Если много загорать на
солнце или в солярии, можно получить рак кожи — об этом сегодня знают, кажется,
все. Но теперь ученые выяснили, что процессы, которые способствуют развитию
заболевания, продолжаются в коже в течение нескольких часов после того, как она
получила дозу облучения ультрафиолетом.
Ультрафиолетовое
излучение повреждает ДНК меланоцитов, клеток, вырабатывающих пигмент меланин —
именно он придает коже тот самый оттенок, которого добиваются загорающие.
Повреждение ДНК меланоцитов — главная причина рака кожи.
Под воздействием
ультрафиолета ДНК на небольшом участке расплетается на две отдельные нити, и
соседние нуклеотиды («кирпичики», из которых состоит ДНК) в этих нитях
связываются друг с другом. Как если бы зубчики на одной стороне на молнии
соединялись не зубчиками на противоположной стороне, а «слипались» друг с
другом. Такое образование называется пиримидиновым димером, и оно мешает
правильно считывать генетический код. Это не единственное последствие облучения
ультрафиолетом, но ученые сосредоточились именно на нем.
До сих пор считалось,
что меланин защищает кожу от ультрафиолета, поглощая излучение. Однако в новом
исследовании были получены результаты, которые заставляют по-новому взглянуть
на этот процесс.
Дуглас Браш (Douglas
Brash) из Йельской медицинской школы в Нью-Хейвене (Коннектикут, США) и его
коллеги облучали мышиные и человеческие меланоциты ультрафиолетовой лампой. Они
увидели, что повреждения в ДНК меланоцитов накапливались еще как минимум в
течение трех часов после того, как ученые убирали лампы.
Исследователи объясняют
это тем, что в клетках, содержащих меланин, при облучении ультрафиолетом
образуются активные формы кислорода (супероксид) и оксид азота. В результате их
взаимодействия образуется сильный окислитель пероксинитрит. Он разлагает
меланин, фрагменты которого затем попадают в ядро клетки.
Пероксинитрит также
является одним из немногих веществ биологического происхождения, которые могут
возбуждать электроны в молекулах, переводя их на более высокий энергетический
уровень. Именно это происходит с молекулами меланина в ядрах клеток.
Возбужденное состояние неустойчиво, и лишнюю энергию меланин «отдает» молекуле
ДНК, способствуя образованию пиримидиновых димеров.
«Вследствие этих
процессов меланин может как способствовать развитию рака, так и защищать от
него», — пишут Браш и его коллеги в своей статье, которая опубликована в
журнале Science.
Все это, конечно, очень
печально, но в том, что повреждение ДНК происходит в течение нескольких часов
после облучения, есть и свои плюсы. Это означает, что процессу можно помешать.
Авторы статьи выяснили, что такие вещества, как витамин E или этилсорбат
(этиловый эфир гекса-2,4-диеновой кислоты) уменьшают степень повреждения ДНК
ультрафиолетом. Можно подобрать и другие вещества, которые «гасят» возбужденное
состояние молекул. В будущем они, возможно, войдут в состав солнцезащитных
кремов, которые нужно будет использовать уже после солнечных ванн.