Któż z nas choć raz w życiu nie użył kremu z filtrem UV? Wiele osób stosuje go regularnie w nadziei, że uchroni je to przed rakiem skóry. Czy jednak substancje będące blokerami promieni UV są dla naszego zdrowia korzystne? To pytanie stało się podstawą badań mgr Agnieszki Wnuk, doktorantki w zespole dr hab. Małgorzaty Kajty w Zakładzie Neuroendokrynologii Doświadczalnej Instytutu Farmakologii PAN w Krakowie.

Najczęściej używanym filtrem UV jest benzofenon-3 (BP-3). O jego szkodliwych dla organizmu skutkach naukowcy donosili już od jakiegoś czasu, dlatego też Komisja Europejska ograniczyła stosowanie BP-3 z 10% do 6% zawartości w kosmetycznych produktach ochrony przeciwsłonecznej. To jednak nie rozwiązuje problemu, ponieważ BP-3 jest składnikiem wielu kosmetyków: szamponów, płynów do kąpieli, produktów do makijażu. Agnieszka Wnuk, powołując się na znane jej badania, twierdzi, że na BP-3 narażone jest co najmniej 97% społeczeństwa. Co gorsza, z łatwością wnika on do naszego organizmu przez skórę i tylko w niewielkim stopniu zostaje z niego wydalony.

Zważywszy na to, że łatwo akumuluje się w tkance tłuszczowej człowieka, można podejrzewać, że poszczególne dawki BP-3 z kolejnych aplikacji kosmetyków akumulują się i oddziałują bardzo niekorzystnie na organizm. Szczególnie wrażliwy na szkodliwe działanie BP-3 może być mózg, który składa się w co najmniej 60% z tkanki tłuszczowej.

Pojedyncze badania, do których dotarła Agnieszka Wnuk, wskazywały, że BP-3 ma wpływ na zaburzenie czynności endokrynnych, mimo to jednak nasza wiedza na temat negatywnego wpływu tej substancji na układ nerwowy, zwłaszcza we wczesnych etapach rozwoju, jest znikoma. Doktorantka postanowiła to zmienić. Uzyskała grant z NCN na badania „Neurotoksyczne działanie benzofenonu-3: znaczenie receptorów estrogenowych oraz receptora retinoidowego X alfa”.

– Rozpoczynając badania, mogliśmy jedynie przypuszczać, że ze względu na lipofilny (tłuszczolubny) charakter tej substancji będzie ona bez problemu pokonywać kolejne bariery organizmu, począwszy od skóry, na barierach krew – mózg i krew – łożysko kończąc. Dlatego ideą moich badań było poznanie mechanizmów działania BP-3 w embrionalnych komórkach nerwowych mózgu ssaków – mówi.

I embriony, i noworodki

Badania wykazały, że BP-3 łatwo przechodzi przez barierę łożyskową, ponieważ zaobserwowano go w płynie owodniowym, tkance łożyska, krwi pępowinowej i krwi płodowej ludzi, a badania populacyjne z ostatnich lat wykazały silny związek pomiędzy prenatalnym narażeniem na działanie tej substancji a ryzkiem wystąpienia choroby Hirschsprunga, która objawia się deficytem unerwienia jelit u noworodków. Po urodzeniu noworodki nadal są na niego narażone – wykryto go w próbkach kobiecego mleka. Co więcej, bariera krew – mózg również nie wydaje się przeszkodą dla BP-3, ponieważ został on także wykryty w mózgach dorosłych ludzi post mortem. Doświadczenia Agnieszki Wnuk dowiodły, że komórki nerwowe będące na wczesnych etapach rozwoju, co dotyczy głównie embrionów, noworodków i małych dzieci, są bardzo wrażliwe na toksyczne działanie wszechobecnego BP-3. Związek ten, w dawce, jaka odpowiada aplikacji kremu przeciwsłonecznego na całe ciało, powoduje nadmierną i niekontrolowaną śmierć mysich komórek nerwowych w wyniku apoptozy. Fizjologiczna apoptoza – samobójcza śmierć – to proces usuwania nadmiernej liczby komórek, a także tych uszkodzonych i bezużytecznych. Jest to zatem zjawisko naturalne.

– Apoptoza inicjowana przez benzofenon-3 jest wywołana nie tylko poprzez wzrost aktywności enzymów wykonawczych, ale także przez wzrost ekspresji genów odpowiedzialnych za proces śmierci komórki. Istotne jest także inne zjawisko, mianowicie autofagia, czyli samozjadanie – to proces prowadzący do degradacji, zwłaszcza białek i organelli komórkowych. Zaburzenie autofagii jest wiązane z etiologią chorób neurorozwojowych, m.in. autyzmu, jak i chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroby Alzheimera czy Parkinsona. Autofagia może wpływać ochronnie na neurony, poprzez usuwanie toksycznych agregatów białek. Z moich badań wynika, że BP-3 hamuje ekspresję genów zaangażowanych w autofagię. To właśnie w autofagosomach zachodzi proces degradacji wielkocząsteczkowych, niepotrzebnych elementów komórki, a BP-3 spowalnia lub nawet powstrzymuje ten proces. W efekcie, w komórkach nerwowych gromadzą się niepotrzebne składniki, które z czasem mogą się dla nich stać toksyczne.

Bez ochrony

Narażenie organizmu, zwłaszcza na wczesnym etapie rozwoju, na niekorzystne czynniki środowiskowe może być przyczyną wystąpienia chorób o podłożu epigenetycznym, takich jak np. autyzm i schizofrenia.

– Status epigenetyczny zależy od modyfikacji DNA i białek histonowych będących podstawą stabilności materiału genetycznego. Modyfikacje, takie jak metylacja DNA oraz acetylacja białek histonowych, powodują zmiany ekspresji genów, które mogą być dziedziczone. Moje badania dowiodły, że benzofenon-3 zakłóca status epigenetyczny neuronów, czego dowodem jest zahamowanie metylacji DNA, co może prowadzić do nasilenia ekspresji różnych genów. BP-3 zmniejsza również aktywność enzymów, takich jak deacetylaza histonowa (HDAC) czy acetylotransferaza histonowa (HAT), które odpowiadają za regulację aktywności materiału genetycznego. BP-3 powoduje zmiany ekspresji i zaburzenie funkcji wielu receptorów, które uczestniczą w neurorozwoju, oraz w odpowiedzi komórek nerwowych na różnego rodzaju czynniki i bodźce uszkadzające, czego efektem prawdopodobnie jest obserwowana przez nas śmierć komórek nerwowych.

Opalanie bez filtra?

Jest jeszcze inna niepokojąca konstatacja wynikająca z badań Agnieszki Wnuk.

– Stężenia substancji, takich jak benzofenon-3 – mówi badaczka – osiągają często znacznie wyższe wartości u noworodków i dzieci, niż u osób dorosłych ze względu na zdecydowanie niższą aktywność enzymów metabolizujących szkodliwe substancje. Dlatego wynikami moich badań powinny się zainteresować szczególnie kobiety ciężarne oraz rodzice małych dzieci. Ponadto są już badania, z których wynika, że filtry przeciwsłoneczne zapobiegają powstawaniu poparzeń słonecznych, ale najprawdopodobniej nie nowotworów. Agencja rządowa Stanów Zjednoczonych FDA (Food and Drug Administration), dokonując przeglądu najnowszych wyników badań, wydała raport mówiący, że produkty z SPF większym niż 15 nie zmniejszają ryzyka raka skóry ani jej wczesnego starzenia się.

Dociekania dotyczące nieznanych mechanizmów negatywnego wpływu tej substancji dla naszego zdrowia to był początek drogi. Wyniki opisane w licznych publikacjach naukowych w renomowanych czasopismach spowodowały, że doktorantka otrzymała w tym roku prestiżowe stypendium START Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.

– Mój najbliższy przystanek to obrona pracy doktorskiej, a po niej kontynuowanie badań nad niekorzystnym działaniem benzofenonu-3. Wyróżnienie w postaci stypendium START utwierdza mnie w przekonaniu, że moja praca jest ważna, skoro została doceniona przez ekspertów, a to ogromnie motywuje.

Dzięki stypendium START Agnieszka Wnuk otrzymała także Stypendium Wyjazdowe i w przyszłym roku rozpocznie staż w Instytucie Neuroanatomii RWTH w Akwizgranie.