Mechanisms of skin aging / Mecanismos de envejecimiento de la piel / Mecanismos de envelhecimento da pele

SUMMARY Skin aging is an inevitable biological phenomenon of human life that results from either the age-dependent decline of cell function (intrinsic aging) or from cumulative exposure to external harmful influences (extrinsic aging). Intrinsic and extrinsic factors act synergistically to induce skin changes that manifest clinically as burns, erythema, hyperpigmentation, telangiectasia, skin dryness or sagging, coarse wrinkles, skin texture changes or eventually as skin cancer. The molecular mechanisms of both types of skin aging are similar. This review focuses on intrinsic and extrinsic mechanisms of skin aging, and on current and new perspectives for prevention and treatment options extracted from natural products.

RESUMEN El envejecimiento cutáneo es un fenómeno biológico inevitable y puede ser el resultado de la disminución de la función celular como consecuencia del proceso normal de envejecimiento (envejecimiento intrínseco) o de la acumulación de los efectos dañinos debido a la exposición a factores nocivos externos (envejecimiento extrínseco). Los factores intrínsecos y extrínsecos actúan sinérgicamente para inducir cambios en la piel que se manifiestan clínicamente como quemaduras, eritema, hiperpigmentación, telangiectasias, sequedad de la piel o flacidez, arrugas profundas, cambios de textura o cáncer de piel. Los mecanismos moleculares de ambos tipos de envejecimiento de la piel son similares. Esta revisión se centra en una descripción general de los principales mecanismos intrínsecos y extrínsecos del envejecimiento de la piel así como en las medidas actuales de fotoprotección y en las nuevas perspectivas en cuanto a la prevención y al tratamiento basados en productos naturales.

RESUMO O envelhecimento cutâneo e um fenômeno biológico inevitável e pode ser o resultado da diminuição da função celular como consequência do processo normal do envelhecimento (envelhecimento intrínseco) ou do cúmulo dos efeitos daninhos devido à exposição com fatores nocivos externos (envelhecimento extrínseco). Os fatores intrínsecos e extrínsecos atuam sinergicamente para induzir mudanças na pele, que clinicamente manifestam-se como queimaduras, eritema, hiperpigmentação, telangiectasias, pele seca, rugas profundas, perda da tonalidade natural ou câncer de pele. Os mecanismos moleculares dos dois tipos de envelhecimento são similares. Esta revisão, centra-se na descrição geral dos principais mecanismos intrínsecos e extrínsecos do envelhecimento da pele, assim como nas medidas atuais de foto proteção e nas perspectivas referentes à prevenção e tratamento baseados no uso de produtos naturais.

Geração de espécies reativas de oxigênio (ERO) mitocondriais: papel das Acil-CoA desidrogenases de cadeia muito longa / Generation of mitochondrial reactive oxygen species (ROS): role of very long chain acyl-coA dehydrogenases

Dietas hiperlipídicas e a esteatose hepática são condições extremamente prevalentes. Trabalhos anteriores mostraram que a esteatose está associada a um aumento na geração de espécies reativas de oxigênio (ERO), e que isso pode mediar danos no fígado. Neste trabalho nós investigamos os possíveis mecanismos que desencadeiam os aumentos nas taxas de geração de ERO por meio da administração de dietas hiperlipídicas. Nós descobrimos que mitocôndrias de animais sujeitos a dietas hiperlipídicas não apresentaram diferenças significativas quanto a capacidade respiratória máxima e acoplamento, mas eram capazes de gerar mais ERO especificamente quando usados substratos do metabolismo de ácidos graxos. Além disso, foi observado que muitas isoformas de acil-CoA desidrogenases estavam mais expressas nos fígados de animais alimentados pela dieta hiperlipídica. No entanto, quando realizados ensaios de atividade enzimática apenas a acil CoA desidrogenase de cadeia longa (VLCAD) foi mais ativa. Estudos conduzidos com mitocôndrias permeabilizadas e expostas a grupos acil-CoA de diferentes tamanhos sugerem que a VLCAD pode ser uma fonte da produção aumentada de ERO em animais submetidos a dietas hiperlipídicas. Esta produção foi estimulada pela ausência de NAD+. Concluindo, nossos estudos descobriram uma nova fonte importante na geração de ERO estimulada por dietas hiperlipídicas, a VLCAD

High fat diets and accompanying hepatic steatosis are highly prevalent conditions. Previous work has shown that steatosis occurs concomitantly with enhanced reactive oxygen species (ROS) generation, which may mediate further liver damage. Here we investigated mechanisms leading to enhanced ROS generation following high fat diets (HFD). We found that mitochondria from HFD livers present no differences in maximal respiratory rates and coupling, but generate more ROS specifically when fatty acids are used as substrates. Indeed, many acyl-CoA dehydrogenase isoforms were found to be more highly expressed in HFD livers, although only the very long chain acyl-CoA dehydrogenase (VLCAD) was more functionally active. Studies conducted with permeabilized mitochondria and different chain length acyl-CoA derivatives suggest that VLCAD is a source of enhanced ROS production in mitochondria from HFD animals. This production is stimulated by the lack of NAD+. Overall, our studies uncover VLCAD as a novel, diet-sensitive, source of mitochondrial ROS

Efeitos genotóxicos e indução do SOS em mutantes derivados de Escherichia coli K-12 durante o processo de interação com superfícies bióticas e abióticas / Genotoxic and SOS induction in mutants derived from Escherichia coli K-12 during the process of interaction with biotic and abiotic surfaces

A célula epitelial é o primeiro contato entre os micro-organismos e o hospedeiro. Essa interação pode levar a produção de diversas citocinas, quimiocinas, moléculas inflamatórias e também estimular a geração de espécies reativas de oxigênio (ERO). Neste trabalho avaliamos se a interação com as células HEp-2 poderia ser genotóxica para os mutantes derivados de Escherichia coli K-12 deficientes em algumas enzimas que fazem parte do sistema de reparo por excisão de base (BER). Além disto, avaliamos a expressão do sistema SOS, que é induzido pela presença de danos no genoma bacteriano. Os resultados obtidos mostraram a presença de filamentos, na interação com células HEp-2, principalmente, no mutante xthA (BW9091) e no triplo mutante xthA nfo nth (BW535). Quando a interação foi quantificada na ausência da D-manose, observamos um aumento das bactérias aderidas. Além disto, a quantidade e o tamanho dos filamentos também aumentaram, mostrando que as adesinas manose-sensíveis estavam envolvidas na filamentação bacteriana. Para comprovar se o aumento da filamentação observada neste ensaio foram uma consequência da indução do sistema SOS, desencadeada pela interação com as células HEp-2, quantificamos a expressão do SOS, na presença e na ausência da D-manose. De fato, observamos que a indução do SOS na ausência da D-manose foi maior, quando comparada, com o ensaio realizado na presença de D-manose. Além disto, observamos que a ausência de xthA foi importante para o aumento da filamentação observada na ausência de D-manose. Diante destes resultados, verificamos se a resposta de filamentação ocorreria quando as bactérias interagiam com uma superfície abiótica como o vidro. Observamos também inúmeros filamentos nos mutantes BER, BW9091 e BW535, quando comparados a cepa selvagem AB1157. Essa filamentação foi associada à indução do SOS, em resposta a interação das bactérias com o vidro...

The epithelial cell is the first contact between microorganisms and host. This interaction results in production of several cytokines, chemokines, and inflammatory molecules by epithelial cells and also stimulate the generation of reactive oxygen species (ROS). In the present study, we have evaluated whether the interaction to HEp-2 cells causes genotoxicity to mutants derived from Escherichia coli K-12 deficient in some enzymes that are part of the system of base excision repair (BER). Moreover, we measured the expression of SOS system, which is induced by the presence of damage to the bacterial genome. Our results showed mainly presence of filamentous bacterial growth in xthA mutant (BW9091) and triple xthA nfo nth mutant (BW535) when submitted to HEp-2 cells interaction assays. When experiments were performed in the absence of mannose, data showed enhanced interaction of viable bacteria to HEp-2 cells for all strains tested. Furthermore, the removal of D-mannose resulted in an increase in both number and size of bacterial filamentous forms, indicating the involvement of mannose-sensitive adhesins in the filamentation of these strains. In order to verify whether the increased filamentation growth in this assay was a consequence of SOS induction, triggered by interaction to HEp-2 cells, we measured expression of SOS in the presence and absence of D-mannose. Indeed, we observed higher expression of SOS response in the absence of mannose than in experiments performed in the presence of D-mannose. Moreover, we observed that the absence of xthA was important to filamentation increasing in absence of D-mannose. Based on these results, we verified if interaction to abiotic surfaces, like glass, could lead to filamentation of these strains. We also observed numerous filaments in BER mutants, BW9091 and BW535, when compared to wild-type strain AB1157. The filamentation observed was a consequence of SOS induction, triggered by attachment to the glass surface...