Антиоксидантная защита

Кислородный парадокс

Все знают, что кислород необходим для жизни, поэтому все боятся кислородной голодания. В самом деле, без кислорода жить нельзя, и даже незначительное снижение содержания кислорода в воздухе мгновенно отражается на нашем самочувствии и вместе с тем он опасен для живых существ (в этом заключается "кислородный парадокс"). Опасным его делают те же свойства, которые сделал и его таким необходимым.

Все аэробные (дышащие кислородом) существа получают энергию, окисляя органические молекулы кислородом, и все они должны защищаться от высокой окислительной способности кислорода. Собственно говоря, окисление - это то же самое горение. Просто в организме вещества "сгорают" постепенно, поэтапно, высвобождая энергию небольшими порциями. Если бы органические молекулы сгорали быстро, как дрова в печи, то клетка погибла бы от теплового шока. После того как молекула окисляется, она изменяется. Это уже не та молекула, что была раньше. Например, целлюлоза дерева в процессе горения дров окисляется до углекислого газа и воды - превращается в дым. Реакцию окисления можно представить себе как отбирание чего-либо. Например, если на улице у вас отобрали кошелек, то вас "окислили". При этом тот, кто завладел кошельком, "восстановился". В случае молекул вещество-окислитель отнимает электрон у другого вещества и восстанавливается. Кислород - очень сильный окислитель. Еще более сильными окислителями являются свободные paдикалы кислорода.

Свободные радикалы

Свободный радикал - это обломок молекулы, который обладает высокой реакцией способностью. У радикала кислорода не хватает электрона, и он стремится отобрать электрон у других молекул. Когда это ему удается, радикал становится молекулой и выходит из игры, зато лишенная электрона молекула становится радикалом и встает на путь разбоя.

Молекулы, которые раньше были инертными и ни с кем реагировали, теперь вступают в самые причудливые химические реакции. Например, две молекулы коллагена, которые стали свободными радикалами, столкнувшись с радикалами кислорода, становятся настолько активными, что связываются друг с другом, образуя димер, в то время как нормальные волокна коллагена не способны связаться друг с другом. Сшитый коллаген менее эластичен, чем обычный коллаген, а кроме того, он недоступен для матриксных металлопротеиназ (ферментов, разрушающих старый коллаген, чтобы его место занял вновь синтезированный), поэтому накопление коллагеновых димеров в коже приводит к появлению морщин и снижению упругости кожи.

В молекуле ДНК радикалами могут стать даже две части одной нити ДНК - в этом случае они могут связаться друг с другом, образуя сшивки внутри одной молекулы ДНК или между двумя молекулами ДНК. Сшивки и другие повреждения в молекулах ДНК становятся причиной гибели клеток или их ракового перерождения. Не менее драматично заканчивается встреча свободного радикала кислорода с молекулами ферментов. Поврежденные ферменты уже не могут управлять химическими превращениями, и в клетке воцаряется полный хаос.

Перекисное окисление - что это такое?

Наиболее серьезным следствием появления свободных радикалов в клетке является перекисное окисление. Перекисным его называют потому, что его продуктами яются перекиси. Чаще всего по перекисному механизму окисляются ненасыщенные жирные кислоты, из которых состоят мембраны живых клеток. Точно так же перекисное окисление может идти в маслах, которые содержат ненасыщенные жирные кислоты, и тогда масло прогоркает (перекиси липидов имеют горький вкус). Опасности перекисного окисления в том, что оно протекает по цепному механизму, т.е. продуктами такого окисления являются не только свободные радикалы, но и липидные перекиси, которые очень легко превращаются в новые радикалы. Таким образом, количество свободных радикалов, а значит и скорость окисления, лавинообразно нарастает. Свободные радикалы реагируют со всеми биологическими молекулами, которые встречаются им на пути, такими, как белки, ДНК, липиды. Если лавину окисления не остановите то может погибнуть весь организм. Именно это и происходило бы со всеми живыми организмами в кислородной среде, если бы природа не позаботилась снабдить их мощной защитой - антиоксидантной системой.

Антиоксиданты

Антиоксиданты - это молекулы, которые способны блокировать реакции свободнорадикального окисления. Встречаясь со свободным радикалом, антиоксидант добровольно отдает ему электрон и дополняет его до полноценной молекулы. При этом антиоксиданты сами превращаются в свободные радикалы. Однако из-за особенностей химической структуры антиоксиданта эти радикалы слишком слабы для того, чтобы отнять электрон у других молекул, поэтому они не опасны.

Когда антиоксидант отдает свой электрон окислителю и прерывает его разрушительное шествие, он сам окисляется и становится неактивным. Для того чтобы его вернуть в рабочее состояние, его надо снова восстановить. Поэтому антиоксиданты, как опытные оперативники, обычно работают парами или группами, в которых они могут поддержать окисленного товарища и быстро восстановить его. Например, витамин С восстанавливает витамин Е, а глутатион восстанавливает витамин С. Самые лучшие антиоксидантные команды содержатся в растениях. Это легко объяснимо, так как растения не могут убежать и спрятаться от повреждающего воздействия и должна уметь оказывать противодействие. Наиболее мощными антиоксидантными системами обладают растения, которые могут расти в суровых условиях, - облепиха, сосна, пихта и другие.

Важную роль в организме играют антиокислительные ферменты. Это супероксид дисмутаза (СОД), каталаза и глутатионпероксидаза. СОД и каталаза образуют антиоксидантную пару, которая борется со свободными радикалами кислорода, не давая им возможности запустить процессы цепного окисления. Глутатионпероксидаза обезвреживает липидные перекиси, обрывая тем самым цепное перекисное окисление липидов. Для работы глутатионпероксидазы необходим селен. Поэтому пищевые добавки с селеном усиливают антиоксидантную защиту организма. Антиоксидантными свойствами в организме обладают многие соединения.

Несмотря на мощную антиоксидантную защиту, свободные радикалы все же оказывают достаточно разрушительное действие на биологические ткани, и в частности на кожу.

Причиной этого являются факторы, которые резко усиливают продукцию свободных радикалов в организме, что приводит к перегрузке антиоксидантной системы и к окислительному стрессу. Наиболее серьезным из этих факторов считается УФ-излучение, однако избыток свободных радикалов может появиться в коже и вследствие воспалительных процессов, при воздействии некоторых токсинов или при разрушении клеток.

[7], [8], [9], [10], [11]

Антиоксиданты в косметике

Сейчас мало кто сомневается в том, что кожу надо защищать от свободных радикалов. Поэтому антиоксиданты стали одними из самых популярных ингредиентов в косметике. Но не каждый крем с антиоксидантами способен защитить нашу кожу. Составление хорошего антиоксидантного коктейля - дело тонкое, важно составить такую смесь, в которой разные антиоксиданты будут восстанавливать друг друга.

Известно, например, что витамин С восстанавливает витамин Е, но создать косметическую композицию, в которой эта антиоксидантная пара будет работать сообща, не так просто. Витамин Е жирорастворим, а витамин С - водорастворим, поэтому в живой клетке они совершают сложные акробатические трюки, встречаясь на границе мембраны и цитоплазмы. Кроме того, аскорбиновую кислоту очень трудно вводить в косметические композиции, так как она легко разрушается. В настоящее время используют производные аскорбиновой кислоты, которые более стабильны. Например, аскорбилпальмитат - жирорастворим, стабилен, удобен для включения в рецептуру в процессе приготовления препарата. В коже под действием ферментов от аскорбилпальмитата отщепляется пальмитат (жирная кислота) и высвобождается аскорбат, обладающий биологической активностью. Используют также два других производных - аскорбилфосфат магния и аскорбилфосфат натрия. Оба соединения растворимы в воде и имеют хорошую химическую стабильность. Один из вариантов создавать эффективные кремы, содержащие и витамин С и витамин Е, - это использовать липосомы. При этом витамин С помещают в водную среду внутрь липосоми а витамин Е встраивают в жировую оболочку липосом.

Аскорбиновая кислота, которая так быстро разрушается в косметических кремах, сохраняется в овощах и фруктах. То же самое касается других антиоксидантов. Это означает, что антиоксидантные коктейли растений составлены лучше, чем все искусственные смеси антиоксидантов.

И действительно, набор антиоксидантных веществ в растениях гораздо богаче, чем в тканях животных и человека. Помимо витаминов С и Е, в растениях содержатся каротиноиды и флавоноиды (полифенолы). Слово "полифенол" используется в качестве общего родового названия для веществ, имеющих не менее двух соседних гидроксильных групп в бензольной кольце. Благодаря такому строению полифенолы способны служить ловушкой для свободных радикалов. Сами полифенолы при этом стабильны, вступая в реакции полимеризации. Флавоноиды обладают очень сильными антиоксидантными свойствами, а кроме того, они поддерживают в активном состоянии и защищают от разрушения витамины С и Е. Так как необходимость бороться со свободными радикалами стоит перед всеми растениями, не существует такого растения, экстракт которого не обладал бы антиоксидантными свойствами (поэтому так полезно есть овощи и фрукты). И все же имеются растения, в которых содержатся самые удачные антиоксидантные наборы.

Несколько лет назад было показано, что регулярное потребление зеленого чая значительно снижает риск возникновения злокачественных опухолей. Ученые, которые сделали это открытие, были так потрясены им, что с тех пор стали выпивать по несколько чашек зеленого чая в день. Неудивительно, что экстракт зеленого чая стал одним из самых популярных растительных антиоксидантов в косметике. Наиболее выраженным антиоксидантным действием обладают очищенные полифенолы зеленого чая. Они защищают кожу от вредных последствий УФ-излучения, обладают радиопротекторным действием, снимают раздражение кожи, вызванное действием вредных химикалий. Обнаружено, что полифенолы зеленого чая ингибируют фермент гиалуронидазу, из-за повышенной активности которого в стареющей коже уменьшается количество гиалуроновой кислоты. Поэтому зеленый чай рекомендуется вводить в средства для стареющей кожи.

В последнее время ученые сделали много интересных открытий, анализируя статистику сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний в различных странах. Например, выяснилось, что народности Средиземноморья, потребляющие много оливкового масла, мало подвержены онкологическим заболеваниям, а кухня Востока служит отличной защитой от сердечно-сосудистых заболеваний и гормонозависимых опухолей. Так как в развитии опухолей и сердечно-сосудистых заболеваний большую роль играют свободные радикалы, подобные наблюдения позволили ученым открыть много новых антиоксидантов.

Например, известно, что прекрасная Франция, ежедневно поглощающая неимоверные количества вина, имеет весьма благоприятную статистику по сердечно-сосудистым и онкологическим заболеваниям. Было время, когда ученые объясняли "французский парадокс" благотворным влиянием малых доз алкоголя. Потом обнаружилось, что рубиновый цвет благородных красных вин объясняется высоким содержанием в них флавоноидов - самых сильных природных антиоксидантов.

Кроме флавоноидов, которые можно найти и в других растениях, в красном винограде содержится уникальное соединение резвератрол, который является мощным антиоксидантом, предотвращает развитие некоторых опухолей, атеросклероза, замедляет старение кожи. Некоторые ученые, проникшись верой в целебные свойства вина, рекомендуют выпивать до 200-400 мл красного вина в день. Правда прежде чем следовать этой рекомендации, следует учесть, что в данном случае имеется в виду очень качественное вино, полученное ферментацией чистого виноградного сока, а не суррогаты.

Витамин Е, который остается самым главным антиоксидантом, также можно вводить в косметику не в чистом виде, а в составе растительных масел. Много витамина Е найдено в маслах: соевом, кукурузном, авокадо, бурачника, винограда, лесного ореха, зародышей пшеницы, рисовых отрубей.

[12], [13], [14]

Сколько нужно антиоксидантов?

Возникает вопрос: если антиоксиданты так полезны, не нужно ли вводить их в косметику в повышенных концентрациях? Оказывается, формула "чем больше, тем лучше" в отношении антиоксидантов не работает, и они, напротив, наиболее эффективны в достаточно низких концентрациях.

Когда антиоксидантов слишком много, они превращаются в свою противоположность - становятся прооксидантами. Отсюда вытекает еще одна проблема - всегда ли коже нужны дополнительные антиоксиданты или внесение лишних антиоксидантов может нарушить естественный баланс кожи? Об этом ученые довольно много спорят, и окончательной ясности в данном вопросе нет. Но можно с определенностью сказать, что в дневном креме, который не проникает дальше рогового слоя, антиоксиданты необходимы. В данном случае они играют роль щита, отражающего внешние атаки. Всегда полезно наносить на кожу природные масла, которые содержат антиоксиданты в точно выверенных природой концентрациях, а также потреблять в пищу свежие овощи и фрукты или даже выпивать иногда бокал хорошего красного вина.

Применение питательных кремов антиоксидантного действия оправданно в том случае, если нагрузка на естественные антиоксидантные системы кожи внезапно возрастает в любом случае предпочтительнее применять кремы, в которых содержатся природные антиоксидантные композиции, - растительные экстракты, богатые биофлавоноидами витамином С, натуральные масла, содержащие витамин Е и каротиноиды.

Действительно ли антиоксиданты эффективны?

Среди ученых не утихают споры о том, не преувеличена ли полезность антиоксидантов, и действительно ли косметика с антиоксидантами полезна для кожи. Доказано только немедленное защитное действие антиоксидантов - их способность уменьшать повреждение кожи УФ-излучением (например, предотвращать солнечный ожог), предотвращать или уменьшать воспалительную реакцию. Поэтому антиоксиданты, несомненно, полезны в составах солнцезащитных средств, дневных кремах, а также в средствах, применяемых после различных повреждений кожи,- бритья, химического пилинга и т.д. Меньше уверенности у ученых в том, что, регулярно применяя антиоксиданты, можно действительно замедлить старение. Однако и отрицать такую возможность нельзя. Важно понимать, что эффективность антиоксидантов зависит от того, насколько грамотно составлен антиоксидантный коктейль, - одно лишь наличие названий антиоксидантов в рецептуре еще не говорит о том, что средство будет эффективным.

[15], [16], [17], [18], [19],