Все, что нужно
знать о воздействии кислорода на кожу!
Человек
может прожить без пищи несколько недель, без воды – несколько дней, а без
кислорода – только несколько минут. И всё потому, что около 90% «жизненной
энергии» вырабатывается при непосредственном участии кислорода. На что расходуется кислород в нашем организме? Процессы
биологического окисления занимают центральное место в метаболизме живой клетки.
С непосредственным участием кислорода происходят:1.
биохимические процессы, лежащие в основе тканевого дыхания (митохондриального
окисления),сопряженные с процессами образования и накопления энергии (прежде всего в форме АТФ) в клетке;
2. биохимические процессы, обеспечивающие защиту от чужеродных соединений (ксенобиотиков) и патогенных микроорганизмов;
3. процессы синтеза различных биологических структур;
4. оксидазные реакции, связанные с генерацией активных форм кислорода.
Основное количество потребляемого человеком О2 (95-98%) расходуется на выработку энергии и окислительный катаболизм субстратов, причем эти два процесса выступают в качестве главных конкурентов за кислород. Т.е. при недостаточном поступлении кислорода (гипоксии) организму либо не хватает сил (энергии) для осуществления процессов жизнедеятельности, либо не хватает средств - основных компонентов, принимающих участие в этих процессах.
Что такое свободные радикалы и какова их «положительная» роль?
Отдельно и более подробно хочется остановиться на процессах свободнорадикального окисления, так еще недавно одной из главных теорий старения была именно свободнорадикальная теория. Относительно небольшая часть (2-5%) в нормальных условиях переходит в активные формы кислорода (АФК). Понятие АФК объединяет широкий класс кислородных соединений радикальной и нерадикальной природы. На протяжении длительного времени в биологической и особенно медицинской литературе основной акцент делали на вредных эффектах АФК. Они действительно существуют, но теперь уже нет сомнений, что процесс генерации АФК является неотъемлемым звеном, обеспечивающим жизнедеятельность организма. Без них невозможен синтез ряда гормоноподобных веществ эйкозаноидов, обеспечивающих развитие воспаления (первично полезной защитной реакции). АФК необходимы для нормального развития иммунного ответа в ответ на внедрение повреждающего агента: фагоциты (нейтрофилы и макрофаги), которые захватывают микроорганизмы, убивают их, используя АФК в качестве основного оружия, повреждающего макромолекулы и мембраны путем их оксидативной модификации. Кроме того, таким же путем макрофаги разрушают поврежденные, старые или иммунологически несовместимые клетки, а также способствуют уничтожению злокачественных клеток и клеток, пораженных вирусами. В последнее время обнаружены новые функции АФК – регуляторные. Они принимают непосредственное участие в формировании разнообразных физиологических ответов клеток. Какой конкретно будет реакция клетки - вступит ли она в стадию деления, пойдет ли в сторону дифференцировки, или же в ней запустятся процессы апоптоза (клеточной гибели), напрямую зависит от фонового уровня АФК. Таким образом, реакции с участием АФК играют фундаментальную роль в организации сложнейшей паутины био-физико-химических процессов, которые в совокупности отвечают понятию “живой организм”.
КОГДА СВОБОДНЫЕ РАДИКАЛЫ СТАНОВЯТСЯ ОПАСНЫМИ?
Токсические эффекты АФК (повреждение биологически важных соединений нуклеиновых кислот, белков, липидов) возникают при концентрациях, значительно превышающих физиологические. При чрезмерном накоплении АФК возникает состояние, называемое оксидативным стрессом. К факторам, его вызывающим, относятся :· избыток О2, вводимый в организм под повышенным давлением (ГБО) · реперфузия, то есть возобновления кровотока после его нарушения из-за тромбоза (закупорки сосуда) или сильного спазма · значительная выраженность воспаления с активацией нейтрофилов и макрофагов · ионизирующие и ультрафиолетовое излучения · курение · большие дозы витамина А, Д и некоторые ксенобиотики Кроме того, избыточное накопление АФК происходит, как это ни парадоксально звучит, при гипоксии в связи с незавершенностью окислительно-восстановительных процессов и , как следствие, накоплением промежуточных активных радикалов. Как кожа получает необходимый ей кислород? Основная часть кислорода поступает в кожу через сосуды микроциркуляторного русла. Помимо того, кожа может самостоятельно «дышать», снабжая себя кислородом из атмосферы. В день через кожу усваивается 3-4г кислорода, что составляет около 2% всего газообмена организма. И это при отсутствии дополнительных препятствий для проникновения кислорода в кожу в виде пыли, пота, избыточного жира или наружных средств (в том числе косметических), нарушающих газообмен. Много это или мало? В норме, по-видимому, достаточно. Организм лучше знает, ведь природой заложено поддержание строго определенного градиента кислорода за счет тесной связи двух источников его поступления: изнутри и снаружи. Каковы особенности кровоснабжения кожи? Артерии, питающие кожу, образуют сеть под гиподермой - фасциальная сеть, на нижней границе дермы – субдермальная сеть (параллельная фасциальной), на границе с сосочковым слоем – поверхностная артериолярная сеть, от которой отходят терминальные артериолы, идущие к кожным сосочкам. Каждая терминальная артериола питает группу сосочков, образуя сосочковые капилляры. Из сосочков кровь оттекает в венулы, образующие поверхностную сеть сразу под сосочками. Несколько глубже располагается вторая субпапиллярная сеть венул, идущая параллельно первой, в сетчатом слое дермы лежит третья венозная сеть, а в гиподерме располагается крупноячеистая глубокая венозная сеть. Такое уникальное по своей структурной организации строение кровеносной системы кожи, особенно сосочкового слоя, с ее возможностями внутрисосудистого шунтирования, - это не что иное, как тонкий инструмент настройки оптимального уровня кислородного режима клеток эпидермиса, обеспечивающего режим постоянной пролиферации. Что происходит с кожей при биологическом старении? С возрастом толщина эпидермиса уменьшается, в основном за счет уменьшения толщины шиповатого слоя и частичного или полного исчезновения зернистого слоя. Роговой слой, напротив, утолщается. Это является следствием снижения уровня энергетических процессов и пролиферативной активности эпителиоцитов (результат уменьшения количества органелл клетки, в том числе и митохондрий). У пожилых людей процесс слущивания ороговевшего эпидермиса растягивается до 30 и более дней. Замедление десквамации корнеоцитов происходит на фоне снижения синтеза липидов в тельцах Одланда, что приводит к нарушению барьерных функций кожи и резкому замедлению процессов регенерации. Уменьшение количества фибробластов с возрастом сопровождается снижением их пролиферативной и синтезирующей активности. В основном веществе происходит перераспределение гликозаминогликанов: количество гиалуроновой кислоты уменьшается, а хондроитинсульфата, наоборот, увеличивается. Коллагеновые волокна располагаютя более рыхло, появляются т.н. сшивки коллагеновых волокон. Преобладают волокна предшественников коллагена, что говорит о задержке созревании коллагеновой субстанции. Эластичные волокна становятся грубыми, частично фрагментируются, появляются участки их сгущения, т.н. сенильный эластоз. Количество сосудов в коже значительно уменьшается, стенки кровеносных сосудов склерозируются, поэтому кровоснабжение кожи уменьшается. Вены часто выглядят расширенными из-за истончения их стенки. Подэпидермальное сосудистое сплетение разрушается, от него остаются отдельные капиллярные сети. С возрастом обнаруживается перераспределение объема циркулирующей крови в пользу кровоснабжения жизненно важных органов, в первую очередь головного мозга и сердца. Характерны снижение напряжения кислорода и рост напряжения углекислоты в артериальной крови, что обусловлено ростом альвеолоартериальных градиентов этих газов и отражает нарушение легочного газообмена на этапе альвеолярный воздух— капиллярная кровь. К причинам артериальной гипоксемии при старении относятся неравномерность вентиляции, несоответствие вентиляции и кровотока в легких, рост анатомического шунтирования, уменьшение поверхности диффузии со снижением диффузионной способности легких. Это, в свою очередь приводит к снижению парциального давления кислорода в капиллярах кожи и, особенно, области лица, что в свою очередь приводит и к изменению градиента парциального давления кислорода в эпидермисе. Как влияют условия мегаполиса на наш организм? Выше были описаны биохимические и физиологические процессы, происходящие в организме при нахождении его в «нормативных» условиях окружающей среды. Однако реальные условия нашего обитания далеки от идеальных. Содержание кислорода в атмосфере Земли неуклонно снижается. Миллионы лет назад его было около 40%, к началу 20 века - 24%, сейчас - не превышает 20,8%. В атмосфере мегаполисов кислорода не более 18%, а в промышленных районах крупных городов его концентрация нередко приближается к опасной для человека черте в 8-9%. Вредные же вещества промышленности и автомобильного транспорта, такие как оксид углерода, оксид азота, цианид и другие, являются конкурентами кислорода за связывание с гемоглобином крови. Накапливаясь в атмосфере воздуха городов в безветренную погоду, они еще сильнее затрудняют усвоение кислорода организмом.
Добавьте к этому списку кондиционированный офисный воздух, постоянные стрессы и неумение правильно и глубоко дышать. Свой вклад вносят и косметические средства. Плотный водостойкий макияж – еще одна преграда для поступления кислорода.
В таких условиях становится неизбежным перераспределение поступающего в организм кислорода в пользу сердца, мозга, почек и печени для “выживания” всего организма в условиях кислородного голодания. На последнем месте в этом ряду стоит кожа, первой принимающая на себя все удары внешней среды, сохраняющая тепло и активно участвующая в регуляции многих физиологических процессов. И это притом что, будучи самым большим органом, кожа для осуществления своих многочисленных функций в нормальных условиях использует лишь 2-4% от общего объема циркулирующей в организме крови. Что такое гипоксия? Какие бывают виды гипоксии? Гипоксия (hypoxia; греч. hypo- мало+ лат. oxy [genium] кислород; синоним: кислородное голодание, кислородная недостаточность) — патологический процесс, возникающий при недостаточном снабжении тканей организма кислородом или нарушении его утилизации в процессе биологического окисления. Экзогенная гипоксия развивается вследствие уменьшения количества кислорода во вдыхаемом воздухе. Яркий пример экзогенной гипоксии – гипоксия, возникающая при подъеме на высоту. Этот вид гипоксии также часто развивается у жителей мегаполисов, где уровень кислорода в окружающем воздухе значительно снижен вследствие его загрязнения, а также - в замкнутых, переполненных, плохо проветриваемых пространствах (которыми являются многие офисные и учебные помещения).
Эндогенная гипоксия — это результат патологических процессов, нарушающих снабжение тканей кислородом, при нормальном его содержании в окружающей среде. Эндогенная гипоксия в свою очередь подразделяется на дыхательную (легочную), циркуляторную (сердечно-сосудистую), гемическую (кровяную) и тканевую.
Дыхательная (респираторная) гипоксия возникает в результате недостаточности газообмена в легких, например при бронхообструктивных заболеваниях. Сердечно-сосудистая (циркуляторная) гипоксия развивается при нарушениях кровообращения, приводящих к недостаточному кровоснабжению органов и тканей. Циркуляторная гипоксия возникает также в связи с первичными расстройствами микроциркуляции (при недостаточном притоке крови к отдельному участку ткани или затруднении оттока крови) и в этом случае имеет локальный характер. Пример патологического процесса, развивающегося вследствие ц.г. – фибросклеротическая панникулопатия или, проще сказать, узловая форма целлюлита. Кровяная гипоксия возникает в результате уменьшения кислородной емкости крови при анемии и при нарушении способности гемоглобина связывать, транспортировать и отдавать тканям кислород. Тканевая гипоксия развивается вследствие нарушения способности клеток поглощать кислород или в связи с уменьшением эффективности биологического окисления в результате разобщения процессов окисления. Утилизацию кислорода тормозят различные ингибиторы окислительных ферментов, например сульфиды, тяжелые металлы, барбитураты, некоторые антибиотики, токсические вещества биологического происхождения и др. Причиной тканевой гипоксии может быть нарушение синтеза дыхательных ферментов при витаминной недостаточности, голодании, а также повреждение мембран митохондрий и других биологических структур при хронических инфекционных заболеваниях, перегревании.
Каковы признаки хронической гипоксии?
Различают общие (внутренние признаки) и внешние признаки гипоксии.К общим относятся:· плохой сон · слабость · снижение памяти · головные боли · частые инфекции · депрессивное состояние · снижение способности к обучению Внешние признаки:· бледность («нездоровый» цвет кожи) · хронические рецидивирующие высыпания · замедление репаративных процессов в коже · неадекватный (слабый) ответ на проводимые манипуляции –пилинги, физиотерпевтические процедуры и т.д.) · выпадение волос
Что происходит с кожей при гипоксии?
Ознакомившись с особенностями кровоснабжения и оксигенации кожи, изучив подробно роль кислорода в организме, теперь легко можно представить, что происходит с кожей в условиях гипоксии. Нарушение процессов фосфорилирования незамедлительно приведет за собой уменьшение выработки АТФ. Быстро исчерпываются вещества, способные обеспечить бескислородную выработку энергии для ее обновления и кожа попадает в условия энергетического голода. Это проявляется замедлением процессов физиологической регенерации в коже: удлиняется период восстановления после пилингов, дермабразий, течение кожных заболеваний (акне, розацеа, дерматиты, экземы) приобретает затяжной характер. Приостанавливаются процессы синтеза. Прежде всего, в коже резко сокращается синтез протеогликанов, в том числе гиалуроновой кислоты, являющейся своеобразной “губкой” для удержания в коже воды. Кожа теряет тонус, становится вялой. Снижается также синтез церамидов - липидов, участвующих в построении эпидермального барьера, предохраняющего кожу от трансэпидермальной потери воды. В результате потери влаги нарушаются процессы кератинизации, кожа теряет свой естественный блеск, появляются участки гиперкератоза, проявляются поверхностные морщины. Это мы называем ранним старением. Нарушение эпидермального барьера приводит к состоянию повышенной чувствительности кожи. Кожа становится не способной адекватно отвечать на внешние факторы. Участки покраснения, шелушения, зуд – все это говорит о недостатке ценных липидов.
Лишь предоставив коже нормальные условия для полноценного функционирования (достаточную оксигенацию, водно-минеральный баланс, адекватное питание), мы можем получить нужный нам результат – здоровье кожи, а через него красоту и молодость.
