Download - terjemah jurnal antioksidan pada fotoaging
1
Review artikel
Proses Penuaan Kulit dan Peran Antioksidan Dalam Pencegahannya
Ru a Pandel,1 Borut Polj ak,
1 Aleksandar Godic,
2,3 dan Raja Dahmane
1
1 Fakultas Studi Kesehatan, Universitas Ljubljana, Zdravstvena pot 5, 1000 Ljubljana, Slovenia
2 Fakultas Kedokteran, Universitas Ljubljana, Vrazov trg 2, 1000 Ljubljana, Slovenia
3 Departemen Dermatologi, Rumah Sakit Universitas Cambridge, RS Addenbrooke’s, Hills Road,
Cambridge CB2 0QQ, UK
Photoaging kulit tergantung terutama pada tingkat radiasi ultraviolet (UVR) dan pada
jumlah melanin pada kulit (fototipe kulit). Di samping kerusakan DNA secara
langsung maupun tidak langsung, UVR mengaktifkan reseptor permukaan sel
keratinosit dan fibroblast di kulit, yang mengarah ke kerusakan kolagen dalam matriks
ekstraseluler dan shutdown sintesis kolagen baru. Ini adalah hipotesis bahwa
pemecahan kulit kolagen diikuti oleh perbaikan yang tidak sempurna yang
menghasilkan defisit integritas struktural dari kulit, pembentukan parut akibat paparan
sinar matahari, dan atrofi kulit yang secara klinis terlihat serta keriput. Banyak
penelitian menegaskan bahwa paparan UVR akut terhadap kulit manusia
menyebabkan oksidasi biomolekul seluler yang dapat dicegah dengan pengobatan
antioksidan sebelumnya dan penurunan antioksidan endogen. Kulit memiliki
hubungan terhadap semua enzimatik endogen utama dan antioksidan pelindung
nonenzimatik, tetapi peran mereka dalam melindungi sel terhadap kerusakan oksidatif
yang dihasilkan oleh radiasi UV belum dijelaskan. Tampaknya pertahanan
antioksidan kulit juga dipengaruhi oleh vitamin dan faktor nutrisi dan bahwa
kombinasi antioksidan yang berbeda secara bersamaan memberikan efek sinergis.
1. Pendahuluan
Tidak seperti penuaan kronologis, yang ditentukan oleh kecenderungan fisiologis
individu, photoaging terutama tergantung pada tingkat paparan sinar matahari dan
jumlah melanin dalam kulit. Individu yang memiliki riwayat paparan sinar matahari
2
yang intensif, hidup di daerah geografis yang cerah, dan memiliki kulit yang cerah
akan mengalami radiasi ultraviolet (UVR) paling besar dan berakibat photoaging
yang parah [1, 2]. Tanda-tanda klinis dari photoaging termasuk keriput, pigmentasi
berbintik-bintik (hipo-atau hiperpigmentasi), kulit kasar, hilangnya warna kulit,
kekeringan, warna memudar, alur-alur yang dalam, atrofi berat, telangiectasias, laxity,
terlihat kasar, elastosis surya, purpura actinic, lesi prakanker , kanker kulit, dan
melanoma [3, 4]. Daerah kulit yang terpapar sinar matahari, seperti wajah, leher, dada
bagian atas, tangan, dan lengan, adalah daerah di mana perubahan ini paling sering
terjadi [5]. Penuaan kulit Kronologis, di sisi lain, ditandai dengan kelemahan dan
keriput halus, serta pertumbuhan tumor benigna seperti keratosis seboroik dan
angioma, tetapi tidak terkait dengan peningkatan / penurunan pigmentasi atau dengan
kerutan yang dalam yang merupakan ciri khas untuk photoaging [6]. Keratosis
seboroik dianggap sebagai biomarker terbaik dari penuaan kulit intrinsik karena
disebabkan hanya oleh paparan sinar matahari. Sementara kulit intrinsik yang menua
tidak menunjukkan kerusakan pembuluh darah, kulit yang rusak akibat paparan surya
mengalami kerusakan. Studi pada manusia dan tikus albino tanpa rambut
menunjukkan bahwa iradiasi UVB akut dan kronis akan sangat meningkatkan
vaskularisasi kulit dan angiogenesis [7, 8]. Matahari adalah sumber utama UVR dan
kontributor utama photoaging tersebut. Radiasi UVC (100-290 nm) hampir
sepenuhnya diserap oleh lapisan ozon dan tidak mempengaruhi kulit. UVB (290-320
nm) mempengaruhi lapisan permukaan kulit (epidermis) dan menyebabkan sunburns
(luka bakar akibat paparan surya). Yang paling intensif adalah antara pukul 10 pagi
hingga 2 siang, selama bulan-bulan sepanjang musim panas, tidak menembus kaca,
dan menyumbang 70% dari rata-rata kumulatif tahunan dosis UVB seseorang. UVA
(320-400 nm) diyakini memiliki efek minor pada kulit, namun studi menunjukkan
bahwa mereka menembus kulit lebih dalam (misalnya, sekitar 20% di 365 nm), lebih
berlimpah di bawah sinar matahari (95% dari UVA dan 5% dari UVB), dan karena itu
menunjukkan kerusakan yang lebih parah [9, 10]. Secara signifikan lebih banyak
foton dalam UVA yang diperlukan untuk menyebabkan tingkat kerusakan yang sama
dengan UVB karena kurangnya kandungan energi, namun berada dalam jumlah jauh
lebih tinggi di bawah sinar matahari dan lebih penetran daripada di UVB [9]. Sampai
saat ini, telah terbukti bahwa radiasi inframerah (IR) dapat memicu kerusakan kulit
dan berkontribusi terhadap photoaging kulit. Sementara energi proton dari IR rendah,
jumlah total IR yang mencapai kulit manusia adalah sekitar 54% (dibandingkan
3
dengan 5-7% sinar UV). Sebagian besar IR terletak pada pita IR-A (δ = 760 hingga
1440 nm), yang mewakili sekitar 30% dari total energi surya, dan menembus kulit
manusia lebih dalam dibandingkan dengan IR-B dan IR-C, yang hanya menembus
lapisan kulit bagian atas. Sebagai perbandingan, IR-A menembus kulit lebih dalam
dibandingkan UV, dan sekitar 50% mencapai dermis. Mekanisme molekuler dari efek
merusak IR-A terhadap kulit dikaitkan dengan induksi matriks metaloproteinase-1,
serta pembentukan spesies oksigen reaktif (ROS). Paparan UVR dari lingkungan dan
UVR artifisial pada manusia telah meningkat secara signifikan dalam 50 tahun
terakhir. Hal ini disebabkan oleh meningkatnya UVR matahari akibat dari penipisan
ozon stratosfir, penggunaan tabir surya, dan keyakinan yang salah bahwa dengan
menggunakan tabir surya maka akan terlindung dari paparan sinar matahari untuk
waktu yang lebih lama, kegiatan rekreas di luar ruangani, dan harapan hidup yang
memanjang di negara-negara industri [11].
2. Efek-efek radiasi sinar UV terhadap sel dan jaringan
Studi pada tikus tak berbulu menunjukkan karsinogenisitas UVR, dan yang paling
efektif adalah UVB, diikuti oleh UVC dan UVA [12]. Radiasi UVB adalah 3-4 kali
lipat lebih efektif daripada UVA. Tidak ada satupun dari penelitian yang ada
mengecualikan sepenuhnya kontribusi dari UVC, tetapi ukuran efek yang diamati
menunjukkan bahwa tidak mungkin karena UVB saja [13]. Individu yang tidak tahan
terhadap pencoklatan kulit, mudah terbakar, dan memiliki iris mata terang serta
rambut berwarna memiliki risiko lebih tinggi terkena melanoma, karsinoma sel basal,
dan sel skuamosa. UVB paling sering menyebabkan dimmer pirimidin cyclobutane.
UVA, di sisi lain, terutama menyebabkan kerusakan DNA tidak langsung dengan
produksi spesies oksigen reaktif (ROS) berumur pendek seperti oksigen singlet,
superoksida, dan H2O2 melalui fotosensitizer endogen. Radiasi UVA menghasilkan
pemecahan ikatan fosfodiester lebih banyak dalam DNA dibandingkan jumlah total
energiyang langsung diserap oleh DNA; Oleh karena itu, kemungkinan besar
menyebabkan kerusakan tidak langsung terhadap DNA, yang diakibatkan oleh
fotosensitizer endogen seperti riboflavin, koenzim nikotinamide, dan jarang, dari
RNA [9]. Kerusakan DNA sel-sel kulit 'diperbaiki oleh dua mekanisme yang berbeda:
eksisi nukleotida perbaikan (APM) dan perbaikan dasar eksisi (BER). Kerusakan
DNA yang diinduksi ROS terutama diperbaiki oleh sistem BER dan kerusakan yang
disebabkan oleh pengaruh langsung dari UVR pada DNA diperbaiki oleh sistem
4
APM. Kerusakan DNA yang dapat disebabkan oleh radiasi UVA termasuk dimmer
pirimidin, putusnya single-strand (keduanya penting dalam kematian sel akibat radiasi
UVA), dan mungkin lebih penting lagi cross-link protein DNA [14-17]. Di sisi lain,
ROS dapat mengoksidasi guanin dalam DNA untuk membentuk 8-hidroksi-7,8-
dihydroguanine (8-OHdG). Frekuensi mutasi karakteristik ini pada kulit manusia
meningkat dengan paparan sinar matahari kumulatif dan dapat digunakan sebagai
penanda internal paparan sinar matahari kumulatif [18]. OH • dapat ditambahkan ke
guanin pada posisi 4, 5, dan 8 (menyebabkan 8-OHdG) atau mengalami pembukaan
cincin imidazole, diikuti dengan pengurangan satu elektron dan protonasi, untuk
memberikan 2,6-diamino-4-hidroksi 5-formamidopyrimidine (FAPyG) [19].
Photoeksitasi dari sitosin dan guanin dapat menyebabkan pembentukan 6-hidroksi-
5,6-dihidro sitosin dan 8-okso-7,8-dihydroguanine walaupun relatif jarang.
Mekanisme kedua, yang membutuhkan partisipasi dari fotosensitizer endogen dan
oksigen, menyebabkan sebagian besar kerusakan DNA yang ditimbulkan oleh UVA
dan cahaya tampak. Oksigen tunggal tampaknya paling terlibat dalam pembentukan
8-okso-7,8-dihydroguanine yang diamati dalam kedua DNA terisolasi dan seluler.
mungkin diharapkan bahwa purin yang teroksidasi bersama dengan putusnya untai
DNA dan produk oksidasi dari pirimidin juga dihasilkan dengan efisiensi yang lebih
rendah melalui reaksi Fenton [20]. Jumlah modifikasi DNA yang berbeda yang
mampu menghasilkan OH • tampaknya lebih dari 100 [21].
Sinar UVR menginduksi berbagai photoproducts dalam DNA, termasuk cyclobutane-
jenis dimer pirimidin, pirimidin-pyrimidone (6-4) photoproducts, glikol timin,
kerusakan sitosin, kerusakan purin, pecahnya untai DNA, dan cross link protein DNA
[22]. Informasi penting tentang konsekuensi biologis hanya tersedia untuk dua kelas
pertama. Keduanya berpotensi sitotoksik dan dapat menyebabkan mutasi pada sel
kultur, dan ada bukti bahwa dimer cyclobutane-jenis pirimidin mungkin merupakan
lesi prekarsinogenik [13].
UVR juga secara langsung atau tidak langsung menginisiasi dan mengaktifkan
kaskade kompleks reaksi biokimia dalam kulit manusia. Selain itu, sinar UV yang
menginduksi ROS mengganggu jalur pensinyalan. Pada tingkat molekuler, UVR
mengaktifkan reseptor permukaan sel keratinosit dan fibroblast di kulit, yang memulai
kaskade transduksi sinyal. Hal ini, pada gilirannya, menyebabkan berbagai perubahan
molekul, yang menyebabkan kerusakan kolagen dalam matriks ekstraseluler dan
shutdown sintesis kolagen baru [23]. Pembebasan ROS akibat UV pada kulit manusia
5
bertanggung jawab terhadap stimulasi berbagai jalur transduksi sinyal melalui aktivasi
sitokin permukaan sel dan reseptor faktor pertumbuhan. UVA atau UVB menginduksi
aktivasi (kadang-kadang melalui peroksida atau singlet O2 sebagai molekul sinyal)
dari berbagai faktor transkripsi dalam sel-sel kulit, termasuk faktor penggerak protein-
1 (AP-1) [10]. Hal ini dapat meningkatkan produksi matriks metaloproteinase yang
dapat menurunkan kolagen dan komponen jaringan ikat lainnya. Misalnya, sinar UV
yang menyebabkan pembentukan ROS menginduksi transkripsi AP-1. AP-1
menginduksi peningkatan regulasi matriks metaloproteinase (MMP) seperti
kolagenase-1 (MMP-1), stromelysin-1 (MMP-3), dan gelatinase A (MMP-2), yang
secara khusus menurunkan jaringan ikat seperti kolagen dan elastin dan secara tidak
langsung menghambat sintesis kolagen di kulit [24]. Seperti yang ditunjukkan oleh
nama mereka, endopeptidase tergantung seng menunjukkan aktivitas proteolitik
dalam kemampuan mereka untuk mendegradasi matriks protein seperti kolagen dan
elastin [25]. Penghancuran kolagen merupakan ciri dari photoaging. Enzim utama
yang bertanggung jawab untuk mencerna kolagen 1 adalah matriks metaloproteinase-
1 (MMP-1) [26]. Fibroblas kulit memproduksi MMP-1 sebagai respon terhadap
radiasi UVB, dan keratinosit memainkan peran utama melalui mekanisme parakrin
tidak langsung, melibatkan pelepasan sitokin epidermal setelah radiasi UVB [27].
MMP diproduksi sebagai respon terhadap iradiasi UVB in vivo dan dianggap terlibat
dalam perubahan jaringan ikat yang terjadi pada photoaging [28]. Mereka terkait
dengan berbagai kondisi normal dan patologis yang melibatkan degradasi dan
renovasi dari matriks [29-32]. Sinar UV dan penuaan menyebabkan aktivitas
proteolitik berlebih yang mengganggu tiga dimensi integritas kulit [33]. Proteinase ini
penting untuk menghancurkan matriks ekstraseluler selama perbaikan luka kronis, di
mana ada reepithelialisasi oleh migrasi keratinosit. Dengan demikian, MMP terus
terlibat dalam renovasi kulit setelah kerusakan kronis. Kerusakan kulit akibat paparan
surya juga menghasilkan akumulasi elastin abnormal dalam dermis superfisial, dan
beberapa MMP telah terlibat dalam proses ini [33]. ROS mengaktifkan jalur
transduksi sinyal sitoplasma dalam fibroblas yang sudah ada yang berhubungan
dengan pertumbuhan, diferensiasi, penuaan, dan degradasi jaringan ikat [34]. ROS
mengaktifkan jalur transduksi sinyal sitoplasma yang berhubungan dengan
diferensiasi pertumbuhan, penuaan, transformasi dan degradasi jaringan dan
menyebabkan perubahan genetik permanen di protoonkogen dan gen supresor tumor
[35]. Studi oleh Kang et al. [36] mengungkapkan bahwa radiasi UVA / UVB kulit
6
menyebabkan pembentukan H2O2 dalam waktu 15 menit. AP-1, yang menyebabkan
peningkatan kerusakan kolagen, menjadi meninggi dan tetap tinggi dalam waktu 24
jam setelah iradiasi UV [37]. Penurunan sintesis prokolagen dalam waktu delapan jam
dari radiasi UV terjadi [38]. Akibatnya, peningkatan kerusakan kolagen ditunjukkan
[39]. Ini adalah hipotesis bahwa kerusakan kulit diikuti oleh perbaikan kulit, dan
seperti semua perbaikan luka, adalah tidak sempurna. Perbaikan tidak sempurna
menghasilkan defisit integritas struktural dari dermis, bekas luka surya. Degradasi
dermal diikuti oleh perbaikan yang tidak sempurna terjadi berulang kali pada tiap
paparan iradiasi ultraviolet intermiten, yang menyebabkan akumulasi jaringan parut
matahari dan photoaging akhirnya terlihat [40]. Walaupun mungkin tampak bahwa
tanda-tanda photoaging muncul dalam semalam, sebenarnya tanda tersebut telah
terjadi di bawah permukaan kulit selama bertahun-tahun (Gambar 1). Paparan sinar
UV pada kulit menyebabkan stres oksidatif, yang menyebabkan reaksi inflamasi,
seperti eritema akut dan kerusakan kronis. Sebagian besar konsekuensi yang
bermasalah dari kerusakan kronis adalah termasuk penuaan kulit dini dan kanker kulit
[41].
Gambar 1. Alat penganalisa kulit DermaView menunjukkan area kulit yang rusak
akibat paparan sinar matahari.
3. Antioksidan Kulit Melindungi Radiasi Sinar UV (UVR)
Paparan UVR mempengaruhi antioksidan kulit. Askorbat, glutathione (GSH),
superoksida dismutase (SOD), katalase, dan ubiquinol akan deplesi dalam semua
lapisan kulit yang terpapar UVB. Studi kultur sel kulit dan kulit murine in vivo telah
7
menunjukkan bahwa kerusakan akibat UVR melibatkan pembentukan ROS dan
penipisan antioksidan endogen [42]. Dalam studi oleh Shindo et al. [43], antioksidan
enzimatik dan nonenzimatik pada epidermis dan dermis beserta responnya terhadap
sinar ultraviolet tikus tak berbulu dibandingkan. Tikus yang terpapar cahaya matahari
dan kemudian dilakukan pemeriksaan kerusakan kulit yang diinduksi UV pada
kulitnya. Setelah iradiasi, aktifitas epidermal dan dermal katalase dan SOD sangat
menurun. Alpha-tocopherol, ubiquinol 9, ubiquinone 9, asam askorbat, asam
dehidroaskorbat, dan GSH yang menurun berkurang pada kedua epidermis dan dermis
dari 26% hingga 93%. Terjadi peningkatan sedikit yang tidak signifikan pada GSH
teroksidasi. Karena pengurangan total askorbat dan katalase jauh lebih menonjol
dalam epidermis dari dermis, para penulis menyimpulkan bahwa sinar UV lebih
merusak pertahanan antioksidan dalam epidermis daripada di dermis. Banyak
penelitian lain menegaskan bahwa paparan akut UVR pada kulit manusia in vivo
menyebabkan oksidasi biomolekul seluler yang dapat dicegah dengan pengobatan
antioksidan sebelumnya. Ada banyak studi yang dilakukan di mana antioksidan yang
berbeda atau kombinasi antioksidan dan fitokimia yang berbeda diuji untuk
menemukan bukti terhadap kerusakan yang diinduksi ROS. Beberapa dari antioksidan
tersebut disajikan dalam Tabel 1 dan 2.
8
Tabel 1. Antioksidan eksogen beserta efek protektif atau ptotektif terhadap kerusakan
Antioksidan Hasil studi Study
Asam askorbat Krim topikal vitamin C 5% diaplikasikan selama enam bulan menyebabkan perbaikan klinis dalam penampilan kulit menua Vitamin C topikal merangsang aktivitas kolagen untuk memproduksi dermis Pemberian magnesium ascorbil fosfat segera setelah terpapar pada tikus tak berambut secara signifikan menunda pembentukan tumor kulit dan hiperplasia yang disebabkan oleh paparan kronis terhadap radiasi UV Asam askorbat adalah photoprotectant bila diterapkan pada tikus dan kulit babi sebelum paparan radiasi ultraviolet (UV)
Elmore, 2005 [51] Elmore, 2005 [51]
Vitamin E Deplesi vitamin C akibat radiasi UV Interaksi antara vitamin E dan sistem eikosanoid menimbulkan efek antiinflamasi sehingga melengkapi efek fotoprotektif dari antioksidan lain yang terdapat di kulit. Vitamin E memiliki kemampuan sebagai sawar kulit
Packer and Valacchi, 2002 [52] Boelsma dkk., 2001 [53] Packer dkk., 2001 [54]
Likopen Sinar UV menurunkan konsentrasi likopen kulit lebih banyak dibanding konsentrasi β karoten kulit Likopen melindungi eritema yang disebabkan sinar UV pada manusia
Ribaya-Mercadoet dkk.,1995[55]
Karotenoid Karotenoid efisien dalam fotoproteksi, pemulungan singlet oksigen dan peroxyl radikal. Suplemen atau diet kaya karotenoid menurunkan sensitivitas terhadap eritema akibat UV Suplementasi dengan karotenoid berkontribusi terhadap perlindungan dasar kulit tetapi tidak cukup untuk mendapatkan perlindungan lengkap terhadap iradiasi UV yang berat Beta-karoten dari makanan memiliki efek terhadap keriput dan elastisitas, ekspresi gen procollagen, dan kerusakan DNA akibat sinar ultravioet (UV) pada kulit manusia Efek protektif terhadap eritema dari berbagai karotenoid menghambat peroksidasi lipid serum Prasuplementasi dengan - karoten sebelum dan selama paparan sinar matahari memberikan perlindungan terhadap sinar matahari Menghambat kerusakan epitel dan pembentukan tumor akibat paparan sinar UV pada percobaan tikus
Sies dan Stahl, 2004 [56] Stahl dan Krutmann, 2006 [57] Cho dkk., 2010 [58] Heinrich dkk., 1998 [59] Heinrich dkk., 2003 [60] Lee dkk., 2000 [61] Gollnick dkk., 1996 [62] Mathews-Roth dan krinsky, 1987 [63]
Tretinoin tretinoin topikal memperbaiki tanda-tanda klinis dari photoaging Pengobatan kulit yang rusak akibat paparan surya dengan tretinoin meningkatkan pembentukan kolagen I. Tretinoin topikal aman dan efektif dalam pengobatan photodamage Perbaikan kulit yang rusak akibat paparan surya Tretinoin topikal mengurangi efek photoaging Tretinoin topikal kombinasi dengan pelindung matahari sebagai pendekatan yang berguna untuk perawatan kulit rusak karena sinar matahari
Cordero, 1983 [64] Kligman dkk., 1986 [65] Griffiths dkk., 1993 [66] Gilchrest, 1997 [67] Weinstein dkk., 1991 [68] Voorhees, 1990 [69] Leyden, 1998 [70]
9
Koenzim Q10 Aplikasi topikal dari CoQ10 memiliki efek menguntungkan untuk mencegah photoaging. Coenzyme Q10 melindungi terhadap kematian sel yang disebabkan oleh stres oksidatif dan meningkatkan sintesis komponen membran dasar pada sel dermal dan epidermal. CoQ10 telah terbukti mengurangi MMPs yang disebabkan UVA dalam kultur fibroblast dermal manusia.
Hoppe dkk., 1999 [71] Muta-Takada dkk., 2009 [72] Inui dkk., 2008 [73]
Glutathione Glutathion adalah agen protektif pada sel-sel kulit
Connor dan Wheeler, 1987[74]
Seng Fibroblas yang diberikan seng lebih tahan terhadap radiasi sinar UV dibanding sel-sel fibroblas pada medium normal. Seng dapat mempengaruhi stres oksidatif dengan positif pada kultur sel-sel epitel pigmen retina manusia
Richard dkk.,1993 [75] Tate dkk., 1999 [76]
Resveratrol Aplikasi resveratrol pada kulit tikus tidak berambut secara efektif mencegah penebalan kulit yang disebabkan UVB serta terjadinya edema kulit
Afaq dan Mukhtar dkk., 2002 [77]
Teh hijau Polifenol teh hijau terbukti mengurangi stres oksidatif dan supresi sistim imun akibat sinar UV Terapi topikal atau konsumsi per oral dari polifenol teh hijau (GTP) menghambat karsinogen biokimia atau karsinogenesis yang disebabkan oleh radiasi sinar UV pada berbagai laboratorium model binatang
Katiyar dkk., 2000 [78] Katiyar dkk., 2003 [79]
Teh hijau atau kafein
Pemberian per oral dari teh hijau atau kafein dalam jumlah yang ekuivalen dengan 3 atau 5 cangkir kopi per hari terhadap tikus yang terpapar sinar UVB meningkatkan kadar p53, memperlambat daur hidup sel, dan meningkatkan apoptosis sel-sel sunburn di epidermis.
Lu dkk., 2008 [80]
Sylimarin Silymarin terbukti kuat mencegah fotokarsinogenesis dan pembentukan tumor kulit pada tikus. Efek kemopreventif kanker kulit.
Singh dan Agarwal, 2002 [81]
Genistein Memiliki efek antioksidan dan antikarsinogenik terhadap kulit Wei dkk., 1995 [83]
Kokoa Flavanol dalam makanan dari kokoa berkontribusi terhadap fotoproteksi endogen, memperbaiki sirkulasi darah dermal, dan berpengaruh kosmetikum pada permukaan kulit dengan relevan serta pada variabel hidrasi. Fotoproteksi terhadap eritema akibat UV
Heinrich dkk., 2006 [84] Heinrich dkk., 2006 [84]
10
Tabel 2. Kombinasi beberapa antioksidan eksogen yang memiliki efek fotoprotektif
atau melindungi terhadap kerusakan kulit.
Kombinasi antioksidan Hasil studi Studi
Suplementasi oral vitamin E dan beta karoten
Stres oksidatif akibat radiasi ultraviolet pada kulit manusia McArdle dkk., 2004 [85]
Karotenoid dan tokoferol
Terjadi pemulungan terhadap spesies oksigen reaktif selama stres fotooksidatif
Stahl dkk., 2000 [86]
Beta karoten, lutein dan likopen
Hilangnya intensitas eritema akibat radiasi sinar UV Albanes dkk., 1996 [87]
Ekstrak tomat dan minuman yang mengandung Lyc-o-mato terlarut
Berkurangnya kejadian eritema setelah paparan radiasi sinar UV
Aust dkk., 2005 [88]
Quercetin, hesperetin dan naringenin
Agen protektif terhadap penyakit kulit yang disebabkan, diinisiasi, atau dieksaserbasi oleh radiasi sinar matahari
Bonina dkk., 1996 [89]
α-tokoferol dan askorbat
Terjadi peningkatan MEDs dengan jelas setelah pemberian kombinasi α-tokoferol dan askorbat
Fuchs dan Kern, 1998 [45]
Kombinasi vitamin C dan E
Mean (rata-rata) MEDs meningkat pada kelompok yang diberi vitamin dibandingkan kelompok baseline
Eberlein-Konig dkk., 1998 [90]
Vitamin C, vitamin E, likopen, beta-karoten, polifenol rosemary, dan asam karnosik
Vitamin C, vitamin E dan asam karnosik terbukti berpotensi fotoprotektif terhadap fibroblas dermal manusia yang terpapar sinar ultraviolet-A (UVA)
Offord dkk., 2002 [91]
Likopen, beta karoten, alfa tokoferol dan selenium
Banyak parameter pertahanan epidermal terhadap kerusakan akibat UV mengalami peningkatan signifikan
Cesarini dkk., 2003 [92]
Beta karoten, likopen, tokoferol, dan asam askorbat
Peningkatan kadar melanin pada kulit yang signifikan Postaire dkk., 1997 [93]
Karotenoid (beta karoten dan likopen), vitamin C dan E, selenium dan proanthosianidin
Dikonfirmasi memiliki efek proteksi selektif kulit terhadap radiasi
Greul dkk., 2002 [94]
4. Antioksidan Endogen Kulit
Kulit memiliki jaringan antioksidan pelindung. Tersebut mencakup antioksidan
enzimatik endogen seperti GSH peroksidase (GPx), SOD, dan katalase dan
nonenzimatik antioksidan berat molekul rendah seperti isoform vitamin E, vitamin C,
GSH, asam urat, dan ubiquinol [43]. Semua enzim antioksidan utama ada di kulit,
tetapi peran mereka dalam melindungi sel terhadap kerusakan oksidatif yang
dihasilkan oleh radiasi UV belum dijelaskan. Sebagai respon terhadap serangan ROS,
kulit telah mengembangkan sistem pertahanan antioksidan yang kompleks termasuk,
11
antara lain, mangan-superoxide dismutase (MnSOD). MnSOD adalah enzim
mitokondria yang membuang superoksida yang dihasilkan oleh aktivitas rantai
pernapasan. Dari semua elektronyang melewati rantai pernapasan mitokondria,
diperkirakan bahwa 1% sampai 2% dialihkan untuk membentuk superoksida
(meskipun studi terbaru mengklaim bahwa jumlah ini bahkan kurang); dengan
demikian, produksi hidrogen peroksida terjadi pada tingkat yang konstan karena
aktivitas MnSOD. MnSOD yang mendismutase anion superoksida () berasal dari
reduksi oksigen molekuler menjadi hidrogen peroksida (H2O2), yang didetoksifikasi
oleh GSH peroksidase air dan molekul oksigen. Studi Poswig et al. [44]
mengungkapkan bahwa respon antioksidan adaptif MnSOD setelah radiasi UVA
berulang dapat diinduksi. Para penulis memberikan bukti untuk induksi peningkatan
MnSOD pada iradiasi UVA berulang yang mungkin berkontribusi dalam respon
adaptif efektif terhadap radiasi UVA kulit selama pengerasan cahaya (light
hardening) pada fototerapi. Studi oleh Fuchs dan Kern menunjukkan bahwa paparan
UV akut menyebabkan juga perubahan GSH reduktase dan aktivitas katalase pada
kulit mencit tetapi tanpa perubahan signifikan SOD dan GSH peroksidase [45]. Studi
Sander et al. [46] menegaskan bahwa kerusakan kulit akibat paparan surya kronis dan
akut dimediasi oleh ekspresi enzim antioksidan yang mengalami deplesi dan
meningkatkan modifikasi protein oksidatif. Biopsi dari pasien dengan histologi
mengkonfirmasi elastosis surya, dari area yang tidak terpapar ultraviolet dengan
kontrol usia yang sama, dan dari subyek berumur muda dianalisis. Penelitian
dilakukan terhadap enzim antioksidan katalase, tembaga-seng superoksida dismutase,
MnSOD, dan karbonil protein. ekspresi keseluruhan enzim antioksidan terjadi sangat
tinggi di epidermis, sedangkan dalam kadar yang rendah ditemukan di dermis. Pada
kulit yang menua, penurunan yang signifikan dari ekspresi enzim antioksidan diamati
dalam stratum korneum dan epidermis. Yang terpenting, akumulasi protein yang
diubah secara oksidatif ditemukan secara khusus dalam dermis pada kulit yang
menua. Setelah paparan ultraviolet akut pada subyek sehat, terdeteksi deplesi ekspresi
katalase dan meningkatnya oksidasi protein. Taerpaparnya keratinosit dan fibroblast
oleh UVB, UVA, dan H2O2 menyebabkan oksidasi protein yang tergantung dosis dan
dikonfirmasikan dalam hasil studi in vivo. Tidak semua sel-sel kulit terkena tingkat
stres oksidatif yang sama. Telah diketahui bahwa keratinosit memanfaatkan oksigen
sebanyak fibroblast, meskipun aktifitas maksimal kompleks rantai pernapasan dua
sampai lima kali lipat lebih rendah, sedangkan ekspresi protein rantai pernapasan
12
adalah serupa. Tingkat anion superoksida jauh lebih tinggi dalam keratinosit, dan
keratinosit menunjukkan tingkat peroksidasi lipid yang lebih tinggi dan rasio
glutathion/glutathion teroksidasi menurun yang lebih rendah [47]. Dengan demikian
dapat disimpulkan bahwa stres oksidatif adalah masalah sel-sel kulit dan antioksidan
endogen maupun antioksidan eksogen dapat memainkan peran penting dalam
menurunkannya.
5. Zat-zat dari Makanan yang Memiliki Efek Protektif terhadap Penuaan Kulit Akibat
Paparan Sinar Surya (Photoaging)
Komponen buah dan sayuran yang menguntungkan biasanya dianggap sebagai
antioksidan alami. Tampaknya pertahanan antioksidan kulit juga dipengaruhi oleh
faktor gizi. Selain vitamin A, C, dan E, asam lemak Ω-3, zat-zat gizi nonvitamin
tertentu dari tanaman mungkin memiliki efek menguntungkan terhadap penuaan kulit,
perlindungan kulit terhadap sinar matahari, atau kanker kulit. Penelitian laboratorium
yang dilakukan pada model hewan menunjukkan bahwa banyak senyawa tanaman
memiliki kemampuan untuk melindungi kulit dari efek buruk dari UVR.
Perkembangan berbagai produk, bagaimanapun, dapat menyebabkan kebingungan di
kalangan konsumen, yang sering meminta saran dermatologists untuk produk
antipenuaan yang seharusnya dipilih. Idealnya, klaim antipenuaan dari formulasi
kosmetikal beserta komponennya harus dibuktikan dalam uji klinis terkontrol [48],
namun biaya studi ini sangat tinggi sehingga studi tentang ini kurang. Karena produk
cosmeceutical mengklaim bahwa mereka memiliki efek terapi yang mempengaruhi
struktur dan fungsi kulit, maka rasional dan perlu untuk menahan mereka dengan
standar ilmiah tertentu yang mendukung klaim keberhasilan [49]. Banyak penelitian
telah menemukan bahwa vitamin C dapat meningkatkan produksi kolagen,
melindungi terhadap kerusakan dari sinar UVA dan UVB, memperbaiki masalah
pigmentasi, dan memperbaiki kondisi kulit inflamasi [50] (Tabel 1). Retinoid topikal
tetap menjadi andalan untuk mengobati photoaging karena keberhasilannya terbukti
dalam kedua hasil klinis dan histologis. Aplikasi retinoid mungkin tidak hanya secara
klinis dan biokimia memperbaiki kulit menua, tetapi penggunaannya juga dapat
mencegah photoaging [102]. Perbaikan photoaging akibat retinoid dikaitkan dengan
peningkatan sintesis kolagen I [103], reorganisasi serat kolagen [104], dan
peningkatan jumlah fibril penahan tipe VII [105]. Namun, hingga 92% dari subyek
yang menggunakan tretinoin dalam berbagai studi klinis telah melaporkan "dermatitis
13
retinoid," yaitu, eritema dan scaling di lokasi aplikasi [106, 107]. Iritasi dapat
diminimalkan dengan mengurangi dosis dan frekuensi perawatan.
Tampaknya biokimia dari CoQ10 dapat menghambat produksi IL-6, yang merangsang
fibroblas di dermis melalui parakrin untuk meregulasi produksi MMP, dan
berkontribusi untuk melindungi komponen fibrosa kulit dari kerusakan, dan
menyebabkan peremajaan kulit keriput [108]. Dilaporkan bahwa CoQ10 sangat
menghambat stres oksidatif pada kulit yang disebabkan oleh UVB melalui
peningkatan SOD2 dan GPx [109]. Dilaporkan bahwa bahwa CoQ10 tampaknya
memiliki efek penyembuhan kulit secara in vivo [110].
Polifenol teh hijau telah dipertimbangkan sebagai agen pelindung terhadap kerusakan
kulit imbas UV. Analisis penelitian yang diterbitkan menunjukkan bahwa polifenol
teh hijau memiliki sifat anti-inflamasi dan anti kanker serta sifat anti-penuaan. Efek
ini tampaknya berkorelasi dengan sifat antioksidan polifenol teh hijau, yang dapat
digunakan sebagai agen fotoproteksi baru (Tabel 1).
Sejumlah studi eksperimental menunjukkan efek perlindungan dari beta-karoten
terhadap manifestasi akut dan kronis kerusakan kulit akibat sinar surya. Namun sejauh
ini, sebagian besar studi klinis telah gagal untuk meyakinkan efek menguntungkan.
Studi pada sel-sel kulit yang dikultur telah mengungkapkan bahwa beta-karoten
bekerja tidak hanya sebagai antioksidan, tetapi juga memiliki sifat prooksidan tak
terduga [111]. Untuk alasan ini, penelitian lebih lanjut dengan fokus pada sifat pro
oksidatif yang diinduksi β-karoten in vivo dan relevansinya terhadap kesehatan
manusia diperlukan. Masalah lain yaitu dosis. Meskipun penelitian secara
meyakinkan menunjukkan bahwa suplemen vitamin secara efektif melindungi kulit
terhadap sengatan matahari, dosis vitamin yang digunakan umumnya jauh lebih tinggi
daripada jumlah yang umumnya dicerna dari makanan sehari-hari [112]. Selain itu,
telah ditujukkan bahwa kombinasi antioksidan yang berbedayang diterapkan secara
bersamaan dapat memberikan efek sinergis [50]. Antioksidan paling efektif bila
digunakan secara kombinasi (Tabel 2). Vitamin C meregenerasi vitamin E, dan
selenium dan niasin yang diperlukan untuk menjaga glutathione dalam bentuk
aktifnya. Telah ditunjukkan bahwa vitamin C dapat meregenerasi α-tokoferol dari
chromanoxyl yang radikal [113] dan bahwa vitamin C radikal dapat didaur ulang oleh
GSH non enzimatik dalam kondisi sedikit asam [114] yang terjadi dalam stratum
korneum [115]. Werninghaus et al. [116] melaporkan bahwa vitamin E diberikan
secara oral dengan dosis 400 IU / hari untuk jangka waktu enam bulan tidak
14
memberikan peningkatan perlindungan yang signifikan dalam perlindungan UV.
Demikian pula, dalam studi terhadap 12 relawan, vitamin C diberikan dengan dosis
500 mg / hari selama delapan minggu tidak berpengaruh pada respon eritema imbas
UV [85], yang lagi-lagi menunjukkan pentingnya pemberian beberapa antioksidan
secara bersamaan untuk mendapatkan efek sinergis.
Tabel 3. Efek nonprotektif /bermanfaat dari antioksidan eksogen
Antioksidan Hasil studi (hasil studi yang tidak menguntungkan) Studi
Likopen Likopen meningkatkan stres oksidatif akibat UVA pada sel-sel C3H
Yeh dkk., 2005 [95]
Karotenoid Karotenoid tidak bersifat protektif terhadap lesi DNA yang dapat diperbaiki dengan eksisi Tidak ada perubahan intensitas eritema secara signifikan; suplementasi tidak memberikan efek Tidak ada perbedaan signifikan mengenai insiden kanker terhadap dua kelompok, plasebo dan beta karoten β karoten tidak memberikan efek signifikan terhadap jumlah atau waktu munculnya kanker kulit nonmelanoma baru suplementasi beta karoten selama kurang lebih 12 tahun tidak mempengaruhi timbulnya NSMC pertama (NSMC = Non Melanoma Skin Cancer) Suplementasi β karoten tidak mengurangi insiden neoplasma maligna
Wolf dkk., 1988 [96] Garmyn dkk., 1995 [97] Green dkk., 1999 [98] Greenberg dkk., 1990 [99] Hennekens dkk., 1996 [101]
6. Kesimpulan
Studi (biasanya dilakukan pada sel-sel kulit secara in vitro atau model binatang)
menunjukkan bahwa ambilan oral mikronutrien dan phytokimia tertentu dapat
memberikan perlindungan dari paparan surya (fotoproteksi) pada kulit manusia [117].
Namun demikian, fotoproteksi hanya dapat dicapai jika berbagai dosis farmakologi
optimal tercapai pada kulit manusia disebabkan reaksi pro oksidatif dari antioksidan,
misalnya, dalam kasus konsentrasi karotenoid yang berlebihan (Tabel 3). Namun
demikian, penelitian terus menunjukkan bahwa berbagai fitofarmaka menawarkan
perlindungan yang signifikan terhadap berbagai penyakit dan penuaan kulit.
Pengobatan utama photoaging adalah fotoproteksi, tetapi pengobatan sekunder dapat
dicapai dengan penggunaan antioksidan dan beberapa senyawa baru seperti polifenol.
Antioksidan eksogen seperti vitamin C, E, dan banyak lagi lainnya tidak dapat
disintesis oleh tubuh manusia dan harus diperoleh dari diet.
15