В настоящее время признано, что окислительное повреждение различных макромолекул (нуклеиновых кислот, белков, липидов) – это главный фактор, который обуславливает старение организма и, в частности, кожи. При чрезмерном накоплении в клетках и тканях кожи активных форм кислорода – свободных радикалов с наибольшей повреждающей способностью – происходит повреждение и, в прямом смысле, укорочение жизни клеток. Окисление – это не что иное, как передача электрона от атома одного вещества к атому другого, являющегося окислителем. Окислитель, приняв электрон, восстанавливается. Кислород – главный окислитель в природе, но еще более сильным окислительным действием обладают его свободнорадикальные активные формы.
Свободные радикалы – атомы и молекулы с неспаренным электроном, обладающие высокой реакционной способностью. Они чрезвычайно активно вступают в химические реакции, поскольку имеют свободное место для электрона, который пытаются «отнять» у других веществ. Если это удается, восстановленный радикал становится неактивным, но зато окисленное (лишенное электрона) вещество становится агрессивным радикалом. В результате ранее инертные вещества начинают активно вступать в химические реакции.
Например, в окисленной ДНК радикалами могут стать даже две части одной нити. Повреждения же в молекулах ДНК становятся причиной гибели или еще хуже – ракового перерождения клеток.
Свободные радикалы появляются как побочный продукт восстановления молекулярного кислорода до воды, которое осуществляется как в процессе нормального дыхательного цикла в митохондриях, так и в результате агрессивного влияния экзогенных факторов (УФ-излучения, радиоактивного излучения и т.д.) и веществ (прооксидантов). Радикальные формы кислорода (свободные радикалы) и, прежде всего, супероксид-анион и гидроксид-радикал, обладая свободным местом для электрона, могут быть окислителями (первый – слабым, второй – очень сильным). Реакции с участием радикалов в организме обычно называют вободнорадикальным окислением. При чрезмерной активации этих реакций возникает окислительный стресс.
Основные причины, приводящие к активации свободнорадикального окисления в тканях:
Окисление липидов называется перекисным, потому что его продуктами являются различные перекиси, в том числе – перекись водорода. По данному механизму окисляются, прежде всего, ненасыщенные жирные кислоты, входящие в состав клеточных мембран. Это ряд цепных реакций, при которых продукт одной реакции является катализатором следующей, а количество свободных радикалов в результате лавинообразно возрастает. Продукты перекисного окисления липидов накапливаются и могут вызвать гибель клетки, разрушая ее мембранные липиды. Но главная опасность перекисного окисления липидов заключается в том, что агрессивные липидные перекиси легко превращаются в новые радикалы, количество их возрастает в геометрической прогрессии, они реагируют со всеми веществами, которые встречаются на их пути, а таковыми могут быть и липиды, и белки, и ДНК.
На скорость перекисного окисления липидов влияют различные внешние условия и химические соединения, которые принято делить на прооксиданты (усиливающие процессы перекисного окисления) и антиоксиданты (тормозящие перекисное окисление).
Активация свободнорадикального окисления, прежде всего, перекисного окисления липидов – универсальная реакция организма на внешние воздействия самой разной природы. Образующиеся при этом радикалы могут участвовать в физиологических реакциях организма, таких как распад отработавших свой срок молекул белков и фосфолипидов, синтез липидных биорегуляторов (простагландинов, лейкотриенов, тромбоксанов), процессы редокс-сигнализации. Свободнорадикальное окисление может быть звеном различных физиологических процессов – раздражимости и проведения возбуждения, биосинтеза гормонов, клеточного деления и дифференцировки, неспецифического иммунного ответа. В здоровой клетке и нормально функционирующем организме существует равновесие между свободнорадикальными и антиоксидантными реакциями.
Факторы, регулирующие интенсивность перекисного окисления липидов |
|
Активирующие |
Тормозящие |
Гипероксигенация. |
Ферменты антиоксидантной системы. |
Ионизирующее излучение. |
Алиментарные факторы. |
Нарушения структуры клеточной мембраны. |
Достаточное поступление в организм токоферола, селена, серосодержащих аминокислот (источников тиогрупп), других соединений с тиогруппами, витаминов с антиоксидантными свойствами (витамина С, рутина). |
Активация фагоцитоза. |
|
Состояние стресса. |
|
Гиперлипидемия. |
|
Избыток углеводов в пище. |
|
Возрастное снижение активности энзимов. |
Если это равновесие сдвигается в сторону активации свободнорадикального окисления, а собственные антиоксиданты не могут его скомпенсировать – развивается окислительный стресс. В зависимости от степени активации окислительных реакций конечный результат может быть разным – от временного повышения проницаемости мембраны до некроза клетки. Синдром пероксидации включает повреждение мембран, инактивацию или трансформацию ферментов, подавление деления клеток и накопление инертных полимеров типа липофусцина.
Итак, следствием перекисного окисления липидов является повреждение макромолекул и мембран. Это приводит к нарушению барьерной и других функций клеточных мембран, к разобщению процессов окисления и фосфорилирования на мембранах митохондрий. Дефицит энергии отражается на всех процессах, включая пролиферацию, дифференцировку клеток, синтез различных веществ. Страдают не только клетки всех слоев кожи, но и межклеточного вещества. Повреждение белков ферментов ведет к нарушению метаболизма в клетке и межклеточном пространстве, по врежденные свободными радикалами клеточные ферменты уже не могут полноценно управлять химическими превращениями в клетках. Нарушается природная конформация белковых молекул и функциональное взаимодействие белков друг с другом. Окисленные белки начинают неправильно реагировать на внутриклеточные сигналы, их ошибки становятся опасными для клеточного метаболизма. Причем эти процессы протекают в клетке даже при незначительном накоплении свободных радикалов.
Окисленные свободными радикалами молекулы коллагена, сами превратившись в активные радикалы, могут связываться друг с другом, образуя димеры. «Сшитый» коллаген становится менее эластичным, накопление же коллагеновых димеров ведет к старению кожи и возникновению морщин. Кроме того, увеличивающееся число межмолекулярных связей повышает содержание коллагена, резистентного к действию энзимов. В настоящее время установлено, что перекисное окисление липидов и другие виды свободнорадикальных реакций участвуют в патогенезе большинства заболеваний (включая инфекционные) и формировании эстетических дефектов кожи. А их роль в преждевременном старении кожи, в процессах фотостарения и канцерогенеза – убедительно доказана. В условиях фотоокислительного стресса активные радикалы кислорода тормозят процессы фибриллогенеза, способствуют фрагментации коллагена и образованию дополнительных сшивок, нарушают структуру и функции межклеточного матрикса, повреждают эндотелий сосудов. Повреждение ядерных структур клетки становится причиной роста опухолевых клеток.
Проявления повреждений кожи свободными радикалами и окислительным стрессом различны и, безусловно, зависят от силы, времени воздействия и природы негативных факторов. Это может быть сухость кожи, ее повышенная чувствительность, склонность к воспалительным реакциям, гиперкератоз, гиперпигментация, морщины, телеангиэктазии и даже различные новообразования.
Поскольку процесс свободнорадикального окисления происходит в организме постоянно, должна существовать контролирующая его система. Это система антиоксидантов. Антиоксиданты могут быть экзогенными, как, например, витамин Е, поступающий только с пищей, и эндогенными.
По механизму действия антиоксиданты делят на:
В состав антиоксидантной системы тканей входят:
Антиоксидантная защита кожи – мощная многокомпонентная система. На поверхности кожи в больших количествах находятся жирорастворимые антиоксиданты: сквален, альфа-токоферол и бета-каротин. Они составляют первую линию защиты от внешних факторов (в первую очередь, от УФ-излучения). Следующим барьером для прооксидантных факторов становятся внеклеточные и внутриклеточные антиоксиданты.
1. Внеклеточная антиоксидантная защита кожи - обеспечивается действием внеклеточных антиоксидантов, которые отвечают за освобождение от свободных радикалов, в первую очередь, межклеточного пространства, основными среди которых являются:
- Витамин Е (токоферол) – обрывает цепи свободнорадикальных реакций в липофильной среде, является надежным защитником липидных мембран, останавливая процесс перекисного окисления липидов.
- Витамин С (аскорбиновая кислота) – является гидрофильным веществом, напрямую реагирует с супероксид-анионом, гидроксильным радикалом и многочисленными липидными гидроперекисями, кроме того, восстанавливает антиоксидантную активность токоферола.
- Каротиноиды – обладают способностью захватывать свободные радикалы, наиболее активен бета-каротин, прекрасно предохраняет липиды от перекисного окисления.
- Глутатион – взаимодействует со свободными радикалами, особенно гидроксильными и углеводородными.
- Супероксиддисмутаза – антиоксидантые свойства заключаются в катализе дисмутации супероксидного анион-радикала в перекись водорода, что предотвращает дальнейшую генерацию свободных радикалов.
- Глутатионпероксидаза – использует глутатион для восстановления перекиси водорода и липидных гидроперекисей до нейтральных и малотоксичных соединений.
- Каталаза – катализирует превращение перекиси водорода в воду, действует в паре с глутатионпероксидазой.
- Оба фермента обезвреживают кислородсодержащие радикалы.
2. Процессы внутриклеточной системы защиты происходят непосредственно в клетках. Клетки содержат все типы антиоксидантов, что позволяет противостоять действию любых свободных радикалов. Жирорастворимые антиоксиданты локализуются в мембранах, водорастворимые – в цитозоле клетки и мембранных органоидов, причем располагаются они в тех участках, где образуются соответствующие свободные радикалы, либо там, где клетка сталкивается с ними (наружная мембрана клетки).
Один из основных растворимых антиоксидантов в клетке – трипептид глютатион. Его концентрация превышает концентрацию других растворимых антиоксидантов, таких как витамин С, мочевина. Витамины А и Е могут накапливаться в клеточных мембранах и расходоваться по мере надобности, а вот витамин С и восстановленный глутатион не депонируются. Поэтому в условиях окислительного стресса необходимо поступление наиболее важных антиоксидантов извне.
Для нормальной жизнедеятельности кожи необходима активная работа обеих составляющих, поскольку данный орган подвергается агрессивным воздействиям внешней среды и представляет собой первый барьер антиоксидантной защиты организма. Вот почему так важно применение ингредиентов с антиоксидантным действием в наружных и инъекционных косметических средствах.
В последнее время стал популярен термин «вторичная фотозащита». Она осуществляется посредством ферментов, удаляющих продукты деградации биомолекул в результате свободнорадикальных реакций, веществ, участвующих в метаболизме антиоксидантов, а в коже – факторов, повышающих ее фоторезистентность. На первом месте в этом ряду находится пигмент меланин, который предохраняет от повреждения не только клетки базального слоя эпидермиса, но и клетки дермы, нервы, сосуды.
Можно с уверенностью сказать, что применение антиоксидантов в косметологии началось задолго до открытия свободных радикалов. Речь идет о растительных экстрактах. Растения содержат в себе уникальные композиции антиоксидантов, природные коктейли, сложившиеся в ходе эволюции. В их составе – каротиноиды, витамины С и Е, а также флавоноиды (полифенолы). Помимо экстрактов растений с антиоксидантными свойствами, в состав наружных косметических средств включают витамины, органические и неорганические соли, такие вещества, как супероксиддисмутаза, пероксидазы. Как правило, в косметическом средстве антиоксиданты выполняют двойную роль – являются БАВами и предохраняют препарат от окислительного повреждения. Для увеличения срока хранения косметических средств применяют, в основном, синтетические антиоксиданты (ионол, фенозаны, оксипиридины, бутилгидрокситолуол, бутилокситолуол). Ряд веществ – антиокислителей и хелатообразующих агентов, «непрямых антиоксидантов» (ЭДТА, глицин, аргинин, бета-глюканы и пр.) также используются в косметике, например, солнцезащитной.
В мезотерапии широко используются экстракты растений с выраженными антиоксидантными свойствами: препараты, содержащие олигоэлементы и витамины. Эффективность антиоксидантной мезотерапии повышают «непрямые антиоксиданты» (витамины группы В, аминокислоты и др.), которые назначают в дополнение к классическим антиоксидантам для улучшения метаболизма клетки.
В антиоксидантных программах рекомендуется использовать следующие препараты: Аскорбиновая кислота (Ascormax 10, Toskanicоsmetics, Испания), Экстракт зеленого чая (Камезин, Скинасил, Россия), Экстракт гинкго билоба (Гибилан, Скинасил, Россия), Рутин и экстракт мелилота (Rutinel, Toskanicоsmetics, Испания), Экстракт центеллы азиатской (Центазан, Скинасил, Россия), олигоэлементы (олигоэлементы Zn, Se, Si, ID-фарма, Испания; Cobre, Cobre-oroplata, Selenio, DIETBEL, Испания). Все препараты содержат витамины, олигоэлементы, фенольные соединения как в моновиде, так и в виде синергетических коктейлей.
Для составления коктейлей с антиоксидантами хорошо использовать препараты гиалуроновой кислоты: Гиалулит 1%, 2%, 3,5% (Скинасил, Россия), Гиалуформ мезолифт 1%, 1,8%, 2,5% (Тоскани, Россия) – препараты содержат гиалуроновую кислоту биотехнологического происхождения, используются для составления коктейлей с органическим кремнием и антиоксидантами.
Существуют комплексные препараты, содержащие гиалуроновую кислоту и другие антиоксиданты:
Существуют и другие комплексные препараты, содержащие антиоксиданты, которые могут применяться не только для воздействия на последствия окислительного стресса, но и как вспомогательные ингредиенты для решения таких проблем как целлюлит, излишние жировые отложения, акне и др.
Несмотря на коммерческую шумиху вокруг антиоксидантов в медицине, вопрос о том применять или не применять их в мезотерапии – уже не задается. Назначать, безусловно, надо. Но как? Использование препаратов с антиоксидантными свойствами в мезотерапии соответствует основным принципам антиоксидантной терапии, а именно – предпочтение отдается готовым коктейлям, в которых проявляется функциональный синергизм различных типов антиоксидантов. Исследования показали, что к назначению антиоксидантной терапии следует подходить дифференцированно. Для достижения хороших результатов требуется разная тактика при лечении поврежденных вследствие солнечных ожогов структур, плохо заживающих ран, воспалительных элементов и т.д. и для повышения устойчивости кожи к факторам, активирующим свободнорадикальное окисление. Применение антиоксидантов в больших концентрациях может рассматриваться как «скорая помощь» для «усталой», возрастной, воспаленной кожи. В этих случаях рекомендуется проводить короткие интенсивные курсы или однократные сеансы. В профилактических целях лучше применять антиоксиданты природного происхождения или препараты, содержащие небольшие дозы антиоксидантов.
Не следует составлять коктейли из антиоксидантов самостоятельно, поскольку в сочетании с некоторыми ингредиентами антиоксиданты теряют свои свойства или запускают негативные реакции. Кроме того, известно, что большинство соединений данной группы характеризуется двухфазным действием – при превышении некоторой пороговой величины антиоксидантный эффект сменяется прооксидантным. В дополнение к индивидуальным эффектам антиоксиданты могут действовать в синергизме и защищать друг друга от окислительных разрушений.
Не случайно, что большим эффектом обладает комплексная антиоксидантная терапия, в ходе которой сочетаются водо- и жирорастворимые антиоксиданты с синергичным действием. В ряде случаев одновременно с выполнением эстетических процедур необходимо принимать пероральные препараты или природные антиоксиданты (свежие соки, фрукты, овощи и т.д.).
Каждый из предложенных коктейлей, безусловно, обладает не только антиоксидантными свойствами, но и оказывает действие, специфичное для каждого препарата. Список антиоксидантных коктейлей можно продолжить, но каждый врач, зная наиболее эффективные мезопрепараты с антиоксидантным действием, выберет наиболее подходящий из уже известных ему коктейлей, исходя из клинической картины, целей терапии, общей программы лечения и платежеспособности пациента.
Тема антиоксидантов продолжает оставаться актуальной как для врачей-практиков, так и для исследователей. Сегодня изучается не только применение и действие различных антиоксидантов, но и их эффективность при введении в дерму в том или ином химическом состоянии. Все это дает возможность применять качественно новые препараты, в состав которых входят как моно-, так и комплексные антиоксиданты, продолжительность и эффективность действия которых в тканях уже хорошо известны.
Препараты для мезотерапии представленные в статье: