Co znajdziesz w artykule?
Prezentacja na Beauty Innovations 2022
Co to jest stres oksydacyjny? Jak może wpłynąć na procesy starzenia? Omówimy wybrane antyoksydanty, takie jak kwas alfa liponowy, pycnogenol, kwas ferulowy, resweratrol, ekstrakt z zielonej herbaty czy bakuchiol.
inż. chemii kosmetycznej Marcin Kaniewski
Antyoksydanty zwane potocznie zmiataczami wolnych rodników to przeciwutleniacze. Czyli substancje, które mają zdolność do zatrzymywania lub spowalniania procesu utleniania.
Podział
Antyoksydanty są bardzo szeroką grupą, w związku z tym przygotowałem dla Państwa krótki podział. Antyoksydanty możemy podzielić na witaminy takie jak witamina E, C i A oraz ich pochodne, które są bardzo dobrze znane w produktach kosmetycznych.
Możemy również wyróżnić karotenoidy, jak beta karoten, naturalnie występujący w korzeniu marchwi czy likopen obecny w bardzo dużej ilości w owocach pomidorów.
Dodatkowo mamy związki fenolowe dzielące się na stilbeny, takie jak resweratrol, o którym sobie powiemy. Dalej kwasy fenolowe, których przykładem jest kwas ferulowy, zwany także kwasem kawowym, o którym również powiemy. Mamy flawonoidy dzielące się na flawonole, takie jak kwercetyna oraz flawanole, takie jak katechina. Antocyjany będące naturalnymi substancjami barwiącymi w owocach jak maliny, borówki czy jeżyny oraz taniny, które są garbnikami.
Co to jest wolny rodnik i jego rola?
Wolny rodnik to atom lub cząsteczka mogące samodzielnie istnieć i posiadające jeden lub więcej nie sparowanych elektronów. Skupimy się na reaktywnych formach tlenu jako wolnych rodnikach. Wyróżniamy tutaj tlen singletowy, anionorodnik ponadtlenkowy, rodnik hydroksylowy, nadtlenek wodoru, rodnik nadtlenkowy i alkoksylowy.
Wolne rodniki pełnią naturalne, biologiczne funkcje w skórze i organizmie. Przede wszystkim jest to rola przekaźników sygnału, regulują procesy naprawcze i ekspresję genów.
W komórkach biorą udział w:
- procesach metabolizmu,
- reakcjach redoks w łańcuchu oddechowym,
- wytwarzaniu związków wysokoenergetycznych, takich jak ATP,
- transporcie tlenu przez hemoglobinę,
- fagocytozie drobnoustrojów.
Czyli w naturalnych mechanizmach obronnych.
Wolne rodniki, a dokładniej reaktywne formy tlenu mogą mieć też negatywne skutki w przypadku ich nadmiaru. I wówczas dochodzi do:
- utleniania związków niskocząsteczkowych, takich jak askorbinian czy glutation,
- degradacja kolagenu,
- polimeryzacja kwasu hialuronowego mająca diametralny wpływ na procesy starzenia skóry,
- utlenianie hemoglobiny,
- inaktywacja enzymów i białek transportowych,
- uszkodzenia DNA i chromosomów,
- peroksydacja lipidów błon komórkowych,
- powstanie mutacji i transformacji do komórek nowotworowych.
Jakie są źródła reaktywnych form tlenu?
Skupimy się na źródłach egzogennych w tym momencie, czyli pochodzących z zewnątrz naszego organizmu. Może to być promieniowanie jonizujące, jeżeli jesteśmy wystawieni na taką ekspozycję. Promieniowanie jonizujące występuje naturalnie na powierzchni ziemi; w niektórych miejscach jest zintensyfikowane wydzielanie tego promieniowania.
Również dym tytoniowy może negatywnie wpływać na wydzielanie wolnych rodników. Zanieczyszczenia środowiska jako kolejny czynnik, który może generować wolne rodniki i promieniowanie UV.
Stres oksydacyjny
oksydacyjny
to inaczej zaburzenie równowagi między procesami generującymi powstawanie wolnych rodników a naszym naturalnym systemem obronnym organizmu, tak zwanym antyoksydacyjnym, przeciwdziałającym im. W przypadku, kiedy zdrową komórkę zaatakuje nadmiar wolnych rodników, przechodzi ona w stan stresu oksydacyjnego i dochodzi do uszkodzeń. Dlatego bardzo ważne jest, abyśmy unikali egzogennych źródeł promieniowania UV – ale nie tylko promieniowania UV – i chronienie się przed tym.
Objawy starzenia się skóry są cechą wpisaną w nasz kod genetyczny. Możemy oczywiście spowalniać te procesy, natomiast są one nieuniknione. Oprócz wspomnianych przyczyn egzogennych są również endogenne.
Przejdźmy przez główne przyczyny starzenia się.
Jest to tak zwana senescencja, czyli starzenie komórkowe. Także promieniowanie UV, zanieczyszczenie środowiska i klimatu, które mają bardzo duży wpływ na powstawanie wolnych rodników.
Oczywiście czynniki takie jak prawidłowa dieta, unikanie stresu czy też odpowiedni rytm dobowy w postaci odpowiedniej ilości snu może nam pomóc zregenerować i spowolnić te procesy starzenia. Dlatego bardzo ważne, żebyśmy holistycznie podchodzili do tego tematu i dbali o siebie.
Kliniczne objawy starzenia się skóry,
czyli to, co widzimy od razu na skórze to suchość, matowość, utrata blasku są spowodowane niedoborem lipidów bariery naskórkowej; naturalnego czynnika nawilżającego skórę. Może być to spowodowane farmakoterapią, może być to objaw chorobowy. Bądź może być to spowodowane ekspozycją na skrajne czynniki atmosferyczne, takimi jak wiatr i śnieg. Dlatego bardzo ważne, żebyśmy stosowali produkty, które nas chronią przed tymi czynnikami.
Wiotkość skóry może być spowodowana przez zanik tkanki tłuszczowej w pewnych okolicach twarzy – ale nie tylko twarzy – bądź przez degradację włókien kolagenowych i elastynowych. Powoduje to ścieńczenie warstwy skóry oraz utratę napięcia mięśniowego. Jest to spowodowane przez naturalne procesy starzenia, a także jest to skutek stresu oksydacyjnego, na który możemy być wystawieni.
Zmarszczki spowodowane są przez zmiany w skórze właściwej. Dochodzi do degradacji włókien kolagenowych i elastynowych i jest również objawem naturalnych procesów starzenia. Może być spowodowane przez stres oksydacyjny. Dodatkowo dochodzą tutaj czynniki środowiskowe, takie jak palenie papierosów czy też ekspozycja na promieniowanie UV.
Hiperpigmentacja, czyli nadmiar barwnika oraz hipopigmentacja, czyli niedobór barwnika mogą być spowodowane przez zwiększanie lub zmniejszanie, albo całkowity zanik melanocytów w skórze. Również nagromadzenie się pigmentu w naskórku może spowodować takie zmiany objawiające się charakterystycznymi plamami na skórze. Najważniejszym czynnikiem jest tu nadmierna ekspozycja na UV, dlatego pamiętajmy, aby chronić naszą skórę stosując odpowiednie filtry.
Fotostarzenie się skóry, czyli uszkodzenia powstałe w wyniku utleniania, powodują zmiany w skórze takie jak degradacja włókien kolagenowych czy elastynowych i ścieńczenie warstwy skóry. Tutaj również ekspozycja na UV oraz palenie papierosów może być negatywną przyczyną.
Spowolnione procesy odnowy naskórka i procesów gojenia czy też nierówność naskórka to zaburzenia w formowaniu kolagenu w skórze i zaburzenia w funkcjonowaniu komórek naskórka. Może być to spowodowane niedoborem witamin, ale również jest to naturalny proces starzenia.
Bladość i szarość skóry może być spowodowana przez zanik melanocytów lub zmniejszenie wytwarzania melaniny. Ale również dochodzi do degradacji czy też zmniejszenia ukrwienia komórek skóry właściwej, przez co skóra nie jest prawidłowo odżywiona. W efekcie daje nam objaw właśnie bladości, szarości skóry. Tutaj naturalnymi przyczynami jest proces starzenia, natomiast może być to też czynnik egzogenny, taki jak dym papierosowy czy ekspozycja na UV.
Przykłady antyoksydantów
Przejdziemy teraz do antyoksydantów, które dla Państwa wybrałem. Skupiłem się na tym, co mamy popularne aktualnie na rynku kosmetycznym oraz co może jest troszeczkę nowinką.
Kwas alfa liponowy jest neutralizatorem wolnych rodników ponadtlenkowych, hydroksylowych i tlenu singletowego. Wykazano, że podawanie kwasu liponowego przynosi korzyści w wielu modelach stresu oksydacyjnego, a stężenie 5% może wygładzać drobne zmarszczki. Potencjalnie może być też skuteczny w niwelowaniu objawów wpływu dymu papierosowego czy też samego palenia papierosów na skórę.
Pycnogenol jest wytwarzany z kory sosny nadmorskiej pinus pilaster pochodzącej z południowo-zachodniego Wybrzeża Francji. Ekstrakt jest bogaty w katechiny, kwasy fenolowe, takie jak kwas ferulowy – o którym za chwilę powiemy – oraz taksyfonlinę. Wykazuje on silne właściwości antyoksydacyjne.
Taksyfolinę możemy również otrzymywać bezpośrednio z pnia modrzewia syberyjskiego. Jest to flawonoid zwany też witaminą bajkalską dlatego, że ten modrzew występuje w rejonie Bajkału. Działa synergicznie z witaminą C, dlatego warto go stosować w tym połączeniu w produktach kosmetycznych.
Sam pycnogenol poprawia elastyczność i nawilżenie skóry poprzez stymulowanie syntezy kwasu hialuronowego i kolagenu typu I. Chroni przed peroksydacją lipidów i pomaga również w niwelowaniu zmian barwnikowych.
Kwas ferulowy pełni rolę ochronną głównych struktur skóry, jak keranocyty, fibroblasty, kolagen czy elastyna. Hamuje melanogenezę, nasila angiogenezę, przyspiesza procesy tworzenia naczyń włosowatych w skórze, dzięki czemu również przyspiesza gojenie ran. Jest szeroko stosowany w preparatach fotoochronnych z tego względu, że ma właściwość do absorbowania niewielkich ilości promienia UV z zakresu 290-320 nanometrów. Działa synergicznie w połączniu z witaminami C i E. Naturalnie występuje w kawie. Ale też w takich roślinach jak ryż czy owies.
Bakuchiol – kolejny bardzo popularny ostatnio składnik produktów kosmetycznych – jest pozyskiwany z owoców Psoralea corylifolia (syn. Cullen corylifolium). Bakuchiol należy do grupy związków fenolowych. W temperaturze pokojowej jest nielotną cieczą o charakterystycznej żółtej i żółtobrunatnej barwie. Neutralizuje wolne rodniki nadtlenkowe. Wykazuje zdolność do hamowania takich enzymów jak elastaza i kolagenaza odpowiadających za rozkładanie elastyny i kolagenu. Stymuluje ekspresję akwaporyny – białka transportowego, które umożliwia proces odpowiedniego nawilżenia skóry poprzez dostarczanie wody i glicerolu. Dzięki temu właśnie poprawia nawilżenie i elastyczność.
Dodatkowo znalazłem badanie, w którym badano skuteczność antyoksydacyjną bakuchiolu poprzez sprawdzenie czy jest w stanie ochronić skwalen przed utlenianiem. Wynik został wyrażony w procentach. Stężenie 1% w bakuchiolu w roztworze skwalenu było w stanie ochronić 30% masy.
Natomiast dla porównania witamina E, którą popularnie stosujemy, w tym samym stężeniu była w stanie ochronić tylko 15% masy. Zatem uważam, że jest to bardzo skuteczny antyoksydant i jest w stanie zastąpić tokoferol w produktach kosmetycznych.
Resweratrol naturalnie występuje w owocach winogron, ale również w winie pozyskiwanym z tych owoców. Im dłużej leżakuje wino, tym więcej resweratrolu można uzyskać. Zatem możemy cieszyć się źródłem resweratrolu nie tylko na skórę, ale również wewnętrznie.
Resweratorol należy do fenolowych związków zwanych stilbenami. Jest to substancja rozpuszczalna w tłuszczach, antyoksydant działający przeciwzapalnie. Hamuje peroksydację lipidów, hamuje proces glikacji, dzięki czemu chroni włókna kolagenowe i elastynowe, pozwalając na utrzymanie jędrności i elastyczności skóry.
Ekstrakt z zielonej herbaty składa się głównie z katechiny, działa antyoksydacyjnie. Jest skuteczny przeciwko takim wolnym rodnikom tlenowym jak tlen singletowy, rodnik hydroksylowy czy nadtlenek wodoru. Katechiny możemy znaleźć również w kakao czy też czekoladzie.
Marcin Kaniewski
Inżynier chemii kosmetycznej. Absolwent Wyższej Szkoły Inżynierii i Zdrowia w Warszawie na kierunku „Chemia Kosmetyczna”. Pracuje w dziale legislacyjno-technicznym na stanowisku specjalisty ds. chemii kosmetycznej w ACC Chemicals. Na co dzień współpracuje z przedstawicielami branży beauty w zakresie przygotowywania raportów oceny bezpieczeństwa kosmetyków oraz wprowadzania produktów do obrotu.
