Уроканиновая кислота: от солнца и кожи до мозга

Современный человек с его офисно-квартирной жизнью находится в постоянном дефиците солнечного излучения. Сегодня речь пойдет о уроканиновой кислоте. Название она получила весьма непривлекательное – уро – это моча, канис – это собака, так как впервые была обнаружена в собачье моче. Еще в 1874 г. Яффе наблюдал появление уроканиновой кислоты в моче собаки, но в течение длительного времени это соединение рассматривали как второстепенный побочный продукт обмена гистидина

Сегодня речь пойдет о уроканиновой кислоте. Название она получила весьма непривлекательное – уро – это моча, канис – это собака, так как впервые была обнаружена в собачье моче. Еще в 1874 г. Яффе наблюдал появление уроканиновой кислоты в моче собаки, но в течение длительного времени это соединение рассматривали как второстепенный побочный продукт обмена гистидина.

Но как выяснили ученые, функции этой уникальной молекулы намного более значимы.

Что такое и зачем нужна уроканиновая кислота?

Солнце и уроканиновая кислота.

Под действием ультрафиолета В (∼300 nm), вместе с образованием превитамина Д из 7-дегидрохолестерола транс-форма уроканиновой кислоты trans-urocanic acid (UCA) превращается в cis-UCA форму с поглощением значительного количества энергии. В целом, при действии ультрафиолета транс-форма на 70% переходит в активную цис-форму уроканиновой кислоты.

Итак, на свету, действует, поглощая ультрафиолет, она меняет свою конфигурацию, переходя из транс- в цис-изомер. А вот в темноте уроканиновая кислота возвращается к исходному состоянию, рассеивая полученную энергию в виде обычного тепла.

Улавливание фотонов УФ-В кожной (и выделяемой с потом) транс-урокановой кислотой ведет к ее превращению в цисурокановую кислоту.

Таким образом, кроме меланина, у нас есть еще один отличный фильтр. Интересно, что в коже темнокожих людей, адаптированной к условиям повышенной инсоляции, уровень уроканиновой кислоты выше. Любопытно, что уроканиновая кислота выделяется с потом человека и может захватывать кванты ультрафиолета на поверхности кожи.

Но мы теперь знаем, что лучше этого не делать – пусть уроканиновая кислота работает как надо.

Кроме фото защиты у уроканиновой кислоты есть ряд и других функций, так, она одна из главных естественных регуляторов кислотного баланса кожи. Но об этом чуть позже.

Как образуется уроканиновая кислота?

При дифференцировке эпидермиса происходит накопление в кератиноцитах таких молекул как филлагрин. Они в своем составе содержат большое количество гистидина и образуются в роговом слое при его ферментативном «созревании».

Гистидаза осуществляет внутримолекулярное дезаминирование гистидина, в процессе которого образуется уроканиновая кислота. Стимулирующий эффект УФ-излучения на активность гистидазы был отмечен в ряде исследований. Под влиянием УФ излучения увеличивается распад богатого гистидином белка кератогиалиновых гранул.

Как действует уроканиновая кислота?

А) транс-форма образуется в роговом слое из гистидина

В) транс-форма экзогенная поглощает ультрафиолет и защищает от повреждения ДНК (образования тиминовых димеров)

С) цис форма образуется при фотоизомеризации транс-формы

D) цис форма может усиливать образование активных форм кислорода

Е) цис-форма запускает генные каскады, связанные с апоптозом и иммунодепрессией

F) цис форма стимулирует закисление раковых клеток и активирует в них процесс апоптоза.

Фотозащита.

С этим мы уже разобрались: Есть научные данные о том, что уроканиновая кислота блокирует образование гистамина, защищает кожу от эртемного действия ультрафиолетовых лучей, снижает перекисное окисление липидов и тормозит развитие раковых клеток.

. У животных с дефицитом гистидина развиваются поражения кожи, а вот локальное использование уроканиновой кислоты в виде крема защищает от поражения.

Иммунитет локальный и системный.

При ее недостатке увеличиваются риски аллергических и аутоимунных заболеваний, а вот при избытке – может возникать иммунносупрессия.

Цис-уроканиновая кислота связывается с серотониновым рецептором 5-HT2A и может оказывать системную иммуносупрессию, так как этот рецептор есть на дендритных клетках, на Т и В лимфоцитах (Waltersheid et al. 2006). Активированные цис-формы уроканиновой кислоты cis-UCA сильнее всего снижают активность в первую очередь клеточного иммунитета, включая активность и клеток Лангерганса кожи.

В коже так точно: она обладает заметным антигистаминным действием как антагонист гистаминовых рецепторов.

Обратите внимание, что при многих болезнях наблюдается очень низкая активность гистидазы в коже наблюдается при псориазе, экземе, нейродермите и злокачественных новообразованиях.

Значительное снижение (вплоть до полного исчезновения) содержания уроканиновой кислоты отмечается при заболеваниях с нарушенной клеточной дифференциацией и пролиферацией (псориаз, склеродермия, злокачественные опухоли).

Исследование показывает, что . Кислота, по-видимому, регулирует иммунные клетки, и при ее отсутствии кожа может воспаляться.

Мутации филлагрина встречаются у 50% людей с экземой и это влияет на синтез уроканиновой кислоты. Исследователи полагают, что это может объяснить, почему некоторым людям с экземой становится лучше при солнечном свете. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Allergy and Clinical Immunology.

Доказано, что в культуре клеток уроканиновая кислота улучшает иммунный профиль: выше секреция ИЛ-10, возрастает индукция Т-регуляторов и другие полезные эффекты.

Ее изомеризация служит сигналом к иммуносупрессии, частично опосредованной истощением пула эпидермальных клеток Лангерганса и дегрануляцией тучных клеток. В зависимости от полученной дозы облучения клетки Лангерганса, выполняющие в коже антигенпредставляющие функции, либо устремляются из кожи на выбраковку в лимфоузлы, либо подвергаются апоптозу. Невыполнение этими клетками своих обязанностей ведет к клональной анергии Т-хелперов типа 1, т.е. к утрате ими способности реагировать на некоторые антигены.

Вкупе с другими процессами это повышает риск развития опухолей и инфекций кожи при избыточном количестве облучения. УФ-индуцируемая иммуносупрессия может проявляться и системно, что связывают с выделением противовоспалительного интерлейкина-10.

Метаболизм.

Под влиянием уроканиновой кислоты происходит значительная активация фосфорилирующей функции митохондрий (скорость фосфорилирования возрастает на 50%), наблюдается усиление сопряженности процессов окисления и фосфорилирования и дыхательного контроля.

Нервная система.

Это было странно, так как она обычно появляется в ответ на УФ-излучение, и ; есть она и в некоторых других органах, например, но никто и никогда не видел уроканиновую кислоту в нейронах мозга.

Дальнейшие эксперименты с мышами показали, что ошибки тут нет: бритых мышей в течение двух часов облучали средневолновым ультрафиолетом, или ультрафиолетом B (доза излучения примерно соответствовала той, которую получает человек при солнечном ожоге) – и в мозге животных действительно появлялась уроканиновая кислота.

Про уроканиновую кислоту известно, что

. И, как оказалось, в тканях мозга вслед за уроканиновой кислотой повышался и уровень глутамата.

Как и следовало ожидать, те нервные клетки, которые используют в качестве нейромедиатора глутамат, обменивалась импульсами с большей эффективностью.

они быстрее запоминали новые сведения и быстрее выучивали, что они должны сделать, по сравнению с теми, которых ультрафиолетом не облучали.

Если же в нейронах отключали фермент, который превращает уроканиновую кислоту в глутаминовую, то никакого стимулирующего эффекта от ультрафиолета не было ни на уровне нейронных импульсов, ни на уровне поведения

Заключение.

Под действием ультрафиолета образуется уроканиновая кислота, которая защищает кожу от фотоповреждения, поддерживает оптимальный кислотный баланс и др.

Это важно при любых аллергических и аутоимунных заболеваниях.

Солнце усиливает синтез стимулирующих нейромедиаторов и это достоверно приводит к улучшению запоминания и усилению других когнитивных функций. Кроме этого, в ответ на солнечное излучение в периферических нервах увеличивается количество других субстанций (Sensory nerves innervating the skin release substance P (SP), neurokinin A, neuropeptide Y and calcitonin gene-related peptide (CGRP), principally in response to UV-induced release of cis-UCA).

К примеру, только 100 г бобов обеспечивают более чем 1-граммовой порцией гистидина (1097 мг), столько же куриного филе обогатят организм дополнительным 791 мг вещества, а аналогичная порция говядины даст примерно 680 мг гистидина. Что касается рыбной продукции, то примерно 550 мг аминокислоты содержится в 100-граммовом куске лосося. А среди растительной пищи наиболее питательными являются зародыши пшеницы. В 100 г продукта – в пределах 640 мг аминокислоты.

Недавние исследования показали, что комбинация гистидина и цинка – эффективное средство. Кроме того, цинк способствует более легкому всасыванию аминокислоты. Более точно индивидуальную минимальную потребность в аминокислоте можно опередить по формуле: 10-12 мг вещества – на 1 кг веса тела. Гистидин в виде биодобавки лучше принимать на голодный желудок. Так его действие более эффективно.опубликовано econet

Автор Андрей Беловешкин