Witamina C – królowa przeciwutleniaczy

Poniżej publikujemy badanie autorstwa Pumori Saokar Telang, które wyjaśni Ci wszystkie sekrety, dlaczego witamina C jest tak ważna dla skóry i które formy nie ulegają rozkładowi podczas transportu do jej komórek. Nasze serum przeciwutleniające zawiera właśnie taką stabilną formę witaminy C, która wnika wgłąb skóry, regenerując ją od wewnątrz.

Miłej lektury!

Autor: Pumori Saokar Telang – Konsultant Dermatolog, Szpital Joshi Fundacja Medyczna Maharashtra, Szpital Jehangir, Apollo Group, Pune, Maharashtra, Indie

Witamina C w dermatologii

Witamina C jest silnym lekiem przeciwutleniającym, który może być stosowany miejscowo w dermatologii do leczenia i zapobiegania zmianom związanym z fotostarzeniem. Może być również stosowany do leczenia przebarwień. Ponieważ jest on niestabilny i trudny do dostarczenia do skóry właściwej w optymalnej dawce, prowadzone są badania mające na celu znalezienie stabilnych związków witaminy C i nowszych metod dostarczania witaminy C do skóry właściwej.

WPROWADZENIE

Witamina C jest jednym z naturalnie występujących przeciwutleniaczy w przyrodzie. [1,2] Większość roślin i zwierząt jest w stanie syntetyzować witaminę C in vivo z glukozy. Ludziom i niektórym innym kręgowcom brakuje enzymu oksydazy L-glukono-gamma-laktonu wymaganej do syntezy witaminy C in vivo; [3] stąd muszą pozyskiwać je ze źródeł naturalnych, takich jak owoce cytrusowe, zielone warzywa liściaste, truskawki, papaja i brokuły. [3,4] Słowo „Ascorbus” oznacza brak szkorbutu. Tradycyjnie, pokarmy bogate w witaminę C, takie jak cytryny, były przewożone przez żeglarzy podczas długich podróży, aby uniknąć szkorbutu, choroby krwawiących dziąseł. W 1937 roku dr Albert Szent Goyrgi otrzymał Nagrodę Nobla za pracę nad izolacją cząsteczki witaminy C z czerwonej papryki i zidentyfikowaniem jej roli w leczeniu szkorbutu. [4]

Kwas L-askorbinowy (LAA) jest aktywną chemicznie formą witaminy C. W naturze występuje w równych częściach jako LAA i kwas D-askorbinowy. Są to zasadniczo cząsteczki izomeryczne i są wzajemnie zamienne. [4] Jednak tylko LAA jest biologicznie aktywny, a zatem przydatny w praktyce medycznej. [2] Absorpcja witaminy C w jelitach jest ograniczona przez aktywny mechanizm transportu, a zatem ograniczona ilość leku jest wchłaniana pomimo wysokiej dawki doustnej [3]. Ponadto biodostępność witaminy C w skórze jest niewystarczająca, gdy jest podawana doustnie. [1,2] Miejscowe stosowanie kwasu askorbinowego jest zatem preferowane w praktyce dermatologicznej. [5]

BIOCHEMIA WITAMINY C

Witamina C ma pierścień 5-węglowodorowy podobny do glukozy. Dzięki dołączonemu jonowi wodoru LAA staje się słabym kwasem cukrowym, podobnie jak inne alfa hydroksykwasy stosowane w dermatologii. Z jonem metalu tworzy askorbinian mineralny. Istnieje znaczne zainteresowanie syntezą fizjologicznie aktywnych i stabilnych chemicznie cząsteczek askorbinianu, ponieważ LAA jest niestabilny w naturze, zwłaszcza gdy jest wystawiony na działanie światła.

MECHANIZM DZIAŁANIA WITAMINY C Z ODNIESIENIEM DO DERMATOLOGII

Witamina C jako przeciwutleniacz

Witamina C, najbardziej obecny przeciwutleniacz w ludzkiej skórze, stanowi część złożonej grupy enzymatycznych i nieenzymatycznych przeciwutleniaczy, które współdziałają, aby chronić skórę przed reaktywnymi formami tlenu (RFT). Ponieważ witamina C jest rozpuszczalna w wodzie, działa w wodnych przedziałach komórki [4]. Gdy skóra jest wystawiona na działanie promieniowania UV, generowane są RFT, takie jak jon ponadtlenkowy, nadtlenek i tlen singletowy. Witamina C chroni skórę przed stresem oksydacyjnym poprzez sekwencyjne oddawanie elektronów w celu zneutralizowania wolnych rodników. Utlenione formy witaminy C są stosunkowo niereaktywne [4]. Ponadto mogą one zostać przekształcone z powrotem w witaminę C przez enzym reduktazy kwasu dehydro askorbinowego w obecności glutationu. Narażenie na światło UV zmniejsza dostępność witaminy C w skórze.

Światło UV, reaktywne formy tlenu (RFT) i uszkodzenie skóry – witamina C i fotoprotekcja

Jak wspomniano powyżej, ekspozycja skóry na światło UV generuje RF. [3] Rodniki te mają potencjał do rozpoczęcia reakcji łańcuchowych lub kaskadowych, które uszkadzają komórki. Szkodliwe skutki RFT występują jako bezpośrednie chemiczne zmiany DNA komórkowego, błony komórkowej i białek komórkowych, w tym kolagenu.

Stres oksydacyjny wywołuje również pewne zdarzenia komórkowe, w których pośredniczą czynniki transkrypcyjne, takie jak aktywator czynnika transkrypcyjnego ROS-u, protien-1 (AP-1), który zwiększa produkcję metaloprotieny macierzy (MMP), prowadząc do rozpadu kolagenu [3]. Stres oksydacyjny indukuje jądrowy czynnik transkrypcyjny kappa B (NFkB). Powoduje to powstanie wielu mediatorów, które przyczyniają się do zapalenia i starzenia się skóry [3]. ROS zwiększają również poziom mRNA elastyny w fibroblastach skóry. Może to wyjaśniać zmiany elastotyczne obserwowane w skórze dotkniętej fotostarzeniem [2].

Przeciwutleniacze są niezbędne do neutralizacji RFT powstałych w wyniku ekspozycji na promieniowanie UV. [2] Ważne jest, aby pamiętać, że witamina C jest równie skuteczna zarówno przeciwko UVB (290-320 nm), jak i UVA (320-400 nm). [2,5] Powtarzające się małe dawki UVA wnikają 30-40 razy głębiej w skórę właściwą w stosunku do UVB, co głównie wpływa na naskórek. UVA mutuje i niszczy kolagen, elastynę, proteoglikany i inne skórne struktury komórkowe. [2] Tak więc UVA powoduje starzenie się skóry i ewentualnie powstawanie czerniaka. UVB powoduje oparzenia słoneczne, RFT, mutacje naskórka i raka skóry. Odpowiednio stosowane filtry przeciwsłoneczne zapobiegają rumieniowi i dimerom dimerycznym tyminy, które przyczyniają się do karcynogenezy skóry. Jednak filtry przeciwsłoneczne blokują tylko 55% wolnych rodników wytwarzanych przez ekspozycję na promieniowanie UV. Fotostarzeniu można zapobiegać poprzez kontrolowanie rumienia wywołanego przez promieniowanie UV, powstawanie komórek oparzeń słonecznych i wywoływanie naprawy kolagenu [2]. Aby zoptymalizować ochronę przed promieniowaniem UV, ważne jest stosowanie filtrów przeciwsłonecznych w połączeniu z miejscowym przeciwutleniaczem. Witamina C nie pochłania światła UV, ale wywiera działanie chroniące przed promieniowaniem UV, neutralizując wolne rodniki, podczas gdy efekt ten nie występuje w przypadku filtrów przeciwsłonecznych. W warunkach laboratoryjnych wykazano, że miejscowe stosowanie 10% witaminy C wykazało statystyczną redukcję rumienia indukowanego promieniowaniem UVB o 52% i tworzenie komórek oparzeń słonecznych o 40-60%. [3]

Chociaż witamina C sama może zapewnić fotoochronę, działa najlepiej w połączeniu z witaminą E, która wzmacnia działanie witaminy C czterokrotnie. Hydrofilowa witamina C pomaga regenerować witaminę E, lipofilowy przeciwutleniacz. [1,3,5,6] Tak więc witaminę C i witaminę E razem chronią odpowiednio hydrofilowe i lipofilowe przedziały komórki. Witamina C i witamina E synergistycznie ograniczają przewlekłe uszkodzenie UV, znacznie zmniejszając zarówno apoptozę komórek, jak i tworzenie dimeru tyminy. [3,6]

Połączenie 0,5% kwasu ferulowego (silnego przeciwutleniacza pochodzenia roślinnego) z 15% witaminy C i 1% witaminy E może zwiększyć skuteczność witaminy C ośmiokrotnie [3]. Zauważono, że ta potrójna kombinacja była bardzo przydatna w zmniejszaniu ostrego i przewlekłego fotouszkodzenia i mogłaby być stosowana w zapobieganiu rakowi skóry w przyszłości [3].

Synteza witaminy C i kolagenu

Witamina C jest niezbędna do biosyntezy kolagenu. Udowodniono, że witamina C wpływa na ilościową syntezę kolagenu, oprócz stymulowania zmian jakościowych w cząsteczce kolagenu [2]. Witamina C służy jako współ-odczynnik dla enzymów hydroksylazy prolizylowej i lizylowej, enzymów odpowiedzialnych za stabilizację i sieciowanie cząsteczek kolagenu. [2] Innym mechanizmem, poprzez który witamina C wpływa na syntezę kolagenu, jest stymulacja peroksydacji lipidów, a produkt tego procesu, malonodialdehyd, z kolei stymuluje ekspresję genów kolagenu [2]. Witamina C aktywuje również bezpośrednio transkrypcję syntezy kolagenu i stabilizuje mRNA prokolagenu, regulując w ten sposób syntezę kolagenu [2,3] Objawy szkorbutu, choroby niedoboru witaminy C, wynikają z upośledzonej syntezy kolagenu. Badania kliniczne wykazały, że miejscowe stosowanie witaminy C zwiększa produkcję kolagenu u młodych i starszych ludzi. [3,6]

Witamina C jako środek depigmentujący

Przy wyborze środka depigmentującego ważne jest rozróżnienie między substancjami toksycznymi dla melanocytu a substancjami, które przerywają kluczowe etapy melanogenezy. Witamina C oddziałuje z jonami miedzi w miejscu aktywnym tyrozynazy i hamuje działanie enzymu tyrozynazy, zmniejszając w ten sposób tworzenie melaniny. Witamina C działa również na pigment perifollicular [5,7,8], jednak witamina C jest związkiem niestabilnym. Dlatego często łączy się go z innymi środkami depigmentującymi, takimi jak soja i lukrecja, w celu uzyskania lepszego efektu depigmentacji [7].

Przeciwzapalne działanie witaminy C

Jak wspomniano wcześniej, witamina C hamuje NFkB, który jest odpowiedzialny za aktywację wielu cytokin prozapalnych, takich jak TNF-alfa, IL1, IL6 i IL8. [2,3] Dlatego witamina C ma potencjalne działanie przeciwzapalne i może być stosowana w takich stanach jak trądzik pospolity i trądzik różowaty. Może promować gojenie się ran i zapobiegać przebarwieniom pozapalnym. [2,3]

FORMULACJE TEMATYCZNE WITAMINY C

Witamina C jest dostępny na rynku jako składnik wielu kremów, serum i systemów transdermalnych. Spośród nich tylko serum zawiera aktywną witaminę C w prawie bezbarwnej postaci. Jest niestabilna i po ekspozycji na światło ulega utlenieniu do kwasu dehydro askorbinowego (DHAA), który nadaje żółty kolor. Stabilność witaminy C jest kontrolowana przez utrzymywanie pH poniżej 3,5. Przy tym pH ładunek jonowy na cząsteczce jest usuwany i jest dobrze transportowany w warstwie rogowej naskórka. [3,5,9]

Z klinicznego punktu widzenia ważne jest, aby pamiętać, że skuteczność serum z witaminą C jest proporcjonalne do stężenia, ale tylko do 20%. [3] Okres trwania w skórze po osiągnięciu maksymalnego stężenia wynosi 4 dni. Stabilny zasób witaminy C w skórze jest ważny dla odpowiedniej fotoprotekcji i może być osiągnięty dzięki regularnym aplikacjom 8-godzinnym. [1,5] Ponieważ światło UV obniża poziom witaminy C w tkance, miejscową aplikację witaminy C najlepiej stosować po ekspozycji na światło UV, zamiast wcześniej. [1-3]

Wykazano, że połączenie tyrozyny, cynku i witaminy C zwiększa biodostępność witaminy C 20-krotnie. [2]

Na rynku dostępnych jest wiele kremów z pochodnymi witaminy C. Warto wiedzieć, że nie wszystkie preparaty są fizjologicznie skuteczne. Niektóre nie są dostarczane do skóry właściwej w odpowiedniej ilości, podczas gdy inne nie przekształcają się chemicznie w biologicznie aktywną formę witaminy C w skórze [1,2,4]

Fosforan magnezowo-askorbylowy (MAP) jest najbardziej stabilnym i preferowanym estrem askorbylowym. Ta lipofilowa cząsteczka jest łatwo wchłaniana przez skórę, a etapem ograniczającym szybkość wchłaniania jest jej uwalnianie z nośnika, a nie szybkość dyfuzji przez warstwę rogową naskórka, jak można przypuszczać. MAP działa nawilżająco na skórę i zmniejsza transepidermalną utratę wody. Jest również zmiataczem wolnych rodników, działa fotoprotekcyjnie i zwiększa produkcję kolagenu w warunkach badań laboratoryjnych. [1,3] Inne przydatne stabilne estryfikowane pochodne to:

· Palmitynian Ascorbyl 6, lipofilowy zmiatacz wolnych rodników, który hydrolizuje do witaminy C i kwasu palmitynowego. [3,8]

· Fosforan disodowo-izostearylowy 2-0 L-askorbylowy (VCP-IS-Na), kolejna niezawodna i popularna pochodna witaminy C z łańcuchem alkilowym C8 przyłączonym do stabilnego ugrupowania askorbylowego. Zapewnia to zwiększoną przepuszczalność w całym naskórku

· Siarczan kwasu askorbinowego. [1]

· Kwas tetraizopalmitoiloaskorbinowy, lipofilowa prowitamina i askorbinian sodu, są pochodnymi będącymi przedmiotem badań.

NIEPOŻĄDANE REAKCJE WITAMINY CZYNNEJ C

Miejscowe stosowanie witaminy C jest w dużej mierze bezpieczne do codziennego stosowania przez długi czas. Można ją używać w połączeniu z innymi popularnymi miejscowymi środkami przeciwstarzeniowymi, takimi jak filtry przeciwsłoneczne, tretynoina, inne przeciwutleniacze i alfa hydroksykwasy, takie jak kwas glikolowy. Niewielkie reakcje niepożądane obejmują żółtawe przebarwienia skóry, hipopigmentację włosów i przebarwienia ubrań, które powstają w wyniku zmian oksydacyjnych witaminy C. Po nałożeniu witamina C nie może być całkowicie umyta ani wytarta ze skóry. Rzadko obserwuje się kłucie, rumień i suchość po miejscowym zastosowaniu witaminy C. Można je łatwo łągodzić za pomocą środka nawilżającego. Należy zachować ostrożność podczas stosowania witaminy C wokół oczu. [1,2]

Udokumentowano pokrzywkę i rumień wielopostaciowy po zastosowaniu miejscowego witaminy C. [1] Toksyczne dawki witaminy C, które prowadzą do apoptozy komórkowej w warunkach laboratoryjnych, wynoszą 100-200 razy dzienną dawkę zalecaną, co daje witaminę C bardzo wysoki profil bezpieczeństwa. [1]

PRZYSZŁY ROZWÓJ

Ponieważ witamina C jest hydrofilowa, istnieje duże zainteresowanie znalezieniem sposobów skutecznego przeznaskórkowego dostarczania stabilnego związku aktywnego. Gdyby przeciwutleniacze mogły być dostarczane w wysokim stężeniu przez barierę warstwy rogowej naskórka, wówczas można by zwiększyć dermalny zasób tego ochronnego przeciwutleniacza, a tym samym wzmocnić fotoochronę.[5] Jak wspomniano wcześniej, zastosowanie stabilnych lipofilowych estryfikowanych pochodnych wit. C jest w trakcie badań.[5,8,10–13] Prowadzone są szeroko zakrojone badania nad mikrosferami, nanocząsteczkami i wielowarstwowymi mikroemulsjami do stopniowego podawania miejscowego. Przeprowadzono próby z wit. C i wit. E w tych samych wielowarstwowych emulsjach razem. [6] Zarówno elektroporacja, jak i jonoforeza zostały użyte do zwiększenia penetracji wit. C do skóry właściwej.[11,14,15] Zastosowanie wit. C do leczonej powierzchni skóry po mikrodermabrazji i resurfacingu CO2 lub Er-Yag zwiększa transepidermalną penetrację wit. C 20 razy.[2,16] Zaobserwowano również, że wit. C jest dobrym środkiem gruntującym i środkiem pooperacyjnym w zapobieganiu rumienia po resurfacingu laserowym. Stwierdzono, że palacze mają niski poziom wit. C w skórze właściwej, podobny do skóry uszkodzonej promieniami UV. Starzenie się skóry związane z paleniem to kolejny obszar, w którym skuteczność wit. C jest badana. Kolejna bardzo przydatna aplikacja wit. C mogą być związana z problemem rozstępów, gdzie badania wykazały, że codzienne stosowanie wit. C w połączeniu z 20% kwasem glikolowym w ciągu 3 miesięcy może znacznie złagodzić rozstępy.[9]

WNIOSEK

Podsumowując, witamina C jest naturalnie występującym lekiem o wielu pożądanych skutkach. Dzięki doskonałemu profilowi bezpieczeństwa, znajduje coraz większe zastosowanie w fotostarzeniu, przebarwieniach, stanach zapalnych tkanek i promowaniu gojenia tkanek. Trwające badania ukierunkowane są na poprawę jego dostarczania do skóry właściwej w celu stymulowania produkcji kolagenu i usuwania wolnych rodników. Witamina C jest zatem obiecująca jako główny lek w przyszłej praktyce dermatologicznej.

ŹRÓDŁA

1. Talakoub L, Neuhaus IM, Yu SS. Cosmeceuticals. In: Alam M, Gladstone HB, Tung RC, editors. Cosmetic dermatology. Vol. 1. Requisites in Dermatology. 1st ed. Gurgaon: Saunders Elsevier; 2009. pp. 13–4. [Google Scholar]

2. Traikovich SS. Use of Topical Ascorbic acid and its effects on Photo damaged skin topography. Arch Otorhinol Head Neck Surg. 1999;125:1091–8. [PubMed] [Google Scholar]

3. Farris PK. Cosmetical Vitamins: Vitamin C. In: Draelos ZD, Dover JS, Alam M, editors. Cosmeceuticals. Procedures in Cosmetic Dermatology. 2nd ed. New York: Saunders Elsevier; 2009. pp. 51–6. [Google Scholar]

4. Wikepedia: [Home Page] Vitamin C: History. [Last Accessed on Aug 11]. Discovery and Sources in Available from: http://en.wikipedia.org/wiki/Vitamin_C .

5. Matsuda S, Shibayama H, Hisama M, Ohtsuki M, Iwaki M. Inhibitory effects of novel ascorbic derivative VCP-IS-2Na on melanogenesis. Chem Pharm Bull. 2008;56:292–7. [PubMed] [Google Scholar]

6. Burke KE. Interaction of Vit C and E as better Cosmeseuticals. Dermatol Ther. 2007;20:314–9.[PubMed] [Google Scholar]

7. Draelos ZD. Skin lightening preparations and the hydroquinone controversy. Dermatol Ther. 2007;20:308–13. [PubMed] [Google Scholar]

8. Inui S, Itami S. Perifollicular pigment is the first target for Ascorbyl2 phosphate6palmitate. J Dermatol. 2007;34:221–3. [PubMed] [Google Scholar]

9. Pinnell SR, Yang HS, Omar M, Riviere NM, DeBuys HV, Walker LC. Topical L ascorbic acid percutanous absorbtion studies. Dermatol Surg. 2001;27:137–42. [PubMed] [Google Scholar]

10. Ito Y, Maeda T, Fukushima K, Sugioka N, Takada K. Permeation enhancement of ascorbic acid by self dissolving micropile array tip through rat skin. Chem Pharma Bull. 2010;58:458–63. [PubMed] [Google Scholar]

11. Lee S, Lee J, Choi YW. Skin permeation enhancement of Ascorbyl palmitate by lipohydro gel formulation and electrical assistance. Bio Pharma Bull. 2007;30:393–6. [PubMed] [Google Scholar]

12. Rozman B, Zvonar A, Falson F, Gasperlin M. Temperature sensitive micro emulsion gel: An effective topical delivery system of Vit E, C. AAPS Pharma Sci Tech. 2009;10:54–61.[PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

13. Yoo J, Shanmugam S, Song CK, Kim DD, Choi HG, Yong CS, et al. Skin penetration and retension of LAA2PO4 using multilamellar vesicles. Arch Pharma Res. 2008;31:1652–8. [PubMed] [Google Scholar]

14. Ebihara M, Akiyama M, Ohnishi Y, Tajima S, Komata K, Mitsui Y. Iontophoresis promotes percutaneous absorbtion of Lascorbic acid in rat skin. J Dermat Sci. 2003;32:217–22. [PubMed] [Google Scholar]

15. Zhang L, Lerner S, Rustrum WV, Hofmann GA. Electroporation mediated topical delivery of Vit C for cometic applications. Bioelectrochem Bioenerg. 1999;48:453–61. [PubMed] [Google Scholar]

16. Lee RW, Shen CS, Wang KH, Hu CH, Fang JY. Lasers and microdermabrasion enhance and control topical delivery of Vit C. J Invest Dermat. 2003;121:1118–25. [PubMed] [Google Scholar]