Spis Treœci: Farmaceutyczny Przegl¹d Naukowy 1. Nr 7-8/2007. Szanowni Państwo, Koleżanki i Koledzy, Drodzy Czytelnicy,

Transkrypt

1 Szanowni Państwo, Koleżanki i Koledzy, Drodzy Czytelnicy, Redaktor Naczelny: Prof. dr hab. Krystyna Olczyk Adres redakcji: Wydawnictwo PGK MEDIA POLSKA ul. Stokrotek 51, Jaworze Górne k. Bielska-Białej, Konsultacyjna Rada Naukowa Przewodniczący: Prof. dr hab. Krystyna Olczyk Członkowie: Prof. dr hab. Barbara Błońska - Fajfrowska Prof. dr hab. Jerzy Brandys Prof. dr hab. Elżbieta Brzezińska Prof. dr hab Ewa Buszman Prof. dr hab. Zofia Dzierżewicz Prof. dr hab. Kazimierz Głowniak Prof. dr hab. Edmund Grześkowiak Prof. dr hab. Ewa Jagiełło-Wójtowicz Prof. dr hab. Krzysztof Jędrzejko Prof. dr hab. Krzysztof Jonderko Prof. dr hab. Jan Kowalski Prof. dr hab. Jerzy Kwapuliński Prof. dr hab. Jan Pachecka Prof. dr hab. Jerzy Pałka Prof. dr hab. Janusz Pluta Prof. dr hab. Janusz Solski Prof. dr hab. Artur Stojko Prof. dr hab. Maria Wardas Prof. dr hab. Marek Wesołowski Prof. dr hab. Ludmiła Węglarz Dr hab. Barbara Pilawa prof. nadzw. ŚAM Dr hab. Zdzisława Kondera - Anasz Dr hab. Urszula Mazurek Dr hab. Andrzej Plewka Dr hab. Krzysztof Solarz Dr hab. Krystyna Trzepietowska - Sępień Wydawca: Adres Wydawcy: Wydawnictwo PGK MEDIA POLSKA ul. Stokrotek 51, Jaworze Górne k. Bielska-Białej, tel. (0-33) fax (0-33) P.G.K. Media Polska należy do Konsorcjum Wydawnictw Medycznych. Prezydent Konsorcjum: dr n. med. Adam Kwieciński Marketing Manager: Anna Janik anna.janik@wizja.net.pl Opracowanie graficzne i skład: Robert Cyganik Index Copernicus 1,73 MNiI 3,00 Wszystkie materiały opublikowane w piśmie objęte są ochroną Prawa autorskiego. Projekty chronione są Ustawą o Prawie autorskim i pokrewnych prawach z 1994 r. (Dz. U. Nr 24, poz. 83). Redakcja zastrzega sobie dostosowania nadesłanych materiałów do potrzeb pisma. Przedruki możliwe jedynie za zgodą wydawcy. Za treść materiałów reklamowych oraz listów od czytelników redakcja nie odpowiada. Nadeszły wakacje. Mimo to, na naszych Wydziałach ch wakacji nie widać, bowiem sesję egzaminacyjną zastąpiły obrony prac magisterskich i gdzie niegdzie jeszcze licencjackich. Na niektórych Wydziałach (np. w Sosnowcu) odbywają się także ostatnie, prawie wakacyjne, posiedzenia Rad Wydziału, podsumowujące miniony rok akademicki (choć kończy się on w połowie września) i dopuszczające spóźnialskich do obron doktorskich. Wreszcie, lipiec to najbardziej gorący okres rekrutacji kandydatów na studia, rekrutacji tym trudniejszej, iż przeciągającej się przez całe wakacje z powodu szczególnego trybu tego procesu choć korzystnego dla kandydatów, to niezmiernie trudnego i złożonego dla całego sztabu członków komisji rekrutacyjnych. Pomimo całego zestawu obowiązków służbowych, pamiętać musimy stale o wszechobecnych rankingach naszych osiągnięć naukowych, które to wprawdzie opisywane powinny być wielkością współczynnika Impact Factor, lecz wiemy, iż nie wszystkie nasze prace lokujemy na łamach czasopism z listy filadelfijskiej. Dlatego też, uprzejmie przypominam o naszym Farma- ceutycznym Przeglądzie Naukowym. Czasopismo nasze będzie miejscem publikacji prac zjazdowych, pierwotnie prezentowanych w formie streszczeń na XX Naukowym Zjeździe Polskiego Towarzystwa Farmaceutycznego. Jak dotąd, ponad 100 Osób zgłosiło chęć opublikowania swojego streszczenia w formie pełnotekstowej pracy. Zgodnie z zapowiedzią, zawartą w słowie wstępnym ostatniego numeru Przeglądu, garść informacji o nadchodzącym XX Naukowym Zjeździe Polskiego Towarzystwa Farmaceutycznego. Przygotowujemy się do druku materiałów zjazdowych, obejmujących Streszczenia jak i szczegółowy Program. Weryfikujemy i sprawdzamy plan obrad naukowych jak i imprez towarzyszących. Domykamy rozmowy ze Sponsorami. Wrzesień bowiem już niedaleko. A teraz o tym, co w bieżącym numerze. Nie tylko artykuły naukowe, ale i relacja z wielkiej Uroczystości, jaka miała miejsce 15 czerwca br., w Śląskiej Akademii Medycznej. Uroczystością tą było nadanie tytułu doctor honoris causa Profesorowi Edwardowi Bańkowskiemu z Akademii Medycznej w Białymstoku. Warto wspomnieć również, iż Śląska Akademia Medyczna, pod patronatem której wydawany jest Przegląd Naukowy, zmieniła nazwę. Obecnie, nasza Uczelnia nosi nazwę: Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach! Zapraszam na łamy Farmaceutycznego Przeglądu Naukowego, życząc miłej lektury oraz udanego wakacyjnego wypoczynku, Krystyna Olczyk Spis Treœci: Uroczystość nadania tytułu doctor honoris causa Śląskiej Akademii Medycznej w Katowicach, Panu Prof. dr hab.n.med. Edwardowi Bańkowskiemu. 2 Zakłócenie homeostazy oksydacyjnej hepatocytów spowodowane teofiliną i glukozą, obecnymi w preparacie Theophyllinum badania in vitro 4 Kwas foliowy składnik aktywny kosmetyków 9 Osteoporoza 18 Fitoterapia przeziębienia ze szczególnym uwzględnieniem czosnku 28 Halitoza powszechna choroba jamy ustnej 32 Zespół jelita drażliwego (IBS Irritable Bowel Syndrom) 35 Ospa wietrzna i półpasiec 38 Farmakoterapia łagodnego rozrostu gruczołu krokowego z uwzględnieniem preparatów pochodzenia roślinnego 40 Problem suchej skóry i jej pielęgnacji u dzieci i niemowląt 44 Witaminy ich znaczenie w profilaktyce i leczeniu różnych schorzeń 49 Choroby stóp 56 XX Naukowy Zjazd Polskiego Towarzystwa Farmaceutycznego 59 English for Pharmacists 64 English Booster Dose

2 Uroczystoœæ nadania tytu³u doctor honoris causa Œl¹skiej Akademii Medycznej w Katowicach, Panu Prof. dr hab.n.med. Edwardowi Bañkowskiemu czerwca 2007 roku, w auli wykładowej A-3 kompleksu obiektów Śląskiej Akademii Medycznej w Katowicach-Ligocie, odbyła się uroczystość nadania tytułu doctor honoris causa Śląskiej Akademii Medycznej w Katowicach, Panu Prof. dr hab.n.med. Edwardowi Bańkowskiemu Kierownikowi Zakładu Biochemii Lekarskiej Akademii Medycznej w Białymstoku. Wnioskodawcą postępowania w sprawie nadania tytułu i promotorem była Dziekan Wydziału Farmaceutycznego z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu, Prof. dr hab.n.med. Krystyna Olczyk. Recenzentami w postępowaniu o nadanie tytułu doktora honoris causa byli Pan Profesor Antoni Gabryelewicz, Pan Profesor Julian Świerczyński i Pan Profesor Marcin Kamiński. Nadanie tytułu, o łacińskim brzmieniu doctor honoris causa cieszącego się na całym świecie niezwykle wysokim prestiżem, jest wyrazem uznania i szczególnego wyróżnienia przez środowisko akademickie Osób, legitymujących się znaczącym dorobkiem naukowym, osiągnięciami dydaktycznymi oraz sukcesami w innych dziedzinach aktywności zawodowych i pozazawodowych. Ta najwyższa godność akademicka, została decyzją Senatu Śląskiej Akademii Medycznej i przy jednomyślnym wsparciu Rady Wydziału Farmaceutycznego z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, nadana Panu Profesorowi Edwardowi Bańkowskiemu, znanemu biochemikowi, lekarzowi i nauczycielowi akademickiemu, wielkiemu przyjacielowi Śląskiej Uczelni Medycznej. Z Uczelnią tą, a w szczególności z Katedrą Chemii Klinicznej i Diagnostyki Laboratoryjnej Wydziału Farmaceutycznego czy z Katedrami Biochemii obu Wydziałów Lekarskich, Profesor Edward Bańkowski związany jest od kilkudziesięciu lat, współpracując w zakresie badań naukowych i działalności dydaktycznej. Wielokrotnie pełnił w Śląskiej Akademii Medycznej funkcje recenzenta w postępowaniach w sprawie nadania stopni naukowych i tytułu naukowego. Pan Profesor Edward Bańkowski jest specjalistą

3 Uroczystoœæ nadania tytu³u doctor honoris causa, Panu Prof. dr hab.n.med. Edwardowi Bañkowskiemu. w dziedzinie biochemii i patobiochemii tkanki łącznej, a szczególnie w zakresie biochemii macierzy pozakomórkowej. Stworzył polską szkołę naukową, cieszącą się wysokim uznaniem w kraju i poza jego granicami. Jest autorem licznych publikacji, prezentowanych na łamach prestiżowych czasopism o międzynarodowym zasięgu. Jest ponadto autorem dwóch podręczników akademickich z zakresu biochemii lekarskiej oraz współautorem podręcznika z zakresu patofizjologii. Jest członkiem wielu towarzystw naukowych, pełniąc w nich także funkcje z wyboru. Jest Doktorem Honoris Causa francuskiego Uniwersytetu w Reims. Uroczystość promocji Pana Profesora Edwarda Bańkowskiego, której przewodniczyła Jej Magnificencja Rektor Śląskiej Akademii Medycznej Pani Prof. dr hab.n.med. Ewa Małecka-Tendera, odbywała się w obecności Wysokiego Senatu i pięciu Rad Wydziałów Śląskiej Akademii Medycznej, Rektorów i Dziekanów Szkół Wyższych Śląska i Zagłębia oraz reprezentującego władze Rektorskie Akademii Medycznej w Białymstoku Dziekana Wydziału Farmaceutycznego z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej tamtejszej Uczelni, Pana Prof.dr hab.n.farm. Jerzego Pałki. W Uroczystości wzięli ponadto udział Przewodniczący Rada Miasta Sosnowca dr n med. Daniel Miklasiński, Śląski Wojewódzki Inspektor dr n farm Izabela Majewska, Prezes Okręgowej Izby Aptekarskiej dr n.farm. Stanisław Piechula, Wojewódzki Konsultant ds Farmacji Aptecznej dr n.farm. Lucna Bułaś oraz Wydawca i Redaktor Naczelny Czasopisma Aptekarskiego Pan Wiktor Szukiel. Dostojnemu Doktorantowi towarzyszyła Małżonka wraz z córką oraz współpracownicy z Zakładu Biochemii Lekarskiej Akademii Medycznej w Białymstoku. Uroczystość promocji rozpoczął Hymn Państwowy. Po powitaniu przybyłych na uroczystość Dostojnych Gości i Recenzentów, Dostojnego Doktoranta, Wysokiego Senatu i Rad Wydziałów, Jej Magnificencja Rektor Pani Profesor Ewa Małecka-Tendera odczytała Uchwałę Senatu Śląskiej Akademii Medycznej w sprawie nadania Tytułu Doktora Honoris Causa. Następnie, JM Rektor udzieliła głosu Profesor Krystynie Olczyk wnioskodawcy i promotorowi postępowania w sprawie nadania tytułu, prosząc Panią Profesor o przedstawienie laudacji. Po wygłoszeniu laudacji, Prof. Krystyna Olczyk odczytała tekst dyplomu Dostojnego Doktoranta. Następnie, Jej Magnificencja Rektor dokonała aktu promocji, po czym udekorowała Promowanego epitogium, tj. szarfą z wyhaftowanym godłem Śląskiej Akademii Medycznej. Po wspomnianym akcie, JM Rektor Ewa Małecka-Tendera, po czym Promotor Prof. Krystyna Olczyk, złożyły gratulacje Doktorowi Honoris Causa. W tym czasie rozległy się dźwięki pieśni Gaude Mater Polonia. Następnie, JM Rektor zapowiedziała wykład Pana Profesora Edwarda Bańkowskiego, pt.: Macierz pozakomórkowa rezerwuarem peptydowych czynników wzrostowych. Po wygłoszonym wykładzie, JM Rektor udzieliła głosu Pani Prof.dr hab. Ewa Birkner Przewodniczącej Terenowego Oddziału Polskiego Towarzystwa Biochemicznego, która odczytała list gratulacyjny. Na tym zakończyła się uroczystość promocji, zamknięcie której ogłosiła Jej Magnificencja Rektor, dziękując dostojnym gościom i wszystkim zebranym za przybycie i udział w uroczystości. Prof.dr hab.n.med. Krystyna Olczyk 3

4 Zak³ócenie homeostazy oksydacyjnej hepatocytów spowodowane teofilin¹ i glukoz¹, obecnymi w preparacie Theophyllinum badania in vitro Interference in oxidative homeostasis in hepatocytes, induced by theophylline and glucose contained in drug named Theophyllinum in vitro assay Dr n. med. Ma³gorzata Stec 1, dr n. med. Stefan Gawe³ 2, mgr farm. Cezary Wiœniewski 1, prof. dr hab. Maria Wardas 1 1 Katedra i Zak³ad ywnoœci i ywienia, Wydzia³ Œl¹skiej Akademii Medycznej, ul. Jagielloñska 4, Sosnowiec; 2 Wojewódzki Szpital Specjalistyczny Nr 5 im. Œw. Barbary, ul. 3-Maja 33, Sosnowiec Kierownik Katedry: prof. dr hab. Maria Wardas 4 Streszczenie Teofilina jest lekiem rozszerzającym oskrzela i stymulującym oddychanie, skutecznym w leczeniu astmy ostrej i przewlekłej, bezdechów noworodków, przewlekłej obturacyjnej chorobie płuc (POChP) i innych chorobach dolnych dróg oddechowych. Jest ona stosowana pomocniczo w leczeniu zastoinowej niewydolności serca i obrzęku ostrym. Podana dożylnie jest skuteczna w leczeniu stanów ostrych. Stężenie teofiliny w surowicy pomiędzy 10 a 20 mikrogramów/ml stabilizuje nadmiernie aktywne drogi oddechowe, charakterystyczne dla astmy. Celem pracy była ocena zmian aktywności dysmutazy ponadtlenkowej (SOD), peroksydazy glutationowej (GPx) i reduktazy glutationowej (GR) hepatocytów inkubowanych w podłożu Hepatocyte Medium z preparatem Theophyllinum (do wlewu dożylnego, zawierającego rozpuszczoną glukozę) lub z glukozą. Badania przeprowadzono na hepatocytach, izolowanych z wątrób szczurów metodą enzymatyczną z użyciem kolagenazy. Zaobserwowane zmiany aktywności oznaczanych enzymów zależały od stężenia preparatu Theophyllinum i od stężenia glukozy oraz od czasu trwania inkubowania. Zwiększone aktywności oznaczonych enzymów w hepatocytach były wynikiem obrony przeciw stresowi oksydacyjnemu, wywołanemu w komórkach przez teofilinę i glukozę. S³owa kluczowe: Theophyllinum, glukoza, hepatocyty, dysmutaza ponadtlenkowa, peroksydaza glutationowa, reduktaza glutationowa Abstract Theophylline is a bronchodilator and respiratory stimulant that is effective in treatment of acute and chronic asthma, apnea/bradycardia episodes in newborns, chronic obstructive lung disease (COPD) and in other lower airways diseases. It is also used as an adjunct in the treatment of congestive heart failure and acute oedema. Intravenous is appropriates for acute therapy. Serum theophylline concentrations between 10 and 20 micrograms/ml stabilise the hyperactive airways that characterise asthma. The aim of this works was estimation of changes in activity of superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx) and glutathione reductase (GR) in hepatocytes incubated in Hepatocyte Medium with drug, which was Theophyllinum (for intravenous infusion; it contains diluting glucose) or with glucose. The studies were realised on hepatocytes isolated from the rat livers by the enzymatic method with collagenase. The observed changes of activity assayed enzymes were dependent on concentration of the Theophylline or concentration of glucose and on incubation time also. The highest activities assayed enzymes into hepatocytes were the result of defence against oxidative stress induced by teophylline and glucose into cells. Key words: Theophylline, glucose, hepatocytes, Superoxide Dismutase, Glutathione Peroxidase, Glutathione Reductase

5 Wstêp Preparaty teofiliny są lekami stosowanymi u chorych na astmę o ciężkim przebiegu z koniecznością hospitalizacji i wentylacji mechanicznej, w chorobach przebiegających z hipowentylacją (między innymi bezdechy noworodków [1]), w zespole bezdechu nocnego [2, 3], w przypadku astmy z przewagą napadów nocnych, a także w łagodnych postaciach astmy, w przewlekłej obturacyjnej chorobie płuc (POChP), w przewlekłym zapaleniu oskrzeli oraz rozedmie płuc [4,5,6,7,8]. Preparaty teofiliny działają głównie rozkurczająco na mięśnie gładkie oskrzeli i przeciwzapalnie na układ oddechowy. Korzystne działanie teofiliny w astmie polega na pobudzaniu oddychania, zwiększeniu kurczliwości przepony i poprawie oczyszczania śluzowo-rzęskowego [9]. Jako nieselektywny inhibitor fosfodiesterazy oraz antagonista receptorów adenozynowych rozkurcza mięśnie gładkie dróg oddechowych [4], zmniejsza przepuszczalność naczyń i poprawia przepływ nerkowy [10]. Wykazano też jej korzystny wpływ na wymianę gazową w płucach, zwiększenie ciśnienia cząstkowego tlenu, zmniejszenie ciśnienia dwutlenku węgla i zwiększenie utlenowania krwi tętniczej, zwłaszcza u chorych z zaawansowanymi zmianami obturacyjnymi [4], a także zmniejszenie dobowej zmienności pojemności wydechowej pierwszosekundowej (FEV 1 ) [4,11]. Poza bezpośrednim działaniem rozkurczającym na mięśnie gładkie układu oddechowego, w małych stężeniach (5-10mg/ dm 3 ) teofilina działa także przeciwzapalnie i immunomodulujaco [4,11,12]. Optymalne działanie lecznicze, z możliwym do przyjęcia ryzykiem działań niepożądanych, występuje przy stężeniu teofiliny w osoczu krwi wynoszącym mg/dm 3. Jednym ze stosowanych w lecznictwie preparatów teofiliny jest jej roztwór do wlewu dożylnego pod nazwą Theophyllinum, w którym substancją dodatkową jest glukoza. Celem pracy była ocena wpływu preparatu Theophyllinum oraz zawartej w nim glukozy, o stężeniu identycznym jak w preparacie Theophyllinum, na homeostazę oksydacyjną hepatocytów. Założony cel realizowano poprzez ocenę zmian aktywności dysmutazy ponadtlenkowej, peroksydazy glutationowej i reduktazy glutationowej w hepatocytach inkubowanych in vitro w obecności glukozy i preparatu Theophyllinum. Zak³ócenie homeostazy oksydacyjnej hepatocytów... Materia³ i metody Badania przeprowadzono na hepatocytach izolowanych metodą enzymatyczną [13] z wątrób trzymiesięcznych szczurów szczepu Wistar, pochodzących z Centralnej Zwierzętarni Śląskiej Akademii Medycznej. Na przeprowadzenie badań uzyskano zgodę Środowiskowej Komisji Bioetycznej. Żywotność komórek oceniono po ich wybarwieniu błękitem trypanu i zliczeniu pod mikroskopem o komorze hematologicznej typu Fuchs-Rosenthal [14]. Do dalszych badań przeznaczono preparaty zawierające nie mniej niż 95% żywych komórek. Następnie hepatocyty inkubowano w podłożu Hepatocyte Medium (Sigma) z dodatkiem preparatu Theophyllinum roztwór do wlewu dożylnego (Baxter Terpol Sp. z o.o.) o stężeniach teofiliny 12,0mg/dm 3 lub 20,0mg/dm 3 podłoża oraz z dodatkiem glukozy o stężeniach 540mg/dm 3 lub 900mg/dm 3 podłoża. Próbami kontrolnymi były hepatocyty inkubowane w podłożu z dodatkiem 0,9% NaCl. Próby inkubowano w inkubatorze (typ BB-16, firmy Heraeus) w atmosferze 5% CO 2, w temperaturze 37 o C. Czas inkubowania wynosił: 30, 60, 120 i 180 minut. Po odpowiednim czasie inkubowania w homogenatach komórkowych oznaczono aktywność dysmutazy ponadtlenkowej (SOD), peroksydazy glutationowej (GPx) i reduktazy glutationowej (GR) oraz stężenie białka. Oznaczenia enzymatyczne wykonano w termostatowanej kuwecie (w temp. 37 o ) na spektrofotometrze UV-VIS (Unicam) z wykorzystaniem zestawów testowych firmy Randox, w których oznaczanie aktywności dysmutazy ponadtlenkowej jest oparte o metodę opisaną przez Beauchamp a i Fridovich a [15], aktywności peroksydazy glutationowej jest oparte o metodę opisaną przez Paglia i Valentine [16], a reduktazy glutationowej o metodę Goldberg a i Sponer a [17]. Stężenie białka w próbach oznaczano zmodyfikowaną metodą Lowry [18]. Oznaczone aktywności enzymów przeliczono na gram białka komórkowego. Analiza statystyczna Obliczenia statystyczne wykonano używając komputer z procesorem Intel Celeron D315 2,4GHz. Bazę danych wyników utworzono w arkuszu kalkulacyjnym Microsoft Excel, a obliczenia matematyczne (w tym statystyczne) wykonano w arkuszu kalkulacyjnym Microsoft Excel i programie Statistica for Windows ver.6.1. Istotność statystyczną różnic między grupami oceniono testem istotności (test t Studenta) dla prób niezależnych. Wnioskowano przy założeniu: p>0,05 brak znamienności statystycznej, a p<0,05 znamienność statystyczna. Wyniki W przeprowadzonym eksperymencie stężenie preparatu Theophyllinum w pożywce inkubacyjnej hepatocytów było zbliżone do stężenia w surowicy krwi ludzi poddanych leczeniu preparatem. Stężenie glu- 5

6 Zak³ócenie homeostazy oksydacyjnej hepatocytów... kozy w pożywce inkubacyjnej odpowiadało stężeniu glukozy w preparacie Theophyllinum dodawanym do pożywki. Uzyskane wyniki, dotyczące zmian aktywności dysmutazy ponadtlenkowej (SOD) i reduktazy glutationowej (GR) w hepatocytach w ciągu 180 minut trwania eksperymentu wykazują w odniesieniu do kontroli jedno wspólne podobieństwo, polegające na narastaniu aktywności wyżej wymienionych enzymów do 120 minuty eksperymentu, a następnie łagodne obniżenie aktywności w przypadku dysmutazy ponadtlenkowej i stosunkowo gwałtowne w przypadku reduktazy glutationowej (ryc.1 i ryc.3). Charakter zmian aktywności peroksydazy glutationowej (GPx) jest zbliżony do zmian obserwowanych dla dysmutazy glutationowej i reduktazy glutationowej, za wyjątkiem znacznego obniżenia aktywności po 30 minutach inkubowania, czego nie obserwowano w przypadku dysmutazy ponadtlenkowej i reduktzay glutationowej. Nasilenie zmian aktywności wszystkich trzech enzymów było inne dla preparatu Theophyllinum i inne dla glukozy, a zależało od stężeń obu substancji. Zmiany aktywnoœci dysmutazy ponadtlenkowej (SOD) Po 30 minutach inkubowania obecność w pożywce glukozy o wyższym stężeniu powodowała wzrost aktywności enzymu o około 15%, natomiast obecność preparatu Theophyllinum powodowała obniżenie aktywności dysmutazy ponadtlenkowej odpowiednio do stosowanych stężeń o około 9% i 15% (ryc.1). Po 60, 120 i 180 minutach inkubowania obecność w pożywce glukozy, niezależnie od stosowanego stężenia, powodowała wzrost aktywności dysmutazy ponadtlenkowej od 18% do 27%. Obecność w podłożu preparatu Theophyllinum powodowała w hepatocytach systematyczny wzrost aktywności SOD i to intensywniejszy (aż do około 77% po 120 minutach) w przypadku niższego stężenia preparatu (ryc. 1). 6 Zmiany aktywnoœci peroksydazy glutationowej (GPx) Po 30 minutach inkubowania, zarówno obecny w pożywce preparat Theophyllinum, jak i glukoza o wyższym stężeniu obniżyły aktywność peroksydazy glutationowej prawie o połowę w porównaniu z oznaczoną w hepatocytach kontrolnych. Wydłużenie czasu inkubowania komórek do 60 minut powodowało (w porównaniu z kontrolą) kilkunastoprocentowy wzrost aktywności enzymu, zarówno w hepatocytach inkubowanych w obecności glukozy, jak i w obecności preparatu Theophyllinum. Po 120 minutach inkubowania nastąpił bardzo intensywny wzrost aktywności GPx w hepatocytach - odpowiednio dla niższego stężenia glukozy o około 89%, a dla wyższego o około 67%, zaś dla preparatu Theophyllinum odpowiednio o około 145% i 121%. Wydłużenie czasu inkubowania komórek do 180 minut spowodowało (w porównaniu do inkubowania przez 120 minut) znaczne obniżenie aktywności GPx, aczkolwiek była ona jeszcze o kilkadziesiąt procent wyższa od aktywności oznaczonej w komórkach kontrolnych (ryc.2). Zmiany aktywnoœci reduktazy glutationowej (GR) Podobnie jak w przypadku dysmutazy ponadtlenkowej i peroksydazy glutationowej, aktywność reduktazy glutationowej w hepatocytach po 30 minutach ich inkubowania w obecności glukozy i preparatu Theophyllinum wykazała nieznaczne zmiany (ryc.3), a inkubowanie odpowiednio przez 60 i 120 minut wywołało sukcesywny wzrost aktywności reduktazy glutationowej w komórkach. Po 60 minutach obecność preparatu Theophyllinum w pożywce (niezależnie od jego stężenia) spowodowała około 28% wzrost aktywności reduktazy glutationowej w hepatocytach, zaś po 120 minutach aż o około 60% w przypadku niższego stężenia i o około 50% w przypadku wyższego stężenia. Obecność glukozy w pożywce także skutkowała wzrostem aktywności reduktazy glutationowej w hepatocytach po 60 minutach o około 5% w przypadku niższego stężenia i o około 17% w przypadku wyższego jej stężenia, zaś po 120 minutach odpowiednio o około 32% i aż o około 75%. Po 180 minutach inkubowania aktywność reduktazy glutationowej w hepatocytach gwałtownie zmalała i była zaledwie kilka procent wyższa od oznaczonej w komórkach kontrolnych (ryc.3). Dyskusja Teofilina, podobnie jak większość ksenobiotyków, jest metabolizowana w wątrobie, w której hepatocyty stanowią około 80% komórek, dlatego też jako model biologiczny w prezentowanej pracy wybrano hepatocyty. Na farmakokinetykę teofiliny w organizmie wpływa wiele czynników, między innymi te, które uszkadzają tkankę i zaburzają pracę narządu. Szereg z tych czynników nie jest istotnych dla badań prowadzonych na izolowanych hepatocytach, aczkolwiek mogą pojawić się nowe czynniki wynikające z faktu pozbawienia izolowanych komórek na przykład wzajemnego kontaktu, czy sterowania hormonalnego. Jednym z pierwszych objawów zakłócenia prawidłowego metabolizmu komórek jest naruszenie równowagi oksy-

7 Zak³ócenie homeostazy oksydacyjnej hepatocytów... Ryc. 1. Procentowe zmiany aktywności SOD w hepatocytach inkubowanych w obecności glukozy i preparatu Theophyllinum w zależności od czasu inkubowania. Wyniki są średnimi ±SE z 6 oznaczeń, istotność statystyczna p<0,05. Fig.1. Percentage changes in activity of SOD in hepatocytes incubated with the glucose and the drug Theophyllinum. Data are presented as the mean ±SE (n=6; p<0,05 compared with control group). Ryc. 2. Procentowe zmiany aktywności GPx w hepatocytach inkubowanych w obecności glukozy i preparatu Theophyllinum w zależności od czasu inkubowania. Wyniki są średnimi ±SE z 6 oznaczeń, istotność statystyczna p<0,05. Fig. 2. Percentage changes in activity of GPx in hepatocytes incubated with the glucose and the drug Theophyllinum. Data are presented as the mean ±SE (n=6; p<0,05 compared with control group). Ryc. 3. Procentowe zmiany aktywności GR w hepatocytach inkubowanych w obecności glukozy i preparatu Theophyllinum w zależności od czasu inkubowania. Wyniki są średnimi ±SE z 6 oznaczeń, istotność statystyczna p<0,05. Fig.3. Percentage changes in activity of GR in hepatocytes incubated with the glucose and the drug Theophyllinum. Data are presented as the mean ±SE (n=6; p<0,05 compared with control group). dacyjno-redukcyjnej, a w konsekwencji również energetycznej. Obecność glukozy w preparacie Theophyllinum, wprowadzonym do pożywki inkubacyjnej, może oczywiście modyfikować działanie samej teofiliny choćby dlatego, że glukoza jest głównym i szybko dostępnym źródłem energii dla komórek. Obserwowane zmiany aktywności oznaczonych enzymów w hepatocytach traktowanych preparatem Theophyllinum i glukozą każdorazowo odnoszono do aktywności oznaczonej w komórkach kontrolnych, a zatem stwierdzone podczas prowadzonych badań zmiany aktywności badanych enzymów, zarówno w obecności preparatu Theophyllinum, jak i samej glukozy, wskazują jedno- 7

8 Zak³ócenie homeostazy oksydacyjnej hepatocytów... znacznie na ingerencję obu substancji w homeostazę oksydacyjną komórek. Obserwowany po 30 minutach eksperymentu niewielki spadek aktywności wszystkich trzech enzymów w hepatocytach traktowanych preparatem Theophyllinum, w porównaniu z kontrolą, należy przypisać działaniu teofiliny obecnej w preparacie, przy czym w stosunku do SOD i GPx efekt ten nasila się dla teofiliny o wyższym stężeniu. Ponieważ obecność glukozy w pożywce, w porównaniu do kontroli, nasila aktywność SOD, dlatego też obserwowany efekt działania preparatu Theophyllinum po 60 i 120 minutach jest działaniem wypadkowym obecnej w preparacie teofiliny i glukozy. Niewielki spadek aktywności SOD po 180 minutach, jak również obecny w tym czasie spadek aktywności GPx i GR są zapewne efektem obniżenia kondycji metabolicznej hepatocytów już dość długo przebywających w warunkach in vitro. Wyniki dotyczące oznaczania aktywności GPx w hepatocytach inkubowanych z badanymi związkami korespondują z poziomem aktywności SOD, ponieważ produkt reakcji katalizowanej przez SOD, tzn. nadtlenek wodoru (H 2 O 2 ) jest substratem dla reakcji katalizowanej przez GPx. Zatem spadek aktywności SOD skutkuje spadkiem aktywności GPx. W świetle przedstawionych powyżej obserwacji można przypuszczać, że ani teofilina zawarta w preparacie Theophyllinum, ani glukoza nie wpływają na aktywność GPx poprzez ingerencję w metabolizm glutationu. Potwierdzają to również zmiany aktywności reduktazy glutationowej, które w zasadzie korespondują ze zmianami SOD i GPx. Wnioski Efekt wywołany preparatem Theophyllinum był konsekwencją obecności w pożywce zarówno teofiliny, jak i glukozy. Uzyskane wyniki pozwalają na stwierdzenie, że teofilina zawarta w preparacie Theophyllinum i glukoza wywołują w hepatocytach inkubowanych in vitro określony stres oksydacyjny, czemu komórki usiłują przeciwdziałać uruchamiając system antyoksydacyjny, jakim były zmiany aktywności komórkowych enzymów antyoksydacyjnych. 8 Piœmiennictwo 1. Łoniewska B.: Zastosowanie teofiliny pod kontrolą monitorowania jej stężenia we krwi u noworodków przedwcześnie urodzonych, w czasie odzwyczajania ich od mechanicznej wentylacji. Probl. Ter. Monitor., 2000; 11: Kassur-Siemiańska B., Milewska-Bobula B., Domeńska H., Idzik M., Bauer A., Marciński P., Dunin-Wąsowicz D., Lipka B., Migdał M.: Wyniki leczenia dzieci z dysplazją oskrzelowo-płucną -doświadczenia własne. Pediat. Pol., 2001; 76: Kurzawa R., Doniec Z.: Zasady przewlekłego leczenia farmakologicznego astmy oskrzelowej u dzieci. Pulmonol., 1995; 4: Chazan R.: Rola teofiliny w leczeniu chorych na astmę. Medipress Chor. Ukł. Oddech., 1996; 1: Fromm R.E., Varon J.: Nagłe zaostrzenie choroby obturacyjnej płuc. Med. Dypl., 1995; 4: Jacobs M.: Leczenie podtrzymujące obturacyjnej choroby płuc. Med. Dypl., 1995; 4: Rogala B.: Teofilina w leczeniu chorób bronchoobturacyjnych. Wiad. Lek., 1998; 51 (3/4): Zieliński J.: Przewlekła obturacyjna choroba płuc (PO- CHP). Gab. Pryw., 2001; 4: Droszcz W.: Rola teofiliny w astmie. Pneumon. Alergol. Pol., 1999; supl. 1.: Bochenek G., Kryj-Radziszewska E.: Współczesne poglądy na temat leczenia astmy oskrzelowej u dorosłych. Prob. Med. Rodz., 1999; 1: Zawadzka- Krajeńska A.: Teofilina w leczeniu astmy oskrzelowej. Nowa Pediatr., 1999; 3: Sulivan P., Songul B., Jaffar Z., Page C., Jeffery P., Costello J.: Anti- inflammatory effects of low-dose oral theophylline in atopic asthma. Lancet, 1994; 343: Seglen P.O.: Preparation of isolated rat liver cells. Methods Cell. Biol., 1976; 13: Page R.A., Stowel K.M., Hardman M.J., Kitson K.E.: The assessment of viability in isolated rat hepatocytes. Anal. Biochem., 1992; 200: McCord J.M., Fridovich I.: Superoxide dismuthase. An enzymatic function for erythrocuprein (hemocuprein). J. Biol. Chem., 1969; 244: Paglia D.E., Valentine W.N.: Studies on the quantitative and qualitative characterization of erythrocyte glutathione peroxidase. Lab. Clin. Med., 1967; 70: Goldberg D.M., Sponer R.J.: Methods of enzymatic analysis. Bergmeyen, H.V.Ed 3 rd edn. Verlog Chemie, Deerfield Beach, Fl., 1983; 3: Wang C.S., Smith R.L.: Lowry determination of protein in the presence of Triton X-100. Anal. Biochem., 1975; 63:

9 KWAS FOLIOWY SK ADNIK AKTYWNY KOSMETYKÓW FOLIC ACID ACTIVE COMPONENT OF COSMETICS Hormonalna terapia zastêpcza (HTZ) ze szczególnym uwzglêdnieniem estradiolu podawanego przezskórnie mgr Katarzyna Gojniczek 1, dr n. med. Magdalena Jurzak 1, mgr Agnieszka Garncarczyk 1 1 Zak³ad Kosmetologii, Wydzia³ z Oddzia³em Medycyny Laboratoryjnej, Œl¹ska Akademia Medyczna, Katowice Kierownik Zak³adu: dr n. farm. Agata Pytel STRESZCZENIE Kwas foliowy należy do witamin z grupy B i jako składnik aktywny kosmetyków stosowany jest rzadko. Po aplikacji na skórę w formie preparatu kosmetycznego, zgodnie z zapewnieniami producenta, kwas foliowy wykazuje właściwości regenerujące i ochronne w stosunku do promieniowania ultrafioletowego. Folacyna jest nazwą klasy związków, do których należą kwas foliowy oraz związki pochodne, wykazujące aktywność biochemiczną kwasu foliowego. Tetrahydrofolian (THF), biologicznie aktywna postać folianu, jest nośnikiem aktywnych grup jednowęglowych w wielu reakcjach metabolicznych, zachodzących w ustroju - biosynteza puryn, pirymidyn, powstawanie S-adenozylometioniny (SAM). Niedostateczne spożycie, zła przyswajalność oraz nieprawidłowości w metabolizmie folianów prowadzą do zaburzeń w procesie biosyntezy DNA, ryzyka rozwoju chorób sercowo-naczyniowych, a niedobory kwasu foliowego u kobiet w ciąży mogą prowadzić do wystąpienia wrodzonych wad cewy nerwowej. Kwas foliowy jest składnikiem światłoczułym i ulega fotolizie. Pod wpływem promieniowania UVA nie tyko zmniejsza się ilość kwasu foliowego niezbędnego dla wielu ważnych procesów życiowych organizmów, ale także mogą powstawać z kwasu foliowego szkodliwe rodniki, mogące przyczyniać się do powstawania zarówno stanów zapalnych skóry, jak i nowotworów skóry. Badania składników aktywnych zawartych w kosmetykach i kosmeceutykach, wymagają potwierdzenia nie tylko skuteczności działania danej substancji czynnej, ale również określenia natychmiastowych i długotrwałych skutków. Z uwagi na niestabilność kwasu foliowego, a także fotodegradację kwasu foliowego pod wpływem UV z wytworzeniem wolnych rodników, celowość stosowania kwasu foliowego, bezpośrednio na skórę w produktach ko- ABSTRACT Folic acid also known as vitamin B9 is widely used by pharmaceutical industry. As a cosmetic component, folic acid is poorly examined and is utilized just by few companies. According to manufacturers, cosmetics with folic acid protect skin against UV light and stimulate regenerative processes in skin. The term Folacin, applied by cosmetics industry, indeed describes large class of chemical compounds of folic acid biochemical activity. All kind of folic acid derivatives after absorption from food are in our body is transformed to tetrahydrofolate, the active form of folic acid. The tetrahydrofolate is a flexible carrier of activated one-carbon units. This cofactor is used in a number of important biochemical processes such as purines and pyrimidines biosynthesis and S- adenosinomethionine (SAM) synthesis. A deficient intake or improper folic acid metabolism leads to disorders in DNA synthesis and is one of the causes of cardiovascular diseases. There is mounting evidence that folic acid supplementation during pregnancy protects baby against development of neural tube defects as well. What is worrying about using this vitamin as cosmetic component, folic acid is very easily degraded by sunlight. When folic acid is irradiated by UVA, it is converted to free radical products. Photodegradation of folic acid not only decrease it is level in body tissues, but also can cause skin immune system activation and inflammation. Folic acid free radicals can also contribute to the development of all kinds of skin cancer. Xenobiotics examined as potential cosmetic components should be check regarding not only its simulative activity in relation to skin cells, but also immediate and delayed side effects. Besides this basic cognitive and toxicological research, it is also important to check the level of substance 9

10 KWAS FOLIOWY SK ADNIK AKTYWNY KOSMETYKÓW smetycznych wymaga dalszych badań. Istotne ze względu na potencjalne działania niepożądane jest również problem przenikania kwasu foliowego przez barierę, jaką stanowi warstwa rogowa naskórka a także zastosowanie prawidłowej formy kosmetycznej i stężenia składnika czynnego w preparacie kosmetycznym. S OWA KLUCZOWE: kwas foliowy, metabolizm, kosmetyki, promieniowanie ultrafioletowe, fotodegradacja, wolne rodniki, DNA, skóra, nowotwór penetration across the skin. Stratum corneum is a very good barrier for exogenous substances, so during research it is required to define optimal ingredient concentration and the best cosmetic formula to enhance our substance penetration. Because of folic acid high instability, photosensitivity and type of its degradations which leads to free radicals generation, using this vitamin as a cosmetic component is still very controversial and requires more scientific research. KEY WORDS: folic acid, metabolism, cosmetics, ultraviolet radiation, photodegradation, free radicals, DNA, skin, cancer 10 WYKORZYSTANIE KWASU FOLIOWEGO W KOSMETYKACH Rosnące zapotrzebowanie rynku zarówno na produkty kosmetyczne, jak i środki kosmetyczne o działaniu leczniczym (kosmeceutyki) wyznacza dynamiczny rozwój poszukiwania nowych składników czynnych w kosmetykach. Wstępne etapy opracowywania rzeczywiście skutecznych produktów kosmetycznych, często wykazujących również działanie lecznicze, wymagają potwierdzenia nie tylko skuteczności działania danej substancji czynnej oraz możliwości różnokierunkowego jej zastosowania (działanie rozjaśniające, przeciwdziałające starzeniu skóry) ale również określenia natychmiastowych i długotrwałych skutków i działań niepożądanych. Powszechnie stosowanymi środkami kosmetycznymi są witaminy: A, B 3, B 5, C, E, i ich pochodne. Kwas foliowy należy do witamin z grupy B i jako składnik aktywny kosmetyków stosowany jest rzadko (kosmetyki firmy Dr Irena Eris oraz kosmetyki firmy Nivea Visage). Po aplikacji na skórę w formie preparatu kosmetycznego, zgodnie z zapewnieniami producenta, kwas foliowy wykazuje właściwości silnie regenerujące, a ponadto chroni skórę przed negatywnym wpływem promieniowania ultrafioletowego, co zapobiega jej przedwczesnemu starzeniu. Właściwości ochronne kwasu foliowego w stosunku do promieniowania ultrafioletowego typu B (UVB), zostały potwierdzone in vitro na hodowli ludzkich fibroblastów (żywotność komórek po ekspozycji na promieniowanie UVB oceniano z zastosowaniem błękitu trypanu) [1]. W badaniach na hodowli ludzkich fibroblastów in vitro, potwierdzono również stymulację proliferacji komórek przez kwas foliowy, a także opóźnianie procesu ich starzenia [2]. Potwierdzono także (z zastosowaniem alkalicznej analizy kometkowej), stymulujący wpływ kwasu foliowego na naprawę uszkodzeń DNA, powstałych pod wpływem promieniowania ultrafioletowego typu C. Badania in vitro zostały potwierdzone badaniami na probantach [1]. Możliwość zastosowania kwasu foliowego jako efektywnego składnika aktywnego kosmetyków, wydaje się wielce obiecująca dla rozwoju współczesnej kosmetologii. Kwas foliowy jednakże należy do grupy związków wrażliwych na działanie promieni słonecznych, wysokiej temperatury, czynników utleniających i redukujących oraz kwasowości środowiska [3,4]. Fotodegradacja kwasu foliowego przez promieniowanie ultrafioletowe (UV) jest udokumentowaną reakcją fotochemiczną. Kwas foliowy jest składnikiem światłoczułym i ulega fotolizie pod wpływem UV, a powstałe fotoprodukty degradacji kwasu foliowego mogą powodować fotooksydację DNA w komórkach [5,6]. Kwas foliowy folacyna Kwas foliowy (kwas pteroiloglutaminowy) należy do witamin z grupy B, znany pod synonimami: folacyna, witamina B 9, B 4, B 11, witamina Bc, witamina M. Po raz pierwszy związek ten został wyizolowany w roku 1941 z liści szpinaku. W 1946 roku zsyntetyzowano kwas pteroiloglutaminowy, będący macierzystym związkiem grupy analogów i pochodnych określanych mianem foliany. Cząsteczka kwasu foliowego zawiera: pochodną

11 KWAS FOLIOWY SK ADNIK AKTYWNY KOSMETYKÓW pterydynową (2-amino-4-hydroksy-6-metylopterydynę), kwas p-aminobenzoesowy (PABA) i kwas glutaminowy [7,8]. Najczęściej używaną nazwą kwasu foliowego w kosmetyce i kosmetologii jest folacyna. Folacyna jest nazwą klasy związków, do których należą kwas foliowy oraz związki pochodne, wykazujące aktywność biochemiczną kwasu foliowego. Pochodne kwasu foliowego, różnią się między sobą stopniem utlenienia pierścienia pterydynowego, rodzajem jednowęglowych fragmentów przyłączonych w pozycjach N-5 i/lub N- 10 oraz zmienną ilością reszt kwasu glutaminowego. W roślinach, naturalnym źródle kwasu foliowego, występuje on jako koniugat wieloglutaminianowy. Oprócz roślin, głównym źródłem wieloglutaminianowych form kwasu foliowego są np. sery, drożdże, jaja i wątróbka. Kwas foliowy i jego wieloglutaminianowe pochodne ulegają w organizmie przekształceniu w biologicznie aktywną formę kwas tetrahydrofoliowy (THF). W niewielkich ilościach, kwas foliowy jest również wytwarzany przez saprofityczną florę jelitową (Pawełczyk). Suplementy diety zawierają syntetycznie otrzymywany na skalę przemysłową związek [9]. Właściwości fizykochemiczne kwasu foliowego Kwas foliowy jest substancją o jasnożółtej barwie, całkowicie nierozpuszczalną w tłuszczach. W roztworach wodnych kwas foliowy jest stabilny tylko w ph obojętnym. Pod wpływem działania kwasów i zasad, czynników utleniających, redukujących i światła słonecznego ulega bardzo łatwo rozkładowi [8]. Metabolizm folianów Przekształcenie zawartych w diecie folianów w formy aktywne metabolicznie obejmuje wiele złożonych reakcji, w regulacji których istotną rolę odgrywają liczne enzymy (reduktaza 5,10 metylenotetrahydrofolianowa (5,10 - MTHFR), syntaza tymidylanowa (TS), syntaza S adenozylometioninowa i syntaza cystationowa (CS), kofaktory (witaminy: B12, B6, B2, i cynk) oraz receptory błonowe [10,11,12]. Naturalnie występujące foliany to kompozycja różnych związków jedno i wieloglutaminowych, z przeważającą ilością form wieloglutaminowych [13]. Pochodzące z diety, wieloglutaminianowe pochodne folacyny, ulegają w jelicie cienkim rozszczepieniu pod wpływem swoistego enzymu jelitowego koniugazy hydrolazy foliowielogammaglutaminianowej GGH (ang. gamma-glutamyl-hydrolase) do pochodnych jednoglutaminianowych [14]. Enzym ten rozszczepia wyłącznie wiązania w koniugatach wieloglutaminianowych, nie hydrolizując nigdy cząsteczki samego kwasu foliowego [15]. Kwas foliowy oraz wszystkie jego pochodne, są przekształcane wewnątrz komórek jelita z udziałem syntetazy foliowielogammaglutaminianowej FPGS (ang. folylpoly-gamma-glutamate synthetase) w koniugaty, zwierające kilka dodatkowych (od jednej do sześciu) reszt kwasu glutaminowego, które mogą być magazynowane i metabolizowane w tej postaci [16,17]. Syntetaza foliowielogammaglutaminianowa (FPGS) i hydrolaza foliowielogammaglutaminianowa (GGH) stanowią układ enzymatyczny wpływający na stężenie najbardziej czynnych biologicznie folianów w komórce. Wchłanianie folianów w przewodzie pokarmowym jest procesem złożonym, zależnym od wartości ph, aktywności enzymów, prawidłowego funkcjonowania oraz stężenia białkowych czynników transportujących. Transport aktywny z udziałem receptorów błonowych i specyficznych nośników (receptory folianów i zredukowane nośniki folianów), wykazujących powinowactwo do kwasu foliowego i zredukowanego folianu THF (tetrahydrofolian) jest główną drogą wchłaniania [13,18]. W niewielkim stopniu wchłanianie folianów odbywa się także na drodze ph zależnej dyfuzji biernej [11,19]. W fizjologicznym ph funkcjonują dwa główne mechanizmy transportu folianów z przestrzeni pozakomórkowej do cytoplazmy, transport za pośrednictwem nośnika lub transport za pośrednictwem receptora. Przenośnik zredukowanych folianów RFC1 (ang. reduced folate carrier) i receptor folianów FR (ang. folate receptor) funkcjonują niezależnie i wykazują odmienne własności [20]. Aktywną metabolicznie postacią kwasu foliowego jest jego forma zredukowana, tj. 5,6,7,8-tetrahydrofolian (THF). Redukcja do tetrahydrofolianu odbywa się w dwóch etapach. W pierwszym dochodzi do spontanicznej transformacji w obecności NADPH 2 do 7,8- dihydrofolianu. Intermediant ten jest przekształcany w drugim etapie do kwasu 5,6,7,8 tetrahydrofoliowego (THF) przez reduktazę dihydrofolianową DHFR (ang. dihydrofolate reductase), przede wszystkim w wątrobie, nerkach i komórkach o wysokim potencjale mitotycznym [3]. Tetrahydrofolian, biologicznie aktywna postać folianu, jest nośnikiem aktywnych grup jednowęglowych w wielu reakcjach metabolicznych, zachodzących w ustroju. Grupami jednowęglowymi przenoszonymi przez tetrahydrofolian są: grupa metylowa, metylenowa, metenylowa, formylowa i formiminowa. Wszystkie one mogą ulegać przekształceniom z jednej postaci w drugą. Wyróżniamy następujące koenzymy folianowe: tetrahydrofolian (THF), N 5 -formylo-thf; N 10 -for- 11

12 KWAS FOLIOWY SK ADNIK AKTYWNY KOSMETYKÓW mylo- THF; N 5 -formimino- THF; N 5,N 10 -metenylo- THF; N 5,N 10 -metyleno- THF, N 5 -metylo- THF [13]. In vivo, pochodne N 5,N 10 - formylo-thf mogą być przekształcane do N 5,N 10 -metenylo- THF, N 5,N 10 metyleno-thf i nieodwracalnie do N 5 -metylo-thf. N 5 -metylo-5-th, służąc jako substrat w cyklu remetylacji, przekazuje grupę metylową homocysteinie, z następowym wytworzeniem metioniny i odzyskiem tetrahydrofolianu (THF). Reakcje katalizuje, zależna od kobalaminy (witamina B12) i syntaza metioniny MS (ang. methionine synthase) [21]. Głównym źródłem grupy metylenowej, przenoszonej przez tetrahydrofolian (THF), jest seryna. Hydroksymetylotransferaza serynowa SHMT (ang. serine hydroxymethyltransferase) katalizuje odwracalną reakcję konwersji seryny w glicynę z tetrahydrofolianem, jako przenośnikiem grupy jednowęglowej. Po przeniesieniu grupy jednowęglowej na tetrahydrofolian powstają glicyna i N 5 -N 10 -metyleno-thf, odgrywający główną rolę w przemianie grup jednowęglowych. N 5 -N 10 -metyleno-thf może ulec on redukcji do N 5 - metylo-thf [22]. Rola kwasu foliowego w metabolizmie DNA Kwas foliowy pełni kluczową rolę w metabolizmie DNA poprzez dwa różne mechanizmy. W pierwszym z tych mechanizmów, koenzymy folianowe są niezbędne podczas biosyntezy puryn i pirymidyn. N 5,N 10 -metyleno-thf jest nośnikiem grupy metylenowej, wykorzystywanej w syntezie nukleotydu pirymidynowego - deoksytymidynomonofosforanu (dtmp), niezbędnego składnika DNA. Metylacji ulega deoksyurydynomonofosforan (dump), a reakcja zachodzi przy udziale syntazy tymidylanowej TS (ang. thymidylate synthase). Podczas przeniesienia grupy metylowej związanej z N 5,N 10 -metyleno-thf do dump, THF ulega utlenieniu do DHF. Powstawanie dtmp oraz redukcja DHF, są ze sobą związane, a nasilenie procesu tworzenia DNA, co ma miejsce np. w komórkach szybko dzielących się, ma konsekwencje w postaci wzrostu aktywności reduktazy dihydrofolianowej (DHFR). Przy braku kwasu foliowego dochodzi do akumulacji dump, który jest wbudowywany do DNA, zamiast dtmp. Konsekwencją akumulacji dump w komórce może być powstawanie zarówno mutacji punktowych, jak i aberracji chromosomowych [23,24]. Kwas foliowy jest także niezbędny do syntezy nukleotydów purynowych. Poprzez utlenianie N 5,N 10 - metyleno-thf powstaje N 5,N 10 -metenylo-thf, który może pośrednio (poprzez N 5 -formimino-thf) lub 12 bezpośrednio przekształcać się w N 10 -formylo-thf. Koenzym N 10 -formylo-thf uczestniczy w biosyntezie inozynomonofosforanu (IMP) z udziałem formylotransferazy glicynoamidorybozylofosforanowej GARFT (ang. glycinamide ribonucleotide formyl transferase) i formylotransferazy aminoimidazolokarboksyamidorybozylofosforanowej AICARFT (ang. aminoimidazole carboxamide ribonucleotide formyl transferase). Zahamowanie któregokolwiek z tych procesów, np. przez niedobór zredukowanych form kwasu foliowego, prowadzi do upośledzenia syntezy inozynomonofosforanu (IMP), a w konsekwencji upośledzenia syntezy adenozynomonofosforanu (AMP) lub guanozynomonofosforanu (GMP), związków niezbędnych w procesie syntezy DNA oraz kwasu RNA [25]. Drugi z mechanizmów w metabolizmie DNA, który zależny jest od kwasu foliowego, to udział koenzymu folianowego (N 5 -metylo-thf) jako substratu w cyklu remetylacyjnym przekształcającym homocysteinę w metioninę, a następnie w S-adenozylometioninę (SAM). N 5 -metylo-thf, główny substrat w reakcji remetylacji homocysteiny do metioniny, powstaje w wyniku redukcji N 5,N 10 -metyleno-thf, z udziałem enzymu reduktazy metylenotetrahydrofolianowej MTHFR (ang. methylenetetrahydrofolate reductase). Z metioniny powstaje SAM aktywna metionina. S-adenozynometionina (SAM) jest donorem grupy metylowej w reakcjach metylacji białek, neurotransmiterów, hormonów, fosfolipidów a także DNA [26]. SAM metyluje specyficzne cytozyny w DNA, regulując ekspresję i transkrypcję genów [27], strukturę chromatyny, naprawę DNA i stabilizację genomu [28]. S-adezynometionina uczestniczy również w reakcji metylacji podczas syntezy białka podstawowego mieliny MBP (ang. myelin basic protein). Demetylacja SAM prowadzi do powstania S-adenozylo-homocysteiny (SAH), która jest bezpośrednio hydrolizowana do homocysteiny z udziałem adenozylohomocysteinazy (ang. adenosylhomocysteinase), homocysteina zaś może ulec remetylacji do metioniny. Skutki niedoboru folianów Najbardziej narażone na niedobory folianów są kobiety w ciąży, niemowlęta, młodzież w okresie dojrzewania, osoby starsze, zestresowane oraz nadużywające alkoholu [29]. Niedostateczne spożycie, zła przyswajalność oraz nieprawidłowości w metabolizmie folianów prowadzą do zaburzeń w procesie biosyntezy DNA, co zwiększa ryzyko wystąpienia w komórkach mutacji, zmian no-

13 KWAS FOLIOWY SK ADNIK AKTYWNY KOSMETYKÓW wotworowych, a także wpływa na powstawanie chorób sercowo naczyniowych [30]. U osób młodych niedobór kwasu foliowego może prowadzić do zahamowania wzrostu [7] poprzez spowolnienie replikacji DNA i podziału komórek, natomiast u osób dorosłych niskie stężenie folianów będzie wpływało na proliferację i odbudowę komórek w organizmie, w tym komórek skóry. Główne schorzenia wynikające z niedoboru kwasu foliowego u dorosłych to niedokrwistość megaloblastyczna [8,31] i trombocytopenia [32]. Niedostateczna podaż folianów może przyspieszać starzenie się skóry, przedwczesne siwienie włosów, jak również upośledzenie funkcji układu nerwowego, objawiające się uczuciem przemęczenia i zaburzeniami koncentracji, nadmierną drażliwością, Niedobór kwasu foliowego objawia się ponadto, zmniejszeniem masy ciała, utratą apetytu, biegunką, apatią, bólami głowy i bladością skóry. Niedobory kwasu foliowego u kobiet w ciąży mogą prowadzić do wystąpienia wrodzonych wad cewy nerwowej (bezmózgowie, przepukliny mózgowe i rdzeniowe, rozszczep kręgosłupa), układu sercowo naczyniowego, kończyn oraz układu moczowego, a także wpływać na zmniejszenie masy urodzeniowej, niedorozwój łożyska oraz zwiększać częstość poronień [33,34]. Niedobory folianów w diecie mogą również powodować wzrost ryzyka rozwoju różnego rodzaju nowotworów u ludzi. Ryzyko to związane jest ze zmniejszeniem ilości metylowanych regionów DNA, zaangażowanych w regulację ekspresji genów. Szczególne znaczenie mają tutaj krytyczne geny supresorowe transformacji nowotworowej oraz protoonkogeny. Obniżony poziom metylacji DNA stwierdzono w raku okrężnicy, żołądka, szyjki macicy, prostaty i raku piersi [35,36]. Niedobór kwasu foliowego może prowadzić także do uszkodzenia osłonki mielinowej neuronów, co w konsekwencji może powodować demencję i neuropatie [37]. Istnieje również związek pomiędzy niedoborem folianów, zaburzonym metabolizmem homocysteiny a ryzykiem rozwoju chorób sercowo-naczyniowych [38]. Homocysteina jest aminokwasem siarkowym powstającym przejściowo w wyniku przemian na szlaku metabolicznym: metionina cystationina cysteina. Homocysteina może ulegać transsulfuryzacji do cysteiny lub remetylacji do metioniny. Transsulfuryzacja homocysteiny do cysteiny zachodzi poprzez syntezę cystotioniny z homocysteiny i seryny przy udziale beta syntetazy cystationinowej CBS (ang. cystationine beta syntetase). Remetylacja homocysteiny w metioninę, zachodzi z udziałem reduktazy metylenotetrahydrofolianowej. Reduktaza metylenotetrahydofolianowa (MTHFR) katalizuje konwersję N 5,N 10 -metylenothf do N 5 - metylo-thf, który wraz z homocysteiną stanowi substraty reakcji katalizowanej przez syntazę metioninową MS (ang. methionine synthase) przy współudziale witaminy B12, w wyniku której powstają tetrahydrofolian i metionina. Efektem zaburzeń szlaku tych przemian metabolicznych jest znaczny wzrost poziomu homocysteiny. Zaburzenie metabolizmu homocysteiny do cysteiny lub metioniny prowadzi do wzrostu stężenia tego aminokwasu we krwi, a w konsekwencji do hiperhomocysteinemi będącej przyczyną wielu chorób, jak na przykład miażdżyca, choroba zakrzepowo zatorowa czy udar mózgu [39, 40]. Homocysteina ma właściwości cytotoksyczne, które powodują uszkadzanie komórek śródbłonka i prowadzą do nasilenia degradacji elastyny w błonie wewnętrznej, co przyspiesza procesy włóknienia i wapnienia. Uszkadzanie komórek śródbłonka powoduje dodatkowo zaburzenia procesu adhezji płytek. Patologiczne procesy zachodzące w naczyniach krwionośnych dotyczą także wpływu wzrostu poziomu homocysteiny na zaburzenie równowagi procesów krzepnięcia krwi. Homocysteina wykazuje zdolności do tworzenia związków z tlenkiem azotu, powodując pośrednio nasilenie zdolności płytek do agregacji. Ponadto homocysteina, posiada również zdolności do modyfikacji aktywności lipoproteidy LDL. Doprowadza to do wzrostu cytotoksyczności tej cząsteczki wobec komórek śródbłonka oraz wytwarzania komórek piankowatych, czego efektem jest przyspieszenie procesu miażdżycowego poprzez uszkodzenie ścian naczyń. Oprócz destrukcyjnego wpływu na układ sercowo-naczyniowy, dane publikowane sugerują również neurotoksyczność homocysteiny i jej metabolitów powstających podczas zaburzonego procesu przemiany metioniny w cysteinę i ich związek z udarem mózgu [41,42]. Suplementacja kwasu foliowego stymuluje remetylację homocysteiny do metioniny, i może znaczne obniżać poziom tego czynnika we krwi [3,43]. N 5 - metylo-thf redukuje również poziom nadtlenków zarówno in vivo, jak i in vitro. Suplementacja folianów w diecie powoduje także wzrost wartości całkowitego statusu antyoksydacyjnego TAS (ang. total antioxidant status) [44]. Wykazano również bezpośredni wpływ N 5 -metylo-thf na aktywność enzymatyczną syntazy tlenku 13

14 KWAS FOLIOWY SK ADNIK AKTYWNY KOSMETYKÓW azotu NOS (ang. nitric oxide synthase). Endotelialna syntaza tlenku azotu (enos) jest jednym z trzech enzymów zdolnych do produkcji tlenku azotu (NO). Cząsteczka ta pełni kluczowe funkcje w układzie sercowo-naczyniowym, między innymi jest zmiataczem wolnych rodników tworzonych w układzie krwionośnym. Synteza tlenku azotu z L-argininy przez enos wymaga kilku kofaktorów, między innymi tetrahydrobiopteryny (BH4). Sugeruje się, iż foliany mogą stymulować regenerację BH4, z formy nieaktywnej, zwiększając biodostępność NO produkowanego in vivo w komórkach śródbłonka, dzięki czemu wpływają bezpośrednio ochronnie na funkcjonowanie naczyń krwionośnych [43]. Skutki nadmiaru kwasu foliowego Dzienne zapotrzebowanie na foliany u dorosłych ludzi wynosi średnio µg. Foliany zawarte w pożywieniu ulegają wchłonięciu tylko w %, natomiast pochodzące z preparatów farmaceutycznych w 70 80% [45]. Na przyswajalność kwasu foliowego wpływa wiele czynników, do których zaliczyć można sposób odżywiania (zbilansowana dieta, stopień przetworzenia spożywanych produktów), styl życia (palenie papierosów, spożywanie alkoholu), czynniki fizjologiczne (stan odżywienia organizmu, ciąża, laktacja), niektóre schorzenia ( choroby nerek, wątroby, zaburzenia procesu wchłaniania) oraz przyjmowanie niektórych leków [3,46]. Ryzyko przedawkowania i wystąpienia skutków ubocznych związane jest jedynie z długotrwałym przyjmowaniem zbyt dużych dawek syntetycznego kwasu. Przedawkowanie objawia się nudnościami, utratą apetytu, wzdęciami. Nadmiar folianów może maskować objawy neurologiczne anemii złośliwej i powodować wytrącanie kryształów kwasu foliowego, które mogą uszkadzać nerki [47,48]. Fotodegradacja kwasu foliowego Kwas foliowy jest składnikiem światłoczułym i ulega fotolizie. Pod wpływem promieniowania UVA nie tyko zmniejsza się ilość kwasu foliowego niezbędnego dla wielu ważnych procesów życiowych organizmów, co może być przyczyną powstawanie wielu groźnych w skutkach zaburzeń metabolizmu, ale także mogą powstawać z kwasu foliowego szkodliwe rodniki działające mutagennie na komórki, także skóry, mogące przyczyniać się do powstawania nowotworów skóry [49]. 14 Pod wpływem UVA w cząsteczce kwasu foliowego dochodzi do wewnątrzcząsteczkowego transferu elektronów, w wyniku którego powstaje rodnik jonowy, a następnie dochodzi do hydrolizy i oksydacji cząsteczki kwasu. Skutkiem tych chemicznych reakcji jest powstanie kwasu pteryno-6-karboksylowego PCA (ang. pterine-6-carboxylic acid) i kwasu p-aminobenzylo-glutaminowego [49,50]. Kwas pteryno-6-karboksylowy (PCA) należy do tak zwanych fotosensybilatorów wewnątrzpochodnych i jest najbardziej reaktywnym rodnikiem powstającym w wyniku rozkładu kwasu foliowego. W kolejnych etapach pod wpływem UVA i tlenu i mogą dodatkowo powstawać dalsze produkty rodnikowe. Powstałe rodniki kwasu foliowego i rodniki PCA reagują z DNA, atakując zasadę azotową guaninę - zasadę najłatwiej ulegającą reakcjom oksydacji. Preferencyjnie oksydacji ulegają następujące sekwencje zawierające guaninę w następujących pozycjach: 5 -GG- 3, 5 -GGG-3, 5 -GGGG-3 (podkreślone zasady wskazują na miejsce ulegające reakcji rodnikowej). Guanina w stanie wolnym, bądź jako składnik nukleozydu, nukleotydu lub polinukleotydu DNA lub RNA szczególnie podatna jest na utlenienie w pozycji C8. Utlenianie powoduje powstanie zmodyfikowanej zasady zwanej 8-oksyguaniną (8-oxoGua), lub deoksynukleozydu o nazwie 8-oksy-2 -deoksyguanozyna. Mutagenne właściwości 8-oksyguaniny zlokalizowanej w matrycy DNA wynikają z jej potencjału błędnego parowania w trakcie procesu replikacji DNA. Uszkodzona oksydacyjnie guanina obecna w DNA może utworzyć błędną parę z adeniną podczas replikacji DNA. Jeżeli błąd ten nie zostanie skorygowany, to podczas kolejnej rundy replikacyjnej dochodzi do mutacji punktowej, transwersji typu G=>T [49]. Kumulujące się mutacje punktowe mogą inicjować proces transformacji nowotworowej komórek, w tym komórek skóry. Organizm ludzki jest w pewnym stopniu zabezpieczony się przed negatywnym oddziaływaniem promieniowania słonecznego na stabilność kwasu foliowego. Istnieje teoria sugerująca, iż natężenie pigmentacji ludzkiej skóry zależnej od stref klimatycznych, jest wynikiem optymalnego przystosowania się organizmu człowieka do otrzymywanej dawki promieniowania ultrafioletowego. Pierwszym aspektem tegoż przystosowania jest maksymalna ochrona obecnego w organizmie kwasu foliowego niezbędnego do procesów reprodukcyjnych przed promieniowaniem UV, poprzez odpowiednio silną pigmentację skóry. Drugim, przenikliwość skóry dla promieniowania UV celem przekształcenia 7-dehydrocholesterolu (prowi-

15 KWAS FOLIOWY SK ADNIK AKTYWNY KOSMETYKÓW taminy D 3 ) w czynną postać [51]. Istnieje wiele hipotez wskazujących, iż skutkiem częstego przemieszczania się i migracji ludzi, jest nieprzystosowanie koloru skóry do warunków klimatycznych, w efekcie czego, dochodzi do dostarczania organizmowi zbyt dużej lub zbyt małej ilości promieniowania UV. Zbyt duża dawka promieniowania UV, powoduje niszczenie zasobów kwasu foliowego obecnego w organizmie. Odpowiednio, zbyt mała dawka promieniowania UV jest przyczyną deficytu witaminy D, którego efektem może być obniżona odporność, a także skłonność do krzywicy [52]. Badania in vitro nad czynnikami aktywnymi w kosmetykach i bezpieczeñstwo ich stosowania Regulacja dotycząca kosmetyków, w tym ich wprowadzania do obrotu, została zawarta w Ustawie z dnia 30 marca 2001 r. o kosmetykach (Dz.U z późniejszymi zmianami). Ustawa wdraża postanowienia dyrektywy 2003/15/WE z dnia 27 lutego 2003 r. zmieniającej dyrektywę 76/768/EWG w sprawie zbliżenia ustawodawstw Państw członkowskich Unii Europejskiej odnoszących się do produktów kosmetycznych (Dz. Urz. WE L 66 z ). Wprowadzenie kosmetyku na rynek zobowiązuje producenta kosmetyku do potwierdzenia sugerowanego działania kosmetyku a przede wszystkim do potwierdzenia bezpieczeństwa jego działania. Wprowadzenie badań na hodowlach komórkowych in vitro można uznać za duży postęp w rozwoju kosmetologii. Możliwym stało się zrezygnowanie z badań in vivo na zwierzętach, jak również prowadzanie badań dotyczących wpływu składników aktywnych kosmetyków na poziomie zarówno komórkowym, jak i molekularnym. Możliwym stało się dobieranie optymalnych stężeń stosowanych składników aktywnych, tworzenie kompleksów substancji działających synergistycznie i co najważniejsze możliwe stało się prowadzenia wielokrotnych i powtarzalnych obserwacji, jak również szczegółowe poznanie badanego procesu. Zaletą modeli hodowli komórkowych in vitro jest możliwość prowadzenia wielokierunkowych badań z zastosowaniem nowoczesnych technologii: analizy ekspresji genów (transkryptomiki), genomiki, proteomiki czy metabolomiki. Doświadczenia przeprowadzane na hodowlach komórek in vitro umożliwiają badanie wpływu określonego składnika aktywnego na dany rodzaj komórek, bez uwzględniania innych czynników, które w badaniach in vivo znacznie utrudniały interpretację wyników. Aspekt ten pomimo faktu, iż znacznie ułatwia interpretację wyników, pozostaje jednak tylko bardzo uproszczonym modelem badań in vitro, równocześnie stając się wadą. Badany, zdefiniowany składnik aktywny nie wpływa tylko na jeden typ komórek wchodzących w skład danej tkanki (np. skóry), na których przeprowadza się dany eksperyment, ale na komórki różnego typu. Wobec tego wpływ tej substancji powinien być badany na wszystkich typach komórek tkanki, na którą ten czynnik będzie działał a nie na jeden, powszechnie stosowany ze względu na przykład na najliczniejszy udział komórek tego typu w skórze. Trudnym aspektem badań in vitro jest zdolność przenikania substancji aktywnej na określoną głębokość skóry, w miejsce specyficznego działania w określonej warstwie skóry. W pełni zadawalającym modelem badań wpływu substancji aktywnych zawartych w kosmetykach i możliwie najbardziej zbliżonym do fizjologicznej tkanki jest żywy ekwiwalent pełnej grubości skóry, a nie modele najczęściej wykorzystywane - jednowarstwowe hodowle komórkowe. Również badanie wpływu określonego czynnika środowiskowego na procesy zachodzące w skórze powinny być przeprowadzane kompleksowo. Przykładem jest właśnie promieniowanie UV, które nie składa się z jednej wybiórczej długości fali działającej na nasz organizm, ale z fal o długości, które wnikają na różną głębokość w naszą skórę i są czynnikiem wywołującym różnorodne, zarówno pozytywne, jak i negatywne efekty. Podsumowanie Brak danych o niepożądanych skutkach stosowania kosmetyku, może wynikać nie z braku negatywnych skutków, lecz z krótkiego czasu badań czy obserwacji. Z uwagi na niestabilność kwasu foliowego, a także na fakt, iż pod wpływem promieniowania UV mogą tworzyć się z kwasu foliowego szkodliwe rodniki, działające mutagennie na komórki skóry i mogące inicjować proces transformacji nowotworowej, celowość stosowania kwasu foliowego, bezpośrednio na skórę w produktach kosmetycznych wymaga dalszych badań. Istotne ze względu na potencjalne działania niepożądane jest również problem przenikania kwasu foliowego przez barierę, jaką stanowi warstwa rogowa naskórka a także zastosowanie prawidłowej formy kosmetycznej i stężenia składnika czynnego w preparacie kosmetycznym. Aby jednoznacznie odpowiedzieć na pytanie, czy wprowadzenie folacyny do kosmetologii jest rzeczywiście dobrym rozwiązaniem, potrzeba więcej czasu 15

16 KWAS FOLIOWY SK ADNIK AKTYWNY KOSMETYKÓW i większej ilości badań eksperymentalnych, ponieważ dzisiejsza wiedza dotycząca tego problemu nie jest wystarczająca. PIŒMIENNICTWO: 1. Debowska R., Rogiewicz K., Iwanenko T., Kruszewski M., Eris I. Folic Acid (Folacin) New Application of a Cosmetic Ingredient. Kosmetische Medizin., 2005, 3: Eris I., Dębowska R. Kwas foliowy (Folacyna) w preparatach do pielęgnacji twarzy ocena działania witaminy na komórki skóry w badaniach in vitro. Dermatologica., 2003, 6: Ziemlański Ś., Wartanowicz M. Kwas foliowy niezbędny mikroskładnik pożywienia. Medipress Ginekologia Położnictwo., 1999, 5(1): Telegina T. A., Liudnikova T. A., Zemskova I. L., Sviridov E. A., Kritskii M. S. Tolerance of 5,10- methenyltetrahydrofolate to ultraviolet radiation. Prikl. Biokhim. Mikrobiol., 2005, 41(3): Off M.K., Steindal A.E., Porojnicu A.C. Juzeniene A., Vorobey A., Johnsson A., Moan J. Ultraviolet photodegradation of folic acid. J Photochem Photobiol B., 2005, 80: Hirakawa K., Suzuki H., Oikawa S., Kawanishi S. Sequence-specific DNA damage induced by ultraviolet A-irradiated folic acid via its photolysis product. Arch Biochem Biophys., 2003; 410: Pawełczyk E. Chemia leków. Wyd. Lek. PZWL., Warszawa Moszczyński P., Pyć R., Biochemia witamin. Część I Witaminy grupy B i koenzymy. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa. Łódź, Zejc A., Gorczyca M., Chemia leków. Wyd. Lek. PZWL, W wa., Donelly J.G., Folic acid. Crit Rev Clin Lab Sci., 2001, 38(3): Dyke D.C., Stumbo P.J., Berg M.J., Niebyl J.R., Folic acid and prevention of birth defects. Developmental Medicine & Child Neurology, 2002, 44: Matherly L.H., Goldman D.I., Membrane transport of folates. Vitam Horm., 2003, 66: Stanger O., Physiology of Folic Acid in Health and Disease. Curr Drug Metab., 2002, 3(2): Chandler C.J.; Wang T.T., Halsted C.H., Pteroylpolyglutamate hydrolase from human jejunal brush borders. Purification and characterization. J 16 Biol Chem., 1986, 261, Galivan J., Ryan T., Rhee M., Yao R., Chave K. Glutamyl hydrolase: properties and pharmacologic impact. Semin Oncol., 1999, 26 (supl. 6), Steinberg S.E.; Fonda S.; Campbell C.L., Hillman, R.S. Folate utilization in Friend erythroleukemia cells. J Cell Physiol., 1983, 114, Osborne C.B., Lowe K.E., Shane B. Regulation of folate and one-carbon metabolism in mammalian cells. J Biol Chem, 1993; 268: Costa M., Rothenberg S.P., Characterization of the folate-binding proteins associated with the plasma membrane of rat liver. Biochim Biophys Acta., 1988, 22,939(3): Verwei M., Arkbåge K., Havenaar R., Berg H., Witthöft C., Schaafsma G. Methyltetrahydrofolate in Fortified Milk Are Bioaccessible as Determined in a Dynamic In Vitro Gastrointestinal Model. J Nutr., 2003, 133: Spinella M.J., Brigle K.E., Freemantle S.J., Sierra E.E., Goldman I.D., Comparison of methotrexate polyglutamylation in L1210 leukemia cells when influx is mediated by the reduced folate carrier or the folate receptor. Lack of evidence for influx routespecific effects. Biochem Pharmacol., 1995, 52, Bandarian V., Pattridge K.A., Lennon B.W., Huddler D.P., Matthews R.G., Ludwig M.L. Domain alternation switches B12-dependent methionine synthase to the activation conformation. Nat Struct Biol., 2002, Heil S.G.,Van der Put N.M.J., Waas E.T., den Heijer M., Trijbels F.J.M., Blom H.J., Is Mutated Serine Hydroxymethyltransferase (SHMT) Involved in the Etiology of Neural Tube Defects? Mol Genet Metab., 2001, 73 (2), Fenech M., The role of folic acid and Vitamin B12 in genomic stability of human cells. Mutat Res., 2001, 18, 475(1-2): Jennings E., Folic Acid as a Cancer-Preventing Agent. Medical Hypetheses., 1995, 45, Rayl EA., Moroson BA, Beardsley GP. The Human purh Gene Product, 5-Aminoimidazole-4- carboxamide Ribonucleotide Formyltransferase/ IMP Cyclohydrolase. J Biol Chem., 1996, 271(4), Chiang P.K., Gordon R.K., Tal J., Zeng G.C., Doctor B.P., Pardhasaradhi K., McCann P.P. S- Adenosylmethionine and methylation. FASEB J., 1996, 10(4): Duthie S. J., Narayanan S., Brand G. M., Pirie L., Grant G., Impact of Folate Deficiency on DNA

17 KWAS FOLIOWY SK ADNIK AKTYWNY KOSMETYKÓW Stability. J Nutr., 2002, 132: Robertson, K.D. and Jones, P.A. DNA methylation: past, present and future directions. Carcinogenesis., 2000, 21, Szostak Węgierek D. (2005) Kwas foliowy nowe aspekty zastosowań profilaktycznych. Ordynator Lekarski, 2005, 5(43): Kloosterman J., de Jong N., Rompelberg C. J., van Kranen H. J., Kampman E., Ocke M. C., Folic acid fortification: prevention as well as promotion of cancer. Ned Tijdschr Geneeskd., 2006, 1,150(26): Kostowski W., Herman Z. S., Farmakologia: podstawy farmakoterapii. Wyd. Lek. PZWL. Warszawa, Kłaczkow G., Anuszewska E.L., Kwas foliowy i jego znaczenie dla prawidłowego rozwoju organizmu człowieka. Profilaktyka wad wrodzonych układu nerwowego. Przew. Lek., 2000, 5, Medard M. L., Pierwotna profilaktyka wad cewy nerwowej w praktyce lekarskiej. Gabinet prywatny, 2003, 3: Pitkin R. M., Folate and neural tube defects. Am J Clin Nutr., 2007, 85(1): 285S - 288S. 35. Robertson, K.D., DNA methylation, methyltransferases and cancer. Oncogene., 2001, 20, Robertson K.D., DNA methylation and human diseases. Nat Rev Genet., 2005, 6(8): Moore J.L., The significance of folic acid for epilepsy patients. Epilepsy & Behavior., 2005, 7, Ramakrishnan S., Sulochana K.N., Lakshmi S., Selvi R., Angayarkanni N., Biochemistry of homocysteine in health and diseases. Indian J Biochem Biophys., 2006, 43(5): Cook J.D., Cichowicz D.J., George S., Lawler A, Shane B., Mamalian folylpoly-g-glutamate synthetase. 4. In vitro and in vivo metabolism of folates and analogues of folate homeostasis. Biochemistry, 1987, 26: Boushey C., Shirley A., Beresford A. (1994) A quantitive assessment of plasma homocysteine as a risk factor of vascular disease. JAMA, 274: Mennen L.I., de Courcy G.P., Guilland J.C., Ducros V., Bertrais S., Nicolas J.P., Homocysteine, cardiovascular disease risk factors, and habitual diet in the French Supplementation with Antioxidant Vitamins and Minerals. Am J Clin Nutr., 2002, 76: Miller A.L., Kelly G.S. Homocysteine Metabolism: Nutritional Modulation and Impact on Health and Disease. Alt Med Rev., 1997, 2(4): Moat S.J., Lang D., McDowell I.W.F., Clarke Z.L., Madhavan A.K., Lewis M.J., Goodfellow J., Folate, homocysteine, endothelial function and cardiovascular disease. J Nutr Biochem., 2004, 15: Herrmann W., Schorr H., Purschwitz K., Rassoul F., Richter V. Total homocysteine, vitamin B-12, and total antioxidant status in vegetarians. Clinical Chemistry., 2001, 47: , 2001; 45. Winkels R.M., Brouwer I.A., Siebelink E., Katan M.B., Verhoef P., Bioavailability of food folates is 80% of that of folic acid. Am J Clin Nutr., 2007, 85(2): Olędzka R., Stawarska A., Rola kwasu foliowego w profilaktyce niektórych schorzeń. Bromat. Chem. Toksykol., 2001, 34(4): Marianowski L., Zapotrzebowanie na witaminy w okresie ciąży. Ginekol Pol., 2003, 74 (11): Griffith H.W., Wielki leksykon witamin, ziół, składników mineralnych i suplementów. Wydawnictwo Amber. Warszawa, Hirakawa K., Suzuki H., Oikawa S., Kawanishi S., Sequence-specific DNA damage induced by ultraviolet A-irradiated folic acid via its photolysis product. Arch Biochem Biophys., 2003; 410: Akhtar M.J., Khan M.A., Ahmad I., Identification of photoproducts of folic acid and its degradation pathways in aqueous solution. J Pharm Biomed Anal., 2003; 31: Cohn B.A. Sunlight, skin color, and folic acid. J Am Acad Dermatol., 2002; 46: Jablonski N.G, Chaplin G. The evolution of human skin coloration. J Hum Evol., 2000; 39:

18 Nowa generacja œrodków adaptogennych Osteoporoza Carolyn Janet Crandall, MD Redaktorzy medyczni: Dennis Lee, MD i William C. Shiel Jr., MD, FACP, FACR Co to jest osteoporoza? Osteoporoza jest to choroba, charakteryzująca się utratą normalnej gęstości masy kostnej. Osteoporoza prowadzi do patologicznej porowatości kości, której struktura zmienia się z twardej cegły w ściśliwą gąbkę. Takie zmiany, zachodzące w układzie szkieletowym, osłabiają jego odporność na obciążenia, zwiększając ryzyko złamań. Zdrowa kość jest zbudowana z kolagenu białkowego i wapnia. Osteoporoza powoduje nadmierne ubytki zarówno wapnia jak i białka ze struktury tkanki kostnej, skutkując pogorszeniem się jej jakości lub zmniejszeniem gęstości. Opanowane osteoporozą kości są podatne na złamania przy najprostszym upadku bądź urazie, tj. w sytuacjach, w których normalnie do złamań by nie doszło. Złamanie może przybrać formę pęknięcia (tak jak przy złamaniach szyjki kości udowej) lub zapadnięcia się (tak jak w przypadkach kompresyjnych złamań kręgów kręgosłupa). Obszarami, gdzie najczęściej dochodzi do złamań osteoporotycznych, są: kręgosłup, kości biodrowe i kości nadgarstka, chociaż spowodowane osteoporozą złamania mogą też nastąpić w innych częściach szkieletu, np. w żebrach. Jakie s¹ objawy osteoporozy? Proces osteoporozy może przebiegać w utajeniu przez całe dziesięciolecia. Niektóre złamania osteoporotyczne dają się identyfikować dopiero po latach. Tak więc, pacjenci mogą pozostawać nieświadomi zachodzącego w nich procesu osteoporozy aż do wystąpienia bolesnego złamania. Wtedy objawy odnosi się do miejsca złamania. 18 Złamania kręgów mogą powodować silny ból, promieniujący od pleców do obu boków. Wraz z upływem lat, kolejne złamania kręgów mogą stać się przyczyną przewlekłych bólów pleców, jak również utraty wzrostu lub skrzywienia kręgosłupa, co nadaje dotkniętej chorobą osobie zgarbioną postawę. Złamanie, do którego dochodzi podczas normalnych czynności, jest nazywane złamaniem z przeciążenia. Na przykład, u niektórych pacjentów z osteoporozą następują złamania z przeciążenia kości stóp w czasie zwykłego chodzenia lub zejścia z krawężnika. Złamania szyjki kości udowej następują w normalnych warunkach w wyniku upadku. Z kolei przy osteoporozie, złamania te mogą być spowodowane błahymi sytuacjami. Złamania osteoporotyczne szyjki kości udowej mogą się również trudno zrastać po rekonstrukcji chirurgicznej ze względu na gorszą w tych przypadkach jakość kości. Jakie s¹ skutki osteoporozy? Osteoporotyczne złamania kości są przyczyną znacznego bólu, pogorszenia się jakości życia, wielu zwolnień lekarskich, a wreszcie inwalidztwa. Aż do 30 % pacjentów ze złamaniem kości biodrowej będzie wymagało długotrwałej opieki pielęgnacyjnej w domu. U pacjentów w wieku podeszłym może się ponadto rozwinąć zapalenie płuc oraz zakrzepy w żyłach kończyn dolnych. Zakrzepy te mogą dotrzeć do płuc (doprowadzając do zatoru tętnicy płucnej) w wyniku przedłużonego leżenia w łóżku po złamaniu kości udowej. U ok. 20 % kobiet następuje zgon w ciągu roku od złamania szyjki kości udowej w wyniku jego pośrednich skutków. Ponadto, osoba, u której doszło do złamania kręgosłupa z przyczyn osteoporozy, jest narażona na niebezpieczeństwo ponownych złamań kolejnych kręgów, do których może dochodzić w najbliższej przyszłości (w ciągu kolejnych kilku lat). Dlaczego osteoporoza jest tak istotnym problemem dla zdrowia publicznego? W Stanach Zjednoczonych, ponad 10 milionów ludzi cierpi z powodu osteoporozy biodra, a u prawie 19 milionów obserwuje się obniżoną gęstość kości udowej. Z kolei 4 do 6 milionów białych kobiet amerykańskich jest dotknięte osteoporozą, a dodatkowe 13 do 17 milionów wykazuje obniżoną gęstość kości biodrowej. Jedna na dwie białe kobiety

19 Nowa generacja œrodków adaptogennych doświadczy w ciągu życia osteoporotycznego złamania kości. W roku 1993, w USA, koszty pokrywania niezdolności do pracy z powodu osteoporozy i wydatki na leczenie tej choroby wyniosły 10 miliardów dolarów. Wraz ze starzeniem się społeczeństwa amerykańskiego, liczba osób ze powodowanymi osteoporozą złamaniami wykaże wykładniczy wzrost. Spowodowane bólem cierpienia ludzi i koszty ekonomiczne będą przy tym ogromne. Jakie czynniki determinuj¹ wytrzyma³oœæ koœci? Masa kości (gęstość kości) jest to ilość tkanki kostnej w strukturze szkieletu. Im wyższa wartość tej gęstości, tym większa wytrzymałość kości na obciążenia mechaniczne. Gęstość kości jest zasadniczo determinowana czynnikami genetycznymi, które z kolei same mogą ulegać modyfikacji wskutek wpływów czynników środowiskowych i oddziaływania leków. Na przykład, mężczyźni charakteryzują się wyższymi wartościami gęstości tkanki kostnej niż kobiety. Z kolei, czarnoskórzy Amerykanie mają wyższą gęstość kości niż Amerykanie rasy białej lub azjatyckiej. W normalnych warunkach, akumulacja gęstości tkanki kostnej zachodzi w dzieciństwie, osiągając wartości szczytowe około 25 roku życia. Od tego czasu, gęstość masy kostnej utrzymuje się przez ok. 10 kolejnych lat. Po osiągnięciu wieku 35 lat, zarówno u mężczyzn jak i u kobiet zachodzi normalnie utrata ok. 0,3 do 0,5 % wartości gęstości tkanko kostnej na rok, stanowiąc element ogólnego procesu starzenia. Istotnym czynnikiem, utrzymującym gęstość kości u kobiet, jest estrogen. Kiedy jego poziomy ulegną obniżeniu po okresie menopauzy, utrata masy kostnej wykazuje przyspieszenie. W okresie pierwszych pięciu do dziesięciu lat po menopauzie, utrata gęstości kości u kobiet może nabrać tempa aż do 2-4 % rocznie! Oznacza to, że w tym okresie, gęstość tkanki kostnej może ulec zmniejszeniu aż o %. Przyspieszony proces utraty gęstości tkanki kostnej po okresie menopauzy stanowi główną przyczynę osteoporozy u kobiet. Jakie s¹ czynniki ryzyka wyst¹pienia osteoporozy? Do czynników zwiększających ryzyko rozwoju osteoporozy zaliczamy: 19

20 Osteoporoza płeć żeńską, rasę kaukaską i azjatycką, małogabarytową budowę ciała oraz historię osteoporozy w rodzinie. (Przypadek osteoporotycznego złamania szyjki kości udowej u matki podwaja ryzyko takiego złamania u dzieci.); 2. palenie papierosów, nadużywanie alkoholu i kofeiny, brak ruchu oraz niskowapniowa dieta; 3. słabe odżywianie się i słaby ogólny stan zdrowia; 4. złe wchłanianie pokarmów (czynniki odżywcze nie są właściwie wchłaniane z przewodu pokarmowego) w chorobach, takich jak biegunka trzewna; 5. obniżone poziomy estrogenu, jak na przykład w menopauzie lub po wczesnym chirurgicznym usunięciu obu jajników. Jeszcze inną przyczyną niskich poziomów estrogenu jest chemioterapia taka, jak w przypadkach raka piersi. Chemioterapia może stać się przyczyną przedwczesnej menopauzy wskutek jej toksycznego oddziaływania na jajniki; 6. brak miesiączki (zanik okresu menstruacyjnego) u młodych kobiet stanowi również przyczynę obniżonych poziomów estrogenu i osteoporozy. Zanik miesiączki może wystąpić u przetrenowanych fizycznie kobiet oraz u tych ze znikomą tkanką tłuszczową (np. u kobiet cierpiących na jadłowstręt psychiczny anorexia nervosa); 7. przewlekłe choroby, takie jak reumatoidalne zapalenie stawów lub przewlekłe zapalenie wątroby typu C, zakażenie watroby; 8. brak ruchu, jak na przykład po udarze, lub z jakichkolwiek innych przyczyn uniemożliwiających chodzenie; 9. nadczynność tarczycy, stan, w którym gruczoł tarczycy wytwarza za duże ilości hormonu (jak, np. w chorobie Gravesa); nadczynność tarczycy może być również wywołana przedawkowaniem leku zawierającego hormon tarczycy; 10.nadczynność przytarczyc, choroba, w której zachodzi nadmierna produkcja hormonu przytarczyc przez gruczoł przytarczyc (niewielkich rozmiarów gruczoł usytuowany w pobliżu gruczołu tarczycy). W normalnych warunkach, hormon przytarczyc utrzymuje stałe poziomy wapnia we krwi poprzez częściowo pobieranie wapnia z kości. Przy nie leczonej nadczynności przytarczyc, nadmierna ilość wytwarzanego przez te gruczoły hormonu zwiększa proces pobierania wapnia z kości, co może prowadzić do osteoporozy; 11.niedobór witaminy D. Witamina D wspomaga wchłanianie wapnia przez organizm. W przypadkach deficytu witaminy D, organizm nie jest w stanie wchłonąć ilości wapnia odpowiedniej dla zapobiegania osteoporozy. Niedobór witaminy D może być wynikiem zaniku zdolności jelitowego wchłaniania tej witaminy, co ma miejsce w biegunkach jelitowych oraz w pierwotnej żółciowej marskości wątroby; 12.osteoporoza może być powodowana działaniem niektórych leków. Do leków tych zalicza się heparynę (środek rozcieńczający krew), środki przeciwpadaczkowe: fenytoinę i fenobarbital, a także kortykosteroidy te ostatnie, jeżeli długo stosowane. Jak rozpoznaje siê osteoporozê? Już rutynowe prześwietlenie rentgenowskie kości może ujawnić objęcie ich procesem osteoporozy; kość osteoporotyczna wychodzi na zdjęciu ścieńczona i lżejsza niż kość normalna. Niestety, zdjęcie rentgenowskie zaczyna widzieć osteoporozę dopiero wtedy, kiedy nastąpił co najmniej 30-procentowy ubytek masy kostnej. Ponadto, zdjęcia rentgenowskie nie są dokładnymi wskaźnikami aktualnej gęstości kości. Wygląd kości na zdjęciu rentgenowskim często nie odpowiada ich rzeczywistemu stanowi ze względu na różnice w stopniach naświetlenia błony rentgenowskiej. Narodowa Fundacja Osteoporozy, Amerykańskie Stowarzyszenie Medyczne oraz inne znaczniejsze organizacje medyczne zalecają w diagnostyce osteoporozy metodę skaningu techniką absopcjometrii rentgenowskiej o podwójnej energii (dual energy x-ray absorptiometry DEXA). Technika DEXA określa gęstość kości biodra i kręgosłupa. Samo badanie trwa nie dłużej niż 5-15 minut, wymaga niewielkiej dawki promieniowania rentgenowskiego (mniej niż 0,1 do 0,01 poziomu promieniowania stosowanego przy standardowym zdjęciu rentgenowskim klatki piersiowej) i jest przy tym dostatecznie precyzyjne. Oznaczana techniką DEXA gęstość kości jest następnie porównywana ze normą średniej szczytowej wartości gęstości kości dla młodych osób dorosłych tej samej płci i rasy. Osteoporoza jest definiowana jako wartość gęstości kości, niższa o więcej niż o 25 % w stosunku do normy, tj. średniej szczytowej gęstości kości dla młodych osób dorosłych tej samej płci i rasy. Z kolei terminem osteopenia (łagodniejsza postać utraty gęstości masy kostnej niż osteoporoza) określa się gęstość kości o 10 do 25 % niższą od tej samej normy.