Starzenie organizmu człowieka jest procesem naturalnym, fizjologicznym i niestety nieuchronnym. Kluczem do ograniczenia występowania efektów starzenia jest zrozumienie jego mechanizmów oraz stosowanie skutecznych terapii przeciwstarzeniowych (anti-aging) opartych o odpowiednie, skuteczne substancje.
Starzenie wewnątrz- i zewnątrzpochodne
Proces starzenia się skóry to zjawisko złożone, związane z wieloma czynnikami: wewnętrznymi (genetycznymi) oraz zewnętrznymi (środowiskowymi). Postęp procesów starzenia, wiek, w którym zaczynają pojawiać się jego objawy warunkowany jest spowalnianiem aktywności komórek i procesów regeneracyjnych organizmu, słabszą odpornością w stosunku do czynników szkodliwych, a także niewłaściwym stylem życia: nadmierną ekspozycją na promieniowanie UV i zanieczyszczenia środowiska, złym odżywianiem, używkami oraz – co ważne – nieprawidłową pielęgnacją ciała.
Starzenie wewnątrzpochodne to proces polegający m.in. na osłabieniu funkcji replikacyjnych, metabolicznych i zmniejszeniu liczby fibroblastów (komórek tkanki łącznej, tworzącej skórę właściwą i produkujących kolagen, kwas hialuronowy i elastynę). Skóra robi się cieńsza, mniej elastyczna i wiotczeje. Tego typu procesów starzenia nie można zatrzymać.
Za starzenie zewnątrzpochodne skóry odpowiedzialne jest przed wszystkim promieniowanie UV (w szczególności UVA), które przenika do skóry właściwej, powoduje reakcje fototoksyczne i tworzenie wolnych rodników, które znacznie przyspieszają starzenie się skóry. Warto w tym miejscu dodać, że nadmierna ekspozycja na promieniowanie słoneczne ewidentnie prowadzi nie tylko do starzenia się skóry, ale może też powodować jej wiele poważnych chorób, z nowotworowymi włącznie.
Teorie starzenia się skóry
Naukowcy opracowali wiele teorii, próbując wyjaśnić źródła i przyczyny starzenia się. Obejmują one próby wytłumaczenia mechanizmów przemian fizjologicznych o podłożu genetycznym, biochemicznym czy fizykochemicznym, na poziomie molekularnym.
Teoria genowa zakłada, że w wyniku zmniejszenia ekspresji genów w komórkach skóry (warunkującej np. właściwe podziały komórkowe, produkcję konkretnego typu białek, ochronę przed stresem oksydacyjnym, niszczenie komórek nowotworowych), hamowane są możliwości naprawcze DNA i tym samym procesy wzrostu, a zaczynają dominować procesy zanikowe. Te uszkodzenia i zaburzenia samonaprawy powodują, że skóra, w miarę upływu czasu starzeje się.
Inną teorią opartą o zmiany genetyczne (uszkodzenia genów) jest teoria ograniczonej liczby podziałów komórki. Tłumaczy ona proces starzenia zmniejszeniem aktywności specjalnego enzymu – telomerazy, która występuje w intensywnie dzielących się komórkach, a jej aktywność zmniejsza się z wiekiem (prawidłowe fibroblasty dzielą się odpowiednią ilość razy i następnie obumierają, a liczba podziałów uzależniona jest od ich wieku). To – uwarunkowane wiekiem – zmniejszenie aktywności tego enzymu łączy się ze starzeniem się komórek.
Oparta o aktywność i działanie telomerów jest też (podobna do powyższej) teoria telomerowa. Zakłada ona, że starzenie komórek warunkuje skracanie się telomerów (ulegają skróceniu wraz z wiekiem), co ogranicza liczbę podziałów komórkowych. W oparciu o tę teorię, można wyjaśniać, dlaczego komórki mogą dzielić się tylko określoną liczbę razy (postępująca utrata telomerów).
Kolejną znaną teorią próbującą wyjaśnić zjawisko starzenia się skóry jest teoria zaburzeń białkowych. Wiadomo, że bezpośredni, ewidentny związek z postępującym procesem starzenia się organizmu ma proces upośledzenia syntezy odpowiednich białek, który maleje wraz z wiekiem i który uniemożliwia prawidłową regulację procesów różnicowania komórek.
Teoria błonowa zwana też membranową, zakłada, że wraz z postępowaniem procesu starzenia się (i z wiekiem) zmienia się skład błon komórkowych komórek. Dochodzi do zwiększenia w nich zawartości lipidów kosztem wody, w wyniku czego błony stają się bardziej sztywne i lepkie. Powoduje to utrudnienie przez nie transportu i gromadzenie substancji toksycznych w komórkach.
Inną teorią, bazującą na upośledzeniu możliwości regeneracyjnych komórek jest teoria mitochondrialna (mitochondria to struktury komórkowe, będące miejscem, w którym w wyniku procesu oddychania komórkowego powstaje adenozynotrifosforan (ATP), będący jej źródłem energii). W związku z tym, że mitochondria (poprzez wytwarzanie energii) są zaangażowane w wiele procesów, takich jak sygnalizacja komórkowa, specjalizacja, wzrost i śmierć komórki, czy kontrola cyklu komórkowego, jakiekolwiek zaburzenie w ich obrębie i ich funkcjonowaniu (zmniejszenie aktywności i ilości) powoduje m.in. upośledzenie zdolności regeneracyjnych komórek.
Wolne rodniki
Omawiając mechanizmy starzenia się skóry nie sposób nie wspomnieć o wolnych rodnikach, które są jednymi z kluczowych czynników powodujących starzenie. Są one wysoce aktywne i powodują reakcje chemiczne, które skutkują uszkadzaniem głównych składników komórkowych, prowadząc do np. rozpadu białek (w tym włókien kolagenowych i elastynowych), lipidów oraz struktur DNA.
Szczególne niebezpieczne są tzw. wolne rodniki tlenowe, zwane również reaktywnymi formami tlenu (RFT). Odgrywają one niezwykle istotną rolę w wielu procesach metabolicznych, są odpowiedzialne za uszkodzenia komórek (tzw. stres oksydacyjny) i są jedną z przyczyn starzenia się skóry. Najczęstszymi przyczynami nadmiernego powstawania wolnych rodników i RFT są: promieniowanie UV (powodujące tzw. fotostarzenie), zanieczyszczenia środowiska, alkohol i dym papierosowy, stres oraz zła dieta (spożywanie wysokoprzetworzonej żywności, ubogiej przede wszystkim w witaminy, składniki odżywcze, i mikroelementy).
Antyoksydanty
Wolnorodnikowa teoria starzenia jest szczególnie ważna w kontekście poszukiwania skutecznych terapii anti-aging i sposobów walki z procesami starzenia się komórek, których podstawą jest odpowiednia pielęgnacja kosmetologiczna skóry, oparta o stosowanie tzw. antyoksydantów (substancji aktywnych o właściwościach antyutleniających). Przeciwutleniacze to z całą pewnością najważniejsza grupa substancji skutecznych w walce z objawami starzenia się skóry. Niedobór antyoksydantów, czyli przeciwutleniaczy, prowadzi do nadmiernego gromadzenia się wolnych rodników w organizmie, co w konsekwencji przyspiesza starzenie się skóry. Warto spożywać żywność bogatą w antyoksydanty, ale też stosować je poprzez używanie kosmetyków z odpowiednimi składnikami. Skuteczne antyoksydanty to współcześnie niezbędne składniki preparatów typu anti-aging.
Do znanych, najpowszechniejszych, najsilniej działających antyoksydantów, stosowanych w pielęgnacji kosmetologicznej, należą np.: witaminy (C, E), karotenoidy i retinoidy (w tym witamina A), koenzym Q10 oraz wiele innych, mniej znanych, ale nie mniej skutecznych związków (np. kwas felurowy, kwas α-liponowy, fenole i polifenole (np. epikatechina), tioprolina (tymonacyk), ergotioneina (tiotaina), sylimaryna, kurkumina czy reserwatrol). Warto dodać, że duża większość tych związków to składniki występujące powszechnie w wielu roślinach, wykorzystywanych w kosmetykach jako ekstrakty (wyciągi) roślinne.
Mechanistycznie antyoksydanty stabilizują procesy oksydacji, przerywając reakcje rodnikowe, co prowadzi do powstania związków o większej stabilności (tak działają np. polifenole, hydrochinony, witamina E), wychwytują tlen oraz chelatują jony biorące udział w tworzeniu się rodników (witamina C, aminokwasy, flawonoidy). Działają też naprawczo lub eliminują produkty reakcji wolnych rodników. Wpływa to na zmniejszenie ilości enzymów rozkładających włókna kolagenowe (hamowanie wytwarzania kolagenaz), powoduje wzrost syntezy składników macierzy międzykomórkowej, np. kolagenu i glikozoaminoglikanów (do których należy kwas hialuronowy), wzmocnienie elastyczności skóry, co sumarycznie ogranicza oznaki starzenia widoczne jako zmarszczki.
Obok znanych z działania (mechanizmem antyoksydacyjnym) witamin E czy C warto też wymienić witaminy z grupy B reprezentowane np. przez pantenol (prowitamina B5), który łatwo penetruje skórę, wzmacnia jej odbudowę poprzez syntezę białek i mnożenie komórek (jednocześnie wykazuje efekt kojący i nawilżający) co sumarycznie przeciwdziała starzeniu się skóry oraz witaminę B3, czyli niacynę (amid kwasu nikotynowego), która efektywnie poprawia syntezę bariery lipidowej skóry (np. ceramidów) i bariery białkowej skóry, stymulując pracę fibroblastów, sprzyjając syntezie kolagenu, co objawia się i jego zwiększoną produkcją, zmniejszeniem utraty wody i poprawą jędrności skóry.
Aktywność niektórych substancji przeciwstarzeniowych, wiąże się też z podniesieniem poziomu specjalnych związków tkankowych – inhibitorów metaloproteinazy (enzymu degradującego m.in. kolagen) w macierzy międzykomórkowej. Substancje takie hamują enzymy, zabezpieczając w ten sposób włókna kolagenu i elastyny, zwiększając syntezę kolagenu i pobudzając tworzenie macierzy zewnątrzkomórkowej. W kosmetykach są to: ekstrakty roślinne (z owoców liczi, z liści jeżyny, dyni) oraz peptydy (np. Tripeptyd-2, Myristoyl Tetrapeptide-20 i Acetyl Hexapeptide-20).
Wśród substancji przeciwstarzeniowych wyróżnić też należy tzw. czynniki wzrostu. Są to specjalne białka pozyskiwane np. w procesach biotechnologicznych (produkowane przez systemy bakteryjne oraz pozyskiwane z osocza bogato płytkowego). Badania dowodzą, że zwiększają one syntezę kolagenu i przyśpieszają regenerację naskórka, dzięki czemu skóra lepiej broni się przed procesem starzenia, a zmarszczki ulegają redukcji. Są to: czynnik wzrostu naskórka (EGF), transformujący czynnik wzrostu (TGF) i płytko pochodny czynnik wzrostu (PDGF). Można je bezpiecznie łączyć z terapią z wykorzystaniem retinolu i silnych antyoksydantów, np. kwasu ferulowego. Retinol wraz z czynnikami wzrostu działa synergicznie, zwiększając skuteczność terapii.
Inna grupa związków – aktywnych składników preparatów przeciwstarzeniowych to fitohormony (np. tzw. fitoestrogeny) występujące w wielu roślinach uprawnych, a swoim działaniem przypominające naturalne estrogeny. Ich duża ilość znajduje się m.in. np. w niedojrzałej kukurydzy, koniczynie, soi, szyszkach chmielu, kiełkach pszenicy, ryżu. W kosmetyce spośród wielu substancji wykazujących takie działanie na rośliny stosowane są np. kinetyna i zeatyna. Są antyoksydantami, wspomagają usuwanie toksyn oraz zwiększają gęstość skóry i jej zdolności regeneracyjne, stymulując produkcję kolagenu.
Jeszcze inne działające przeciwstarzeniowo i wykorzystywane w kosmetologii i medycynie estetycznej związki to tzw. peptydy biomimetyczne, działające na zasadzie naśladowania naturalnych, obecnych w organizmie substancji sterujących procesami metabolicznymi oddziałującymi bezpośrednio na komórki. Wśród stosowanych obecnie są takie peptydy jak np.: Acetyl Decapeptide-3, który wspomaga tworzenie nowych komórek skóry, redukuje drobne zmarszczki i zapobiega powstawaniu nowych, Decapeptide-4, który wzmacnia elastyczność, wpływa na syntezę elastyny i kolagenu, czy Oligopeptide-24, redukujący zmarszczki, wpływając na proliferację komórkową.
Z innych substancji, wpływających na procesy regeneracji skóry warto wymienić niektóre metale np. miedź czy selen. Miedź łączy się z peptydami (m.in. glicyno-L-histydylo-L-lizyną) i tworzy kompleks, który sprzyja gojeniu tkanek, stymuluje produkcję kolagenu oraz glukozoaminoglikanów, co powoduje wygładzenie i zwiększenie zwięzłości skóry i ogranicza występowanie zmarszczek. Rola jaką miedź pełni w naprawie uszkodzeń skóry wynika z jej obecności w kilku enzymach, takich jak np. oksydaza lizylowa (tworzenie wiązań krzyżowych kolagenu i elastyny). Selen dodawany jest do produktów kosmetycznych o działaniu nawilżającym ze względu na jego zdolności do zmniejszania uszkodzeń kolagenu przez wolne rodniki tlenowe co prowadzi do ograniczania procesu starzenia się skóry.
Warto na koniec dodać, że najskuteczniejszy sposób do terapii anti-aging i sposobów walki z procesami starzenia się komórek, to nic innego jak po prostu zdrowy tryb życia (w tym dieta), odpowiednia ochrona i pielęgnacja naszego ciała i skóry za pomocą dostępnych dziś powszechnie wielu doskonałych preparatów kosmetycznych. Chcąc zaś efektywnie stosować terapie anti-aging i skutecznie walczyć z procesami starzenia się komórek należy uwzględniać rozpoznane i zbadane mechanizmy je powodujące. A biorąc pod uwagę większość teorii wyjaśniających sam proces widać, że kluczem do sukcesu są różnorodne związki i substancje chemiczne, które odpowiednio i właściwie zastosowane i wykorzystane – jako składniki preparatów kosmetycznych, potrafią przynieść oczekiwane i pożądane efekty.
dr n. chem. Sebastian Grzyb
Dziekan Wydziału Inżynierii Wyższej Szkoły Inżynierii i Zdrowia w Warszawie. Nauczyciel i wykładowca przedmiotów kierunkowych z dziedziny nauk chemicznych, farmaceutycznych i nauk o zdrowiu, na kierunkach kosmetologia, chemia kosmetyczna i pielęgniarstwo. Współpracuje jako konsultant z firmami z branży kosmetycznej i farmaceutycznej.