1

            ZWIĄZKI   AKTYWNE  STOSOWANE  W  KOSMETYKACH  C.D.

Światło słoneczne składa się z zakresów promieniowania różniących się długością fali. Wyróżniamy w nim :

1.          promieniowanie podczerwone (IR), inaczej cieplne mające długość fali powyżej 800 nm,

2.          światło widzialne (VIS) o długości fali mieszczącej się w przedziale od 800 do 400 nm,

3.          część krótkofalową widma (UV) o długości fali poniżej 400 nm.

Część krótkofalowa światła słonecznego wywołuje efekty biologiczne i dzieli się ją na podzakresy UV: UVA, UVB, UVC, różniące się długością fali i procentowym udziałem w promieniowaniu docierającym do powierzni Ziemi.

Krótkofalowa część promieniowania ultrafioletowego wykazuje właściwości bakteriobójcze, zabijające inne drobnoustroje. Największą skuteczność bakteriobójczą wykazuje zakres promieniowania o długości fali 253,7 – 265 nm.

Dzięki krótkofalowemu promieniowaniu UV dochodzi do przemiany ergosterolu
w witaminę D2 oraz 7-dehydrocholesterolu w witaminę D3. Promieniowanie nadfioletowe UVC praktycznie nie dociera do powierzchni Ziemi, gdyż prawie w całości pochłania je warstwa ozonowa atmosfery.

Krótkofalowy zakres promieniowania ultrafioletowego ( UVB, 285-320 nm) oddziaływuje negatywnie na organizm człowieka.
Dociera do powierzchni Ziemi w 0,8%, przenika w głębsze warstwy skóry i przyspiesza degenerację tkanki łącznej, wywołuje anomalie pigmentowe, rumień, keratozę – nienowotworowe zmiany skóry, oddziałuje na materiał genetyczny.

Zjawisko degeneracji tkanki łącznej skóry nasila proces starzenia się skóry, prowadzący do słabego uwodnienia białek, elastyny i kolagenu i związanej z tym utraty elastyczności, zdolności pęcznienia.

Promieniowania UVB może wpływać niekorzystnie na zawarty w komórkach skóry kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA) prowadząc nawet do zmian kancerogennych skóry, zwłaszcza u osób starszych, u których mechanizmy obronne oparte na enzymtycznej regeneracji DNA są niewystarczające.

Niekorzystne działanie UVB może wywołać rumień a w dalszej konsekwencji stan zapalny skóry. Za oparzenia słoneczne zazwyczaj odpowiada zakres promieniowania
o długości fali 280-320nm (UVB).

Nadmierne naświetlanie promieniowaniem UVA (320-400nm, docierającym do powierzchni Ziemi w 99,2%) może prowadzić do wywołania fototoksyczności, czyli zwiększonej wrażliwości skóry na światło w obecności fotouczulaczy ( leki sulfonamidy, tiazydy, tetracykliny, pochodne akrydyny, niesteroidowe leki przeciwzapalne, barwniki eozynowe, żywice stosowane w kosmetyce).

Mechaniazmem obronnym zabezpieczjącym skórę przed szkodliwym promieniowaniem słonecznym jest pigmentacja skóry. Proces ten regulowany jest przez przysadkę mózgową uwalniającą hormon melanotropowy, pobudzający melanocyty – wyspecjalizowane komórki do zwiększonej produkcji melanin, ciemnego pigmentu skóry, absorbującego  promieniowanie i w ten sposób neutralizującego jego niekorzystny wpływ. W organizmie ludzkim mogą być wytwarzane dwa rodzje melanin - feomelaniny, o zabarwieniu od żółtego do czerwonobrunatnego i brązowoczarne eumelaniny.

Najbardziej szkodliwe dla skóry są skutki wywołane promieniowaniem słonecznym
UV B. Zapobiegamy im stosując filtry słoneczne, pochłaniające fototoksyczny zakres promieniowania. Promieniowanie UV A jest też fotoaktywne, może wywoływać pewne reakcje fototoksyczne i fotoalergiczne. Preparaty kosmetyczne mogą mieć rozszerzone właściwości światłochrone na zakres UV A

Światłochronne preparaty kosmetyczne dzieli się z uwagi na długość promieniowania świetlnego pochłanianego przez zastosowany filtr :

1.artykuły absorbujące cały zakres promieniowania słonecznego UV.

2.              filtry kosmetyczne absorbujące selektywnie poszczególne podzakresy promieniowania słonecznego, najczęściej są to filtry UV B, UVA

Preparaty kosmetyczne charakteryzuje tzw. współczynnik ochrony przed słońcem SPF (skin protektion faktor) w zakresie 2-20, wskazujący na długość ekspozycji na słońce.

Blokery promieniowania słonecznego to artykuły o współczynniku jeszcze wyższym.

Filtry UV stosowane w kosmetyce to w większości związki syntetyczne. Substancjami naturalnymi stosowanymi , jako filtry są :

- pochodne hydroksykumaryny i kwasu m-digalusowego (stosowany w preparatach kosmetycznych w postaci trójoleinianu)

Filtry UV B:

- najlepiej stosować połączenia wykazujące się maksymalną absorpcją promieniowania
w zakresie 305 – 310 nm.

Z uwagi na budowę chemiczną dzielą się na :

1.          pochodne kwasu 4-aminobenzoesowego

2.          pochodne kwasu 4-metoksycynamonowego

3.          pochodne kwasu salicylowego

4.          związki terpenowe

5.          połączenia o różnej budowie

Pochodne kwasu 4-aminobenzoesowego:

Sam kwas 4-aminobenzoesowy (PABA) ma właściwości  filtru ale jest mało przydatny
z uwagi na jego rozpuszczalność w wodzie i możliwość wytrącania się  PABA
z preparatu i jego krystalizacji na powierzchni skóry. W związku z tym stosuje się alkoholowe roztwory PABA. Jako filtry stosowane są estry PABA, których właściwości hydrofilowe zależą od rodzaju podstawnika R grupy aminowej.

Filtry słoneczne UV B  z grupy pochodnych PABA:

- PABA, Amben, Paraminol, Sunbrella ( kwas 4-aminobenzoesowy)

- Escalol 106 ( ester 2,3-dihydroksypropylowy kwasu 4-aminobenzoesowego)

·           Escalol 506, Pabafilm, padimate A, Spectraban [ ester 3-metylobutylowy kwasu 4-(N,N-dimetyloamino)benzoesoweg]

·           Escalol 507, Eusolex  6007, padimate O, Sundown [ester 2-etyloheksylowy kwasu 4-
( N,N-dimetyloamino)benzoesowego],

- Amerscreen P (propoksylowany ester etylowy kwasu 4-aminobenzoesowego )

- Lusantan 25 ( oksyetylowane estry kwasu 4-aminobenzoesowego)

Pochodne kwasu 4-metoksycynamonowego

Są  selektywnymi filtrami przeciwsłonecznymi, występują w kosmetyce w postaci estrów lub soli organicznych.

przykłady :

- parsol MCX, Octyl Methoxycinnamate, Neo-Heliopan AV ( ester 2-etyloheksylowy kwasu 4-metoksycynamonowego)

- Give-tan , Cinoxate, Sun –Dare ( ester 2-etoksyetylowy  kwasu 4-metoksycynamonowego)

- Neo-Heliopan E1000 ( ester izoamylowy kwasu 4-metoksycynamonowego

Pochodne kwasu salicylowego:

Również występują w postaci estrów

Przykłady:

Salol (ester fenylowy kwasu salicylowego)

Ester benzylowy kwasu salicylowego

Ester 4-izopropylobenzylowy kwasu salicylowego

Ester 2-etyloheksylowy kwasu salicylowego

Homosalate, HMS, Heliopan ( ester 3,3,5-trimetylocykloheksylowy kwasu salicylowego)

Ester 5-metylo-2-izopropylocykloheksylowy kwasu salicylowego

Związki terpenowe:

Filtry przeciwsłoneczne z grupy terpenów wywodzą się z pochodnych bornan-2-onu –kamfory, mogą być rozpuszczalne w wodzie i rozpuszczalne w olejach.

Do związków różnych będących filtrami UV B należą związki wywodzące się z układów heterocyklicznych ( imidazolu, benzoksazolu, benzimidazolu, benzotriazolu, chinoliny)
i pochodne benzofenonu. Zależnie od rodzju podstawników obecnych w obrębie układu związki takie wykazują powinowactwo do fazy olejowej lub wodnej.

Jedną z pochodnych imidazolu będących naturalnym filtrem jest kwas urokainowy , którego stężenie w pocie wzrasta podczas ekspozycji organizmu na słońce.

ŚRODKI  BRĄZUJĄCE  SKÓRĘ  (DHA)

Efekt sztucznej opalenizny pojawia się na skutek reakcji chemicznych składników kosmetyków mających powinowactwo do kreatyny. Niektóre reaktywne aldehydy
i ketony łączą się z grupami aminowymi argininy i tyrozyny.Brunatne, nierozpuszczalne w wodzie pigmenty – melanoidy są produktem reakcji kondensacji i polimeryzacji.

Proces barwienia skóry rozpoczyna się zwykle po 3-5 godzinach od momentu naniesienia preparatu na skórę i utrzymuje się do 7 dni, ulegając następnie zanikowi wraz z powolną regeneracją naskórka.  

1,3-dihydroksyaceton (DHA, Protosol, Ketochrom), związek mogący być rozpatrywany, jako najprostszy cukier z grupy ketoz, dobrze rozpuszcza się w wodzie i etanolu, łatwo reaguje z peptydami warstwy rogowej skóry ( reakcja zachodzi pomiedzy grupą ketonową DHA a gupami aminowymi aminokwasów) dając intensywnie zabarwione brązowożółte kompleksy.

Określenie DHA odnosi się również do kwasu dehydroksyoctowego.

Środki wywołujące zbrązowienie skóry:

- erytruloza ( syropowata ciecz, do brązowienia skóry stosuje się w postaci 2-10 procentowe roztwory)

- aldehyd mukonowy ( zbrązowienie naskórka uzyskuje się po 30 minutach od zastosowania preparatu, przy koncentracji połączeń w preparacie od 0,1 do 0,6%)

Stosuje sie też związki, które wiążą się z powierzchnią naskórka na skutek oddziaływań chemicznych lub fizycznych:

- alloksan,

- ninhydryna,

- pochodne hydroksy -1,4-naftochinonu

Substancjami naturalnymi, stosowanymi do barwienia skóry są :

- wyciągi z liści i łupin niedojrzałych owoców orzecha włoskiego, zawierające juglon, czyli 8-hydroksy-1,4-naftochinon

- ekstrakty z liści bogate w lawson, czyli 2-hydroksy-1,4-naftochinon.

Barwienie skóry wywołane przez juglon i lawson jest związane z powinowactwem tych połączeń do grup aminowych białek a występujące oddziaływania mają charakter fizyczny.

Substancje przeciwrodniowe ( melanina):

Melanina jest zawarta w skórze ludzkiej w ilości 1-2%, a jej brak w organizmie powoduje bielactwo i albinizm.

Melanina powstaje w komórkach skóry właściwej i w warstwie podstawnej korzeni włosów z obecnego we wszystkich komórkach aminokwasu: tyrozyny w drodze jego przemian chemicznych.

Melanina jest naturalnym środkiem chroniącym organizm przed niszczącym działaniem promieni UV. Jest filtrem chemicznym neutralizującym działanie wolnych rodników prowadzące do szybszego starzenia się skóry, nowotworów.

Melanina jest dwojakiego rodzaju filtrem chemicznym ale też choć w mniejszym stopniu filtrem fizycznym, powodującym odbijanie promieniowania, co zapobiega poparzeniom
i wnikaniu promieni UV w głębsze warstwy skóry i podnosi odporność skóry na zmiany nowotworowe.

Do filtrów fizycznych odbijających lub rozpraszajacych promieniowanie należą: ZnO, TiO2.

Natomiast do filtrów chemicznych, pochłaniających energię i likwidujących wolne rodniki należą : melatonina, pyknogenole, witamina C i E.

Melanina w swoim działaniu przeciwutleniajacym, neutralizującym wolne rodniki wykazuje skuteczność prawie taką samą , jak witamina E.

Stosowana w stężeniach 0,005 – 0,01% zapobiega  utlenianiu lipidów i likwiduje prawie 100% wolnych rodników. Najlepsze rezultaty przynosi w połączeniach z witamina E.

Melaninę stosuje się w kosmetykach typu:

- kometyki do opalania,

- farby do włosów,

- liposomowe kosmetyki do opalania skóry trudnobrązowiejącej.

Prekursory melaniny: tyrozynę i 2,3- dihydroksyfenyloalaninę (DOPA) również stosuje się w kosmetykach:

- przyspieszających naturalną pigmentację skóry w czasie opalania,

- twale barwiących włosy.

Naturalnymi źródłami melaniny są: mątwa, wełna czarnych owiec, gruczoły ośmiornicy.

Melaninę uzyskuje się też w drodze syntezy i syntetyczna melanina ma większą masę cząsteczkową od naturalnej i rozpuszcza się w wodzie.

Rozjaśnianie skóry (depigmentacja):

ma na celu powstrzymanie syntezy melaniny, do tego celu stosuje się inhibitory enzymu tyrozynazy – odpowiedzialnego w dużym stopniu za tworzenie się melaniny z tyrozyny.

Nastepujące substancje spełniają rolę inhibitorów tego enzymu:

- kwas askorbinowy,

- betulina z brzozy,

- arbutyna mącznicy lekarskiej i borówki,

- hydrochinon,

- kwasy: kojowy, salicylowy, benzoesowy, linolenowy, azelainowy,

- ekstrakty z zielonej herbaty, rumianku.

CERAMIDY

Są bez wątpienia protektorami skóry i włosów z uwagi na to, że stanowią  w 40% składnik lipidów spajających korneocyty warstwy rogowej naskórka, stanowiącej barierę ochronną.

Ceramidy aplikowane zewnętrznie na chorą skórę – zakażoną dermatozą przyczyniają się do odbudowy bariery lipidowej.

Czyste ceramidy ( aminoalkohole wielołańcuchowe) otrzymuje się przez wielostopniową ekstrakcję materiału zwierzęcego.Źródłami roślinnymi ceramidów są : słonecznik, oliwki.

Syntetyczne ceramidy tzw. pseudoceramidy są tańsze od naturalnych i jedynie do nich zbliżone. Przykłady pseudoceramidów: N-oleiloswinganina, ceramidR, preceramidy. Ceramidy uzyskane z wykorzystaniem inżynierii genetycznej,  ceramidy transgeniczne H.I.C., co oznacza Human Skin Identical Ceramides są biozgodne i łatwo wbudowują się w skórę. Jest ich 7 typów.