آربوتین یک عامل روشن کننده طبیعی پوست است و در گونه‌های خانواده‌های گیاهی مختلف مانند مرزنجوش، کرنبری، زغال اخته و چندین گونه گلابی یافت شده است. تولید ملانین توسط آربوتین با مهار فعالیت آنزیم تیروزیناز به طور موثر کاهش می‌یابد. آربوتین در دو ایزوفرم خود، یعنی آلفا آربوتین (4-هیدروکسی فنیل-α-D-گلوکوپیرانوزید) و بتا آربوتین (4-هیدروکسی فنیل-β-D-گلوکوپیرانوزید) وجود دارد.
تفاوت آربوتین و آلفا آربوتین
هر دو آلفا و بتا آربوتین پیکربندی متفاوت، اما ساختار فرمول شیمیایی یکسانی دارند. بتا آربوتین به طور کلی از برگ‌های گیاهان مختلف و پوست میوه‌ها استخراج می‌شود. اما، آلفا آربوتین به طور طبیعی وجود ندارد و می‌تواند توسط آنزیم های میکروبی یا میکروارگانیسم‌ها بیوسنتز شود. جالب توجه است که آلفا آربوتین در مهار فعالیت تیروزیناز بسیار کارآمدتر از آربوتین طبیعی است.
نتایج مطالعات in vitro نشان می‌دهد که آلفا آربوتین به طور موثری سنتز ملانین را بدون هیچ گونه سمیت سلولی مهار می‌کند و مشخص شده است که مهار آن 10 برابر قوی‌تر از بتا آربوتین است و در نتیجه می‌تواند برای درمان اختلالات هایپرپیگمانتاسیون موثر و بی‌خطر باشد.
رنگدانه ملانین چیست؟
ملانین یک رنگدانه است که در سراسر پوست، مو، چشم و سایر بافت‌ها توزیع می‌شود. این رنگدانه در ملانوزوم ها سنتز می‌شود و نقش‌های کلیدی در حفظ هموستاز پوست و محافظت از نور ایفا می‌کند. متابولیسم نامنظم ملانین منجر به اختلالات رنگدانه ای پوست، مانند هایپر و هیپوپیگمانتاسیون می‌شود.
اگرچه تراکم توزیع ملانوسیت‌ها در پوست تفاوت چندانی ندارد، ملانوسیت‌های مشتق شده از افراد با رنگ های مختلف پوست فعالیت ملانوژنی (رنگدانه سازی) متفاوتی را نشان می‌دهند و ارتباط نزدیکی بین فعالیت ملانوژنیک ملانوسیت‌ها و رنگ پوست در انسان وجود دارد.
تنظیم سنتز ملانین
سنتز ملانین تحت تأثیر عوامل مختلفی از جمله زمینه ژنتیکی، سازگاری اپی ژنتیکی، تغییرات هورمونی، وضعیت تغذیه و شرایط محیطی است.
به عنوان مثال، هورمون‌های پپتیدی مشتق از پروپیوملانوکورتین، مانند هورمون محرک α-ملانوسیت (MSH) و β-MSH با اتصال به گیرنده ملانوکورتین 1 (MCR-1)، گیرنده‌ای جفت شده با پروتئین G، و تحریک مسیر سیگنالینگ پروتئین کیناز A عمل می‌کنند.
فعال شدن این مسیر سیگنالینگ، منجر به فعال شدن پروتئین متصل شونده به عنصر پاسخ cAMP(CREB) می‌شود. در هسته سلول های ملانوسیت، CREB فعال شده و به پروموتر فاکتور رونویسی MITF متصل می‌شود و رونویسی ژن های هدف را القا می‌کند.
MITF با تنظیم بیان ژن آنزیم‌های ملانوژنز از جمله تیروزیناز، تیروزیناز پروتئین 1 (TYRP-1) و تیروزیناز پروتئین 2 (TYRP-2) نقش کلیدی در تنظیم سنتز ملانین ایفا می‌کند.
MITF همچنین می‌تواند توسط فاکتور سلول های بنیادی، گیرنده پروتئین تیروزین کیناز و مسیر پروتئین کینازهای فعال شده با میتوژن فعال شود.
سایر مسیرهای سیگنالینگ، مانند آبشار فسفولیپاز C/دی آسیل گلیسرول/پروتئین کیناز Cβ و آبشار نیتریک اکسید/cGMP/پروتئین کیناز G نیز می‌توانند سنتز ملانین را تنظیم کنند.
مسیر سنتز ملانین
تیروزیناز یک آنزیم حاوی کوفاکتور مس است و به طور گسترده در طبیعت، از جمله حیوانات، گیاهان، قارچ‌ها و میکروارگانیسم ها پراکنده است. تیروزیناز به تولید ملانین کمک می‌کند که باعث ایجاد رنگدانه‌های پوستی می‌شود و از پوست در برابر آسیب‌های پوستی ناشی از اشعه UV محافظت می‌کند.
آنزیم تیروزیناز دو نوع واکنش را کاتالیز و دو نوع رنگدانه به نام های یوملانین و فئوملانین را تولید می‌کند. سنتز ملانین با اکسیداسیون اسید آمینه L-تیروزین به دوپا کوئینون توسط فعالیت مونوفنولاز تیروزیناز یا اکسیداسیون دوپا به دوپا کوئینون توسط فعالیت دی فنولاز تیروزیناز آغاز می‌شود.
دوپاکوئینون با سیستئین واکنش می‌دهد و سیستئینیل دوپا را تولید می‌کند و وارد مسیر سنتز فئوملانین می‌شود. این دو ترکیب به کینون ها تبدیل و اکسید شده و واسطه های بنزوتیازین و بنزوتیازول را تولید می‌کنند که این واسطه‌ها به عنوان بلوک‌های ساختمانی برای سنتز رنگدانه ملانین زرد و قرمز فئوملانین استفاده می‌شوند.
از طرف دیگر، هنگامی که دوپا کوئینون از طریق لوکودوپاکروم به دوپا کروم اکسید می‌شود، وارد مسیر سنتز رنگدانه سیاه و قهوه ای یوملانین می‌شود. دوپا کروم توسط فعالیت TYRP-2 و TYRP-1 به یوملانین تبدیل می‌شود.
مهار ملانوژنز توسط آلفا آربوتین و هایپرپیگمانتاسیون پوست
واکنش‌های آنزیمی کاتالیز شده با آنزیم تیروزیناز مراحل کلیدی در مسیرهای بیوسنتزی ملانین را تشکیل می‌دهند و بنابراین، این آنزیم یکی از اهداف کنترل رنگدانه‌های بیش از حد تولید شده پوست در زمینه پوست و زیبایی است.
آلفا آربوتین فعالیت آنزیم تیروزیناز را در سلول های ملانوسیت پوست کاهش می‌دهد، و اثر بازدارندگی آن در برابر سنتز ملانین سلولی قوی‌تر از کوجیک اسید یا آسکوربیک اسید است.
آلفا آربوتین یک ماده مصنوعی است که از گلیکوزیلاسیون آنزیمی هیدروکینون تولید می‌شود. مکانیسم اثر آن به گونه‌ای است که با عمل به عنوان یک سوبسترای رقابتی جایگزین برای آنزیم تیروزیناز عمل می‌کند و در نتیجه باعث ایجاد اثرات روشن کننده پوست می‌شود.
آلفا آربوتین اثرات دوگانه ای بر فعالیت‌های مونو فنولاز و دی فنولاز تیروزیناز نشان می‌دهد و مکانیسم دیگر مهار فعالیت تیروزیناز توسط آلفا آربوتین به دلیل تأثیر آن در سطح پس از ترجمه است.
آلفا آربوتین در صنعت آرایشی بهداشتی چه کاربردی دارد؟
برای چندین دهه، داشتن رنگ پوست روشن‌تر به عنوان یک ویژگی زیبایی، ظرافت و برتری شناخته شده است. با وجود قوانین سخت‌گیرانه و کمپین‌های بهداشت عمومی، استفاده از عوامل روشن‌کننده پوست همچنان در سراسر جهان رایج است.
در تلاش برای یافتن جایگزین ایمن‌تر برای هیدروکینون و سایر روشن‌کننده‌های مضر پوست، تحقیقات گسترده‌ای با کشف آلفا آربوتین به اوج خود رسیده است.
آلفا آربوتین با مهار فعالیت تیروزیناز و بلوغ ملانوزوم (اندامک های منحصر به فرد واقع در ملانوسیت های اپیدرمی پوست است که محل سنتز، ذخیره و انتقال ملانین است) عمل می‌کند و یکی از محبوب‌ترین مواد روشن‌کننده پوست در حال حاضر در جهان است و در درمان بسیاری از اختلالات هایپرپیگمانتاسیون استفاده می‌شود.
آلفا آربوتین به دلیل کاربرد گسترده آن در صنایع آرایشی و بهداشتی و داروسازی از ارزش بالایی برخوردار است و به عنوان یک جایگزین ایمن و پرطرفدار برای سایر عوامل مضر روشن‌کننده پوست است، زیرا توانایی برجسته آن در کاهش هایپرپیگمانتاسیون بدون عوارض جانبی ناخواسته است.
در حال حاضر، آلفا آربوتین به عنوان ماده اصلی در طیف گسترده ای از محصولات روشن‌کننده پوست مانند کرم ها، سرم ها، شوینده های صورت، ژل ها و لوسیون‌ها یافت می‌شود.
