Šedivé vlasy v starobe: peroxid vodíka inhibuje tvorbu melanínu
Vedci z Mainzu a Bradfordu odhaľujú molekulárny mechanizmus šedivého a bieleho sfarbenia vlasov v starobe
Šedivé alebo biele vlasy vznikajú s pribúdajúcim vekom v dôsledku úplne prirodzeného procesu starnutia, pri ktorom sa tvorí menej farebných pigmentov.
Vedci z Univerzity Johannesa Gutenberga v Mainzi a University of Bradford vo Veľkej Británii teraz odhalili tajomstvo sivého alebo bieleho sfarbenia vlasov v starobe. Podľa toho sa kyslíkové radikály významne podieľajú na strate farby vlasov. „Východiskovým bodom celého procesu je peroxid vodíka, ktorý poznáme aj ako bieliace činidlo,“ vysvetľuje Univ.-Prof. DR Heinz Decker z Inštitútu pre biofyziku na Univerzite v Mainzi. "S pribúdajúcim vekom sa čoraz viac tvorí vo vlasoch a v konečnom dôsledku bráni tvorbe farebného pigmentu melanínu." Biofyzici z Mainzu spolu s dermatológmi z Bradfordu po prvý raz presne rozobrali molekulárny mechanizmus tohto procesu a publikovali ho v odbornom časopise The FASEB Journal.
Peroxid vodíka – alebo v chemickom názve H2O2 – vzniká v malom množstve počas metabolizmu všade v ľudskom tele, vrátane vlasov. Množstvo sa však vekom zvyšuje, pretože telo už nestíha štiepiť peroxid vodíka na dve zložky vodu a kyslík. Vedci vo svojej práci ukázali, že za to zodpovedný enzým nazývaný katalse, ktorý bežne neutralizuje peroxid vodíka, je v bunkách prítomný len vo veľmi nízkych koncentráciách. To má dramatické následky.
Peroxid vodíka napáda enzým tyrozinázu a oxiduje špecifický stavebný prvok, menovite aminokyselinu metionín. "Tento oxidačný proces narúša funkciu enzýmu tyrozinázy do takej miery, že už nemôže vytvárať melanín. Teraz poznáme presnú molekulárnu dynamiku, ktorá je základom tohto procesu," vysvetľuje Decker. Vedci z Biofyzikálneho ústavu sa už asi desať rokov zaoberajú výskumom tyrozináz, ktoré sa ako enzýmy vyskytujú vo všetkých organizmoch a majú mnoho rôznych funkcií. Biofyzikov podporilo v počítačových simuláciách na odhalenie molekulárnych mechanizmov novozaložené Centrum pre počítačové metódy výskumu prírodných vied na Univerzite v Mainzi.
Oxidácia peroxidom vodíka však paralyzuje nielen produkciu melanínu, ale ovplyvňuje aj ďalšie enzýmy, ktoré sú potrebné na obnovu poškodených stavebných blokov bielkovín. Spustí sa tak kaskáda udalostí, ktorá vyvrcholí postupnou stratou pigmentu v celom vlase, od korienkov až po končeky. Touto prácou vedci z Mainzu a Bradfordu nielen rozlúštili odvekú hádanku, prečo naše vlasy vekom šedivejú na molekulárnej úrovni, ale aj identifikovali prístupy pre budúcu terapiu, napríklad vitiligo, pigmentovej poruchy koža. Pretože melanín nie je zodpovedný len za farbenie vlasov, ale aj pokožky a očí.
Práca v Mainzi bola financovaná Collaborative Research Center 490 "Invázia a perzistencia pri infekciách" a Research Training Group 1043 "Antigen-Specific Immunotherapy".
Pôvodný publikácie:
Wood, JM, Decker, H, Hartmann, H, Chavan, B, Rokos, H, Spencer, JD, Hasse, S, Thornton, MJ, Shalbaf, M, Paus, R. a Schallreuter, KU. Senilné šedivenie vlasov: Oxidačný stres sprostredkovaný H2O2 ovplyvňuje farbu ľudských vlasov otupením opravy metionínsulfoxidom The FASEB Journal, publikovaný online 23. februára 2009, doi: 10.1096/fj.08-125435
T Schweikardt, C Olivares, F Solano, E Jaenicke, JC Garcia-Borron a H Decker Trojrozmerný model aktívneho miesta cicavčej tyrozinázy, ktorý zodpovedá za stratu funkčných mutácií Pigment Cell Research (2007) 20:394-401
H. Decker, T. Schweikardt a F. Tuczek Prvá kryštalická štruktúra tyrozinázy: zodpovedané všetky otázky? Angewandte Chemie International Edition Engl., (2006) 45, 4546 – 4550
Zdroj: Mainz [lei]
