Proteiny w kosmetykach - przyszłość kosmetologii
Po 25 roku życia następuje stopniowe pogorszenie stanu naszej skóry. Niekorzystne zmiany ulegają przyspieszeniu, jeśli np. poddajemy ciało nadmiernemu działaniu promieni słonecznych I choć opalenizna dodaje urody, trzeba pamiętać o jej następstwach: rogowaceniu naskórka i przesuszeniu skóry, a w konsekwencji - o przyspieszonym procesie jej starzenia i powstawaniu przedwczesnych zmarszczek. Proces ten można nieco spowolnić stosując kosmetyki zapewniające odpowiednie nawilżenie skóry oraz wzmacniając jej mechanizmy obronne.
Proteiny (białka) są klasycznymi substancjami czynnymi, stosowanymi do pielęgnacji. Już Kleopatra zażywała kąpieli w oślim mleku, mających zapewnić jej piękną, jedwabistą skórę. Proteiny od lat stosowano do wyrobu kosmetyków, ale dopiero w ostatnim trzydziestoleciu zyskały szczególną popularność. Białka proste zbudowane są z aminokwasów połączonych wiązaniami peptydowymi. Zainteresowanie tymi związkami wynika z faktu, iż są one podstawowymi składnikami wszystkich żywych organizmów.
Same aminokwasy są ponadto składnikiem NMF (natural moisturizing factor), czyli naturalnego czynnika nawilżającego, występującego w warstwie rogowej, którego zawartość wywiera wyraźny wpływ na wygląd i elastyczność naszej skóry. Większość protein stosowanych w preparatach kosmetycznych to produkty częściowej lub całkowitej hydrolizy białek naturalnych.
Układy te, w zależności od stopnia hydrolizy, różnią się między sobą zdolnością wchłaniania i zatrzymywania wody, własnościami filmotwórczymi i powinowactwem do keratyny naskórka, warunkującymi trwałość powstającego filmu. Zastosowanie w kosmetyce znalazły przede wszystkim białka strukturalne, wchodzące w skład skóry - kolagen, elastyna i keratyna. Często wykorzystywane są jednak również białka mleka, jedwabiu i niektóre proteiny roślinne (pszenica, soja, kukurydza, migdał).
Kolagen
Jednym z najbardziej znaczących, wysokocząsteczkowych białek używanych do celów kosmetycznych jest kolagen. Jest to białko zwierzęce, w tym także ludzkie, które jest podstawowym składnikiem włóknistej tkanki łącznej i materiałem budulcowym skóry. Kolagen w tkance łącznej występuje w połączeniu z innymi białkami strukturalnymi (elastyną) i mukoplisacharydami (kwas hialuronowy).
Struktura ta (znana jako proteoglikan) jest pewnego rodzaju szkieletem tkanki łącznej. Nadaje ona skórze odpowiednią elastyczność i napięcie, jak również podtrzymuje zewnętrzne warstwy skóry, spełniając równocześnie funkcję łącznika naskórka ze skórą właściwą. Oprócz własności podporowych proteoglikan odpowiedzialny jest za utrzymywanie na właściwym poziomie nawilżenia skóry. Ponieważ poszczególne jego składniki wykazują doskonałe własności higroskopijne, pełni on rolę rezerwuaru wody.
Kolagen jest biopolimerem wyróżniającym się nadzwyczajną zdolnością jej wiązania. Około 20 do 40% wody obecnej w organiźmie jest związane w skórze, przy czym główna jej część (70%) jest magazynowana właśnie przez to białko. Zjawisko starzenia się skóry to postępujące przekształcanie się kolagenu rozpuszczalnego do postaci nierozpuszczalnej oraz powstawanie form białka, posiadającego mniejszą zdolność do zatrzymywania wilgoci. Najbardziej widocznym objawem tych zmian jest powstawanie suchej, pomarszczonej skóry, która traci swoją sprężystość. Łatwo zaobserwować, że stopień hydratacji skóry u dzieci jest znacznie wyższy niż u ludzi starszych.
Badania potwierdzają, że preparaty kolagenowe mają zdolność przenikania w głąb naskórka, szczególnie gdy podawane są w postaci liposomalnej, gdzie działają jako środek wiążący wodę. Ponadto mogą przenikać one głębiej do skóry właściwej i wiązać się tam z innymi elementami jej struktury, przede wszystkim z nierozpuszczalnymi frakcjami włóknistych białek, by w istotny sposób wpłynąć na zatrzymywanie wilgoci w przestrzeniach międzykomórkowych skóry właściwej. Za najcenniejszy dla kosmetyki uważa się kolagen III, znany również jako kolagen natywny lub tropokolagen, będący rozpuszczalną w wodzie frakcją kolagenu tkanki łącznej bardzo młodych cieląt. Kolagen jest doskonałym środkiem filmotwórczym, przewyższającym pod tym względem inne typowe hydrolizaty. Charakteryzuje się on doskonałymi własnościami błonotwórczymi, a jego roztwory nie są przy tym lepkie.
Elastyna
Innym ważnym białkiem naturalnym często stosowanym w kosmetyce jest elastyna, będąca wraz z kolagenem podstawowym składnikiem włóknistej tkanki łącznej. Białko to dzięki ciągliwości i sprężystości swoich włókien zapewnia skórze pożądaną elastyczność. Elastyna jest najdoskonalszym biologicznym elastomerem. Jest ona jednak produkowana przez organizm tylko do 25 roku życia. Całkowicie zanika w wieku 40-45 lat. Fizjologiczny proces starzenia skóry związany jest, jak już wcześniej tu wspomniano, z przemianą kolagenu rozpuszczalnego do formy nierozpuszczalnej, ale także z zanikiem wytwarzania przez organizm elastyny.
Fizjologicznego procesu starzenia skóry nie można zahamować, ale przez zastosowanie odpowiednich preparatów kosmetycznych zawierających kolagen i elastynę można uzyskać określone efekty kosmetyczne. Na podstawie badań potwierdzono możliwość stosowania tych białek w preparatach kosmetycznych (mle-czka, kremy) o szerokim spektrum działania, zarówno do pielęgnacji twarzy jak i całego ciała. Szczególnie są one polecane do pielęgnacji skóry zwiotczałej, wysuszonej. Przyczyniają się do utrzymania sprężystości oraz poprawienia elastyczności skóry w przypadku zmian degeneracyjnych, towarzyszących przede wszystkim powstawaniu zmarszczek. Na naszym rynku istnieje także wiele preparatów specjalistycznych np. do pielęgnacji biustu.
Najczęściej zawierają one właśnie kolagen i elastynę. Bardzo ważną cechą preparatów proteinowych jest fakt, że związki te ze względu na swoje amfoteryczne własności stanowią barierę ochronną dla skóry i włosów przed anionowymi związkami powierzchniowo czynnymi (ZPC), które są podstawowymi składnikami większości szamponów i środków myjących. Hydrolizaty protein są zdolne do wzajemnego oddziaływania z tymi środkami. Anionowa część środka powierzchniowo czynnego oddziaływuje na boczny łańcuch proteiny. Skóra i włosy nie są więc w bezpośrednim kontakcie z związkiem powierzchniowo czynnym, lecz sąsiadują z kompleksem tego ostatniego z proteiną. W następstwie tego grupa środka powierzchniowo czynnego jest osłonięta przez hydrolizat proteinowy, a jego potencjał drażniący jest w widoczny sposób obniżony. Jednocześnie skompleksowane w ten sposób detergenty stają się bardziej biozgodne, tracą zdolność nadmiernego odłuszczania skóry, nie zmieniając przy tym swojej aktywności powierzchniowej odpowiadającej za działanie myjące. Dlatego też stosuje się je powszechnie jako dodatki do delikatnych szamponów i środków myjących.
Keratyna
Kolejnym białkiem, często stosowanym w preparatach kosmetycznych, jest keratyna. Jeden z pierwszych wyrobów zawierających tę proteinę wprowadzono z powodzeniem na rynek, deklarując go pierwotnie jako środek na porost włosów, a następnie jako preparat pogrubiający je i zmiękczający ich dotyk. Keratyna znalazła zastosowanie głównie właśnie w: szamponach, płynach kondycjonujących, środkach do trwałej ondulacji, farbach do włosów. Wykorzystywana jest tam jako substancja chroniąca włosy przed uszkodzeniami oraz działająca wzmacniająco. Liczne próby, praktycznie poparte badaniami, wykazały, że preparaty uzyskane z wysokocząsteczkowej keratyny wykazują trwały efekt kondycjonujący w stosunku do włókna włosowego.
Jedwab i mleko
Proteiny uzyskane z jedwabiu czy mleka zaliczane są do klasy białek "obcych" dla ciała ludzkiego, jednak ze względu na swe własności, często stosowane są w preparatach kosmetycznych. Proteiny jedwabiu znajdują zastosowanie w całej gamie kosmetyków zarówno do pielęgnacji skóry, jak i włosów, gdzie wykorzystuje się ich własności nawilżające jak i wygładzające. Materiałem o dużej wartości biologicznej, którą można wykorzystać w kosmetyce jest także mleko. Oprócz wysokowartościowych białek zawierających większość niezbędnych aminokwasów jest także źródłem kwasów tłuszczowych, w tym także tzw. niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT), określanych czasami mianem witaminy F.
Ponadto znajduje się w nim cała gama witamin i to zarówno rozpuszczalnych w tłuszczach (A, D, E) jak i rozpuszczalnych w wodzie (B1, B2, B6, B12, PP, C). Próby stosowania mleka w kosmetyce są ciągle powtarzane. Biorąc pod uwagę zwrotną resorbcję substancji pochodzących z przemiany materii naskórka, do których należą również aminokwasy, podjęto próby stosowania hydrolizatów białkowych w kremach i płynach kosmetycznych. Włączono je zarówno do preparatów typowo odżywczych jak i nawilżających. Również proteiny roślinne mogą być uważane za "nienaturalne" dla potrzeb kosmetycznych, gdyż są one obce dla ciała ludzkiego.
Wydaje się jednak, że w przyszłości proteiny te będą odgrywały znaczącą rolę w przemyśle kosmetycznym. W sposób wyraźny bowiem powstaje coraz większe zainteresowanie produktami przedstawianymi jako "ekologiczne", co w konsekwencji prowadzi właśnie do zwiększonego popytu na proteiny pochodzenia roślinnego. Ponieważ białka, niezależnie od źródła pochodzenia, składają się z aminokwasów połączonych wiązaniami peptydowymi, można założyć, że nie powinno być zasadniczych różnic pomiędzy proteinami pochodzenia zwierzęcego czy roślinnego, a więc własności białek o podobnym ciężarze cząsteczkowym i składzie chemicznym powinny być porównywalne. Badania potwierdziły, że proteiny roślinne charakteryzują się substantywnością podobną do protein zwierzęcych, szczególnie przy niskich stężeniach. Proteiny pochodzenia roślinnego są porównywalne ze swoimi odpowiednikami zwierzęcymi, szczególnie w zakresie substantywności do włosów. Obecnie na rynku występuje szereg niskocząsteczkowych, rozpuszczalnych w wodzie hydrolizatów protein z pszenicy, które są bardzo konkurencyjne w stosunku do hydrolizatów kolagenu.
Stwierdzono także, że zdolność nawilżania aminokwasów kolagenowych i aminokwasów kukurydzy jest identyczna. Można wnioskować więc, że aminokwasy roślinne mogą być stosowane jako alternatywne w stosunku do mieszanin aminokwasów pochodzenia zwierzęcego. Opracowano również metody otrzymywania rozpuszczalnych protein z pszenicy o wysokim ciężarze cząsteczkowym. Preparaty te posiadają doskonałe własności błonotwórcze. W pielęgnacji skóry mogą być porównywane z rozpuszczalnym kolagenem, a w pielęgnacji włosów z niektórymi preparatami keratynowymi.