Substancje biologicznie czynne w kosmetykach

Pojecie to obejmuje również działanie fizyczne
lub fizykochemiczne

Wywołuje efekty „farmakologiczne” często nie jest to działanie bezpośrednie

Trzy typy aktywności

-związki wiążące się z określonymi receptorami

-związki aktywne na poziomie molekularnym nie wiążące się z receptorami biologicznymi

-substancje działające fizycznie lub fizykochemicznie

Badania aktywności substancji czynnych

• In vitro

  • hodowle komórkowe i tkankowe

  • wpływ na aktywność enzymów

• Możliwość uzyskiwania precyzyjnych,
  ilościowych wyników

• Możliwość optymalizacji metodami QSAR (Quantitative Structure-Activity Relationships )

• Nie uwzględnia biodostępności substancji

• Identyfikuje i wyznacza fizykochemiczne własności substancji - związek z ich aktywnością biologiczną

• Model matematyczny wiążący określone własności substancji z ich aktywnością

• Umożliwia przewidywanie aktywności nowych związków

• Odkrywa nowe własności jeśli nowy związek nie pasuje do równania.

Aktywnosc kosmetyczna

• Wynika z nałożenia dwóch efektów:

  • aktywności w stosunku do receptorów w skórze,
    czyli aktywności na poziomie molekularnym

    • struktura centrum aktywnego

    • czynniki steryczne (w układzie dynamicznym)

    • ewentualne interakcje

  • biodostępność (kinetyka wnikania i dystrybucji)

    • struktura chemiczna (polarność)

    • powinowactwo do protein i innych związków endogennych

    • podatność na reakcje enzymatyczne

    • stężenie w warstwie okluzyjnej

substancje czynne

• Najczęściej działanie wielokierunkowe

  • ochronne

  • regulujące i stymulujące

  • przeciwzapalne

  • proestrogenne

  • poprawiające stan naczyń krwionośnych

  • wpływające na pracę gruczołów łojowych

  • inne

• Główny kierunek działania jest czasem trudny do sprecyzowania

• Witaminy ich pochodne i prekursory (rozpuszczalne w wodzie i w tłuszczach)

• Karotenoidy

• Kwasy organiczne – hydroksykwasy
  (a-hydroksykwasy, b-hydroksykwasy)

• Flawonoidy

• Substancje wpływające na proces melanogenezy (hydrochinon, arbutyna)

Witaminy

• Najczęściej stosowane w kosmetykach

  • Retinol (witamina A) i jego pochodne,

  • Tokoferol (witamina E) i jego pochodne,

  • Witamina K (pochodne 2-metylonaftochinonu).

  • Witaminy z grupy B,

  • Niacyna (PP, kwas nikotynowy, amid kwasu nikotynowego),

  • Kwas askorbinowy (witamina C) i jego pochodne,

Wit E

• Związki lipofilowe, rozpuszczalne w substancjach tłuszczowych

• Nie rozpuszczalne w wodzie

• Dobrze wnikają w warstwę rogową i przechodzą do żywych warstw naskórka i skóry właściwej

• Kumulują się w lipidowych obszarach ciekłokrystalicznych

  • lipidach cementu międzykomórkowego

  • fosfolipidach błon komórkowych

• Działają w obszarach lipidowych i na granicy faz

• Budowa: pierścień chromanowy i łańcuch

  • nasycony trimetylotridecylowy (fitylowy) – tokoferole

  • trimetylotridecylowy nienasycony, z trzema wiązaniami podwójnymi (tokotrienole)

  • cztery tokoferole (α, β, γ i δ)

  • cztery tokotrienole (α, β, γ i δ)

  • każdy występuje w postaci ośmiu stereoizomerów

  • różnice w budowie pierścienia

• Najwyższa aktywność – D - α - tokoferol i jego pochodne (np. octan tokoferylu)

• W praktyce często stosowane są syntetyczne pochodne witaminy E (mieszanina racemiczna)

• Tokoferole

  • α-tokoferol (INCI Tocopherol)

• Estry tokoferolu

  • Octan (INCI Tocopheryl Acetate)

  • Linolan (INCI Tocopheryl Linoleate)

  • Nikotynian (INCI Tocopheryl Nicotinate)

• Tokotrienole (INCI Tocotrienols)

• Naturalny antyutleniacz

• Ma powinowactwo do rodników lipofilowych, szczególnie występujących w procesie utleniania lipidów

• Łatwo reaguje także z rodnikami hydrofilowymi

• Poszczególne substancje z tej grupy związków, mają różną aktywność biologiczną

• Działają przeciwstarzeniowe, przeciwpodrażnieniowe, przeciwzapalne, pośrednio wpływają na nawilżenie skóry

• Chronią lipidy cementu międzykomórkowego

  • zapobiegają posłonecznemu wysuszeniu skóry

• Chronią fosfolipidy błon komórkowych

  • zmniejszają podrażnienia posłoneczne

• Chronią ścianki naczyń włosowatych

  • zmniejszają teleangiektazje

• Hamują cyklooksygenazę

  • działają przeciwpodrażnieniowo i przeciwzapalnie

  • zmniejszają agregację płytek krwi

• Neutralizują rodniki biorące udział w uszkadzaniu kwasów nukleinowych

  • zapobiegają powstawaniu nowotworów

• Ograniczona szybkość przenikania przez stratum corneum

  • dwukrotne zwiększenie penetracji po zamknięciu
    w liposomach

  • zależność działania od stężenia w preparacie kosmetycznym

• Różnice w dystrybucji poszczególnych związków

  • octan tokoferylu wnika szybciej niż wolny tokoferol (?)

  • octan tokoferylu ma większe powinowactwo do struktur międzykomórkowych cementu s.c.

  • Stwierdzono, że tokotrienole mają silniejsze działanie antyutleniające niż tokoferole i witamina C (?)

Wit A Retinoidy

• Duża grupa substancji czynnych

• Szeroko stosowane w kosmetyce

  • Działają regulująco i stymulująco

• Dają bardzo wyraźne i wymierne efekty

• Mogą mieć działania uboczne

Dzialanie

• Przyspieszenie odnowy naskórka

• Regulacja keratynizacji

  • Przywrócenie prawidłowej grubości s.c.

  • Poprawa kolorytu

  • Zapobiega nadmiernej utracie wody

  • Poprawa nawilżania

• Regulacja melanogenezy

  • zmniejszenie przebarwień

• Działanie przeciwzmarszczkowe

• Zmniejszenie wydzielania sebum

• Dopuszczalne stężenie w kosmetykach ograniczone do 0,1%

• Wolny retinol jest nietrwały, niestabilny

• Rozwiązanie:

  • retinol zamknięty w wielowarstwowych liposomach lub innych nośnikach

  • Stosowanie pochodnych retinolu
    (octan, palmitynian, inne) –
    – mniej aktywne lecz bardziej trwałe

• Kosmetyki rynkowe – problem stabilizacji, stężenia „marketingowe”,

• Pochodne witaminy

• Niższa aktywność niż czystego retinolu

  • pochodne są prekursorem substancji aktywnej

  • do wystąpienia działania konieczne jest uwolnienie wolnego retinolu na drodze hydrolizy enzymatycznej

  • procesy hydrolizy zachodzą powoli
    (niska efektywność tych procesów)

  • część podanego retinolu dostępna w postaci aktywnej

Karotenoidy

• Prekursor witaminy A, źródło retinoidów

• Utlenianie karotenów powstaje aldehyd retinowy, będący prekursorem zarówno retinolu jak i kwasu retinowego

• Właściwości lipofilowe

  • rozpuszczalne w tłuszczach

  • doskonale wnikają w głąb stratum corneum

• Grupa bardzo wielu związków

• Witamina A powstaje tylko z karotenów

• Są doskonałymi inhibitorami wolnych rodników

  • rodnik karotenylowy jest bardzo stabilny

• Mają szczególne powinowactwo do rodników nadtlenkowych i liponadtlenkowych

• Neutralizują wolne rodniki i tlen singletowy

• Łatwo wnikają w warstwę rogową naskórka

• Nadają kosmetykom żółty lub pomarańczowy odcień

• W kosmetykach najczęściej stosowany jest pomarańczowy b-karoten

• Dodatkowo:

  • często stosowane jako doustny suplement diety

Wit K

• Wzmacnia naczynia krwionośne

• Zmniejsza przepuszczalność tych naczyń

• Poprawia mikrokrążenie skórne

• Zastosowanie:

  • Preparaty do cery naczyniowej

  • Podatnej na podskórne wylewy i siniaki

Wit C

• Kwas askorbinowy (INCI Ascorbic Acid)

• Substancja hydrofilowa, rozpuszcza się
  w wodzie, (logP = 0,02)

• Trudno wnika w głąb stratum corneum

• Działa w kompartmentach wodnych, oraz na granicy obszarów wodnych i lipidowych

• Działanie na skórę:

  • Umiarkowane działanie eksfoliacyjne

    • pośrednia stymulacja

  • Rozjaśnia koloryt cery

    • zmniejszeniem grubości warstwy rogowej

    • hamowanie aktywności tyrozynazy
      (wpływa na melanogenezę)

    • redukcja melaniny (działanie bezpośrednie)

• Najważniejsza funkcja fizjologiczna - regulacja biosyntezy kolagenu

  • hydroksylacja proliny i lizyny

  • kofaktor hydroksylazy prolinowej

• Działanie możliwe po przeniknięciu przez s.c.

• Aktywność przeciwrodnikowa

  • wysokie powinowactwo

    • do rodników hydrofilowych
      (hydroksylowych, tlenkowych, nadtlenkowych)

    • do tlenu singletowego

    • do rodników lipofilowych
      tokoferylowego i glutationowego (GS*)

• Ma zdolność redukowania rodnika tokoferylowego

• Proces zachodzi także na powierzchni błon komórkowych i mitochondrialnych

• Zmniejsza zużycie witaminy E

• Wolna witamina C:

  • jest niestabilna chemicznie – łatwo ulega rozkładowi w roztworach wodnych, zwłaszcza przy dostępie światła i w podwyższonej temperaturze

  • Jest hydrofilowa – nie wnika w naskórek

• W kosmetyce stosowane są bardziej trwałe
  i lipofilowe pochodne witaminy C

  • sól sodowa i magnezowa fosforanu askorbylu

  • Lipofilowe estry –
    np. palmitynian czy stearynian askorbylu

  • Liposomy z witaminą C

  • Estry witaminy C z NNKT

  • Dzialanie

• Złuszczające

• Rozjaśniające

• Przyśpiesza gojenie oparzeń
  (np. posłonecznych)

• Przeciwstarzeniowo

• Neutralizacja wolnych rodników

Niacyna

• Działanie:

  • Rozszerza naczynia krwionośne

  • Reguluje procesy odnowy naskórkowej

    • Ogranicza TEWL

  • Przeciwstarzeniowe

  • Przeciwpodrażnieniowe

Prowitamina B5

• Prowitamina B5,

• Substrat do syntezy CoA

• Substancja silnie higroskopijna

• Duże powinowactwo do keratyny

• Wnika w stratum corneum

• Działa silnie nawilżająco

• Działanie biologiczne

  • przyspiesza gojenie naskórka

Flawonoidy

• Substancje czynne pochodzenia roślinnego

• Grupa ok. 4500 związków

• Występują w różnych częściach roślin

• Najczęściej w formie glikozydów

• Słabo rozpuszczalne w wodzie

• Mało poznana grupa związków

• Podział w zależności od budowy pierścienia heterocyklicznego:

  • Flawony (apigenina, hesperetina)

  • Flawonony (naringenina, taksifolina)

  • Flawonole (kwercetyna, rutyna)

  • Flawanole (katechina, epikatechina)

  • Izoflawony (daidzeina, genisteina)

  • Antocyjany (cyjanidyna, malwidyna)

• Nadają barwę

• Substancje ochronne i ostrzegające

• Ochrona przed

  • Czynnikami zewnętrznymi

    • Drobnoustroje chorobotwórcze

    • Promieniowanie UV (naturalne filtry UV)

• Antyutleniacze

  • Ochrona tkanek, DNA nasion i substancji zapasowych

• Działanie:

  • Przeciwrodnikowe

  • Antyoksydacyjne

  • Estrogenne

  • Przeciwzapalne

  • Poprawiają mikrokrążenie w skórze

  • Antyseptyczne

  • Promieniochronne