Autor: Sławomir Ambroziak
Słowa kluczowe: skóra, starzenie się skóry, komórki starzejące się, mitochondria, reaktywne formy tlenu, czarny imbir, polimetoksyflawony
Starzenie się organizmu to złożony proces, który wynika z postępującego pogarszania się funkcji życiowych organizmu. Procesowi starzenia się organizmu towarzyszą też zwykle choroby wieku późnego, w tym m.in. nowotwory, problemy sercowo-naczyniowe i zaburzenia neurodegeneracyjne. W wyniku prowadzonych w tym obszarze badań ustalono, że postępom procesu starzenia się organizmu sprzyjają dysfunkcje mitochondriów oraz wzrost liczby tzw. komórek starzejących się (senescent cells). Naukowcy oczekują więc, że ograniczenie skali tych zjawisk i zapobieganie im opóźni moment ich wystąpienia, a tym samym wspomoże utrzymanie zdrowia w wieku podeszłym i wydłuży ostatecznie czas naszego życia.
Starzenie się komórek jest definiowane przez nieodwracalne zatrzymanie procesu ich wzrostu i charakteryzuje się niezdolnością komórek do rozmnażania (proliferacji), ich odpornością na apoptozę (programowaną śmierć komórkową) i wydzielaniem przez takie komórki czynników zapalnych, które to zjawisko znane jest jako „fenotyp wydzielniczy związany ze starzeniem” (SASP). Starzejące się komórki gromadzą się z czasem w tkankach, wpływając negatywnie na ich równowagę życiową (homeostazę) i rozwijając permanentny stan zapalny, prowadzący do dysfunkcji tkanek, wyczerpania regenerujących tkanki komórek macierzystych i ogólnie przyspieszenia tempa procesu starzenia się organizmu. W wykonanych już do tej pory badaniach dowiedziono, że celowanie w komórki starzejące się przeciwdziała rozwojowi chorób związanych z wiekiem oraz utrzymuje wysoką żywotność organizmów i ostatecznie wydłuża czas ich życia. Co więcej, wraz z wiekiem pogarsza się również funkcjonalność mitochondriów (energociepłowni komórkowych), co skutkuje spadkiem produkcji energii biologicznej, oczyszczaniem komórek z mitochondriów (mitofagią) i zaburzeniem fuzji tych organelli, z jednoczesnym uwalnianiem krytycznego nadmiaru szkodliwych dla środowiska komórkowego, reaktywnych form tlenu (ROS). Dlatego też, jak wykazano w badaniach, znoszenie defektów mitochondrialnych łagodzi m.in. objawy chorób neurodegeneracyjnych i wydłuża życie.
Ludzka skóra tworzy barierę chroniącą organizm przed szkodliwymi toksynami środowiskowymi, drobnoustrojami i słonecznymi promieniami ultrafioletowymi, a także reguluje ciepłotę ciała i gospodarkę wodną organizmu. Starzenie się skóry jest zarówno promowane przez czynniki wewnętrzne (głównie hormony i geny), jak też zewnętrzne, m.in. światło słoneczne i zanieczyszczenie środowiska. Czynniki te sprzyjają ścienieniu skóry, spłaszczeniu połączenia skórno-naskórkowego, nieprawidłowej pigmentacji, utracie białek podporowych skóry – kolagenu i elastyny, pojawianiu się zmarszczek i utracie elastyczności skóry. Coraz więcej dowodów wskazuje na to, że w trakcie przebiegu procesu starzenia, w skórze gromadzą się senescent cells, co odpowiada za pojawianie się patologicznych zmian skórnych. Co więcej, starzenie się skóry wiąże się również z uszkodzeniami mitochondriów, utratą mitochondrialnego DNA, nadmierną produkcją ROS i stresem oksydacyjnym, przebiegającymi zarówno w komórkach naskórka, jak też skóry właściwej. Jak uważają więc specjaliści, takie naturalne składniki aktywne biologicznie, które posiadają zdolność hamowania starzenia się komórek i ograniczania dysfunkcji mitochondriów, jak przykładowo polimetoksyflawony czarnego imbiru, mogą służyć jako potencjalne środki terapeutyczne o właściwościach przeciwstarzeniowych w odniesieniu do skóry.
Dlatego też autorzy opublikowanego niedawno badania (Klinngam , 2022) podjęli się oceny działania przeciwstarzeniowego polimetoksyflawonów czarnego imbiru w pierwotnych fibroblastach (komórkach skórnych) ludzkiej skóry oraz skrawkach ludzkiej skóry utrzymywanych poza organizmem, które ściśle odzwierciedlały strukturę i fizjologię jej tkanek. W tym celu wyizolowali z kłączy czarnego imbiru trzy najaktywniejsze jego polimetoksyflawony, opatrzone skrótami DMF, TMF i PMF, i porównali ich skuteczność w modulowaniu procesu starzenia komórkowego, wewnątrzkomórkowych poziomów ROS, dysfunkcji mitochondriów, wydzielania czynników prozapalnych i syntezy kolagenu ze znanym z wcześniejszych badań środkiem przeciwstarzeniowym – resweratrolem – aktywnym biologicznie składnikiem ciemnych odmian winogron. Dodatkowo, używając skrawków skórnych, pochodzących od 58-letniego dawcy, wyjaśnili wpływ polimetoksyflawonów na starzenie się komórek, produkcję kolagenu, elastyny i kwasu hialuronowego , grubość skóry, stabilność skórno-naskórkową i produkcję czynników prozapalnych. Publikacja tego badania była pierwszym raportem na temat przeciwstarzeniowego działania polimetoksyflawonów czarnego imbiru, zarówno w pierwotnych komórkach skóry, jak też tkankach skóry utrzymywanych poza organizmem, podkreślającym ich potencjał jako aktywnych składników przeciwstarzeniowych, możliwych do wykorzystania w kosmeceutykach i nutraceutykach (suplementach diety).
A badanie to pokazało, że polimetoksyflawony izolowane z kłączy czarnego imbiru tłumią proces starzenia komórkowego, neutralizują reaktywne formy tlenu oraz ograniczają produkcję czynników zapalnych w pierwotnych fibroblastach ludzkiej skóry. Ponadto zwiększają syntezę kolagenu i łagodzą uszkodzenia komórek i mitochondriów powodowane przez wolne rodniki tlenowe. Związki te, jak wykazano, spowalniają też proces starzenie się ludzkiej skóry na drodze przywracania prawidłowej produkcji podstawowych składników macierzy zewnątrzkomórkowej, w tym kolagenu, fibryliny i kwasu hialuronowego . Ostatecznie polimetoksyflawony zwiększają również grubość naskórka i stabilność naskórkowo-skórną, znosząc jednocześnie związane z wiekiem stany zapalne, przebiegające w tkankach skóry.
Jak podsumowali autorzy badania, dokonane przez nich odkrycia potwierdzają możliwość zastosowania polimetoksyflawonów czarnego imbiru jako naturalnych środków przeciwstarzeniowych, podkreślając ich potencjał jako składników aktywnych produktów kosmetycznych i nutraceutycznych.
