© Borgis - Postępy Fitoterapii 2/2014, s. 94-99
Anna Nowak1, Joanna Zielonka2, Marcelina Turek2, *Adam Klimowicz1
Wpływ przeciwutleniaczy zawartych w owocach na proces fotostarzenia się skóry
The effects of fruit antioxidants on skin photoaging
1Samodzielna Pracownia Farmakoterapii Dermatologicznej, Katedra Chorób Skórnych i Wenerycznych, Pomorski Uniwersytet Medyczny w Szczecinie
Kierownik Pracowni: prof. dr hab. Adam Klimowicz
2Studenckie Koło Naukowe przy Samodzielnej Pracowni Farmakoterapii Dermatologicznej
Opiekunowie Koła: dr Anna Nowak, prof. dr hab. Adam Klimowicz
Summary
One of the important adverse effects induced by certain harmful environmental factors in humans body seems to be skin photoaging. This process is influenced by the free radicals, formed by solar radiation. However, human’s body possess limited capacity for free radicals destruction or inactivation. In order to support the protective action of the human body the antioxidants are applied. They can be either of natural or synthetic origin. The fruits seems to be one of the important source of natural antioxidants. This group of substances could be applied in order to prevent heart, hematological as well as the central and peripheral nervous system disorders, in alleviating the symptoms of menopause, allergy etc. Antioxidants could also modulate diverse biochemical processes involved in carcinogenesis. Moreover, they may exert their inhibitory effect on skin photoaging. Therefore, these compounds are increasingly applied to produce cosmetic formulations. Antioxidants reduce the harmful effect of ultraviolet radiation on the skin. Their mechanism of action is based on scavenging and counteracting of free radicals, thus preventing oxidative damage. Therefore, these compounds are considered to be complementary to physical and chemical UV filters. Humans ingest a lot of antioxidants as food constituents. One of the most rich sources seems to be fruits, particularly those containing anthocyans i.e. flavonoid’s dyes. Their antioxidant action is due to the activity of flavonoids and ascorbic acid. The following fruits should be taken into account: black chokeberry, grapes and some berries, i.e. bilberries, blueberries, also blackcurrants as well as citrus fruits.
Wstęp
Organizm ludzki stale narażony jest na działanie niekorzystnych czynników zewnętrznych. Jednym ze skutków takich działań może być proces fotostarzenia się skóry. Promieniowanie słoneczne zwiększa tzw. stres oksydacyjny, co prowadzi do wzmożonego powstawania wolnych rodników. Wpływają one na procesy degeneracyjne komórek skóry i jej starzenie się. Istnieje możliwość ograniczenia wpływu niekorzystnych reakcji wolnorodnikowych. Odpowiednią linią obrony jest stosowanie przeciwutleniaczy, tzw. antyoksydantów. Są to związki eliminujące wolne rodniki z organizmu ludzkiego, wpływające korzystnie na zdrowie. Istnieją różne źródła pozyskiwania przeciwutleniaczy. Antyoksydanty pochodzenia naturalnego występują w wielu roślinach, w różnych ich częściach. Należałoby zwrócić uwagę na przeciwutleniacze zawarte w niektórych gatunkach owoców, gdyż cechują się one silnym działaniem antyoksydacyjnym, dzięki czemu mogą czynnie zapobiegać procesowi fotostarzenia się skóry.
Wolne rodniki
Wolny rodnik to atom lub cząsteczka, która ma na orbitalu walencyjnym jeden lub więcej niesparowanych elektronów, co sprawia, że są one niestabilne, nadają owemu atomowi lub cząsteczce dużą reaktywność i warunki do oddziaływania na różne składniki komórki (1). Wolne rodniki powstają w organizmie człowieka podczas reakcji enzymatycznych, zakażeń bakteryjnych lub wirusowych, z którymi wiąże się proces fagocytozy, w procesie oddychania, a także autooksydacji wielu związków, głównie lipidów (2). Wiele produktów pochodzenia roślinnego, w tym owoców, wykazuje właściwości przeciwutleniające, polegające na zdolności neutralizowania RFT – czyli reaktywnych form tlenu, do których zaliczamy nie tylko wolne rodniki, ale także tlen singletowy i nadtlenek wodoru. Ich reakcje ze strukturami komórki, obejmującymi białka, błony lipidowo-białkowe i kwasy nukleinowe, mogą być wyjątkowo niebezpieczne.
Nadmiar RFT może powodować wiele uszkodzeń, m.in. błon biologicznych i materiału genetycznego komórki. Jednym z najbardziej agresywnych rodników jest rodnik hydroksylowy OH. Ma on charakter hydrofobowy (brak ładunku), jest więc łatwo transportowany przez błony (1). Rodnik hydroksylowy atakując łańcuch DNA może spowodować jego pęknięcie, tworzenie innych wiązań i modyfikację zasad purynowych (3). RFT mogą wywoływać również zmiany w białkach (głównie enzymatycznych), takie jak modyfikacja aminokwasów, utlenianie grup -SH, a także destrukcja struktur wyższych rzędów, co może prowadzić do daleko idących zaburzeń metabolicznych. Wyjątkowo groźna jest peroksydacja lipidów, gdyż jest to reakcja łańcuchowa – nadtlenkowe rodniki kwasów tłuszczowych pobudzają następne reakcje peroksydacji. Tkanki roślinne, w przeciwieństwie do ludzkich, mają bardzo dobrze funkcjonujące systemy obrony przed RFT. Zaliczyć do nich możemy tzw. triadę enzymatyczną czyli trzy enzymy neutralizujące RFT: dysmutazę ponadtlenkową, katalazę i peroksydazę. Dodatkowo rośliny zawierają związki, które wchodzą w korzystne interakcje z antyoksydantami, np. kwas askorbinowy, terpenoidy i polifenole.
Stres oksydacyjny
Zaburzenie metabolizmu komórkowego spowodowane jest ciągłym atakowaniem danej komórki przez RTF oraz działaniem czynników zewnętrznych, takich jak promieniowanie jonizujące, UV, ultradźwięki, temperatura, ksenobiotyki, światło, metale ciężkie. Te reakcje prowadzą do zachwiania równowagi pomiędzy reakcjami wolnorodnikowymi i antyoksydacyjnymi, co może powodować nawet daleko idące uszkodzenie struktur komórkowych.
Fotostarzenie
Fotostarzenie jest procesem przedwczesnego starzenia się skóry, którego przyczyną jest ekspozycja na promieniowanie ultrafioletowe. Jest ono jednym z głównych czynników odpowiadających za zaburzenia metabolizmu komórek i stres oksydacyjny. Pod wpływem promieniowania ultrafioletowego UVA (320-400 nm) i UVB (290-320 nm) – promieniowania o krótszej długości fali, ale o wyższej energii – w komórkach zachodzą procesy degradacyjne. Aktywacji ulegają różne czynniki, w tym chromofory komórkowe, takie jak tryptofan, NADH, NADPH, które pochłaniają promieniowanie i biorą udział w wytwarzaniu RFT. Ponadto, powstające w wyniku stresu oksydacyjnego wolne rodniki mogą naruszać struktury komórek, uszkadzać i powodować mutacje DNA oraz powodować nieprawidłowości w przebiegu syntezy kolagenu w komórkach (4). Promieniowanie UV może przyczyniać się do wywoływania reakcji, w wyniku których rozkład substancji komórkowych skóry nie zostaje prawidłowo zahamowany (5). Promieniowanie UVB odpowiada za reakcje natychmiastowe, takie jak oparzenia słoneczne czy rumień, a dodatkowo za immunosupresję i kancerogenezę. Z kolei promieniowanie UVA odpowiada za reakcje opóźnione, fotostarzenie, przebarwienia naskórkowe, procesy alergiczne, a nawet powstawanie nowotworów skórnych (5, 6).
Ogół reakcji powodowanych przez promienie ultrafioletowe prowadzi do zmian skórnych cechujących się:
– pogłębieniem zmarszczek i fałdów w wyniku degradacji kolagenu i tzw. elastozy posłonecznej – czyli kumulacji uszkodzonych włókien elastycznych w skórze,
– zwiększoną liczbą teleangiektazji,
– nieprawidłowościami pigmentacyjnymi – hipo- i hiperpigmentacje będące efektem nierównomiernej dystrybucji melanocytów, a także pogrubieniem i szorstkością skóry,
– upośledzeniem procesów naprawczych, objawiających się trudnością gojenia,
– zmianami przerostowymi, m.in. rogowaceniem słonecznym i łojotokowym (4, 5).
Histologiczny obraz skóry ulega zmianie w wyniku procesu fotostarzenia. Następuje przerost warstwy rogowej naskórka i gruczołów łojowych. Mikrokrążenie zostaje upośledzone, tkanka łączna i włókna sprężyste ulegają uszkodzeniu. Dodatkowo obserwuje się obecność licznych komórek zapalnych w skórze, dlatego też niektórzy autorzy określają proces fotostarzenia jako posłoneczne zapalenie skóry (heliodermatitis) (4).
Istnieje możliwość zapobiegania wolnorodnikowym procesom degradacyjnym w skórze, wywołanym przez UV. Jak już wspomniano – jedną z głównych linii obrony jest zastosowanie antyoksydantów.
Antyoksydanty
Wolne rodniki stale oddziaływają na nasz organizm, natomiast antyoksydanty mogą stanowić linię obrony. Znajdują się one praktycznie we wszystkich owocach – jednak zawartość przeciwutleniaczy w poszczególnych gatunkach znacznie się waha. Niektóre owoce mają ich bardzo dużo, natomiast w innych znajdziemy tylko śladowe ilości.
Antyoksydantem można nazwać każdą substancję, która wykazuje zdolność eliminowania wolnych rodników z organizmu (7). Dużą grupą związków o właściwościach antyoksydacyjnych są polifenole, będące wtórnymi metabolitami roślin. Do polifenoli zalicza się związki z jednym lub wieloma pierścieniami aromatycznymi w cząsteczce, które zawierają nawet do kilkudziesięciu grup hydroksylowych połączonych z pierścieniem aromatycznym. Najważniejsze z nich to flawonoidy, obejmujące kilka tysięcy związków i antocyjany, będące flawonoidami o charakterze barwników. Do antyoksydantów należą również karotenoidy, wykazujące zdolność wygaszania tlenu singletowego, betalainy – barwniki chroniące lipidy i zatrzymujące reakcje wolnorodnikowe oraz inne, jak np. witaminy C i E, melatonina, czy kwas ferulowy (3). Wzory chemiczne niektórych związków charakteryzujących się działaniem antyoksydacyjnym przedstawiono na rycinie 1.
Ryc. 1. Wzory chemiczne wybranych związków wykazujących działanie antyoksydacyjne.
Przeciwutleniacze mają swoiste mechanizmy działania, pozwalające na określoną aktywność antyoksydacyjną, obejmującą:
– zdolność wiązania rodników – stabilizacji lub delokalizacji niesparowanych elektronów,
– właściwości redukcyjne – oddawanie elektronów,
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Nawirska A, Sokół-Łętowska A, Kucharska AZ. Właściwości przeciwutleniające wytłoków z wybranych owoców kolorowych. Żywn Nauka Technol Jakość 2007; 4(53):120-5. 2. Zabłocka A, Janusz M. Dwa oblicza wolnych rodników tlenowych. Post Hig Med Dośw 2008; 62:118-24. 3. Puzanowska-Tarasiewicz H, Kuźmicka L, Tarasiewicz M. Antyoksydanty a reaktywne formy tlenu. Bromat Chem Toksykol 2010; 43:9-14. 4. Galus R, Zandecki Ł, Antiszko M i wsp. Fotostarzenie się skóry. Pol Merk Lek 2007; 22:580-4. 5. Olek-Hrab K, Hawrylak A, Czarnecka-Operacz M. Wybrane zagadnienia z zakresu starzenia się skóry. Post Dermatol Alergol 2008; 25:226-34. 6. Korać RR, Khambholja KM. Potential of herbs in skin protection from ultraviolet radiation. Pharmacogn Rev 2011; 5:164-73. 7. Balach J. Super antyoksydanty. Leki XXI wieku w naszym jedzeniu. http://storino.pl/p/bj0TQ. 8. Sikora J, Markowicz M, Mikiciuk-Olasik E. Rola i właściwości lecznicze aronii czarnoowocowej w profilaktyce chorób cywilizacyjnych. Bromat Chem Toksykol 2009; 42:10-7. 9. Miller E, Malinowska K, Gałęcka E i wsp. Rola flawonoidów jako przeciwutleniaczy w organizmie człowieka. Pol Merk Lek 2008; 24:556-60. 10. Anunciato TP, da RochaFilho PA. Carotenoids and polyphenols in nutricosmetics, nutraceuticals, and cosmeceuticals. J Cosmet Dermatol 2012; 11:51-4. 11. Majewski S. Starzenie genetyczne i zewnątrzpochodne (słoneczne) skóry. W: Kosmetologia pielęgnacyjna i lekarska. (red. Noszczyk M), Wyd Lek PZWL, Warszawa 2010; 92-9. 12. Noszczyk M. Skóra dojrzała. W: Kosmetologia pielęgnacyjna i lekarska (red. Noszczyk M). Wyd Lek PZWL, Warszawa 2010; 144-59. 13. Valcheva-Kuzmarova S, Blogovic B, Valić S. Electron spin resonance measurement of radical scavenging activity of Aronia melanocarpa fruit juice. Pharmacogn Mag 2012; 8:171-4. 14. Bräunlich M, Slimestad R, Wangensteen H i wsp. Extracts, anthocyanins and procyanidins from Aronia melanocarpa as radical scavengers and enzyme inhibitors. Nutrients 2013; 5:663-78. 15. Chrubasik C, Li G, Chrubasik S. The clinical effectiveness of chokeberry: a systematic review. Phytother Res 2010; 24:1107-14. 16. Nassiri-Asl M, Hosseinzadeh H. Review of the pharmacological effects of Vitis vinifera (Grape) and its bioactive components. Phytother Res 2009; 23:1197-204. 17. Lutz M, Jorquera K, Cancino B i wsp. Phenolic and antioxidant capacity of table grape (Vitis vinifera L.) cultivars grown in Chile. J Food Sci 2011; 76:C1088-93. 18. Thornfeldt CR. Rośliny jako kosmeceutyki: W: Kosmeceutyki (red. Draelos ZD). Wyd Med Urban and Partner, Wrocław 2006; 73-80. 19. Brewer MS. Natural antioxidants: sources, compounds, mechanism of action, and potential applications. Compreh Rev Food Sci Food Saf 2011; 10:221-47. 20. Zujko ME, Witkowska A. Aktywność antyoksydacyjna popularnych gatunków owoców, warzyw, grzybów i nasion roślin strączkowych. Bromat Chem Toksykol 2009; 42:895-9. 21. Olas B. Resweratrol jako dobroczyńca w profilaktyce chorób układu krążenia. Kosmos 2006; 55:277-85. 22. Gescher A, Steward WP, Brown K. Resveratrol in the management of human cancer: how strong is the clinical evidence? Ann NY Acad Sci 2013; 1290:12-20. 23. Berrougui H, Grenier G, Loued S i wsp. A new insight into resveratrol as an atheroprotective compound: inhibition of lipid peroxidation and enhancement of cholesterol efflux. Atheroscler 2009; 2007:420-7. 24. Voloshyna I, Hussaini SM, Reiss AB. Resveratrol in cholesterol metabolism and atherosclerosis. J Med Food 2012; 15:763-73. 25. Filip A, Daicoviciu D, Clichici S i wsp. Photoprotective effects of two natural products on ultraviolet B-induced oxidative stress and apoptosis in SKH-1 mouse skin. J Med Food 2011; 14:761-6. 26. Slatnar A, Jakopic J, Stampar F i wsp. The effect of bioactive compounds on in vitro and in vivo antioxidant activity of different berry juices. PLoS One 2012; 7(10):e47880. 27. Mazur B, Borowska EJ, Polak M. Zawartość witaminy C i pojemność przeciwutleniająca owoców i przecierów z żurawiny błotnej i wielkoowocowej. Żywn Nauka Technol Jakość 2009; 2(63):130-7. 28. Vinson JA, Bose P, Proch J i wsp. Cranberries and cranberry products: powerful in vitro, ex vivo, and in vivo sources of antioxidants. J Agric Food Chem 2008; 56:5884-91. 29. Ndhlala AR, Moyo M, Van Staden J. Natural antioxidants: fascinating or mythical biomolecules? Molecules 2010; 15:6905-30. 30. Teleszko M. Żurawina wielkoowocowa – możliwości wykorzystania do produkcji biożywności. Żywn Nauka Technol Jakość 2011; 6(79):132-41. 31. Witkowska A, Zujko ME. Aktywność oksydacyjna owoców leśnych. Bromat Chem Toksykol 2009; 42:900-3. 32. Bae JY, Lim SS, Kim SJ i wsp. Blueberry anthocyanins alleviate photoaging in ultraviolet-B-irradiation-induced human dermal fibroblasts. Mol Nutr Food Res 2009; 53:726-38. 33. Meiyanto E, Hermawan A, Anindyajati. Natural products for cancer-targeted therapy: citrus flavonoids as potent chemopreventive agents. Asian Pac J Cancer Prev 2012; 13:427-36. 34. Gattuso G, Barreco D, Gargiulli C i wsp. Flavonoid composition of citrus juices. Molecules 2007; 12:1641-73.
