Главная \ АНТИОКСИДАНТЫ И СВОБОДНЫЕ РАДИКАЛЫ В ЭСТЕТИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЕ (Коркина Л.Г., Ибрагимова Г.А.)

АНТИОКСИДАНТЫ И СВОБОДНЫЕ РАДИКАЛЫ В ЭСТЕТИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЕ (Коркина Л.Г., Ибрагимова Г.А.)

Институт патологии кожи ИДИ, Рим, Италия: отдел тканевой инженерии и физиопатологии кожи.

ФГУ «НИИ Физико-химической медицины», Москва: лаборатория биофизических методов диагностики.

Физиологическое действие АФК

Активные формы кислорода (АФК), столь опасные с позиции свободно-радикальной теории старения, организм вырабатывает целенаправленно. Они обладают биологическим эффектом, который в зависимости от концентрации АФК может быть регуляторным или токсическим. В организме человека они образуются в процессе митохондриального дыхания и клеточного метаболизма. Все клетки обладают специализированными системами для генерации АФК. Например, фермент NADPH-оксидазу активно продуцирующий супероксид, вслед за которым возникает вся гамма АФК, до недавнего времени считали сугубо специфическим «инструментом» фагоцитирующих клеток иммунной системы, объясняя необходимость продукции АФК критическими обстоятельствами защиты от патогенных микроорганизмов и вирусов. Но сегодня ясно, что это фермент вездесущ. Он и подобные ему ферменты найдены в клетках аорты, в фибробластах, в нейронах коры мозга и др.

Существует тонкая грань между токсическим действием радикалов и их физиологической ролью. В малых количествах, считающихся физиологичными, свободные радикалы принимают активное участие в адаптации (вторичные мессенджеры сигналов, индукция стрессорных белков, индукция ферментов, антимикробный, противовирусный, противоопухолевой эффекты, синтез и распад цитокинов, рост, деление и дифференцировка клеток, клеточное старение и смерть, разрушение мёртвых клеток и поврежденных молекул, межклеточного вещества, регуляция репаративных процессов, продукция коллагена и др).

При том, что значительная часть потребляемого организмом кислорода идет на производство АФК, текущие уровни свободных радикалов в клетках и межклеточной среде очень низки. Многочисленные как ферментативные, так и неферментативные механизмы, в совокупности именуемые «антиоксидантная защита», быстро устраняют появляющиеся АФК, а антиоксиданты обеспечивают высокую скорость рекомбинаций радикалов и их превращений в устойчивые молекулы.

Токсическое действие АФК

Однако, АФК могут представлять серьезную опасность в случае нарушений как в их производстве, так и утилизации. Рост содержания АФК в этом случае, ведет к развитию цепных реакций и повреждению биомолекул, к возникновению тех патологий, которые хорошо описаны в литературе как последствия «окислительных стрессов».

Эндогенные причины, приводящие к росту содержания АФК

Механизм процессов с участием АФК, подобно любому другому, может ломаться. В частности, одной из главных опасностей для его нормального функционирования может быть недостаток кислорода в среде, где он протекает. В увядающей коже возникает, казалось бы, парадоксальная ситуация. С одной стороны нарастает гипоксия кожи за счет затухания обменных процессов и снижения интенсивности тканевого дыхания. Но при этом наблюдается рост количества АФК. И именно тогда начинают развиваться процессы, которые представляют реальную опасность — распространение цепных радикальных реакций, при которых повреждается множество биологически важных макромолекул. В результате возникают гигантские макромолекулярные химеры, к которым относятся атеросклеротические и амилоидные бляшки, старческие пятна (липофусцин), сшитый коллаген и многие другие балластные, токсичные субстанции. Сшитый коллаген по сравнению с нормальными волокнами менее эластичен, нерастворим, плохо связывает воду, не разрушается коллагеназами и накапливается в дерме. В результате кожа теряет эластичность, становится дряблой и морщинистой. Организм борется с постепенно накапливающимися дефектами, интенсифицируя продукцию АФК.

Однако, существует три категории АФК: первичные, вторичные и третичные. Первичные АФК (оксид азота NO, супероксид анион-радикал) обладают регуляторным или умеренным антимикробным действием. В дальнейшем эти радикалы могут превращаться в перекись водорода Н2О2, гипохлорит ClO-, гидроксильный радикал ОН*, липоксильный радикал LO*, пероксинитрит, которые в совокупности представляют категорию вторичных радикалов. При соединении вторичных радикалов с молекулами антиоксидантов и других легко окисляющихся соединений образуются третичные радикалы.

Повреждающее действие могут оказывать все АФК, но наиболее токсичными оказываются вторичные радикалы, т.к. они обладают сильным разрушающим действием вследствие своей способности необратимо повреждать мембранные липиды, а также молекулы ДНК, углеводов и белков.

Проблема заключается в том, что в условиях гипоксии меняется спектр образуемых радикалов в сторону образования вторичных радикалов кислорода. Следовательно, генерация АФК в условиях гипоксии не только не приводит к устранению дефектных молекул, но, напротив, усугубляет патологический процесс, протекающий в коже.

В связи с этим, становится понятна логика применения озонотерапии.

Озон – сильный окислитель. При его введении в организм, происходит кратковременное усиление выработки АФК, в основном реакционноспособного гидроксильного радикала. За счет небольшой концентрации озона и очень короткого времени жизни гидроксильного радикала, не происходит разрушения тканей организма, однако, этого импульсного воздействия достаточно для активации антиоксидантной системы организма (восстанавливается динамическое равновесие между перекисным окислением и антиоксидантной защитой), обменных процессов, усиления тканевого дыхания и др. За счет образующегося в процессе реакций кислорода происходит оксигенация тканей.

Экзогенные причины, приводящие к росту содержания АФК

Особенно много агрессивных АФК образуется в клетках кожи, т.к. именно кожа в первую очередь подвергается действию факторов внешней среды, особенно УФ-облучению, провоцирующему выработку АФК в меланоцитах. Наиболее заметные гистологические изменения, связанные с фотостарением, наблюдаются в дерме. Это связано в немалой степени с тем, что поверхностные слои кожи по сравнению с глубокими обеспечены хорошо развитой антиоксидантной системой защиты. И если поверхностные слои кожи еще справляются с постепенно нарастающим потоком АФК, то этого нельзя сказать о более беззащитной в отношении радикалов дерме (1).

Рост концентрации АФК может происходить также и за счет нарушения процессов утилизации радикалов антиоксидантными системами. С возрастом происходит истощение внутреннего пула антиоксидантов, в результате общего затухания процессов синтеза, в том числе и компонентов антиоксидантной (АО) системы, что и является одной из причин приводящих к старению организма.

Снижение АО защиты приводит к хронической утечке радикалов из эндогенных метаболических цепочек, и к снижению эффективности нейтрализации радикалов, поступающих извне. При этом очень важно учитывать, что меняется не только количество радикалов в коже, но и спектр образующихся АФК.

Мы всячески стараемся избавиться от АФК, которые являются одной из причин увядания кожи, но в то же время прибегаем к их помощи в борьбе со старением.

Во многих процедурах, направленных на омоложение или на решение определенных эстетических задач, используются свободные радикалы как орудие против старения. Так при проведении фотоомоложения, пилингов, отбеливания на кожу воздействуют факторы (квант света, химический агент, механическое повреждение), провоцирующие образование «физиологических» форм и количеств свободных радикалов (O2-, NO), которые провоцируют воспалительную реакцию в коже как естественную защиту на все чужеродное — физическое раздражение, травму, инфекцию.

В результате воспаления, спровоцированного АФК, нейтрализуются и удаляются вредные химические и биологические агенты, поврежденный коллаген, липофусцин, восстановливаются поврежденные клетки, стимулируются обменные и регенеративные процессы в коже, воспроизводство клеток-фибробластов и синтез нового коллагена, эластина, факторов роста, гликозаминогликанов, включая гиалуроновую кислоту. Этот эффект сохраняется длительное время и даже постепенно усиливается за счет восстановления естественных физиологических процессов в коже.

Н-р, УФ-излучение, используемое в процессе фотоомоложения, влияет на ферментативные процессы в клетках кожи и межклеточном пространстве, что влечет за собой переход клеточного сообщества на другой уровень физиологической активности. Воздействие лазером индуцирует АФК-активированный синтез белков и пролиферацию клеток. Повышается синтетическая активность облученной ткани посредством активации транскрипционных факторов (NF, kB, AP-1 и др. с последующим усиленным синтезом соответствующих белков (коллаген, белки теплового шока и т.д.). В клетках способных делиться, повышение синтетической активности приводит к пролиферации, в незрелых клетках – к дифференцировке. Также повышается активность АОК систем. Но при такой процедуре необходимо учитывать чувствительность кожи к воздействию и ее регенеративный потенциал.

Пилинги (механический, химический, термический) также приводят к гиперпродукции АФК с последующей индукцией стрессорных белков, включая антиоксидантные ферменты.

Химические пилинги не только очищают и обновляют верхние слои эпидермиса, но и оказывают позитивное стимулирующее действие на клетки более глубоких слоев кожи.

Целью многих отбеливателей также является запуск свободно-радикальных реакций. Например, блеомицин и койевая кислота связывают ион меди активного центра тирозиназы. Этот комплекс взаимодействует с кислородом, восстанавливая его до супероксида, который вызывает гибель меланоцита. Полифенолы (гентизиновая и феруловая кислоты), могут подвергаться циклическим окислительно-восстановительным превращениям, длительно вырабатывая свободные радикалы (2).

Усиление выработки АФК также происходит при проведении пластических эстетических операций. Так было показано, что при проведении кругового лифтинга в сочетании с блефаропластикой уровень АФК возрастал в зависимости от продолжительности процедуры, а активность антиокислительной системы плазмы снижалась, если операция длилась более 5 часов. Это говорит о том, что при кратковременном оперативном воздействии собственных защитных АО ресурсов достаточно, для предотвращения окислительного стресса. Однако, при длительных операциях собственных защитных ресурсов не хватает для того, чтобы удержать радикалообразование на определенном уровне. После определенного времени (в данном случае, через 5 часов воздействия) происходит истощение АОК системы плазмы и рост содержания АФК. Последствиями этого являются многочисленные послеоперационные осложнения (3,4).

Сочетание про- и антиоксидантов.

Усиление выработки АФК для достижения косметического эффекта – это балансирование на острие ножа. Чтобы воспалительный процесс не вышел из-под контроля и не принял разрушительный характер, необходимо его контролировать. От взаимодействия целого ряда факторов зависит, как будет протекать и чем завершится воспаление. Если через некоторое время оно сойдет на нет как результат успешного восстановительного процесса, — значит, организм со своей задачей справился. Однако по разным причинам воспаление может затянуться и перейти в хроническую форму. И тогда ущерб от свободных радикалов будет только расти, приводя к развитию различных осложнений.

В случае, если мы говорим «А» и искусственно создаем ситуацию, когда для нужного эстетического эффекта врач сознательно повышает выработку АФК с целью достижения «кислород-радикального стресса», который приводит, в свою очередь, к активации адаптационных, стресс-индуцированных, процессов, имеющих конечной целью улучшение показателей кожи, то мы не должны забыть сказать «Б» и позаботиться о сохранении антиоксидантных систем кожи, которые, нивелируют токсические последствия высоких доз АФК. В противном случае, мы можем добиться разрушения без восстановления, что проявится в виде различных осложнений.

Как правило, во время эстетических процедур организм человека остается без антиоксидантного прикрытия. Поэтому, учитывая вышесказанное, становится очевидным, что применение антиоксидантов в процессе проведения эстетической процедуры, связанной с активацией выработки АФК, необходимо. Однако, возникает противоречие. С одной стороны мы прикладываем усилия для активации выброса АФК, с другой стороны, стараемся этот процесс потушить.

Свободные радикалы, АО и процедуры эстетической медицины на примере Итальянского Института Патологии Кожи (ИДИ, Рим).

Практически все процедуры в эстетической медицине снижают пул неферментативных АО, поэтому до начала воздействия необходимо создаеть депо антиоксидантов в коже. Для этого предварительно перед процедурой проводится:

1. оценка уровеня продукции супероксида и оксида азота в цельной крови;

2.оценка способности к индукции АО ферментов (Mn-СОД и Каталазы).

3.измерение содержания витамина Е, коэнзима Q и сквалена в кожном сале.

С учетом полученных данных, подбирается комплекс антиоксидантов и определяются действующие концентрации и длительность приема.

При разработке схемы приема антиоксидантов следует учитывать, что:

1. необходимо избегать использования сильных ловушек свободных радикалов в течение 24 часов после процедуры;

2. избегать использования аскорбиновой кислоты после аблятивных процедур;

Затем, разрабатываются индивидуальные схемы применения про- и антиоксидантов до и после эстетических процедур. Для этого, на основе клинических и научных исследований, проведенных Институтом патологии кожи (ИДИ, Рим, Италия) и компанией ИДИ Фармачеутичи (Италия), был разработан препарат ИММУДЖЕН. Он содержит комплекс веществ, с одной стороны, стимулирующих локальную продукцию АФК лейкоцитами, рекрутированными в зону повреждения, вызванного эстетическими процедурами, и с другой стороны, обладающих мощным антиоксидантным действием, которое защищает окружающие ткани от цитотоксического действия радикалов, образовавшихся в зоне воспалительного пожара (5).

Мощный эффект «ловушек» радикалов, которыми обладают натуральный витамин Е и убихинон, сочетается со стимулирующим продукцию радикалов действием метионина и лецитина. Пара убихинон – витамин Е действуют эффективно и синергично в липидной фазе, защищая от окисления клеточные мембраны. Процессы, сопровождающие старение и хронический окислительный стресс, затрудняют биосинтез эндогенного убихинона (CoQ10) на системном уровне и, в частности, в коже. Поэтому, данная композиция также доставляет энергию (убихинон), особенно необходимую на стадии активации клеточного метаболизма и усиления репаративных процессов, завершающих повреждение, вызванное эстетическими процедурами. Селен входит в активный центр глутатионпероксидазы, который выполняет две критически важные функции для поддержания целостности, жидкостности и нормального функционирования клеточных мембран (6).

Прооксидантную активность проявляет жирнокислотная составляющая соевых фосфолипидов, в состав которых входит большое количество полиненасыщенных жирных кислот. Они обеспечивают эффективную регенерацию поврежденных клеток кожи, а также ускоряют созревание их клеток-предшественников. Прооксидантным действием обладает также незаменимая аминокислота l-метионин, которая одновременно является донором атомов серы необходимых для биосинтеза глутатиона – мощного гидрофильного клеточного антиоксиданта.

Продуманная и сбалансированная комбинация компонентов с антиоксидантными и умеренно прооксидантными свойствами также позволяет использовать Иммуджен в противовирусной защите кожи. Например, в случае кожной инфекции, вызванной вирусом папилломы человека (клиническое проявление – бородавки), низкий уровень АФК, образующихся в инфицированных кератиноцитах и лейкоцитах, так изменяет работу ядерного транскрипционного фактора NFkB, что приводит к более активному самовоспроизведению вируса и пролиферации инфицированных клеток. Исследователями Института патологии кожи (ИДИ, Рим, Италия) было показано, что прием Иммуджена эффективно уменьшает количество рецидивов после удаления рецидивирующих вульгарных и подошвенных бородавок криотерапией. Курс приема Иммуджена (6 месяцев) сопровождался восстановлением до физиологического уровня всех исследованных компонентов антиоксидантной плазматической и лимфоцитарной защиты. Одновременно была зарегистрирована мягкая стимуляция образования эндогенных радикальных продуктов лейкоцитами, участвующими в эффективной элиминации клеток, инфицированных вирусом папилломы. Также было показано, что в присутствии Иммуджена значительно снижается экспрессия вирусов простого герпеса (Herpes simplex) и опоясывающего лишая (Herpes zoster) и уменьшается частота и выраженность рецидивов болезни (7).