Что такое свободные радикалы и как устроен окислительный стресс

Впервые свободные радикалы были обнаружены в 1900 году, и до сих пор свободнорадикальная теория является основной теорией старения организма в целом и кожи в частности. Свободные радикалы — это молекулы или атомы, на внешней электронной оболочке которых есть один или несколько неспаренных электронов.

Существует множество типов свободных радикалов, но для здоровья человека и его кожи главную роль играют свободные радикалы в виде активных форм кислорода (АФК). Например, такие:

Многие слышали про окислительный стресс. Но мало кто представляет, что именно скрывается за этим словосочетанием. А это очень интересный процесс, который можно представить как сюжет для мелодрамы или спортивной комедии. Судите сами.

Свободные радикалы — нестабильные и реактивные молекулы. «Лишний» электрон, которым они владеют, стремится во что бы то ни стало найти себе пару и жить долго и счастливо, т. е. стабильно. Поэтому свободный радикал, взаимодействуя с другим атомом или молекулой, забирает у нее с внешней орбитали электрон, тем самым восстанавливаясь. А молекула, отдавая электрон, сама становится свободным радикалом и идет отбирать электрон у следующей молекулы. Так свободные радикалы провоцируют каскад цепных реакций, и, если его не остановить, он может нанести вред, перепортить множество молекул и атомов.

Если объяснять на пальцах, можно представить свободный радикал в виде лыжника с одной лыжной палкой. Скользить по снегу таким образом некомфортно и совершенно не хочется, поэтому лыжник идет и отбирает палку у своего соратника, оставляя его в ужасном настроении и вызывая желание отнять еще у кого-нибудь недостающую палку. Вариант новой молекулы будет выглядеть как лыжник с одной палкой, зацепившийся за другого. Такое себе зрелище, если понимать, насколько им неудобно, как хочется расцепиться и иметь собственный комплект снаряжения.

В нашем организме свободные радикалы могут образоваться в результате естественных процессов, таких как дыхание или пищеварение, и под действием окружающей среды. Вот некоторые из внешних факторов:

Все эти факторы приводят к тому, что верхний слой кожи, эпидермис, интенсивно атакуют свободные радикалы различной природы.

Равновесие между интенсивностью производства свободных радикалов внутри организма и эффективностью их нейтрализации контролируется на генетическом уровне. Но если уровень свободных радикалов повышается, то тогда и случается оксидативный стресс. Также свободные радикалы могут образовываться внутри нашего организма в ходе обычных клеточных реакций.

Справедливости ради надо сказать, что, кроме оказания токсического воздействия, свободные радикалы поддерживают и необходимые нашему организму процессы:

Поэтому стоит бояться не свободных радикалов как таковых, а именно окислительного стресса. Когда свободных радикалов (в первую очередь АФК) вырабатывается или поступает в организм в избытке и они не нейтрализуются, это может вызвать повреждение клеток и тканей, а в результате приводить к серьезным последствиям. Свободные радикалы могут воздействовать на клетку и организм в целом, окисляя практически все важные макромолекулы: липиды, углеводы, белки и даже ДНК.

Итак, чем опасен окислительный стресс для нашей кожи?

Клеточные мембраны, то есть оболочки клеток, имеют в составе фосфо-, глико- и сфинголипиды, в которых присутствуют ненасыщенные (нестабильные и реакционноспособные) двойные связи. Эти связи становятся мишенью свободных радикалов. В результате окисления липиды теряют свои функции, накапливаются продукты их перекисного окисления, нарушается целостность клетки, что может привести к неверной работе и гибели клетки. Среди последствий для кожи могут быть такие состояния, как воспаление, дерматит, экзема, акне.

Окисление белков приводит к потере их структуры и свойств, препятствует функциональному взаимодействию друг с другом. Такие белки могут передавать неверные сигналы клеткам, совершая ошибки, опасные для клеточного метаболизма. Но самое неприятное, что окисленный белок может вовлекать в реакции не только другие белки, но также липиды и углеводы, провоцируя гликацию — «сшивание» белков и сахаров. Одно из последствий гликации для кожи — появление морщин и снижение упругости кожи.

Свободные радикалы способны вызывать повреждения нуклеиновых кислот в ДНК, провоцируя ошибки синтеза белков и работы клеток в целом.

В организме оксидативный стресс может приводить к сахарному диабету, болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона, катаракте, воспалению суставов, тяжелым воспалительным процессам и даже онкологии. На коже оксидативный стресс выражается, как правило, в образовании морщин, ухудшении цвета лица, появлении птоза, пигментных пятен, потере эластичности.

Степень оксидативного стресса зависит от возраста, состояния здоровья, образа жизни, питания, действия окружающей среды. Усилить ее могут вредные привычки, частое пребывание на солнце без фотозащиты, малоподвижный образ жизни, хронический стресс. Все это означает, что умеренные физические нагрузки, сбалансированное питание, полноценный сон будут уменьшать воздействие свободных радикалов на организм. Также важно защитить кожу от УФ-излучения и меньше времени проводить за монитором.

Дополнительную защиту кожи от свободных радикалов обеспечит косметика с антиоксидантами (эти вещества нейтрализуют последствия оксидативного стресса) и компонентами, влияющими на активизацию собственных антиоксидантных систем клетки.

Согласно механизму действия, свободные радикалы — это окислители, оксиданты. Соответственно, молекулы-антагонисты назвали антиоксидантами. У нашего организма есть собственная система антиоксидантной защиты, однако с возрастом и под действием негативных внешних факторов она ослабевает.

В верхнем слое кожи присутствуют антиоксиданты, которые защищают кожу от свободных радикалов, прибывающих извне:

Антиоксиданты нейтрализуют свободные радикалы, отдавая им собственные свободные электроны. Правда, такое самопожертвование не идет антиоксидантам на пользу: после встречи с радикалом они обычно переходят в неактивное состояние, утрачивают свои силы. Но природа умна и расчетлива, поэтому в нашем организме антиоксиданты часто работают сообща. Например, глутатион помогает восстановиться витамину С, а он, в свою очередь, восстанавливает витамин Е. Это помогает коже бороться с окислительным стрессом, предотвращает раннее старение.

Не все антиоксиданты наш организм вырабатывает самостоятельно, некоторые из них мы получаем из пищи. Основные источники антиоксидантов для организма — растения, и особенно богаты полезными веществами яркие овощи, фрукты и ягоды, а также зелень. Так, в красных плодах содержатся ликопин и эллаговая кислота, в фиолетовых и синих — антоцианы, желтые и оранжевые богаты бета-каротином, зеленые — лютеином.

Кроме того, вещества с антиокислительной активностью пригодны для топического нанесения, чтобы прицельно защищать клетки кожи от оксидативного стресса. Поэтому для лица и тела выпускают косметику с антиоксидантами в составе.