Ugrás a tartalomhoz

Pigmentált elváltozások differenciáldiagnosztikája

Remenyik Éva (2011)

Debreceni Egyetem

Fotokémiai reakciók és kromofórok a bőrben

Fotokémiai reakciók és kromofórok a bőrben

Bármely fotokémiai/biológiai hatás kifejlődésére 3 törvény érvényes (Magnus 1976): 1/ Az UVR csak akkor idéz elő fotokémiai reakciót, ha a bőr valamely kromofórja abszorbeálja (Grotthus-Draper törvény). 2/ Egy adott fotokémiai reakció kiváltásakor az UVR intenzitásának (I) és az expozíciós időnek (t) a szorzata konstans (D): I x t = D (Bunsen-Roscoe-féle reciprocitás törvény). 3/ Egy foton abszorpciója csak egy molekulában okoz fotokémiai változást (Stark-Einstein ekvivalencia törvény).

A foton az abszorpciót követően átadja az energiát a kromofórnak, amely ily módon egy fiziológiás körülmények között instabil, mindössze 50 nanoszekundumig tartó gerjesztett állapotba (S1, singlet state) kerül. E rendkívül rövid idő alatt ritkán zajlik le fotokémiai/biológiai reakció, az energia legfeljebb unimolekuláris szerkezeti átalakításra (például izomerizáció) elégséges. Az S1 állapotból a kromofór három módon juthat vissza a kiindulási/alapállapotba (S0, ground state): energiája hővé alakul, vagy a fotont rövid ideig tartó fluoreszcencia formájában bocsátja ki vagy egy újabb, kisebb energiájú és stabilabb gerjesztett állapotba (T3, triplet state) kerül, amely fiziológiás körülmények között már mikroszekundumokig állhat fenn. A T3 állapotú kromofór sorsa szintén többféle lehet, miközben visszakerül az alapállapotba: energiáját hő formájában veszti el, vagy viszonylag hosszú ideig tartó, foszforeszcenciának nevezett sugárzást emittál vagy, - már nagy valószínűséggel, - fotokémiai reakciót indít el.

A fotonabszorpció eredményeként lezajló fotokémiai reakciók lehetnek unimolekulárisak, azaz egyetlen molekulán (kromofóron) belül játszódnak le, mint például a fotolízis a D vitamin szintéziskor, a fotoizomerizáció a transz-urokánsav átalakulásakor cisz formává , vagy két timin ciklobután pirimidin dimerré (CPD) alakulásakor. Bimolekuláris reakcióban az excitált állapotba került kromofór egy második molekulával lép reakcióba. Ilyen folyamat játszódik le például a cikloadduktum keletkezésekor az exogén kromofór 8-metoxipsoralen és a DNS timin molekulája között. Ismét máskor a gerjesztett porfirin reagál molekuláris oxigénnel, amelynek során rendkívül reakcióképes és fotobiológiailag aktív szabadgyökök, például un. reactive oxygen species (ROS) képződnek.

Az emberi bőrben számos UVR-t abszorbeáló molekula (kromofór) van jelen (Kulms 2002). Ezek nagy része endogén (1), más része exogén (2).

1/ Az endogén kromóforok lehetnek

nuclearisak, ezek legfontosabbja a DNS és

extranuclearisak, mint a régóta ismert 7-dehidrokoleszterol, porfirinek, melanin

egyes aminosavak (tirozin, triptofán), urokánsav (UCS), vagy az újabbak között sejtfelszíni receptorok, kinázok (Ras, Raf, Src, MAP, stb.) és transzkripciós faktorok (AP-1, NF-kappa B),

2/ A kromofórok másik csoportja exogén, ilyenek a

psoralenek vagy

egyéb fotoszenzibilizáló gyógyszerek/vegyszerek.

Valamennyi UVR-t elnyelő molekulának jellegzetes abszorpciós spektruma van (Longstreth 1998). Ez többnyire egybeesik az akciós spektrummal, azaz azzal a hullámhossztartománnyal, amely egy adott biológiai hatást a legerőteljesebben vált ki. A kromofór ugyanis várhatóan abban a hullámsávban a legaktívabb, amelyben a legnagyobb az elnyelése.

Mivel a kromofórok, target-sejtek/molekulák abszorpciója különböző, másrészt a spektrumsávok (UVC-B-A) penetrációja a bőrbe eltérő (legmélyebbre az UVA hatol), az UVR biológiai effektusai hullámhosszfüggőek. Ezért a bőr reakciói lefolyásukban, makro/mikromorfológiai (I) és molekuláris biológiai (II) jellemzőikben is különbözőek.