Zastosowanie peptydów w pielęgnacji skóry i kosmetologii

Starzenie się skóry jest zjawiskiem naturalnym, wpisanym w fizjologiczny proces wzrostu i rozwoju organizmu. Rozpoczyna się w okresie osiągnięcia dojrzałości biologicznej, nasila wraz z upływem czasu , ma charakter ciągły, a na jego przebieg wpływa wiele czynników, m.in. czynniki wewnątrzpochodne (genetyczne, hormonalne) oraz zewnętrzpochodne czynniki środowiska.

Obniżająca się z wiekiem zdolność komórek skóry do utrzymania homeostazy (m.in. w zakresie zmian prooksydacyjno-antyoksydacyjnych) skutkuje naturalnym i nieodwracalnym ograniczeniem właściwości ochronno-obronnych skóry, gromadzeniem uszkodzeń wewnątrzkomórkowych, co z kolei prowadzi do dezintegracji procesów fizjologicznych w poszczególnych warstwach skóry. W obszarze naskórka i skóry właściwej dochodzi do atrofii, nadmiernego przesuszenia i złuszczania (m.in. w wyniku obniżenia funkcji gruczołów łojowych, osłabienia płaszcza hydrolipidowego i bariery naskórkowej oraz zmniejszenia produkcji glikozaminoglikanów, w tym silnie higroskopijnego kwasu hialuronowego). Dochodzi do powstawania zmarszczek i lipoatrofii (komórki tłuszczowe w obszarze policzków, dołów skroniowych i oczodołów tracą zdolność do lipogenezy, magazynowania tłuszczów oraz ulegają inwolucji), utraty elastyczności i jędrności skóry, a także tworzenia naczyniaków i przebarwień, głównie w obrębie skóry eksponowanej na promieniowanie UV. W starzejącej się skórze właściwej drastycznie obniża się ilość macierzy pozakomórkowej oraz zawartość białek, przede wszystkim kolagenu. Zdegenerowane włókna kolagenu pogłębiają woskowy kolor skóry u osób starszych.

Skóra dojrzała z cechami starzenia zewnątrz i/lub wewnątrzpochodnego wymaga specjalistycznej pielęgnacji oraz stosowania kosmetyków działających ochronnie oraz regenerująco. Szczególnie polecane są kosmetyki zawierające alfa-hydroksykwasy, fitoestrogeny, antyoksydanty (m.in. witaminę C, E) aminokwasy, peptydy oraz retinol i jego pochodne. Retinoidy, a szczególnie kwas retinowy, stymulują proliferację i aktywność fibroblastów w skórze właściwej. Efektem tego jest wzrost produkcji glikozaminoglikanów, kolagenu (I, III, VII) i fibryliny. To natomiast przekłada się na poprawę nawilżenia, wzrost grubości i elastyczności skóry oraz efektywniejsze unaczynienie (a co za tym idzie odżywienie) skóry.

Kolagen jest naturalnym białkiem strukturalnym, o konserwatywnej budowie, stanowiącym 30% procent udziału białek w organizmie. Jest dominującym elementem macierzy zewnątrzkomórkowej tkanki łącznej ssaków.

Ze względu na wysoką masę cząsteczkową kolagen aplikowany egzogennie nie ma możliwości penetrowania przez warstwę naskórkową (natomiast działa ochronnie na powierzchni skóry ograniczając transepidermalną utratę wody – TEW, poprzez tworzenie hydrofilowego filmu). Preparaty kolagenowe dla celów kosmetycznych aplikuje się w formie iniekcji w postaci wypełniaczy kolagenowych w i/lub stosuje w postaci doustnych nutriceutyków, tj. jako suplementy diety zawierające kolagen oraz jego hydrolizaty. 

Do nowoczesnych składników aktywnych w kosmetykach rewitalizujących, regenerujących i przeciwzmarszczkowych należą peptydy.

Peptydy jako składniki kosmetyków składają się z 6-7 α-aminokwasów (lub nawet z 8 do 20) połączonych ze sobą wiązaniami peptydowymi. Peptydy cechują się niską masą cząsteczkową (500-1000 do 10000 Da).

W zależności od długości łańcucha peptydowego rozróżniamy:

• oligopeptydy, zawierające od 2 do 10 reszt aminokwasowych w cząsteczce,
• polipeptydy, zawierające od 11 do100 reszt aminokwasowych w cząsteczce,
• białka, zawierające powyżej 100 reszt aminokwasowych.

 

Ryc.1. Aminokwas-peptyd-białko (https://www.peptidesciences.com/glossary/peptides-vs-proteins/)

Niskocząsteczkowe peptydy stosowane w kosmetykach wykazują rożne mechanizmy działania oraz wpływ na skórę.

Peptydy stosowane w kosmetologii dzieli się na:

• peptydy sygnałowe (wykazują zdolność do regulacji funkcji biologicznych skóry poprzez aktywację syntezy składników macierzy pozakomórkowej)
• peptydowe inhibitory neurotransmiterów (inhibitory amin katecholowych, m.in. argirelina, adenoksyna)
• peptydy transportujące

Peptydy sygnałowe

Według producentów peptydy sygnałowe to najczęściej fragmenty białek (m.in. kolagenu lub elastyny), które dostarczane do żywych warstw skóry, mogą stanowić sygnał do biosyntezy nowych składników macierzy pozakomórkowej, w tym m.in. białek kolagenowych oraz glikoprotein niekolagenowych (elastyna, fibronektyna), a także glikozaminoglikanów, proteoglikanów. Efektem zwiększenia biosyntezy składników macierzy pozakomórkowej skóry właściwej jest poprawa napięcia i jędrności skóry.

Peptydy o krótszych łańcuchach łatwiej penetrują warstwę rogową naskórka, niż dłuższe i/lub rozgałęzione. Znaczenie ma również  sekwencja aminokwasów w łańcuchu peptydowym. To właśnie ich wzajemne ułożenie decyduje o właściwościach i funkcjach peptydu.

Udowodnioną skuteczność wykazują:

1/ Tripeptyd-1; INCI: Tripeptide-1 (Gly-His-Lys / GHK); otrzymywany syntetycznie, znany głównie jako peptyd stosowany w celu stabilizacji i transportu kationów miedzi. Zarówno kompleks GHK-Cu²⁺ jak i sam peptyd wykazuje właściwości regenerujące, rewitalizujące (reguluje syntezę kolagenu, elastyny, proteoglikanów i glikozaminoglikanów), antyoksydacyjne oraz przeciwzapalne.

2/ Palmitynian tripeptydu-1; INCI: Palmitoyl-tripeptide-1 (pal-tripeptyd-1 / pal-GHK / biopeptide-CL); otrzymywany w procesie modyfikacji chemicznej GHK, połączony z resztą kwasu palmitynowego. Stymuluje syntezę kolagenu i glikozaminoglikanów.

3/ Palmitynian tripeptydu-3/5; INCI: Palmitoil tripeptide 3/5 (Palmitoyl-Lys-Val-Lys bistrifluoracetate salt) znany pod nazwą handlową Syn®-Coll (firma Pentapharm; Bazylea, Szwajcaria). Według deklaracji producenta, Syn®-Coll, pobudza syntezę kolagenu.

4/ Tripeptyd-10 cytruliny; INCI: Tripeptide-10 Citrulline (nazwa handlowa DecorinylTM, firma Centerchem Inc; Norwalk, CT. USA); otrzymywany syntetycznie, według deklaracji producenta wykazuje działanie ujędrniające na skórę, w wyniku wiązania się z włóknami kolagenowymi i regulację procesu tworzenia włókien kolagenowych.

5/ Palmitynian pentapeptydu-4/3; INCI: Palmitoyl pentapeptide-4/3 (Pal-Lys-Thr-Thr-Lys-Ser/Pal-KTTKS) znany jako Matrixyl®, syntetyczny peptyd (fragment prokolagenu typu I), stymuluje syntezę kolagenów: typu I, III i VI oraz fibronektyny, elastyny i glikozaminoglikanów (przede wszystkim kwasu hialuronowego).

6/ Acetylo tetrapeptyd-9 (AcTP1) i Acetylo tetrapeptyd-11 (AcTP2); INCI: Acetyl tetrapeptide-9 i Acetyl tetrapeptide-11; otrzymywane syntetycznie, AcTP1 stymuluje syntezę kolagenu typu I, natomiast AcTP2 stymuluje proliferację keratynocytów i syntezę syndekanu-1 (proteoglikanu błonowego, wiążącego kolagen i fibronektynę w strukturach macierzy pozakomórkowej).

7/ Heksapeptyd-11; INCI: Hexapeptide-11, Heksapeptyd-11 (Phe-Val-Ala-Pro-Phe-Pro/FVAPFP), otrzymywany syntetycznie w procesie fermentacji drożdży, (nazwa handlowa Peptamide-6, firma Arch Personal Care Products L.P.; South Plainfield, NJ USA). Według producenta wykazuje działanie ujędrniające, stymulując ekspresję czynników wzrostu, białek transbłonowych i macierzy pozakomórkowej (głównie kolagenu) oraz białek szoku cieplnego (heat shock proteins, HSPs).

Wyniki badań wskazują, że proces lipofilacji (dołączenie do cząsteczki peptydy kwasu tłuszczowego np. palmitynowego; pal-GHK, Syn®-Coll, Matrixyl® ) dodatkowo ułatwia ich penetracje przez warstwę rogową naskórka (około pięciokrotnie). Proces lipofilizacji peptydów przedstawiono na ryc. 2.

Ryc. 2. Proces liofilizacji peptydów sygnałowych (Łubkowska B, Grobelna B, Maćkiewicz Z. The use of synthetic polipeptydes In cosmetics. Copernican Lett. 2010).

Peptydowe inhibitory neurotransmiterów

Peptydy hamujące aktywność neurotransmiterów to m.in. toksyna botulinowa, Argirelina®, adenoksyna, acetylo-glutamylo-heksapeptyd-1, Leuphasyl®, SYN-AKE®.

1/ Argirelina jest syntetycznym heksapeptydem, odpowiednikiem toksyny botulinowej, wykazującym znacznie niższą od niej toksyczność, wysoką penetrację oraz podobne efekty terapeutyczne. Argirelina jest inhibitorem uwalniania acetylocholiny (neurotransmitera synaptycznego) w płytkach motorycznych mięśni mimicznych, ograniczając ich nadmierny skurcz. Jest stosowana w produktach kosmetycznych do mezoterapii. Jej działanie powoduje efekt relaksacyjny, podobny do działania toksyny botulinowej. Wyniki badań wskazują ponadto, że zastosowanie kremu z dodatkiem Argireliny zmniejsza głębokość zmarszczek o około 30%.

2/ SYN-AKE®, (dipeptide diaminobutyroyl benzylamide diacetate) antagonista acetylocholiny, będącej neurotransmiterem receptorów cholinergicznych (mnAChR). SYN-AKE® blokuje receptory postsynaptyczne w płytkach motorycznych mięśni mimicznych, uniemożliwiając wiązanie acetylocholiny, czego wynikiem jest zahamowanie informacji o skurczu mięśni, a w konsekwencji spłycenie i wygładzenie zmarszczek w okolicach mimicznych.

3/ Peptydy transportujące

Peptydy transportujące to rozpuszczalne w wodzie dipeptydy, tripeptydy (m.in. Gly-His-Lys / GHK, Gly-Gly-His, Gly-Gly-Gly, Ala-Gly-His) i tetrapeptydy (Gly-His-Lys-His). Z uwagi na swoją budowę wykazują zdolność do wiązania dwuwartościowych jonów metali (m.in. głownie miedzi oraz cynku, niklu, manganu), zwiększając ich trwałość i biodostępność.

Zdolność do stabilizacji, wiązania i transportu kationów, głównie miedzi, jest istotnym czynnikiem przemawiającym za wykorzystaniem peptydów w dermatologii kosmetycznej. Jony miedzi odgrywają istotną rolę w utrzymaniu homeostazy prooksydacyjno-antyoksydacyjnej (udział w procesie neutralizowania wolnych rodników w skórze, poprzez stabilizacje układów enzymatycznych dysmutazy ponadtlenkowej oraz katalazy). Ponadto miedź jest kofaktorem oksydazy lizylowej, niezbędnej w procesie tworzenia wiązań poprzecznych kolagenu i elastyny.

Kluczową rolę w kompleksowaniu kationów miedzi odgrywa tripeptyd Gly- His-Lys (GHK). GHK powstaje najczęściej w wyniku procesów proteolitycznych zachodzących w następstwie uszkodzenia tkanek (podczas gojenia ran, stanów zapalnych), głównie z kolagenu. Kompleks GHK-Cu stymuluje działanie metaloproteinaz I i II (usuwających uszkodzony kolagen i elastynę z macierzy pozakomórkowej), ma bezpośredni wpływ na syntezę nowych struktur kolagenowych w fibroblastach oraz syntezę siarczanu dermatanu i siarczanu heparyny (glikozoaminoglikanów o właściwościach higroskopijnych, zapewniających właściwe uwodnienie skóry właściwej). Woda związana przez glikozoaminoglikany umożliwia zachowanie własności mechanicznych włókien kolagenowych i elastylowych.

Powyższe właściwości peptydów transportujących przyczyniają się do zwiększenia elastyczności skóry, spłycenia zmarszczek oraz przeciwdziałają fotostarzeniu się skóry.

 

Literatura:

1/ Pickart L. The human tri-peptide in tissue remodeling. J. Biomater. Sci. Polym. 2008, 19.

2/ Łubkowska B, Grobelna B, Maćkiewicz Z. The use of synthetic polipeptydes In cosmetics. Copernican Lett. 2010, 1.

3/ Farage MA, Miller KW, Elsner P, Maibach HI. Intrinsic and extrinsic factors in skin ageing: a review. Int J Cosmet Sci. 2008, 30.

4/ Goldstein M, Linter K. Peptides, amino acids and proteins in skin care? Cosmetic&Toiletres. 2007, 122.

5/ Antończak P, Jurzak M, Adamczy K. Low molecular Signac peptides used In the revitalization of the skin. Derm. Klin. 2012, 14.

6/ Gorouhi F, Maibach HI. Role of topical peptides in preventing or treating aged skin. Int J Cosmet Sci. 2009, 31.

 

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: [email protected]