Estudo dos marcadores bioquímicos na pele humana devido a fotoexposição crônica por Espectroscopia Raman
Data
2020
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Editor
Universidade Brasil
Resumo
A pele é um sistema epitelial que difere dos outros sistemas teciduais por estar em contato direto com o ambiente externo, considerada indispensável a vida. A exposição excessiva à radiação solar leva à redução significativa da elasticidade, atrofia, pigmentação excessiva, ressecamento, aparecimento de rugas, espessamento da pele, degeneração do colágeno e elastina, desenvolvimento de hipercromias, telangiectasias e acentuação do processo de cronoenvelhecimento. Alguns estudos têm utilizado métodos ópticos no estudo das diferenças estruturais da pele para as mais variadas origens étnicas e sob a ação de diferentes tratamentos. A técnica de espectroscopia micro-Raman in-vivo e in-vitro vêm permitindo identificar e caracterizar em tempo real, as alterações bioquímicas decorrentes dos processos degenerativos de tecidos vivos. Além de sua alta sensibilidade e especificidade, a técnica é capaz de fornecer a impressão digital química da amostra estudada. A primeira parte deste estudo foi a validação da técnica, a fim de comprovar a sensibilidade e especificidade da técnica de microscopia Raman para aplicações em pele. Os resultados encontrados na fase de validação da técnica, corroboram com os estudos realizados por outros autores, onde apresentam a técnica de microscopia Raman como ferramenta de análise sensível e especifica as mudanças químicas da pele. Após a comprovação da positiva do uso da técnica Raman para aplicações em pele, foi iniciado a segunda parte deste trabalho, com a intenção de verificar as diferenças químicas entre os grupos estudos, indivíduos com alta e baixa exposição solar. Nesta parte do estudo as amostras foram separadas em dois grupos, sendo um grupo com alta exposição solar e o outro de baixa exposição solar. Os resultados obtidos após a aplicação da metodologia estatística multivariada, evidenciaram diferenças espectrais nas camadas do estrato córneo, epiderme e derme. Para todos os grupos fotoexpostos e em todas as camadas foram observadas mudanças conformacionais de lipídeos e proteínas, prejudicando a função de barreira protetora no estrato córneo, e afetando as ceramidas na epiderme e colágeno tipo I, na derme. Também para os grupos fotoexpostos foi observado alterações de fenilalanina nas camadas do estrato córneo e epiderme. Os picos de prolina-hidroxiprolina foram identificados como adequados para avaliação do envelhecimento intrínseco versus extrínseco, e as regiões de amida I e III podem ser utilizadas para os estudos sobre a evolução do processo de fotoenvelhecimento, na camada da derme. Esse estudo revela a potencialidade da técnica de espectroscopia Raman como método alternativo, rápido e confiável na avaliação das alterações bioquímicas presente na pele relacionadas a exposição solar continua.
Abstract
Skin is an epithelial system that differs from other tissues because is in direct contact with the external environment, which is considered essential for life. Excessive exposure to solar radiation leads to a significant reduction in elasticity, atrophy, excessive pigmentation, dryness, appearance of wrinkles, thickening of the skin, degeneration of collagen and elastin, development of hyperchromias, telangiectasias and accentuation of the process of aging. Some studies have used optical methods in the study of the structural differences of the skin for the most varied ethnic origins and under the action of different treatments. micro-Raman spectroscopy technique in vivo and in vitro has enabled the identification and characterization in real time of biochemical changes resulting from the degenerative processes of living tissues. In addition to its high sensitivity and specificity, the technique provides the chemical fingerprint of the studied sample. The first part of this study was the validation of the technique, in order to prove the sensitivity and specificity of the Raman microscopy technique for skin applications. The results found in the validation phase of the technique, corroborate with the studies carried out by other authors, where they present the Raman microscopy technique as a sensitive analysis tool for chemical changes on the skin. After the good results obtained on the validation phase, the second part of this work was carried out, characterizing the chemical differences between the study groups, individuals with high and low sun exposure. In this part of the study, the samples were separated into two groups, one with high sun exposure and the other with low sun exposure. The results obtained after multivariate statistical analysis, showed spectral differences in the stratum corneum, epidermis and dermis layers. For all photoexposed groups and in all layers, conformational changes in lipids and proteins were observed, impairing the protective barrier function in the stratum corneum, affecting ceramides in the epidermis and type I collagen in the dermis. Also, in the photoexposed groups, changes in phenylalanine were observed in the layers of the stratum corneum and epidermis. The proline-hydroxyproline peaks were identified as suitable for assessing intrinsic versus extrinsic aging, and the regions of amide I and III can be used for photoaging evolutionary studies in the dermis layer. This study reveals the potential of the Raman spectroscopy technique as an alternative, fast and reliable method to assess biochemical changes in the skin related to continuous sun exposure.
Descrição
Palavras-chave
Microscopia Raman, Fotoenvelhecimento, Pele, Biomarcadores