Супероксиддисмутаза – антиоксидантный фермент

Доклад на конференции НПО врачей-косметологов Санкт-Петербурга.
Супероксиддисмутаза – антиоксидантный фермент
применяемый в косметике.
Чурилова И.В., Шаронова В.Л.
ГосНИИ ОЧБ, ООО «Рэсбио»
«Всего несколько дней и растрескавшаяся кожа вновь становится эластичной». Примерно так
выглядело резюме экспериментальных данных. Приведенных английскими учеными,
изучавших действие фермента супероксиддисмутазы (СОД) на поврежденную кожу
подопытных животных, появившееся в популярной литературе в начале 80-х годов, и ,
несомненно, заинтересовавшее косметологов. Следует отметить, что интерес к
антиоксидантным ферментам и к СОД, в частности, объясняется возросшей популярностью к
антиоксидантам в целом, как средствам, способным противодействовать процессам старения
кожи по механизму ингибирования процессов свободно-радикального окисления. По
современным представлениям молекулярный кислород инициирует развитие многих
патологических состояний. Токсичность его для биологических систем связана с генерацией
высокореакционных промежуточных соединений, таких как супероксидный анион радикал (О 2 ), перекись водорода (Н 2О 2), синглетный кислород (О 2), гидроксильный радикал (ОН -),
объединенных в один класс – активные формы кислорода (АФК). Контроль за определенным
уровнем АФК в организме осуществляется многокомпонентной антиоксидантной системой,
разбалансировка в которой приводит к состоянию окислительного стресса, причиной которого
могут быть токсические, инфекционные, химические , механические воздействия, УФ- и
ионизирующее излучение. Значительно повышение уровня АФК, характерное для состояния
окислительного стресса, приводит к таким драматическим для организма событиям, как
повреждение клеточных мембран
В современной медицинской литературе показана роль АФК в патогенезе более чем 100
заболеваний, начиная от артритов, заканчивая СПИДом [1]. Естественно, что нормального
функционирования кожи эти процессы имеют существенное значение, поскольку кожа и глаза
являются теми уникальными органами, которые подвержены воздействию высоких уровней
кислорода и света, первый из которых является необходимой составляющей для генезиса и
реактивности АФК, последний потенциальный поставщик АФК через УФ излучение. Ведущую
роль в процессах токсичности АФК играет супероксидный анион радикал, продукт
одноэлектронного восстановления кислорода; сам по себе не являясь высокотоксичным
агентом, О2 участвует в целом каскаде реакций, в результате которых образуется мощный
окислитель гидроксильный радикал, который затем атакует жизненно важные компоненты
клетки и инициирует ПОЛ с высокой скоростью. Это особенно значимый процесс в коже,
которая содержит большое количество липидов. Результатом ПОЛ является: нарушение
барьерной функции рогового слоя, при этом эпидермальный барьер становится проницаемым
не только для бактерий, некоторых токсинов, что приводит к развитию воспалительных
процессов на коже.
Можно предположить, что поверхностные слои кожи по сравнению с глубокими обеспечены
хорошо развитой антиоксидантной системой защиты. Это действительно так; не касаясь
неферменых антиоксидантов показано , что уровень каталазы, глутатион-пероксидазы и
глутатион-редуктазы значительно больше в эпидермесе, чем в дерме. [2]. Уровень же СОД
лишь на 20% выше в эпидермесе кожи человека, чем в дерме [3]. Наблюдается иерархия в
содержание ферментных антиоксидантов в различных клеточных элементах. Так, фибробласты
имеют большую антиоксидантную систему защиты, чем кератиноциты. Меньше всего уровень
антиоксидантных ферментов был у меланоцитов, что по-видимому связано с тем, что меланин
присутствующий в этих клетках сам выполняет функцию антиоксиданта. [4]. Интересным
является тот факт, что нет разницы в АОЗ этих клеток у людей различного цвета кожи [5].
Внутри же клетки среди антиокидантных ферментов самый высокий уровень – каталазы [6].
При экспериментальном изучении УФ-индуцированных воспалениях на коже показана высокая
инактивация СОД и каталазы как в эпидермесе, так и в дерме, за счет значительного повышения
уровня АФК, что объясняется восстановлением кислорода
Альтернативным источником АФК при УФ-индуцируемом воспалении являются
фагоцитирующие клетки, что подтверждается супероксидного радикала при экспозиции
нейтрофилов человека к УФ-воздействию in vitro . Кератиноциты, экспонированные к УФизлучению, способны к ПОЛ с высокой скоростью.
Повреждение тканей кожи, вне зависимости от того является ли оно химическим, токсическим
или же термическим, вызывает местную реакцию, обычно рассматриваемую как воспаление,
ответом на которую является образование метаболитов, производных кислорода. Таким
образом, теоретически успех использования наружных средств, содержащих антиоксидантый
фермент СОД, обоснован. Требовалось доказать, сможет ли СОД функционировать на
поверхности кожи. Действительно, показано, что систематическое поверхностное нанесение
СОД, ингибирует обратную пассивную реакцию Артюса на коже [7,8]. Кроме того , обработка
повреждений на лице у пациентов с болезнью Крона, путем наружного применения липосом
содержащих СОД, приводило к значительному улучшению , уменьшая опухание[9]. Наложени
крема, содержащего СОД, защищало кожу человека от вредного влияния ультрафиолетового
облучения ксеноновыми «солнечными» лампами [10]. Однако, продвижение СОД в косметике
началось в 80-годах после опубликования патента, в котором заявлен общий метод
предупреждения и устранения воспалительных процессов на коже на основе наружного
применения СОД, выступающего в качестве единственного действующего вещества в
различных рецептурах [11]. Было показано, что наружные средства, содержащие СОД, могут
защищать кожу от различных классов химических раздражителей, таких как неорганические и
органические перекиси, основания, кислоты (в том числе, жирные кислоты, вызывающие
образование прыщей), кератинизирующие агенты, вещества, вызывающие образование
струпьев на коже, производные пара-аминобензойной кислоты и т.д. Повреждение тканей
может возникать как из прямого воздействия патологического химического агента, так и
последующих воспалительных явлений. В этом отношении установлено, что СОД способна
предупреждать, как прямое химическое повреждение, так последующие вредные проявления,
вызываемые воспалением. Показано, средства, содержащие СОД, можно применять также для
предупреждения или смягчения кожных воспалений неясной этиологии. Кроме того они могут
быть пригодны для предотвращения образования вульгарных угрей.
СОД улучшает клеточной дыхание, улучшает и сохраняет такое свойство кожи , как мягкость,
эластичность и бархатистость.
Рядом исследователей показано, что СОД может быть использована для защиты волос,
сохраняя целостность кератиновой структуры, за счет ингибирования процессов окисления
кератина. Присутствие СОД в средствах для волос (шампунях, красках, бальзамах, лаке и т.д.)
положительно сказывапется не только на их структуре,но улучшает состояние кожи черепа
[12].
СОД можно применять как стабилизирующий агент для компонентов, используемых для
приготовления косметических средств, таких как натуральные масла содержащие
полиненасыщенные жирные кислоты, веществ, подверженных быстрому окислению (некоторые
красящие вещества и вещества, используемые для перманентной завивки), органических
оснований (триэтаноламин), используемых для нейтрализации косметических композиций,
содержащих кислые компоненты, такие как карбопол.
Использование в солнцезащитных средствах в качестве УФ-фильтров таких компонентов как
окись титана, будет наиболее эффективно, если в них ввести дополнительно СОД, которая
способна ограничить фотоокисление окиси титана, происходящее с выделением
супероксидного радикала.