Anti-oxidanten en bescherming van de huid tegen zonlicht. Aerenhouts Dirk, Barel Andre, Taeymans Jan, Clarys Peter, VUB
Onze huid vervult verschillende functies, zoals signalen doorgeven, temperatuur regeling, immunologisch afweersysteem en bescherming tegen mechanische, chemische (vb. zuren), micro organismen (bacteriën, virussen, schimmels) en UV straling. Bovendien zorgt de huid ervoor dat het lichaam geen overtollig vocht verliest en is zij verantwoordelijk voor de aanmaak van vitamine D. Het bovenste deel van de huid wordt gevormd door de epidermis waar keratinocyten, melanocyten en zintuiglijke cellen gelokaliseerd zijn.
NutriFacts
2013
Keratinocyten worden gevormd in de onderste, basale, laag van de epidermis door continue celdeling en ze zijn kubusvormig. Na de celdeling schuiven ze gelijkmatig op naar de oppervlakte. Tijdens dit proces worden de cellen geleidelijk aan platter en verliezen zij hun kern, organellen en cytoplasma zodat zij als dode cellen aan de oppervlakte, de hoornlaag, arriveren waar zij afschilferen. De afgifte van de cel inhoud aan de extracellulaire omgeving zorgt voor een intercellulaire omgeving met veel lipiden die fungeert als een barrière tegen indringers maar even goed om vocht in het lichaam vast te houden. Melanocyten zijn cellen die tussen de keratinocyten in de basale laag van de epidermis liggen en zij zorgen voor de aanmaak van melanine. Melanine korrels worden aangemaakt na blootstelling aan UV licht en geïnjecteerd in de naburige keratinocyten. Deze melanine zal zich vestigen tussen de kern (met DNA) en de oppervlakte om zodoende het genetisch materiaal van de cellen te beschermen door de UV stralen te absorberen. Zodoende vervult de epidermis, met zijn vele lagen van met melanine gevulde keratinocyten, zintuiglijke sensoren en intercellulaire barrière alreeds een belangrijk deel van de functies van de huid. Onder de epidermis ligt de dermis en in tegenstelling tot de epidermis is de dermis wel goed gevasculariseerd. Via deze bloedvaten worden dan ook de onderste cellen in de epidermis voorzien van hun voedingsstoffen. Behalve veel bloedvaten bevat de dermis eveneens fibroblasten. Dit zijn cellen die instaan voor de aanmaak van collagene en elastine vezels die de extracellulaire matrix vormen. Collagene vezels zorgen voor trekvastheid en geven de huid haar textuur terwijl elastine vezels de huid haar souplesse geven waardoor zij steeds kan terugkeren naar haar normale vorm. Zonlicht bestaat uit een breed spectrum van golfleng-
indirecte manier. ROS worden geassocieerd met de
ten, waarin we het zichtbare licht kunnen onderschei-
initiatie, maar ook met de promotie en progressie van
den tussen 400 en 700nm. UV stralen kunnen worden
tumor groei. De indirecte factoren die het ontstaan van
opgedeeld in 3 categorieën. UVA stralen hebben een
huidkanker in de hand werken zijn inflammatoire cyto-
golflengte van 320-400nm, UVB stralen een golflengte
kines en oxidatieve mutaties van het DNA en eiwitten.
van 280-320nm en UVC stralen van 100-280nm. Van-
Aanhoudende oxidatieve stress op een kankergezwel
wege hun fysieke verschillen hebben deze stralen ook
kan de activatie van transcriptiefactoren veroorzaken
verschillende eigenschappen. UVC stralen bereiken
evenals genetische instabiliteit. Zulke stress kan bijdra-
in principe het aardoppervlak niet omdat zij worden
gen aan de kwaadaardige ontwikkeling van de tumor.
geabsorbeerd in de atmosfeer. UVB stralen bereiken
Zonlicht-verouderde huid heeft een lederachtig opper-
ons wel en dringen door tot in de epidermis en in min-
vlak met diepe rimpels en is gelig verkleurd met vlek-
dere mate het bovenste deel van de dermis waar zij
ken. Intrinsieke kenmerken van een zonlicht verouderde
zorgen voor schade aan het DNA. UVA stralen dringen
huid zijn epidermale afsterving, een afname van het
nog dieper door en bereiken de gehele dermis en
collageen en glycosylaminoglycanen (moleculen die
ook zij kunnen DNA schade veroorzaken maar zij gaan
zorgen voor de viscositeit), een afname van de tonus
vooral de oorzaak zijn van de productie van ‘reactive
en elasticiteit. In een vergevorderd stadium spreekt
oxygen species’ (ROS). Zonlicht-beschadiging en zonlicht-veroudering van de huid treden op na blootstelling aan UV stralen en worden gekenmerkt door inflammatie, zonnebrand, verdikking van de epidermis, oxidatieve stress, afbraak van de extracellulaire matrix en een toegenomen risico op huidkanker. UVA gegenereerde ROS en lipiden peroxidatie veroorzaken eveneens DNA schade, maar dan op een
Zonlicht beschadiging en zonlicht veroudering van de huid treden op na blootstelling aan UV stralen
men van elastosis solaris. Na de melanine geprodu-
Alleen interventiestudies die voldoende methodologi-
ceerd door de melanocyten, vervullen anti-oxidanten
sche kwaliteit (voldoende proefpersonen, gerandomi-
in de huid een tweede bescherming omdat zij de ROS
seerd placebo gecontroleerd, dubbel blind) hebben
vrije radicalen zullen neutraliseren. Tenslotte, wanneer er
zijn hiertoe in staat. Omdat een éénmalige inname van
toch schade aan het DNA optreedt zullen speciale her-
een nutraceutical geen effect heeft is het nodig om
stelenzymen deze schade eventueel nog kunnen her-
longitudinaal te werken. Bij longitudinale studies, waar
stellen vooraleer de celdeling gebeurt. Endogene anti-
de proefpersonen gedurende langere tijd dagelijks
oxidanten aanwezig in de huid zijn onder andere alfa
een nutraceutical dienen te nemen, is het belangrijk
lipoeenzuur, glutathione, melatonine en coenzym Q.
om nauwgezet op te volgen of de proefpersonen vol-
Primaire anti-oxidanten die via het bloed worden aan-
doen aan de opgelegde voorschriften. Via bloedstalen
geleverd zijn carotenoiden, polyphenolen, vitaminen E
of controle van de verpakking kan men controleren of
en C.
de betreffende nutraceutical effectief genomen werd
Het is algemeen geweten dat de beste bescherming
zoals voorgeschreven. Bovendien dient men rekening
tegen UV stralen erin bestaat om tijdig uit de zon te gaan
te houden met seizoensinvloeden en een volledige
en om geregeld een zonnecrème te gebruiken met
controle op alle mogelijke storende parameters is niet
een voldoende hoge UV filter. De huidige zonnecrèmes
mogelijk. Studies die de effecten van UV blootstelling
bevatten bovendien eveneens anti-oxidanten die wor-
van de huid nagaan maken vaak gebruik van geso-
den verondersteld om in de huid door te dringen om
fisticeerde meetmethoden zoals ultrasound metingen,
daar hun werking uit te oefenen. Jammer genoeg ge-
huid biopten met histologische analyse, fotometrie van
raken niet al deze anti-oxidanten doorheen de lipiden-
de huid (kleur meten) en de bepaling van de minimale
barrière en de verhoornde laag keratinocyten, of zijn ze
UV dosis die zonnebrand veroorzaakt (UV sensitiviteit).
niet in staat om diep genoeg door te dringen. Daarom
Op de dag van vandaag bestaat er voldoende weten-
is het mogelijk efficiënter om de anti-oxidanten via de
schappelijke evidentie om aan te nemen dat vitamine E
voeding en zo verder via het bloed tot in de huid te
(α tocoferol), polyfenolen (flavonoïden) en carotenoï-
brengen. Het potentieel effect van voedingsstoffen op
den (β caroteen, lycopeen en luteïne) voedingsstoffen
de bescherming van de huid tegen UV schade wordt
zijn die een beschermend effect uitoefenen in de huid
erkend door de European Food Safety Authority (EFSA).
tegen UV blootstelling.1-4
Nutraceuticals zijn voedingsmiddelen of bestanddelen
Alfa tocoferol is aanwezig in de verschillende lagen van
die een medisch - of gezondheidsvoordeel bieden,
de huid en is gekend voor zijn anti-oxidatieve capacitei-
waaronder de preventie en behandeling van ziekte en
ten op meervoudig onverzadigde vetzuren van de cel-
aandoeningen. De voedselindustrie brengt zodoende
membraan en het heeft de capaciteit om een effect
meer en meer producten op de markt die, vooral op
uit te oefenen op de genetische expressie. Vaak wordt
basis van hun anti-oxidatieve werking, claimen dat ze
vitamine E toegediend in combinatie met een andere
een bescherming bieden tegen zonlicht-veroudering
anti-oxidant, zoals vitamine C, om het geoxideerde vita-
van de huid en/of ontstaan van huidkanker. Nochtans
mine E op zijn beurt te neutraliseren. Geschikte bronnen
is het moeilijk om zulke positieve eigenschappen met
van vitamine C zijn noten en zaden zoals amandelen
voldoende evidentie te staven. Biobeschikbaarheid
en zonnebloempitten en hun betreffende oliën, maar
en metabole processen zorgen ervoor dat men niet
ook groene bladgroenten zoals spinazie en broccoli
zomaar een effect kan aantonen van een voedings-
welk voedingsmiddelen zijn die in grotere hoeveel-
middel of voedingssupplement. Studies op dieren en
heden geconsumeerd kunnen worden.
in vitro studies volstaan duidelijk niet om de beweerde
Flavonoïden zijn een belangrijke groep van polyfenolen.
effecten van nutraceuticals te bekrachtigen of te ont-
Verschillende flavonoïden zijn reeds geïdentificeerd als
krachten. Observatie studies op mensen kunnen de
belangrijke beschermers tegen UV licht. Epicatechine
talrijke beïnvloedende factoren niet controleren en zijn
en catechine vinden we terug in cacao bonen en
daarom evenmin geschikt om een oorzakelijk verband
groene en in iets mindere mate zwarte thee. Ook rode
tussen een nutraceutical en een effect aan te tonen.
bessen en vruchten zijn goede bronnen van deze
NutriFacts
2013
flavonoïden. Verschillende studies hebben aangetoond
Carotenoïde kan een veel voorkomende vrij radicaal in de huid neutraliseren
dat cacao flavonoïden aanwezig in chocolade een beschermend effect hebben door de UV sensitiviteit significant te verhogen.5,6 Jammer genoeg gaan de meeste flavonoïden in conventionele chocolade verloren door de verhitting van de cacao tijdens het productie proces. Daardoor zouden we te grote hoe-
Bovendien hebben zij een sterk anti-oxidatief potentieel
veelheden (donkere) chocolade moeten consumeren
en beïnvloeden zij de genetische expressie op cellulair
om aan de nodige dosis anti-oxidanten te geraken
niveau.
dan goed voor ons zou zijn. Van groene en zwarte
De volgende 2 vergelijkingen tonen hoe een carote-
thee is reeds aangetoond dat zij een tumor verlagend
noïde in twee stappen een veel voorkomende vrij radi-
effect hebben bij muizen en ook in studies op men-
caal in de huid kan neutraliseren:
sen lijken de resultaten in die richting te gaan. Bovendien heeft men aangetoond dat een gecombineerd gebruik van een groene thee crème die dagelijks op de huid werd aangebracht samen met een groene thee supplement resulteerde in een verbeterde elastische
O2 + CAR ➜ O2+ 3CAR
(1)
1
(2)
3
CAR ➜ CAR + heat
eigenschap van de huid na 8 weken.7 Carotenoïden zijn aanwezig in de huid waar zij mede met het hemoglobine in het bloed en uiteraard de aanwezige melanine de kleur van de huid bepalen.
1 O2 = singlet molecular oxygen; O2 = ground state oxygen; CAR = carotenoid ground state; 3 CAR = triplet excited carotenoid
Beta caroteen, lycopeen en luteïne zijn de verschil-
zijn en wat het effect is van de interactie met
lende carotenoïden die worden geassocieerd met
andere nutriënten. Voorzichtigheid blijft geboden daar
bescherming van de huid tegen ROS. Het blijft echter
nutraceuticals het effect van tijdig uit de zon te gaan
moeilijk om hun individuele rol te bepalen omdat de
en het regelmatig aanbrengen van een goede zonne-
betreffende studies vaak een combinatie van verschil-
crème niet kunnen evenaren. Het gecombineerde
lende carotenoïden hebben onderzocht. Beta caro-
gebruik van een zonnecrème met een voldoende
teen inhibeert lipiden peroxidatie en er wordt veronder-
inname van betreffende anti-oxidanten op langere ter-
steld dat het de opeenvolgende oxidatieve reacties in
mijn kan de beste bescherming bieden in vergelijking
de epidermis kan stoppen na UV blootstelling. Bronnen
tot het gebruik van slechts het ene of het andere. Ten
van beta caroteen zijn geel en oranje gekleurde fruit
slotte is het veiliger om via een combinatie van ge-
en groenten. Lycopeen is vooral aanwezig in tomaten
schikte voedingsmiddelen rijk aan anti-oxidanten aan
en heeft aangetoond om over anti-tumor activiteit te
een voldoende hoge inname te komen in de plaats
beschikken in in vitro studies. In verschillende studies
van door het gebruik van voedingssupplementen, om
op mensen is aangetoond dat zowel beta caroteen
zodoende een potentiële overdosis te vermijden.
als lycopeen de UV sensitiviteit doen afnemen. Ook 8
luteïne vindt men terug in zowel de epidermis als de dermis en het draagt eveneens bij tot de kleur van de huid, en vooral ook van de iris (ogen). Proeven op dieren tonen dat luteïne een bescherming biedt tegen het ontstaan en ontwikkelen van huidkanker. Eigeel, mais, oranje paprika en groen gebladerde groenten zijn de voornaamste bronnen van luteïne. We kunnen concluderen dat er voldoende wetenschappelijke evidentie bestaat over het beschermende effect van vitamine E, polyfenolen en carotenoïden tegen UV blootstelling en haar effecten. Toekomstig onderzoek dient uit te wijzen wat de effectieve dosissen
Referenties: 1. Anunciato TP & da Rocha Filho PA. Carotenoids and polyphenols in nutricosmetics, nutraceuticals, and cosmeceuticals. J Cosmetic Dermatol 2012, 11(1), 51-54. 2. Evans JA & Johnson EJ. The Role of Phytonutrients in Skin Health. Nutrients 2010, 2, 903-28. 3. Stahl W & Sies H. Carotenoids and protection against solar UV radiation. Skin Pharmacol Appl Skin Physiol 2002, 15(5), 291-6. 4. Stahl W & Sies H. Photoprotection by dietary carotenoids: concept, mechanisms, evidence and future development. Mol Nutr Food Res 2012, 56(2), 287-95. 5. Heinrich U, Neukam K, Tronnier H, Sies H, & Stahl W. Long-term ingestion of high flavanol cocoa provides photoprotection against UV-induced erythema and improves skin condition in women. J Nutr 2006, 136, 1565-69. 6. Williams S, Tamburic S, & Lally C. Eating chocolate can significantly protect the skin from UV light. J Cosmet Dermatol 2009, 8(3), 169-73. 7. Chiu AE, Chan JL, Kern DG, Kohler S, Rehmus WE, & Kimball AB. Double-blin ded, placebo-controlled trial of green tea extracts in the clinical and histo logic appearance of photoaging skin. Dermatol Surg 2005, 31, 855-60. 8. Stahl W, Heinrich U, Aust O, Tronnier H, & Sies H. Lycopene-rich products and dietary photoprotection. Photochem Photobiol Sci 2006, 5, 238-42.
