Биологически активные вещества в косметике

Пептиды, также как и  белки построены из аминокислот, соединенных так называемой пептидной  связью, их молекулярная масса значительно  меньше, чем у белков, благодаря  чему они способны проникать в  клетки и оказывать биологическое  воздействие. Физиологическое действие класса пептидов очень разнообразно. В организме существуют нейропептиды, пептидные гормоны, типичный представитель  – инсулин, пептидами являются многие антибиотики. Но в косметической  области наибольшее значение имеют  пептиды–регуляторы мышечных сокращений, пептиды-стимуляторы физиологических  процессов в живых клетках  организма и пептиды как источник аминокислот для дальнейшего  производства белковых тканей.

В косметических препаратах используются, как правило, ди и три-пептиды, способные проникать в кожу благодаря  своему небольшому размеру и усваиваться  живыми клетками. Принципиально к  применению пептидов в косметике  привели клинические исследования в области внутривенного питания, которые продемонстрировали эффективность  применения небольших ди, три-пептидов, которые значительно легче усваивались  организмом в сравнении с белками  и аминокислотами.  
Пептиды, наиболее популярны в антивозрастной терапии и в питательных косметических продуктах для кожи. Эффект применения пептидов в anti-age косметических средствах основан на двух основных механизмах:

Первый механизм. Специально подобранный пептид (комбинация пептидов), отвечающий за мышечные сокращения, будучи нанесенным на кожу, блокирует работу мышцы, расслабляя ее, тем самым на длительное время снимая нагрузку с  обработанных участков кожи, вследствие чего кожа, постоянно подверженная механической нагрузке имеет временной  интервал для восстановления коллагеновых и эластиновых волокон. Вновь  образовавшиеся белковые волокна заполняют  собой пространство морщины, уплотняя слои дермы и улучшая биомеханические  свойства кожи, тем самым достигается  эффект «вытеснения» морщин и выравнивание кожного рельефа.

Второй механизм. Он основан  на способности отдельных пептидов (комбинации пептидов) стимулировать  синтез коллагена и фибронектина в клетках дермы. Пептиды способствуют потреблению АТФ (основной энергетический носитель) в клетках дермы, благодаря  чему ускоряется энергетический обмен  и соответственно, метаболические процессы протекают в клетках более  интенсивно и качественно. Это косвенный  механизм ведет к увеличению синтеза  коллагена различных типов и  эластина. Благодаря этому механизму  также кожа становится более упругой  и плотной.

Механизм питания клеток посредством пептидов также частично базируется на их способности увеличивать  потребление клетками АТФ и стимуляции обменных процессов, а также на том, что при «разборке» пептиды, построенные  из простых аминокислот, становятся источником аминокислот, необходимых  в дальнейшем строительстве белковых молекул.  
Пептидные препараты, применяемые сегодня в косметической промышленности, прошли долгий путь изучения и апробаций. Широкое использование пептидов, как в косметологии, так и в медицине стало возможным благодаря развитию современной биотехнологии. Можно сказать, что современные пептидные препараты являются продуктом высоких технологий последнего поколения. 

■ Углеводы (сахара)

Углеводы широко представлены в тканях растений и животных, где  они выполняют как структурные, так и метаболические функции. В  растениях в процессе фотосинтеза  из углекислого газа и воды синтезируется  самый распространенный сахар –  глюкоза, которая далее запасается в виде полисахарида – крахмала или превращается в другой высокомолекулярный углевод – целлюлозу, структурную  основу растений. Животные способны синтезировать  ряд углеводов из жиров и белков, но большая часть углеводов поступает  в организм с пищей растительного  происхождения.

Знания о свойствах  физиологически важных углеводов необходимы для понимания их фундаментальной  роли в материальном и энергетическом обеспечении жизни человека. Наиболее важным углеводом является простой  моносахарид – глюкоза. Именно в  форме глюкозы поступает основная часть энергии в кровь, из глюкозы  могут образовываться все остальные  углеводы, необходимые организму. Глюкоза  – это основной вид топлива  для клеток организма. Она превращается в другие виды сахаров, например в  гликоген, являющийся формой хранения энергии, в рибозу, содержащуюся в  нуклеиновых кислотах, ДНК, РНК, в  галактозу, которая входит в состав лактозы молока. Некоторые углеводы входят в состав сложных биополимеров – гликопротеинов и протеогликанов.  
Весь большой класс углеводов делится на простые моносахариды, дисахариды, олигосахариды и полисахариды. Как и в случае с белками простые моносахара являются структурными звеньями более сложных биополимеров.

Наиболее физиологические  важные моносахариды - это глюкоза, галактоза, фруктоза, манноза. Эти моносахара участвуют в целом ряде обменных процессов и служат источником энергии  живых клеток.  
Из дисахаридов наиболее значимы мальтоза, сахароза, лактоза, служащие источниками простых сахаров для организма.  
Рассматривая углеводы через призму косметологии, наиболее актуальными из класса углеводов становятся полисахариды как структурные составляющие кожных покровов.

В первую очередь нужно  сказать о классе мукополисахаридов  или гликозаминогликанов. Эти сложные  полисахара состоят из аминосахаров и уроновых кислот (уроновые кислоты  – это углеводы с кислотной  группой). Если эти полисахаридные группы присоединены к белку, то такие соединения называют протеогликанами. Гликозаминогликаны как основное скрепляющее вещество связаны со структурными компонентами костей, эластином и коллагеном. Их функция состоит в удержании  большого количества воды и заполнении межклеточного пространства. Они  служат смягчающим и смазочным материалом для разного рода тканевых структур. Примером служат такие полисахариды как гиалуроновая кислота, хондроитинсульфат, гепарин.

Нужно отметить и класс  гликопротеинов и гликолипидов, которые  содержатся в различного рода жидкостях  и клеточных мембранах. Гликолипиды  пронизывают клеточные мембраны и участвуют в обеспечении  полупроницаемости этих бислойных  липидных структур.  
В косметических продуктах, направленных на увлажнение и оздоровление кожи сегодня наиболее широко используются в качестве биологически активных такие полисахариды как гиалуроновая кислота, 1,3-β-гликан. Их физиологическое значение было отмечено выше. Сегодня абсолютно достоверным является факт способности этих веществ в значительной степени увлажнять и уплотнять кожные покровы, что является составной частью антивозрастной терапии. Эти знаменитые полисахариды получают биотехнологическими методами, далее они проходят процедуру тщательной очистки и лиофилизирования.

Среди растительных полисахаридов, применяемых в производстве косметических  средств необходимо отметить такие  полисахариды как гуаровая камедь, модифицированные крахмалы, эфиры целлюлозы, ксантановая камедь. Эти биополимеры  используются в первую очередь как  гелеобразователи и пленкообразователи натурального происхождения. Еще одним  известным полисахаридом, применяемым  в косметических средствах является хитозан, получаемый из панцирей ракообразных. Хитозан применяют как вещество, способствующее гидратации кожи.

■ Витамины

Витамины представляют собой  органические вещества, которые требуются  организму для нормального метаболизма  в малых дозах и не могут  синтезироваться организмом в адекватных количествах. Суточная потребность  человека в каждом из витаминов выражается в миллиграммовых или микрограммовых количествах. Витамины выполняют в  организме специфические биохимические  функции: реакции переноса электронов, перенос СО2, декарбоксилирование, антиокидантные функции, участие в синтезе необходимых  организму белков.

Витамины делятся на водорастворимые  и жирорастворимые. К водорастворимым  относятся витамины группы В и  аскорбиновая кислота. Жирорастворимыми являются витамины А, Д, Е, К. Недостаток или избыток витаминов в организме  ведет к серьезным последствиям для здоровья. Поскольку тема витаминов  достаточно широко освещается в различного рода источниках, то на патологии витаминного  обмена в организме в данной статье мы останавливаться не будем, а сосредоточимся на косметологическом аспекте биологического воздействия витаминов.  
Практика применения различных витаминов в дерматологии и косметологии насчитывает не одно десятилетие и действие витаминов на кожу изучено достаточно хорошо. Наиболее значимые для косметологии витамины описаны ниже.

Витамин А

Витамин А относится к  группе жирорастворимых. Его химическое название – ретинол. Источником витамина А служат растительные жирные масла. Ретинол часто используют в виде сложных эфиров: ретинилацетат и  ретинилпальмитат, поскольку эти  формы витамина А более устойчивы, чем сам ретинол. Растения и водоросли  синтезируют ряд пигментов, которые  являются предшественниками витамина А. Самый важный из них – это  β-каротин, который успешно борется с окислительными процессами липидов клеточных мембран. Антиокислительная способность витамина А обусловлена его способностью инактивировать реакционно способных кислородных радикалов.

Основные биологические  функции витамина А следующие:  
- способствует регенерации поврежденной кожи  
- влияет на дифференцировку кератиноцитов кожи  
- предотвращает гиперкератоз  
- способствует образованию соединительной ткани 

Витамин Е

Витамин Е относится к  группе жирорастворимых веществ. Его  источником служат растения. Витамин  Е является не однородным веществом, а состоит из восьми соединений, разных по строению и относящихся  к группе токоферолов и токотриенолов. В природе витамин е чаще всего  встречается в форме Д--токоферола. В составе косметических композиций витамин Е используют в виде наиболее устойчивой формы – токоферолацетата. Исследования показали, что кожа человека имеет ряд ферментов, необходимые для превращения местно нанесенного ацетата витамина Е в витамин Е.

Основные биологические  воздействия витамина Е: 
- антиокислительные, т.е. способность защищать липиды рогового слоя кожи от перекисного окисления  
- противовоспалительная активность  
- ускорение заживления ран  
- усиление способности рогового слоя кожи поддерживать естественную влажность.

Витамин С

Витамин С относится к  водорастворимым соединениям. Химическое название витамина С – аскорбиновая кислота. Он содержится в различных  растениях. Особенно богаты им цитрусовые, многие ягоды. Витамин С и витамин  Е являются главными защитниками  организма от окислительного воздействия  свободных радикалов.  
В косметической промышленности витамин С как правило используется в виде аскорбилфосфата натрия или магния. Это обусловлено нестойкостью нативной аскорбиновой кислоты. Как и в случае с витамином Е ферменты-фосфатазы кожи расщипляют аскорбилфосфат, нанесенный местно, в результате чего высвобождается чистый витамин С. 

Основные биологические  воздействия витамина С приведены  ниже: 
- антиокислительное – защищает кожу от воздействия свободных радикалов  
- оказывает положительное влияние на транскрипцию коллагена  
- защищает кератиноциты кожи от УФ-излучения  
- способствует уменьшению образования морщин

Витамин Н

Витамин Н является представителем группы водорастворимых витаминов  и относится к группе витаминов  В. Его химическое название – биотин. Существует несколько форм биотина, но лишь Д-биотин обнаружен в природных  объектах и является биологически активным. Биотин очень важен для пролифирации и дифференцовки любых клеток, отличающихся высокой метаболической активностью. Недостаток биотина приводит к плохому росту волос и  негативно отражается на ряде функций  кожи. Местное нанесение на кожу биотина дает следующий эффект: 
- уменьшение образования морщин на зрелой коже  
- улучшение роста волос их укрепление и оздоровление

Витамин В3

Витамин В3 является представителем водорастворимой группы. Химическое название этого витамина – никотинамид. Никотинамид является активным фрагментом молекулы коферментов, осуществляющих перенос водорода. Его недостаток характеризуется различными дерматитами. Уже более 20 лет никотинамид используется в косметических препаратах для  кожи и волос, что обусловлено  его способностью стимулировать  кровообращение. Последние исследования показали, что витамин В3 дополнительно  обладает следующими дерматологическими свойствами:  
- оказывает влияние на биосинтез церамидов и дифференцирование кератиноцитов.  
- приводит к увеличению количества липидов эпидермиса, что улучшает барьерную функцию кожи  
- снижает трансэпидермальную потерю воды  
-оказывает влияние на синтез коллагена

Витамин В5

Витамин В5 или пантотеновая кислота также относится к  группе водорастворимых витаминов  группы В. Поскольку сама пантотеновая кислота, как и многие другие витамины относительно неустойчива, в косметических  продуктах используют провитамин В5, т.е. Д-пантенол. Многочисленными исследованиями доказано, что при местном нанесении  Д-пантенол диффундирует в кожу, волосы и корни волос. В коже он превращается в пантотеновую кислоту. Практика использования  Д-пантенола в косметических продуктах  очень обширна, его многосторонняя эффективность подтверждается многочисленными  исследованиями. Наиболее эффективным Д-пантенол является в следующих случаях:  
- увлажнение кожи  
- противовасполительное действие  
- ускорение эпитализации кожных покровов  
- укрепляет волосы