Kwasy tłuszczowe w olejach roślinnych i ich wpływ na skórę - Dr. Ewa Skotnicka

Współczesnym wyrobom kosmetycznym stawia się coraz wyższe wymagania. Kosmetyk powinien być efektywny w działaniu, przyjazny dla skóry i środowiska oraz wysoce bezpieczny. Ważną jego cechę stanowi także biozgodność, czyli budowa i funkcja wysoce zbliżona do substancji naturalnie występujących w ludzkim naskórku i skórze właściwej. Stąd nie dziwi fakt, coraz większego zainteresowania surowcami naturalnymi w kosmetologii. Badania naukowe potwierdzają, że składniki naturalne faktycznie są lepiej tolerowane przez skórę niż związki syntetyczne, a przemysł kosmetyczny nieustannie poszukuje nowych źródeł ich pozyskiwania. Do coraz chętniej wykorzystywanych surowców do produkcji preparatów kosmetycznych należą oleje roślinne, są one cennym oraz bogatym w substancje odżywcze składnikiem kosmetyków pielęgnacyjnych i upiększających. Ich oferta na rynku jest coraz szersza.
Oleje gromadzone są głównie w tkankach dojrzałych nasion (pestki), rzadziej w miąższu dojrzałych owoców lub w innych częściach rośliny (łodyga, liście lub całe rośliny we wczesnej fazie wzrostu: kiełki) Pozyskuje się je przez tłoczenie surowców oleistych (na zimno lub na gorąco) lub metodą ekstrakcji rozpuszczalnikowej.

Oleje roślinne – co to?

1/ zaliczane do grupy emolientów, są stosowane jako składniki fazy tłuszczowej kremów, emulsji, mleczek, kosmetyków kolorowych oraz płynów do kąpieli, mydeł toaletowych, oprócz tego stanowią dodatek do szamponów i odżywek do włosów.
2/ mają wpływ na konsystencję produktu, jego właściwości pielęgnacyjne i efekt uzyskany na skórze.
3/ stanowią bazę do aplikacji substancji biologicznie czynnych, są bowiem nośnikami naturalnych składników aktywnych rozpuszczających się w tłuszczach, a wykazujących wysoką aktywność biologiczną np. niektóre witaminy, fosfolipidy, związki sterydowe, barwniki roślinne i inne.
4/ są dogodnym środkiem ekstrakcji składników czynnych, uzyskiwanych z roślin (np. ekstrakt olejowy z nagietka, głogu, dziurawca, jemioły, marchwi, mniszka lekarskiego). Olej marchwiowy znajdą państwo na naszej stronie.
5/ mogą być stosowane jako samodzielny, pełnowartościowy produkt do pielęgnacji skóry, z uwagi na swoje właściwości natłuszczające, zmiękczające, wygładzające i ochronne . To one sprawiają, że skóra jest gładsza oraz odpowiednio nawilżona.

Oleje roślinne zwane również tłuszczami roślinnymi pod względem chemicznym to triacyloglicerole wyższych kwasów tłuszczowych (WKT), nasyconych oraz nienasyconych, czyli estry gliceryny i wyższych kwasów tłuszczowych (zawierających długie, minimum C14, alifatyczne łańcuchy węglowe), które różnią się miedzy sobą rodzajem reszty kwasów tłuszczowych, strukturą i ciężarem cząsteczkowym oraz własnościami fizycznymi i leczniczymi oraz pochodzeniem. W temperaturze pokojowej zachowują zwykle płynną konsystencję. Oleje roślinne, w zależności od zawartości procentowej poszczególnych kwasów w cząsteczce tłuszczu, wykazują różnorodne właściwości.

Kwasy tłuszczowe (KT) dzielimy się na nasycone oraz jedno- i wielonienasycone, w zależności od obecności i liczby wiązań w cząsteczce.

 

Ryc. 1. Podział i klasyfikacja kwasów tłuszczowych (Zielinska, Nowak, Chemik, 68, 103-110, 2014)

Nasycone kwasy tłuszczowe zawierają w łańcuchu alifatycznym wiązania pojedyncze oraz więcej niż 10 atomów węgla. Są nielotne oraz nierozpuszczalne w wodzie, a w warunkach naturalnych są najczęściej białymi ciałami stałymi. Wśród nasyconych kwasów tłuszczowych
występujących w olejach roślinnych można wyróżnić m.in.: kwas laurynowy (C12:0), mirystynowy (C14:0), palmitynowy (C16:0), stearynowy (C18:0), arachidowy (C20:0), behenowy (C22:0), oraz lignocerynowy (C24:0).
Nienasycone kwasy tłuszczowe zawierającą w łańcuchu wiązania podwójne i naturalnie są z reguły bezbarwnymi cieczami. U większości z nich wszystkie wiązania podwójne występują w pozycji cis.
Wyróżnia się dwie główne klasy nienasyconych kwasów tłuszczowych:
1/ jednonienasycone kwasy tłuszczowe - do tej klasy należą kwasy omega-9 (ω-9 lub n-9);
2/ wielonienasycone kwasy tłuszczowe (WKT, ang. Polyunsaturated Fatty Acids-PUFA) - do tej klasy należą kwasy omega-6 (ω-6; n-6) oraz omega-3 (ω-3; n-3).
WKT posiadają w swej budowie co najmniej dwa wiązania podwójne oraz minimum 18 atomów węgla w łańcuchu. Aktywność biologiczna ich cząsteczki zależy od konfiguracji cis oraz określonego położenia wiązań podwójnych. Węgiel omega, to węgiel grupy -CH3 oraz wszystkie wiązania podwójne są oddzielone co najmniej jedną grupą metylenową. W nazwach systematycznych WKT podaje się położenie wiązań podwójnych (poczynając od węgla grupy karboksylowej).
W roku 1929 w literaturze naukowej po raz pierwszy użyto nazwy Essential Fatty Acids (EPA- niezbędne kwasy tłuszczowe), na określenie pochodnych lipidowych limitujących prawidłowy rozwój i funkcjonowanie organizmu ssaków. W roku 1982 przyznano Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny dwóm niezależnym zespołom badawczym za prace w zakresie badań nad wielonienasyconymi kwasami tłuszczowymi (m.in. kwasem arachidonowym) oraz ich pochodnymi, prostaglandynami.
Do grupy niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT), czyli takich których organizm człowieka nie syntetyzuje z powodu braku odpowiednich enzymów zalicza się kwas kwas linolowy (LA) oraz α-linolenowy (ALA).
1/ kwas linolowy (LA, C18:2, n-6), uważany jest za najważniejszy ze wszystkich kwasów omega-6, ponieważ z niego w procesie przemian metabolicznych mogą być otrzymywane pozostałe kwasy tej klasy, m.in. kwas α-linolenowy: (ALA, C18:3, n-3) oraz γ-linolenowy (GLA, C18:3, n-6), w wyniku działania enzymu delta-6-desaturazy.
2/ α-linolenowy (ALA, C18:3, n-3), prekursor do syntezy kwasów omega-3: m.in. eikozapentaenowego (EPA; C20:5, n-3) i dokozaheksaenowego (DHA; C22:6, n-3).
Pozostałe wielonienasycone kwasy tłuszczowe nie są tzw. kwasami niezbędnymi, pod warunkiem, że zostaną dostarczone organizmowi w odpowiedniej ilości w diecie oraz o ile w organizmie brak jest defektów enzymatycznych na szlakach przemian metabolicznych.
Do najbardziej cenionych w kosmetologii i medycynie nienasyconych kwasów tłuszczowych zaliczamy:
1/ kwasy monoenowe (zawierają jedno wiązanie podwójne), m.in. kwas palmitooleinowy (C16:1, n-7), kwas oleinowy (C18:1, n-9), kwas erukowy (C22:1, n-9), kwas nerwonowy (C24:1, n-9)
2/ kwasy dienowe (zawierają 2 wiązania podwójne), m.in. kwas linolowy (C18:2, n-6)
3/ kwasy trienowe (zawierają 3 wiązania podwójne, kwasy trinienasycone), m.in. kwas α-linolenowy (C18:3, n-3), kwas γ-linolenowy (C18:3, n-6)
4/ kwasy tetraenowe (zawierają 4 wiązania podwójne) m.in. kwas arachidonowy (C20:4, n-6).

Kwasy tłuszczowe - zastosowanie wybranych kwasów tłuszczowych w kosmetologii

Skóra, jako bariera ochronna pełni swoja rolę głównie dzięki specyficznej strukturze warstwy rogowej naskórka. Znaczącą rolę w tym procesie pełnią keratynocyty warstwy rogowej mające ogromny wpływ na utrzymanie właściwego nawilżenia skóry oraz lipidy ciał lamelarnych warstwy ziarnistej skóry. Strukturę warstwy rogowej skóry porównuje się do „ceglanego muru”, w którym rolę cegieł pełnią keratynocyty, natomiast kompleksy lipidów pełnia rolę cementu (zaprawy murarskiej). Cement tworzy pomiędzy keratynocytami liczne dwufazowe warstwy, składające się z ceramidów, kwasów tłuszczowych, steroli, fosfolipidów i skwalenu.

Ryc. 2. Budowa warstwy rogowej i ziarnistej naskórka (Zielinska, Nowak, Chemik, 68, 103-110, 2014)

Sfingolipidy (grupa ceramidów) stanowią az 40% lipidów cementu międzykomórkowego budujących barierę naskórkową. To dzięki nim oraz nienasyconym kwasom tłuszczowym i sterolom, cement międzykomórkowy ma charakterystyczną, regularną strukturę, co jest nie bez znaczenia dla zatrzymywania wody w warstwach naskórka i utrzymaniu homeostazy w zakresie funkcji ochronno-obronnych skóry.
Ceramidy warstwy naskórkowej zbudowane są m.in. z kwasu linolowego. W przypadku jego niedoboru w organizmie i skórze, zostaje on w ceramidach zastąpiony przez kwas monoenowy, tj. oleinowy. Niestety, ten deficyt powoduje zmiany patofizjologiczne w zakresie funkcji skóry (obniżają się m.in. zdolności barierowe warstwy rogowej).
Fosfolipidy budujące błony komórkowe, m.in. lecytyny biorą udział w procesie keratynizacji naskórka i utrzymania prawidłowego pH skóry, stanowiąc źródło wolnych kwasów tłuszczowych. Kwas linolowy jest ważnym składnikiem fosfolipidów błon komórkowych. Także kwas α-linolenowy może być, podobnie jak linolowy, wbudowany w fosfolipidy błon komorkowych oraz ceramidy cementu międzykomorkowego.
W przypadku suchości skory wywołanej deficytem lub zaburzeniami metabolizmu kwasów tłuszczowych, często notuje się zaburzenia keratynizacji (rogowacenia) naskórka, m.in. w trądziku pospolitym, łuszczycy czy atopowym zapaleniu skory. W procesie uszkodzenia bariery ochronnej oraz w wyniku wzrostu transepidermalnej utraty wody, procesy regeneracyjne w naskórku sprzyjają wytwarzaniu większej ilości lipidów w ciałach lamelarnych warstwy ziarnistej skóry. Natomiast w procesie starzenia się skóry ciała lamelarne regenerują się coraz wolniej. Za regulację tych procesów odpowiadają m. in. prostaglandyny.

Kwasy tłuszczowe - oleje w kosmetoloogii

Do olejów najczęściej używanych w kosmetologii należą: sojowy, słonecznikowy, oliwkowy, migdałowy. Osobną grupę stanowią oleje zawierające szereg substancji biologicznie czynnych jak olej awokado, olej z kiełków pszenicy, olej karotenowy (lub macerat marchwiowy), olej z wiesiołka oraz oleje charakteryzujące się niekonwencjonalnym pochodzeniem np. tłuszcz z masłosza, olej Babaassu, masło kakaowe, olej Macadamia i wiele innych. Oleje mają duże znaczenie w leczeniu wielu dermatoz (np.olej z wiesiołka i ogórecznika w leczeniu atopowego zapalenia skóry).
Najbardziej pożądany, bo nie wytwarzany w organizmie ssaków NNKT, kwas linolowy LA występuje w największych ilościach w oleju słonecznikowym, sojowym, krokoszowym, kukurydzianym, sezamowym, arachidowym, w oleju z pestek winogron oraz w oleju z kiełków pszenicy. Do bogatych źródeł naturalnych występowania kwasu kwas α-linolenowego ALA zaliczyć należy olej lniany, sojowy, rzepakowy, olej z kiełków pszenicy czy orzechów włoskich. Natomiast kwas γ-linolenowego GLA jest naturalnie rozpowszechniony w oleju z nasion ogórecznika lekarskiego, czarnej porzeczki, wiesiołka oraz oleju konopny.
Deficyty kwasu linolowego i α-linolenowego w organizmie, mogą być przyczyną zaburzeń keratynizacji i objawiając się suchością skóry. Przy prawidłowo przebiegających procesach fizjologicznych, kwas γ-linolenowy syntetyzowany jest na drodze reakcji enzymatycznej z LA. Wraz z wiekiem zmniejsza się ilość delta-6 desaturazy, konsekwencja czego obniża się stężenie GLA oraz innych aktywnych biologicznie substancji, powstających w toku dalszych przemian biochemicznych z kwasu LA. Zewnętrzne stosowanie kwasu linolowego nie prowadzi do jego przekształcenia w GLA. Niemniej jednak kwas ten aplikowany bezpośrednio na skorę doskonale się wchłania i głęboko penetruje. Enzym konieczny do dalszych przemian (GLA–elongaza) jest w skórze obecny, stąd może podlegać przekształceniu w DGLA (kwas dihomo-α-linolenowy), a następnie za pośrednictwem delta-5 desaturazy, w inne biologicznie czynne metabolity.

Kwas linolowy jest cenny zarówno w pielęgnacji cery suchej, jak i trądzikowej. W przypadku cery suchej, regeneruje bowiem barierę lipidową naskórka, chroni przed transepidermalną utratą wody oraz normalizuje metabolizm skóry. Problem suchej skóry towarzyszy zwykle procesowi starzenia. Warto wówczas zwrócić szczególną uwagę także na jakość i skład kosmetyków pielęgnacyjnych i stosować preparaty zawierające oleje roślinne (bogate źródło wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, również NNKT) oraz antyoksydanty, których źródłem mogą być m.in. naturalne ekstrakty roślinne. Skuteczność stosowania kwasów tłuszczowych oraz naturalnych olejów roślinnych w przypadku suchości skory jak i w zakresie prewencji, potwierdzono w licznych badaniach naukowych. Pozytywne efekty obserwuje się m.in. w wyniku aplikacji preparatów zawierających mieszaniny ceramidów, cholesterolu i wolnych kwasów tłuszczowych, w tym NNKT, a zwłaszcza kwasu linolowego. Ponadto, wykazano, iż stosowanie lipidów zawierających kwasy tłuszczowe, a zwłaszcza należących do szeregu omega-6, przyspiesza odtwarzanie lipidów w ciałach lamelarnych.
Kwas linolowy jest również naturalnym składnikiem łoju (sebum). Badania wykazały, że u osób z cerą tłustą lub trądzikową zaobserwowano obniżenie syntezy i wytwarzania kwasu LA w sebum, skutkiem czego pory ulegały zablokowaniu i tworzyły się zaskórniki, a w rezultacie powstawał stan zapalny skóry. Zastosowanie kwasu linolowego do pielęgnacji cery tłustej i problematycznej powoduje poprawę pracy gruczołów łojowych, odblokowanie porów oraz zmniejszenie ilości zaskórników.
Ponadto warto podkreślić korzystny wpływ kwasów klasy omega-3 w przypadku zmian zapalnych skóry indukowanych promieniowaniem UV. W badaniach wykazano, że kwasy EPA i DHA mogą znacznie redukować syntezę i wydzielanie substancji prozapalnych w skórze. Wykazano również ich działanie ochronne i prewencyjne w zakresie skutków poparzeń słonecznych przy jednoczesnej aktywizacji procesów regeneracyjnych.

Literatura:
1/ Bem B: Rola wyższych kwasów tłuszczowych w fizjologii skóry. Pol. J. Cosmetol., 2, 93-101, 2003.
2/ Burr GO, Burr MM: New deficiency disease produced by the rigid exclusion of fat from the diet. J. Biol. Chem., 82, 345-367, 1929.
3/ Bojarowicz H, Woźniak B: Wielonienasycone kwasy tłuszczowe oraz ich wpływ na skórę. Probl. Hig. Epidemiol., 89, 471–475, 2008.
4/ Raszeja-Kotelba B, Placek W, Kliniczne I terapeutyczne spojrzenie na problem suchej skóry. Pol. J. Cosmetol.,1, 2-9, 1999.
5/ Szmurło A: Rola lipidów naskórkowych w prawidłowym funkcjonowaniu bariery naskórkowej. Dermatol. 7, 53-56, 2006.
6/ Uauy R, Dangour AD: Nutrition in brain development and aging: role of essential fatty acids. Nutr. Rev., 64, 24–33, 2006.
7/ Zielinska A, Nowak I: Kwasy tłuszczowe w olejach roślinnych i ich znaczenie w kosmetyce, Chemik, 68, 103-110, 2014

Ewa Skotnicka, PhD
Department of Physiology
Faculty of Biology
University of Szczecin
Felczka St 3C,
71-412 Szczecin, Poland
Tel: +48 91 4441597
e-mail: ewaskot@univ.szczecin.pl