У нашей лаборатории была узкая задача — разработать молекулярный щит на лицо. Чтобы создать жертвенный слой электронов для активных форм кислорода. Нужно это для того, чтобы кожа не становилась тусклой. Денег в этой области закопано довольно много, «молекулярный щит» и другие слова там никого не удивляют.
Если обычные задачи типа «давайте уберём зуд от комара» или «давайте сделаем гель для УЗИ с хорошими акустическими свойствами» в целом более-менее понятны потребителям, то тут всё пошло не так.
Оказалось, у тестеров в альфа- и бета-группах и у конечных пользователей очень много вопросов. И простым объяснением тут не отделаться.
Поэтому давайте разберёмся с тем, что вообще делает кислород опасным для нас, почему много кислорода может пригодиться в старости, но чем за это придётся заплатить. Что это за звери антиоксиданты и как они реально работают.
Реально, а не у маркетологов в их влажных фантазиях.
Там интересно примерно всё: начиная от того, как доставлять антиоксиданты внутрь вашего организма по месту, и заканчивая тем, как они друг друга восстанавливают.
Так что я начну с начала, с того, зачем нам вообще металлические ловушки в крови для захвата кислорода.
Начну с гвоздя
Оставьте железный гвоздь под дождём. Через неделю он покроется рыжей коркой, ещё через месяц начнёт крошиться. Это кислород отъедает у железа электроны до полного разрушения.
Разрежьте яблоко и забудьте на столе — через час срез побуреет. Тот же процесс: кислород добрался до клеток мякоти и окислил их. Бабушкин лайфхак — капнуть на срез лимонного сока, чтобы не темнело, — это, между прочим, первая в вашей жизни встреча с антиоксидантом в действии.
А мы этим агрессивным газом вообще-то дышим. То есть пихаем его внутрь своего организма. Он с нами делает то же самое — превращает в труху. Просто медленнее и аккуратнее, потому что пара миллиардов лет эволюции научила клетки с ним обращаться.
Вообще, его удобно воспринимать как топливо. Если двигатель работает — там будут накапливаться следы от горения топлива. Чем больше топлива потребили — тем больше микроповреждений накапливается.
Кислород нам нужен ради энергии. В митохондриях клеток питательные вещества, грубо говоря, сжигаются в присутствии кислорода, и из этого получается АТФ — молекулярная валюта, на которую живёт всё тело. Это называется дыханием.
Дыхание отлажено миллиардами лет, но не идеально: часть электронов по дороге срывается с конвейера и налетает на кислород не вовремя, получаются активные формы кислорода. АФК — это осколки кислорода, которым не хватает электрона, и они выдирают его у первой попавшейся молекулы рядом. У белка, у жира в мембране, у ДНК.
Молекула, у которой только что отняли электрон, сама становится злой и лезет за электроном к соседке. Потому что у кислорода назад отнять уже не выйдет, он, зараза, держит крепко.
Самое интересное, что АФК — не чистое зло. В малых дозах они работают почтальонами: клетки используют их как сигнал «здесь воспаление», «сюда иммунитет», «пора делиться». Плейотропные физиологические сигнальные агенты — то есть вещества, у которых работа сразу в десятке мест.
Но их может стать много от ультрафиолета, городского воздуха с его взвесью, любого воспаления. Кожа стоит на самой границе и получает всё это первой.
Кстати, кислород когда-то уже устроил на Земле революцию. Примерно два с половиной миллиарда лет назад цианобактерии научились фотосинтезу и начали выдыхать кислород в атмосферу, где его до этого толком не было. Для тогдашней жизни, привыкшей обходиться без него, это был ядовитый газ. Случилось то, что геологи называют кислородной катастрофой: большая часть микробов вымерла, отравленная чужим выхлопом. Выжили те, кто научился что-то делать с этим кислородом и заодно тащить из него энергию.
Мы — прямые потомки тех, кто выжил.
И именно поэтому нам нужны железные канистры для обращения с кислородом.
Железные канистры в крови
Сами по себе железо и медь (подробно её разбирали тут) нам жизненно нужны: железо в гемоглобине как раз и хватает кислород, чтобы развезти его по телу. Но та же способность легко отдавать и принимать электроны делает свободное железо страшно опасным. Если кусочек незакреплённого железа встречается с перекисью водорода (а перекись — рядовой продукт нашего метаболизма, мягкая такая АФК), происходит реакция Фентона: из относительно вялой перекиси рождается гидроксильный радикал — самый злой из всех. Он живёт наносекунды, но за эти наносекунды успевает изуродовать всё, до чего дотянется.
Это примерно как поджечь бензин. Взрыв будет существовать доли секунды, но успеет поломать всё вокруг.
Договориться с ним нельзя, поймать антиоксидантом почти нереально — слишком быстрый. Единственная рабочая стратегия — не дать ему вообще родиться. То есть не оставлять железо валяться без присмотра.
Тело так и поступает. Оно прячет железо и медь по белковым бронемашинам и возит исключительно так: трансферрин работает бронированной инкассацией (таскает железо по крови), ферритин — это сейф для хранения (запирает запас внутри клеток), церулоплазмин пасёт медь и заодно переводит железо в безопасную форму. Всё ради того, чтобы ни один свободный атом металла не запустил Фентона в неподходящем месте.
Теперь про кожу.
Под ультрафиолетом А — той частью спектра, что проникает глубже и не вызывает быстрого ожога, — эти канистры начинают течь. УФА повреждает лизосомы (это клеточные мусоросжигатели с агрессивными ферментами внутри), их содержимое выходит наружу и начинает кошмарить ферритин. Запертое железо становится доступнее для реакций окисления. Это показали на живых клетках кожи человека: облучили — и за минуты количество свободного железа подскочило. Вырвавшееся железо плюс перекись равно локальный Фентон.
Солнце ворует крышки канистр с топливом у вас на лице.
Теперь почему кислорода в старости вдруг хочется больше
Кислород — это энергия, а плата за энергию — поток АФК. Казалось бы, вывод простой: меньше кислорода — меньше окисления — дольше живём.
Но хрен там.
Группа израильских врачей посадила пожилых людей в барокамеру и стала давать им чистый кислород под давлением — это называется гипербарической оксигенацией (она же ГБО или HBOT). Логика лечения вроде бы противоположная всему, что выше: завалить организм кислородом по самые уши.
И результат вышел неожиданный.
У испытуемых удлинились теломеры — защитные колпачки на концах хромосом, которые с возрастом укорачиваются и считаются одним из счётчиков клеточного старения; прирост составил больше пятой части. А количество состарившихся, но не желающих умирать клеток-зомби среди иммунных Т-хелперов упало примерно на треть. С методологией там есть проблемы (малая выборка, например), у похожих исследований есть куча проблем (страховые то хотят, то не хотят включать кислородную терапию в полисы), и почти везде там конфликт интересов. Но в целом накоплен опыт, что пожилые люди хуже дышат в целом (заканчивается ресурс лёгких), и такая терапия при определённых условиях может удлинить жизнь.
За избыток кислорода всё равно надо платить окислительным стрессом, просто вопрос в том, что сейчас важнее — не перегружать сердце из-за проблем с лёгкими или решать вопросы со свободными радикалами.
Откуда берётся тусклость кожи
Окислительный стресс — один из главных механизмов внешнего старения кожи. Там и разрушение клеточных мембран, и накопление пигментов, и порча белков, включая коллаген и кератин. У кожи против этого есть своя пожарная бригада: ферменты супероксиддисмутаза, каталаза и глутатионовая система.
Каталазы — фермента, который разряжает перекись водорода, не давая ей дойти до Фентона, — в верхнем слое кожи на 720% больше, чем в глубоком: передовая укомплектована очень серьёзно.
Беда в том, что буфер не бездонный. Под напором городской среды он разряжается за часы. В опыте с озоном как моделью грязного воздуха хватило двух часов, чтобы витамин E в самом верхнем роговом слое просел с 8,95 до 2,90. Опыт ставили на мышах с озоном, а не на живом горожанине в пробке, так что числа на людей не переносятся, а направление эффекта — да.
Окисленный мусор не выводится бесследно: повреждённые белки и жиры сшиваются между собой в липофусцин — бурый пигмент старения, который клетка не умеет разобрать и который копится с годами. В нём окисленных белков от 30 до 70%, окисленных жиров — от 20 до 50%.
Роговой слой становится более рыхлым и неровным, обезвоженным, с бурым налётом окисленного хлама внутри. Свет, который должен ровно отражаться от гладкой поверхности и давать то самое сияние, вместо этого диффузно рассеивается во все стороны и частично гаснет.
Получается серое, плоское, уставшее лицо.
Просто поверхность становится другой на микроуровне, и её оптические свойства меняются.
«Передай электрон соседу»
Антиоксидант — молекула-донор. Она подходит к озверевшему радикалу и отдаёт ему свой электрон: «На, подавись, успокойся».
Радикал гасится.
Но в этот момент звереет сам антиоксидант. И становится слегка радикалом.
Разница в том, что он радикал вежливый, ленивый, не рвётся немедленно грабить соседей. Классический пример — витамин E (токоферол), главный жирорастворимый защитник мембран. Погасив опасный радикал, он превращается в токофероксильный радикал — вялый, но всё-таки. Если оставить его в одиночестве надолго, он от безысходности может и сам начать пакостить, то есть стать прооксидантом.
И вот тут — самое красивое, ради чего вообще существуют антиоксидантные сети.
Подбитый витамин E чинится об витамин C. Аскорбиновая кислота отдаёт ему электрон, токоферол возвращается в строй целым и снова готов работать. Прямую физико-химическую реакцию «радикал витамина E плюс витамин C равно восстановленный витамин E» поймали ещё в 1979 году.
Дальше звереет витамин C. Его, в свою очередь, восстанавливает следующий игрок — глутатион. А когда глутатион звереет, это не страшно.
Перетопчется.
Выстраивается эстафета: опасный электрон передают по цепочке.
Вернёмся к примеру с яблоком.
Когда вы капаете сок на срез, витамин C окисляется первым — жертвует собой, принимая кислород на себя, и яблоко остаётся белым. Вы своими глазами видите, как антиоксидант ложится на амбразуру вместо ткани. А теперь представьте, что рядом с лимоном стоит кто-то, кто тут же лимон восстанавливает, и тот снова готов защищать. Примерно это и есть антиоксидантная сеть.
У этого есть прикладное значение — в банку надо класть не один героический актив, а целую команду, где каждый прикрывает спину следующему.
Иначе кто-то озвереет.
Почему одного витамина C мало
Раз уж речь зашла про витамин C — у него в косметике репутация чемпиона и заодно тонна мифов. Главный звучит так: «Чем выше процент чистой аскорбинки, тем мощнее, берите тридцать процентов и не мелочитесь».
Красиво, и почти всё здесь неправда.
Чистая L-аскорбиновая кислота — капризная примадонна. Сквозь кожу она проходит только в очень кислой среде, при pH ниже 3,5, а это уже кислее лимона и щиплет чувствительную кожу. Концентрацию есть смысл поднимать максимум процентов до двадцати — выше витамина в коже больше не становится, прибавка упирается в потолок, остаётся только раздражение. По ссылке, кстати, работа с конфликтом интересов. Но потом 20% и кислый pH с тех пор переоткрывали независимо.
Чистый витамин C нестабилен: он окисляется от воздуха, света и тепла прямо в банке. Вы наверняка видели какую-нибудь сыворотку, которая из бесцветной стала жёлтой, потом оранжевой, потом коричневой. Деньги вы заплатили за активный витамин, а часть его уже успела деградировать и распасться, пока добиралась до лица. Это касается и производных витамина C — они тоже не бессмертны.
И третья тонкость — про доставку. Не ту, где экспедитор-идиот допустил заморозку по дороге на поезде через Якутию, а ту, которая по месту внутрь кожи. Верхний роговой слой кожи устроен как кирпичная кладка: плоские мёртвые клетки-кирпичи, а между ними — жирный раствор-цемент. Через эту стену легко просачивается мелкое и жирное, а крупное и водорастворимое топчется снаружи — отсюда известное правило 500 дальтон. Оно гласит, что сквозь кожу само собой проходит в основном то, что легче примерно 500 дальтон.
Можно пускать и по жирам, как по отдельному пути, можно придумывать ещё способы.
Но нам важно, что витамин C мелкий, тут он проходит, но он насквозь водорастворимый, а стена жирная — родства нет, и в липидную часть кожи он лезет неохотно. Добавьте к этому, что своего витамина C в эпидермисе и так в разы больше, чем в дерме, — в два-пять раз. Так что задача звучит не как «впихнуть побольше чистой кислоты», а как «доставить стабильно и в обе фазы — и в воду, и в жир».
Вот тут начинается биоинженерия.
Витамин C в двух обличьях
Раз чистая аскорбинка капризничает, химики придумали обходные пути — производные, то есть витамин C, упакованный в более устойчивую форму, которая разворачивается уже на месте. В нашей сыворотке таких форм сразу две, и взяты они под две разные фазы кожи.
Первая — аскорбил глюкозид. Это витамин C, к которому пришита молекула глюкозы. В таком виде он водорастворимый, спокойный и значительно стабильнее чистой аскорбиновой кислоты (окислится в банке когда-нибудь, а не прямо здесь и сейчас). А в коже работает фермент, который аккуратно отщепляет глюкозу и высвобождает витамин C. Но происходит это не в один заход, а постепенно, поэтому эффект получается пролонгированным.
Вторая форма — аскорбил пальмитат. Здесь к витамину пришит жирный хвост, и он становится жирорастворимым. То есть ему проще взаимодействовать с липидной средой кожи, куда водорастворимому прокрасться заметно сложнее. Казалось бы, идеально дополняет первую форму: одна больше дружит с водой, другая — с жиром. Но есть одиночное исследование — в опытах на культуре клеток под ультрафиолетом B аскорбил пальмитат не защищал, а наоборот — усиливал перекисное окисление липидов, то есть разворачивался прооксидантом.
Пальмитат нельзя пускать в кожу одного. Только в обнимку с витамином E, феруловой кислотой и прочей командой.
Банка, кстати, получилась вот такая:
Называется антиоксидантная сыворотка C-Energy, посмотреть детали и состав можно тут.
Зачем внутри столько всего
Главный вопрос альфа-теста звучал так: «Зачем тут двадцать строчек в составе, вы что, в одном активе не уверены?» Каждый антиоксидант работает в своей фазе и на своём звене цепи, и вдобавок они чинят друг друга.
Феруловая кислота тут играет роль тренера-стабилизатора. Она и сама антиоксидант, и при этом удерживает витамины C и E от преждевременного окисления — а заодно удваивает фотозащиту связки: с примерно четырёхкратной до восьмикратной.
Полифенолы. Ресвератрол, тот самый, которым любят объяснять «парадокс красного вина», — сильный антиоксидант и активатор сиртуинов, белков, связанных с долголетием клетки. И нет, не надо бухать красное вино, там довольно неприятный обмен одного способа помереть на другой. А вот выделенное одно вещество уже эффективное. В лабораторных тестах ему приписывают эффективность чуть ли не в семнадцать раз выше иных эталонов. В организме 146% он не выдаёт, конечно, но работает. Рядом — полифенолы зелёного чая, прежде всего EGCG: они гасят ультрафиолетовый окислительный стресс, приглушают воспаление и снижают повреждение ДНК.
Витамин E замыкает жирорастворимый фронт — он главный страж мембран, тот самый, которого чинит витамин C. В нашем составе он стоит в форме ацетата, и это компромисс: чистый токоферол слишком нежен и быстро окисляется в банке, а ацетат стабилен и разворачивается в рабочую форму уже в коже.
Потом дигидрокверцетин, он же таксифолин, флавоноид из сибирской лиственницы. Ещё один игрок в общую копилку электронов и доступен в России. Жили бы в Африке, был бы какой-нибудь другой экстракт из чего-то растущего рядом, но у нас вот так.
Ниацинамид (витамин B3), он у нас второй, и его внутри прям много. Это рабочая лошадь, которая тянет сразу несколько задач. Вот в исследовании пятьдесят женщин двенадцать недель мазали половину лица кремом с ниацинамидом, а вторую половину — пустышкой, и сравнивали свою же кожу слева и справа. На стороне с активом стало меньше морщин, пигментных пятен, красноты и желтизны, а упругость подросла. Правда, работа там от производителя, но методология удивительно хорошая. Ниацинамид почти не трогает тирозиназу — фермент, который, собственно, варит пигмент, — а тормозит доставку уже готового пигмента наверх. Перехватывает он до 35–68% поставок. Плюс ко всему, ниацинамид укрепляет кожный барьер и поумеривает жирность.
Мы бы с удовольствием пихали меньше компонентов, потому что некоторые тут очень тяжело стабилизируются, и каждый новый может дать взаимореакции, так что поиск стабильной формы занимает больше всего времени. Тут термошкафы пришлось просто заставлять на почти год тестовыми образцами, чтобы просто понять, что там будет через 3–5 лет.
Но нет, они все нужны.
Это были основные действующие, а ведь ещё нужна прочая инфраструктура.
Каркас, на котором всё держится
Фосфолипиды и лецитин делают сразу два дела. Во-первых, из них собираются липосомы — крошечные жировые пузырьки-грузовики, которые завозят жирорастворимые активы внутрь кожи. Во-вторых, фосфолипиды — это материал, которым латают раствор-цемент между кирпичами рогового слоя. Пантенол (провитамин B5) работает успокоительным и заживляющим: снимает раздражение, смягчает, помогает коже прийти в себя после городского дня. А гиалуронат натрия — это влагоудерживающая губка. Наполненная водой кожа разглаживается, роговой слой выравнивается, и свет от него отражается ровно, а не рассеивается. То самое сияние во многом про водный баланс. Гиалуронат не лечит окисление, но возвращает поверхности гладкость, без которой никакой антиоксидант сияния не вытянет.
Почему это мажут утром
Ещё один миф, который достался нам от тестеров: «витамин C на солнце вреден, он же фотосенсибилизирует, мазать только на ночь». Миф старый и к делу не относится.
На деле дневные антиоксиданты не ловят ультрафиолет и не превращают его во вред — они подбирают то, что ультрафиолет уже натворил. Солнце в любом случае запускает в коже радикалы; антиоксидантная плёнка их гасит и тем самым добавляет защиты поверх SPF.
Но есть жёсткая граница, которую нельзя замазывать ради красивого маркетинга: антиоксиданты сами по себе ультрафиолет не блокируют и SPF не заменяют. Они работают вторым эшелоном. Поэтому правильная последовательность утром: сначала сыворотка на чистую кожу, сверху — солнцезащитный крем.
Ну или ушанку.
Ушанки или легионерской кепки у нас в линейке нет, а вот разные SPF есть. Самый крутой на текущий момент для такой кожи — вот этот.
И да, это один из подходов. Можно вообще начистить лицо абразивом (только аккуратно), и тогда оно тоже изменит рельеф и оптические свойства.
