Antyoksydanty, wpływ przeciwutleniaczy na skórę, ochrona przed wolnymi rodnikami starzenie się skóry.

Trzy podstawowe systemy obrony organizmu przed RFT (reaktywnym formom tlenu)

- pierwszą linię obrony – zapobieganie powstawaniu rodnika wodorotlenowego; biorą w niej udział takie enzymy antyoksydacyjne, jak dysmutaza ponadtlenkowa (SOD), katalaza (CAT), peroksydaza glutationowa (GPx),

- drugą linię obrony polegającą na skierowaniu reakcji wolnorodnikowych na tory terminacji; najważniejszą rolę odgrywają w niej antyoksydanty małocząsteczkowe,

- trzecią linię obrony, którą stanowi naprawa uszkodzeń już powstałych w wyniku działania RFT; do tej linii obrony należą enzymy antyoksydacyjne o aktywności oksydoreduktaz, które potrafią zredukować produkty peroksydacji lipidów (paraoksonaza) lub mostki disulfidowe powstałe w wyniku peroksydacji DNA (tioredoksyna)– TRX, peroksydaza glutationowa

Pierwsza linia obrony, antyoksydanty

Wśród antyoksydantów enzymatycznych pierwszej linii obrony największe znaczenie ma dysmutaza ponadtlenkowa, która katalizuje reakcję dysproporcjonowania anionorodnika ponadtlenkowego do nadtlenku wodoru i tlenu cząsteczkowego.

O2–•   +   O2–•    +   2 H+     →   H2O2    +    O2

Szkodliwy nadtlenek wodoru jest następnie neutralizowany w organizmach przez 2 równie ważne enzymy antyoksydacyjne – katalazę i peroksydazę glutationową.

                                                    katalaza

                              2H2O2                                  à           2H2O   +   O2

                                              peroksydaza glutationowa

               H2O2   +   2GSH                 à          2H2O   +   GSSG

Końcowym produktem obu enzymów jest woda, a w przypadku katalazy również cząsteczka tlenu. Peroksydaza glutationowa wymaga do swojego działania obecności zredukowanej formy glutationu (GSH). Stosunek stężeń zredukowanej postaci glutationu (GSH) do jego formy utlenionej (GSSG) w organizmach żywych w homeostazie procesów redukcyjno-oksydacyjnych wynosi od 1:10 do 1:100 i gwałtownie się zmniejsza w przypadku nasilania się procesów oksydacyjnych, szczególnie podczas stresu oksydacyjnego. Ważną funkcję w walce z RFT pełnią również białka enzymatyczne, takie jak ceruloplazmina i białka hemowe.

Druga linia obrony

Drugą linię obrony stanowią antyoksydanty małocząsteczkowe, takie jak witaminy C czy E. Antyoksydanty małocząsteczkowe konkurują z innymi związkami chemicznymi, które mogłyby zostać utlenione przez RFT (np. O2–•, H2O2, •OH, HOCl). W wyniku reakcji RFT z antyoksydantem powstaje wolny rodnik, który jestznacznie mniej reaktywny niż rodnik, który powstałbynp. w wyniku peroksydacji lipidów. Następuje wtedy przerwanie łańcuchowej reakcji wolnorodnikowej i zahamowanie peroksydacji kolejnych związków biologicznie czynnych. W ten sposób działa α-tokoferol (α-TOH). Ze względu na swoje właściwości lipofilowe i obecność w błonach komórkowych przerywa on łańcuch reakcji wolnorodnikowych będących następstwem peroksydacji lipidów:

α-TOH    +    ROO•   →    α-TO•    +    ROOH

Produkt utlenienia – rodnik α-tokoferolowy (α-TO•) – dzięki reakcji z kwasem askorbinowym może zostać następnie zredukowany znowu do witaminy E.

α-TO•    +    AH2→    α-TOH    +    AH•

Trzecia linia obrony, antyoksydanty

- Mechanizmem „ostatniej szansy” obrony przed RFT są enzymy naprawcze. Tioredoksyna TRX jest polipeptydem zdolnym do redukcji mostków disulfidowych, powstałych w wyniku utlenienia grup tiolowych – SH, m.in. białek.

- W podobny sposób działa glutation i GPx, jednak redukcja przez TRX jest wielokrotnie szybsza. Utleniona tioredoksyna jest redukowana przez NADPH w reakcji katalizowanej przez reduktazę tioredoksyny.

Wpływ wolnych rodników na skórę, starzenie się

Atak wolnych rodników może być skierowany na skórę, która stanowi tarczę ochronną przed wpływami środowiska i zniszczeniu ulegają:

-  lipidy warstwy rogowej, z których zbudowana jest bariera chroniąca   skórę przed nadmiernym wysuszeniem

- proteiny, szczególnie kolagen i elastyna odpowiedzialne za elastyczność i sprężystość skóry

-  kwasy nukleinowe

Efektem długotrwałego działania wolnych rodników jest przedwczesne starzenie się skóry objawiające się powstawaniem zmarszczek i przebarwień pigmentacyjnych. Skóra traci sprężystość i elastyczność, naskórek staje się cienki, zmniejsza się zdolność wiązania wody. Dochodzi do osłabienia bariery immunologicznej i mogą pojawić się zmiany nowotworowe

Kosmetyki anti-aging, ochrona przed wolnymi rodnikami

Procesu szkodliwego działania środowiska na skórę nie można całkowicie wyeliminować, ale można go znacznie ograniczyć przez stosowanie odpowiednich kosmetyków. Nowoczesne kosmetyki zawierają substancje czynne zapobiegające przedwczesnemu starzeniu (anti-aging) czyli przeciwdziałają czynnikom stresującym pochodzącym ze środowiska.

Powszechnym składnikiem preparatów kosmetycznych są lipidy. Ich autooksydacja powoduje często zmianę barwy, zapachu oraz rozwarstwienie się emulsji. Ten proces jest tym bardziej intensywny im większa jest zawartość nienasyconych kwasów tłuszczowych.

Proces utleniania kosmetyków.

Proces utleniania kosmetyków może być wywołany przez drobnoustroje, enzymy lub bezpośrednie działanie tlenu z powietrza w obecności śladowych ilości metali ciężkich. Jony metali np. żelaza, manganu, kobaltu, chromu, miedzi mogą katalizować tworzenie się nadtlenków.

 

 

Dlatego w celu wyeliminowania niepożądanego wpływu metali na podłoże tłuszczowe dodaje się do kosmetyków związki kompleksujące w/w jony np. kwas cytrynowy, winowy, lecytynę, EDTA

W celu zabezpieczenia wyrobów kosmetycznych i tłuszczowych surowców do ich produkcji przechowuje się je w niskich temperaturach bez dostępu tlenu i światła, np. w hermetycznych naczyniach lub atmosferze gazu obojętnego. Ponadto dodaje się do nich antyoksydantów.

Działanie antyoksydantów w kosmetykach polega (tak jak w układach biologicznych) na dezaktywacji wolnych rodników, powstających w pierwszym stadium zmian oksydacyjnych. Jest to niezwykle ważne, gdyż stabilizacja emulsji częściowo zepsutej jest niemożliwa. Nie ma możliwości zregenerowania zepsutego kremu ani zabezpieczenia go przed dalszym jełczeniem poprzez późniejsze dodanie do niego antyoksydanta