Effects of Narrow-band Ultraviolet B Radiation on Formation of Neuroendocrine Mediators in the Skin and on Mood, and Findings on Tanning Dependence and Winter Blues among Sunbathers
Toledo, Anna (2021)
Toledo, Anna
Tampere University
2021
Lääketieteen ja biotieteiden tohtoriohjelma - Doctoral Programme in Medicine and Life Sciences
Lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunta - Faculty of Medicine and Health Technology
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Väitöspäivä
2021-08-27
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-2041-6
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-2041-6
Tiivistelmä
Ultraviolettisäteily (UV-säteily) vaikuttaa ihoon monin tavoin, kuten vaurioittamalla DNA:ta, vaimentamalla immuunivastetta sekä aiheuttamalla ihosyöpiä. UV-säteilyn tärkeä myönteinen vaikutus on D-vitamiinin muodostuminen ihossa jo vähäisessä UV-altistuksessa. Ihossa toimii paikallinen keskushermoston hypotalamus- aivolisäke-lisämunuais (HPA) -akselia vastaava mekanismi. Iho kykenee tuottamaan monia neuroendokriinisiä välittäjäaineita mukaan lukien β-endorfiinia (β-END), jonka on ajateltu voivan aiheuttaa rusketusriippuvuutta. Näkyvän valon on havaittu hoitavan tehokkaasti kaamosmasennuksen (seasonal affective disorder, SAD) oireita. Kaamosoireilun ja rusketusriippuvuuden välillä on puolestaan ehdotettu olevan yhteys. Sisäinen kello ohjaa monia elimistön toimintoja, kuten psykologisia ja käyttäytymiseen liittyviä rytmejä sekä hormonien eritystä ja solujen toimintaa. Iltavirkut ovat muita alttiimpia psyykkisille oireille, kuten unettomuudelle ja masennukselle. UV-säteily voi aikaansaada hermostollisten ja kudosnesteen mukana kulkevien tekijöiden ketjureaktion, mikä voi johtaa UV-säteilyn mielialaa parantavaan vaikutukseen. Väitösosatyössä I selvitettiin terveiden vapaaehtoisten ihossa mahdollisesti auringonottoriippuvuutta aiheuttavien biokemiallisten vaikuttaja-aineiden muutoksia immunohistokemiallisissa värjäyksissä ihon pintakerroksessa (orvaskedessä) UV-säteilytyksen jälkeen. Osatyössä II selvitimme, voidaanko eteläsuomalaisilla auringonottajilla havaita yhteyttä rusketusriippuvuuden ja kaamosoireiden välillä. Osatyössä III selvitimme, vaikuttaako kapeakaistainen UVB (NB-UVB)-säteily tutkittavien mielialaan eri tavoin kronotyypin mukaan ja onko mielialan muutoksen ja verenkierrosta mitattujen välittäjäaineiden pitoisuuksien välillä yhteyttä.
Ensimmäisessä väitöskirjan osatyössä (I) terveet vapaaehtoiset (n=12) saivat NB-UVB-säteilyä koko vartalolle. Seitsemän vapaaehtoista sai yhden standardieryteemayksikön (SED) suuruisen valoannoksen ensimmäisenä päivänä ja viisi vapaaehtoista kolmen SED:n (1 SED + 2 SED) suuruisen kumulatiivisen valoannoksen kahtena peräkkäisenä päivänä. Ihobiopsiat otettiin 24 tuntia NB-UVB-valotuksen jälkeen. Immunohistokemiallisissa värjäyksissä 11/12 näytteestä havaittiin ihon orvaskedessä β-END:n muodostumista ja kaikissa odotetusti p53-proteiinia. NB-UVB-valotuksen aikaansaamat pro-opiomelanokortiinin (POMC) ja α-melanosyyttiä stimuloivan hormonin (α-MSH) muodostuminen oli havaittavissa vain yksittäisissä näytteissä. Keskeinen uusi löydös oli, että ihmisilläkin kapeakaistainen UVB-säteily in vivo johtaa β-END:n muodostumiseen ihon pintakerroksen keratinosyyteissä. Vastaava on aiemmin osoitettu hiirillä ja soluviljelmissä. β-END:n muodostus ihossa saattaa liittyä rusketusriippuvuuteen.
Toisessa väitöskirjan osatyössä (II) suomalaisten auringonottajien rusketusriippuvuuden ja kaamosoireiden yleisyyttä tutkittiin rusketusriippuvuuden seulontaan suunnatulla kyselyllä (Structured Interview for Tanning Abuse and Dependence questionnaire, SITAD) ja kaamosmasennuksen seulontaan tarkoitetulla kyselyllä (Seasonal Pattern Assessment Questionnaire, SPAQ). Kyselyyn vastasi 229 auringonottajaa, joista 18 (7,9 %) luokiteltiin rusketusriippuvaisiksi ja 59 (25,8 %) rusketuksen väärinkäyttäjiksi. Lisäksi vastaajista 60 (26,2 %) kertoi kärsivänsä kaamosoireista siinä määrin, että ne vastasivat kaamosmasennusta lievempää oireyhtymää (subsyndromal seasonal affective disorder, S-SAD). Vastaajista 37 (16,2 %) kertoi kärsivänsä kaamosoireista siinä määrin, että ne vastasivat vakavuudeltaan kaamosmasennusta. Tulosten mukaan rusketusriippuvuus tai ihon ruskettamisen ”väärinkäyttö” sekä SAD tai S-SAD olivat molemmat yleisiä eteläsuomalaisten auringonottajien otoksessa, mutta rusketushakuisuuden ja kaamosoireilun välillä ei kohortissa havaittu tilastollista yhteyttä vaan ne tulkittiin toisistaan erillisiksi ilmiöiksi.
Kolmannessa väitöskirjan osatyössä (III) terveet vapaaehtoiset saivat neljänä peräkkäisenä päivänä NB- UVB-valotuksen koko keholleen. Vapaaehtoisista kuusi sai 8 SED:n kumulatiivisen UVB-annoksen ja viisi 7 SED:n annoksen. Tutkittavien mielialaa arvioitiin tutkittavan 100 mm:n pituisille janoille merkityn mielialaa osoittavan arvion mukaan (Visual Analogue Scales, VAS). VAS:n mukaan tutkittavien mieliala parani tilastollisesti merkitsevästi viiden tutkimuspäivän aikana (p = 0.038). Mieliala parani enemmän iltavirkuilla. Kronotyyppi määritettiin erillisellä kronotyypin seulontaan käytetyllä kyselyllä (Morningness-Eveningness Questionnaire, MEQ). Mieliala parani tilastollisesti merkitseväsi hyvinvointia mittaavassa VAS-osiossa (p = 0.021). Tutkimuksen alussa ennen valotuksia mieliala korreloi seerumin kalsidioli[25(OH)D]-pitoisuuden kanssa (r = −0,54, 95 % CI: −0,86 to −0,09) ja seerumin kortisolipitoisuuden kanssa (r = −0,57, 95 % CI: −0,87 to −0,04). NB-UVB-valotus nosti seerumin 25(OH)D-pitoisuutta kaikilla tutkittavilla tilastollisesti merkitsevästi lähtötasosta 75,5 ± 28,0 nmol/L tasolle 83,7 ± 27,0 nmol/L, jolloin yksilöllinen muutos oli keskimäärin 8,3 nmol/L (p < 0,001). Lisäksi seerumin interleukiini-6:n (IL-6) pitoisuus laski tilastollisesti merkitsevästi −0,35 pg/mL yksikön verran lähtötasosta 1,12 ± 0,66 pg/mL tasolle 0,76 ± 0,19 pg/mL (p = 0,025). Seerumin β-END- ja kortisolipitoisuudet eivät nousseet tai laskeneet tilastollisesti merkitsevästi. Neljän NB-UVB-valotuksen vaikutus tutkittavien mielialaan, seerumin 25(OH)D- ja IL-6-pitoisuuksiin havaittiin merkittäväksi, ja lisäksi totesimme mielialan parantuneen enemmän iltavirkuilla kuin aamuvirkuilla.
Yhteenvetona, NB-UVB-valotus lisäsi β-END:n määrää terveiden vapaaehtoisten ihon pintakerroksen keratinosyyteissä ihonäytteiden immunohistokemiallisten värjäysten perusteella arvioituna. Valotus nosti merkitsevästi samojen tutkittavien seerumin 25(OH)D-pitoisuutta ja laski merkitsevästi seerumin IL-6-pitoisuuksia. Lisäksi tutkittavien mieliala parani tutkimuksen aikana ja muutos oli suurempi iltavirkuilla kuin aamuvirkuilla. UV-säteilyyn liittyvä rusketusriippuvuus ja kaamosoireilu näyttivät olevan yleisiä kohortin eteläsuomalaisilla auringonottajilla. Rusketusriippuvuusoireiden ja kaamosoireiden välillä ei havaittu yhteyttä.
Ensimmäisessä väitöskirjan osatyössä (I) terveet vapaaehtoiset (n=12) saivat NB-UVB-säteilyä koko vartalolle. Seitsemän vapaaehtoista sai yhden standardieryteemayksikön (SED) suuruisen valoannoksen ensimmäisenä päivänä ja viisi vapaaehtoista kolmen SED:n (1 SED + 2 SED) suuruisen kumulatiivisen valoannoksen kahtena peräkkäisenä päivänä. Ihobiopsiat otettiin 24 tuntia NB-UVB-valotuksen jälkeen. Immunohistokemiallisissa värjäyksissä 11/12 näytteestä havaittiin ihon orvaskedessä β-END:n muodostumista ja kaikissa odotetusti p53-proteiinia. NB-UVB-valotuksen aikaansaamat pro-opiomelanokortiinin (POMC) ja α-melanosyyttiä stimuloivan hormonin (α-MSH) muodostuminen oli havaittavissa vain yksittäisissä näytteissä. Keskeinen uusi löydös oli, että ihmisilläkin kapeakaistainen UVB-säteily in vivo johtaa β-END:n muodostumiseen ihon pintakerroksen keratinosyyteissä. Vastaava on aiemmin osoitettu hiirillä ja soluviljelmissä. β-END:n muodostus ihossa saattaa liittyä rusketusriippuvuuteen.
Toisessa väitöskirjan osatyössä (II) suomalaisten auringonottajien rusketusriippuvuuden ja kaamosoireiden yleisyyttä tutkittiin rusketusriippuvuuden seulontaan suunnatulla kyselyllä (Structured Interview for Tanning Abuse and Dependence questionnaire, SITAD) ja kaamosmasennuksen seulontaan tarkoitetulla kyselyllä (Seasonal Pattern Assessment Questionnaire, SPAQ). Kyselyyn vastasi 229 auringonottajaa, joista 18 (7,9 %) luokiteltiin rusketusriippuvaisiksi ja 59 (25,8 %) rusketuksen väärinkäyttäjiksi. Lisäksi vastaajista 60 (26,2 %) kertoi kärsivänsä kaamosoireista siinä määrin, että ne vastasivat kaamosmasennusta lievempää oireyhtymää (subsyndromal seasonal affective disorder, S-SAD). Vastaajista 37 (16,2 %) kertoi kärsivänsä kaamosoireista siinä määrin, että ne vastasivat vakavuudeltaan kaamosmasennusta. Tulosten mukaan rusketusriippuvuus tai ihon ruskettamisen ”väärinkäyttö” sekä SAD tai S-SAD olivat molemmat yleisiä eteläsuomalaisten auringonottajien otoksessa, mutta rusketushakuisuuden ja kaamosoireilun välillä ei kohortissa havaittu tilastollista yhteyttä vaan ne tulkittiin toisistaan erillisiksi ilmiöiksi.
Kolmannessa väitöskirjan osatyössä (III) terveet vapaaehtoiset saivat neljänä peräkkäisenä päivänä NB- UVB-valotuksen koko keholleen. Vapaaehtoisista kuusi sai 8 SED:n kumulatiivisen UVB-annoksen ja viisi 7 SED:n annoksen. Tutkittavien mielialaa arvioitiin tutkittavan 100 mm:n pituisille janoille merkityn mielialaa osoittavan arvion mukaan (Visual Analogue Scales, VAS). VAS:n mukaan tutkittavien mieliala parani tilastollisesti merkitsevästi viiden tutkimuspäivän aikana (p = 0.038). Mieliala parani enemmän iltavirkuilla. Kronotyyppi määritettiin erillisellä kronotyypin seulontaan käytetyllä kyselyllä (Morningness-Eveningness Questionnaire, MEQ). Mieliala parani tilastollisesti merkitseväsi hyvinvointia mittaavassa VAS-osiossa (p = 0.021). Tutkimuksen alussa ennen valotuksia mieliala korreloi seerumin kalsidioli[25(OH)D]-pitoisuuden kanssa (r = −0,54, 95 % CI: −0,86 to −0,09) ja seerumin kortisolipitoisuuden kanssa (r = −0,57, 95 % CI: −0,87 to −0,04). NB-UVB-valotus nosti seerumin 25(OH)D-pitoisuutta kaikilla tutkittavilla tilastollisesti merkitsevästi lähtötasosta 75,5 ± 28,0 nmol/L tasolle 83,7 ± 27,0 nmol/L, jolloin yksilöllinen muutos oli keskimäärin 8,3 nmol/L (p < 0,001). Lisäksi seerumin interleukiini-6:n (IL-6) pitoisuus laski tilastollisesti merkitsevästi −0,35 pg/mL yksikön verran lähtötasosta 1,12 ± 0,66 pg/mL tasolle 0,76 ± 0,19 pg/mL (p = 0,025). Seerumin β-END- ja kortisolipitoisuudet eivät nousseet tai laskeneet tilastollisesti merkitsevästi. Neljän NB-UVB-valotuksen vaikutus tutkittavien mielialaan, seerumin 25(OH)D- ja IL-6-pitoisuuksiin havaittiin merkittäväksi, ja lisäksi totesimme mielialan parantuneen enemmän iltavirkuilla kuin aamuvirkuilla.
Yhteenvetona, NB-UVB-valotus lisäsi β-END:n määrää terveiden vapaaehtoisten ihon pintakerroksen keratinosyyteissä ihonäytteiden immunohistokemiallisten värjäysten perusteella arvioituna. Valotus nosti merkitsevästi samojen tutkittavien seerumin 25(OH)D-pitoisuutta ja laski merkitsevästi seerumin IL-6-pitoisuuksia. Lisäksi tutkittavien mieliala parani tutkimuksen aikana ja muutos oli suurempi iltavirkuilla kuin aamuvirkuilla. UV-säteilyyn liittyvä rusketusriippuvuus ja kaamosoireilu näyttivät olevan yleisiä kohortin eteläsuomalaisilla auringonottajilla. Rusketusriippuvuusoireiden ja kaamosoireiden välillä ei havaittu yhteyttä.
Kokoelmat
- Väitöskirjat [4893]