Znany od tysięcy lat korzystny efekt działania promieniowania ultrafioletowego (UV) na wybrane choroby dermatologiczne zaowocował wprowadzeniem w 1923 r. lamp kwarcowych, a następnie lampy fluorescencyjnej oraz wysokociśnieniowych lamp rtęciowych z dodatkiem halogenowych połączeń metali jako sztucznych źródeł promieniowania ultrafioletowego [1]. Aktualnie dostępne są lampy emitujące wybrane części spektrum UV, w zależności od dodatków metali.
Coraz liczniejsze badania i obserwacje kliniczne pozwoliły na wprowadzenie do lecznictwa dermatologicznego urządzeń emitujących następujące zakresy długości fal:
• szerokopasmowy UVB (280–320 nm) (broad band UVB – BB-UVB),
• selektywna fototerapia UVB z kilkoma szczytami natężenia (305 nm i 325 nm) (SUP),
• wąskopasmowy UVB (311 nm) (narrow band UVB – NB--UVB),
• UVA (320–400 nm) w połączeniu z psoralenem (5-metoksypsoralenem lub 8-metoksypsoralenem) podawanym doustnie lub zewnętrznie jako roztwór do kąpieli (psoralen ultra-violet A – PUVA),
• UVA1 (340–400 nm) [1, 2].
Efekty terapeutyczne zależą m.in. od emitowanych długości fali. Głębokość penetracji w skórze wzrasta z długością promieniowania [2]. Do warstw siateczkowej i brodawkowatej skóry właściwej przenika ponad 50% UVA, natomiast promieniowanie UVB jest w 90% zatrzymywane przez warstwę rogową naskórka [3, 4].
Pomimo że korzystny wpływ UV na skórę znany jest w wielu dermatozach, mechanizm działania UV jest złożony i nadal nie do końca poznany. Coraz więcej wyników obserwacji podkreśla jego działanie immunosupresyjne; wiele dermatoz reaguje na działanie promieniami UV równie dobrze jak na miejscowe czy ogólne leczenie immunosupresyjne [5].
Wprowadzenie pod koniec lat 80. wąskopasmowego promieniowania UV (NB-UVB 311 nm) stworzyło nowe możliwości w lecznictwie dermatologicznym. Wraz ze zdobywanym doświadczeniem zaczęto uznawać napromienianie falami o długości 311 nm za alternatywną metodę terapeutyczną do wcześniej stosowanego szerokopasmowego UVB czy kojarzonego z psolarenami UVA.
Próby porównywania działania promieniowania NB- -UVB z szerokopasmowym UVB wykazały szereg istotnych różnic na korzyść promieniowania wąskopasmowego [6].
Promieniowanie NB-UVB penetruje głębiej w obręb skóry niż BB-UBV [7], co jest podstawą jego zastosowania w leczeniu dermatoz toczących się w głębszych warstwach skóry [2]. W związku z ograniczeniem długości fali promieniowanie NB-UVB charakteryzuje się większym profilem bezpieczeństwa, co objawia się m.in. mniejszą zdolnością do wywoływania reakcji rumieniowych oraz ograniczeniem skłonności do oparzeń skóry. Wykazano również, że skutkiem promieniowania NB-UVB w porównaniu z BB-UBV jest bardziej nasilona apotoza limfocytów T w skórze i naskórku oraz większe osłabienie zarówno aktywności, jak i zdolności komórek Langerhansa naskórka do prezentacji antygenu [8]. Udowodniono, że promieniowanie to charakteryzuje się mniejszą karcynogennością w porównaniu z BB-UBV, gdyż emitowana długość fali 311 nm jest słabiej absorbowana przez DNA komórek [7–10]. Praktycznie od czasu wprowadzenia do lecznictwa palników emitujących wąski zakres promieniowania UVB 311 nm nie stosuje się w dermatologii lamp emitujących cały zakres promieniowania UVB [11].
Promieniowanie NB-UVB charakteryzuje się dużym profilem bezpieczeństwa i dobrą tolerancją, a poprzez hamowanie apoptozy uodparnia keratynocyty na karcynogenne działania UV, co dodatkowo zwiększa jego bezpieczeństwo [12]. Obecnie promieniowanie NB-UVB 311 nm jest uważane za bezpieczniejsze niż UVA, co wynika m.in. ze stosowanych dawek promieniowania. Ta metoda terapii nie wymaga stosowania leków światłouczulających i jest chętniej stosowana u dzieci czy kobiet w ciąży oraz jest bardziej akceptowana przez chorych [13].
Wyniki badań ostatnich lat wykazujące wielokierunkowe działanie NB-UVB na skórę rozszerzyły znacznie wskazania do tej formy fototerapii. Niewątpliwie skuteczność promieniowania UVB jest wynikiem jego wpływu zarówno na proliferację komórek, jak i funkcjonowanie układu odpornościowego.
Omawiając możliwości terapeutyczne promieniowania NB-UVB w wielu dermatozach, należy podkreślić przede wszystkim jego działanie na proliferację komórek skóry, uwalnianie cytokin czy wywoływanie swoistej, ale nie uogólnionej immunosupresji [5]. Ta swoistość działania NB-UVB związana jest z wpływem promieniowania na regulatorowe limfocyty T (LTr) należące do podtypu CD4+CD25+. Limfocyty te wytwarzane są z limfocytów dziewiczych w mikrośrodowisku IL-10 [5, 14–16].
Podstawowym efektem ekspozycji skóry na promieniowanie NB-UVB jest działanie immunosupresyjne związane zarówno ze zmniejszeniem liczby komórek Langerhansa, jak również ich zdolności do prezentacji antygenu. W skórze naświetlanej promieniami UV dochodzi do uwalniania cytokin o wielokierunkowym działaniu. Wydzielanie cytokin prozapalnych, takich jak: IL-1, IL-6, IL-8, TNF-, odpowiada za powstawanie miejscowej bądź uogólnionej reakcji oparzeniowej. Jednocześnie stymulowane UV keratynocyty, wydzielając m.in. -MSH, zwrotnie hamują wydzielanie silnie prozapalnych cytokin: IL-1, IL-2, IL-5, IL-6 [2, 5].
W codziennej praktyce większość chorych naświetlanych wzrastającymi dawkami UVB zgłasza wzmożoną wrażliwość skóry czy przejściowy rumień, ustępujący wraz z liczbą naświetlań i brązowieniem skóry [16–18].
Uwalnianie cytokin immunosupresyjnych wydaje się istotnym elementem warunkującym korzystny efekt terapeutyczny promieniowania UV na skórę. Wzrost produkcji prostaglandyny E2 przez keratynocyty i komórki Langerhansa prowadzi do zatrzymania procesu prezentacji antygenu i hamuje aktywację limfocytów Th1. W skórze naświetlanej indukowana jest synteza IL-10, która poprzez zahamowanie produkcji IFN-g przez limfocyty Th1 wykazuje silne działanie przeciwzapalne [19–21].
Podczas terapii NB-UVB obserwuje się redukcję liczby komórek typu LT (Th1) z obniżeniem aktywności prozapalnych cytokin: IL-12, IFN-g, IL-8 [22]. Jednocześnie zwiększa się stosunek limfocytów Th2 do Th1, co jest konsekwencją modulującego wpływu NB-UVB na odpowiedź immunologiczną [23].
Działanie immunomodulujące promieniowania UVB jest wieloetapowe. Oprócz opisanego zmniejszenia aktywności LT (Th1), promieniowanie to zakłóca przekazywanie sygnału przez cytokiny immunomodulujące, takie jak: IFN-g czy IL-2, na drodze hamowania fosforylacji białka sygnałowego STAT1 i STAT5, odgrywających kluczową rolę w transdukcji sygnału cytokinowego [5, 24].
Pod wpływem promieniowania UVB zwiększa się synteza naskórkowej witaminy D, która powstrzymuje proliferację limfocytów T, hamując ekspresję cząstek MHC klasy II na komórkach prezentujących antygen i aktywność komórek Langerhansa [2, 25–27].
Przewlekła ekspozycja na NB-UVB stopniowo zmniejsza ekspresję antygenu CLA (cutaneous lymphocyteassociated antygen), redukując jednocześnie ekspresję nieswoistych tkankowo integryn na limfocytach T [28].
Wykazano również, że NB-UVB wywiera silne działanie immunomodulujące poprzez zdolność do izomeryzacji kwasu urokainowego z formy trans do cis. Działanie to oparte jest na wywoływaniu supresji odpowiedzi immunologicznej w nadwrażliwości komórkowej oraz na hamowaniu zdolności prezentacji antygenu przez komórki Langerhansa [8, 29–31].
Spośród licznych znanych mechanizmów działania promieniowania NB-UVB na skórę zwraca uwagę indukcja apoptozy komórek [8]. Jest ona wielokierunkowa i nieselektywna, to znaczy, nie jest swoista dla keratynocytów i dotyczy różnych komórek, w tym limfocytów T czy makrofagów [8]. Promieniowanie NB-UVB na drodze pośredniej poprzez dimery cyklobutanowe i fotoprodukty indukuje uszkodzenie DNA naświetlanych komórek [5, 9].
W napromienianej NB-UVB skórze obserwuje się większą ekspresję receptorów śmierci komórek (receptor CD95, receptor dla TNF czy receptor TRIAL), ligandów dla nich, jak i aktywnych form tlenu, czego skutkiem jest indukcja śmierci komórek [1, 5, 9, 32].
Na podstawie wyników badań immunohistochemicznych w skórze eksponowanej na promieniowanie UVB zaobserwowano pobudzanie metaloproteinaz z jednoczesnym hamowaniem ich inhibitorów. Efektem tego działania było zmniejszenie liczby włókien kolagenowych, co stało się podstawą prób zastosowania promieniowania NB-UVB w wybranych chorobach tkanki łącznej [5].
Coraz lepiej udokumentowane wielokierunkowe immunosupresyjno-immunomodulujące działanie UVB na skórę znajduje odbicie w coraz szerszym panelu wskazań do naświetlań UVB. Próby empiryczne i codzienne obserwacje potwierdzają korzystne efekty terapeutyczne fototerapii NB-UVB w licznych dermatozach, począwszy od chorób alergicznych, poprzez autoimmunologiczne, kończąc na chorobach z nadwrażliwością na światło [18, 33–36].
Piśmiennictwo
1. Braun-Falco O, Plewig G, Wolff HH, Burgdorf WHC. Dermatology. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2000.
2. Bowszyc-Dmochowska M. Fototerapia w dermatologii. Przew Lek 2006; 7: 85-91.
3. Woźniacka A, Lesiak A, Sysa-Jędrzejowska A. Mechanizm działania terapeutycznego promieniowania ultrafioletowego na skórę. Przegl Dermatol 2002; 4: 303-7.
4. Rougier A. Czy promieniowanie UVA jest niebezpieczne? Postępy Dermatologii 1999; XVI: 351-7.
5. Weichenthal M, Schwarz T. Fototerapia. Jak działają promienie UV. Ars Medica Aesthetica 2006; 1: 31-9.
6. Khalaf AT. Narrow-band ultraviolet B and conventional UVB phototherapy in psoriasis: a randomized controlled trial. Am J App Science 2008; 8: 905-8.
7. Lebwohl M, Christophers E, Langley R, et al. An international, randomized, double-blind, placebo-controlled phrase 3 trial of intramuscular alefacept in patients with chronic plaque psoriasis. Arch Dermatol 2003; 139: 719-27.
8. Ozawa M, Ferenczi K, Kikuchi T, et al. 312-nanometer ultraviolet B light (narrow-band UVB) induces apoptosis of T cells within psoriatic lesions. J Exp Med 1999; 189: 711-8.
9. Tzung TY, Runger TM. Assessment of DNA damage induced by brondband and NB-UVB in cultured lymphoblasts and keratinocytes using the comet assay. Photochem Photobiol 1998; 67: 647-50.
10. Man I, Crombie IK, Dawe RS, et al.The photocarcinogenic risk of narrowband UVB (TL-01) phototherapy:early follow-up data. Br J Dermatol 2005; 152: 755-7.
11. Walters IB, Burack LH, Coven TR, et al. Suberythemogenic NB-UVBis markedly more effective than conventional UVB in treatment of psoriasis vulgaris. J Am Acad Dermatol 1999; 40: 893-900.
12. Decraene D, Smaers K, Maes D, et al. A low UVB dose, with the potential to trigger a protective p53-dependent gene program, increases the resilience of keratinocytes against future UVB insults. J Invest Dermatol 2005; 125: 1026-31.
13. British Photodermatology Gropu. An appraisal of narrowband (TL-10) UVB phototherapy. British Photodermatology Group Workshop Report (April 1996). Br J Dermatol 1997; 137: 327-30.
14. Norval M, McLonne P, Lesiak A, et al. The effect of chronic ultraviolet radiation on the human immune system. Photochem Photobiol 2008; 84: 19-28.
15. Schwarz T. 25 years of UV-induced immunosuppression mediated by T cells-from disregarded T suppressor cells to highly respected regulatory T cells. Photochem Photobiol 2008; 84: 10-8.
16. Sezer E, Etikan I. Porównanie skuteczności miejscowej wąskozakresowej fototerapii UVB i miejscowej PUVA w leczeniu przewlekłego wyprysku dłoni. Dermatologica 2007; 6: 35-40.
17. Waterston K, Naysmith L, Rees JL. Physiological variation in the erythemal response to ultraviolet radiation and photoadaptation. J Invest Dermatol 2004; 123: 958-64.
18. Grewe M, Gyufko K, Krutmann J. Interleukin-10 production by cultured human keratinocytes: regulation by ultrafiolet B and ultrafiolet A1 radiation. J Invest Dermatol 1995; 104: 3-6.
19. Dadej I, Wołowiec J. Rola UVA w patologii skóry. Post Dermatol Alergol 2003; 3: 170-5.
20. Luger TA, Schwarz T. Effects of UV-light cytokines and neuroendocrine hormones. In: Photoimmunology. Elmets C, Krutmann I. Backwell, London 1995; 55-76.
21. Urbanski A, Schwarz T, Neuner P, et al. Ultraviolet light induces increased circulating interleukin 6 in humans. Invest Dermatol 1990; 6: 808-11.
22. Walters IB, Ozawa M, Cardinale I, et al. Narrowband [312 nm] UV-B suppresses interferon gamma and interleukin 12 and increases Il 4 transcripts: differential regulation of cytokines at the single-cell level. Arch Dermatol 2003; 139: 155-61.
23. Ullirich SE. The role of epidermal cytokines in generation of cutaneous immune reactions and ultraviolet radiation-induced immune suppresion. Photochem Photobiol 1995; 62: 389-401.
24. Aragane Y, Kulms D, Metze D, et al. Ultraviolet light induces apoptosis via direct activation of CD95/Fas /Apo-1/indeoen-dently of its ligand CD95L. J Cell Biol 1998; 140: 171-82.
25. Akaraphanth R, Kittipavara Y, Voravutinon N, et al. Efficacy of a far erythemogenic dose of narrow-band ultraviolet B phototherapy in chronic plaque-type psoriasis. J Dermatol 2010; 37: 140-5.
26. Vähävihu K, Ylianttila L, Kautiainen H. Narrowband ultraviolet B course improves vitamin D balance in women in winter. Br J Dermatol 2010; 162: 848-53.
27. Vähävihu K, Ala-Houhala M, Peric M, et al. Narrowband ultraviolet B treatment improves vitamin D balance and alters antimicrobial peptide expression in skin lesions of psoriasis and atopic dermatitis. Br J Dermatol 2010; 163: 321-8.
28. Sigmundsdottir H, Gudjohnsson JE, Valdimarsson H. The effects of ultraviolet B treatment on the expression of adhesion molecules by circulating T lymphocytes in psoriasis. Br J Dermatol 2003; 148: 996-1000.
29. Epstein IH. UVL-induced stimulation of DNA synthesis in hairless mouse epidermis. J Invest Dermatol 1968; 52: 445.
30. Beissert S, Mohammad T, Torri H, et al. Regulation of tumor antigen presentation by urocanic acid. J Immunol 1997; 159: 92-6.
31. Narbutt J. Fototerapia w leczeniu atopowego zapalenia skóry. Terapia Alergologia 2008; 4: 104-8.
32. Kulms D, Zeise E, Poppelmann B, et al. DNA damage death receptor activation and reactive oxygen species contribute to ultraviolet radiation- induced apoptosis in an essential and independent way. Oncogene 2002; 21: 5844-51.
33. Roelandts R. Fototerapia fotodermatoz. Dermatologia 2003; 3: 20-3.
34. Ibbotson SH, Bilsland D, Cox NH, et al. An update and quidance on narrowband ultraviolet B phototherapy, a British photodermatology group workshop report. Br J Dermatol 2004; 151: 283-97.
35. Gambichler T. Management of atopic dermatitis using photo (chemo) therapy. Arch Dermatol Res 2009; 3: 197-203.
36. Welsh O, Herz-Ruelas ME, Gómez M, et al. Therapeutic evaluation of UVB-targeted phototherapy in vitiligo that affects less than 10% of the body surface area. Int J Dermatol 2009; 5: 529-34.
