I trattamenti con ossigeno iperbarico (HBOT) in adulti sani possono fermare l’invecchiamento delle cellule del sangue e invertire il processo di invecchiamento

0
98

Un nuovo studio dell’Università di Tel Aviv (TAU) e dello Shamir Medical Center in Israele indica che i trattamenti con ossigeno iperbarico (HBOT) negli adulti sani che invecchiano possono fermare l’invecchiamento delle cellule del sangue e invertire il processo di invecchiamento.

In senso biologico, le cellule del sangue degli adulti diventano effettivamente più giovani con il progredire dei trattamenti.

I ricercatori hanno scoperto che un protocollo unico di trattamenti con ossigeno ad alta pressione in una camera a pressione può invertire due processi principali associati all’invecchiamento e alle sue malattie: l’accorciamento dei telomeri (regioni protettive situate alle due estremità di ogni cromosoma) e l’accumulo di vecchio e cellule malfunzionanti nel corpo.

Concentrandosi sulle cellule immunitarie contenenti DNA ottenuto dal sangue dei partecipanti, lo studio ha scoperto un allungamento fino al 38% dei telomeri, nonché una diminuzione fino al 37% in presenza di cellule senescenti.

Lo studio è stato condotto dal professor Shai Efrati della Sackler School of Medicine e della Sagol School of Neuroscience presso TAU e dal fondatore e direttore del Sagol Center of Hyperbaric Medicine presso lo Shamir Medical Center; e il dottor Amir Hadanny, direttore della ricerca medica del Sagol Center for Hyperbaric Medicine and Research presso lo Shamir Medical Center.

La sperimentazione clinica è stata condotta come parte di un programma di ricerca israeliano completo che prende di mira l’invecchiamento come condizione reversibile.

Il documento è stato pubblicato su Aging il 18 novembre 2020.

“Per molti anni, il nostro team è stato impegnato nella ricerca e terapia iperbarica – trattamenti basati su protocolli di esposizione all’ossigeno ad alta pressione a varie concentrazioni all’interno di una camera a pressione”, spiega il professor Efrati.

“I nostri risultati nel corso degli anni includevano il miglioramento delle funzioni cerebrali danneggiate dall’età, ictus o lesioni cerebrali.

“In questo studio, abbiamo voluto esaminare l’impatto dell’HBOT su adulti anziani sani e indipendenti e scoprire se tali trattamenti possono rallentare, fermare o addirittura invertire il normale processo di invecchiamento a livello cellulare”.

I ricercatori hanno esposto 35 individui sani di età pari o superiore a 64 anni a una serie di 60 sessioni iperbariche per un periodo di 90 giorni. Ogni partecipante ha fornito campioni di sangue prima, durante e alla fine dei trattamenti, nonché qualche tempo dopo la conclusione della serie di trattamenti.

I ricercatori hanno quindi analizzato varie cellule immunitarie nel sangue e hanno confrontato i risultati.

I risultati hanno indicato che i trattamenti hanno effettivamente invertito il processo di invecchiamento in due dei suoi aspetti principali:

  • I telomeri alle estremità dei cromosomi sono diventati più lunghi invece che più corti con una velocità dal 20% al 38% a seconda del tipo di cellula;
  • la percentuale di cellule senescenti nella popolazione cellulare complessiva è stata ridotta in modo significativo, dall’11% al 37% a seconda del tipo di cellula.

“Oggi, l’accorciamento dei telomeri è considerato il ‘Santo Graal’ della biologia dell’invecchiamento”, afferma il professor Efrati.

“I ricercatori di tutto il mondo stanno cercando di sviluppare interventi farmacologici e ambientali che consentano l’allungamento dei telomeri.

Il nostro protocollo HBOT è stato in grado di raggiungere questo obiettivo, dimostrando che il processo di invecchiamento può essere effettivamente invertito a livello cellulare-molecolare di base “.

“Fino ad ora, gli interventi come le modifiche dello stile di vita e l’esercizio intenso hanno dimostrato di avere un effetto inibitorio sull’accorciamento dei telomeri”, aggiunge il dottor Hadanny.

“Ma nel nostro studio, solo tre mesi di HBOT sono stati in grado di allungare i telomeri a velocità ben oltre qualsiasi intervento o modifica dello stile di vita attualmente disponibili.

L’ossigeno, a temperatura e pressione standard, è un gas incolore, inodore e insapore. Può esistere nel suo stato monoatomico, ma il suo stato preferito è biatomico, O2.

Esiste anche in una forma triatomica, o più comunemente nota come ozono, e si trova nei limiti superiori dell’atmosfera [1,2].

Fin dalla sua scoperta, l’ossigeno è stato utilizzato nel trattamento delle condizioni mediche. Il primo uso registrato della terapia dell’aria iperbarica fu nel 1662 da parte di Nathaniel Henshaw per il trattamento delle condizioni croniche, ma fu solo negli anni ’20 quando l’ossigenoterapia iperbarica (HBOT) ricevette davvero attenzione ed è ampiamente notata a causa di precedenti segnalazioni di tossicità da ossigeno. [1].

La prima camera HBOT prodotta negli Stati Uniti fu nel 1861 a New York, ma la camera più nota fu costruita nel 1921 in Kansas [1].

Ma a causa di più segnalazioni di tossicità da ossigeno concentrato, la terapia HBO non fu completamente approvata e messa in pratica fino al 1937 da Behnke e Shaw per la malattia da decompressione [2].

Dopo il successo registrato dell’HBOT, il suo utilizzo come trattamento per numerose condizioni mediche è cresciuto e le ricerche su questo argomento si ampliano poiché il trattamento si è dimostrato promettente.

Attualmente, l’HBOT è cresciuto ed è diventato più di un semplice trattamento per la malattia da decompressione. A partire dalla fine degli anni ’50 fino ad oggi, l’HBO è usato per trattare pazienti con cancrena, ictus, post arresto cardiaco e avvelenamento da monossido di carbonio [1-3].

Usi dell’ossigeno per il ringiovanimento
Joseph Priestley, uno dei primi scopritori dell’ossigeno, disse una volta: “Chi può dirlo ma che, col tempo, quest’aria pura potrebbe diventare un articolo di lusso alla moda”. Sembra che mentre il mondo si sta sviluppando e la previsione di Joseph Priestley sull’aria sta diventando una realtà [4].

Con l’avanzare dell’industrializzazione, la fornitura di aria fresca è in costante diminuzione, rendendo la buona qualità dell’aria sempre più un lusso. La barra dell’ossigeno è diventata disponibile in alcune grandi città come Los Angeles e Tokyo per fornire alle persone una fornitura di ossigeno puro a una certa tariffa.

Questi luoghi vendono ossigeno per usi ricreativi e diversi aromi sono disponibili per i clienti tra cui scegliere. Ci sono molte affermazioni sui benefici per la salute fatte da quei sostenitori delle barrette di ossigeno.

Hanno affermato che l’uso potrebbe migliorare la salute rafforzando il sistema immunitario, ridurre lo stress, aumentare l’energia e ridurre il mal di testa e problemi ai seni. Tuttavia, ricerche specifiche su queste barrette di ossigeno hanno affermato che i benefici non sono stati fatti.

A causa del desiderio imperante nella società odierna di mantenere un aspetto giovanile, lo sviluppo di procedure dermatologiche minimamente invasive sta progredendo per ringiovanire il viso che invecchia. Molte di queste procedure minimamente invasive sono state sviluppate efficacemente come peeling chimici, filler intradermici e tossine botuliniche, ma una non ancora completamente compresa è l’HBOT [5,6].

L’HBOT come terapia per mezzi estetici è un uso relativamente nuovo, quindi non sono state condotte molte ricerche specifiche sull’uso dell’ossigenoterapia per la riduzione delle rughe.

Tuttavia, dai pochi che è stato fatto, sono stati raggiunti risultati positivi e l’uso dell’ossigenoterapia per il trattamento delle rughe sembra un’opzione attraente [7,8]. Si ritiene che ricevere trattamenti regolari di HBOT aumenti l’elasticità della pelle e stimoli la produzione di collagene, portando alla riduzione delle rughe e delle linee sottili e al miglioramento della struttura della pelle [9].

Molte cliniche dermatologiche e persino centri termali hanno utilizzato macchine che forniscono ossigeno concentrato al paziente o cliente per trattare i problemi della pelle legati all’età.

L’ossigeno viene utilizzato nella cura della pelle perché si ritiene che la fornitura di ossigeno naturale aumenti il ​​metabolismo cellulare. L’uso dell’ossigenoterapia come processo di ringiovanimento della pelle e riduzione della perdita di elasticità che porta alla formazione di linee e rughe sta diventando sempre più diffuso nelle cliniche per la cura della pelle a causa dei crescenti risultati di successo del loro utilizzo dovuti allo sviluppo delle tecnologie. Tuttavia, le prove scientifiche per tali affermazioni sono in attesa di essere fornite.

Cause di formazione delle rughe La
salute della pelle è correlata alla salute di tutto il corpo perché la pelle non solo funge da barriera fisica contro le infezioni da materiali estranei, ma controlla anche il sistema immunitario e produce ormoni e neurotrasmettitori [10]. Rughe e problemi estetici della pelle, come macchie e cicatrici da acne, sono causati da molti fattori come l’invecchiamento, l’esposizione all’ambiente, in particolare una sovraesposizione al sole, il fumo, il sesso e una cattiva alimentazione. Le rughe causate dall’invecchiamento sono un fattore intrinseco causato dall’invecchiamento, o invecchiamento geneticamente programmato, che si verifica nel tempo.

Questo invecchiamento geneticamente programmato causa principalmente una diminuzione della produzione di fibroblasti, collagene ed elastina, che si traduce in rughe della pelle e perdita di elasticità [11]. Il fumo provoca l’invecchiamento della pelle e le rughe perché il tabacco inibisce la produzione di collagene e aumenta la produzione di MMP ed elastosi, che degrada le proteine ​​della matrice importanti per l’elasticità della pelle [12].

Dal punto di vista del genere, la pelle delle donne sembra ricevere più rughe rispetto agli uomini a causa forse del livello di estrogeni nelle donne. È stato scoperto che gli estrogeni aumentano la produzione di collagene e lo spessore della pelle, così quando le donne invecchiano con una minore produzione di estrogeni, la formazione delle rughe è più evidente nelle donne rispetto agli uomini [13].

Per quanto riguarda l’assunzione alimentare, l’aumento del consumo di vitamina C e acido linoleico è associato a un più lento invecchiamento della pelle, mentre l’aumento del consumo di grassi e carboidrati provoca un più rapido invecchiamento della pelle [14].
I raggi UV provocano rughe e danni alla pelle, sintomi di invecchiamento cutaneo o fotoinvecchiamento [15]. Il fotoinnesto è caratterizzato da iperplasia o atrofia epidermica, ispessimento della membrana basale e dello strato corneo, perdita di papille dermiche, cheratinociti e melanociti insoliti, degradazione delle molecole della matrice extracellulare come danni alle fibre di collagene, deposito eccessivo di fibre elastiche anormali e aumento di glicosaminoglicani.

Il fotoinvecchiamento è anche caratterizzato da secchezza, tessitura ruvida, pigmentazione anormale, ispessimento dell’epidermide, pieghe profonde e rughe visibili [16]. Gli UV-B inducono le metalloproteinasi della matrice (MMP), che degradano la membrana basale e riorganizzano la matrice extracellulare (ECM), e la collagenasi di tipo I, che digerisce il collagene di tipo I, importante per sostenere la pelle, sono anche cause della formazione delle rughe [ 17].

Inoltre, è stato riscontrato che la radiazione UV può causare angiogenesi cutanea, la formazione di nuovi vasi sanguigni da vasi preesistenti, che può portare alla formazione di rughe inducendo il fattore inducibile di ipossia (HIF-1) e sovraregolamentazione vascolare fattore di crescita endoteliale (VEGF) [18,19] (Figura 1).

È stato riscontrato che l’angiogenesi è correlata alle rughe della pelle e può essere causata non solo dai raggi UV-B ma anche da condizioni ipossiche. Sono state condotte ricerche e sono state trovate evidenze di condizioni ipossiche che portano alla formazione di rughe attraverso l’angiogenesi influenzando e aumentando l’HIF, che regola le reti vascolari [15]. Il VEGF è un importante fattore di angiogenesi e un gene bersaglio della proteina HIF [20,21].

Negli studi condotti, è stato dimostrato che il livello di VEGF è aumentato nelle aree con necrosi e nelle aree in condizioni di ipossia [22-24].

Meccanismi per il ringiovanimento cutaneo HBOT
HIF-1α
Come accennato in precedenza, la radiazione UV-B può causare angiogenesi inducendo la proteina HIF-1, portando a

Figura 1 Panoramica del possibile meccanismo utilizzato da HBOT per attenuare la formazione di rughe dall’esposizione alle radiazioni UVB. È stato dimostrato che l’irradiazione UVB aumenta le vie che causano rughe come HIF-1α, i neutrofili e le vie dell’angiogenesi. È stato dimostrato che la condizione iperossica inibisce quelle vie attivate dagli UVB, il che si traduce in una ridotta formazione di rughe.

rughe della pelle. Ci sono due subunità della proteina HIF-1, α e β. Di questi due, la subunità direttamente coinvolta nelle risposte alle condizioni ipossiche è l’HIF-1α.

L’mRNA di HIF-1α è normalmente prodotto nelle cellule. In alcune cellule, il livello di mRNA di HIF-1α aumenta durante l’ipossia, determinando un aumento della trascrizione di molti geni, compreso il VEGF.

Ma nella maggior parte delle cellule in condizioni ipossiche, il livello di mRNA rimane lo stesso ma il livello della proteina HIF-1α aumenta, suggerendo che durante le normali condizioni di ossigeno, la proteina HIF-1α di solito subisce una degradazione proteasomica. La minore tensione di ossigeno stabilizza la subunità HIF-1α e promuove l’angiogenesi per compensare la condizione ipossica [21,25].

Poiché le subunità HIF-1α sono degradate a livelli normali di ossigeno, ciò suggerisce che l’aumento della tensione di ossigeno nelle cellule epidermiche attraverso l’uso dell’ossigenoterapia potrebbe aumentare la degradazione proteasomale della subunità HIF-1α, che diminuirà l’angiogenesi e rallenterà le rughe della pelle.

I risultati ottenuti dagli studi condotti da Kawada et al. (26) hanno mostrato che i topi che hanno attraversato la radiazione UV-B ma ricevono HBOT non hanno avuto un aumento significativo del livello di proteina HIF-1α come i topi che hanno ricevuto solo l’irradiazione UV-B. Questo risultato sostiene che un livello di ossigeno più elevato aumenta la degradazione della proteina HIF-1α e suggerisce che l’aumento della tensione dell’ossigeno può attenuare la formazione di rughe a causa della diminuzione dell’angiogenesi.

Anche se è stato riscontrato che il livello di VEGF, a valle della proteina HIF-1α, era aumentato sia nel gruppo UVB che UVB + HBO, c’era una minore tendenza all’aumento nel gruppo UVB + HBO. Pertanto, è possibile che l’iperossia attenui la formazione delle rughe sopprimendo la via di segnalazione dell’angiogenesi HIF-1α [26].

MMP-2 e MMP-9
MMP sta per metalloproteinasi della matrice e questi gruppi di proteine ​​sono proteine ​​zinco-dipendenti coinvolte nel rimodellamento della matrice extracellulare e hanno ruoli importanti nell’angiogenesi, morfogenesi e metastasi [27].

La proteina è composta da diversi domini, principalmente domini propeptide, catalitico ed emopexina. Le MMP sono anche coinvolte nella degradazione del collagene, dei protoglicani e di molte glicoproteine ​​[28]. Gli MMP sono secreti come zimogeni inattivi (pro-MMP) e devono essere attivati ​​per la piena capacità funzionale.

I fattori di crescita e le citochine sono molecole che regolano la stimolazione o l’inibizione della sintesi pro-MMP, di solito a livello trascrizionale. Le MMP coinvolte nel fotoinvecchiamento che hanno dimostrato di aumentare di livello durante gli esperimenti con fibroblasti umani dopo l’irradiazione UV sono le MMP-1, 2, 3 e 9 [17,29].

In altri studi condotti su MMP nell’epidermide della pelle di topo glabro, dopo un lungo periodo di irradiazione UV i livelli di MMP-1 e MMP-3 non hanno avuto un aumento significativo. Tuttavia, i livelli di MMP-2 e MMP-9 attivi, oltre ad aumentare i livelli di pro-MMP-2 e pro-MMP-9, sono risultati significativamente più alti nella pelle di topi rugosi irradiati con UVB rispetto al pelle di topo normale non esposta [30].

MMP-2 e MMP-9, note anche rispettivamente come gelatinasi A e gelatinasi B, funzionano principalmente per digerire i collageni di tipo IV e VII, che sono i componenti principali della membrana basale. Inoltre, quando un potente inibitore sintetico di MMP-2 e MMP-9, CGS27023A, è stato applicato localmente per un periodo di tempo, è stata osservata una significativa inibizione della riduzione del collagene da parte della radiazione UVB e non c’era alcuna differenza significativa tra i livelli di collagene nei topi non irradiati e nei topi trattati con CGS27023A, il che implica che MMP-2 e MMP-9 hanno un ruolo importante nell’indurre le rughe della pelle dopo l’esposizione ai raggi UVB [30].

Anche se è stato scoperto che MMP-2 e MMP-9 svolgono un ruolo importante nell’indurre le rughe della pelle e l’angiogenesi, i risultati ottenuti in uno studio mettendo i topi senza peli irradiati con UVB attraverso condizioni iperossiche (HO) non hanno mostrato una riduzione significativa del livelli delle MMP [26,31].

Il livello di MMP-9 è risultato essere lo stesso per i gruppi UVB e UVB + HO e il livello di MMP-2 è risultato leggermente diminuito sia nel gruppo UVB che UVB + HO. Poiché il livello di MMP-2 sia nel gruppo UVB che UVB + HO è risultato ridotto, resta da chiarire se le condizioni iperossiche influenzino i livelli di MMP-2 [26].

Forse è necessario regolare diverse concentrazioni di ossigeno o diverse lunghezze di esposizione all’HBOT per ottenere un risultato più affettivo. Un altro studio condotto sulla retina dei topi ha mostrato che le condizioni ipossiche portano ad aumentare il livello di MMP-2 e l’angiogenesi attraverso il gene CTGF / CCN2 della proteina 61 ricca di cisteina / fattore di crescita del tessuto connettivo / romanzo sovraespresso (CCN), che sono sottoinsiemi di proteine ​​della matrice extracellulare.

La soppressione del gene CTGF ha ridotto i livelli di MMP-2 e poiché il gene CTGF è indotto in condizioni ipossiche, le condizioni iperossiche potrebbero potenzialmente ridurre i livelli di MMP-2 e la formazione di rughe attraverso l’inibizione del gene CTGF [32]. Ulteriori ricerche potrebbero ancora essere svolte su questo argomento per scoprire se e come un’elevata concentrazione di ossigeno influisce sulle MMP a livello molecolare, il che potrebbe portare a spiegare più in dettaglio il ruolo di HBO nella riduzione delle rughe.

Infiltrazione di cellule infiammatorie Le cellule
infiammatorie, in particolare i neutrofili, hanno la capacità di essere distruttive e possono causare danni alla matrice extracellulare [33]. Condizioni di salute come l’enfisema, la sindrome da distress respiratorio dell’adulto, la periodontite dell’adulto, l’artrite reumatoide, la colite ulcerosa e le malattie della pelle con vesciche sono mediate dalle azioni distruttive dei neutrofili [34-36].

I neutrofili sono i globuli bianchi più abbondanti e dopo un certo livello di danno tissutale, lasceranno rapidamente il flusso sanguigno e si sposteranno verso il sito del danno. L’esposizione a un certo grado di luce solare e un eritemogeno, o

La dose di radiazione UVB che causa l’eritema può portare all’afflusso di neutrofili, che causano l’elastosi solare o la rottura e la perdita di tessuto elastico [37,38]. Le capacità distruttive dei neutrofili derivano dal fatto che è riempito con potenti enzimi proteolitici in grado di degradare il collagene e le fibre elastiche, danneggiando così la matrice extracellulare.

I neutrofili sono in grado di rilasciare un gruppo di serina proteasi, principalmente l’elastasi neutrofila, che è un potente enzima proteolitico [39]. Non è stata prestata molta attenzione ai neutrofili per quanto riguarda il loro ruolo nel causare le rughe a causa di più studi che hanno esplorato l’ipotesi di MMP e HIF1 come cause principali e anche perché il tasso di infiltrazione dei neutrofili può essere esaminato solo nella pelle recentemente esposta ai raggi UV [30 , 40].

In uno studio condotto da Rijken et al., Hanno trovato prove che l’infiltrazione di neutrofili può essere gli attori chiave nel rilascio di enzimi proteolitici come le MMP e l’elastasi neutrofila che causa danni cutanei e fotoinvecchiamento invece che fibroblasti e cheratinociti sono le principali molecole che rilasciano il enzimi [41].

È stato dimostrato che i neutrofili sono in grado di esprimere alcune MMP come MMP-8, MMP-9 e MMP-12, e inoltre l’MMP-1 sembra co-localizzato con l’elastasi neutrofila dopo l’esposizione al sole [42,43] . Queste evidenze dimostrano che è probabile che i neutrofili siano la causa del danno alla matrice extracellulare che può portare a elastosi e formazione di rughe.

L’irradiazione UVB può portare all’angiogenesi della pelle e questi vasi sanguigni aggiuntivi potrebbero essere la causa principale dell’aumento dell’infiltrazione delle cellule infiammatorie, che porta alla formazione di rughe. L’uso dell’HBOT per trattare le rughe della pelle può essere efficace perché potrebbe essere in grado di ridurre la quantità di infiltrazione di cellule infiammatorie e di neutrofili che rilasciano le MMP.

È stata trovata una prova diretta che ha dimostrato che le condizioni iperossiche sono in grado di diminuire il flusso sanguigno nelle cellule muscolari attive e anche di rallentare l’angiogenesi attiva nella pelle [26,44].

L’iperossia può ridurre l’angiogenesi cutanea attraverso il possibile aumento della degradazione della proteina HIF1α e con l’inibizione di tale via dell’angiogenesi, non si formano nuovi vasi sanguigni e porta alla riduzione dei neutrofili infiltrati, che si traduce nell’attenuazione del rilascio di MMP nella pelle.

Tuttavia, studi recenti hanno suggerito che le condizioni iperossiche non avrebbero potuto influenzare solo la degradazione di HIF1α e causare la riduzione della formazione delle rughe. Sono state trovate prove che dimostrano che l’inibizione della sola proteina HIF1α era insufficiente per frenare la formazione di rughe da una dose più elevata di radiazioni UV che ha portato alla regolazione delle attività delle MMP [45]. Con evidenze contrastanti, sono necessarie ulteriori ricerche per scoprire le condizioni specifiche e il meccanismo di come la condizione iperossica attenua la formazione delle rughe della pelle.

Trombospondina-1 La
trombospondina-1 (TSP-1) è una proteina matricellulare che può inibire la proliferazione e la migrazione delle cellule endoteliali, ma, cosa più importante in questo caso, può ridurre efficacemente l’angiogenesi [18]. Il suo mRNA è prodotto dal cheratinocita epidermico basale nella pelle umana e la proteina TSP-1 si deposita nell’area della membrana basale [46].

Secondo studi condotti da Kiichiro et al., La sovraespressione epidermica di TSP-1 inibisce il fotodanneggiamento dermico e anche la disorganizzazione delle fibre elastiche e del collagene, che portano alla prevenzione della formazione delle rughe della pelle. Hanno anche mostrato che TSP-1 ha una potente capacità di inibire l’angiogenesi causata dall’irradiazione UV-B diminuendo la proliferazione delle cellule endoteliali e aumentando il suo tasso di apoptosi [18].

I topi che hanno ricevuto danni cutanei cronici indotti da UVB e iperespressione cutanea specifica di TSP-1, rispetto ai topi che ricevono solo danni cutanei cronici indotti da UVB, hanno una maggiore riduzione del tasso di rughe cutanee associato con l’efficace inibizione della proteina angiogenesi.

Prove recenti suggeriscono che la capacità di TSP-1 di ridurre le rughe cutanee non deriva solo dalla sua capacità di inibire l’angiogenesi, ma anche dalla sua capacità di inibire l’attivazione di MMP-2 e MMP-9 inibendo le conversioni degli zimogeni di MMP nel suo attivo modulo.

Oltre a degradare la membrana basale e riorganizzare la matrice extracellulare, l’attivazione di MMP-2 è associata ad un aumento della crescita dei vasi sanguigni, mentre l’inibizione di questa proteina porta a una diminuzione del livello di angiogenesi. TSP-1 interagisce con MMP-2 legandosi ad essa, il che porta all’inibizione dell’attività di MMP-2 [47]. io

Si pensa anche che MMP-9 abbia la capacità di accelerare la formazione delle rughe, quindi viene testata la sua interazione con TSP-1. I risultati hanno mostrato che TSP-1 interagisce e inibisce l’attività di MMP-9 legandosi ad esso in modo simile a quello che TSP-1 si lega a MMP-2 perché MMP-2 e MMP-9 hanno domini strutturali simili.

Questa proprietà di TSP-1 di inibire le MMP contribuisce ai suoi effetti anti-angiogenici e anche alla sua capacità di ridurre i danni cutanei e le rughe indotti dai raggi UVB [18,47]. Sebbene il TSP-1 abbia attività inibitorie che possono inibire l’angiogenesi e rallentare la formazione delle rughe e le condizioni e i trattamenti di iperossia abbiano un’attività inibitoria sull’angiogenesi e il livello di MMP, non è stato stabilito un collegamento diretto tra l’attività del TSP-1 e la condizione iperossica. Apparentemente sono necessarie ulteriori ricerche per indagare se un’elevata tensione di ossigeno può aumentare il livello di TSP-1, portando all’attenuazione delle rughe della pelle.

Conclusione
L’uso dell’HBOT in medicina ha fatto molta strada dal suo primo utilizzo principale per il trattamento della malattia da decompressione. Affinché l’HBOT possa essere utilizzato al massimo delle sue potenzialità nella cura della pelle, è necessario studiare gli esatti meccanismi di come l’elevata concentrazione di ossigeno riduce la formazione di rughe e il fotoinvecchiamento.

Il meccanismo diretto di come le condizioni iperossiche possono attenuare la formazione delle rughe non è stato ancora stabilito a causa di evidenze contrastanti e della necessità di ulteriori ricerche sull’argomento. Il livello della proteina HIF-1α ha dimostrato di essere ridotto in condizioni di iperossia, il che suggerisce che è degradato ad alta concentrazione di ossigeno e questo può inibire l’espressione di VEGF e l’angiogenesi cutanea (Figura 1).

Tuttavia, sono state trovate altre prove che dimostrano che la soppressione della via dell’angiogenesi HIF1α in condizioni iperossiche da sola non è sufficiente ad attenuare la produzione di MMP, angiogenesi e formazione di rughe cutanee. Sebbene gli studi abbiano scoperto che l’HBOT rallenta l’angiogenesi, altri hanno scoperto che l’HBOT è in grado di promuovere l’angiogenesi nelle ulcere e nelle ferite [7,48].

Sono inoltre necessarie ulteriori prove e ricerche a sostegno di quanto esattamente l’alta concentrazione di ossigeno influenzi l’attività di TSP-1 e il livello di MMP-2 e MMP-9. Questo perché non è stato trovato un collegamento diretto tra TSP-1 e iperossia e non è ancora chiaro se i livelli di MMP diminuiscono in condizioni iperossiche.

È necessario applicare una più ampia varietà di diverse condizioni di prova per capire i meccanismi esatti. Anche con questi collegamenti mancanti, l’uso di un’elevata concentrazione di ossigeno per ridurre la visibilità delle rughe si è dimostrato promettente ed efficace in una certa misura poiché questo trattamento è attualmente in uso e sta diventando sempre più diffuso nelle spa e nelle cliniche di dermatologia di tutto il mondo.

Riferimenti

References

  1. Sheridan RL, Shank ES: Hyperbaric oxygen treatment: a brief overview of a controversial topic. J Trauma 1999, 47(2):426–435.
  2. Gill AL, Bell CN: Hyperbaric oxygen: its uses, mechanisms of action and outcomes. QJM 2004, 97(7):385–395.
  3. Edwards ML: Hyperbaric oxygen therapy part 2: application in disease.J Vet Emerg Crit Care 2010, 20(3):289–297.
  4. Grainge C: Breath of life: the evolution of oxygen therapy. J R Soc Med 2004, 97(10):489–493.
  5. Iannitti T, Capone S, Palmieri B: Short review on face rejuvenation procedures: focus on preoperative antiseptic and anesthetic delivery by JetPeel-3 (a high pressure oxygen delivery device). Minerva Chir 2012, 66(3):1–8.
  6. Ogden S, Griffiths TW: A review of minimally invasive cosmetic procedures. Br J Dermatol 2008, 159(5):1036–1050.
  7. Roth V, Herron MS, Bueno RA Jr, Chambers CB, Neumeister MW: Stimulating angiogenesis by hyperbaric oxygen in an isolated tissue construct. Undersea Hyperb Med 2011, 38(6):509–514.
  8. Fuller AM, Giardina C, Hightower LE, Perdrizet GA, Tierney CA:Hyperbaric oxygen preconditioning protects skin from UV-A damage.Cell Stress Chaperones 2013, 18(1):97–107. doi: 10.1007/s12192-012-0362-2.Epub 2012 Aug 3.
  9. Ishii Y, Miyanaga Y, Shimojo H, Ushida T, Tateishi T: Effects of hyperbaric oxygen on procollagen messenger RNA levels and collagen synthesis in the healing of rat tendon laceration. Tissue Eng 1999, 5(3):279–286.
  10. Slominski A, Wortsman J: Neuroendocrinology of the skin. Endocr Rev2002, 23(3):364.
  11. McCullough J, Kelly K: Prevention and treatment of skin aging. Ann N Y Acad Sci 2006, 1067:323–331.
  12. Morita A: Tobacco smoke causes premature skin aging. J Dermatol Sci 2007, 48(3):169–175.
  13. Verdier-Sevrain S, Bonte F, Gilchrest B: Biology of estrogens in skin: implications in skin aging. Exp Dermatol 2006, 15(2):83–94.
  14. Cosgrove M, Franco O, Granger S, Murray P, Mayes A: Dietary nutrient intakes and skin-aging appearance among middle-aged American women. Am J Clin Nutr 2007, 86(4):1225–1231.
  15. Chung JH, Eun HC: Angiogenesis in skin aging and photoaging. J Dermatol 2010, 299(2):694–701.
  16. Gilchrest BA: Skin aging and photoaging: an overview. J Am Acad Dermatol 1989, 21:610–613.
  17. Herrmann G, Wlaschek M, Lange TS, Prenzel K, Goerz G, Scharffetter- Kochanek K: UVA irradiation stimulates the synthesis of various matrix-metalloproteinases (MMP) in cultured human fibroblasts. Exp Dermatol 1993, 2:92–97.
  18. Kiichiro Y, Hajimu O, Detmar M: Targeted overexpression of the angiogenesis inhibitor Thrombospondin-1 in the epidermis of transgenic mice prevents ultraviolet-B-induced angiogenesis and cutaneous photo-damage. J Invest Dermatol 2002, 118:800–805.
  19. Tang K, Breen EC, Wagner H, Brutsaert TD, Gassmann M, Wagner PD: HIF and VEGF relationships in response to hypoxia and sciatic nerve stimulation in rat gastrocnemius. Respir Physiol Neurobiol 2004, 144:71–80.
  20. Detmar M: The role of VEGF and thrombospondins in skin angiogenesis. J Dermatol Sci 2000, 24:S78–S84.
  21. Maxwell PH, Ratcliffe PJ: Oxygen sensors and angiogenesis. Semin Cell Dev Biol 2002, 13:29–37.
  22. Detmar M: Molecular regulation of angiogenesis in the skin. J Invest Dermatol 1996, 106:207–208.
  23. Knighton DR, Hunt TK, Scheuenstuhl H, Halliday BJ, Werb Z, Banda MJ: Oxygen tension regulates the expression of angiogenesis factor by macrophages. Science 1983, 221:1283–1285.
  24. Shweiki D, Itin A, Soffer D, Keshet E: Vascular endothelial growth factor induced by hypoxia may mediate hypoxia-initiated angiogenesis. Nature 1992, 359:843–845.
  25. Chen L, Gajendrareddy PK, DiPietro LA: Differential expression of HIF-1α in skin and mucosal wounds. J Dent Res 2012, 91(9):871–876.
  26. Kawada S, Ohtani M, Ishii N: Increased oxygen tension attenuates acute ultraviolet-B-induced skin angiogenesis and wrinkle formation. Am J Physiol Regul Integr Comp Physio 2010, 299(2):R694–R701.
  27. Birkedal-Hansen H: Proteolytic remodeling of extracellular matrix.Curr Opin Cell Biol 1995, 7:728–735.
  28. Amano S, Ogura Y, Akutsu N, Matsunaga Y, Kadoya K, Adachi E, Nishiyama T: Protective effect of matrix metalloproteinase inhibitors against epidermal basement membrane damage: skin equivalents partially mimic photoageing process. Br J Dermatol 2005, 153(2):37–46.
  29. Fisher GJ, Datta SC, Talwar HS, Wang Z-Q, Varani J, Kang S, Voorhees JJ: Molecular basis of sun-induced premature skin ageing and retinoid antagonism. Nature 1996, 379:335–339.
  30. Inomata S, Matsunaga Y, Amano S, Takada K, Kobayashi K, Tsunenaga M, Nishiyama T, Kohno Y, Fukuda M: Possible involvement of gelatinases in basement membrane damage and wrinkle formation in chronically ultraviolet B-exposed hairless mouse. J Invest Dermatol 2003, 120:128–134.
  31. Stearns ME, Rhim J, Wang M: Interleukin 10 (IL-10) inhibition of primary human prostate cell-induced angiogenesis: IL-10 stimulation of tissue inhibitor of metalloproteinase-1 and inhibition of matrix metalloproteinase (MMP)-2/MMP-9 secretion. Clin Cancer Res 1999, 5:189.
  32. Chintala H, Liu H, Parmar R, Kamalska M, Kim YJ, Lovett D, Grant M, Chaqour B: Connective tissue growth factor regulates retinal neovascularization through p53 protein-dependent transactivation of the matrix metalloproteinase (MMP)-2 gene. J Biol Chem 2012, 287:40570–40585.
  33. Rijken F, Bruijnzeel PLB: The pathogenesis of photoaging: the role of neutrophilis and neutrophil-derived enzymes. J Invest Dermatol Symp Proc 2009, 14:67–72.
  34. Weiss SJ: Tissue destruction by neutrophils. N Engl J Med 1989, 320:365–376.
  35. Gadek JE: Adverse effects of neutrophils on the lung. Am J Med 1992,92:27S–31S.
  36. Golub LM, Sorsa T, Lee HM, Ciancio S, Sorbi D, Ramamurthy NS, Golub LM, Sorsa T, Lee HM, Ciancio S, Sorbi D, Ramamurthy NS, Gruber B, Salo T, Konttinen YT: Doxycycline inhibits neutrophil (PMN)-type matrix metalloproteinases in human adult periodontitis gingiva. J Clin Periodontol 1995, 22:100–109.
  37. Rijken F, Bruijnzeel PL, van Weelden H, Kiekens RC: Responses of black and white skin to solar-simulating radiation: differences in DNA photodamage, infiltrating neutrophils, proteolytic enzymes induced, keratinocyte activation, and IL-10 expression. J Invest Dermatol 2004, 122:1448–1455.
  38. Starcher B, Conrad M: A role for neutrophil elastase in solar elastosis.Ciba Found Symp 1995, 192:338–346.
  39. Travis J: Structure, function, and control of neutrophil proteinases. Am J Med 1988, 84:37–42.
  40. Fisher GJ, Wang ZQ, Datta SC, Varani J, Kang S, Voorhees JJ: Pathophysiology of premature skin aging induced by ultraviolet light. N Engl J Med 1997, 337:1419–1428.
  41. Rijken F, Kiekens RC, van den Worm E, Lee PL, van Weelden H, Bruijnzeel PL: Pathophysiology of photoaging of human skin: focus on neutrophils. Photochem Photobiol Sci 2006, 5:184–189.
  42. Ilumets H, Rytila P, Demedts I, Brusselle GG, Sovijarvi A, Myllarniemi M, Ilumets H, Rytilä P, Demedts I, Brusselle GG, Sovijärvi A, Myllärniemi M, Sorsa T, Kinnula VL: Matrix metalloproteinases -8, -9 and -12 in smokers and patients with stage 0 COPD. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis 2007, 2:369–379.
  43. Rijken F, Kiekens RC, Bruijnzeel PL: Skin-infiltrating neutrophils following exposure to solar-simulated radiation could play an important role in photoageing of human skin. Br J Dermatol 2005, 152:321–328.
  44. Welch HG, Bonde-Petersen F, Graham T, Klausen K, Secher N: Effects of hyperoxia on leg blood flow and metabolism during exercise. J Appl Physiol 1977, 42:385–390.
  45. Kawada S, Ishii N: Suppression of UVB-induced HIF-1α up-regulation by hyperoxia does not prevent wrinkle formation associated with increased MMPs activity in mouse skin. Biomed Res 2011, 32:363–372.
  46. Wight TN, Raugi GJ, Mumby SM, Bornstein P: Light microscopic immunolocation of thrombospondin in human tissues. J Histochem Cytochem 1985, 33:295–302.
  47. Bein K, Simons M: Thrombospondin type 1 repeats interact with matrix metalloproteinase 2. Regulation of metalloproteinase activity. J Biol Chem 2000, 275:32167–32173.
  48. Helmers R, Milstein DM, van Hulst RA, De Lange J: Hyperbaric oxygen therapy accelerates vascularization in keratinized oral mucosal surgical flaps. Head Neck 2013. doi:10.1002/hed.23437. [Epub ahead of print].

More information: Yafit Hachmo et al, Hyperbaric oxygen therapy increases telomere length and decreases immunosenescence in isolated blood cells : a prospective trial, Aging (2020). DOI: 10.18632/aging.202188

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.