Co znajdziesz w artykule?
O profesjonalnych kosmetykach przeciwstarzeniowych i sposobach niwelowania oznak starzenia się skóry mówił podczas grudniowej konferencji Beauty Innovations 2021 dr n. chem. Sebastian Grzyb z Wyższej Szkoły Inżynierii i Zdrowia w Warszawie.
oprac. Barbara Kwiecińska-Kielczyk
Dzisiaj chciałbym Państwu poopowiadać troszeczkę o tym, co wszystkich nas jako konsumentów mocno interesuje. Otóż nic bardziej istotnego w kontekście kosmetyków, jak stwierdzenie „młodym być” jest nie dla nas ważne. I o takich sposobach niwelowania oznak starzenia chcę Państwu dzisiaj opowiedzieć.
Zanim przejdziemy jednak, że do samych kosmetyków, do składników, które są kluczem każdej tego typu receptury, jaka mogła być skuteczna, musi pewne konkretne składniki zawierać.
Skupmy się chwilę i zastanówmy najpierw nad samym starzeniem.
Nad mechanizmami starzenia, nad cechami starzenia się naszej skóry przede wszystkim. Bo to najbardziej nas interesuje w kontekście tego, co widać na zewnątrz. Jak również związanymi z tego typu zmianami, strategiami przeciwstarzeniowymi, którym należy się przede wszystkim przyjrzeć, żeby później móc konkretne składniki wybrać. I przetworzyć je w ciekawe, innowacyjne receptury.
Przede wszystkim usuwanie starych, starzejących się komórek to jest podstawa. Na przykład eliminacja komórek uszkodzonych może prowadzić nas do sukcesu, jak również bardzo ciekawe terapie innowacyjne. Nowoczesne terapie chociażby oparte o komórki macierzyste, różnego rodzaju leki albo też mechanizmy biochemiczne bardzo mocno sterujące naszym metabolizmem, naszą fizjologią tak naprawdę.
I tu wymienię tylko wpływy, na przykład na mitofagię, ewentualnie jakiegoś rodzaju reakcje, procesy metaboliczne związane z udziałem enzymów czy chociażby reaktywacje telomerazy. Te wszystkie procesy pozwalają nam, znając te mechanizmy, wybrać odpowiednie związki chemiczne. Zastosowane w kosmetykach mogą się przyczyniać w jakimś zakresie do niwelowania oznak starzenia się naszej skóry.
Wolne rodniki
Nie sposób też nie wspomnieć o mechanizmie, który generalnie ma dużo wspólnego z procesami starzenia się naszej skóry. Bardzo dużo wspólnego z procesami starzenia się naszej skóry, które można by precyzyjniej nazwać fotostarzeniem, a są to oczywiście wolne rodniki. Samo powstawanie wolnych rodników, reaktywnych form tlenu, które sprzyja również tak zwanemu stresowi oksydacyjnemu.
Widać to na rysunku, gdzie mamy komórkę nieuszkodzoną i komórkę po ataku reaktywnych form tlenu związanych z generowaniem różnego rodzaju wolnych rodników. Nie tylko oczywiście tych generowanych za pomocą promieniowania UV, czyli słońca, ale i różnymi innymi mechanizmami. To prowadzi do uszkadzania białek recepturowych, uszkadzania przede wszystkim lipidów w komórkach, a również i zniszczenia struktur DNA. Aktywacji różnego rodzaju kinaz i generalnie indukcji apoptozy, czyli prowadzi to do śmierci komórek.
Te mechanizmy są nam doskonale znane i oczywiście za chwilę wspomnę o różnego rodzaju substancjach, które będziemy mogli nazwać ogólnie antyoksydantami czy zmiataczami wolnych rodników. Żeby kosmetyk mógł być aktywny, to powinien zawierać tzw. związki biologicznie aktywne, albo też związki biologicznie czynne.
Jakie one mają być?
One powinny przede wszystkim bardziej mechanicznie, metabolicznie ingerować troszkę głębiej niż tylko na poziomie warstwy rogowej naskórka. W związku z tym, powinny być aktywne w stosunku do receptorów, na przykład wiążąc się z tymi receptorami w żywych warstwach naskórka. Takie są retinoidy.
Powinny być też zdolne do reagowania na poziomie molekularnym, regulując w jakiś sposób homeostazę, prowadząc na przykład do inhibicji. Czyli mówiąc prościej spowolnienia tych reakcji wolno rodnikowych, które są łańcuchowe i prowadzą oczywiście do uszkadzania naszych komórek.
W dzisiejszym rozważaniu skupię się na związkach, którymi będą różnego rodzaju białka, peptydy. Można byłoby rzec, że my jako fabryka biochemiczna funkcjonujemy metabolicznie, biochemiczne w oparciu o różnego rodzaju białka, peptydy, aminokwasy, więc to będą tego typu związki. Jak również inne, które metabolicznie też są nam do życia i wszystkim naszym komórkom niezbędnie potrzebne; jak chociażby sacharydy, lipidy albo też witaminy.
Przygotowanie skóry i diagnoza
Żeby taki kosmetyk, który nawet jeśli już będzie zawierał związki aktywne, mógł faktycznie działać i żeby konsument mógł oczekiwać tego aktywnego działania, to przede wszystkim musimy przygotować skórę i odpowiednio zdiagnozować. Dla właściwej diagnozy ja wyraźnie wskazuję nawet nie dermatologa – bo tu nie mówimy o jakiś problemach skórnych czy też patologiach – ale kosmetologa, który w pielęgnacji skóry może nam zasadniczo pomóc.
Nie zapominajcie Państwo, żeby klienta poinformować, iż prawidłowa higiena to jest podstawa zastosowania wszelkiego rodzaju kosmetyków do pielęgnacji. I na takie dwie główne grupy kosmetyki my dzielimy, bo mamy kosmetyki do pielęgnacji i do higieny. Warto więc na początek zadbać również o tę higienę.
Charakter chemiczny związku
zawsze będzie kluczowy, bo to są struktury chemiczne, które mając takie, a nie inne ugrupowania w sobie będą albo nie miały szansę faktycznie zadziałać. Biodostępność więc – ten etap, który w farmakokinetyce jest istotny i podstawowy, żeby w ogóle leki mogły na nas działać. Jak wiemy leki są skuteczne; w związku z powyższym mówimy o biodostępności w zakresie przede wszystkim uwalniania, wchłaniania, dystrybucji metabolizmu.
Nie bez znaczenia pozostają też właściwości fizyczne. Zobaczcie państwo – podstawowa właściwość fizyczna, taka już technologicznie recepturowo istotna, to jest rozpuszczalność, oczywiście wielkość cząstki aktywnej. No i oczywiście sama forma fizyko-chemiczna preparatu, na którą my się zdecydujemy, z uwzględnieniem najnowszych, innowacyjnych… Czyli liposomy, preparaty typu nano, w tym nanosomy, kolasfery, sfingosomy, mikrokapsułki, kompleksy molekularne. No i podłoże preparatu, w którym zawarte są substancje aktywne też jest na samym początku do wyboru i bardzo istotne.
Jeśli chodzi o mechanizm działania peptydów, białek,
to należałoby wspomnieć o enzymach. Bo to są też struktury białkowe, które mają szansę wbudować się w nasz metabolizm. Działając na zasadzie albo inhibicji enzymów, bo generalnie nie katalizy, tylko spowolnienia procesów, które właśnie prowadzą do tego, że nasz organizm się niestety starzeje. A my możemy to tylko spowolnić pewnym sensie, stosując właśnie inhibitory.
Czyli mamy inhibitory metaloproteinaz, mamy substancje hamujące enzymy, które zabezpieczają włókna kolagenu, zwiększają jego syntezę, pobudzają tworzenie nowej zewnętrzkomórkowej macierzy.
Zresztą same białka też są czynnikami wzrostu zwiększając syntezę kolagenu, czynniki wzrostu naskórka, transformując czynnik wzrostu naskórka i tak dalej. Co ważne, że te terapie białkowe można na przykład połączyć ze znanymi doskonale pochodnymi retinolu i silnych antyoksydantów, np. kwasu felurowego. I to jest ta synergia, czyli wspólne, jak najbardziej korzystne wówczas działanie.
Antyoksydanty
W odniesieniu do wolnych rodników musimy powiedzieć o antyoksydantach; to witaminy C, karotenoidy, retinoidy, koenzym Q10. Wymienię też tu luteinę, takie związki jak na przykład estrogen, albuminę, melatoninę, kwas moczowy, kobalt, cynk, miedź, selen, mangan… To są te mikroelementy, które współdziałając z enzymami powodują, że można oczekiwać ich aktywnego działania. Z tych mniej znanych być może wymienię na przykład różnego rodzaju pochodne typu: kwas alfa liponowy, fenole, polifenole, tiotainę, sylimarynę, kurkiminę.
I trzeba pamiętać, że to są związki, które są naturalnie występujące. To też nie pozostaje bez znaczenia dla końcowego konsumenta, który dzisiaj w trend EKO, EKO Natura też konsumencko się wpisuje. Nie należy też zapominać o substancjach, które są elementarnie oczywiste i podstawowe. One zawsze będą miały jakąś szansę zadziałania. Nie rezygnujcie Państwo w tych recepturach z panthenolu, czyli prowitaminy B5. Jej penetracji przez skórę, bo cząsteczka jest niewielka, odbudowie przez syntezę białek, z efektem kojącym i nawilżającym dodatkowo.
Witamina B3, czyli popularna niacyna albo dla chemików amid kwasu nikotynowego… Ona poprawia syntezę, przede wszystkim bariery lipidowej skóry, oczywiście w tym ceramidowej. A później również bariera białkowa stymulując pracę fibroblastów i syntezę kolagenu.
Peptydy
Przechodząc do aminokwasów zacznę od najmniejszej cegiełki – peptydów. Bo można tę cegiełki ze sobą odpowiednio połączyć, tworząc dwu-, tri-, tetra-, aż wreszcie polipeptyd, złożony z takich podjednostek aminokwasowych dowolnej ilości specjalnie dobranych. Dobranych specjalnie i połączonych wiązaniami peptydowymi w odpowiedni sposób. Tak, aby można było te peptydy nazywając odpowiednio zmodyfikowanymi wbudować w metabolizm. Mechanizm metabolizmu i fizjologiczny mechanizm, który w naszej skórze przecież na udziale tych peptydów i białek polega.
Peptydy – nowoczesne anti-aging
´- Peptydy nośnikowe – transportujące substancje aktywne w głąb skóry. Przyłączają się do innego składnika i ułatwiają mu przedostanie się do docelowego miejsca jego aktywności. Pierwsze peptydy, jakie wykorzystano najpierw w preparatach przyspieszających gojenie się ran, a później w kosmetykach odmładzających.
´- Peptydy sygnalizacyjne – stymulujące syntezę białek, czyli m.in. aktywność fibroblastów do produkcji włókien podporowych skóry, kolagenu i elastyny, przyczyniając się do spłycania zmarszczek i odmłodzenia skóry. Najpopularniejszym peptydem sygnalizacyjnym jest pentapeptydpalmitylu, który stymuluje produkcję kolagenu.
´- Peptydy neuroprzekaźnikowe – selektywnie rozkurczają i rozluźniają mięśnie odpowiadające za powstawanie zmarszczek mimicznych (działanie podobne do efektów zastosowania toksyny botulinowej). Peptydy neuroprzekaźnikowe przeciwdziałają ciągłym napięciom i naprężeniem skóry.
– ´Peptydy modulujące działanie enzymów – hamują działanie kluczowego enzymu w procesach metabolicznych. Uzyskuje się je najczęściej z wyciągów roślinnych (np. soja, ryż), bez sztucznej syntezy.
To też są albo wyciągi roślinne, albo synteza chemiczna, biosynteza, albo reakcje biotechnologiczne, które pozwalają nam tego typu peptydy z różnych grup otrzymać.
Jakie to peptydy mogą być?
Te oczywiście są znane; pokazuję te, które w kosmetykach są do zidentyfikowani. Mając na przykład w sekwencji aminokwasowej zestawionych kilka różnego rodzaju aminokwasów, możemy otrzymać konkretny związek.
Weźmy pod uwagę związek będący pochodną kwasu palmitynowego. To jest ten długi łańcuch, który oczywiście też z racji takiej modyfikacji struktury peptydowej będzie miał większe szanse, żeby stymulować podział i odnowę komórek skóry, poprawić jej gęstość, elastyczność, zmniejszyć głębokość zmarszczek.
Dlaczego? Bo właśnie będzie działał stymulująco – na produkcję elastyny, glikozaminoglikanów, w tym oczywiście słynnego kwasu hialuronowego, kolagenu, przyspieszał gojenie ran.
Czasem wymienia się też nazwę „peptydy IQ”, czyli tak zwane inteligentne, które są zdolne do połączeń różnego rodzaju na przykład resztami kwasów tłuszczowych. W tym palmitynowym, który będzie ułatwiał nie tyle działanie samego peptydu, bo i tak swoje zrobi, ale właśnie przechodzenie kompleksu przez naskórek i wnikanie skóry właściwej.
To jest ta modyfikacja struktury, która dla chemika jest też istotna w kontekście tego, że zanim cokolwiek chcemy zrobić, to trzeba oczywiście się na właściwą formę zdecydować. Na właściwe podłoże, a dopiero potem stosować odpowiednie związki biologicznie czynne czy też aktywne.
Cegiełki
Do takich jeszcze elementarnych związków, które potem można jako podstawowy budulec, cegiełkę wybudować w różnego rodzaju układy bardziej złożone peptydowe jest na przykład adenozyna. Stymulują produkcję kolagenu, elastyny w skórze, namnażanie fibroblastów, zapobieganie rozpadowi kolagenu w skórze. No i właśnie dlatego działa przeciwzmarszczkowo, regeneracyjne, ujędrniając koloryt, zwłaszcza w połączeniach, tak jak w enzymach. To są te metaloenzymy, czyli magnez, cynk, mangan, miedź, dodatki peptydów do tego oczywiście jak najbardziej zasadnie.
Tauryna jest kolejnym takim przykładem. Silny przeciwutleniacz, wspomaga produkcję kolagenu, przeciwdziała procesom starzenia i sprzyja regeneracji naskórka jak najbardziej. Również potwierdzone działanie w kosmetykach można znaleźć i zachęcam do rozważenia jego stosowania.
Heksylorezorcynol, czyli taki minimalnie zmodyfikowany łańcuch 6-węglowy; jako pochodna rezorcyny, bo to jest substancja biologicznie czynna. Ona ma głównie znaczenie w przypadku skóry, która wymaga rozjaśnienia, ale jest to czterokrotnie silniejsze działanie od hydrochinonu, bez ryzyka podrażnienia skóry.
To też jest ważne. Związek musi być bezpieczny, inaczej nikt nie pozwoli nam go zastosować. Nad tym czuwają oczywiście safety assessorzy. Hamowanie aktywności wręcz enzymu, jakim jest tyrozynaza, odpowiedzialna za powstawanie przebarwień. I to jest kluczowy składnik preparatów przeciwstarzeniowych i rozjaśniających.
Tetraizopalmitynian askorbylu wymieniam po to, żeby pokazać tę zmodyfikowaną strukturę. Doprowadzono do tego, że nie sam kwas askorbinowy – czyli nie sama witamina C w postaci odpowiedniego enancjomeru lewoskrętnej – ale też na przykład właśnie zmodyfikowana od razu wyjściowo aż czterema łańcuchami.
Wcześniej w peptydach też nic nowego nie wymyśliliśmy. To jest fragment łańcucha alkilowego. Taka więc lipofilowa witamina C doskonale się sprawdziła. Wysokie powinowactwo do bariery lipidowej naskórka to jest podstawa jej aktywnego działania. Pełni rolę co-faktora w produkcji kolagenu i wiele, wiele innych cech oczywiście można jej właśnie z racji tej modyfikacji struktury w postaci tetraizopalmitynianu przypisać.
Ja poszedłem jeszcze krok dalej. Teraz mamy kwas askorbinowy, mamy jego formę upochodnioną, ale na przykład mamy kompleksy kwasu L-askorbinowego z alantoiną. Połączenie wówczas będzie działo wybielającego, antyoksydacyjnie i przeciwstarzeniowo jako antyoksydanta samej witaminy C z działaniem tym, na którym nam zależy w kontekście kompleksu, do którego dołożyliśmy alantoinę. Czyli będzie łagodzenie, nawilżanie, aktywna synteza kolagenu.
Substancje aktywne z roślin
Nie sposób też nie odnieść się do tych substancji, które są składnikami aktywnymi, a które doskonale w kosmetykach nie tylko z racji trendu, jako natura się sprawdzają, ale występują w roślinach. Mogą to być najróżniejszego rodzaju ekstrakty od wodnych, poprzez glikolowy, na etanolowych, tych trwalszych kończąc, bo to jest proces ekstrakcji.
My możemy je pozyskać stosując całe części roślin, owoce, nasiona, kwiaty, korzenie, łodygi… Tak działa farmakognozja i my dzięki temu możemy również takie leki pochodzenia roślinnego skutecznie stosować w farmakoterapii. Tu też mamy duże szanse.
Wymieniłem tu kilka takich o działaniu typowo antyoksydacyjnym i przeciwstarzeniowym, czyli bogatych w aminokwasy, antocyjany, izoflawonoidy, koenzymy i tak dalej; od soi począwszy, poprzez ryż, winorośl, miłorząb, pojawia się awokado, na żeń-szeniu skończywszy.
Te ekstrakty mogą być najróżniejszego rodzaju.
Dzisiaj coraz bardziej wyszukanymi roślinami, badaniami zajmują się studenci chemii kosmetycznej na naszej uczelni, dyplomaci, którzy rozpoznając literaturę wyszukują coraz ciekawsze rośliny z coraz bardziej egzotycznych miejsc na świecie.
Do jakich należy chociażby cytryniec chiński – bogaty w związki polifenolowe. I ten ekstrakt ma potwierdzone w badaniach in vitro działanie ochronne na fibroblasty. Czyli zdolność do hamowania procesu melanogenezy jest wprost udowodniona. W związku z powyższym działanie anti-aging oczywiste.
Z wymienionych już przeze mnie mamy kwas α-liponowy; on bardzo dobrze przenika do skóry i warstw podskórnych. Proszę o tym pamiętać, bo będzie dzięki temu miał szansę – jak w badaniu randomizowanym wykazano – przez 12 tygodni zmniejszać na przykład szorstkość skóry w porównaniu do placebo. Jak najbardziej zasadne i poprawnie przeprowadzone badanie, redukcja plamek i bruzd następuje.
Z ciekawszych…
Ostatnio dużo się o tarczycy bajkalskiej mówi, więc ja ją też tutaj przywołuję. Bajkalina wykazuje działanie przeciwzapalne, przeciwbakteryjne, przeciwstarzeniowe i zdolność do stymulowania aktywności, skracanie telomerów. W związku z powyższym skoro stymulujemy aktywność telomerazy w fibroblastach tego enzymu, mamy zwiększenie liczby podziałów komórkowych z 50 do 55 cykli, co oczywiście przyspiesza regenerację komórek.
Z flawonoidowych – bardziej trochę wyszukanych niż podstawowe, większości znane – hesperydynę pozwoliłem sobie Państwu wymienić. Zwiększa aktywność witaminy C, chroni przed antyoksydantami oczywiście, więc mamy proces hamowania enzymu rozkładającego kwas hialuronowy, czyli hialuronidazy. Każdy enzym to jakaś …aza.
Algi
Odnośnie roślin też nie sposób się do nich nie odnieść jako cennego źródła składników aktywnych – czyli algi. A chcę przywołać je po to, żeby zwrócić uwagę na mechanizm związany z tak zwanym wzrostem ekspresji białka Klotho.
Białko to posiada aktywność beta-glukuronidazy i jest kofaktorem dla czynnika wzrostowego fibroblastów23 (FGF23). Zwierzęta pozbawione tego genu starzeją się przedwcześnie, z tego względu określany jest on mianem genu młodości, a jego aktywacja może wpływać na spowolnienie procesów starzeniowych.
Ekstrakty z różnych gatunków alg morskich: Spirulina, Ascophyllum Nodosum, Laminaria Digitata, Fucus Vesiculosus i Nori, które są źródłem cennych składników przeciwutleniających, detoksykujących, nawilżających i rewitalizujących są do państwa dyspozycji.
Kończąc…
należy pamiętać o paru rzeczach. Takie super anti-aging, gdyby ktoś sobie zamarzył produkty… Czasem studenci albo konsumenci wprost zadają pytanie technologom, chemikom: czemu nie zrobimy takiego kosmetyku, który miałby zawierać wszystkie te składniki w jednym? Być jakimś super anti-aging produktem, takim serum do pielęgnacji cery np. dojrzałej i hiperodmładzającym.
Pamiętajcie Państwo, że w chemii występują interakcje i reakcje chemiczne. Związki mogą ze sobą reagować. W farmakologii mówimy o interakcjach leków i doskonale Państwo wiecie, że pewnych leków ze sobą połączyć nie wolno.
To samo dotyczy innych związków chemicznych, bo to może być albo synergia, czyli współdziałanie. Albo też antagonizm, czyli znoszenie działania w wyniku zastosowania dwóch podobnych lub bardzo różnych związków na zasadzie jakiejś zwykłej reakcji chemicznej. W związku z powyższym musicie Państwo pamiętać, że taką synergię oczywiście możemy otrzymać i ją czymś spowodować, ale też należy te receptury odpowiednio później zoptymalizować.
Mam nadzieję, że przybliżyłem Państwu zagadnienia nie tylko samych kosmetyków przeciwstarzeniowych. Bo dzisiaj konsumenci nauczyli już się czytać etykiety i ich skład jest trochę bardziej znany, ale też składników aktywnych. Bo w nich tkwi klucz do sukcesu. Odpowiednie dobranie, odpowiedni wybór składników aktywnych – jak chociażby cytrynowiec chiński, bajkalina, innowacyjny kosmetyk wpisujący się w trend EKO natury… I oczywiście mający szansę aktywnego zadziałania.
