In vitro antioxidant activity and in vivo photoprotective effect of a red orange extract
Authors: Saija A. , Tomaino A. , Lo Cascio R. , Rapisarda P. , Dederen J.C. 
Published: March 2003

SynopsisUltraviolet radiation causes damage to the skin, which may result in both precancerous and cancerous skinlesions and acceleration of skin ageing. Topical administration of enzymatic and non‐enzymatic antioxidants is an effective strategy for protecting the skin against UV‐mediated oxidative damage. Hence, a systematic study to evaluate the in vitro antioxidant activity and in vivo photoprotective effect of a standardized red orange extract (ROE) has been undertaken, where the main active ingredients are anthocyanins, hydroxycinnamic acids, flavanones and ascorbic acid. For the in vitro experiments, the ROE was tested in three models: (1) bleaching of the stable 1,1‐diphenyl‐2‐picrylhydrazyl radical (DPPH test); (2) peroxidation, induced by the water‐soluble radical initiator 2,2′‐azobis(2‐amidinopropane) hydrochloride, of mixed dipalmitoylphosphatidylcholine/linoleic acid unilamellar vesicles (LUVs) (LP‐LUV test); and (3) UV‐induced peroxidation of phospatidylcholine multilamellar vesicles (UV‐IP test). The in vivo antioxidant/radical scavenger activity was assessed by determining the ability of topically applied ROE to reduce UVB‐induced skin erythema in healthy human volunteers. The results obtained in the DPPH, LP‐LUV and UV‐IP tests demonstrated the strong antioxidant properties of ROE, with a clear relationship between ROE scavenger efficiency and its content in antioxidant compounds. In particular, the findings obtained in the UV‐IP test provide a strong rationale for using this extract as a photoprotective agent. During in vivo experiments, ROE provided to efficiently protect against photooxidative skin damage when topically applied immediately after skin exposure to UVB radiations. Interestingly, the protective effect of ROE appears higher than that elicited by another natural antioxidant (tocopherol) commonly employed in cosmetic formulations. In conclusion, the present findings demonstrate that ROE affords excellent skin photoprotection, which is very likely a result of the antioxidant/radical scavenger activity of its active ingredients. Thus, ROE might have interesting applications in both anti‐photoageing and after‐sun cosmetic products.RésuméLes radiations ultraviolettes causent des dommages à la peau, qui se manifestent avec lesions cutanées precancéreuses et cancéreuses et avec une accélération du vieillissesment cutané. L'administration topique des antioxydantes enzymatiques et non‐enzymatiques c'est une strategie efficace pour protéger la peau du dommage oxydative UV‐médiat. Nous avons donc conduit une étude systématique pour évaluer l'activité antioxydante in vitro et léffet photoprotecteur d'un extrait standardisé d'oranger rouge (ROE), les principeaux composants actifs sont des anthocyanines, des acides hydroxycinnamics, des flavonones et de l'acide ascorbique. En ce qui concerne les recherches in vitro, on a testé le ROE en suivant trois modèles: (1) la décoloration du radical stable 1,1‐diphényl‐2‐picryl‐hydrazyle (test DPPH); (2) la peroxydation provoquée par l'initiateur radical hydrosoluble 2,2′‐azobis(2‐amidinopropane) chlorure sur des vésicules unilamellaires obtenues en mélangeant de la dipalmitoyl‐phosphatidylcholine ed de l'acide linoléique (test LP‐LUV); et (3) la peroxydation provoquée par les radiations UV sur les vésicules multilamellaires de phosphatidylcholine (test UV‐IP). In vivo l'activité radical scavenger/antioxidant á eté determinée en vérifiant la capacité de la ROE, appliquée topiquement, de réduire l'érythème cutané UV‐induit sur des volontaires sains. Nos résultats obtenus selon les testes DPPH, LP‐LUV et UV‐IP, ils ont démontré les grosses proprietés antioxydantes de l'extrait, il y a une claire relations entre la capacité scavenger de la ROE et son contenu en composants antioxydants; en particulier les résultats obtenus selon le test UV‐IP garantissent une forte raison pour l'employer comme agent photoprotectuer. En ce qui concerne les expériences in vivo, le ROE protéeg du dommage photooxydative cutané s'il est appliqué aussitôt aprés exposition aux radiations UVB. C'est vraiment intéressant de remarquer que l'effet protecteur de la ROE est plus grand qu'un autre antioxydant naturel (tocophérol) qui est souvent employé dans les formulations cosmétiques. En conclusion, ces résultats démontrent que l'extrait d'oranger rouge est capable d'exercer une excellente photoprotection cutánee, qui est probablement determinée por l'activité radical scavenger/antioxidant des composants actifs, et il pourrait donc avoir des applications interessantes dans les produits cosmétiques après‐soleil et antiviellissement de la peau.