Nawilżanie skóry i produkty nawilżające

Różne stany wody występujące w skórze

• Woda ulegająca migracji – zalicza się tu wodę w obrębie warstwy rogowej, należy dodać do niej wodę pochodzącą z nawodnienia warstw głębszych, związaną z hydrofilowymi koloidami przez słabe połączenia elektrostatyczne. Krąży i przechodzi przez różne warstwy naskórka.

• Woda nieulegająca migracji – ściśle związana z cząstkami biologicznymi

• Nawilżanie jest zjawiskiem złożonym

• Skóra właściwa zawiera proteoglikany, które zatrzymują duże ilości wody

• U niemowlęcia zawartość wody wynosi 80%, zmniejsza się z wiekiem, ale nieznacznie, jest jej 60% u osób starszych

• Zmarszczki powstają w wyniku zmiany struktury białek skóry właściwej niż w następstwie zmniejszania wody

Kinetyka przeznaskórkowa wody

• Woda w skórze właściwej stanowi rezerwę, przemieszczającą się na zewnątrz

• Gdy znajdzie się na powierzchni – odparowuje. Ustala się stały przepływ wody średnio 5 g wody/m²/na godzinę. Różni się w zależności od osoby:

• Od 8 do 10 g/m²/godzinę – skóra dobrze nawodniona

• W granicach 3 g/m²/godzinę – skóra jest niedostatecznie nawodniona i pojawia się sucha warstwa rogowa

Czynniki nawilżające

Poziom nawilżania jest uwarunkowany przez:

• Równowagę między dyfuzją a wyparowaniem

• Wartość przepływu

• Zdolność zatrzymywania wody przez warstwę rogową

• Jeśli nie mA równowagi między wyparowaniem a przepływem mówimy o wysuszeniu skóry

• Wzmożony przepływ wody chroni skórę przed wysuszeniem podczas gdy słaby – sprzyja wysuszeniu

Pojęcie utraty wody

• Przy przepływie 5g/m²/h utrata wody wynosi od 300 – 400 ml w ciągu doby. Jej ilość jest regularnie uzupełniana w wyniku mechanizmu dyfuzji, tak więc jej straty są regularnie kompensowane. Powinno się więc mówić o przepływie wody, a nie o jej utracie. Najczęściej mówi się o PIE (przeznaskórkowa utrata wody) lub o TEWL (transepidermal water lass)

• W niektórych stanach patologicznych kompensacja strat okazuje się niewystarczająca. Następuje naruszenie rezerwy wody skóry właściwej, z wyraźnymi zmianami wyglądu skóry (skóra obwisła)

• Np. obfite biegunki niemowlęce, nieprawidłowe leczenie moczopędne

Czynniki zewnętrzne

• Zimno, które powoduje spadek wydzielania łoju, co może prowadzić do wzrostu TEWL

• Wentylacja, która powoduje w istotny sposób wyparowywanie

• SPC – usuwają one płaszcz wodno lipidowy i część lipidów cementu międzykomórkowego, co powoduje wzrost przepuszczalności stratum corneum i ucieczkę wody

• Dermatozy, głównie łuszczyca. Zmiany przylegania korneocytów, co powoduje znaczący wzrost przepływu (20 do 30 g/m²/h)

Zatrzymywanie wody przez warstwę rogową

• Zdolność zatrzymywania wody przez warstwę rogową

• W efekcie nasila się gradient zawartość wody w warstwach naskórka, ponieważ wiadomo, że skóra właściwa zawiera 80% wody, a warstwa rogowa tylko 13%

• Wygląd skóry związany z zatrzymywaniem wody w warstwie rogowej i istnieją niewielkie możliwości odchyleń od tej średniej wartości

• Korneocyt jest bogaty w keratynę

• W jego otoczeniu znajdują się różnie substancje , zwłaszcza NMF (natural moisturisin factor – naturalny czynnik nawilżający), który stanowi mieszaninę substancji higroskopijnych, pozwalający korneocytom wiązać wodę

Skład NMF

• Wolne aminokwasy (40%), zwłaszcza serynę i cytrulinę

• Kwas pirolidowokarboksylowy lub kwas piroglutaminowy (PCA) (12%). Jest to substancja higroskopijna, która przechodzi z cyklizacji kwasu glutaminowego powstałego w wyniku rozkładu filagryny. Uwaga: u płodu filagryna pozostaje w stanie białkowym. Rozkład na aminokwasy następuje po urodzeniu, w środowisku tlenowym przy spadku wilgotności

• Mocznik (7%) – nie jest higroskopijny, ale modyfikuje strukturę chemiczną białek i osłabia miejsce wiązania wody. Nie działa bezpośrednio

• Mleczany (12%) są bardzo higroskopijne zatrzymują wodę w korneocytach

• Składniki mineralne (Cl, Na, K, Ca, Mg) (18%)

• Cukry (3,5%) fruktoza, glukoza, mannoza, galaktoza. Łączą się z białkami, tworzą obszary hydrofilowe.

• NMF pozwala zatrzymywać wodę, która przechodzi przez warstwę komórkową podczas dyfuzji

Aby zwiększyć nawilżenie skóry

• Spadek wyparowywania

• Wzrost zatrzymywania wody podczas jej przejścia przez warstwę rogową

Substancje nawilżające

• Błonotwórcze hydrofobowe

• Błonotwórcze hydrofilowe

• Substancje higroskopijne

• Składniki cementu międzykomórkowego

Hydrofobowe substancje błonotwórcze

• Substancje te zmniejszają odparowywanie wody przez efekt okluzyjny

• Mają charakter przeciwodwadniający

• W emulsjach W/O lub w produktach prawie bezwodnych

• W dużej ilości wykazują działanie ochronne

• Wzrost nieprzepuszczalności warstwy rogowej

• Węglowodory

• Wazelina – jest mieszaniną węglowodorów parafinowych (alkanów) z pogranicza stałego i ciekłego stanu skupienia w normalnych warunkach otoczenia – głównie są to dokozan i trikozan

• Olej wazelinowy – produkt głębokiej rafinacji kwasowej lekkich frakcji olejowych, zawiera węglowodory naftenowe

• Parafiny – mieszanina stałych alkanów (powyżej 15 atomów węgla) wydzielana z ciężkich frakcji o temperaturze wrzenia ponad 350^oC ropy naftowej, z frakcji smół wytlewnych z węgla brunatnego lub syntetycznie

• Ozokeryt – wosk ziemny

• Cerezyna – rafinowany wosk ziemny, używana do wyrobu świec, smarów, kremów, maści i jako materiał izolacyjny, chemicznie jest to mieszanina wyższych parafin

• Skwalen – składniki łoju, jest to węglowodór C₃₀

• Skwalan – nawodniona forma skwalenu

• Woski

• Wosk pszczeli – zwany żółtym , produkowany przez gruczoły woskowe, produkcja wosku zależy od jej wieku

• Wosk karnauba – jest naturalnym woskiem roślinnym pozyskiwanym z liści kopernicji, palmy Copernicia cerifera

• Wosk kandelila – jest oczyszczonym woskiem uzyskiwanym z liści wilczomlecza

• Estry WKT

• Syntetyczne substytuty wosków

• Woski mają silne właściwości okluzyjny

• Alkohole tłuszczowe

• Alkohol cetylowy, heksadekan–1- ol

• Alkohol stearynowy, oktadekan-1-ol

• Alkohol cetylostearylowy (jest to mieszanina)

• Płynne i syntetyczne estry kwasów tłuszczowych

• Mirystynian izopropylu – substancja zagęszczająca i natłuszczająca

• Palmitynian izopropylu – ester zmiękczający i ułatwiający zmieszanie składników komórkowych, stabilizuje

• Olej jojoba – ciekły wosk otrzymywany z nasion krzewu jojoba (Simmondsia cninensis, Buxus cninensis) w niskich temperaturach (poniżej 7^oC) może zastygać. Jest bardzo odporny na utlenianie i na ciepło (do 300^oC). Pochodzenie: Meksyk. Skład: palmitynian cetylu, skwalen, alkohole alifatyczne, fitosterole i bogaty w witaminę F

• Mogą tworzyć nieciągłe warstwy okluzyjne

• Silikony

• Hydrofobowe

• Używa się w produktach bezwodnych i w emulsjach

• Są mniej lub bardziej okluzyjne w zależności od typu

• Bezbarwne, bezwonne, obojętne chemicznie

• Odporne na działanie czynników atmosferycznych, O₂, H₂O, światła

• Mieszają się z surowcami tłuszczowymi m.in. olejami roślinnymi, estrami kwasów tłuszczowych, alkoholem cetylowym, masłem kakaowym

• Tworzą na powierzchni skóry film ochronny, nie utrudnia jej oddychania i jest odporny na zmywanie wodą

• Utworzony film pełni funkcje:

• Chroni skórę przed działaniem czynników zewnętrznych

• Zabezpiecza przed utratą wilgoci (zwiększa zawartość wody w warstwie rogowej, hamuje utratę tej wody w procesie fizjologicznego parowania)

• nie wpływają na zaburzenia gospodarki cieplnej organizmu

• są dobrymi protektorami skóry, nie powodują uczucia lepkości czy tłustości, bardzo dobre rozprowadzanie, łatwo dają się wcierać, wnikają w mieszki włosowe

• polepszają wnikanie substancji biologicznie aktywnych

• ze względu na małe napięcie powierzchniowe nie wywołują podrażnień

• zdolność tworzenia wodoodpornych warstewek, chroniących przy wykonywaniu tzw. ‘brudnych prac’

• ważne składniki wodoodpornych produktów promieniochronnych, wspomagają działanie filmów UV

• lepkość silikonów mało zmienia się wraz z temperaturą, preparaty zawierające silikony nadają się do stosowania w wysokich temperaturach

• w preparatach do pielęgnacji skóry

• działanie nawilżające, zmiękczające, wygładzające, ochronne

• brak uczucia lepkości i tłustości po zastosowaniu

• łatwiejsze rozprowadzanie

• zmniejszenie bielenia się kremów i logionów podczas ich rozprowadzania

• wodoodporność

Hydrofilowe substancje błonotwórcze

• maja dużą zdolność zatrzymywania wody

• zaliczamy do nich:

• makrocząsteczki biologicznie hydrofilowe

Makrocząsteczki biologiczne

• po odparowaniu wody pozostawiają na skórze ochronną warstwę

• są to zwłaszcza:

• kolagen – podstawowe białko strukturalne tkanki łącznej. Stanowi 25% wszystkich białek organicznych. Zbudowany z długich, spiralnych łańcuchów peptydowych, występuje 19 aminokwasów. Najważniejsze: prolina, arginina, lizyna, glicyna, hydroksyprolina, hydroksylizyna, ostatnie dwa nie występują w innych białkach

• kwas hialuronowy – glikozoaminoglikan (rodzaj polisacharydu), który występuje we wszystkich żywych organizmach i należy do najliczniejszej grupy związków mających identyczną budowę chemiczną u bakterii i u człowieka. Jest on wbrew nazwie biopolimerem a nie kwasem, w którym występują mery disacharydowe utworzone z kwasu D – glukuronowego i D – N – acetyloglukozoaminy. Kwas hialuronowy to związek, który wiąże wodę w naskórku. W skórze ludzkiej kwas ten jest składnikiem macierzy międzykomórkowej skóry właściwej.

• GAG (glikozoaminoglikany) – grupa związków chemicznych – polisacharydy, które są zbudowane z powtarzających się jednostek dwucukrowych, z których jedna reszta to zawsze aminocukier, a druga to kwas uronowy. Niemal wszystkie GAG zawierają dodatkowo grupę siarczanową. W połączeniu z białkami tworzą proteoglikany. GAG i proteoglikany stanowią elementy strukturalne organizmów żywych, mogą też pełnić rolę związków aktywnie biologicznych odpowiedzialnych za rozmaite reakcje.

• Chitozan – Poli (2 – deoksy – 2 – amino glukoza). Substancja organiczna, polisacharyd, pochodna chityny. Produkowany w procesie chemicznej deacetylizacji chityny. Z uwagi na swoje specyficzne właściwości, zwłaszcza chemiczne, molekularne, nadcząsteczkowe i biologiczne stanowi przykład polimeru o szerokim zastosowaniu. Mikrokrystaliczny chitozan charakteryzuje się szeregiem właściwości użytkowych:

• Wysoką wartością wskaźnika wtórnego pęcznienia

• Zdolnością do tworzenia błon polimerowych bezpośrednio z zawiesiny

• Wysoką adhezyjnością

• Kontrolowaną bioaktywnością

• Działaniem antybakteryjnym

• Biozgodnością

• Nietoksycznością

• Wysoką stabilnością w postaci zawiesiny

• Dobrą mieszalnością z szeregiem substancji, w tym polimerami

• Dużą reaktywnością chemiczną

Substancje hydrofilowe tworzące żele

• Substancje te spowalniają ucieczkę wody

• Karbopol – produkt polimeryzacji kwasu akrylowego CH₂=CH-COOH, sole karbopolu:

• Środki zagęszczające i dyspergujące (szampony, pasty do zębów)

• Stabilizatory emulsji, stosuje się je do wytwarzania żeli

• CMC (karboksymetyloceluloza)

• Sól sodowa karboksymetylowego eteru celulozy

• Biała lub kremowa

• Kłaczkowata, higroskopijna substancja

• Rozpuszczalna w wodzie z utworzeniem roztworu o dużej lepkości

• Obojętna fizjologicznie

• Spełnia różne funkcje w technologii postaci leku

• HEC (hydroksyetyloceluloza)

• Wytwarzana z celulozy, podstawowego polisacharydu wchodzącego w skład drzewa i roślin

• Stosowana głównie jako półsyntetyczny środek zagęszczający, jako wypełniacz, środek przeciwzbrylający i emulgator, konserwant

• Żel z aloesu – gęsta, przeźroczysta substancja, uzyskiwana z miąższu liścia aloesu (Aloe L.)

• Żele z galaktomannanów – polisacharydy zbudowane z mannozy i galaktozy, pochodzące z drzewa tara (Laesalipinia spinosa), rosnącego dziko w lasach Arabii, zwłaszcza w Peru w suchym klimacie w glebie piaszczystej i kamienistej

Niskocząsteczkowe substancje nawilżające

• Zapewniają efekt nawilżający lub higroskopijny

• Wiążą wodę w warstwie rogowej naskórka i na jej powierzchni

• Humektanty:

• Przede wszystkim alkoholowe wielowodorotlenowe:

• Gliceryna

• Sorbitol

• Gliceryna:

• Używana od dawna

• Jeden z najlepszych środków nawilżających

• Można ją stosować do preparatów w różnych proporcjach, np. Neutrogena do rąk zawiera około 36% gliceryny

• Poza właściwościami higroskopijnymi, gliceryna ma zdolność modyfikowania struktury lipidów międzykorneocytarnych, ułatwiając tworzenie warstw lamelarnych , zdolnych do wiązania wody

• Sorbitol:

• Forma handlowa jest 90% roztworem wodnym

• Podobnie jak gliceryna – silne działanie higroskopijne

• Składnik nawilżający

• Ma lepsze właściwości sensoryczne od gliceryny (gliceryna stosowana w wyższym stężeniu może dawać uczucie kleistości)

• NMF:

• Składniki NMF – stosowane osobno lub w mieszaninie

• Kwas pirolidowokarboksylowy (PCA)

• W formie soli sodowej lub potasowej

• Używany w stężeniu nie przekraczającym 2 – 3%

• Mleczan sodu lub amonu:

• 3 – 17%

• Mocznik:

• Nie jest higroskopijny, ale działając na struktury białkowe zwiększa zdolnośc do wiązania wody

• Mieszanina kwasu mlekowego i mocznika:

• 4 – 7%

• W mieszaninie tej kwas mlekowy stabilizuje mocznik i sam ma właściwości nawilżające

• Mieszaniny aminokwasów:

• Często łączone z cukrami

• Działają powierzchniowe

• Nawilżające

• Kompleksy nawilżające:

• To mieszaniny na ogół na bazie aminokwasów i cukrów z dodatkiem PCA i niekiedy humektantu

• Niekiedy stosuje się ‘syntetyczny NMF’

• Glikol propylenowy:

• To alkohol wielowodorotlenowy, który od dawna był uważany za środek nawilżający

• Jest zdolny do zmiany struktury części międzykomórkowego spoiwa lipidowego i zmniejszania w ten sposób spójności korneocytów, powodując wzrost przepuszczalności warstwy rogowej

• Jest używany jako enhancer (ang. Wzbogacać, poprawiać) przenikania i rozpuszczalnik ‘substancji aktywnych’

• W preparacie nawilżającym – w stężeniu dopuszczanym 1 – 5 %

• Nie stosuje się go w stężeniu przekraczającym 5% glikolu

Regulatory lipidowego cementu międzykomórkowego

• Stosowane w formach emulsji

• Prowadzi się obecnie badania nad fazą tłuszczową emulsji, starając się wybrać lipidy możliwie najbliższe składnikom cementu międzykomórkowego

• Ceramidy:

• Sfingolipidy złożone z połączenia nasyconego kwasu tłuszczowego i sfingozyny (alkohol aminowy)

• To lipidy polarne, których cechą szczególną jest układanie w warstwach lamelarnych w sposób identyczny do struktury błon komórkowych. Dlatego ich właściwości w powiązaniu ze szczególną budową pozwalają im łatwo wbudowywać się w struktury cementu międzykomórkowego

• Ceramidy używane jako substancje aktywne nie są pochodzenia zwierzęcego, ale roślinnego lub syntetycznego

• Fosfolipidy:

• Naturalnie występują w najgłębszych warstwach – ziarnistej, podstawnej, kolczystej zwane warstwą Malphigiego – żywą

• Inaczej fosfatydy lub fosfotłuszczowce to lipidy w których skład wchodzą:

• Glicerol

• Kwasy tłuszczowe

• Kwas fosforowy związany z zasadą azotową, np. choliną

• są one zastępowane przez lecytynę pochodzenia roślinnego, zwłaszcza lecytynę sojową

• oprócz właściwości typowych dla lipidów, wykazują właściwości emulgujące

• lanolina:

• wyciąg alkoholowy z łoju owczego

• jest pokrewna łojowi ludzkiemu i przez długi okres była jego najlepszym zamiennikiem

• stanowi mieszaninę estrów kwasów tłuszczowych ze sterolami (m.in. z cholesterolem)

• lanolina stosowana w farmacji (łac. Lanolinum FP VI, syn. Lanolinum anhydricum, Adeps Lanae anhydricus, Cera Lana) wysokiej jakości powinna charakteryzować się słabo wyczuwalną wonią i jasnożółtą barwą

• odchodzi się od niej coraz bardziej z powodu jej nieprzyjemnych właściwości sensorycznych i zastępuje się ją pochodnymi

• wielonienasycone kwasy tłuszczowe (WNNKT)

• są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania bariery

• kwas linolowy – kwas cis, cis – 9, 12 – oktadekadienowy; C₁₇H₃₁COOH; C₁₈H₃₂O₂

• kwas linolenowy (ALA) – C₁₈H₃₀O₂

• brak WNNKT – suchość i szorstkość skóry w wyniku zwiększenia jej przepuszczalności

• np. niektóre wrodzone rybie łuski z niedoborem WNNKT są leczone olejem słonecznikowym

• α – hydroksykwasy

• zawierają w cząsteczce zarówno grupy hydroksylowe (-OH), jak i karboksylowe (-COOH)

• kwasy α – hydroksylowe zwane też AHA lub owocowymi, to grupa kwasów organicznych występujących naturalnie w przyrodzie – w owocach, warzywach, trzcinie cukrowej i kwaśnym mleku

• można uzyskiwać je też stosując metody chemiczne lub biotechnologiczne

• w preparatach kosmetycznych stosuje się kwasy:

• mlekowy

• glikolowy

• jabłkowy

• cytrynowy i inne

• najlepszym połączeniem jest mieszanina: ceramidy + WNNKT + cholesterol -> tworzące mieszaninę bardzo zbliżonego do lipidów cementu międzykomórkowego

Podłoża

• podłoża (emulsje) w większości mają właściwości nawilżające, bo zawierają:

• lipofilowe i hydrofilowe składniki nawilżające, pozostające na powierzchni skóry (tworząc warstwę okluzyjną), lub wnikające w głąb stratum corneum (warstwy rogowej) i niżej położonych warstw skóry (wbudowując się w strukturę cementu międzykomórkowego, tym samym wzmacniając barierę naskórkową i hamując TEWL i wpływają na rozmaite procesy metaboliczne

• skuteczność działania preparatów nawilżających zależy od składu zawartości substancji nawilżających, a czas działania może wynosić od kilku do kilkunastu godzin

Woda w aerozolu

• nie jest produktem nawilżającym

• ma działanie odświeżające na skutek szybkiego wyparowywania, ale doprowadza jednocześnie do odparowania wody z warstwy rogowej, powodując niewielkie wysuszenie skóry

• może jednak dawać efekt nawilżający, jeżeli natychmiast po rozpyleniu zastosuje się tłusty preparat

Należy pić 1,5 – 2 litrów wody dziennie!