A bőr karotinoidjai, mint táplálkozás és stressz marker anyagai - Kozmetikai gyógyszerek
Jürgen Lademann
A bőr karotinoidjai, mint a táplálkozás és a stressz marker anyagai
A bőr karotinoidjai a táplálkozás és a stressz marker anyagaként
Kulcsszavak
Kulcsszavak
Összegzés
Az antioxidánsok és a bőrben található szabad gyökök közötti kölcsönhatás tanulmányozása fontos előfeltétele a bőr korai öregedése elleni stratégiák kidolgozásának. Ez a cikk a téma kutatásával foglalkozik, amelyet a Charit Kísérleti és Alkalmazott Bőrfiziológiai Központjában végeztek. - Universit.tsmedizin Berlin.
Összegzés
Az antioxidánsok és a szabad gyökök kölcsönhatásának vizsgálata a bőrben fontos alapot jelent a bőr öregedésének megelőzésére irányuló stratégiák kidolgozásához. A Charité bőrfiziológiai területén végzett tanulmányait ebben a cikkben ismertetjük.
bevezetés
A fiatal bőr iránti vágy öregségig ugyanolyan idős, mint az emberiség. Az olajokat már az ókori Egyiptomban használták a bőr ápolására és a kiszáradástól való védelemre.
A bőr öregedésének fontos oka a napsugárzás hatása, amely szabad gyököket generál a bőrben [1–3]. Egy másik szempont a genetikai hajlamunk [4].
Az antioxidánsok fontos védelmi rendszert képeznek az emberi szervezetben a szabad gyökök káros hatásaival szemben [5–7]. Alacsony koncentrációban ezek a szabad gyökök fontosak a jelátviteli folyamatok szabályozásában. Nagy koncentrációban károsítják a sejteket és a sejtkomponenseket [8]. A bőr öregedése, immunszuppressziója és akár bőrrák is kialakulhat [9–11]. Az emberi bőr antioxidánsai közé tartoznak a vitaminok, a karotinoidok és néhány enzim. Ezen antioxidánsok többsége nem képződhet az emberi szervezetben, hanem táplálékkal kell ellátni, különösen gyümölcs és zöldség formájában. Az antioxidánsok védő láncokat képeznek az emberi bőrben. Ez azt jelenti, hogy együtt működnek a szabad gyökök hatásaival szemben. Ha ezen anyagok egyike kimutatható, információt kapunk az emberi bőr teljes antioxidáns potenciáljáról, még akkor is, ha kinetikában, felhalmozódásban és lebontásban különbségek vannak. A karotinoidok jelentése z. B. ilyen marker anyagokat képviselnek az emberi bőr teljes antioxidáns potenciáljában [12, 13].
Korábban nehéz volt megmérni az antioxidánsokat és különösen a karotinoidokat a bőrben. Itt szövetmintákat vagy vérmintákat kellett venni, amelyeket aztán nagynyomású folyadékkromatográfiával (HPLC) vagy tömegspektroszkópiával (MS) elemeztek. Ezek invazív eljárások. Ezenkívül nem lehet a kinetikai mérések során másodszor vett mintát elemezni.
Körülbelül tíz éve lehetséges a karotinoidok nem invazív kimutatása a bőrben rezonancia Raman spektroszkópia [14, 15], de remissziós spektroszkópia segítségével is [16]. Mindkét rendszert kalibrálták, és azonos mért értékeket mutatnak. A mérések csak néhány másodpercet vesznek igénybe. Manapság a számítógépes egérhez hasonló méretekkel rendelkező miniatürizált mérőrendszerek állnak rendelkezésre remissziós spektroszkópiához.
A Charité - Universitätsmedizin Berlin Bőrgyógyászati, Venereológiai és Allergológiai Tanszékének bőrfiziológiai osztályán kifejlesztettek egy Raman spektrométert, amellyel szelektíven és rendkívül érzékenyen lehet kimutatni az emberi bőrben a béta-karotint és a likopint. Ezt a mérőrendszert az 1. ábra mutatja a bal oldalon, míg a jobb oldali ábra egy miniatürizált bőrszkennert mutat be a biozoom services GmbH-tól, amely remissziós mérésekkel meghatározza a karotinoidok koncentrációját a bőrben.
1. ábra: A rezonancia Raman spektrométer (fent) és egy bőrszkenner fényképe az emberi bőr karotinoidjainak meghatározásához (alább).
Az alanyok karotinoid-koncentrációjának kinetikája egy éven belül
2. ábra: A szabad gyökök képződésének spektruma a napsugárzás spektrális tartományában [3].
Az antioxidáns potenciált befolyásoló tényezők
Az egyéves vizsgálat során, amelyet a bőrfiziológiai osztály alanyain végeztek, az életmódra vagy a stresszes viselkedésre nem volt hatással. További vizsgálatokban azok a paraméterek, amelyek jelentősnek bizonyultak az egyéves vizsgálat során, mint pl B. Az UV-sugárzást, az alkoholfogyasztást és az infravörös sugárzást arra használják, hogy megvizsgálják a bőr antioxidáns potenciáljára gyakorolt hatásukat.
Ez a második tanulmány kimutatta, hogy a vodka vagy a bacardi az ünnepekkor általában elfogyasztott mennyiségben (1 ml etanol/testtömeg-kilogramm) jelentősen csökkenti az antioxidáns potenciált [18]. Alig 30 perc múlva nagyon erősen csökken az antioxidáns potenciál, és az eredeti értékek ismételt eléréséhez 4 napos egészséges táplálkozás szükséges.
E vizsgálat részeként nemcsak az antioxidáns potenciált, hanem a tesztalanyok legkisebb erythema dózisát (MED) is mértük. A minimális erythema dózis az ultraibolya (UV) sugárzás dózisa, amely szükséges a bőr leégéséhez. Erythema teszter segítségével ezeket a vizsgálatokat a vizsgálat elején hajtották végre, amikor az antioxidáns potenciál magas volt. A MED mérést alkoholfogyasztás után hajtották végre, amikor az antioxidáns potenciál a minimumra süllyedt [18]. Kimutatták, hogy a csökkent antioxidáns potenciállal rendelkező teszt személyek sokkal gyorsabban leégtek, mint ép antioxidáns védelmi rendszerrel.
Érdekes módon az alkohol antioxidáns potenciálra gyakorolt hatása csökkenthető, ha a vodkát vagy a Bacardit narancslével itatták [18]. Itt nyilvánvalóan kölcsönhatás lép fel a narancslében található antioxidánsok és a szabad gyökök között, amelyek alkoholfogyasztáskor keletkeznek, így a bőr antioxidáns potenciálja csak kissé csökken [18].
Mint az irodalomból ismert, az UV-sugárzás a bőr antioxidáns potenciáljának csökkenéséhez vezet [19]. Ezt a hatást a Charité-n végzett vizsgálatok is igazolták [20]. Ezenkívül bebizonyosodott, hogy az infravörös sugárzás szabad gyökök kialakulásához vezet a bőrben [21]. Ez az eredmény nagyon meglepő, mivel az infravörös fotonok energiája nem elegendő a gyökképződéshez. A rezonancia Raman-spektroszkópia segítségével elért eredményeket azonban elektron spin-rezonancia mérésekkel (ESR) tudták megerősíteni [22, 23]. Elektron spin-rezonancia mérésekkel közvetlenül elemezhető a szabad gyökök képződése az emberi szövetben in vivo körülmények között.
Szabad gyökök és napvédelem
Azt a tényt, hogy az infravörös tartományban, és mint később a látható tartományban is látható, a szabad gyököket a napsugárzás generálja, Zastrow és munkatársai 2009-ben megerősítették. [3, 21], amely meghatározta a szabad gyökök hatásspektrumát a napsugárzás spektrális tartományában (2. ábra). Kiderült, hogy a szabad gyökök körülbelül 50% -a az UV tartományban, a másik pedig körülbelül 50% -a a látható és az infravörös spektrális tartományban képződik [21]. Mivel azonban a fényvédők csak UV-szűrőket tartalmaznak, vagyis védenek az UV-tartományban lévő leégés ellen, ez azt jelenti, hogy ezek az emberek sokkal tovább tartózkodnak a napon, anélkül, hogy leégnének [24]. Ez idő alatt azonban látható és infravörös fénydózisuk drámaian megnő, ami viszont magas gyökkoncentrációhoz vezet.
Mind a négy vizsgált naptej esetében bemutatták a napsugárzás káros hatásai elleni védelmet mind a látható, mind az infravörös spektrumban, az UV-védelem mellett.
Szabad gyökök és a bőr öregedése
A bőrfiziológia területén elérhető rezonancia Raman mérési módszerrel eddig több ezer tesztelőt elemeztek. Megállapították, hogy azok az emberek, akiknek a bőrükben magas a karotinoid koncentráció, koruknak megfelelően fiatalabbnak látszanak. Ezt a szubjektív érzést egy objektív tanulmánynak kell megerősítenie. Itt körülbelül 50 éves teszt személyeket vizsgáltak a bőr öregedése és az antioxidáns potenciáljuk szempontjából [29].
Az alanyok antioxidáns potenciálját a homlok fénynek kitett bőrén mértük. Ezenkívül a bőr állapotát ugyanabban a pontban határozták meg. A Primos felületprofilometriai mérőeszköz (GMF Messtechnik, Teltow) segítségével lehetővé vált a bőr érdességének, vagyis a bőr érdességének mérése. H. a ráncok sűrűségének és mélységének meghatározására intézkedés formájában. A bőr érdességének összehasonlítása az antioxidánsok koncentrációjával az emberi bőrben azt mutatta, hogy a magas antioxidáns-koncentrációjú embereknél a bőr érdessége lényegesen alacsonyabb volt, mint az alacsony vagy nem létező antioxidáns-koncentrációval rendelkezőknél [29].
Ezek az eredmények egyértelműen azt mutatják, hogy az egészséges életmód gyümölcs- és zöldségfogyasztással a legjobb megelőzés a bőr öregedése ellen. E vizsgálat eredményeként sok olyan alany, aki alacsony antioxidáns-szinttel rendelkezett, úgy döntött, hogy megváltoztatja étrendjét és stressz-viselkedését. Ha a tesztalanyok ezt a döntést 50 éves korukban hozzák meg, ez jó előfeltétele a bőr öregedésének csökkentésére a következő évtizedekben. Sajnos azonban nem lehet újra „fiatalnak” enni.
Ezért úgy döntöttek, hogy ilyen vizsgálatokat végeznek olyan serdülőkön, akik táplálkozási és stressz-viselkedését még az első ráncok megjelenése előtt befolyásolni lehet.
Tudatos életmód kialakítása iskolás gyermekeknél biofeedback mérésekkel Ebben az esetben a vizsgálatokat nem a Raman rezonancia spektrométerrel, hanem a biozoom services GmbH bőrszkennerével végeztük. A bőrszkenner akkora, mint egy számítógépes egér, ezért nagyon sikeresen alkalmazható a jelen tanulmányban 50 olyan iskolásról, akik a táplálkozás és a biológia területén szereztek diplomát. A tanulmányt [30] két hónap alatt végezték, és a diákokat arra kérték, hogy az első hónapban tartsák fenn szokásos életmódjukat. Mérték őket, de nem tájékoztatták őket a mért értékekről. A második hónapban arra kérték őket, hogy változtassák meg stresszüket és étkezési szokásaikat. Információs foglalkozáson képezték ki őket, egészséges ebédet kaptak az iskola büféjében, reggelire pedig gyümölcsöt és zöldséget fogyasztottak. Ebben a hónapban a hallgatók közvetlenül a mérés után kapták le az olvasmányukat.
Meglepő módon a diákok bőrében mért antioxidáns-koncentrációk már az első hónapban nagyon magasak voltak. A hallgatók tisztában voltak a mérésekkel, és megpróbálták javítani életmódjukat, annak ellenére, hogy nem ismerték az értékeket. A második hónapban a karotinoid koncentrációja a bőrben ismét jelentősen megnőtt, ami azt mutatta, hogy az egészséges étrend nagyon fontos, de számos stresszfolyamat - például betegség vagy teszt szorongás - ismét csökkentheti az antioxidáns potenciált [30].
Bár a hallgatók kezdetben játéknak tekintették ezeket a tanulmányokat, ennek ellenére megpróbálták növelni antioxidáns potenciáljukat. Az értékcsere az ebédszünetben olyan csoportdinamikát hozott létre, amelyben mindenki megpróbálta megtalálni a legjobb értékeket. Néhány hét múlva az alanyok észrevették, hogy hatékonyabbnak érzik magukat, mint a vizsgálat kezdetén. A vizsgálat végén a hallgatóknak megkérdezték a vizsgálat során szerzett tapasztalataikat. Szinte mindannyian rámutattak, hogy bár alig veszik figyelembe szüleik és tanáraik életmódra vonatkozó tanácsait, a testükkel komolyan veszik a biofeedbacket, és hajlandók ebből következtetéseket levonni.
Hat hónappal a vizsgálat befejezése után ismét meghatározták a bőr antioxidánsait - a hallgatók nem jelentették be -, és megkérdezték, hogy a táplálkozási és stressz-viselkedésük jelentős javulása a második hónapban tartós hatás-e vagy sem. csak az antioxidánsok rendszeres mérése okozta [30]. Ez a mérés gyorsan megmutatta, hogy a hallgatóknak még hat hónap után is nagyon magas értékei voltak, egyes esetekben még magasabbak is, mint a második hónap után. Szinte az összes diák jelentősen javította étrendjét és stressz-viselkedését, és megpróbálta fenntartani őket a vizsgálat után. Ezek a teszt eredmények annyira meglepően pozitívak voltak, hogy ezeket a méréseket be kell építeni a rendszeres órákba annak érdekében, hogy minden hallgató pozitívan fejlessze táplálkozási és stresszes viselkedését.
Antioxidánsok és klinikai alkalmazások
Az emberi bőr antioxidánsainak mérése nemcsak a kozmetikumok és a wellness területén érdekelt, de a klinikákon is alkalmaznak ilyen vizsgálatokat. Ez többek között a következőkre vonatkozik. a dermális mellékhatások megelőzése kemoterápiában részesülő betegeknél, valamint a terápiát kísérő intézkedések a pikkelysömörben és az atópiás dermatitiszben [31].
Végül bemutatjuk azokat az eredményeket, amelyeket ezzel a méréssel kaptak terhes nőkön és újszülötteken. A vizsgálat célja annak tisztázása volt, hogy a bőr példáján keresztül hogyan változik a szervezet antioxidáns potenciálja a terhesség alatt, és hogy a magas antioxidáns potenciállal rendelkező anyák gyermekei is magas koncentrációban tartalmaznak-e antioxidánsokat [32]. Ezeket a vizsgálatokat ismét a biozoom services GmbH bőrszkennerével végeztük.
Az anyákat a terhesség 39. hetében, a vajúdás kezdetén, valamint a gyermek születését követő 1. és 5. napon mértük. Megállapították, hogy minden anya magas antioxidáns potenciállal rendelkezik, mivel terhesség alatt étrend-kiegészítőket szedett. A szülés előtti utolsó napokban azonban az antioxidánsok nagyon erősen csökkentek a terhes nőknél. Ez a meredek esés a jövőben felhasználható a gyermek esedékességének nagyon pontos előrejelzésére. Közvetlenül a születés után az újszülöttek nagyon magas antioxidáns potenciállal rendelkeztek, ami kétszer (vagy akár négyszer) olyan magas volt, mint anyjuk potenciálja [32]. Ez a magas antioxidáns-koncentráció ezután nagyon gyorsan csökken, ami rámutat az újszülött stresszes helyzetére a születés utáni ismeretlen környezetben. Ezt az éles esést csak az anyatej bevitele kompenzálta. Nyilvánvaló, hogy az anya születése előtti utolsó napokban a gyermek még mindig jelentős mennyiségű antioxidánst von le abból a célból, hogy a születéskor elérje ezt a nagyon magas szintet.
Eredmények/vita
Az elmúlt években nagyon pozitív fejlődés figyelhető meg az emberi bőr antioxidatív potenciáljának meghatározására szolgáló mérőrendszerek biztosításában. Míg az első vizsgálatokat a bőrfiziológia területén a Chariténél még mindig nagy rezonancia Raman spektrométerrel hajtották végre, ma már vannak kicsi, praktikus rendszerek, amelyekkel nem invazív módon lehet meghatározni a bőr antioxidáns potenciálját. Ezeket a rendszereket mind a kozmetikai, mind a wellness szektorban használják, de klinikai vizsgálatokhoz is használják őket. Az antioxidánsok koncentrációja az emberi bőrben mindig az alanyok táplálkozási és stressz-viselkedésének eredménye.
Míg a táplálkozási magatartás egyénileg megtervezhető és értékelhető anélkül, hogy meg kellene mérni a bőr antioxidánsait, a stressz folyamatok szervezetünkre gyakorolt hatásának értékelése az egyének számára nehéz. Az elvégzett tanulmányok azt mutatják, hogy a mérések eredményeként a tesztalanyok táplálkozási és stressz-viselkedése megváltozik, ami rendkívül fenntartható.
Bár számos stratégia és ajánlás áll rendelkezésre az egészséges táplálkozás érvényesítésére, kevés olyan intézkedés létezik, amelynek célja a stressz kezelése. Ezenkívül nem volt olyan objektív paraméter, amely szemléltetné a stresszkezelési stratégia sikerét vagy az étrend változását, amely folyamatosan és mindenütt alkalmazható lenne. Ez a jövőbeli fejlesztések középpontjában áll, amelyek szorosan kapcsolódnak az emberi bőr antioxidánsainak meghatározásához.
Levelezési cím
Prof. Dr. Dr.-Ing. Jürgen Lademann
Charité - Berlini Egyetem Orvostudomány
Bőrgyógyászati, Venerológiai és Allergológiai Tanszék
Bőrélettani tanszék
Charitéplatz 1
D-10117 Berlin
Érdekkonfliktus
Ezúton szeretnénk köszönetet mondani a biozoom services GmbH-nak a méréstechnika biztosításáért, valamint a Klinikum Südstadt Rostock-i Egyetemi Női és Poliklinikának a terhes nők és újszülöttek antioxidáns potenciáljának elemzésével kapcsolatos kutatómunka támogatásáért.