Koža je organ koji ima ulogu biološke barijere. Sudjeluje u regulaciji tjelesne temperature, prenosi osjete i sprječava štetne tvari da uđu u tijelo. Jedna od njenih najvažnijih zaštitnih funkcija je zaštita od neželjenog učinka sunčevog zračenja.
Utjecaj sunčeve svjetlosti na kožu
Sunčeva svjetlost korisna je za ljudski organizam, jer, između ostalog, u koži potiče stvaranje vitamina D koji je bitan za zdrave kosti i imunitet te povećava razinu serotonina koji podržava dobro raspoloženje. No, pretjerano izlaganje suncu, kratkoročno i dugoročno, može oštetiti kožu. Može uzrokovati opekline, prerano starenje kože, hiperpigmentacije i alergijske reakcije, pa čak dovesti do ozbiljnih stanja kao što je rak kože.
Izlaganje kože sunčevom UV zračenju dovodi do značajnih oksidativnih oštećenja koja rezultiraju kliničkim i histopatološkim promjenama, pridonoseći na taj način njenom prijevremenom starenju. Hiperpigmentirane lezije, poznate i kao “staračke pjege”, neke su od najuočljivijih promjena na koži uzrokovanih fotostarenjem.
Velika većina oštećenja kože uzrokovanih suncem dolazi od UV zraka, i to UVA i UVB zraka. Koža prirodno sadrži antioksidativni sustav protiv UV generiranih reaktivnih metabolita kisika. Međutim, ta antioksidativna zaštita nije uvijek u potpunosti učinkovita tijekom izlaganja suncu. Oralni antioksidansi mogu pomoći umanjiti štetne utjecaje UV zračenja i ojačati fiziološku antioksidativnu obranu kože.
Postoje razni načini zaštite od UV zraka, uključujući fotoprotektivnu odjeću i nanošenje topikalnih sredstava koja imaju lokalizirani efekt, te zahtijevaju ponavljano nanošenje. Kao metoda koja obećava pokazalo se unošenje korisnih tvari oralnim putem, jer se na taj način pruža ravnomjerna zaštita cijelom tijelu. To je dovelo do razvoja tržišta dodataka prehrani i proizvoda koji se promoviraju za poboljšanje zdravlja kože. Svim tim proizvodima zajedničko je antioksidativno djelovanje. Jednostavno objašnjeno, antoksidansi se “bore” protiv procesa oksidacije koji s vremenom vodi do uništenja stanica. Budući da se smatra da je oksidativni stres glavni uzrok starenja kože, zanimljivi su nutrijenti koji imaju antioksidativno djelovanje kao što su karotenoidi, flavonoidi, ekstrakti biljaka i omega-3 masne kiseline.
Većina UV zračenja filtrira se kroz zemljinu atmosferu, a dio kojem smo izloženi je 95% UVA. Primarno su istraživanja bila usmjerena na djelovanje UVB zraka, ali u zadnje vrijeme pažnja je više usmjerena na UVA zračenje. Ono ima veće valne duljine, što omogućava da prodire dublje u kožu. UVB se najviše apsorbira u epidermisu, a UVA zračenje utječe i na dermis te je pokazalo kancerogenost na životinjskim modelima. UVB zrake mogu uzrokovati opekline.
Kliničke promjene uočene kod fotostarenja kao što su gruba struktura, bore, točkaste hiperpigmentacije, vazodilatacija i gubitak elastičnosti, pripisuju se prvenstveno utjecaju UVA. UVA šteti koži tako da potiče stvaranje reaktivnih oblika kisika nakon što ih apsorbiraju riboflavin, porfirin i proteini koji sadrže hem. Reaktivne molekule kisika mogu oštetiti važne biomolekule uključujući i DNA, proteine i lipide u raznim dijelovima kože, vodeći do citotoksičnosti, mutacija i promjena na signalnim putevima u stanicama. UVB zrake na proteinskoj razini smanjuju učinkovitost antioksidativnih enzima, što dovodi do nakupljanja reaktivnih kisikovih radikala (ROS).
Budući da štetno djelovanje sunca na kožu izaziva oksidativni stres, tj stvaranje slobodnih radikala, jedan od načina da se kože zaštiti je “iznutra”, pomoću dodataka prehrani koji sadrže antioksidanse. Ljudski organizam ovisi o antioksidansima koji pomažu održavanju ravnoteže i cijeljenju oštećenih staničnih struktura. Iako koža i sama prirodno sadrži antioksidanse, tijekom izlaganja suncu njihova količina postaje ograničena. Zaštita sredstvima koja se nanose na kožu također ima svoja ograničenja zbog npr. neadekvatnog nanošenja (premale količine, nedovoljna učestalost) ili ispiranja znojenjem. Dodaci prehrani mogu pomoći nadoknaditi te nedostatke. Oni djeluju tako da pripremaju kožu za izlaganje suncu te pomažu kod uklanjanja formiranih slobodnih radikala.
Od djelatnih tvari koje se nalaze u spomenutim dodacima prehrani, detaljnije ćemo opisati nekoliko, i to one koji imaju dokazano fotoprotektivno djelovanje na kožu.
Astaksantin
Astaksantin spada u skupinu karotenoida koji se nalaze u prirodi. Naziva se još i “kralj karotenoida” jer spada među najjače prirodne antioksidanse. Poznato je da svojim bogatim tamnocrvenim pigmentom daje boju krilu, lososu i račićima.
Postoje različiti izvori astaksantina (hrana, bakterije, sintetizirani i prirodni iz mikroalgi) koji mogu imati i različitu bioraspoloživost. Najbolji izvor astaksantina za dodatke prehrani dobiva se iz prirodnog izvora, mikroalge Haematococcus pluvialis koja sadrži oko 40 grama astaksantina po kilogramu. Za usporedbu, meso lososa sadrži 5 mg astaksantina po kilogramu.
U današnje vrijeme astaksantin iz mikroalgi može se proizvoditi u industrijskim količinama. Mikroalge ga proizvode da bi se zaštitile od stresnih utjecaja okoline. Naime, tijekom ljeta kada počinje isušivanje, omogućava im da sačuvaju DNA od oštećenja. Na taj način ostaju spremne za ponovni rast kad dođu kiše, pa čak i ako će za to trebati nekoliko godina. Ta zapanjujuća sposobnost pokazuje kolika je učinkovitost astaksantina.
Svoje antioksidativno djelovanje ispoljava tako da sakuplja slobodne radikale. Njegova sposobnost u uklanjanju slobodnih radikala dokazano je 1.000 puta veća nego ona koenzima Q10 (Mori J.) Širokim rasponom kliničkih studija u nekoliko različitih zdravstvenih područja dokazano je njegovo višestruko pozitivno djelovanje na ljudski organizam, i to u sljedećim područjima:
• zdravlje zglobova i tetiva;
• zdravlje kože;
• zdravlje kardiovaskularnog sustava;
• zdravlje očiju i mozga;
• zaštita na staničnoj razini;
• oporavak nakon sportske aktivnosti.
Astaksantin se apsorbira pasivnom difuzijom iz tankog crijeva, transportira se u plazmu i eritrocite do mozga gdje prelazi krvno-moždanu barijeru, te također u kožu, uključujući dermis i epidermis. Jedinstven je antioksidans, bioraspoloživ u cijelom organizmu. Osim u koži nalazi se u mišićima, ligamentima, tetivama, očima, kardiovaskularnom sustavu, živčanom sustavu i unutarnjim organima. Ta meka tkiva funkcioniraju bolje zahvaljujući prisustvu antioksidativne moći astaksantina. Ljudski organizam ga ne može sam sintetizirati, pa ga je potrebno unositi hranom i dodacima prehrani.
Zaštitna uloga astaksantina na kožu kod oštećenja uzrokovanih UV zračenjem dokazana je na kulturama stanica, kod glodavaca i na ljudima. Uzimanje astaksantina preveniralo je UV-inducirano fotostarenje i unaprijedilo cijeljenje opeklina kod glodavaca (Komatsu T.). Uz astaksantin, još je nekoliko karotenoida kao što su beta-karoten i likopen, pokazalo zaštitnu ulogu kod UV-induciranog oštećenja kože (Sies H.).
U randomiziranom, dvostukoslijepom, placebom kontroliranom kliničkom ispitivanju (Ito N.) 23 zdrave osobe bile su podijeljene tijekom 10 tjedana u skupinu koja je dobivala 4 mg astaksantina u kapsulama ili u skupinu koja je dobivala placebo. Da bi se dokazala zaštitna uloga astaksantina na UV-inducirano oštećenje kože, utvrđena je minimalna eritemska doza (MED) i analiziran je UV-inducirani transepidermalni gubitak vlage (TEWL) na početku i nakon 9 tjedana suplementacije. Zahvaljujući postignutim rezultatima dokazano je da astaksantin djeluje zaštitno na UV-inducirano starenje kože i pomaže održati zdravu kožu kod zdravih pojedinaca. Praćene su i nuspojave ili značajne promjene u biokemijskim parametrima u krvi te hematološki testovi. Nuspojave povezane s uzimanjem astaksantina nisu uočene.
U dodacima prehrani na hrvatskom tržištu doze astaksantina kreću se od 4 do 8 mg. Prema mišljenju EFSA-e, svakodnevni unos do 8 mg siguran je za odrasle čak i u kombinaciji s visokim unosom astaksantina iz hrane (losos, račići). Adolescentima do 14 godina i mlađoj djeci preporuča se 4 mg na dan (EFSA Journal).
Astaksantin ima jedinstvenu molekularnu strukturu među karotenoidima. Ima hidroksilne i keto dijelove molekule, koji joj omogućavaju da se protegne kroz dvoslojnu staničnu membranu od vanjskog zida prema unutranjoj strani, te također da eliminira oksidirane masti s površine membrane. Lipofilna je molekula koja se dobro absorbira kada se uzima s hranom.
Jedan od vodećih proizvođača astaksantina je tvrtka Algatech. Oni su razvili zaštićeni proces kultivacije mikroalge, koji traje približno tri mjeseca i koji oponaša akumulaciju astaksantina u prirodnim uvjetima. Kultivacija počinje u “zelenom stadiju”. Algama se omogućuju optimalni uvjeti rasta, a biomasi se dozvoljava maksimalni rast tijekom vremena. U kasnijem stupnju alge se prenose u napredne staklene fotobioreaktore gdje rastu ubrzano pod suncem Arava pustinje. Kada su potpuno razvijene, počinje “crveni stadij” u kojem se alge podvrgavaju stresnim uvjetima koji uzorkuju prirodni odgovor – proizvodnju astaksantina za zaštitu. Takav način proizvodnje osigurava visoku čistoću astaksantina, s više od 95% ukupnih karotenoida.
Nutrex Hawaii je također svjetski poznati proizvođač astaksantina, kojeg je dr. Gerald Cysewski, stručnjak u poznavanju mikroalgi i karotenoida, osnovao na Havajima 1990. Njihova proizvodnja nalazi se na nezagađenoj Kona obali na Havajima, a u proizvodnji se koristi prirodnim resursima. Istraživanja su dokazala da se nakon dva tjedna konzumacije tog astaksantina, značajno produžava vrijeme potrebno da nastane opekotina uzrokovana izlaganjem kože suncu. Također smanjuje upalnu reakciju kože i potkožnog tkiva, koja nastaje kao reakcija na prekomjerno izlaganje UV zračenju.
Ostali karotenoidi
Beta-karoten spada u skupinu mikronutrijenata karotenoida koji se nalaze prvenstveno u voću i povrću. Imaju specifično antioksidativno djelovanje, a osim toga djeluju i na prenošenje impulsa i ekspresiju gena na staničnoj razini. Uz likopen, beta-karoten je pigment koji daje boju mrkvi i rajčici, a oba su ujedno i dominantni karoteni u krvi i tkivima. Obje tvari utječu na svojstva kože kada se uzimaju kao dodatak prehrani. Dokazano je da štite kožu od opeklina uzrokovanih sunčevim zračenjem (solarni eritem) povećanjem bazalne sposobnosti zaštite kože od oštećenja uzrokovanih UV zračenjem (Stahl W.). Podaci sakupljeni in vitro istraživanjima pokazuju da i drugi karotenoidi imaju fotoprotektivno djelovanje. Među njima je i lutein.
Za uspješnu zaštitu kože s karotenoidima preporuča se njihovo uzimaje u razdoblju od barem deset tjedana. Pojačano uzimanje karotenoida može pridonijeti zaštiti kože od UV zračenja.
Beta-karoten je prekursor vitamina A, koji se u jetri pretvara u vitamin A. Prirodni beta-karoten povećava hidrataciju kože. Vitamin A ima odobrenu zdravstvenu tvrdnju da “pridonosi održavanju normalne kože”.
U jednom istraživanju 30 zdravih muških dobrovoljaca dobivalo je tijekom 10 tjedana beta-karoten u dozi od 180 mg/dan, ili placebo, nakon čega su tijekom 2 sata bili izloženi sunčevoj svjetlosti u pustinji Arizone. Beta-karoten je imao mali, ali statistički značajan učinak, i to povećanjem minimalne eritemske doze (MED) sunčevog zračenja (Mathews-Roth MM).
U drugom, placebom kontroliranom istraživanju, u kojem je korišteno 30 mg/dan beta-karotena tijekom 10 tjedana, uočeno je značajno smanjenje intenziteta eritema uzrokovanog suncem (Gollnick H.P.M.).
Dunaliella salina, mikroalga koja živi u oceanima, proizvodi veliku koncentraciju beta-karotena i drugih karotenoida da bi se zaštitila od intenzivnog UV-zračenja. Na sličan način, beta-karoten ispoljava antioksidativo djelovanje na ljudski organizam i štiti kožu od sunca. Dunaliella salina prirodni je izvor i ostalih miješanih karotenoida, kriptoksantina, zeaksantina i luteina. Smatra se jednim od najkvalitetniji izvora beta-karotena za korištenje u dodacima prehrani.
Važno je da osobe koje imaju osjetljivu kožu sklonu osipima, ekceme ili psorijazu povećaju unos beta-karotena da bi se povećala zaštita kože od sunca. Beta-karoten je najbolje uzimati u prirodnom obliku (zajedno s ostalim karotenoidima) tijekom barem 12 tjedana.
Lutein i zeaksantin – Lutein je steroizomer zeaksantina, koji također spada u karotenoide. Dobro je poznata njegova uloga u očuvanju zdravog vida, dok je u zaštiti kože nešto manje spominjana. Lutein se nalazi i u koži, u epidermisu i dermisu. Pridonosi njenoj boji te ju štiti blokiranjem plave svjetlosti. Na taj način umanjuje pojavu melazme, pigmentacijskog poremećaja koji se manifestira kao pojava tamnih mrlja, naročito na licu (Souyoul SA; Balić A.).
Svoju zaštitnu ulogu od plave svjetlosti lutein također ispoljava i na retini oka flitriranjem plavog svjetla i djelujući kao antioksidans.
Za zaštitu kože preporuča se u dozi od 10-20 mg/dan. Često se nalazi u kombinaciji sa zeaksantinom. Kao i ostali karotenoidi, lutein je topiv u mastima, pa se uzimanje dodatka prehrani preporučuje uz obrok.
Od poznatih brendova koji se nalaze kao sirovine u dodacima prehrani, često se spominju Omniactive Lutemax® 2020 lutein i zeaksantin te Kemin FloraGLO® lutein. FloraGLO® lutein je prirodni sastojak koji se dobiva iz cvijeta kadifice (Tagetes erecta), a ima rezultate iz 25 godina istraživanja. To je najispitivaniji brend luteina na svijetu. Ima odličnu apsorpciju, jer sadrži oblik luteina jednak onom iz povrća i druge hrane. Lutemax 2020® je sastojak koji sadrži premium lutein i izomere zeaksantina u omjeru 5:1, kako se nalaze i u prirodi.
Ekstrakt crvene naranče
Crvena naranča (Citrus sinensis var Moro, Tarocco and Sanguinello) ima velik ljekoviti potencijal. Naime, u plodovima, listovima, soku i korijenju sadrži cijelo bogatstvo djelatnih molekula koje pridonose farmakološkoj aktivnosti: flavonoide, steroide, kumarine, peptide, karotenoide i nutrijente kao što su kalij, magnezij, kalcij i natrij.
Budući da ima dokazani in vitro antioksidativni učinak, pretpostavka je da ima i fotoprotektivno djelovanje. Provedeno je ispitivanje suplementacijom ekstraktom crvene naranče u odnosu na fotoprotektivno djelovanje kod UV-induciranog eritema kože i u odnosu na proizvodnju melanina kod solarnog lentiga. Ispitivanje je rađeno na zdravim dobrovoljcima pomoću odgovarajuće instrumentalne metode. Doza je bila 100 mg ekstrakta na dan, tijekom 15 dana. Dokazano je značajno smanjenje stupnja eritema, a pigmentacijske mrlje na koži (sadržaj melanina) smanjile su se sa 27% na 7%. Zaključeno je da dodatak prehrani koji sadrži ekstrakt crvene naranče može povećati antioksidativnu zaštitnu sposobnost kože, štiteći ju od štetnih procesa uključenih u fotostarenje čime poboljšava njen izgled i pigmentiranost (Puglia C.).
Masne kiseline
Važni faktori za zdravlje kože su i masne kiseline koje se nalaze u nerafiniranim uljima noćurka, boreča i konoplje (GLA), te plavoj ribi i algama (omega-3). Masne kiseline imaju ključnu ulogu u stvaranju lipidne barijere kože i utječu na odgovor stanica kože na UV zračenje.
Omega-3 masne kiseline također su pokazale fotoprotektivno djelovanje u dozi od 2,8 g EPA i 1,2 g DHA nakon 4 tjedna (Orengo IF). Mehanizam djelovanja povezan je s protuupalnim svojstvima tako da smanjuje UV inducirano oslobađanje citokina i drugih medijatora iz različtih vrsta kožnih stanica.
Polifenoli
Polifenoli su antioksidansi prisutni u voću, povrću, žitaricama, maslinovom ulju, čokoladi, ali i u napitcima kao što su kava, čaj i vino. Polifenolni spojevi suzbijaju lokalnu i sistemsku imunosupresiju izazvanu UVB zrakama, te posreduju u smanjenju reaktivnih oblika kisika u koži.
Zeleni čaj – Epigalokatehin-3-galat (EGCG) je najzastupljeniji polifenol u zelenom čaju i primarno je odgovoran za njegove pozitivne učinke na zdravlje. EGCG ima dvije trifenolne skupine u svom sastavu. Te skupine značajne su za antioksidativni učinak pomoću kojeg štiti i od UV induciranog oštećenja DNK.
Osobama koje ne podnose dobro veće količine zelenog čaja, preporučuje se uzimanje dodataka prehrani koji sadrže njegov ekstrakt, standardiziran na sadržaj EGCG.
Kvercetin
Kvercetin je flavonoid porijeklom iz povrća, voća ili ginkga. U nekoliko istraživanja pokazao je protuupalna i antioksidativna svojstva. U koži sprječava raspad kolagena koji nastaje utjecajem UV-zračenja. Kvercetin utječe i na usporavanje fotostarenja kože, podržava rast i produljuje vijek stanica kože, te otpornost fibroblasta.
Resveratrol
Resveratrol je tvar koja se nalazi u crvenom vinu i povezuje se s pozitivnim učincima koje ima na zdravlje. Nalazi se u plodovima grožđa, točnije u koži i sjemenju ploda, gdje djeluje kao zaštita protiv toksina. Crveno grožđe se fermentira zajedno s kožom tako da sadrži resveratrol. Ima ga i u bijelom vinu, ali u količini 10 puta manjoj nego u crvenom. Kao i drugi bioflavonoidi, posjeduje dokazano antioksidativno djelovanje (Brasnyó P.).
Polypodium leucotomos ekstrakt
Ekstrakt paprati Polypodium leucotomos od davnina se koristi u narodnoj medicini južnoameričkih indijanaca za liječenje upaljenih stanja kože. Ima antioksidativno djelovanje koje je dokazano kliničkim istraživanjem tijekom kojeg je uočeno značajno smanjenje eritema. Zaključak provedenog istraživanja je da oralno uzimanje dodatka prehrani koji sadrži ekstrakt te paprati ima kemofotoprotektivno djelovanje, pa na taj način ispoljava značajnu sposobnost zaštite kože od UV zračenja (Middlekamp-Hup MA).
Od ostalih sastojaka koji bi mogli imati značajnu ulogu u dodacima prehrani za zaštitu kože od sunčevog zračenja, obećavajući potencijal pokazuje oralno uzimanje hijaluronske kiseline.
Literatura:
Mori J., Yokoyama H., Sawada T., Miyashita Y., Nagata K. Anti-oxidative properties of astaxanthin and related compounds. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2013;580:52–57. doi: 10.1080/15421406.2013.804380. [CrossRef] [Google Scholar]
Ito N, Seki S, Ueda F. The Protective Role of Astaxanthin for UV-Induced Skin Deterioration in Healthy People-A Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled Trial. Nutrients. 2018 Jun 25;10(7):817. doi: 10.3390/nu10070817. PMID: 29941810; PMCID: PMC6073124.
Satoh A., Mitarai A., Kanno T., Hori Y., Takeda R. Effects of the Intake of Astaxanthin on the Reduction of Skin Darkling Induced by UV Irradiation in adult women. Pharmacometrics. 2011;80:7–11.
Komatsu T., Sasaki S., Manabe Y., Hirata T., Sugawara T. Preventive effect of dietary astaxanthin on UVA-induced skin photoaging in hairless mice. PLoS ONE. 2017;12:e171178. doi: 10.1371/journal.pone.0171178. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
Sies H., Stahl W. Carotenoids and UV protection. Photochem. Photobiol. Sci. 2004;3:749–752. doi: 10.1039/b316082c. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.2903/j.efsa.2020.5993
Stahl W, Sies H. Photoprotection by dietary carotenoids: concept, mechanisms, evidence and future development. Mol Nutr Food Res. 2012 Feb;56(2):287-95. doi: 10.1002/mnfr.201100232. Epub 2011 Sep 23. PMID: 21953695.
Mathews-Roth MM, Pathak MA, Parrish J, Fitzpatrick TB, Kass EH, Toda K, Clemens W. A clinical trial of the effects of oral beta-carotene on the responses of human skin to solar radiation. J Invest Dermatol. 1972 Oct;59(4):349-53. doi: 10.1111/1523-1747.ep12627408. PMID: 4569104.
Gollnick H.P.M., Hopfenmuller W., Hemmes C., Chun S.C., Schmid C., Sundermeier K., Biesalski H.K. Systemic beta-carotene plus topical UV-sunscreen are an optimal protection against harmful effects of natural UV-sunlight: results of the Berlin-Eilath study. Eur. J. Dermatol. 1996;6:200–205. [Google Scholar] [Ref list]
Souyoul SA, Saussy KP, Lupo MP. Nutraceuticals: a review. Dermatol Ther (Heidelb). 2018;8(1):5–16. doi:10.1007/s13555-018-0221-x [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
Balić A, Mokos M. Do we utilize our knowledge of the skin protective effects of carotenoids enough? Antioxidants. 2019;8(8):259. doi:10.3390/antiox8080259 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
Puglia C, Offerta A, Saija A, Trombetta D, Venera C. Protective effect of red orange extract supplementation against UV-induced skin damages: photoaging and solar lentigines. J Cosmet Dermatol. 2014 Jun;13(2):151-7. doi: 10.1111/jocd.12083. PMID: 24910279.
Orengo IF, BlackHS, WolfJE. Influence of fish oil supplementation on the minimal erythema dose in humans. ArchDermatolRes1992;284:219–21.
Brasnyó P, Molnár GA, Mohás M, Markó L, Laczy B, Cseh J, Mikolás E, Szijártó IA, Mérei A, Halmai R, Mészáros LG, Sümegi B, Wittmann I. Resveratrol improves insulin sensitivity, reduces oxidative stress and activates the Akt pathway in type 2 diabetic patients. Br J Nutr. 2011 Aug;106(3):383-9. doi: 10.1017/S0007114511000316. Epub 2011 Mar 9. PMID: 21385509.
Middelkamp-Hup MA, Pathak MA, Parrado C, Goukassian D, Rius-Díaz F, Mihm MC, Fitzpatrick TB, González S. Oral Polypodium leucotomos extract decreases ultraviolet-induced damage of human skin. J Am AcadDermatol. 2004 Dec;51(6):910-8. doi: 10.1016/j.jaad.2004.06.027. PMID: 15583582.