The influence of chemotherapy and lifestyle on the antioxidative status of human skin

Abstract

Background: Antioxidants are a protective and defensive mechanism against free radicals, also known as reactive oxygen species. As free radicals and oxidative stress are involved in many pathologic phenomena, such as premature skin aging, immunosuppression and cardiovascular diseases, the question arose, how the external and internal factors, especially nutrition or stress, can influence the antioxidant status. In addition, the differences in antioxidant status between two countries, South Korea and Germany, were investigated to determine the cultural influence. Material and Methods: Using a miniaturized mobile measuring device based on reflectance spectroscopy, the cutaneous carotenoid concentrations of healthy volunteers were investigated. The volunteers were of different age, social and cultural groups. In addition, questionnaires were applied to assess the nutritional behavior and stress circumstances as well as smoking and alcohol consumption habits. Furthermore, the antioxidant status of cancer patients was measured to determine the possible pathomechanism of palmoplantar erythrodysesthesia (PPE), a frequent adverse effect of chemotherapeutic agents. Results: The results of these investigations were published in four scientific papers. Both healthy nutrition with antioxidant-rich food and stress management are crucial for the higher cutaneous carotenoid concentration. As antioxidant status results from multifactorial elements, the lifestyle of volunteers could be reflected in the antioxidant status. The studies highlighted the importance of stress management and avoiding stress. The measurements with the reflectance spectroscopy based mobile device could inspire the volunteers to have healthy nutrition and to avoid stress. The cutaneous carotenoid concentration of cancer patients after the systemic administration of chemotherapeutic agents decreased. The reduction could be shown in all investigated drugs. Conclusion: The measuring device with its non-invasiveness, handiness and mobility is practical to assess the antioxidant status of individuals quickly. The application of this device in public places such as schools and companies can promote healthy lifestyle effectively. For cancer patients receiving chemotherapy, an antioxidant-containing ointment can be a preventive and therapeutic option for PPE.

Hintergrund: Antioxidantien sind Schutzmechanismen gegen freie Radikale, die auch als reaktive Sauerstoffspezies bekannt sind. Da freie Radikale und oxidative Stress mit vielen pathologischen Ereignissen wie vorzeitige Hautalterung, Immunsuppression und kardiovaskuläre Erkrankungen assoziiert sind, stellte sich die Frage, wie externe und interne Faktoren, besonders Ernährung oder Stress, das antioxidative Potential (AOP) beeinflussen. Außerdem wurden Unterschiede des AOPs zwischen zwei Ländern, Südkorea und Deutschland, untersucht, um den kulturellen Einfluss auf die kutanen Antioxidantien herauszufinden. Material und Methoden: Mittels eines miniaturisierten und mobilen Messgeräts, das auf Reflexionsspektroskopie basiert ist, wurden die arotenoidkonzentrationen in der Haut bei den gesunden Probanden gemessen. Die Probanden waren von ihrem Alter und sozialer und kultureller Herkunft unterschiedlich. Zudem wurden die Ernährungsgewohnheiten und stressige Ereignisse sowie Rauchen und Alkoholkonsum mithilfe vom Fragebogen erfasst. Darüber hinaus wurde das AOP der Krebspatienten bestimmt, um den Pathomechanismus der Palmoplantaren Erythrodysästhsie, einer häufigen Nebenwirkung von Chemotherapeutika, näher zu verstehen. Ergebnisse: Die Ergebnisse der Studien wurden in vier wissenschaftlichen Publikationen veröffentlicht. Antioxidantienreiche gesunde Ernährung und Stressmanagement sind wichtig für die hohe Carotenoidkonzentraion in der Haut. Da multiple Faktoren für das AOP verantwortlich sind, konnten sich die Lebensgewohnheiten der Probanden im AOP widerspiegeln. Die Studien hoben die Bedeutsamkeit der Stressbewältigung und der Vermeidung von Stress hervor. Die Messung mit dem mobilen, auf Reflexionsspektroskopie basierten Messgerät konnte die Probanden anregen, sich gesund zu ernähren und Stress zu vermeiden. Die kutanen Carotenoidkonzentrationen der Krebspatienten nahmen nach der systemischen Gabe von Chemotherapeutika ab. Der Rückgang des Messwertes konnte in allen untersuchten Chemotherapeutika gezeigt werden. Schlussfolgerung: Das nichtinvasive, praktische und mobile Messgerät ist zur Bestimmung von AOP schnell und einfach einsetzbar. Die Anwendung des Messgeräts in öffentlichen Einrichtungen wie Schulen und Firmen kann den gesunden Lebensstil effektiv fördern. Für Krebspatienten, die Chemotherapie bekommen, kann eine antioxidantienhaltige Salbe eine Möglichkeit zur Prävention und Therapie für die Palmoplantare Erythrodysästhesie sein.