Чем больше вы дышите, тем быстрее стареете. Но не дышать нельзя
Кислород — штука подозрительная.
Без него мы помрём: клетки используют его, чтобы добывать энергию. Тот же кислород участвует в образовании активных форм кислорода — химически агрессивных молекул, которые повреждают белки, жиры и ДНК. Поэтому организм одновременно не может без кислорода и вынужден от него защищаться.
Оставьте железный гвоздь под дождём, и через неделю он заржавеет. Разрежьте яблоко — срез побуреет. С человеками происходит примерно то же самое, только у нас есть сложная система антиоксидантной защиты, которая не даёт этому процессу разнести всё к чертям.
Но если окисление настолько вредно, зачем, а главное, нафига жизнь вообще связалась с кислородом? Мы в Гельтеке недавно полезли разбираться, как устроены антиоксидантные сыворотки, и в итоге пришлось вернуться примерно на 2,5 миллиарда лет назад, когда кислорода на Земле вдруг стало слишком много.
Это гемоглобин едет на работу
Газ, который чуть не убил всю жизнь на Земле
2,5 миллиарда лет назад цианобактерии освоили фотосинтез и начали выдыхать кислород в атмосферу, где его до этого толком не было. Для тогдашней жизни это оказалось ядом: большая часть микробов вымерла, отравленная чужим выхлопом. Мы — прямые потомки тех, кто выжил и научился на этом газе зарабатывать энергию.
Организму пришлось выстроить целую службу безопасности для обращения с кислородом. В митохондриях кислород сжигает питательные вещества, и получается АТФ — топливо, на котором работает всё тулово. Дыхательный конвейер отлажен не идеально: часть электронов срывается раньше времени и застревает на кислороде, не найдя себе пары. Получаются активные формы кислорода — осколки, которым позарез нужно украсть ещё один электрон у первой попавшейся молекулы (например, у белка, жира или ДНК), чтобы прийти в равновесие.
Молекула, у которой электрон только что отняли, сама злится и бежит грабить соседку.
В малых дозах это даже полезно: клетки используют такие осколки как сигналы, типа «свистать всех наверх» или «Андрюха, у нас труп, возможно, криминал, по коням». Но от ультрафиолета, городской взвеси в воздухе и любого воспаления их количество резко растёт.
А кожа-то стоит на самой границе и получает всё это первой.
Железо и медь полезные, пока сидят под замком
Оба металла жизненно нужны организму (железо в гемоглобине как раз таскает кислород по телу), но та же способность легко отдавать электроны делает их опасными без присмотра.
Вот тут мы прошлись по меди отдельно.
Стоит незакреплённому железу встретиться с перекисью водорода (рядовым продуктом обмена веществ), и происходит реакция Фентона: рождается гидроксильный радикал, самый злой из всех. Живёт наносекунды, но за эти наносекунды успевает изуродовать всё вокруг, как искра над бензином.
Договориться с ним нельзя, поймать антиоксидантом почти нереально — слишком быстрый. Поэтому тело просто не даёт свободному металлу валяться без дела: трансферрин возит железо по крови, как бронированный инкассатор, ферритин запирает запас в сейфах внутри клеток, церулоплазмин пасёт медь и попутно обезвреживает железо.
И вот на сцену выходит ультрафиолет А — та часть спектра, что не обжигает мгновенно, но проникает глубоко.
Он повреждает лизосомы, клеточные мусоросжигатели с агрессивными ферментами внутри, их содержимое выплёскивается и начинает крушить ферритиновые сейфы. Запертое железо освобождается, встречается с перекисью — и вот вам локальный Фентон прямо на лице. Это показали на живых клетках кожи: облучили — и за минуты количество свободного железа подскочило.
Кислорода стало больше — и это, кажется, хорошо
Казалось бы, вывод прост: меньше кислорода и окисления — дольше живём.
Но нет.
Группа израильских врачей запихнула пожилых людей в барокамеры и стала кормить их (по самые уши!) чистым кислородом под давлением — гипербарическая оксигенация. Результат вышел неожиданным: у испытуемых удлинились теломеры, защитные колпачки на концах хромосом, которые с возрастом укорачиваются, — прирост больше пятой части. А клеток-зомби, которые состарились, но не желают умирать, среди иммунных Т-хелперов стало на треть меньше.
Выборка там маленькая, конфликт интересов присутствует, но общая логика рабочая: у пожилых людей проседает ресурс лёгких, и в определённых условиях больше кислорода полезнее, чем экономия на окислительном стрессе. За всё в биологии приходится платить, вопрос только в том, что сейчас дороже.
Почему лицо становится серым? Потому что может!
На уровне кожи окислительный стресс работает так: рвёт клеточные мембраны, портит коллаген и кератин, копит пигмент. Против этого у кожи есть своя оперативная бригада — ферменты супероксиддисмутаза, каталаза и глутатионовая система. Каталазы, которая разряжает перекись до того, как она доберётся до Фентона, в верхнем слое кожи на 720% больше, чем в глубоком, — передовую укомплектовали серьёзно.
Проблема в том, что запас не бесконечный и разряжается за часы.
В опыте с озоном как моделью грязного городского воздуха за два часа запас витамина E в самом верхнем слое кожи упал почти втрое — с 8,95 до 2,90. Ставили опыт на мышах, так что абсолютные цифры на человека переносить не стоит, а направление эффекта — вполне.
Мусор при этом никуда не девается: окисленные белки и жиры сшиваются между собой в липофусцин, бурый пигмент старения, который клетка не умеет разбирать. Роговой слой становится рыхлым, обезвоженным, с бурым налётом внутри, и свет от него отражается неровно, а рассеивается во все стороны. Получается серое, плоское, усталое лицо.
Просто оптика поверхности изменилась на микроуровне.
Передай электрон соседу
Антиоксидант — это молекула-донор. Она подходит к разъярённому радикалу и отдаёт ему электрон. Радикал гасится, но донор от этого сам чуть-чуть звереет.
Разница в том, что он антиоксидант вежливый и не рвётся немедленно грабить соседей.
Классика — витамин E, главный защитник жировых мембран. Погасив радикал, он сам превращается в вялый токофероксильный радикал. Оставьте его одного надолго — он от безысходности может начать пакостить. Но если рядом есть витамин C, тот отдаёт свой электрон и возвращает витамин E в строй — эту реакцию зафиксировали ещё в 1979 году. Дальше звереет уже витамин C, и его восстанавливает следующий по цепочке — глутатион.
Опасный электрон гоняют по эстафете, как горячую картофелину.
Собственно, поэтому в рабочую антиоксидантную формулу не кладут не одного героя, а команду, где каждый прикрывает спину следующему.
Капризная примадонна
У чистой L-аскорбиновой кислоты в косметике репутация суперзвезды и вагон мифов. Главный: чем выше процент, тем мощнее, берите тридцать и не мелочитесь. Правда прозаичнее. Сквозь кожу аскорбинка проходит только при pH ниже 3,5 — это уже кислее лимона и щиплет. Концентрацию есть смысл поднимать максимум до 20%: выше витамина в коже больше не становится, остаётся только раздражение.
Плюс чистый витамин C нестабилен и окисляется от воздуха, света и тепла прямо в банке. Наверняка видели сыворотку, которая из бесцветной становится жёлтой, а потом коричневой? Часть денег вы платите за активный компонент, который успевает деградировать, пока добирается до лица.
И третья проблема — сама доставка внутрь кожи. Верхний слой устроен как кирпичная кладка: мёртвые клетки-кирпичи и жирный цемент между ними. Сквозь такую стену легко проходит мелкое и жирное, а крупное и водорастворимое застревает снаружи. Правило 500 дальтон суровое, но справедливое.
Витамин C мелкий, но насквозь водорастворимый, и в липидную часть кожи лезет неохотно.
Витамин C в двух обличьях
Поэтому химики придумали обходной путь — производные, то есть витамин C, упакованный в устойчивую форму, которая разворачивается уже на месте.
В нашей сыворотке C-Energy их две.
Аскорбил глюкозид — водорастворимая и стабильная версия, из которой фермент кожи постепенно отщепляет глюкозу и высвобождает активный витамин. Аскорбил пальмитат — версия с пришитым жирным хвостом, которая лучше уживается с липидной частью кожи. Казалось бы, идеальная пара: один дружит с водой, другой с жиром. Но в опытах на культуре клеток пальмитат в одиночку под ультрафиолетом B не защищал, а усиливал окисление липидов, то есть сам превратился в прооксидант. Так что в одиночку его пускать в кожу нельзя, только в связке с витамином E и стабилизаторами.
Зачем в банке столько всего
Затем, что банка с единственным «чудо-компонентом» в лучшем случае продержится один раунд, а дальше сама начнёт окисляться и превращаться в то, от чего должна защищать.
Каждый компонент прикрывает соседа. Феруловая кислота сама по себе антиоксидант, но ещё и держит витамины C и E от преждевременного окисления, попутно удваивает их фотозащиту — с примерно четырёхкратной до восьмикратной. Ресвератрол и полифенолы зелёного чая гасят ультрафиолетовый стресс и воспаление. Витамин E в форме ацетата (компромисс: чистый токоферол слишком нежный для банки) держит жировой фронт. Дигидрокверцетин из сибирской лиственницы и ниацинамид добивают задачу. Последний в отдельном исследовании на 50 женщинах за 12 недель, где одну половину лица мазали активом, а другую пустышкой, уменьшил морщины, пигментные пятна и покраснение именно на обработанной стороне.
И раз уж вся эта химия работает вторым эшелоном — гасит то, что ультрафиолет уже успел натворить, а не блокирует его на входе, — антиоксидантная сыворотка не заменяет солнцезащитный крем. Правильный порядок утром простой: сыворотка на чистую кожу, а сверху обязательно SPF.
Или ушанку.
Но ушанок у нас в линейке пока нет, а всякие разные банки есть.
А если вам интересно, как мы разрабатываем новые средства, или вы хотите с нами пообщаться, то заглядывайте в телеграм-канал с хрониками нашей уютной лаборатории.
