Красива і захищена шкіра. Роль вітаміну С

Шкіра - це багатофункціональний орган, найбільший в організмі, і його зовнішній вигляд зазвичай відображає здоров'я та ефективність . Він має багато функцій, але його фундаментальна роль полягає в забезпеченні захисного інтерфейсу між зовнішнім середовищем і тканинами людини, що забезпечує захист від механічних і хімічних загроз, патогенів, ультрафіолетового випромінювання і навіть дегідратації. Перебуваючи в постійному контакті з зовнішнім середовищем, шкіра піддається більшій кількості впливів навколишнього середовища, ніж більшість інших наших органів, і саме тут відбуваються перші видимі ознаки старіння.

Шкіра складається з двох основних шарів з абсолютно різними базовими структурами - самий зовнішній епідерміс і більш глибока дерма. Епідерміс виконує більшість бар'єрних функцій шкіри і складається переважно з клітин, в основному кератиноцитів. Кератиноцити розташовані шарами по всьому епідермісу; коли ці клітини діляться і проліферують далеко від базального шару, який знаходиться найближче до дерми, вони починають диференціюватися. Цей процес називається кератинізація і включає виробництво спеціалізованих структурних білків, секрецію ліпідів і утворення клітинної оболонки з зшитих білків. При диференціюванні зникають практично всі субклітинні органели, в тому числі і ядро. Таким чином, самий верхній шар епідермісу, який взаємодіє з зовнішнім середовищем, складається з  метаболічно «мертвих» клітин (термінально диференційованих кератиноцитів). Ці клітини запечатуються разом з багатими ліпідами доменами, утворюючи непроникний для води бар'єр. Цей шар відомий як роговий шар і виконує первинну бар'єрну функцію епідермісу.

Навпаки, нижній шар шкіри забезпечує міцність і еластичність і включає в себе судинну, лімфатичну і нейронну системи. Він відносно безклітковий і складається в основному з складних білків позаклітинного матриксу, особливо багатий колагеновими волокнами, які складають ~ 75% сухої маси дерми. Основним типом клітин, присутніх в дермі, є фібробласти, які активно беруть участь в синтезі багатьох компонентів позаклітинного матриксу. Кровоносні судини, які постачають поживними речовинами обидва шару шкіри, також присутні в дермі. Між двома основними шарами знаходиться дермально-епідермальне з'єднання, спеціалізована структура базальної мембрани, яка прикріплює епідерміс до дерми.

Епідерміс є складним середовищем для доставки поживних речовин, оскільки в ньому відсутні кровоносні судини, які зазвичай доставляють живильні речовини в клітини. Доставка поживних речовин залежить від дифузії з васкуляризированної дерми, і це може бути особливо обмежене для самих зовнішніх шарів епідермісу. Крім того, доставка ускладнюється хімічної природою цих зовнішніх епідермальних шарів, в яких між клітинами спостерігається невеликий рух позаклітинної рідини через складну структуру зшивання ліпідів / білків, що утворює шкірний бар'єр. Все це робить можливим, що харчові поживні речовини не можуть легко досягти клітин в самих зовнішніх шарах епідермісу, і ці клітини отримують невелику живильну підтримку.

Доставка поживних речовин в епідерміс шляхом місцевого застосування досить ускладнене, оскільки роговий шар функціонує як ефективний водний бар'єр і запобігає проходженню багатьох речовин. Хоча деякі незаряджені і жиророзчинні молекули можуть проходити через поверхневий шар, малоймовірно, що поживні речовини, що доставляються шляхом місцевого застосування, легко проникнуть в нижні шари дерми. Тому функції дермального шару найкраще підтримуються поживними речовинами, що доставляються через кровотік.

Коли рівень в плазмі низький, деяка кількість вітаміну С може бути доставлено в епідермальний шар шляхом місцевого застосування, хоча ефективність цього залежить від складу крему або сироватки, які використовуються на шкірі. Вітамін С, як розчинна у воді і заряджена молекула, відштовхується від фізичного бар'єру термінально диференційованих епідермальних клітин. Тільки коли рівень pH нижче 4 і вітамін С є у вигляді аскорбінової кислоти, відбувається деяке проникнення, але чи призводить це до підвищення рівня метаболічно порушеного рогового шару, невідомо. Великі зусилля були спрямовані на розробку похідних аскорбінової кислоти з метою місцевого застосування. Такі похідні повинні забезпечувати стабілізацію молекули від окислення, а також долати значні проблеми проникнення в шкіру. Крім того, вони повинні бути перетворені в аскорбінову кислоту in vivo, щоб бути ефективними. Чи існує єдине рішення всіх цих проблем, неясно. Додавання фосфатної групи забезпечує більшу стабільність, і ці похідні можуть перетворюватися в аскорбінову кислоту in vivo, хоча і з меншою швидкістю, але вони погано всмоктуються через шкіру. Аскорбил глюкозид також проявляє чудову стабільність і може проникати, але швидкість його перетворення in vivo невідома. Похідні, що містять ліпідорозчинним фрагменти, такі як пальмітат, призначені для надання допомоги при доставці, і хоча підвищене поглинання було продемонстровано на тваринах, вони не обов'язково демонструють поліпшену стабільність, і є деякі сумніви щодо того, чи ефективно ці похідні перетворюються в природних умовах. Недавні дослідження показують, що інкапсуляція в ліпосферную форму може допомогти з транспортом в нижні шари епідермісу і може привести до збільшення поглинання. Проте, найбільш актуальним питанням для ефективності місцевого застосування, ймовірно, є стан плазми індивідуума: якщо рівні в плазмі насичені, то, мабуть, місцеве застосування не збільшує вміст вітаміну С в шкірі.

Одним з найбільш переконливих аргументів на користь життєво важливої ​​ролі вітаміну С в здоров'я шкіри є зв'язок між дефіцитом вітаміну С і втратою ряду важливих функцій шкіри. Зокрема, погане загоєння ран (пов'язане з утворенням колагену), потовщення рогового шару і підшкірне кровотеча (через крихкість і втрату морфології сполучної тканини).

1.Потенціальні функції вітаміну С в шкірі

Висока концентрація вітаміну С в шкірі вказує на те, що він має ряд важливих біологічних функцій, які важливі для здоров'я шкіри. Грунтуючись на тому, що ми знаємо про функції вітаміну С, увага була зосереджена на утворенні колагену і антиоксидантного захисту. Проте, з'являються докази для інших видів діяльності.

1.1 Просування формування колагену

Вітамін С діє як кофактор для пролінових і лізінових гідроксилаз, які стабілізують третинну структуру молекули колагену, а також сприяє експресії генів колагену. У шкірі утворення колагену здійснюється в основному фібробластами в дермі, що призводить до утворення базальної мембрани і шкірного коллагенового матриксу. Крім стабілізації молекули колагену шляхом гідроксилювання, вітамін С також стимулює вироблення мРНК колагену фібробластами.

1.2 Здатність збирати вільні радикали і позбавлятися від токсичних окислювачів

Вітамін С є потужним антиоксидантом, який може нейтралізувати і видаляти окислювачі, які містяться в забрудненях навколишнього середовища. Ця активність має особливе значення в епідермісі, де вітамін С сконцентрований в шкірі. Вітамін С особливо ефективний при зменшенні окисного пошкодження шкіри, коли він використовується в поєднанні з вітаміном Е. Це узгоджується з його відомою функцією регенератора окисленого вітаміну Е, тим самим ефективно реціркуліруя цей важливий ліпідорозчинний поглинач радикалів і обмежуючи окисне пошкодження структур клітинних мембран.

1.3 Гальмування меланогенеза

Було показано, що похідні вітаміну С, включаючи аскорбільне похідне фосфату магнію, знижують синтез меланіну.

1.4 Здатність єффектівного загоєння ран

На додаток до здатності вітаміну С стимулювати синтез колагену, є дані, що дозволяють припустити, що вітамін С збільшує проліферацію і міграцію дермальних фібробластів, життєво важливих для ефективного загоєння ран. Показано, що вітамін С стимулює і пригнічує синтез еластину в культивованих фібробластах. Синтез гликозаминогликанов як частина формування позаклітинного матриксу також збільшується при обробці вітаміном С, і він також може впливати на експресію генів антиоксидантних ферментів, в тому числі тих, що беруть участь у репарації ДНК. Модуляція експресії гена може бути важлива для його здатності захищати під час дії ультрафіолету.

2. Проблеми здоров'я шкіри і потенційний захист вітаміну С

Протягом нормального життя шкіра піддається ряду проблем, які можуть вплинути на її структуру, функції і зовнішній вигляд, включаючи:

  • Погіршення внаслідок нормального старіння, сприяє втраті еластичності і утворення зморшок.
  • Вплив на елементи, які приводять до знебарвлення, сухості і прискореного утворення зморшок.
  • Вплив окисних косметичних і очищувальних засобів (фарби для волосся, мило, миючі засоби, відбілювачі).
  • Пряма травма, як при пораненні, так і при опіку.

2.1 Старіння шкіри

Як і весь організм людини, шкіра схильна до змін, викликаних процесом природного старіння. Всі шари шкіри показують вікові зміни в структурі і функціональних можливостях, і, як це відбувається в інших системах організму, це може привести до підвищеної схильності до різних розладів і хвороб. Крім того, зміни зовнішнього вигляду шкіри часто є першими видимими ознаками старіння, і це може мати значення для нашого емоційного і психічного благополуччя.

Внутрішнє старіння є повільним процесом, і, за відсутності впливу навколишнього середовища, зміни зазвичай не виявляються до старості, коли очевидні гладка шкіра з дрібними зморшками, блідий тон шкіри, знижена еластичність і іноді перебільшені мімічні зморшки. Спостерігається зменшення товщини дермального шару, а також зменшення кількості фібробластів, зменшення вироблення колагену. Зокрема, під час внутрішнього старіння відбувається поступова деградація компонентів позаклітинного матриксу, зокрема еластину і колагену. Втрата еластину призводить до зниження еластичності і здатності до віддачі, яка спостерігається при старінні шкіри.

Суха шкіра дуже часто зустрічається у людей похилого віку, в основному через втрату гликозаминогликанів і супроводжуваного зниження здатності підтримувати рівень вологості. Шкірно-епідермальне з'єднання може також стати сплощеним, втрачаючи площу поверхні і приводячи до підвищеної крихкості шкіри, що потенційно може призвести до зниження перенесення поживних речовин між двома шарами. В цілому, дерма страждає від більш значних вікових змін, ніж епідерміс. Антиоксидантна здатність, імунна функція і вироблення меланіну також можуть бути порушені в постарілої шкірі.

2.2 УФ-випромінювання і фотостаріння

З'являється все більше свідчень того, що найбільш серйозною екологічною проблемою для шкіри є хронічний вплив ультрафіолетового випромінювання сонця або соляріїв. Ультрафіолетове випромінювання пошкоджує шкіру за рахунок утворення активних форм кисню, які можуть пошкодити компоненти позаклітинного матриксу і вплинути як на структуру, так і на функцію клітин.

Гостра дія ультрафіолетового випромінювання на шкіру може викликати сонячний опік, що призводить до сильної запальної відповіді, що викликає характерне почервоніння, припухлість і жар. Крім того, можуть мати місце змінена пігментація, пригнічення імунітету і пошкодження шкірного позаклітинного матриксу. Для порівняння, хронічний тривалий вплив ультрафіолетового випромінювання викликає передчасне старіння шкіри з різким і значним порушенням структури шкіри і призводить до розвитку раку шкіри. Найбільш очевидними ознаками фотостаріння є зморшки, гіперпігментація і помітні зміни еластичності шкіри, які викликають провисання шкіри, при цьому шкіра також стає блідою і шорсткою з віком. Фотостаріння шкіри найчастіше зустрічається на обличчі, грудях і верхній поверхні рук.

Як епідермальний, так і дермальний шари шкіри схильні до хронічного впливу ультрафіолету; однак найбільш глибокі зміни відбуваються в позаклітинному матриксі дерми. Зміни включають в себе значну втрату колагенових фібрил в дермі, а також специфічну втрату закріплюючих колаген фібрил на дермально-епідермальному з'єднанні. Еластичні волокна по всій дермі також чутливі до ультрафіолетового випромінювання, при цьому на  шкірі спостерігається накопичення неорганізованих білків еластичних волокон. Дійсно, це накопичення, зване «сонячним еластозом», вважається визначальною характеристикою сильного фотостаріння шкіри. Також є свідчення атрофії або «виснаження» епідермісу під час фотостаріння і зниження бар'єрної функції. Крім того, епідерміс може стати гіперпігментірованним від хронічного впливу ультрафіолету; ці поразки відомі як пігментні плями.

Запобігання впливу ультрафіолетового випромінювання є найкращим засобом захисту шкіри від шкідливого впливу фотостаріння. Однак уникнути цього не завжди можливо, тому сонцезахисний крем зазвичай використовується для блокування або зменшення кількості ультрафіолету, що потрапляє на шкіру. Однак сонцезахисні креми піддають шкіру впливу хімічних речовин, які можуть викликати інші проблеми, такі як порушення бар'єрної функції шкіри або запалення.

3. Вітамін С-опосередкований захист шкіри

3.1 Вплив ультрафіолету

Зміни на шкірі, викликані впливом ультрафіолету, мають багато спільного з більш повільним процесом «природного» старіння, при цьому одним з основних відмінностей є більш гострий початок. Встановлено, що вітамін С обмежує пошкодження, спричинені впливом ультрафіолету. Захист в першу чергу пов'язан з його антиоксидантною активністю. Ультрафіолетове випромінювання виснажує вміст вітаміну С в епідермісі. Вітамін С запобігає перекисному окисленню ліпідів в культивованих кератиноцитах після впливу ультрафіолету, а також захищає кератиноцит від апоптозу і збільшує виживаність клітин.

Ряд досліджень показав, що додавання вітаміну С підвищує стійкість шкіри до дії ультрафіолету. Проте, вітамін С окремо є мінімально ефективним, і в більшості досліджень, що показують користь, використовується багатокомпонентне втручання. Зокрема, існує синергізм між вітаміном С і вітаміном Е, при чому комбінація є особливо ефективною. Ці результати вказують на необхідність повного видалення і переробки окислювача, щоб забезпечити ефективний захист від ультрафіолетового випромінювання. Ця комбінація також зменшує запалення, викликане надмірною дією ультрафіолету.

Також було показано, що місцеве застосування вітаміну С в поєднанні з вітаміном Е і іншими сполуками зменшує травму від ультрафіолетового випромінювання, проте «краса зсередини» через харчування може бути більш ефективною, ніж місцеве застосування.

3.2 Суха шкіра

Суха шкіра є поширеним захворюванням, яке зазвичай виникає у більшості людей на певному етапі їхнього життя. Це може статися у відповідь на певний режим догляду за шкірою, хвороби, ліків або через зміни температури, потоку повітря і вологості в навколишньому середовищі. Поширеність сухої шкіри також збільшується з віком. Спочатку вважалося, що це пов'язано зі зменшенням вмісту води або вироблення шкірного сала в шкірі, коли ми стаємо старше. Однак в даний час вважається, що це пов'язано зі змінами в процесі кератинізації і вмістом ліпідів в роговому шарі.

Патогенез сухої шкіри стає ясніше, і були виявлені три сприяють недоліки.

Був виявлений дефіцит ліпідів шкірного бар'єру, керамідів. Ці ліпіди є основними міжклітинними ліпідами в роговому шарі, складаючи від 40 до 50 відсотків від загальної кількості ліпідів.

Вважається, що зменшення кількості речовин, відомих як природний зволожуючий фактор (NMF), викликає сухість шкіри. Ці речовини знаходяться в роговому шарі всередині корнеоцитів, де вони пов'язують воду, дозволяючи корнеоцитів залишатися гідратованими, незважаючи на висушуючий вплив навколишнього середовища.

Зовсім недавно було висловлено припущення, що нестача власної мережі зволоження шкіри в епідермісі, опосередкований недавно відкритими водними каналами аквапорінов, може зіграти свою роль.

Лікування сухої шкіри включає підтримку ліпідного бар'єру і компонентів природного зволожуючого фактора рогового шару, як правило, шляхом місцевого застосування, хоча живильна підтримка дерми також може бути корисною.

Потенціал вітаміну С для запобігання сухості шкіри:

Дослідження на клітинних культурах показали, що додавання вітаміну С підсилює вироблення бар'єрних ліпідів і викликає диференціацію кератиноцитів, і на підставі цих спостережень було висловлено припущення, що вітамін С може сприяти формуванню рогового шару і тим самим впливати на здатність шкіри захистити себе від втрати води.

3.3 Зморшки

Зморшки утворюються під час хронологічного старіння, і цей процес помітно прискорюється зовнішніми факторами, такими як вплив ультрафіолетового випромінювання або куріння. Вважається, що утворення зморшок відбувається через зміни в нижньому шкірному шарі шкіри, але мало що відомо про конкретні молекулярні механізми, відповідальні за це. Вважається, що втрата колагену, руйнування колагенових і еластичних волокон і зміни дермально-епідермального з'єднання можуть сприяти цьому. Одна з гіпотез полягає в тому, що ультрафіолетове випромінювання індукує вироблення цитокінів, що запускає експресію еластази фібробластів, викликаючи деградацію еластичних волокон, втрату еластичності і подальше утворення зморшок.

Вплив вітаміну С на формування і відновлення зморшок:

Поява зморшок або тонких ліній на шкірі має суттєвий вплив на зовнішній вигляд і тому часто є предметом досліджень. Більшість з них використовували місцеві препарати, зазвичай які містять суміш вітаміну С та інших антиоксидантів або природних сполук, з різною ефективністю. Як правило, демонстрація зменшення зморшок в цих дослідженнях менш ніж переконлива, і технологія вимірювання цих змін обмежена.

4. Висновки

  • Фібробласти шкіри мають абсолютну залежність від вітаміну С для синтезу колагену і для регуляції балансу колаген / еластин в дермі. Існує достатньо даних in vitro з культивованими клітинами, що демонструють цю залежність. Крім того, прийом вітаміну С покращує синтез колагену in vivo.
  • Кератиноцити шкіри мають здатність накопичувати високі концентрації вітаміну С, і це в поєднанні з вітаміном Е забезпечує захист від ультрафіолетового випромінювання.
  • Аналіз кератиноцитів показав, що вітамін С впливає на експресію генів антиоксидантних ферментів, організацію та накопичення фосфоліпідів, а також сприяє утворенню рогового шару і диференціюванню епітелію в цілому.
  • Доставка вітаміну С в шкіру шляхом місцевого застосування залишається складним завданням. Хоча деякі дослідження на людях показали позитивний ефект щодо захисту від ультрафіолетового випромінювання, найбільш ефективні склади містять як вітаміни С і Е, так і засіб доставки.
  • Гарне здоров'я шкіри позитивно пов'язано зі споживанням фруктів і овочів. Активний компонент у фруктах і овочах, відповідальний за спостережувану користь, не ідентифіковано, і ефект, ймовірно, буде багатофакторним, хоча статус вітаміну С тісно пов'язаний зі споживанням фруктів і овочів.
  • Ознаки старіння в шкірі людини можуть бути поліпшені за допомогою вітаміну С.
  • Забезпечення шкіри вітаміном С значно сприяє загоєнню ран і мінімізує утворення рубців. Це було продемонстровано в численних клінічних дослідженнях на людях і тваринах.