نقش هموگلوبین در محافظت در برابر آسیب پوستی

برای اولین بار تحقیقات جدید، هموگلوبین را در بالاترین لایه پوست انسان کشف کرده و به این نتیجه رسیده است که هموگلبیون به محافظت در برابر آسیب کمک می کند.

به گزارش تکناک، این یافته ها بینش های مهمی در مورد بیماری های پوستی مانند پیری و سرطان ارائه می دهد.

هموگلوبین به دلیل اتصال با اکسیژن در جریان خون و حمل آن از ریه ها به بافت ها شناخته شده است. با این حال، یک مطالعه جدید کشف کرده است که هموگلوبین نقش دیگری هم دارد که آن محافظت از پوست در برابر آسیب است.

محققان مشتاق بودند ببینند که چگونه اپیدرم که بیرونی ترین لایه پوست است از پوست ما در برابر چالش های محیطی مانند قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش محافظت می کند، بنابراین آنها آنچه را که در پوست در سطح مولکولی می گذرد، بررسی کردند.

ماسایوکی آماگای، نویسنده مسئول این مطالعه گفت: اپیدرم از اپیتلیوم سنگفرشی طبقه بندی شده و کراتینه شده تشکیل شده است که عمدتاً از کراتینوسیت ها تشکیل شده است. مطالعات قبلی فعالیت ژن های مختلف با عملکردهای محافظتی در کراتینوسیت ها را در طول تمایز آنها و تشکیل سد خارجی پوست شناسایی کرده اند.

با این حال، سایر ژن‌های مرتبط با سد به دلیل وجود مشکلات در دستیابی به مقادیر کافی از کراتینوسیت‌های جدا شده نهایی برای تجزیه و تحلیل رونوشت، از لایه حفاظتی قبلی فرار کردند.

کراتینوسیت های اپیدرمی از عمیق ترین لایه پوست (Stratum basale) منشاء می گیرند، متمایز می شوند و به سمت بالا حرکت می کنند و چندین لایه را تشکیل می دهند. فعالیت ژن های مختلف با عملکردهای سد محافظ در کراتینوسیت ها در مرحله تمایز آنها با اختلالاتی مانند درماتیت آتوپیک ژنتیکی شناسایی شده است.

برای تعیین مولکول‌های ناشناس درگیر در مکانیسم مانع پوست، محققان ژن‌های با فعالیت بالا را در کل پوست و اپیدرم فوقانی پوست سالم انسان، که از ران و بازوی سه انسان و همچنین پوست موش گرفته شده بود، تجزیه و تحلیل کردند.

به طور غیر منتظره ای، محققان کشف کردند که ژن های HBA1/2 کد کننده پروتئین آلفا-گلوبین که یکی از زیر واحدهای هموگلوبین است، در اپیدرم فوقانی پوست انسان به شدت فعال می شود. به طور مشابه در پوست موش، Hba-a1/a2 که مربوط به HBA1/2  در انسان است، به شدت در اپیدرم فوقانی فعال شد.

آماگای گفت: ما یک تجزیه و تحلیل رونویسی مقایسه ای از کل و اپیدرم فوقانی انجام دادیم که هر دو به صورت آنزیمی به صورت صفحات سلولی از پوست انسان و موش جدا شدند. ما کشف کردیم که ژن‌های مسئول تولید هموگلوبین در قسمت بالایی اپیدرم بسیار فعال هستند. برای تأیید یافته‌های خود، ما از رنگ‌آمیزی ایمنی برای تجسم حضور پروتئین هموگلوبین آلفا در کراتینوسیت‌های اپیدرم فوقانی استفاده کردیم.

محققان تابش UVA و UVB را به طور جداگانه روی پوست اعمال کردند و به این نتیجه رسیدند که  UVA، فعالیت HBA1/2  را در کراتینوسیت های اپیدرمی القا می کند. تابش اشعه UVA سهم عمده ای در آسیب ناشی از گونه های اکسیژن فعال (ROS)  در کراتینوسیت ها است. در این تحقیق، سطوح ROS داخل سلولی به طور قابل توجهی در کراتینوسیت های HBA ناک اوت در مقایسه با گروه تحت کنترل افزایش یافت، که این مسئله نشان می دهد فعالیتHBA  برای سرکوب تولید ROS ناشی از UVA در کراتینوسیت های اپیدرمی القا می شود.

میتوکندری که تولیدکننده انرژی سلول است، به طور ویژه ای به ROS بیش از حد تولید شده توسط اشعه ماوراء بنفش حساس است و اختلال عملکرد میتوکندری ناشی از اشعه ماوراء بنفش مستقیماً به آسیب پوست منجر می شود که پیری نوری نیز نامیده می شود.

آماگای گفت: مطالعه ما نشان داد که هموگلوبین اپیدرمی توسط استرس اکسیداتیو تنظیم می شود و از تولید گونه های اکسیژن فعال در کشت های سلولی کراتینوسیت انسانی جلوگیری می کند. یافته های ما نشان می دهد که هموگلوبین آلفا از کراتینوسیت ها در برابر استرس اکسیداتیو ناشی از منابع خارجی یا داخلی مانند اشعه ماوراء بنفش و اختلال در عملکرد میتوکندری محافظت می کند. بنابراین، فعالیت هموگلوبین توسط کراتینوسیت ها نشان دهنده یک مکانیسم دفاعی درون زا در برابر پیری پوست و سرطان پوست است.

محققان می گویند یافته های آنها بینش های مهمی در مورد بیماری های پوستی مرتبط با ROS مانند پیری و سرطان ارائه می دهد.

این مطالعه در Journal of Investigative Dermatology منتشر شد.