Odos senėjimas ir fermentai kosmetikos produktuose

Mūsų oda kasdien patiria stresą, sukeltą išorinių aplinkos faktorių: netinkami kosmetikos produktai, oro tarša, stresas, infraraudonųjų ir ultravioletinių spindulių (UV) šaltiniai ir kiti. Tai trikdo jos pusiausvyrą bei funkciją. Tokiu atveju, pasekmės gali būti matomos ir/arba nematomos: odos uždegimas, nudegimai, edema ir priešlaikinis senėjimas. Visas šias pasekmes įmanoma paaiškinti mechanizmais, sukeliančiais audinių pažeidimus. Žinoma, kad žymų odos būklės pablogėjimą sukelia laisvieji radikalai (reaktyvios deguonies rūšys, ROS), kurie susidaro esant uždegiminėms reakcijoms ir veikiant saulės spinduliams (dažniausiai UVA). Odos senėjimas pasireiškia įvairiais būdais: išsausėjimas, elastingumo ir tekstūros vientisumo praradimas, odos plonėjimas, pažeista barjerinė funkcija (hidrolipidinis sluoksnis), pigmentinių dėmių atsiradimas (hiperpigmentacija) ir galiausiai raukšlės. Nuo tada, kai atsirado kosmetiniai kremai ir losjonai, mokslininkai, kosmetikos produktų formuluotojai, dermatologai ir kosmetologai bei kiti grožio srities specialistai bandė atrasti produktus, kurie efektyviai veiktų senstančią odą. Buvo kuriami produktai, kurie mažina raukšles ir stangrina, drėkina ir pakelia bei tonizuoja odą ir mažina pigmentines dėmes (balinimo efektas). Tarp odos priežiūros produktų, anti-age kategorijos produktai šiuo metu yra didžiausiame augimo tempe. Tačiau tikras anti-age produktas neturėtų veikti prieš dėl amžiaus atsiradusius simptomus, bet turėtų užkirsti kelią jų atsiradimui ir apsaugoti odą nuo išorinių aplinkos faktorių ir taip sulėtinti senėjimo procesą.

Ar tai tikrai įmanoma sustabdyti senėjimo procesus? Ir jei taip, kaip apie tai patikimai pranešti kosmetikos produkto vartotojui?

Apsauga nuo saulės, įskaitant apsaugą nuo UVB spindulių, buvo laikoma kaip būtina prevencinė priemonė, padedanti išvengti priešlaikinio senėjimo. Laisvųjų radikalų sukelta žala, UVA ir UVB spinduliai, stresas, tarša ir cigaretės dūmų sukeltas priešlaikinis odos senėjimas nėra iš karto matomas ir todėl nesukelia vartotojų dėmesio. Kalbant apie ROS, nepakanka įspėti visuomenę apie pavojingus išorinius faktorius, bet reikėtų atkreipti jų dėmesį į ROS sukeliamus DNR pažeidimus ir kitus sudėtingus mechanizmus, vykstančius mūsų organizme. Stipresnė, aiškesnė ir greitesnė informacijos sklaida vartotojui reikalinga kartu su mokslinių tyrimų įrodymais, kad apsauga nuo priešlaikinio senėjimo yra įmanoma ir duodanti matomus rezultatus.

Oda geba natūraliai apsisaugoti nuo išorinės aplinkos faktorių per hidrolipidinį barjerą, vitaminus ir radikalus sugeriančius fermentus, tačiau šių sistemų biologinės funkcijos evoliucionavo ne tokiu greičiu, kaip mūsų šiuolaikinis gyvenimo būdas. Šis faktas buvo įrodytas tiriant odos raginiame sluoksnyje esančio fermento - katalazės - aktyvumą. Katalazės aktyvumas yra gana didelis žiemą, bet beveik nėra matomas vasaros mėnesiais, kai odai to labiausiai reikėtų. Katalazė neutralizuoja vandenilio peroksidą, kuris kaupiasi po UVA sukeltų cheminių reakcijų. Odos endogeninė katalazė nėra stabili veikiant UVA ir karščiui. Kiti odos fermentai, tokie kaip superoksido dismutazė (SOD) ir peroksidazės pasižymi panašiu stabilumu, kaip ir katalazė. Šių fermentų kiekis odoje taip pat mažėja senstant. Ką tai reiškia? Vasaros metu, kuomet oda veikiama karšto klimato ir UV spinduliuotės, fermentai, kurie padeda kovoti su ROS, yra neaktyvūs.

Kaip galėtume sulėtinti šį nenumaldomą senėjimo procesą? Ar galime įtikinti vartotojus problemos tikrumu ir ar tikrai galime pasiūlyti tinkamą ir gerai apgalvotą sprendimą kosmetikos gaminiuose?

Manoma, kad kiekvienoje odos ląstelėje kasdien susidaro apie 1000000000 (!) ROS esant normalioms fiziologinėmis sąlygomis [1]. Toks kiekis ROS turi būti neutralizuojamas natūraliu, odoje esančiu fermentų kompleksu, kurį sudaro SOD, katalazė ir glutationo peroksidazės. Senstant ir odai patiriant fermentų apykaitos trūkumą, kartu veikiant UVA ir UVB spinduliuotei, ši sistema pradeda veikti netinkamai. Odos aprūpinimas vitaminais yra vienas iš būdų, kuris pagerina odos apsaugą, tačiau jis yra riboto veiksmingumo, nes vitaminus iš prigimties sunku stabilizuoti. Kitas būdas, tai fermentų panaudojimas kosmetikos produktuose, bet jis nėra efektyvus dėl trumpalaikio odos katalizinio aktyvumo ir stabilumo stokos kosmetikos produktų formulėse.

Kokį sprendimą galėtų pasiūlyti mokslininkai?

Dėl šios priežasties, mokslininkai ir tyrėjai ieško alternatyvos, kuri padėtų išspręsti kosmetikos produkto stabilumo klausimą. Giliavandeniose hidroterminėse angose buvo atrasta termofilinė bakterija, kuri išgyvena 2500 metrų gylyje, esant 80°C temperatūrai ir žemesniam nei 200 barų spaudimui. Norėdami išgyventi tokiomis ekstremaliomis aplinkos sąlygomis, šie organizmai (ekstremozimai) turi būti aprūpinti ypač veiksmingais ir specifiniais gynybos mechanizmais - unikaliu ir universaliu fermentiniu kompleksu, kuris yra labai termostabilus ir atsparus UV spinduliams. Toks ekstremozimų fermentų kompleksas pasižymi ypač veiksmingu odos apsaugos nuo ROS poveikiu, geba išgyventi ne tik esant aukštai temperatūrai, bet ir esant deguonies trūkumui bei labai rūgščioje ar šarminėje aplinkoje. Gera žinia ta, kad tokio tipo fermentų kompleksus galima išgauti fermentacijos būdu pramoniniu mastu. Atlikus kosmetinio tinkamumo tyrimus, buvo gauti in vitro spektroskopinių tyrimų rezultatai ir ex vivo eksperimentų rezultatai su rekonstruoto epidermio ląstelių kultūra. Tyrimų metu pastebėta, kad ekstremozimų fermentų kompleksas pasižymi tiek katalazės tipo, tiek SOD, tiek glutationo peroksidazės tipo aktyvumu ir yra aktyvuojami šiluma bei atsparūs UVA spinduliuotei (savybės, kurios suteikia papildomą apsaugą vasaros metu). Komplekas apsaugojo žmogaus fibroblastų kultūras nuo lipidų peroksidacijos, palaikė žaizdų gijimo procesą bei sumažino UVA sukeltą DNR pažeidimą (guanidino oksidaciją). Taigi, ekstremozimų kompleksas suteikia odai puikią apsaugą, kuri prisitaiko prie aplinkos - esant karštam klimatui ir saulės ekspozicijai, kompleksas pasižymi didesniu aktyvumu. O kalbant apie skaičius, tyrimai parodė, kad epidermio ląstelių oksidacija sumažėjo 60% naudojant šį fermentų kompleksą. Tyrimai su savanoriais parodė, kad kosmetikos produktas, savo sudėtyje turintis ekstremozimų kompleksą gali apsaugoti odos ląstelių membranas nuo UVA sukeltos lipoperoksidacijos ir paskatinti odos barjerinių struktūrų sintezę, dėl ko sumažėjo transepiderminis vandens praradimas (TEWL) ir drėgmės išlaikymas odoje buvo padidėjęs [2].

Užduokime sau klausimą - kaip būtų galima panaudoti šiuos įvairius mokslininkų stebėjimus kosmetikos gamybos pramonėje ir parodyti vartotojui apie senėjimo prevencijos pranašumus?

-- The LAB

[1] Fuchs J, Huflejt ME, Rothfuss LM, et al. Acute effects of near ultraviolet and visible light on the anti-oxidant defence system. Photochem Photobiol. 1989;50:739-43.

[2] Lintner K, Mas-Chamberlin C, Mondon P, Peschard O, Lamy L. Cosmeceuticals and active ingredients. Clin Dermatol. 2009;27(5):461-8.