MT-Exosomen – Gamechanger in der Stammzell-Rejuvenation & Hautpflege⚕️
Metallothioneine (MTs) sind eine Familie von niedermolekularen, cysteinreichen Proteinen, die eine wichtige Rolle im Metallstoffwechsel und im Schutz vor oxidativem Stress spielen. Diese Proteine binden Metallionen wie Zink, Kupfer und Cadmium und sind in verschiedenen Geweben, einschließlich der Haut, weit verbreitet. Dieser Artikel beleuchtet die biochemischen Eigenschaften, die physiologischen Funktionen und die Bedeutung von Metallothioneinen in der Dermatologie und kosmetischen Ästhetik.
Biochemie der Metallothioneine
Metallothioneine bestehen aus etwa 61-68 Aminosäuren und zeichnen sich durch einen hohen Gehalt an Cysteinresten aus, die die Bindung von Metallionen ermöglichen. Diese Proteine haben eine hohe Affinität zu Metallionen und binden diese durch Thiolgruppen der Cysteinreste (Palmiter, 1998).
Vorkommen in der Natur
Metallothioneine kommen in vielen Organismen vor, einschließlich Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen. Sie sind in hoher Konzentration in Leber und Nieren von Wirbeltieren vorhanden, wo sie eine zentrale Rolle in der Metallentgiftung und im Metallstoffwechsel spielen. In Pflanzen sind sie ebenfalls weit verbreitet und tragen zur Toleranz gegenüber Schwermetallen bei (Chen, 2014).
Funktion der Metallothioneine im menschlichen Organismus
Metallothioneine erfüllen mehrere wichtige Funktionen im menschlichen Körper:
1. Schwermetallentgiftung: MTs binden toxische Schwermetalle wie Cadmium und Quecksilber, wodurch deren schädliche Wirkungen neutralisiert werden (Klaassen et al., 1999).
2. Zink- und Kupferhomöostase: MTs sind entscheidend für die Speicherung und den Transport von Zink und Kupfer, die für zahlreiche enzymatische Prozesse und die Stabilität von Proteinen und Zellmembranen wichtig sind (Vašák & Hasler, 2000).
3. Schutz vor oxidativem Stress: MTs wirken als Antioxidantien, indem sie freie Radikale neutralisieren und so Zellen vor oxidativem Stress schützen (McGee et al., 2010).
4. Immunmodulation: MTs können die Immunantwort modulieren und entzündliche Prozesse regulieren (Rahman et al., 2017).
Bedeutung in der Dermatologie und kosmetischen Ästhetik
In der Dermatologie und kosmetischen Ästhetik haben Metallothioneine eine zunehmende Bedeutung aufgrund ihrer Schutzfunktionen und ihrer Rolle in der Zellproliferation und -regeneration:
1. Hautalterung: MTs helfen, die Haut vor den schädlichen Auswirkungen von UV-Strahlung und Umweltverschmutzung zu schützen, die zu vorzeitiger Hautalterung führen können (Hanada et al., 1992).
2. Wundheilung: Die Förderung der Zellproliferation durch MTs kann die Wundheilung beschleunigen und die Hautregeneration unterstützen (Karasawa et al., 1991).
3. Entzündungshemmung: Durch ihre immunmodulatorischen Eigenschaften können MTs entzündliche Hauterkrankungen lindern und die Hautgesundheit verbessern (Rahman et al., 2017).
4. Kosmetische Formulierungen: In kosmetischen Produkten werden MTs aufgrund ihrer antioxidativen und zellschützenden Eigenschaften verwendet, um die Haut vor schädlichen Umwelteinflüssen zu schützen und das Hautbild zu verbessern (Ablett et al., 2003).
Funktion von Exosomen im Stoffwechsel
Exosomen sind kleine, membranumhüllte Vesikel, die von Zellen freigesetzt werden und eine wichtige Rolle in der zellulären Kommunikation spielen. Sie transportieren Proteine, Lipide und RNA zwischen Zellen und sind an verschiedenen physiologischen Prozessen beteiligt, einschließlich der Regulation des Immunsystems und der Tumorprogression (Théry et al., 2009).
Funktion von Metallothionein-Exosomen im Stoffwechsel
Metallothioneine (MTs) binden Metallionen wie Zink und Kupfer und sind in vielen Geweben des menschlichen Körpers vorhanden. In letzter Zeit hat die Forschung gezeigt, dass Exosomen, kleine Vesikel, die von Zellen freigesetzt werden, eine Rolle beim Transport von MTs spielen können.
Rolle der MT-Exosomen im Stoffwechsel
1. Transport von Metallionen: Exosomen können MTs enthalten und somit zur Verteilung von Metallionen wie Zink und Kupfer im Körper beitragen. Dies ist besonders wichtig für die Homöostase dieser essenziellen Metalle in verschiedenen Geweben (Davis & Cousins, 2000).
2. Schutz vor oxidativem Stress: MT-haltige Exosomen können als Vehikel fungieren, um antioxidative Proteine zu transportieren und so Zellen vor oxidativem Stress zu schützen. Dies ist besonders relevant in Geweben, die häufig oxidativem Stress ausgesetzt sind, wie die Haut (Sato & Bremner, 1993).
3. Regulation des Zellstoffwechsels: Durch den Transport von MTs und Metallionen können Exosomen den Zellstoffwechsel beeinflussen, indem sie die Aktivität von Metall-abhängigen Enzymen und Proteinen regulieren (Maret, 2000).
4. Kommunikation zwischen Zellen: Exosomen ermöglichen die Übertragung von MTs und anderen bioaktiven Molekülen zwischen Zellen, was zur Koordination von zellulären Reaktionen auf Stress und Verletzungen beiträgt (Levadoux-Martin et al., 2001).
Schlussfolgerung
Metallothionein-Exosomen spielen eine entscheidende Rolle im Stoffwechsel, indem sie zur Regulation des Metallhaushalts, zum Schutz vor oxidativem Stress und zur zellulären Kommunikation beitragen. Exosomen transportieren MTs zu den Stammzellen und sind als natürliche Proteine des Zellstoffwechsels hoch effektiv bei der Hautverjüngung und der Pflege von chronischen Wunden. MTs können zusätzlich aktiviert und stimuliert werden durch elektromagnetische Wellen wie Plasma, Radio- und Magnetfrequenzen. Diese Funktionen unterstreichen die Bedeutung von MTs und Exosomen im Erhalt der Zellgesundheit und der Homöostase.
Literaturverzeichnis
1. Davis, S., & Cousins, R. (2000). Metallothionein expression in animals: a physiological perspective on function. The Journal of nutrition, 130(5), 1085-8.
2. Levadoux-Martin, M., Hesketh, J., Beattie, J., & Wallace, H. (2001). Influence of metallothionein-1 localization on its function. The Biochemical journal, 355(Pt 2), 473-9.
3. Maret, W. (2000). The function of zinc metallothionein: a link between cellular zinc and redox state. The Journal of nutrition, 130(5S Suppl), 1455S-8S.
4. Palmiter, R. (1998). The elusive function of metallothioneins. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 95(15), 8428-30.5. Sato, M., & Bremner, I. (1993). Oxygen free radicals and metallothionein. Free radical biology & medicine, 14(3), 325-37.
6. Théry, C., Ostrowski, M., & Segura, E. (2009). Membrane vesicles as conveyors of immune responses. Nature Reviews Immunology, 9(8), 581-593.7. Ablett, E., Whiteman, D., Boyle, G., Green, A., & Parsons, P. (2003). Induction of metallothionein in human skin by routine exposure to sunlight: evidence for a systemic response and enhanced induction at certain body sites. The Journal of investigative dermatology, 120(2), 318-24.
8. Chen, Y. (2014). Research Progress on Plant Metallothionein. Northern Horticulture.
9. Hanada, K., Baba, T., Hashimoto, I., Fukui, R., & Watanabe, S. (1992). Possible role of cutaneous metallothionein in protection against photo-oxidative stress–epidermal localization and scavenging activity for superoxide and hydroxyl radicals. Photodermatology, photoimmunology & photomedicine, 9(5), 209-13.
10. Karasawa, M., Nishimura, N., Nishimura, H., Tohyama, C., Hashiba, H., & Kuroki, T. (1991). Localization of metallothionein in hair follicles of normal skin and the basal cell layer of hyperplastic epidermis: possible association with cell proliferation. The Journal of investigative dermatology, 97(1), 97-100.
11. Rahman, M. T., Haque, M. N., Abu Kasim, N. H., & de Ley, M. (2017). Origin, function, and fate of metallothionein in human blood. Reviews of physiology, biochemistry and pharmacology, 173, 41-62.
Dr. Hans-Ulrich Jabs, MD, PhD, MACP-ASIM
Facharzt Innere Medizin, Geriatrie & Biochemiker
Senior Medical Advisor Landsberg Academy, Malta
Devices & Formula Development
KZAR – Kompetenzzentrum Autonome Regulationsmedizin
