Dokument: Blue light (λ= 453 nm) nitric oxide dependently induces β-endorphin production of human skin keratinocytes in-vitro and increases systemic β-endorphin levels in humans in-vivo

Titel:	Blue light (λ= 453 nm) nitric oxide dependently induces β-endorphin production of human skin keratinocytes in-vitro and increases systemic β-endorphin levels in humans in-vivo
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=54807
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20201124-110857-1
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Albers, Isabel [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 9,03 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 18.11.2020 / geändert 18.11.2020
Beitragende:	Prof. Dr. Suschek, Christoph V. [Gutachter] PD Dr. Mahotka, Csaba [Gutachter]
Stichwörter:	Beta-Endorphin; Blaues Licht; Keratinozyten; POMC; Stickstoffmonoxid
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Das Hormon ß-Endorphin ist ein endogenes Opioid, das in analgetische Wirkmechanismen, Belohnungsprozesse, Verhaltensmuster, immunregulierende Mechanismen und Prozesse der Stressbewältigung involviert ist. β-Endorphin wird in Nervenzellen des peripheren und zentralen Nervensystems sowie in peripheren Geweben produziert. Besondere Bedeutung kommt hier der Haut zu, in der ein großer Teil des neuroendokrinen Systems aus Keratinozyten besteht. Die Produktion von ß-Endorphin in der Haut wird durch ultraviolette Strahlung induziert. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von sichtbarem blauen Licht (λ= 453 nm) auf die Produktion von ß-Endorphin in humanen Keratinozytenkulturen in-vitro untersucht. Es wurde erstmals gezeigt, dass blaues Licht die Produktion von β-Endorphin in humanen Keratinozyten in-vitro signifikant induziert. Interessanterweise wurde neben der erhöhten Sekretion von β-Endorphin auch eine signifikant gesteigerte Freisetzung von nicht-enzymatisch erzeugtem Stickstoffmonoxid (NO) detektiert. Im Rahmen einer in-vivo Studie, die ebenfalls Teil der veröffentlichten Publikation ist, wurde gezeigt, dass blaues Licht auch einen Einfluss auf die systemische Freisetzung von ß-Endorphin bei ganzkörperexponierten Personen in-vivo hat. Blaues Licht führte zu einer signifikanten Steigerung der systemischen ß-Endorphin-Spiegel der Probanden in-vivo. Parallel dazu konnte bei den Probanden auch eine erhöhte systemische Konzentration bio-aktiver Stickstoffmonoxid-Derivate detektiert werden. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Stickstoffmonoxid (NO) eine zentrale Rolle im molekularen Wirkmechanismus der durch blaues Licht induzierten Freisetzung von ß-Endorphin spielt. In weiteren Versuchen induzierte exogen appliziertes Stickstoffmonoxid die β-Endorphin-Produktion in humanen Keratinozytenkulturen in-vitro signifikant. Die Erkenntnis, dass blaues Licht die ß-Endorphin-Konzentration in-vivo und in-vitro steigert, kann plausibel durch die Abfolge folgender Ereignisse erklärt werden: 1.) Die nicht-enzymatische Bildung von NO im exponierten Hautgewebe wird durch blaues Licht induziert. 2.) Kutan produziertes Stickstoffmonoxid wird systemisch verteilt. 3.) Dies führt nachfolgend zu einer NO-abhängigen Induktion der β-Endorphin-Synthese in epidermalen Keratinozyten und 4.) wahrscheinlich führt dies ebenfalls zu einer NO-abhängigen Modulation der β-Endorphin-Synthese in spezialisierten Neuronen des zentralen und peripheren Nervensystems. β-Endorphin is an endogenous opioid neuropeptide and hormone that exerts a broad spectrum of physiological activity on mood, immune functions, pain management, reward effects and behavioral stability. β-Endorphin is produced in certain neurons within the central and peripheral nervous system but also in the skin. The production of ß-endorphin in the skin is stimulated in particular by ultraviolet radiation. In the present work the impact of visible blue light at a wavelength of 453nm on β-endorphin production of primary human skin keratinocytes in-vitro has been investigated. It was found that blue light irradiation significantly enhanced keratinocytic β-endorphin production of human skin keratinocyte cultures in-vitro. Interestingly, in human skin keratinocyte cultures elevated β-endorphin formation was paralleled by significantly increased levels of non-enzymatically generated nitric oxide (NO). The published paper also includes work on systemic β-endorphin formation of whole-body exposed subjects in-vivo. It was shown that blue light also enhanced systemic β-endorphin concentrations in light exposed healthy subjects. Furthermore elevated systemic β-endorphin values of blue light-exposed subjects were accompanied by enhanced systemic concentrations of bioactive NO derivatives. These findings point to a pivotal role of nitric oxide in the molecular mechanism of the observed blue light-induced effects, and indeed, exogenously applied NO was able to significantly enhance β-endorphin production in human skin keratinocyte cultures. Thus, our finding of blue light-induced increases in β-endorphin concentration in-vitro and in-vivo can be plausibly explained by an event sequence comprising 1.) blue light-driven non-enzymatic formation of nitric oxide in the exposed skin tissue, 2.) systemic distribution of cutaneous produced nitric oxide, 3.) a subsequent NO-dependent induction of β-endorphin synthesis in epidermal keratinocytes and 4.) probably also an NO-dependent modulation of β-endorphin synthesis in specialized neurons within the central and peripheral nervous system.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	24.11.2020
Dateien geändert am:	24.11.2020
Promotionsantrag am:	15.06.2020
Datum der Promotion:	29.10.2020