Researching the mechanism of two-component skin erythema, induced by UVB - radiation, to develop erythemal diagnostic (стр. 4 )

рис. 4. Дозовая зависимость апоптоза из рис. 1 с учетом данных из рис.3 позволяет представить апоптоз как сумму "чистого, pure" и "провоспалительного,  proinflammatory" апоптоза (в соответствии с экспериментальными данными Caricchio R., 2003 г.[13] и др.) Отмечено значение максимальной Не Воспалительной Дозы  (Not Inflammatory Dose - NID) для "быстрой" эритемы  (аналог NED для задержанной эритемы).

Fig. 4. The dose dependence of apoptosis in Fig. 1 based on the data of Fig. 3 allows us to make presentation of apoptosis as a sum of «pure» and «proinflammatory» apoptosis (in accordance with experimental data Caricchio R., 2003 [13], etc.). Noting the importance of the maximum non-inflammatory doses (Not Inflammatory Dose - NID) for « fast» erythema (similar to NED for delayed erythema). 

По предположению, доза УФ-В излучения, способная вызвать провоспалительный апоптоз КЦ кожи (пунктирная линия), индуцирует ранний компонент УФ‑В эритемы (который можно наблюдать в диапазоне 3 - 8 часов после облучения). То есть максимальная НеВоспалительная Доза (NID) соответствует пороговой дозе для "быстрой" УФВ эритемы. Следует упомянуть, что пороговая эритемогенная доза для задержанной компоненты УФ эритемы определяется процессами, связанными с некрозом КЦ. Задержанная эритема с ростом дозы замещает быструю, проявляется и регистрируется в более поздние сроки при дозах УФИ, больших NED (рис.1).

By assumption, the dose of UVB radiation that might cause proinflammatory apoptosis skin KC (dotted line), induces an early component of UVB Erythema (which manifests itself in the range of 3 - 8 hours after exposure). Inflammatory dose (NID) corresponds to the threshold dose for  ”fast” component UVB erythema. It is worth mentioning that the erythemal threshold dose for delayed UVB erythema is determined by processes associated with necrosis KC. ). With increasing dose, the delayed erythema replaces fast erythema, and we can see the kinetics of UVB Erythema with two maximums only at doses less than 3 NED.

Механизм парадоксального действия антиоксидантов на ранние стадии развития УФ-В эритемы можно объяснить особенностями "немонотонной" дозовой зависимости апоптоза. Применение антиоксидантов при дозах больших 300 Дж/м2 (также как и уменьшение дозы УФИ) приводит к возрастанию доли клеток, элиминируемых механизмом апоптоза (в том числе и провоспалительного). Следовательно, для быстрой компоненты УФВ эритемы (которая появляется через 3 – 8 часов после облучения) уменьшение дозы УФИ или кожная аппликация антиоксидантов при дозах УФИ, больших 300 Дж/м2, может привести к усилению быстрой эритемы, регистрируемой на срок до 8 часов (парадоксальное действие АО). При дозах УФИ, меньших 250 Дж/м2, действие антиоксидантов приводит к ослаблению быстрой УФ эритемы (увеличение НЭД).

The mechanism of the paradoxical actions of antioxidants on the early stage of development in UV Erythema can be explained by peculiarities of the "nonmonotonic" dose dependence of apoptosis. Application of antioxidants at doses more then 300 j/m2 (as well as reducing the dose UVB) leading to an increased proportion of cells eliminated by apoptosis mechanism (including  proinflammatory). Therefore, for fast components UVB erythema (which appears through the 3 - 8 h. after radiation)  reduction dose UVB or dermal application of antioxidants can lead to an increase in fast erythema, registered for a period of up to 8 h (paradoxical effect of AO), but only for doses of UVB, then big 300 j/m2. At doses of UVB the smaller 250 j/m2 antioxidant action leads to weakening of fast component UV erythema (increase NED).

Предполагается, что антиоксиданты снижают лучевое поражение и клетка (так же как и при уменьшении дозы УФИ) становится способной элиминировать себя механизмом апоптоза, а не разрушаться посредством некроза, что способствует усилению быстрой эритемы за счет возрастания клеток, устраняемых механизмом провоспалительного апоптоза. Задержанная эритема действием антиоксидантов может быть только уменьшена. 

It is assumed that antioxidants reduce the radiation injury (as well as UVB dose reduction )  and cell becomes able to eliminate itself by apoptosis mechanism, not to break through necrosis, which contributes to the increase ofr fast erythema due to cells that are eliminated by the mechanism of proinflammatory apoptosis. Delayed erythema by action of antioxidants can only be reduced.

Подтверждением предположения, что "парадоксальное" действие антиоксидантов на УФ-В эритему является результатом "немонотонной" дозовой зависимости "провоспалительного" апоптоза, является исследование действия биофлаваноида силибинин (обладающего антиоксидантной активностью) на УФ-В индуцированный апоптоз КЦ [14]. При дозах УФ-В 150 Дж/м2 препарат (при применении как до, так и сразу после облучения) значительно снижал апоптоз, заметно снижал апоптоз при дозе до 300 Дж/м2, а при дозе 600 Дж/м2 способствовал его возрастанию. В настоящее время проведено большое количество исследований [15,16], подтверждающих "двойной эффект" действия силибинина на апоптоз КЦ и на фотоэритему.

Confirmation of the assumption that "paradoxical" effect of antioxidants on the UVB erythema is the result of "nonmonotonic" dose dependence of UVB induced apoptosis, is a study of the effect of bioflavonoid silibinin (having antioxidant activity) on the UVB-induced apoptosis of KC. Silibinin strongly prevented lower doses (150 J/m2) of UVB-induced apoptosis in HaCaT cells, the protective effects of silibinin  were lost at 300 J/m2,  and higher dose of UVB (1200 J/m2) instead lead an increase of apoptosis [14].  Currently we conducted a large number of studies [15,16], confirming the "double effect" action of silibinin on apoptosis of KC.

Как сказано выше, быструю УФВ эритему (как индикатор активности апоптоза) можно использовать для измерения параметров УФ - индуцированного апоптоза. Простой способ оценки активности апоптоза КЦ кожи (не требующий регистрации быстрой эритемы) может быть основан также и на том, что активность системы апоптоза уменьшает долю клеток разрушаемых посредством некроза, но только для доз не превышающих 4 НЭД. (как видно из графика рис.1)

As stated above, a fast UVB erythema (like indicator of apoptosis activity) can be used for measurement parameters of UVB - induced apoptosis. A simple way to assess the activity of apoptosis KC (without registration fast erythema) can be based also on the fact that the apoptosis can  reduces the number of cells destroyed by necrosis, but only for dose not more, than 4 NED (as can be seen from the diagram, fig. 1).

Следовательно, высокая активность апоптоза приводит к увеличению НЭД, но не повлияет на степень покраснения для высоких доз УФИ, то есть высокая активность апоптоза приведет к увеличению угла наклона дозовой зависимости (и наоборот). Если на значение НЭД может  влиять множество факторов, то какой-либо другой причины изменения наклона дозовой зависимости при неизменном режиме УФ облучения, вероятно, не существует.

Therefore, high activity of apoptosis leads to an increase in NED, but will not affect the degree of redness for high doses of UVB, i. e. high apoptosis activity will lead to an increase in angle of erythema dose dependence (and vice versa). If the value of the NED may influence many factors, then any other reason to change slope UVB radiation probably does not exist.

УФ облучение маленького (около 1 см2) участка кожи может быть использовано в качестве тестирующего воздействия для реализации метода "динамической эритемодиагностики". УФ индуцированная эритема кожи позволяет визуально или с помощью простых приборов (например, обработка цифровых снимков эритемы в фоторедакторе) наблюдать и регистрировать параметры процесса воспаления. УФ воспаление может быть строго дозированным, так как является стерильным и поэтому не требует уничтожения агента, вызвавшего воспаление.

UV irradiation of small (about 1 cm2) of skin area may be used as a test of the impact of implementing the method Dynamic Erythemal Diagnostic. UVB induced Erythema of the skin allows you to visually or using simple devices (to calculate digital images photo erythema in photo redactor) observe and record the process parameters of inflammation. UV inflammation may be strictly metered, as is sterile and therefore does not require the destruction of the agent that caused the inflammation.

Разработанный способ диагностики позволяет по кинетике изменения параметров покраснения оценить состояние практически всех систем организма, принимающих участие в устранении УФВ индуцированных повреждений. Тестирующее УФ и медикаментозное воздействие является неивазивным, физиологическим и однозначно определяется дозой, интенсивностью и спектром УФ воздействия. Эритема зависит от состояния обследуемого и может быть модифицирована местным или системным фармакологическим воздействием с целью диагностики важнейших организменных систем. Разработанный способ диагностики позволяет по кинетике изменения параметров покраснения оценить состояние большинства систем организма, принимающих участие в устранении УФ индуцированных повреждений, в том числе и системы апоптоза.

The developed method of diagnosis allows

the kinetics of changes in redness parameters

to assess the state of practically all body systems involved in the removal of UV-induced damage. The test UV exposure is a noninvasive, physiological and uniquely determined by the dose, intensity and spectrum of UV exposure. Erythema depends on the condition of the patient and may be modified by local or systemic pharmacological action of the most important diagnostic purposes organismic systems. The developed diagnostic method allows the kinetics of changes in redness parameters to evaluate the condition of most body systems involved in the removal of UV-induced damage, including apoptosis system.

UV irradiation is small (about 1 cm2) of skin area may be used as a test of the impact of implementing the method "dynamic иritemodiagnostiki". UV induced Erythema of the skin allows you to visually or using simple devices (e. g., digital images photo erythema) observe and record the process parameters of inflammation. UV inflammation may be strictly metered, as is sterile and therefore does not require the destruction of the agent that caused the inflammation. The developed method of diagnosis allows you to change the parameters of kinetics of redness to assess the condition of virtually all body systems involved in the removal of UV-induced damage. Testing the UV exposure is neivazivnym, physiological, and uniquely identified by dose, intensity and spectrum of UV exposure. Erythema depends on the State of the subject and can be modified by local or systemic pharmacological effects, with a view to the diagnosis of essential organizmennyh systems. The developed method of diagnosis allows you to change the parameters of kinetics of redness to assess the condition of most body systems involved in removing UV induced damage, including apoptosis system.

Существует простой метод (модификации дозного поля) [1, 19], позволяющий продемонстрировать быструю и задержанную эритемы, облучая кожу УФВ излучением используя среднюю дозу около НЭД. Облучение проводится через непрозрачный фильтр со множеством равномерно расположенных мелких отверстий и светопропусканием 10 – 20 процентов, который для генерации задержанной эритемы прижимался вплотную к коже, а для получения задержанной эритемы экран располагался в нескольких миллиметрах от кожи и играл роль нейтрального светофильтра. В последнем случае при облучении в дозе около НЭД через 3 – 6 часов после УФВ облучения возникала быстрая эритема, которая через сутки полностью или в основном исчезала. Если же сетчатый экран прилегал к коже вплотную, облучались только участки в области отверстия в экране, и доза облучения микроучастка возрастала в 10 - 5 раз (в зависимости от светопропускания экрана). Это изменяло кинетику эритемы – в интервале времени 3 -6 часов эритема (от средней дозы около НЭД) отсутствовала и через сутки после УФВ облучения покраснение соответствовало эритеме от дозы в 2 - 4 НЭД. Так как полезный эффект УФВ облучения обычно связан с "задержанной" эритемой, сетчатое облучение может, снижая лучевую нагрузку, повысить эффективность лечебных процедур, и будет использовано для диагностических целей как безопасный метод моделирования облучения в большой дозе.

There is a simple method (modification of dose field) [1, 19], can demonstrate the rapid and delayed erythema, skin irradiating UVB radiation using an average dose of about NED. Irradiation is carried out through an opaque filter with a plurality of evenly spaced small holes and a light transmission of 10 - 20 percent of which is to generate a delayed erythema pressed against the skin, and to obtain a delayed erythema screen located a few millimeters away from the skin and played the role of a neutral filter. In the latter case, the irradiation dose of about NED 3 - 6 hours after UVB irradiation fast erythema occurred that night by completely or mostly disappeared. If the mesh screen rests close to the skin, only the irradiated portions into the holes in the screen, and the irradiation dose increased microregion 10 - 5 times (depending on the transmittance of the screen). This changed kinetics erythema - in the time interval 3 -6 hours erythema (average dose of about NED) and missing a day after UVB irradiation redness of erythema dose corresponds to 2 - 4 NED. Since the useful effect of UVB radiation is usually associated with "delayed" erythema, net exposure may reduce radiation exposure, increase the effectiveness of medical procedures, and will be used for diagnostic purposes as a safe exposure modeling method in a large dose.

There is a simple method (dose modification) [1, 19], can demonstrate quick and delayed Erythema, irradiating the skin UVB radiation using high dose about NED. Irradiation is carried out through an opaque filter with multiple evenly spaced small holes and optical transmission 10-20 per cent, which for the generation of delayed fits snug against the skin Erythema, Erythema, and arrested a few millimetres was screen from skin and played the role of a neutral colour. In the latter case, when an irradiation dose of about NED through 3-6:00 after UVB exposure occurred via Erythema, fast day fully or largely disappeared. If the mesh screen rests against the skin, obluиalis′ only sites in the area of the holes in the screen and mikrouиastka dose increased to 10-5 times (depending on the light screen). This has changed the kinetics of erythema-in time interval -6 3 hours Erythema (medium dose about NED) was absent, and a day after UVB irradiation redness of erythema dose consistent with 2-4 NED. Since the usefulness of UVB irradiation is usually associated with the "delayed" Erythema, the net exposure may beam reducing the workload, increase the effectiveness of medical procedures, and will be used for diagnostic purposes as a safe method for simulation of irradiation in a large dose.

‘’