslaptį, kodėl mūsų plaukai papilka senstant molekuliniu lygmeniu, bet ir parodė ateities gydymo būdus, pavyzdžiui, pigmentacijos sutrikimo vitiligo gydymui. odoje. Nes melaninas atsakingas ne tik už plaukų spalvą, bet ir odą bei akis.

Darbą Maince finansavo Bendradarbiavimo tyrimų centras 490 „Invazija ir išlikimas infekcinėse ligose“ ir Mokslinių tyrimų mokymo grupė 1043 „Antigenui specifinė imunoterapija“.

Originalūs leidiniai:

JM Wood, H. Decker, H. Hartmann, B. Chavan, H. Rokos, JD Spencer, S. Hasse, MJ Thornton, M. Shalbaf, R. Paus ir KU Schallreuter Senatvinis plaukų žilimas: H2O2 sukeliamas oksidacinis stresas veikia žmonių plaukų spalva blukinant metionino sulfoksido taisymą FASEB žurnalas, paskelbtas internete 23 m. vasario 2009 d., doi: 10.1096/fj.08-125435

T. Schweikardt, C. Olivares, F. Solano, E. Jaenicke, JC Garcia-Borron ir H. Decker Trimatis žinduolių tirozinazės aktyviosios vietos modelis, atspindintis funkcinių mutacijų praradimą Pigment Cell Research (2007) 20:394- 401

H. Decker, T. Schweikardt ir F. Tuczek Pirmoji tirozinazės kristalinė struktūra: atsakyta į visus klausimus? Applied Chemistry International Edition Engl., (2006) 45, 4546–4550

Šaltinis: Maincas [lei]