Lipidy - nowy 22.10.10.

Kwasy tłuszczowe i triacyloglicerole

Podział lipidów

Hydroliza lipidów

Funkcje biologiczne:

٭Materiał energetyczny
٭Budulec
٭Izolacja
٭Zadania specjalne

Lipidy to estry alkoholi i długołańcuchowych kwasów tłuszczowych

• R₁COOH+HOR₂→RCOOR₂+H₂O

Alkohole występujące w lipidach:

• glicerol - zawierający trzy g. hydroksylowe (-OH)

• sfingozyna - zawiera dwie g. -OH, g. aminową (-NH2) i jedno
  wiązanie nienasycone, czyli jest nienasyconym aminoalkohole (18C)

16 17 18

CH₃(CH₂)₁₂CH ═ CH - CH - CH - CH₂ OH

│ │

OH NH₂

Fosfolipidy - lipid zawierający reszty fosforową

• HO - CH₂CH₂N(CH₃)₃ Cholina to aminoalkohol

Podział lipidów

• Ulegające hydrolizie:

1. Triacyloglicerole → glicerol + 3 reszty acylowe

2. Woski → alkohol + 1 reszta acylowa

3. Fosfolipidy: fosfatydany (1 glicerol +1 reszta acylowa +1 fosforan); fosfatydy (1 glicerol +2 reszty acylowe +1 fosforan +1 aminoalkohol)

4. Sfingolipidy: glicerol zastąpiony sfingozyną

Sfingolipidy

• Fosfolipid - Sfingomielina - 1 sfingozyna+1 kwas tłuszczowy przy NH2 + fosfocholina

• Glikolipidy zawierają cukry

1. Cerebrozydy - 1 sfingozyna+1 kwas tłuszczowy +1 cukier

2. Gangliozydy - 1 sfingozyna+1 kwas tłuszczowy+ różne cukry m.in. Kwas acetyloneuraminowy

• Nie ulegające hydrolizie

Typ węglowodorów: alkany i karotenoidy

Alkohole lipidowe: długołańcuchowe alkohole, sterole cykliczne: cholesterol oraz steroidy (estradiol i testosteron)

Kwasy tłuszczowe

Eikozanoidy - pochodne kwasu arachidonowego

Inne lipidy

ogólnie definiuje się jako zawarte w komórkach cząsteczki nierozpuszczalne w wodzie, ale rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych.
Dwoma innymi pospolitymi rodzajem lipidów są steroidy i poliizopretonoidy. Oba rodzaje powstają z jednostek izoprenowych

Zadania specjalne lipidów

Steroidy, eikozanoidy oraz kilka metabolitów spośród fosfolipidów pełnią funkcję sygnalizacyjną

służą jako hormony, mediatory oraz drugie przekaźniki informacji

tworzą kotwice utrzymujące białka w błonie komórkowej

są koenzymami rekcji enzymatycznych np. wit. K

karotenoid - retinol, jako lipid wrażliwy na światło, odgrywa główną rolę w procesie widzenia

Podsumowanie funkcji biologicznej

Materiał energetyczny - β-oksydacja

Budulec błon - fosfolipidy. glikolipidy, cholesterol

Izolator - tłuszcze proste (obojętne) w tkance podskórnej oraz w różnych narządach (budulec tłuszczowy), służy do mechanicznej i termicznej izolacji

Zadania specjalne: funkcje sygnalizacyjne, służą również jako hormony, mediatory oraz drugie przekaźniki informacji

Biofarmaceutyczne aspekty kosmeceutyków stosowanych na skórę

KOSMECEUTYKI

Substancje czynne kosmeceutyków:

• retinoidy

• witaminy (B, C, E)

• alfa-hydroksykwasy (kwas glikolowy, mlekowy, jabłkowy)

• beta-hydroksykwasy (kwas salicylowy)

• roślinne środki jako kosmeceutyki (alantoina, aloes, żeńszeń, miłorząb japoński, jeżówka, czosnek pospolity)

• metale jako kosmeceutyki (miedź, selen, cynk)

• kosmeceutyki o działaniu nawilżającym (acyloceramid, cholesterol, kwas linolowy)

• antyoksydanty zawarte w pożywieniu

• endogenne czynniki wzrostowe jako kosmeceutyki

• peptydy i białka

Składniki lipidowe macierzy zewnątrzkomórkowej warstwy rogowej naskórka

Ceramidy: 45 - 50%

Cholesterol: 25%

Wolne kwasy tłuszczowe: 10 - 15%

Siarczan cholesterolu: 2%

Wśród lipidów macierzy zewnątrzkomórkowej warstwy rogowej nie występują fosfolipidy

Kosmeceutyki podawane na skórę mogą wywierać działanie miejscowe, a niekiedy nawet ogólne

Miejscem działania wprowadzonej substancji może być zewnętrzna powierzchnia skóry i warstwa rogowa naskórka (środki odkażające, antyseptyczne, keratolityczne)

względnie warstwy położone głębiej (środki miejscowo znieczulające, leki przeciwhistaminowe, antybiotyki).

Uzyskanie działanie ogólnego, jako cel podania substancji na skórę, jest rzadkie, ponieważ wchłanianie przez skórę jest niecałkowite

Niemniej stwierdzono dobre wchłanianie przez skórę:

• hormonów (progesteron, testosteron)

• glikokortykosteroidów i witamin (A, D, E, K, B1, B2, C)

• sulfonamidów

• niektórych alkaloidów (nikotyna, morfina, strychnina)

• nitroglicerynyRodzaje przenikania substancji leczniczej przez skórę

Rodzaje przenikania substancji leczniczej przez skórę

transdermalnie - przez komórki

transepidermalnie - między komórkami

transfolikularnie - przez gruczoły i mieszki włosowe

Drogi wnikania substancji czynnych kosmeceutyków przez naskórek

Droga intercelularna
(300 - 500μm)

Droga transcelularna
(20μm)

Adsorpcja - substancja biologicznie czynna pozostaje na powierzchni skóry

Penetracja - oznacza wnikanie substancji biologicznie czynnej do skóry właściwej, bez udziału systemu naczyniowego

Absorpcja - oznacza wchłanianie substancji leczniczej do krwioobiegu lub naczyń limfatycznych

Działanie kosmeceutyku przeznaczonego do podawania na skórę zależy od:

• właściwości fizykochemicznych substancji czynnych kosmeceutyków (rozpuszczalność, wielkość cząstek, polarność)

• właściwości i rodzaju podłoża       

• obecności substancji pomocniczych

• postaci w jakiej substancja nanoszona jest na skórę: proszek, roztwór, zawiesina, emulsja, maść, krem, żel

• stanu czynnościowego bariery naskórkowej oraz warunków na powierzchni skóry

• grubości warstwy rogowej naskórka oraz stanu jej nawilżenia w miejscu aplikacji

• wzajemnego oddziaływania kosmeceutyk-podłoże-skóra

Czynniki decydujące o przepuszczalności skóry dla substancji biologicznie czynnych:

• różnice osobnicze,

• typ skóry,

• anatomiczna lokalizacja skóry,

• wiek pacjenta,

• stan skóry, na który składają się zmiany chorobowe, uszkodzenia mechaniczne oraz jej stopień nawodnienia

Stan skóry:

Dla osób z nadmiernym wydzielaniem gruczołów łojowych i potowych właściwe są hydrożele, pudry płynne i inne podłoża hydrofilowe.

Dla osób, u których wydzielanie gruczołów łojowych i potowych jest minimalne odpowiednie są lipożele i emulsje W/O.

Dla osób, u których wydzielanie gruczołów łojowych i potowych jest minimalne odpowiednie są lipożele i emulsje W/O.

Etapem określającym szybkość wchłaniania jest

przechodzenie substancji przez warstwę rogową

Cechy dyfuzji prostej:

Zachodzi zgodnie z gradientem stężeń,

Małe cząsteczki dyfundują łatwiej niż duże,

Substancje o dużym współczynniku podziału O/W dyfundują łatwiej niż substancje trudno rozpuszczalne w tłuszczach

Substancje niezdysocjowane łatwiej przenikają przez poszczególne warstwy skóry, niż formy zdysocjowane

Współczynnik podziału

Parametrem określającym powinowactwo substancji do skóry
jest współczynnik podziału.

Jest to stosunek rozpuszczalności w warstwie rogowej do rozpuszczalności w podłożu, w jakim naniesiona jest substancja na skórę.

W powszechnym użyciu stosuje się logarytm współczynnika podziału oktanol/woda (log P). Wraz z rosnącą wartością logP (lipofilnością) zwiększa się szybkość wchłaniania przez skórę.

Substancje, których log P=1 lub 2, przenikają z maksymalną szybkością.

oznacza to:

że bardziej lipofilne związki przenikają łatwo przez warstwę rogową skóry, ale dalsza ich penetracja ograniczona jest obecnością hydrofilowych warstw komórek położonych niżej.

Podział maści wg FP VI w zależności od głębokości wnikania substancji leczniczych do skóry:

maści o działaniu powierzchniowym - substancje lecznicze pozostają na powierzchni naskórka

maści o działaniu głębokim - substancje lecznicze wnikają do głębszych warstw skóry właściwej

maści o działaniu ogólnym- substancje lecznicze dostają się do naczyń krwionośnych i krążenia ogólnego

Silikony

syntetyczne polimery krzemoorganiczne

Tenzydy

to syntetyczne związki mające właściwości powierzchniowo czynne, zdolne do zmniejszania napięcia na powierzchni kontaktu fazowego

Czynniki zwiększające przenikanie poprzez skórę:

• stosowanie środków keratolitycznych rozmiękczających warstwę rogową naskórka oraz powodujących jego złuszczanie (kwas salicylowy, boraks, zasady)

• zwiększona na powierzchni skóry temperatura (rozszerzenie naczyń krwionośnych. Stan taki można uzyskać doprowadzając do przekrwienia skóry, np. przy pomocy masażu)

• zwiększenie hydratacji skóry polepsza wchłanianie substancji dobrze rozpuszczalnych w wodzie

• stosowanie promotorów wchłaniania

Metody zwiększenia przenikalności warstwy rogowej

1. Chemiczne

Stosowanie liposomów, niosomów
Stosowanie tzw. promotorów wchłaniania

2. Fizyczne

Liposomy niosomy

Niosomy maja identyczna budowę jak liposomy, lecz zbudowane są ze związków powierzchniowo czynnych, otrzymywanych syntetycznie. Zaleta ich jest trwałość pod względem chemicznym. Wada: zbudowane są z substancji obcych dla organizmu. Preparaty niosomów po nałożeniu na skórę zachowują się analogicznie pod względem fizjologicznym, jak liposomowe.

Charakterystyczne cechy promotorów wchłaniania:

• pozbawione własnego działania farmakologicznego, nie drażniące, nie toksyczne, nie wywołujące uczuleń,

• działające szybko i długotrwale, przy czym efekt powinien być możliwy do przewidzenia,

• działające w sposób odwracalny (po sunięciu promotora skóra musi odzyskać funkcję bariery),

• nie ułatwiające przenikania przez skórę substancji
  z organizmu na zewnątrz,

• zgodne chemicznie i fizycznie z substancją leczniczą oraz
  z innymi składnikami leku.

Promotory wchłaniania:

• dimetylosulfotlenki (DMSO),

• jedno- i wielowodorotlenowe alkohole,

• alkany,

• kwasy tłuszczowe (kwas olejowy),

• estry, aminy i amidy (mocznik, pirolidon),

• terpeny,

• cyklodekstryny,

• tenzydy

Woda jako promotor wchłaniania

• Woda jest jednym z najbardziej efektywnych a
  zarazem najbezpieczniejszym promotorem
  wchłaniania. Nawodnienie warstwy rogowej
  przyspiesza wchłanianie większości leków.

• Cząsteczki wody oddziałują z grupami polarnymi
  lipidów warstwy rogowej zwiększając płynność
  warstw lipidowych

• Wzrost nawodnienia WR prowadzi do zwiększenia
  ruchliwości węglowodorowych łańcuchów lipidów
  warstwy rogowej

Etanol jako promotor wchłaniania

• Jest obecny w wielu preparatach stosowanych na skórę

• Po wniknięciu do warstwy rogowej zwiększa rozpuszczalność
  substancji czynnych kosmeceutyków w tej warstwie

• W większych stężeniach powoduje ekstrakcję lipidów z warstwy
  rogowej

• Zwiększa płynność lipidów warstwy rogowej

Interakcje promotorów wchłaniania z białkami warstwy rogowej:

• rozszczepienie wiązań siarczkowych,

• zmiany konformacji a-keratyny,

• wypieranie wody z wiązań z białkami,

• tworzenie konkurencyjnych kompleksów zapobiegających wiązaniu substancji penetrującej w warstwie naskórka.

Tenzydy - właściwości i zastosowanie

Mają zdolność zmniejszania napięcia powierzchniowego

Mogą spełniać rolę:

• substancji przeciwpiennych,

•  substancji zwilżających, np.: w zawiesinach i stałych postaciach leku,     

• emulgatorów dla emulsji typu o/w lub w/o,

• środków czyszczących (mydła, detergenty),

• solubilizatorów (pośredników rozpuszczalności),

• promotorów przejścia przezskórnego.

Zakres działania tenzydów zależy od stosunku ilościowego grup hydrofilowych i lipofilowych w ich cząsteczce

HLB Hydrophylic-Lipophylic Balance

1 - 9 charakter lipofilowy

10 zrównoważony stosunek grup hydro- do lipofilowych

11 - 20 charakter hydrofilowy

Podział tenzydów

• anionowo czynne, z kwaśną grupą hydrofilową (mydła, siarczany i sulfoniany alkilowe, detergenty)

• kationowo czynne, z zasadową grupą hydrofilową (lecytyna, żelatyna, proteiny)

• niejonogenne, niedysocjujące (alkohole; estry kwasów tłuszczowych z glikolami, glicerolem, cukrami; estry glikoli polioksyetylenowych)

---