Антиоксиданты и акцепторы свободных радикалов - слишком много – это слишком много

Доктор Ганс Лаутеншлегер (Dr. Hans Lautenschläger)
Опубликовано в Ästhetische Dermatologie (mdm) 2015 (8), 12-16


Антиоксиданты и акцепторы (поглотители) свободных радикалов относятся к числу наиболее распространенных компонентов в антивозрастных препаратах. Соответствующие пищевые добавки и продукты космецевтики все еще продолжают быть в тренде.


Контрпродуктивные эффекты

Более двадцати лет назад были опубликованы первые исследования о том, что при употреблении антиоксидантов заболеваемость раком не уменьшается, а даже может увеличиться, как наблюдалось в случае с бета-каротином, при употреблении которого сообщалось об увеличении заболеваемости на 28%. Витамины-антиоксиданты, такие как витамины Е и С не могут влиять на смертность при сердечно-сосудистых заболеваниях [1] и инфарктах. Исследование с провокационным названием «Фантазии о свободных радикалах» («Free Radical Fantasy») было опубликовано уже в 2006 году. [2] Оно компилирует результаты наиболее значимых исследований, опубликованных до сих пор.
Антиоксиданты в пищевых добавках практически бесполезны, до тех пор, пока не будет устранен существенный дефицит. Однако, симптомы дефицита не будут проявляться при хорошо сбалансированной диете. Тело человека, как правило, обладает уравновешивающим балансом антиоксидантов и оксидантов.

Частичное вмешательство в эту систему может быть контрпродуктивным. Экстремальные эффекты проявляются при проведении химио- или радиотерапии. Так как методы лечения основаны на окислительных воздействиях свободных радикалов, одновременное применение антиоксидантов, таких как, например, витамин С, может влиять на эффективность терапии или даже сделать её полностью неэффективной. [3]

Последние публикации показывают, что антиоксиданты, такие как витамин Е и N-ацетилцистеин могут стимулировать образование метастаз, [4] в то время как окислительный стресс уменьшает клетки меланомы. [5] Опухолевые клетки более чувствительны к окислительному стрессу, чем нормальные клетки. [6]


Естественный стресс

Окислительные процессы, оксидативный стресс и радикалы являются неотъемлемой частью процессов заживления. Также инфракрасные лучи (IR-A), присутствующие в невидимом солнечном спектре, провоцируют кожу к образованию радикалов. [7] Что может вызвать преждевременное старение кожи при чрезмерном количестве, т.е. после пребывания на солнце в течение нескольких часов, несмотря на достаточную УФ-А и УФ-Б защиту. И также может ускорить восстановление кожи и улучшить микроциркуляцию в случае кожных и подкожных воспалений, при использовании в виде соответственно дозированной инфракрасной лучевой терапии. Мудрое высказывание Парацельса «Всё есть яд, и ничто не лишено ядовитости; одна лишь доза делает яд незаметным» также относится к радиации и лучевой терапии.

Поскольку инфракрасное излучение (IR-A) (от 780 до 1400 нм) проникает в кожу до 5 мм, поверхностно действующие косметические антиоксиданты не очень эффективны. Возникает вопрос – являются ли они вообще полезными? В случае с инфракрасной частью солнечного света, они даже приводят к обратным результатам, так как все антиоксиданты в той или иной степени подавляют тирозиназу и, следовательно, образование защитного меланина. В препаратах защиты от солнца необходимы достаточно высокие дозировки антиоксидантов, поскольку они быстро разлагаются в солнечном свете. Однако в высоких дозах они сами могут способствовать образованию радикалов.

Синий свет видимого солнечного излучения, подобно коротковолновому IR-A свету, также вызывает повышенное образование радикалов. Светодиодный синий свет инициирует процесс заживления в случае воспалений (например, подростковое акне), взаимодействуя с продуктами метаболизма бактерий и образуя радикалы. Связанный с этим фототоксический эффект повреждает бактерии. Аналогичные процессы можно наблюдать со светодиодным красным светом, который является частью фотодинамической терапии (PDT) и уничтожает опухолевые клетки. В этом случае перед лечением местно наносится фотосенсибилизирующее вещество 5-амино-левулиновая кислота (5-amino levulinic acid).

Гамма-облучение опухоли также включает в себя локальный окислительный стресс, к которому опухолевые клетки, как уже упоминалось выше, показывают более чувствительную реакцию, чем нормальные клетки. И последнее, но не менее важное, лихорадка, вызванная инфекцией, также связана с окислительным стрессом - другими словами, в первую очередь это защитная реакция нашего организма, которая часто обрывается с помощью противолихорадочных препаратов. Исследования показывают, что противолихорадочные препараты, как правило, продлевают продолжительность заболеваний. Лихорадка не является причиной инфекции, она – иммунный ответ организма на инфекцию. Защитные клетки организма, включая связанные окислительные процессы, находятся в их оптимальной эффективности при температуре тела около 38–41°C. Существует свидетельство того, что в условиях лихорадочных инфекций может происходить спонтанное излечение раковых заболеваний.

Вредным является образование радикалов, вызванное электромагнитными волнами, как, например, УФ-А и УФ-B. В то же время, радикалы являются естественными триггерами восстановительных процессов и защитных механизмов. Так, например, обстоит дело с образованием меланина. Вообще говоря, реактивные формы кислорода (РФК) (ROS, Reactive Oxygen Species) являются важной частью клеточной и внутриклеточной передачи сигнала. Пероксид водорода относится к РФК, а также служит в качестве окислительно-восстановительного буфера в организме - он может иметь окислительный, а также снижающий окисление эффект. Экзогенные антиоксиданты могут влиять на эти процессы.

Только недавно исследовательская группа обнаружила, что меланин, при стимуляции радикалами, связанными с радиацией, может привести к повреждениям ДНК - даже после кратковременного воздействия излучения (в темноте). [8] Следует, однако, отметить, что именно этот механизм затем стимулирует процесс восстановления и помогает разрушать клетки меланомы (см. выше). Меланин реагирует с ультрафиолетовым светом - до тех пор, пока он не поврежден и не инактивирован разрывами связи после чрезмерного воздействия излучения - он переходит в возбужденное состояние и превращает дополнительную энергию в тепло. Квантовая эффективность составляет около 100%. Следовательно, меланин соответствует функции идеального УФ-фильтра в препаратах защиты от солнца. После чрезмерного воздействия излучения и связанных с ним разрывов связи, эта защитная функция больше не работает. Затем меланин сам формирует радикалы в манере менее эффективных УФ-фильтров с более низкой квантовой эффективностью. УФ-фильтр октилметоксициннамат (octyl methoxycinnamate), например, имеет квантовую эффективность 80%, это означает, что около 20% поглощенного УФ-излучения преобразуется в радикалы.


Радикальные космецевтики

Среди производителей космецевтики существует сильная конкуренция, когда дело доходит до слепой максимизации и повышения эффективности антиоксидантов. Помимо фактов, что относительно частая передозировка витамина Е в косметике смещает антиоксидантные эффекты к прооксидантным, и что дополнение алканоламина-содержащих продуктов антиоксидантными витаминами приводит к повышенному образованию канцерогенных нитрозаминов, целесообразно сосредоточиться на естественных условиях кожи. Здесь экзогенные радикалы поглощаются множеством азотистых веществ. Преобладают амиды, такие как мочевина и аминокислоты, как, например, глицин и метилглицин, которые оба принадлежат к натуральному увлажняющему фактору (НУФ) и способствуют осмотическому балансу кожи. Наиболее высокие концентрации находятся в самом нижнем слое рогового слоя. Вещества НУФ, например, при реагировании с атмосферными оксидами азота превращаются в безобидные продукты. [9] Клинические данные о НУФ мотивировали А.М. Клигмана на развитие корнеотерапии. [10]


Терапевтические методы

Окислительный стресс может быть терапевтическим методом, который, кстати, не является новшеством. Вот некоторые примеры:

- Пероксид бензоила в терапии акне.
- Озонированное оливковое масло в качестве наружного средства, в случае заражений, микозов и для дезинфицирующих целей. [11]
- Терапевтическая гипертермия [12,13] по аналогии с методами лечения лихорадкой, в контексте способов лечения рака, как, например, всего тела и гипертермия предстательной железы.
- Излучения (см. выше).

Сильный окислительный стресс изначально может включать в себя побочный ущерб, например, упомянутый выше разрыв ДНК после облучения меланина. Как следствие, однако, усиливается локальный процесс восстановления, проявляющийся в виде солнечных ожогов, все происходит по аналогии с лихорадкой, которая следует за инфекцией, а затем влияет на весь организм. Следовательно, возникает вопрос – полезны ли антиоксиданты при лечении солнечных ожогов? Альтернативным вариантом являются активные агенты, которые не будут мешать процессу заживления, но окажут отдельное позитивное воздействие. Например, увлажнители, D-пантенол и незаменимые омега-3 и омега-6 жирные кислоты (льняное масло, масло семян киви, масло семян шиповника, масло примулы вечерней) в сочетании с физиологичным, естественным веществом-носителем, таким как фосфатидилхолин. Антиоксиданты, такие как аскорбиновая кислота (витамин С), приводят к обратным результатам, так как они препятствуют образованию меланина, которое основано на окислительных процессах, а также ингибируют тирозиназу.

Аналогично образованию, вызванному излучением, меланин также формируется после воспалений кожи различного происхождения. В этом случае мы говорим о поствоспалительной гиперпигментации.


Заключение

Можно констатировать, что воспаления (инфекция), излучение и температура (лихорадка) активируют иммунную систему организма и кожи. Изначальные процессы связаны с повышенными окислительными механизмами. Следовательно, большинство радикалов и РФК (ROS) образуются эндогенно и являются неотъемлемыми компонентами естественных и индивидуально различных физиологических иммунных ответов. Однако, экзогенные высокоэнергетические УФ- и гамма-излучения вызывают немедленные молекулярные повреждения (разрывы связи). Это делает их опасными для здоровья, и именно поэтому они имеют очень высокий канцерогенный потенциал.

Тем не менее, в большинстве случаев детоксикация и устранение продуктов метаболизма, чужеродных веществ, фармацевтических препаратов и т.д. связано с процессами окисления. Глюкуронирование делает эти вещества частично водорастворимыми, и они могут быть выделены с помощью почек, мочи или, наконец, в виде углекислого газа через легкие.


Ссылки:
1.Sesso HD, Buring JE, Christen WG, et al.: Vitamins E and C in the prevention of cardiovascular disease in men: the Physicians' Health Study II randomized controlled trial. JAMA 2008;300: 2123-33
2.Howes RM, The Free Radical Fantasy, Ann. N.Y.Acad. Sci. 1067: 22-26 (2006)
3.Beuth J, Komplementäre Behandlungsmethoden bei Krebserkrankungen, Institut zur wissenschaftlichen Evaluation naturheilkundlicher Verfahren an der Universität zu Köln, Stand 2014
4.Le Gal K, Ibrahim MX, Wiel C, Sayin VI, Akula MK, Karlsson C, Dalin MG, Akyürek LM, Lindahl P, Nilsson J and Bergo MO, Antioxidants can increase melanoma metastasis in mice, Science Translational Medicine 07 Oct 2015:Vol. 7, Issue 308, pp. 308re8; DOI: 10.1126/scitranslmed.aad3740
5.Piskounova E, Agathocleous M, Murphy MM, Hu Z, Huddlestun SE, Zhao Z, Leitch AM, Johnson TM, DeBerardinis RJ, Morrison SJ, Oxidative stress inhibits distant metastasis by human melanoma cells, Nature (2015) doi:10.1038/nature15726
6.Hohmann-Jeddi C, Antioxidantien bei Krebs - Verstärkte Metastasierung, Pharmazeutische Zeitung 2015 (43), 38
7.Zastrow L, Groth N, Klein F, Kockott D, Lademann J, Ferrero L, UV, sichtbares Licht, Infrarot - Welche Wellenlängen produzieren oxidativen Stress in der menschlichen Haut? Der Hautarzt 60 (4), 310-317 (2009)
8.Premi S, Wallisch S, Mano CM, Weiner AB, Bacchiocchi A, Wakamatsu K, Bechara EJH, Halaban R, Douki T, Bras DE, Chemiexcitation of melanin derivatives induces DNA photoproducts long after UV exposure, Science 347; 6224; 842-847 (2015)
9.Lautenschläger H, Radikalfänger - Wirkstoffe im Umbruch, Kosmetische Praxis 2006 (2), 12-14
10.Lautenschläger H, Geschichte und aktuelle Gesichtspunkte der Korneotherapie, Kosmetische Medizin 26 (2), 58-60 (2005)
11.Hauch E, Steidl G, Ogilvie A, Untersuchungen zur Wirkung langkettiger Ozonide auf eukaryontische Zellen, Jahrbuch Bd 4 der Karl und Veronika Carstens Stiftung, KVC-Verlag Essen 1996, S. 33-40
12.Lindner LH, Issels RD. Stellenwert der Hyperthermie im Rahmen der medikamentösen Tumortherapie. Onkologe 2010; 16 (11):1063-1071
13.Atzelsberg Research Group der interdisziplinären Arbeitsgruppe Hyperthermie (IAH): Bruggmoser G et al., Leitlinie für die klinische Applikation, die Dokumentation und die Analyse klinischer Studien bei der regionalen Tiefenhyperthermie. Qualitätsmanagement bei der regionalen Tiefenhyperthermie, Strahlentherapie und Onkologie 2012; 188 (2 Suppl.), 198-211