Αλωπεκία

Η μελέτη ανασκόπησης της διεθνούς βιβλιογραφίας για την χρήση των μικροθρεπτικών συστατικών στην αλωπεκία από τους Jordan M. Thompson και συνεργάτες περιγράφει (1): «Η Αλωπεκία (A) είναι μορφή τριχόπτωσης που προκαλείται από την επίθεση του ανοσοποιητικού συστήματος στον θύλακα της τρίχας (1, 2)».

Η μελέτη των Jordan M. Thompson  και συνεργατών και Strazzulla LC  και συνεργατών περιγράφουν ότι (1, 2): «Όπως και με άλλες ασθένειες που μεσολαβούνται από την επίθεση του ανοσοποιητικού συστήματος, πιστεύεται ότι υπάρχει πιθανά μια σύνθετη αλληλεπίδραση μεταξύ του περιβάλλοντος και της γενετικής που τελικά οδηγεί στην ανάπτυξη της Α (2).

Αν και η παθογένεση παραμένει άγνωστη, πιστεύεται ότι η καταστροφή τριχοθυλακίων (HFs) συμβαίνει ως αποτέλεσμα της επίθεσης του ανοσοποιητικού συστήματος και την δημιουργία φλεγμονών στο HFs (1, 2)».

Η μελέτη ανασκόπησης της διεθνούς βιβλιογραφίας των Prakash Acharya και συνεργατών και Rajabi F και συνεργατών περιγράφουν (3, 4): «Το οξειδωτικό στρες μπορεί να προκαλέσει τη διαταραχή της δράσης του ανοσοποιητικού συστήματος και να προωθήσει την αυτοάνοση δράση σε ασθενείς με A.

Οι ελεύθερες ρίζες οξυγόνου, το υπεροξείδιο του οξυγόνου, το υπεροξείδιο του υδρογόνου, και οι ρίζες του υδροξυλίου, που παράγονται ως αποτέλεσμα των αντιδράσεων οξείδωσης διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο κατά τη διάρκεια της άμυνας κατά των παθογόνων παραγόντων, την απόπτωση, και το σήμα μεταγωγής.

Ωστόσο, η υπερβολική δραστηριότητα αυτών των μορίων μπορεί να οδηγήσει σε οξειδωτικό στρες, υπεροξείδωση των λιπιδίων και παθολογική βλάβη στους ιστούς (3, 4)».

Σύμφωνα με την μελέτη των Jillian F. Rork και συνεργατών (5): «Το ανοσοποιητικό σύστημα χωρίζεται σε δύο βραχίονες: το έμφυτο και το προσαρμοστικό. Το έμφυτο ανοσοποιητικό σύστημα μπορεί να θεωρηθεί ως η “πρώτη γραμμή,” και δημιουργεί τις μη ειδικές απαντήσεις στα αντιγόνα και οδηγείται από τα ουδετερόφιλα, τα ηωσινόφιλα, τα φυσικά κύτταρα δολοφόνους, τα μαστοκύτταρα, τα αντιμικροβιακά πεπτίδια, το όποιο συμπλήρωμα, και τις κυτοκίνες.

Το προσαρμοζόμενο ανοσοποιητικό σύστημα αποτελείται από Τ κύτταρα και ΤΑ Β κύτταρα. Τα Τ κύτταρα μπορούν να χωριστούν περαιτέρω σε CD4+ και CD8+ κύτταρα. Τα κύτταρα CD4+ Τ θεωρούνται ως κύτταρα βοήθειας Τ (Th) και τα κύτταρα CD8+ Τ είναι κυτταροτοξικά (Tc) κύτταρα. Τα κύτταρα CD4+ Th αναγνωρίζουν τα ξένα πεπτίδια αντιγόνου που συνδέονται με MHC class II και υποστηρίζουν τη δραστηριότητα άλλων κυττάρων της ανοσολογικής απάντησης, συμπεριλαμβανο-μένων των β κυττάρων και των κυττάρων CD8+ Τ, κυρίως μέσω των κυτοκινών. CD8 + Tc κύτταρα αναγνωρίζουν ξένα πεπτίδια αντιγόνου και δεσμεύονται σε μόρια MHC κατηγορίας Ι και μπορούν να καταστρέψουν άμεσα τους στόχους τους.

Η μελέτη των Zhu J, Paul WE. περιγράφει τη λειτουργία των Th1: CD4 + κυττάρων (6). Σύμφωνα με τους συντάκτες της μελέτης αυτής (6): «Ζωτικής σημασίας είναι η ανοσολογική απάντηση με την  μεσολάβηση Th1: CD4 + κυττάρων, η οποία μπορεί να τονώσει CD8 + κυτταρική διαίρεση και κυτταροτοξικότητα, παρέχοντας έτσι «βοήθεια» για CD8 + κύτταρα.

Η κυρίαρχη κυτοκίνη Th1 είναι IFN-γ. Η ανάμνηση της σημασίας των CD8+ Τ κυττάρων και του IFN-γ θα βοηθήσει στη διευκόλυνση της μηχανιστικής κατανόησης της αλωπεκίας areata ως αυτοάνοσο νόσημα (5, 6)».

Οι μελέτες των Gilhar A των συνεργατών, Islam N των συνεργατών, Ito T των συνεργατών και McElwee KJ περιγράφουν ότι (7, 8, 9, 10): «Για να κατανοήσουμε καλύτερα την αυτοάνοση δράση στην αλωπεκία, θα πρέπει να εκτιμήσουμε ότι τα θυλάκια των τριχών απολαμβάνουν μια μειωμένη ανοσολογική δράση.

Αυτή μπορεί να επιτευχθεί μέσω πολλαπλών μηχανισμών, συμπεριλαμβανομένης της ρύθμισης των μορίων MHC κατηγορίας Ι και ΙΙ, της μειωμένης συχνότητας των κυττάρων Langerhans και της έκφρασης ανοσοκατασταλτικών κυτοκινών (α-MSH, TGF-β,IGF-1), ωστόσο, οι βασικές αλλαγές που μεσολαβούν σε αυτό δεν είναι απολύτως σαφείς.

Η μειωμένη ανοσολογική δράση φαίνεται να είναι κρίσιμη για τη συνέχιση κύκλου των μαλλιών χωρίς να προκαλέσει το ανοσοποιητικό σύστημα του δέρματος ώστε να βλάψει τα θυλάκια, και η κατάρρευσή του πιστεύεται ότι είναι κεντρικής σημασίας για την παθογένεση της αλωπεκίας (7, 8-10).

Τα γεγονότα έναρξης που οδηγούν σε αυτήν την κατάρρευση δεν είναι πλήρως κατανοητά. Παράγοντες όπως το φυσικό/συναισθηματικό στρες, οι μολύνσεις, και οι ορμόνες έχουν προταθεί να διαδραματίζουν έναν ρόλο στους γενετικά προδιατεθειμένους ασθενείς (7)».

Στη μελέτη τους οι Betz RC και συνεργάτες περιγράφουν για πρώτη φορά τα αποτελέσματα της γονιδιακής μετά-ανάλυσης γενετικών περιοχών (susceptibility loci) που αναγνωρίστηκαν για την αλωπεκία.  Σύμφωνα με τους επιστήμονες που συνέταξαν την μελέτη αυτή (11): «Στην παθογένεση της αλωπεκίας εμπλέκονται τόσο το έμφυτο όσο και το προσαρμοστικό ανοσοποιητικό σύστημα (11)».

Οι μελέτες των Petukhova L, Christiano AM. και Xing L και συνεργατών περιγράφουν ότι (12, 13) «Τα πειράματα σε μοντέλα ποντικιών υποδεικνύουν επίσης μια μεσολάβηση της ανοσολογικής απόκρισης κυρίως μέσω των Th1 κυττάρων, και πιο συγκεκριμένα των CD8+ NKG2D+ T κυττάρων, ως τους κύριους παράγοντες που είναι απαραίτητοι αλλά και επαρκείς για την πρόκληση της τριχόπτωσης (12, 13)».

Η μελέτη των McPhee CG και συνεργατών περιγράφει ότι (14): «Το προφίλ της  γονιδιακής έκφρασης του δέρματος στην περιοχή της βλάβης αποκαλύπτει υψηλή έκφραση των χημειοκινών IFN-γ  και IFN-γ-επαγόμενες χημειοκίνες (CXCL9, CXCL10) (14).

Η IFN-γ έχει αποδειχθεί, ότι εκθέτει τον θύλακα της τρίχας στο αυτό-αντιγόνο του μέσω της έκτοπης έκφρασης του μορίου MHC κατηγορίας Ι και προκαλεί επίσης την έκφραση των χημειοκινών, γεγονός που ενισχύει έτσι την προσαρμοστική ανοσολογική απόκριση με την πρόσληψη περισσότερων Τ κυττάρων.

Στη συνέχεια, τα κυτταροτοξικά κύτταρα CD8+ T συσσωρεύονται μέσα και γύρω από το βολβό τρίχας και ενδεχομένως στοχεύουν συγκεκριμένα αυτοαντιγόνα, τα οποία μπορεί να περιλαμβάνουν τα πεπτίδια που σχετίζονται με τη μελανογένεση που εκφράζονται από τα τριχοθυλάκια  (7, 8-10)».

Οι McElwee KJ και συνεργάτες στην μελέτη τους καταλήγουν ότι (10): «Δεν είναι σαφές εάν η ανοσολογική απόκριση στην αλωπεκία είναι ενάντια σε ένα συγκεκριμένο κυτταρικό τύπο, και τα αυτοαντιγόνα της νόσου είναι προς το παρόν άγνωστα.

Έχει παρατηρηθεί ότι η αλωπεκία «στοχεύει» συχνά τις χρωματισμένες τρίχες και η ανάκτηση της νόσου συνδέεται συχνά με λευκά μαλλιά. Η πλειοψηφία της αυτοανοσίας στην αλωπεκία εμφανίζεται βαθύτερα μέσα στο δέρμα (10)».

Οι μελέτες Harman, D., Arck, P.C. και συνεργατών και Kauser, S. και συνεργατών περιγράφουν (15, 16, 17): «Το οξειδωτικό στρες αντανακλά μια ανισορροπία μεταξύ της συστηματικής εκδήλωσης των ελευθέρων ριζών οξυγόνου και της ικανότητας ενός βιολογικού συστήματος να αποτοξινώσει τα ενδιάμεσα προϊόντα των αντιδράσεων ή να επισκευάσει την προκύπτουσα ζημιά.

Η θεωρία ελεύθερων ριζών της γήρανσης όπως προτάθηκε αρχικά από Harman ήδη από το 1956, δηλώνει ότι οι οργανισμοί/τα όργανα γερνούν επειδή τα κύτταρα συσσωρεύουν τη ζημιά των ελεύθερων ριζών με την πάροδο του χρόνου (15).

Σήμερα, είναι μία από τις πιο ευρέως αποδεκτές θεωρίες που χρησιμοποιούνται για να εξηγήσουν τους μηχανισμούς που διέπουν τη διαδικασία γήρανσης, συμπεριλαμβανομένου και του θύλακα της τρίχας (16, 17)».

Η μελέτη ανασκόπησης της διεθνούς βιβλιογραφίας του Trueb, R.M. περιγράφει ότι (18): «Οι ελεύθερες ρίζες είναι ιδιαίτερα αντιδραστικά μόρια με μη συζευγμένα ηλεκτρόνια, που μπορούν να βλάψουν άμεσα, διάφορες κυτταρικές δομικές μεμβράνες, λιπίδια, πρωτεΐνες και το DNA. Οι βλαβερές επιδράσεις αυτών των ελευθέρων ριζών οξυγόνου προκαλούνται εσωτερικά κατά τη διάρκεια του φυσιολογικού μεταβολισμού και εξωτερικά μέσω της έκθεσης σε διάφορες οξειδωτικές επιδράσεις από το περιβάλλον.

Το σώμα διαθέτει ενδογενείς μηχανισμούς άμυνας, όπως αντιοξειδωτικά ένζυμα (υπεροξείδιο της δισμουτάσης, καταλάσες, υπεροξειδάση της γλουταθειόνης) και μη ενζυμικά αντιοξειδωτικά μόρια (βιταμίνη Ε, βιταμίνη C, γλουταθειόνη, ubiquinone), προστατεύοντάς το από τις ελεύθερες ρίζες μειώνοντας και εξουδετερώνοντάς αυτές.

Με την ηλικία, η παραγωγή ελεύθερων ριζών αυξάνεται, ενώ οι ενδογενείς αμυντικοί μηχανισμοί μειώνονται. Αυτή η ανισορροπία οδηγεί στην προοδευτική βλάβη των κυτταρικών δομών, πιθανώς με αποτέλεσμα την γήρανση (18)».

Πηγές οξειδωτικού στρες με αντίκτυπο στην κατάσταση των μαλλιών

Οι μελέτες του Trueb, R.M. περιγράφουν ότι (19, 20): «Οι περισσότερες βιβλιογραφικές μελέτες για τις αλλαγές στα μαλλιά που σχετίζονται με την ηλικία επικεντρώνονται στην αλωπεκία, αλλά είναι εξίσου σημαντικό, ότι οι ίνες των μαλλιών που προκύπτουν από το τριχωτό της κεφαλής παρουσιάζουν σημαντικές αλλαγές που σχετίζονται με την ηλικία και έχουν ίση επίδραση στις συνολικές ιδιότητες των μαλλιών.

Παραδοσιακά, η μελέτη της γήρανσης των μαλλιών έχει επικεντρωθεί σε δύο κύριες ροές ενδιαφέροντος: αφενός, το αισθητικό πρόβλημα της γήρανσης των μαλλιών και τη διαχείρισή τους, με άλλα λόγια, όλα όσα συμβαίνουν εκτός του δέρματος.

Από την άλλη πλευρά, το βιολογικό πρόβλημα της γήρανσης των μαλλιών είναι όλες εκείνες οι διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα από την άποψη των μικροσκοπικών, βιοχημικών (ορμονικών, ενζυμικών) και μοριακών αλλαγών εντός του θύλακα της τρίχας στο βάθος του δέρματος (19, 20)».

Η μελέτη ανασκόπησης της διεθνούς βιβλιογραφίας του Trueb, R.M. περιγράφει ότι (18): «Η εξαρτώμενη από την ηλικία προοδευτική απώλεια της ποιότητας και της ποσότητας των μαλλιών εμφανίζεται  ουσιαστικά με τρεις διαφορετικούς τρόπους: ως σύμπτωμα ενός από τα σπάνια σύνδρομα πρόωρης γήρανσης (προγηρία), ως αποτέλεσμα της ανδρογενούς αλωπεκίας, και με την έναρξη της γηροειδούς αλωπεκίας.

Το σύνδρομο πρόωρης γήρανσης είναι εξαιρετικά σπάνιο. Παρ ‘όλα αυτά, η μελέτη τους έχει δώσει γνώσεις σχετικά με τους ρόλους των τελομερών, την μιτοχονδριακή λειτουργία, την ανθρώπινη αυξητική ορμόνη και την ινσουλίνη-όπως ο αυξητικός παράγοντας 1 (IGF-1)- για την ανάπτυξη και τη γήρανση των μαλλιών.

Η ανδρογενή αλωπεκία και η γηροειδής αλωπεκία μοιράζονται τα χαρακτηριστικά της μείωσης του αριθμού των θυλάκων της τρίχας και της διαμέτρου των μαλλιών, με αποτέλεσμα την εξαρτώμενη από την ηλικία προοδευτική αραίωση των μαλλιών.

Για αυτό και εδώ και καιρό δεν θεωρούνται διαφορετικές οντότητες από ορισμένους ειδικούς, με σημαντική επικάλυψη που επισκιάζει περαιτέρω την οριοθέτηση μεταξύ τους.

Παρ’ όλα αυτά, διαφέρουν στην ηλικία της έναρξης (νωρίς έναντι αργότερα), κατανομή (μοτίβο έναντι διάχυτη) και παθοφυσιολογικούς παράγοντες (αυξημένη έναντι μειωμένη δραστηριότητα της 5-άλφα-αναγωγάσης).

Η μελέτη ανασκόπησης της διεθνούς βιβλιογραφίας του Trueb, R.M. περιγράφει ότι (18): «Η ανδρογενής αλωπεκία θεωρείται ότι αντιπροσωπεύει μια γενετικά καθορισμένη, και μέσω των ανδρογόνων προκαλούμενη, και εξαρτώμενη από την ηλικία, προοδευτική συντόμευση της διάρκειας αναγέννησης της τρίχας με διαδοχικούς κύκλους μαλλιών.

Το καθαρό αποτέλεσμα είναι ένας μειωμένος αριθμός τριχών σε αναγέννηση, και προοδευτική σμίκρυνση του θυλακοειδούς, με αυξημένη αποβολή των βραχύβιων τριχών, ενώ τα προσβεβλημένα τριχοθυλάκια (HF) παράγουν μικρότερες και λεπτότερες τρίχες που καλύπτουν το τριχωτό της κεφαλής κακώς (18)».

Σύμφωνα με την μελέτη του Kaufman, K.D. (21): «Από τις ορμόνες που επηρεάζουν την ανάπτυξη των μαλλιών, οι πιο μελετημένες είναι τα ανδρογόνα (21).

Θεωρείται ότι σε άτομα με γενετική προδιάθεση, ο στόχος ανδρογόνων είναι τα τριχοθυλάκια, των οποίων διεγείρεται η σμίκρυνση στο θυλάκιο της  τρίχας τους.

Μελέτες σε περιοχές φαλάκρας σε σύγκριση περιοχές με μη φαλάκρα του τριχωτού της κεφαλής έχουν δείξει:

α) Αυξημένα επίπεδα των υποδοχέων των ανδρογόνων (AR) στα δερματικά κύτταρα θηλής (DPC) των μετωπιαίων τριχών σε σύγκριση με τις ινιακές τρίχες, και

β) Αυξημένη δραστηριότητα της 5-άλφα-αναγωγάσης, ένα ένζυμο σημαντικό για τη μετατροπή της τεστοστερόνης στην πιο ισχυρή διυδροτεστοστερόνη ανδρογόνων (DHT).

Οι μελέτες αυτές υποστηρίζουν την ιδέα ότι τα αυξημένα επίπεδα της DHT αλληλοεπιδρούν με την αυξημένη έκφραση της AR σε δερματικά κύτταρα της θηλής με αποτέλεσμα να μπορεί να προκληθεί η απελευθέρωση των ανασταλτικών παραγόντων που οδηγούν σε αλλαγές στο θύλακα της τρίχας, κάτι που τελικά οδηγεί σε μετασχηματισμό των μαλλιών (20)».

Η μελέτη ανασκόπησης της διεθνούς βιβλιογραφίας του Trueb, R.M. περιγράφει ότι (22): «Καθώς η ανδρογενή αλωπεκία περιλαμβάνει μια διαδικασία πρόωρου τερματισμού της αναγενούς (αναγέννησης) φάσης, που σχετίζεται με την πρόωρη είσοδο στην καταγενή φάση, οι μοριακοί έλεγχοι του μετασχηματισμού του αναγενούς-καταγενούς κύκλου είναι κρίσιμοι.

Η καταγενής φάση έχει προταθεί ότι εμφανίζεται ως συνέπεια:

α) της μειωμένης έκφρασης των παραγόντων διατήρησης της αναγενούς (αναγέννησης) φάσης, όπως ο παράγοντας IGF-1, ο βασικός παράγοντας ανάπτυξης ινοβλαστών και ο αγγειακός ενδοθηλιακός αυξητικός παράγοντας, και

β) αυξημένη έκφραση παραγόντων  όπως οι κυτοκίνες που προωθούν την απόπτωση της τρίχας, ο μετασχηματισμός του αυξητικού παράγοντα-βήτα 1, της ιντερλευκίνης-1-άλφα και του παράγοντα νέκρωσης του όγκου-άλφα (TNFα) (22)».

Η μελέτη των Laura Jadkauskaite  και συνεργατών και Schneider MR και συνεργατών περιγράφουν ότι (23, 24): «Το ίδιο το HF είναι ένα κυκλικά αναγεννητικό μίνι-όργανο που υποβάλλεται σε τακτικές περιόδους ανάπτυξης (αναγενής), παλινδρόμησης (καταγενής) και σχετικής ηρεμίας (τελογενής) (23).

Τα HF αποτελούνται από μια σειρά ομόκεντρων κερατινοκυττάρων με κεντρικό άξονα μαλλιών, τα οποία ενθυλακώνονται από ένα μεσεγχυματικό περίβλημα συνδετικού ιστού (23, 24).

Μέσα σε αυτή τη δομή υπάρχει μια περιοχή γνωστή ως «διόγκωση», που στεγάζει έναν πληθυσμό επιθηλιακών και βλαστικών μελανοκυττάρων. Ο βολβός της τρίχας, το χαμηλότερο τμήμα του HF, περιέχει τα παροδικά ενισχυτικά κύτταρα που παράγουν τα γρήγορα πολλαπλασιαζόμενα κερατινοκύτταρα, που οδηγούν στους διάφορους τύπους κυττάρων του εσωτερικού θηκαριού της ρίζας και του ίδιου του άξονα τρίχας.

Τα κερατινοκύτταρα που περιβάλλουν τη δερματική θηλή (DP), η οποία είναι μια περιοχή από πυκνά στοιβαγμένους επαγώγιμους ινοβλάστες που επικοινωνούν με την επιθηλιακή HF, μπορούν να επηρεάσουν την ανάπτυξη των μαλλιών και των κύκλων τους (23, 24)».

Η μελέτη των Kloepper JE και συνεργατών περιγράφει αναλυτικά την φυσιολογική παραγωγή και επίδραση των ελευθέρων ριζών από τα μιτοχόνδρια και την αναγκαιότητά τους για την τριχοφυΐα. Σύμφωνα με τους επιστήμονες αυτούς (25): «Τα κερατινοκύτταρα του βολβού εμφανίζουν εξαιρετικά υψηλό ποσοστό κυτταρικής διαίρεσης και τα μελανοκύτταρα της χρωστικής μονάδας HF παράγουν υψηλά επίπεδα ROS ως υποπροϊόν της μελανογένεσης.

Είναι σημαντικό να υπογραμμιστεί ότι, η παραγωγή ROS από τα μιτοχόνδρια είναι υποχρεωτική για να διατηρούν τη β-κατενίνη και ότι είναι απαραίτητο για την ανάπτυξη HF, τονίζοντας έτσι την σημασία αυτών των ελευθέρων ριζών οξυγόνου  στη φυσιολογική φυσιολογία της τριχοφυΐας (25)».

Σύμφωνα με τις μελέτες των Arck PC και συνεργατών, Paus R. και Neste DV, Tobin DJ. (26, 27, 28): «Το οξειδωτικό στρες μπορεί να εμφανιστεί μέσω της επαγωγής των ROS από πολλές πηγές, συμπεριλαμβανομένων του εκτεταμένου κυτταρικού μεταβολισμού (όπως η μελανογένεση), της κακής διατροφής, του τραύματος που προκαλείται από την αποτρίχωση (26), της φλεγμονής που εξαρτάται από τα μαστοκύτταρα (26), των αλλαγών του κύκλου των μαλλιών, των ορμονών (26, 27), των περιβαλλοντικών στρεσογόνων παραγόντων, των γενετικών διαφοροποιήσεων και των αλλαγών που σχετίζονται με την ηλικία (28)».

Οι μελέτες των Arck PC και συνεργατών, Wood JM και συνεργατών και Zhao J και συνεργατών περιγράφουν (29, 30, 31): «Οι ROS και το οξειδωτικό στρες μπορούν να εμπλακούν σε πτυχές της φυσιολογίας του HF και της παθολογίας του, πέρα από την απώλεια της χρώση που εμφανίζεται με το γκριζάρισμα των μαλλιών (29, 30)».

Ένα βασικό παράδειγμα της συμμετοχής της βιολογίας REDOX στη φυσιολογία του HF, προέρχεται από πρόσφατη μελέτη των Zhao J και συνεργατών (31)».

Η ανασκόπηση της διεθνούς βιβλιογραφίας και μετά-ανάλυση από τους Prakash Acharya εξέτασε τις δημοσιευμένες μελέτες οξειδωτικού στρες και περιγράφει ότι (32): «Τα ευρήματα της μετά-ανάλυσης έδειξαν ότι η Α σχετίζεται με αυξημένο οξειδωτικό στρες. Απαιτούνται περισσότερες μελέτες για την ενίσχυση αυτής της σύνδεσης. Μελέτες που διερευνούν την επίδραση του χειρισμού των διαφόρων δεικτών οξειδωτικού στρες στην Α θα μπορούσαν να οδηγήσουν στην ανάπτυξη πιθανών θεραπευτικών στρατηγικών (32)».

Η Λειτουργική Γονιδιωματική μελετά τον τρόπο με τον οποίο το γονιδίωμα, τα αντίγραφα (γονίδια), οι πρωτεΐνες και οι μεταβολίτες συνεργάζονται για την παραγωγή ενός συγκεκριμένου φαινοτύπου [33-38].

Επικεντρώνεται στις δυναμικές πτυχές όπως η μεταγραφή των γονιδίων, η μετάφραση, η ρύθμιση της έκφρασης γονιδίων και οι αλληλεπιδράσεις πρωτεΐνης-πρωτεΐνης, σε αντίθεση με τις στατικές πτυχές των γονιδιωματικών πληροφοριών όπως η ακολουθία ή οι δομές DNA.

Η Λειτουργική Γονιδιωματική επίσης προσπαθεί να ποσοτικοποιήσει τις διαφορές στις βιολογικές διεργασίες και έτσι να βελτιώσει την κατανόησή μας για τις λειτουργίες και τις αλληλεπιδράσεις γονιδίων, των πρωτεϊνών και των μεταβολιτών τους, που τελικά διαμορφώνουν τον εκάστοτε φαινότυπο (παθολογικό, παθοφυσιολογικό ή φυσιολογικό) [33-38].

Μέρος της Λειτουργικής Γονιδιωματικής αποτελεί η Βιοχημική Γενετική – Μεταβολομική [39-43].

Στη Βιοχημική Γενετική – Μεταβολομική, οι μεταβολίτες είναι στενά συνδεδεμένοι με τους φαινοτύπους των ζωντανών οργανισμών και παρέχουν πληροφορίες για τις βιοχημικές δραστηριότητες αντανακλώντας τα υποστρώματα και τα προϊόντα του κυτταρικού μεταβολισμού. Αξίζει εδώ να επισημάνουμε πως ο μεταβολισμός είναι γνωστός και ως ο μοριακός φαινότυπος των ζωντανών οργανισμών.

Η μεταβολομική μελετώντας και ποσοτικοποιώντας τους μεταβολίτες που υπάρχουν στα βιολογικά υγρά, προσφέρει μια άμεση εικόνα του συστήματος, παρέχοντας χρήσιμες πληροφορίες για την κατανόηση των διαδικασιών που λαμβάνουν χώρα στον οργανισμό που αναλύεται 39-43].

Οι πληροφορίες που μπορούν να εξαχθούν σε μια μεταβολομική ανάλυση είναι [39-43]:

• Βιταμίνες της σειράς Β
• Κυτταρικά αντιοξειδωτικά και αντιοξειδωτικούς μηχανισμούς
• Ιχνοστοιχεία και Συνένζυμα
• Ποιότητα γαστρεντερικής λειτουργικότητας (Μεταβολίτες της μικροβιακής εντερικής χλωρίδας)
• Κύκλο του κιτρικού οξέος (μιτοχονδριακή λειτουργία και παραγωγή κυτταρικής ενέργειας
• Μεταβολισμό των νευροδιαβιβαστών
• Μεταβολισμό λιπιδίων, πρωτεϊνών και υδατανθράκων
• Δείκτες οξειδωτικού στρες

Για την διερεύνηση της Αλωπεκίας χρησιμοποιούνται:

1. Η Βιοχημική Γενετική – Βασικό Πάνελ Μεταβολιτών (Μεταβολομική)
2. Εξειδικευμένο Πάνελ Μεταβολιτών Μεταβολικού Συνδρόμου
3. Εξειδικευμένο Πάνελ 14 Μονονουκλεοτιδικών Πολυμορφισμών (SNP’s) σε διαφορετικούς γονιδιακούς λοβούς και γονίδια, τα οποία έχουν προσδιορισθεί και σχετίζονται με την ατοπική δερματίτιδα και τον κνησμό
4. Εξειδικευμένο Πάνελ Μονονουκλεοτιδικών Πολυμορφισμών (SNP’s) των γονιδίων του Κυτοχρώματος P450 (CYP-SNP’s) που σχετίζονται με τις παραμέτρους του μεταβολισμού των λιπιδίων και της υπεροξείδωση τους, όπου τα πολύ-ακόρεστα λιπαρά οξέα (PUFA’s) είναι οι σημαντικοί στόχοι των ελευθέρων ριζών και των μιτοχονδρίων.

1. Jordan M. Thompson, Mehwish A. Mirza, Min Kyung Park, Abrar A. Qureshi, and Eunyoung Cho, The role of micronutrients in alopecia areata: A Review, Am J Clin Dermatol. 2017 October ; 18(5): 663–679. doi:10.1007/s40257-017-0285-x.
2. Strazzulla LC, Wang EH, Avila L, et al. Alopecia areata: disease characteristics, clinical evaluation, and new perspectives on pathogenesis. J Am Acad Dermatol 2018; 78: 1–12.
3. Prakash Acharya, MBBS, MD and Mahesh C. Mathur, MD, DCP, FRCP, Oxidative stress in alopecia areata: a systematic review and meta-analysis, International Journal of Dermatology 2019, doi: 10.1111/ijd.14753
4. Rajabi F, Drake LA, Senna MM, et al. Alopecia areata: a review of disease pathogenesis. Br J Dermatol 2018; 179: 1033–1048.
5. Jillian F. Rork, MD, Mehdi Rashighi, MD, and John E. Harris, MD PhD, Understanding Autoimmunity of Vitiligo and Alopecia Areata, Curr Opin Pediatr. 2016 August ; 28(4): 463–469. doi:10.1097/MOP.0000000000000375.
6. Zhu J, Paul WE. CD4 T cells: fates, functions, and faults. 2008; 112:1557–1569. [PubMed: 18725574]
7. Gilhar A, Etzioni A, Paus R. Alopecia areata. N Engl J Med. 2012; 366:1515–1525. [PubMed: 22512484]
8. Islam N, Leung PS, Huntley AC, Gershwin ME. The autoimmune basis of alopecia areata: a comprehensive review. Autoimmun Rev. 2015; 14:81–89. [PubMed: 25315746]
9. Ito T, Tokura Y. The role of cytokines and chemokines in the T-cell-mediated autoimmune process in alopecia areata. Exp Dermatol. 2014; 23:787–791. [PubMed: 25040075]
10. McElwee KJ, Gilhar A, Tobin DJ, et al. What causes alopecia areata? Exp Dermatol. 2013; 22:609–626. [PubMed: 23947678]
11. Betz RC, Petukhova L, Ripke S, et al. Genome-wide meta-analysis in alopecia areata resolves HLA associations and reveals two new susceptibility loci. Nat Commun. 2015; 6:5966. [PubMed: 25608926] The authors report results of the first genome-wide meta-analysis to identify the susceptibility loci in alopecia areata.
12. Petukhova L, Christiano AM. Functional Interpretation of Genome-Wide Association Study Evidence in Alopecia Areata. J Invest Dermatol. 2016; 136:314–317. [PubMed: 26763452]
13. Xing L, Dai Z, Jabbari A, et al. Alopecia areata is driven by cytotoxic T lymphocytes and is reversed by JAK inhibition. Nat Med. 2014; 20:1043–1049. [PubMed: 25129481] The authors reveal the pathogenic role of NKG2D+ cytotoxic T cells in alopecia areata pathogenesis, and the potential of reversing hair loss in human by inhibition of JAK pathway.
14. McPhee CG, Duncan FJ, Silva KA, et al. Increased expression of Cxcr3 and its ligands, Cxcl9 and Cxcl10, during the development of alopecia areata in the mouse. J Invest Dermatol. 2012; 132:1736–1738. [PubMed: 22358057]
15. Harman, D. Aging: a theory based on free radical and radiation chemistry. Gerontol. 11, 298–300 (1956).
16. Arck, P.C., Overall, R., Spatz, K. et al. Towards a “free radical theory of graying”: melanocyte apoptosis in the aging human hair follicle is an indicator of oxidative stress induced tissue damage. FASEB J. 20, 1567–1569 (2006).
17. Kauser, S., Westgate, G.E., Green, M.R. and Tobin, D.J. Human hair follicle and epidermal melanocytes exhibit striking differences in their aging profile which involves catalase. Invest Dermatol. 131, 979–982 (2011).
18. M. Trueb, The impact of oxidative stress on hair, Review Article, International Journal of Cosmetic Science, 2015, 37 (Suppl. 2), 25–30 doi: 10.1111/ics.12286
19. Trueb, R.M. Aging of hair. Cosmet. Dermatol. 4, 60–72 (2005).
20. Trueb, R.M. Pharmacologic interventions in aging hair. Interv. Aging 1, 121–129 (2006).
21. Kaufman, K.D. Androgens and alopecia. Cell. Endocrinol. 198, 89–95 (2002).
22. Trueb, R.M. Molecular mechanisms of androgenetic alopecia. Gerontol. 37, 981–990 (2002).
23. Laura Jadkauskaite, Pierre A. Coulombe, Matthias Schafer, Albena T. Dinkova-Kostova, Ralf Paus and Iain S. Haslam, Oxidative stress management in the hair follicle: Could targeting NRF2 counter age-related hair disorders and beyond? Prospects & Overviews, Bioessays 39: 1700029, 2017
24. Schneider MR, Schmidt-Ullrich R, Paus R. 2009. The hair follicle as a dynamic miniorgan. Biol.: CB 19: R132–42.
25. Kloepper JE, Baris OR, Reuter K, Kobayashi K et al. 2015. Mitochondrial function in murine skin epithelium is crucial for hair follicle morphogenesis and epithelial-mesenchymal interactions. J Invest Dermatol 135: 679–89.
26. Arck PC, Slominski A, Theoharides TC, Peters EM et al. 2006. Neuroimmunology of stress: skin takes center stage. J Invest Dermatol 126: 1697–704.
27. Paus R. 2011. A neuroendocrinological perspective on human hair follicle pigmentation. Pigment Cell Melanoma Res 24: 89–106. 44. Neste DV, Tobin DJ. 2004. Hair cycle and hair pigmentation: dynamic interactions and changes associated with aging. Micron 35: 193–200.
28. Neste DV, Tobin DJ. 2004. Hair cycle and hair pigmentation: dynamic interactions and changes associated with aging. Micron 35: 193–200.
29. Arck PC, Overall R, Spatz K, Liezman C et al. 2006. Towards a “free radical theory of graying”: melanocyte apoptosis in the aging human hair follicle is an indicator of oxidative stress induced tissue damage. FASEB J 20: 908–20.
30. Wood JM, Decker H, Hartmann H, Chavan B et al. 2009. Senile hair graying: H2O2-mediated oxidative stress affects human hair color by blunting methionine sulfoxide repair. FASEB J 23: 2065–75.
31. Zhao J, Li H, Zhou R, G Ma et al. 2015. Foxp1 regulates the proliferation of hair follicle stem cells in response to oxidative stress during hair cycling. PLoS ONE 10: e0131674.
32. Prakash Acharya, MBBS, MD and Mahesh C. Mathur, MD, DCP, FRCP, Oxidative stress in alopecia areata: a systematic review and meta-analysis, International Journal of Dermatology 2019, doi: 10.1111/ijd.14753
33. Συγκριτική Γονιδιωματική – UTH e-Class, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&ved=2ahUKEwi97efLxKDuAhV7wAIHHQS7BbAQFjAAegQIAhAC&url=https%3A%2F%2Feclass.uth.gr%2Fmodules%2Fdocument%2Ffile.php%2FDIB_U_191%2FComparative_Genomics.pdf&usg=AOvVaw0Haz5nVWbR7tzrhnicjTE0
34. An Introduction to Functional Genomics and Systems Biology, Evelien M. Bunnik and Karine G. Le Roch, ADVANCES IN WOUND CARE, VOLUME 2, NUMBER 9, DOI: 10.1089/wound.2012.0379.
35. Functional genetics, Giovanna Marchetti, Mirko Pinotti, Barbara Lunghi, Caterina Casari, Francesco Bernardi, Mini Review, Thrombosis Research 129 (2012) 336–340, doi:10.1016/j.thromres.2011.10.028.
36. Studying human and nonhuman primate evolutionary biology with powerful in vitro and in vivo functional genomics tools, Kathleen E. Grogan and George H. Perry, Evolutionary Anthropology. 2020;1–16, DOI: 10.1002/evan.21825.
37. Functional Genomics, Shalini Kaushik, Sandeep Kaushik and Deepak Sharma, Encyclopedia of Bioinformatics and Computational Biology 2018, doi:10.1016/B978-0-12-809633-8.20222-7.
38. EMBL-EBI, https://www.ebi.ac.uk/training.
39. Markus M. Rinschen, Julijana Ivanisevic, Martin Giera, and Gary Siuzdak, Identification of bioactive metabolites using activity metabolomics, Nat Rev Mol Cell Biol. 2019 Jun; 20(6): 353–367. doi: 10.1038/s41580-019-0108-4.
40. Caroline H. Johnson, Julijana Ivanisevic, and Gary Siuzdak, Metabolomics: beyond biomarkers and towards mechanisms, Nat Rev Mol Cell Biol. 2016 Jul; 17(7): 451–459. doi: 10.1038/nrm.2016.25.
41. David P Marciano, Michael P Snyder, Personalized Metabolomics, Methods Mol Biol. 2019;1978:447-456. doi: 10.1007/978-1-4939-9236-2_27.
42. Qi Jin, Alicen Black, Stefanos N Kales, Dhiraj Vattem, Miguel Ruiz-Canela, Mercedes Sotos-Prieto, Metabolomics and Microbiomes as Potential Tools to Evaluate the Effects of the Mediterranean Diet, Nutrients. 2019 Jan 21;11(1):207. doi: 10.3390/nu11010207.
43. Harvard Health Magazine, May – June 2011.