Kako na kožo vplivajo antioksidanti

Antioksidanti imajo pomembno vlogo pri oksidativni poškodbi kože in s tem pri staranju kože. V koži se nahajajo številni antioksidanti. Med te sodijo encimski (glutation peroksidaza, superoksidaza, superoksid dismutaza) in ne encimski, nizkomolekularni antioksidanti (vitamin E, vitamin C, glutathione-GSH, uric acid-sečna kislina, ubiquinol).

Kaj so prosti radikali, oksidacija in zakaj so antioksidanti pomembni?

Kisik je reaktiven atom, zaradi katerega lahko pride pri celičnem metabolizmu do nastanka prostih radikalov. Prostim radikalom, ki so nastali v produkciji ATP-ja z drugo besedo pravimo ROS (reactive oxygen species). ROS so majhne, zelo reaktivne molekule, ki reagirajo z maščobami, proteini in DNK ter jih poškodujejo. ROS “napadejo” strukturo celične membrane in s tem ustvarijo razne produkte, ki ovirajo celične popravljalne procese, ovirajo DNA in RNA sintezo in uničujejo celične encime.  Poleg teh notranjih vzrokih nastanka prostih radikalov, lahko le ti nastanejo tudi zaradi zunanjih vplivov, kot je UV sevanje in onesnaženost. Prosti radikali imajo “uničevalno pot”; pripomorejo k fotostaranju in nastanku malignih tvorb. V dermisu prosti radikali napadejo kolagen in elastin ter povzročijo njihov razpad. Z leti akumulativen efekt prostih radikalov upočasnjuje celično funkcijo in s tem postopoma zmanjšuje “samo-popravljalne” sposobnosti telesa. Oksidativna poškodba igra pomembno vlogo v številnih starostnih degenerativnih spremembah (gube, slabša elastičnost, starostna znamenja...). Prosti radikali reagirajo s stabilnimi molekulami, kar privede do nastanka novih prostih radikalov, ti zopet reagirajo s stabilnimi molekulami, zato nastanejo spet prosti radikali, itn…dokler se ne zaustavi procesa z antioksidanti.

Koža je razvila procese za obrambo pred škodljivimi učinki oksidacije-antioksidante, vendar ti niso zmeraj dovolj učinkoviti za preprečitev ali popravo ROS škode. Antioksidanti so substance, ki ščitijo celične membrane in preprečujejo “oksidacijski stres” tkiva, tako da nevtralizirajo toksične kisikove molekule in proste radikale. Nekatere antioksidante lahko koža sama proizvaja, druge je pa potrebno vnesti oralno ali topikalno. Poznamo 3 kategorije antioksidantov2: (1) Encimski antioksidanti (2) “Chain breaking” antioksidanti in (3) Preventivni antioksidanti

1. Encimski antioksidanti: SOD, CAT in GPx so prva linija obrambe pred škodljivimi učinki prostih radikalov. SOD najprej odda elektron prostemu radikalu (02-) in nastane hidrogen peroksid (H2O2). Nato CAT in GPx s proteinom glutathione pretvorijo hidrogen peroksid v vodo in kisik. Katalizirajo reakcijo, ki pretvori proste radikale v kisik in vodo.

1. Chain breaking antioksidanti: preprečijo nastanek verižnih reakcij prostih radikalov, tako da uničijo proste radikale ali poškodovane molekule (vitamin E, vitamin A, vitamin C...)

2. Preventivni antioksidanti: so proteini, ki nase vežejo železo. Preprečijo nastanek radikalnega hidroksila iz drugih prostih radikalov.

V glavnem delujejo antioksidanti tako, da prekinejo verižne reakcije in inhibirajo ostale oksidacijske reakcije.

Pogosteje uporabljeni antioksidanti:

KOENCIM Q10 ali ubikinon

Koencim Q ali ubikinol je reduciran produkt ubikinona (koencima Q10). Prisoten je v vseh celičnih membranah, večinoma v obliki reduciranega ubikinola. Večina membran ima mehanizme, ki ga ohranjajo v reducirani obliki in ga po redukciji prostega radikala zopet pretvorijo v ubikinol. Prav tako lahko ubikinol reducira tokoferol po odstranitvi prostega radikala.

Koencim Q ali ubikinol, kot ne-encimski antioksidant, inhibira oksidacijo lipidov; v telesu pa sodeluje kot nosilec elektronov v mitohondrijski dihalni verigi. Je endogeno sintetiziran, lipofilen antioksidant. Koencim Q ima v glavnem dve funkciji: prenos elektronov in protonov v mitohondriju (pomaga pri tvorbi ATP-ja) in z antioksidativnim delovanjem ščiti celice:

- direktno: prepreči oksidacijo lipidov,

- indirektno: obnovi, regenerira ostale  antioksidante.

VITAMIN A

Pod klasifikacijo vitamina A spadajo: retinol, retinal, retinojska kislina, retinoidi (sintetični derivativi vitamina A).

Vitamin A ima mnogo funkcij: pomemben je pri razvoju in rasti, ohranjanju imunskega sistema in vidu. V koži vpliva na širok spekter bioloških procesov: rast epidermalnih celic, njihovo diferenciacijo in na delovanje pilosebacealne enote. Več kot 70% vitamina A je shranjenega v koži v obliki estra (npr. retinyl palmitate-ta je tudi veliko stabilnejši od retinola, zato se ga pogosteje uporablja v kozmetiki). Poleg vpliva na diferenciacijo in delovanje pilosebacealne enote ima topikalna aplikacija retinola in ostalih retinoidov vpliv na debelino epidermisa in zavira razpad kolagena v dermisu.

VITAMIN E

Vitamin E je eden najpomebnejših antioksidantov v organizmu. Za razliko od vitamina C je maščobotopen. 

Ljudje uporabljamo pretežno α-tokoferol, ker je najaktivnejša oblika vitamina E v človeškem telesu. Ostale naravne oblike vitamina E so še β, γ in δ. V naravi obstaja le ena oblika alfa-tokoferola: RRR-alfa-tokoferol. V črevesju se absorbirajo vse oblike vitamina E. Nato gredo po krvi do jeter, jetra pa nato prednostno izločijo RRR-alfa-tokoferol. Najpomembnejša funkcija vitamina E je zaščita membrane telesnih celic pred prostimi radikali. Ima ključno vlogo pri preprečevanju poškodb celic zaradi oksidativnega stresa.

Stabilnost topikalnih raztopin vitamina E se poveča z uporabo derivativov. Ti derivati vitamina E so ponavadi estri tokoferola, ki niso podvrženi oksidaciji, a lahko vseeno penetrirajo v kožo. Vendar ti derivati vitamina E nimajo antioksidativnih lastnosti. Da postanejo učinkoviti, morajo encimi odstraniti dodano molekulo vitamina E. Glede na to da zgornja plast povrhnjice nima metabolno aktivnih celic in imajo ostale plasti veliko količino ekstracelularnih proteinov, ni jasno kako učinkoviti so v koži estri pretvorjeni v uporaben vitamin.

Vitamin E se najprej kopiči v lojnici, nato pa izloči s sebumom. V koži ni posebnih transportnih proteinov za vitamin E. Njegova koncentracija je največja v nižjih plasteh rožene plasti. Koncentracija pa se zmanjšuje v višjih plasteh kože. Povrhnjica je prva plast, ki absorbira »oksidativni stres« sončne svetlobe in onesnaževanja. Zaradi te izpostavljenosti je vitamin E izčrpan, zato je še toliko bolj pomembna lokalna aplikacija.

Več vitamina E se pojavlja v koži, ki ima povečano proizvodnjo sebuma (npr.: mastna koža).

Medtem, ko se lahko nekateri antioksidanti sintetizirajo sami v človeškem telesu, je nivo vitamina E odvisen od tega, koliko ga v telo vnesemo z zaužitjem ali topikalno.

Posebno zanimanje za vitamin E (skupaj z vitaminoma A in C) se je pokazalo, ko gre za zaščito kože pred UV žarki in pri zaščiti pred staranjem kože. Tokoferilacetat  je lovilec prostih radikalov in s tem lahko zmanjša poškodbo DNA in zniža smrtonost keratinocitov. Izboljša lahko tudi hidracijo kože in pa zmanjša se hrapavost kože.

Vitamini imajo tudi sinergistično delovanje. Velik pomen skupaj imata vitamina C in E, ki varujeta kožo pred UV žarki. Vendar, če delujeta skupaj je njuna zaščita pred UV žarki še toliko boljša.

Vitamin E se uporablja kot protivnetno sredstvo po izpostavljenosti UV žarkom.

VITAMIN C

Lastnosti učinkovine: Vitamin C ali askorbinska kislina je vodotopen vitamin. Nekatere živali ga lahko proizvedejo same; človeško telo pa tega ni sposobno, zato ga človek dobi le iz hrane in drugih virov. Dobra vira vitamina C sta sveže sadje in zelenjava, predvsem citrusi. Najdemo pa ga tudi v paradižniku in listnati zelenjavi. Vitamin C lahko proizvedejo tudi v laboratoriju.

Je eden izmed močnejših in dobro poznanih antioksidantov. Oksidacija v človeškem telesu povzroči hitrejše staranje kože, organov ter drugih tkiv. Vitamin C pa kot borec pred prostimi radikali pomaga ohranjati/vzdrževati kožo pred gubami in številnimi boleznimi, ki so povezane z oksidacijo; vključno z artritisom, boleznimi srca in rakom.

Pri ljudeh je za tvorbo kolagena in popravilo tkiva potreben eksogeni vir askorbinske kisline, ki deluje kot kofaktor pri pretvorbi 4-hidroksiprolina v kolagen in druge proteine. Askorbinska kislina je reverzibilno oksidirana v dehidroaskorbinsko kislino v telesu. Taka oblika vitamina naj bi bila pomembna pri zmanjševanju oksidacije. Vitamin C je vključen pri presnovi tirozina, pri pretvorbi folne kisline v folinično (folinic) kislino, pri metabolizmu ogljikovih hidratov, pri sintezi lipidov in proteinov, pri metabolizmu železa, odpornosti proti okužbam in pri celičnemu dihanju.

Željeni učinki in indikacije za uporabo oz. kdaj je uporaba primerna: Vitamin C ali askorbinska kislina pomaga ohranjati/vzdrževati zdrav kolagen v koži, pomaga pri poškodbah tkiva, spodbuja rast zdravih zob in kosti ter krepi imunski sistem.

Viri:

1. Borut Poljsak, Raja Dahmane, Aleksandar godic. 2013. Skin and antioxidants. Journal of Cosmetic and Laser Therapy 15: 107-113

1. Salavkar SM, Tamanekar RA, Athawale RB. Antioxidants in skin ageing - Future of dermatology. Int J Green Pharm 2011;5:161-8.

2. Lucy L. Chen & Steven Q. Wang. From the bottle to the skin: challenges in evaluating antioxidants. Photodermatology, Photoimmunology & Photomedicine 2012, 28: 228–234

3. Frederick L. Crane. The evolution of coenzyme Q. BioFactors 32 (2008) 5–11

4. Wang Zhipeng, Li Mingkai, Cui Shuyu, Jia Min, Meng Jingru, Ma Xue, Wu Yumei, Luo Xiaoxing. Toxicity of coenzyme q10: a report of 90-day repeated dose toxicity study in rats. The Journal of Toxicological Sciences, vol.32, no.5, 505-514, 2007

5. J Yan, Q Xia, WG Wamer, MD Boudreau, A Warbritton, PC Howard, PP Fu. Levels of retinyl palmitate and retinol in the skin of SKH-1 mice topically treated with retinyl palmitate and concomitant exposure to simulated solar light for thirteen weeks. Toxicology and Industrial Health 2007: 25: 581-589

6. Jian Yan, Wayne G Wamer, Paul C Howard, Mary D Boudreau, Peter P Fu. Levels of retinyl palmitate and retinol in the stratum corneum, epidermis,and dermis of female SKH-1 mice topically treated with retinyl palmitate. Toxicology and Industrial Health 2006; 22: 181 /191

7. H. Kim, N. Kim, S. Jung, J. Mun, J. Kim,  B. Kim, J. Lee, H. Ryoo, H. Jung. Improvement in skin wrinkles from the use of photostable retinyl retinoate: a randomized controlled trial. British Journal of Dermatology 2010:162, pp497–502

8. Jacquelyn Levin, James Q. Del Rosso, Saira B. Momin. How much do we relly know about our favorite cosmeceutical ingredients? The Journal Of Clinical Aesthetic Dermatology. Vol.3 No.2, 22-41, february 2010

9. Mirela Donato Gianeti, Lorena Rigo Gaspar, Flavio Bueno de Camargo Junior, Patricia Maria Berardo Goncalves Maia Campos. Benefits of Combinations of Vitamin A, C and E derivates in the stability of cosmetic formulations. Molecules, 2012,  17, 2219-2230 (163)

10. Seong Yeon Kim, Yeon Joo Na, Dongju Kim, Yeongseok Kim, Hyeong Min Kim, Sung-Ha Hwang, Jiyeon Kwak, Hyo-Jeong Kuh, Jaehwi Lee. Development of estimation methods of skin oxidation and evaluation of anti-oxidative effects of genistein in topical formulations. Korean J Physiol Pharmacol. Vol.16: 205-209, 2012