Wskaż Lidera Polskiej Chemii













Logo Chemical Online

Pentapeptydy – nowe(?) składniki receptur kosmetycznych

07.01.2008 20:26:28

Znajomość zachodzących w skórze procesów pozwala na świadome poszukiwanie nowych substancji biologicznie aktywnych, które mogą w widoczny sposób opóźnić te niekorzystne zmiany. Coraz częściej w recepturach kosmetycznych wykorzystywane są także substancje używane od dawna, jednak teraz stosowane w nowych, bardziej aktywnych formułach.

Na proces starzenia skóry istotny wpływ wywierają czynniki wewnętrzne- endogenne,. Wraz z wiekiem zahamowaniu ulegają bowiem mechanizmy regulujące jej naturalne procesy metaboliczne. W naskórku następuje stopniowy zanik błony podstawnej, spowolnieniu ulegają podziały komórkowe. Zakłóceniu ulega proces jego keratynizacji. W skórze właściwej zmiany te dotyczą głównie syntezy jej podstawowych białek strukturalnych: kolagenu i elastyny. W efekcie obserwuje się zmniejszenie spójności między połączeniami skórno-naskórkowymi, osłabienie sprężystości i elastyczności skóry, powstawanie zmarszczek. Bardzo często proces starzenia bywa przyspieszany poprzez działanie szkodliwych czynników zewnętrznych, związanych z rosnącym skażeniem środowiska, które szczególnie dotyka duże aglomeracje miejskie.
Znajomość zachodzących w skórze procesów pozwala na świadome poszukiwanie nowych substancji biologicznie aktywnych, które mogą w widoczny sposób opóźnić te niekorzystne zmiany. Coraz częściej w recepturach kosmetycznych wykorzystywane są także substancje używane od dawna, jednak teraz stosowane w nowych, bardziej aktywnych formułach.

Peptydy w kosmetykach
Do grupy takich surowców należą między innymi, peptydy, których podstawowymi elementami strukturalnymi są aminokwasy. W produktach naturalnych to tzw. alfa- układy, w których grupa aminowa położona jest przy atomie węgla bezpośrednio sąsiadującym z grupą karboksylową.
Aminokwasy, których ciężar cząsteczkowy waha się od 100 do 150, wykazują silne właściwości higroskopijne. Są one składnikami naturalnego czynnika nawilżającego skóry tzw. NMF-u (Natural Moisturizing Factor), występującego w warstwie rogowej naskórka. Jego zawartość w istotny sposób wpływa na prawidłowe nawilżenie i elastyczność skóry. Związki te nie tylko same nawilżają, ale także zwiększają działanie nawilżające innych składników NMF-u.
Aminokwasy łącząc się ze sobą, tworzą tzw. wiązania peptydowe –CO-NH-. W zależności od długości łańcucha mówimy o oligopeptydach, których cząsteczki zawierają do 10 aminokwasów lub polipeptydach, gdy jest ich więcej. Często pojedynczy łańcuch białka składa się nawet z kilkuset reszt aminokwasowych, a jego cząsteczka może być zbudowana z kilku takich jednostek. Istotną rolę w strukturze białka odgrywa jednak nie tylko wielkość, ale także rodzaj pojawiających się w jego łańcuchach aminokwasów. Ważna jest także kolejność ich występowania określana mianem sekwencji aminokwasów. Wzajemne ułożenie tych związków w łańcuchu peptydowym określa właściwości, a zatem możliwości wykorzystania danego układu.

Zainteresowanie surowcami peptydowymi wynika z faktu, iż stanowią one istotne elementy strukturalne wszystkich żywych organizmów. Surowce tego segmentu charakteryzują się dużą funkcjonalnością i to zarówno w stosunku do skóry i włosów, jak i samych produktów kosmetycznych, do których są one wprowadzane. Właściwości te obejmują takie aspekty jak: zdolność tworzenia żeli, wiązanie wilgoci, oddziaływanie na teksturę tkanki, tworzenie błonek na stosowanych powierzchniach, zwiększanie adhezji, poprawienie cech dermatologicznych preparatu. Z punktu widzenia kosmetycznego są to układy stabilne, przyjazne skórze, praktycznie nie powodujące podrażnień, ani uczuleń.

Przez długi okres czasu najchętniej wykorzystywaną grupę tego segmentu stanowiły związki o ciężarze cząsteczkowym od 1000 do 10 000. Surowce te, podobnie jak wysoko cząsteczkowe proteiny, charakteryzują się bowiem zdolnością do tworzenia błonek, zachowując przy tym właściwości higroskopijne, charakterystyczne dla aminokwasów.
Prowadzone badania udowodniły, że określona grupa peptydów, oprócz dotychczas przypisywanych im właściwości, może wykazywać także inną, wyraźnie zaznaczoną aktywność biologiczną. Związki te, zawarte w komórkach żywych organizmów, w wielu przypadkach stanowią swoisty rodzaj przekaźników informacji, wpływających na ich specyficzną aktywność. Stymulują one między innymi proliferację komórek, oraz przyspieszają syntezę podstawowych składników strukturalnych zewnątrzkomórkowej macierzy. Mogą pełnić także rolę nośników mających zdolność przenoszenia różnorodnych substancji w głąb skóry.
Proces pozyskiwania peptydów związany jest z degradacją długich łańcuchów białkowych na fragmenty o określonej ilości i sekwencji aminokwasów. Tak uzyskane surowce zapewniają wybiórcze pobudzanie określonych procesów komórkowych. Aktywność biologiczna wykorzystywanych w preparatach kosmetycznych peptydów najczęściej związana jest z ich działaniem rozkurczającym, stymulującym, transportującym.

Od układów profesjonalnych do kosmetyków ogólnie dostępnych
Związki te przez długi okres czasu stosowane były głównie w kosmetykach profesjonalnych sprzedawanych w gabinetach kosmetycznych i dermatologicznych. Obecnie coraz częściej można je także znaleźć pośród składników ogólnie dostępnych wyrobów pielęgnacyjnych. Ważnymi przedstawicielami tego segmentu związków są układy o działaniu rozkurczającym. Zainteresowanie nimi związane jest z powodu coraz częściej identyfikowanego zjawiska tzw. miostarzenia, pod pojęciem którego rozumiemy tworzenie zmarszczek mimicznych. Proces ich powstawania ściśle łączy się z powtarzającymi się ruchami mięśni związanymi z wyrażaniem określonych emocji np. śmiechu. Pod ich wpływem, powstaje impuls, który docierając do włókna nerwowego powoduje wydzielanie acetylocholiny. Przyłączenie jej do swoistych receptorów wywiera istotny wpływ między innymi na przepuszczalność błon komórkowych dla jonów Na, Ca, K, a to z kolei na ich potencjał czynnościowy. Wszystkie te czynniki przekładają się na skurcz komórki mięśniowej, który często powtarzany sprzyja tworzeniu zarówno poziomych jak i poprzecznych bruzd w okolicach oczu, czoła i ust. Zmarszczki mimiczne tworzą się niezależnie od wieku i mogą stać się widoczne dużo wcześniej niż wskazywałby na to metryka. Dla wielu osób stanowi to duży dyskomfort, tym bardziej, iż stanowią one podwalinę trwałych zmian w wyglądzie skóry, które bardzo szybko się pogłębiają. W literaturze można znaleźć liczne przekazy dotyczące związków zapobiegających tego typu zjawisku, brak natomiast szczegółowych informacji na temat ich składu chemicznego.

Zaczęło się od botuliny
Jednym z rozwiązań problemu zmarszczek mimicznych stała się swego czasu toksyna botulinowa typu A. Układ ten to neurotoksyna wytwarzana przez beztlenową bakterię Gram (+) - Clostridium botulinum, odpowiedzialną za zatrucia jadem kiełbasianym. Jest to kompleks proteinowy, którego działanie związane jest właśnie z ograniczeniem wydzielania acetylocholiny wywierającej istotny wpływ na połączenia nerwowo-mięśniowe. Botulina początkowo stosowana była w leczeniu zeza. Wykorzystanie tego środka do celów kosmetycznych datuje się na lata osiemdziesiąte ubiegłego wieku, kiedy to kanadyjscy okuliści zauważyli, że ubocznym skutkiem jej działania jest znaczna redukcja tworzących się zmarszczek wokół oczu. Wstrzyknięcie botuliny pod skórę hamuje przekazywanie impulsów nerwowych do włókien mięśniowych, które nie mogąc się kurczyć, ograniczają funkcje zarówno mięśni dynamicznych związanych z mimiką twarzy jak i mięśni poprzecznie prążkowanych w jej obrębie. Układ ten w odległości kilku centymetrów od miejsca aplikacji powoduje całkowite ich rozluźnienie. Efektem tego działania jest znaczne zmniejszenie zmarszczek na twarzy.
Botulina ze względu na swoją toksyczność oraz brak zdolności przenikania przez skórę, nie może być jednak stosowana w typowych preparatach pielęgnacyjnych. Z tego też powodu przemysł kosmetyczny zaczął poszukiwać substancji, które działałaby w sposób analogiczny do botuliny. Związki te powinny jednak charakteryzować się dobrą zdolnością penetracyjną, nie niosąc przy tym zagrożeń wynikających z możliwości ich przedawkowania.

Jedną ze efektywniejszych metod zapobiegania zmarszczkom mimicznym, może być czasowe ograniczenie przewodnictwa mięśniowo-ruchowego w skórze. Biorąc pod uwagę, iż w funkcjonowaniu przekaźnika nerwowego istotną rolę odgrywa kompleks proteinowy, ważnymi surowcami, dzięki którym możemy uzyskać tego typu efekt mogą stać się odpowiednio dobrane peptydy. Na szczególną uwagę zasługują związki, których działanie związane jest ze zdolnością blokowania w skórze receptorów wpływających na przepuszczalność jonów sodu, a tym samym ograniczające przepływ impulsów z komórek nerwowych. Ze względu na swoje działanie układy te często określane bywają mianem neuropeptydów.
Jednym z pierwszych przedstawicieli związków o działaniu rozkurczającym była tzw. pseudobotulina, której nazwa kojarzona jest z osiąganym efektem analogicznym do jej pierwowzoru. Surowiec ten wprowadzany do kremu i aplikowany na skórę dociera do jej głębszych warstw, gdzie hamuje przekazywanie impulsów nerwowych do mięśni zapobiegając ich skurczom. Powoduje to ich rozluźnienie i odprężenie, co prowadzi do wygładzenia zmarszczek mimicznych. Aktywność tego układu może być porównywana z iniekcją podskórną toksyny botulinowej, w efekcie której następuje natychmiastowe, widoczne wygładzenie zmarszczek. Działanie pseudobotuliny przynosi pozytywne efekty szczególnie w przypadku tzw. kurzych łapek czy też bruzd na czole. Podczas miesięcznej aplikacji kremu zawierającego w składzie recepturalnym pseudobotulinę obserwuje się ponad 20% spłycenie głębokości zmarszczek.

Kolejnym ważnym surowcem kosmetycznym, chętnie wykorzystywanym w preparatach pielęgnacyjnych jest naturalny kompleks oligopeptydów pozyskiwany z rosnącego w Afryce Centralnej, Indiach, Malezji, na Filipinach tropikalnego krzewu Abelmoschus (Hibiscus esculentus). W Afryce mąka i mleko wytwarzane z jego nasion, ze względu na dużą zawartość lipidów i białek, traktowane są jako suplement diety. Surowiec peptydowy stosowany do celów kosmetycznych otrzymany na drodze biotransformacji białek pozyskanych z nasion krzewu Abelmoschus stanowi mieszaninę nisko cząsteczkowych oligopeptydów. Jego ciężar cząsteczkowy, który średnio wynosi około 262 Da, zapewnia optymalną dostępność biologiczną surowca. W badaniach in vitro, wykazano, że kompleks ten działa wielokierunkowo. Nie tylko efektywnie hamuje on skurczu mięśni zapobiegając powstawaniu zmarszczek mimicznych, ale także wykazuje silne właściwości antyoksydacyjne. Z tego też powodu chroni on komórki i makroelementy skóry przed działaniem stresu oksydacyjnego, opóźniając proces ich starzenia.

Ważną rolę w preparatach kosmetycznych odgrywają także acylowane pochodne peptydów pozyskanych na drodze hydrolizy białek, między innymi soi i jedwabiu. Do układów, które mogą blokować system przekaźników nerwowych zalicza się między innymi acetyloheksapeptyd-3 i acetyloglutamylo heptapeptyd-1. Układy te tłumiąc skurcz mięśni, zapobiegają tworzeniu się bruzd i zmarszczek.

Co prawda wpływ peptydów rozkurczających nie jest tak spektakularny jak działanie botuliny, jednak systematyczne używanie kosmetyków zawierających je w układzie recepturalnym, może zapewnić dobre efekty kosmetyczne. Zaletą kosmetyków recepturowanych na ich bazie jest duża funkcjonalność. Ze względu na obecne w nich peptydy działają one bowiem wygładzająco, nawilżająco, ochronnie. Nie dziwi zatem fakt, że pochodne te coraz chętniej wykorzystywane są w preparatach do pielęgnacji skóry przeznaczonych zarówno dla osób młodych, jak i w starszym wieku.

Kolejną, grupę peptydów, stanowią układy o działaniu stymulującym. Zaliczamy do niej związki o różnej ilości atomów węgla: dipeptydy, tetrapeptydy, pentapeptydy, heksapeptydy, których wspólną cechą jest to, iż opóźniają proces starzenia skóry poprzez pobudzanie jej naturalnych procesów fizjologicznych. Układy te wywierają istotny wpływ na działanie fibroblastów – komórek skóry właściwej, odpowiadających za syntezę wielu składników niezbędnych do jej prawidłowego funkcjonowania. Jest to o tyle istotne, iż z wiekiem ich aktywność maleje, co prowadzi między innymi do ograniczenia syntezy białek podporowych, a w konsekwencji utratę jędrności skóry, a także powstawanie zmarszczek.

Ważną rolę w preparatach kosmetycznych odgrywają dwupeptydy, które cechuje zdolność łączenia się z receptorami fibroblastów i stymulacji syntezy kolagenu, elastyny, fibronektyn, kwasu hialuronowego. Układy te działając synergicznie z innymi składnikami aktywnymi receptur kosmetycznych wpływają na poprawę naturalnej zdolności skóry do odbudowy wewnętrznych wiązań strukturalnych. Przywracają one skórze elastyczność i sprężystość. Są także przydatne w przypadku pojawiających się plam barwnikowych, ponieważ rozjaśniają i wyrównują jej koloryt.
Efektywnymi układami tej grupy surowców stały się także pentapeptydy. Przez długi okres czasu ograniczeniem w ich stosowaniu w kosmetykach była znikoma zdolność penetracji przez barierę warstwy rogowej naskórka. Defekt ten jednak został zniwelowany poprzez przyłączanie do struktury peptydu łańcucha tłuszczowego, którego obecność w znaczący sposób poprawia właściwości penetracyjne związku. Otrzymane lipo-pochodne stosunkowo łatwo pokonują barierę warstwy rogowej docierając do miejsc, gdzie można efektywnie wykorzystać ich właściwości biologiczne.
Jednym z nielicznych układów, dla którego podana jest sekwencja aminokwasów jest palmitoilo-pentapeptyd w skład którego wchodzą lizyna (Lys), treonina (Thr) i seryna (Ser). Struktura tego surowca modyfikowana jest poprzez przyłączenie do pierwszego aminokwasu łańcucha peptydowego cząsteczki kwasu palmitynowego (Pal). Jego sekwencję można zatem skrótowo przedstawić za pomocą następującego zapisu: Pal-Lys-Thr-Thr-Lys-Ser.

Prowadzone badania potwierdziły, że palmitoilo-pentapeptyd cechuje zdolność pobudzania fibroblastów. Jego miejscowa aplikacja powoduje efekty kosmetyczne porównywalne do osiąganych przy zewnętrznym stosowaniu czynników o udowodnionym działaniu odmładzającym takich jak na przykład jak aktywne formy witamin A czy C. Jednak w odróżnieniu od nich stosowaniu pentapeptydów nie towarzyszą niekorzystne efekty uboczne, takie jak rumień czy też działanie drażniące.
I tak na przykład po aplikacji zewnętrznej pentapeptydów zaobserwowano zwiększoną syntezę w tkankach tak istotnych składników jak: kolagen I i III, glikozoaminoglikany czy fibronektyna. Przy systematycznym stosowaniu kosmetyków pośród których składników obecne są odpowiednio dobrane peptydy następuje wygładzenie skóry, poprawa jej jędrności, wyraźne spłycenie zmarszczek.
Ważny segment surowców kosmetycznych stanowią także peptydy transportujące. Do szczególnie efektywnych ich przedstawicieli należą układy mające zdolność przyłączania jonów metali, które poszerzają spektrum ich aktywności. Modyfikowane struktury, np. poprzez jony miedzi, cynku, czy manganu mają zdolność przyspieszania procesu regeneracji tkanek, w szczególności stymulacji kolagenu i innych białek strukturalnych skóry. W stosowanych preparatach kosmetycznych wizualny efekt takiego działania związany jest ze zwiększeniem elastyczności i gęstości skóry, a w konsekwencji znaczącą poprawę jej wyglądu. 

Autorka reprezentuje Politechnikę Łódzką
drukuj ten artykuł drukuj ten artykuł  |   poleć artykuł znajomemu poleć artykuł znajomemu
Najświeższe informacje w kanale RSS Najświeższe informacje w kanale RSS (jak używać)