10. Основы косметических кремовых композиций
При обсуждении в предыдущих разделах механизмов действия питательных и регенерирующих добавок к косметическим препаратам следует обратить внимание на то обстоятельство, что оптимальные (табл.5.1.) и предельно допустимые (табл.5.2.) концентрации питательных ингредиентов весьма невысоки. Так, например, суммарная концентрация активных ингредиентов в питательной кремовой композиции, обладающей максимальной питательной ценностью (для возраста старше 40-45 лет, см. табл. 6.1.), составляет всего 1,41%. В этой связи, интересно отметить, что в Китае существуют лаборатории, которые воспроизводят косметическую продукцию известных мировых брендов (контрафактное производство). Большая часть из них пользуется основным маркетинговым приемом, включающим утверждение: «Мы можем повторить и произвести композиции любой косметической фирмы мира с точностью до 98%». Российские челноки везут контрафактную дешевку мешками и баулами, и в большинстве случаев их трудно опровергнуть, так как биологически активные ингредиенты в косметических препаратах составляют обычно не более 2%.
Остальной объем композиции в основном приходится на кремовую основу, к которой должны предъявляться определенные требования. Во-первых, основа должна быть, по крайней мере, нейтральной по отношению к клеточным системам кожи. Во-вторых, она должна иметь консистенцию, удобную для применения.
С позиций теории мягких косметологических воздействий обратим особое внимание на первое требование, связанное с нейтральностью по отношению к клеточным системам кожи.
10.1. Косметические кремовые композиции на жировой
основе
Вообще, использование в косметических средствах жиров и масел и их фрагментов (глицериды жирных кислот и т. п.) еще не означает, что препараты имеют жировую основу. Можно принять, что косметическая композиция, содержащая более 10% жиров, масел или их фрагментов, относится к препаратам на жировой основе.
По имеющимся у нас данным (см. Приложение 1), сегодня в мире производится более 60% косметических кремовых композиций на жировой основе.
На наш взгляд, целесообразно ввести дополнительную градацию такого рода композиций, связанную с характером используемого сырья.
В тех случаях, когда в качестве жирового компонента используются естественные масла и жиры растительного и/или животного происхождения, мы имеем дело с препаратами на естественной жировой основе. Имеющиеся данные позволяют полагать, что объем производства подобных косметических продуктов не превышает 5-10% от общего объема косметических кремовых композиций.
Большая часть мировых производителей косметических кремовых композиций, которые могут быть отнесены к препаратам на жировой основе, используют синтетические фрагменты жиров и масел. К таким фрагментам относятся синтезированные из глицерина и жирных кислот моно-, ди - и триглицериды. Кроме этого, и сам глицерин и, соответственно, жирные кислоты также являются фрагментами масел и жиров. Таким образом, косметические средства, основа которых содержит синтезированные фрагменты жиров и масел, могут быть отнесены к препаратам на синтетической жировой основе.
Определенная часть косметических средств в качестве наполнителя (основы) содержит минеральное, парфюмерное или вазелиновое масла - продукты нефтепереработки. Такие средства могут быть отнесены к препаратам на "минеральной" основе. Хотя мы осознаем, что термин "минеральный" не соответствует содержанию. Может быть лучше отнести их к препаратам на нефтяной основе.
Рассмотрим доводы в пользу различных косметических композиций на жировой основе.
Что касается препаратов на нефтяной основе, то единственным доводом в их пользу является относительная дешевизна продуктов переработки нефти. Все остальное обсуждению не подлежит - парафины и прочие составляющие вазелинового, парфюмерного и минерального масел клеточным системам кожи не требуются. Более того, в соответствии с теорией мягких косметологических воздействий необходимо дать оценку
влияния парафинов и сопровождающих веществ на функционирование клеточных систем. Информация об этом пока отсутствует.
В отношении препаратов на естественной жировой основе и альтернативных препаратов на синтетической жировой основе имеются следующие соображения.
Доводом против использования естественных жиров и масел является то обстоятельство, что они могут содержать некоторые количества опасных примесей (пестицидов, гербицидов и т. п.), связанных с химизацией сельскохозяйственных технологических процессов. Это действительно является неблагоприятным фактором. Тем более, что установленные допустимые нормы содержания техногенных примесей в естественных жирах и маслах учитывают их влияние на организм человека в целом. Однако, как было показано ранее, клетки базального слоя эпидермиса, ответственные за формирование этого слоя кожи, после первого нанесения встречают компоненты косметического средства с некоторым разбавлением, которое сводится к минимуму при последующих повторных обработках. Это означает, что содержащиеся в основе крема токсичные примеси будут воздействовать на клетки базального слоя в тех концентрациях, в которых они изначально присутствуют в кремовой композиции. Клеточная система, являясь более чувствительной, на неблагоприятное воздействие ответит снижением скорости клеточного деления, а это, в свою очередь, как показано было ранее, приведет к увеличению толщины кератинового слоя эпидермиса и повышению вероятности образования морщин.
Если рассматривать проблему в целом, то необходимо признать, что она носит отчетливо выраженный экологический характер. По-видимому, нужны такие технологии очистки масел и жиров, которые позволяли бы избавиться от неблагоприятных примесей. Однако результатом любой очистки является удаление не только токсичных веществ, но и потеря тех компонентов, которые необходимы для функционирования клеточных систем (например, токоферолов - см. ниже). И вообще, очистка многокомпонентных химических систем, какими являются природные жиры и масла, является сложной технологической задачей.
В отличие от этого жировые основы, составленные из индивидуальных моно-, ди - и триглицеридов, оказываются лишенными этих недостатков, так как каждая составляющая может быть относительно легко очищена от примесей с использованием традиционных технологических приемов (перегонка, ректификация, перекристаллизация, переосаждение и т. п.). Кроме этого, у разработчиков появляется возможность, варьируя соотношения индивидуальных компонентов, менять консистенцию кремовых композиций, добиваясь более высокого потребительского качества препаратов.
Таким образом, если сравнивать естественную жировую основу с синтетической, то предпочтение, по-видимому, следует отдать последней. Конечно, уходя от природных жиров и масел, мы что-то теряем. Но обычно это "что-то" бывает трудно определить. Попробуйте разобраться, чем отличаются жиры барсучий, медвежий, эму и т. п., и какие составляющие определяют их использование в народной медицине (противовоспалительное, прогревающее и ранозаживляющее действие).
Следует подчеркнуть, что мы не являемся противниками использования жиров и масел природного происхождения. Более того, в своих разработках мы используем и растительные и животные жиры в качестве добавок (менее 10%), но не в качестве компонентов жировой основы (более 10%).
10.1.1. Тяжелый закат косметики на жировой основе
Те недостатки жировых основ, которые рассматривались выше, на наш взгляд, являются несопоставимыми с общим драматическим недостатком, присущим естественным и синтетическим жировым, а также нефтяным основам.
Известно, что жировая или нефтяная пленка, нанесенная на любую увлажненную поверхность или слой воды (раствора), препятствует испарению влаги. Именно поэтому традиционные косметологи рекомендуют наносить питательный (по их понятиям - жировой) крем сразу после умывания, объясняя это необходимостью "запирания" влаги. Очень часто фирмы в своих рекламных проспектах называют такие препараты "увлажняющими". Имея в виду, конечно, увлажнение посредством запирания влаги, затрудняющего испарение воды.
На рис.10.1. приведено схематическое изображение рогового слоя эпидермиса с нанесенным слоем препарата на жировой основе.
Рисунок 10.1.
Схема строения рогового слоя эпидермиса
с нанесенной кремовой композицией на жировой основе
 |
В соответствии с рисунком, нанесенный на поверхность кожи крем на жировой основе образует тонкий жировой слой, фрагменты которого частично внедряются во внутренние полости микрокапилляров, в устья потовых желез и волосяных фолликул. Таким образом, создаются условия для проявления благоприятного "увлажняющего" эффекта". С помощью жира нам удалось "запереть" в коже молекулы воды с молекулярной массой - 18 единиц.
Но ведь в обменных процессах кожи с окружающей средой участвуют, кроме воды, молекулы кислорода (молекулярная масса - 32 единицы), углекислого газа (молекулярная масса - 44 единицы), продукты клеточного метаболизма, например, мочевина (молекулярная масса - 60 единиц) и т. д. Так, за одни сутки, через кожу выделяются 7 - 9 г углекислого газа и поглощается 3 - 4 г кислорода. Это, так называемые, результирующие значения. А для того, чтобы выделилось такое количество СО2 и поглотилось соответствующее количество О2, необходимо "прокачать" через кожу значительно большее количество воздуха, содержащего и углекислый газ и кислород. Кожа должна "дышать".
В качестве довода, подтверждающего наши предположения, следует привести обсуждаемые ранее (см. гл.4) данные о снижении проницаемости кожи при нанесении на ее поверхность "увлажнителей", имеющих липидную (жировую) природу. Так, если вещество типа лаурилсульфата натрия не достигает функциональных клеточных систем кожи после ее обработки жировыми веществами, то разумно предположить, что аналогичным образом и другие вещества не смогут выйти на поверхность кожи, встретив на своем пути препятствие в виде жировой пленки.
Рассмотрим предполагаемые результаты нанесения жирового слоя на поверхность кожи. Замедлилось испарение воды с одновременным замедлением выделения углекислого газа, а также других продуктов клеточного метаболизма, и предотвращением проникновения кислорода воздуха к клеточным системам кожи. Можно с определенной долей уверенности полагать, что результатом таких изменений окажется локальное накопление продуктов клеточного метаболизма в эпидермисе. Из клеточной биотехнологии известно, что продукты, образующиеся в процессе функционирования клеточных систем (так называемые, «шлаки»), могут замедлять деление клеток и снижать их предельно достижимую концентрацию в питательной среде (вплоть до полного уничтожения клеток).Отравление собственными выделениями (отходами жизнедеятельности) грозит не только клеточным системам но и живым организмам, если не принимать мер по очистке окружающей среды.
Принимая во внимание строение эпидермиса и систему питания его базальных клеток (см. рис.1.1.), следует заключить, что основным обстоятельством, способствующим выведению продуктов метаболизма базальных клеток эпидермиса, является принудительная циркуляция межклеточной жидкости (смесь лимфы и плазмы крови). Именно в ходе этого процесса осуществляется удаление метаболитов из межклеточного пространства в лимфатическую и кровеносную системы. Но что-то, все-таки, остается, так как 2 - 3% суточной дозы кислорода и углекислого газа поглощается и, соответственно, выделяется именно через кожу. Можно предположить, что эта доля газообмена через кожу определяется, в первую очередь, "остаточным функционированием" клеток шиповидного слоя. Термин "остаточное функционирование" определяет свойства этих клеток. С одной стороны, самые нижние клетки шиповидного слоя, которые еще недавно находились в базальном слое с полноценной подпиткой веществами, необходимыми для клеточного деления, оказались вне процесса принудительного обмывания межклеточной жидкостью и в результате утратили свою способность к делению. А, с другой стороны, в них продолжают осуществляться многие биохимические процессы, требующие потребления кислорода и выделения углекислого газа. Естественно, что по мере перемещения клеточных фрагментов из нижних слоев шиповидного слоя в верхние вероятность реализации такого рода биохимических процессов в значительной мере снижается и, соответственно, уменьшается газообмен.
Можно полагать, что угасание жизненно важных биохимических процессов в клетках шиповидного слоя является параметром, характеризующим трансформацию клеточной структуры от потенциально способной к делению (нижние ряды) к структуре, не способной к делению, в которой процессы разрушения жизненно важных фрагментов клетки зашли далеко от исходного состояния.
Теперь попробуем ответить на вопрос о том, что будет происходить с клеточной системой шиповидного слоя при увеличении содержания в окружающей клетки среде углекислого газа и снижении концентрации кислорода по сравнению с нормальным соотношением. Совершенно очевидным является результирующее ускорение процесса перехода от нижних клеточных рядов к верхним. То есть, верхние ряды клеток шиповидного слоя раньше начинают превращаться в клеточные фрагменты зернистого слоя, а тем, чтобы перейти в состояние пластинки блестящего слоя, требуется определенное время. Для превращения пластинки блестящего слоя в ороговевшую чешуйку также требуется определенное время для "созревания". Окончательным итогом блокировки газообмена под влиянием жировых компонентов косметических средств оказывается увеличение толщины рогового слоя кожи. И, как мы уже отмечали, в результате такого утолщения увеличивается вероятность фиксации первых морщин.
Таким образом, приведенные логические построения требуют отказа от использования кремовых композиций на жировой основе, вне зависимости от того, какова природа этой основы (естественная, синтетическая или нефтяная).
Однако зададим себе вопрос о том, имеются ли экспериментальные данные, подтверждающие приведенные выше теоретические представления. К сожалению, эксперименты такого рода отсутствуют. В первую очередь это связано, по нашему мнению, с тем, что они должны занимать достаточно длительный период времени, так как результаты косметического воздействия на относительно здоровую кожу человека в значительной степени отдалены от начала воздействия. Трудно представить эксперимент, когда десятки (и сотни) людей, имеющих разный возраст и состояние кожи, регулярно в течение нескольких лет (не меньше!) обрабатываются кремами на жировой основе, а не менее многочисленная группа лиц (контрольная) в течение такого же периода обрабатывается альтернативными кремовыми композициями (например, гелеобразными увлажняющими) или не обрабатываются ничем. На наш взгляд последняя комбинация (без какой-либо обработки) является античеловеческой - могли помочь, но специально не сделали этого. Хотя, может оказаться так, что по отношению к препаратам на жировой основе именно она и окажется гуманной. Естественно, в процессе проведения таких массовых экспериментов возникают вопросы, связанные с оплатой добровольцев и контролем за соблюдением условий и результатами эксперимента.
В свою очередь, эксперименты на клеточных тест-системах носят единичный характер, так как требуют специальных условий проведения - в частности, наличие нейтральных для клеточных систем эмульгаторов.
Итак, экспериментальные данные, подтверждающие неблагоприятное воздействие жировых основ косметических композиций на состояние кожи человека, отсутствуют и, возможно, в ближайшие десятилетия мы их не получим.
Можно спросить себя о том, как быть с историческим опытом, ведь человечество испокон веков использовало масла для умащивания женского (и не только женского) тела. Отметим вначале, что при этом чаще всего использовались эфирные масла, состав которых принципиально отличается от составов жиров и масел растительного и животного происхождения. А затем признаем, что во всех описанных в истории случаях умащивания тела всегда отсутствовала контрольная группа испытуемых.
На этом можно было бы и завершить обсуждение вопроса. Однако мы полагаем, что все-таки имеются некоторые косвенные данные, подтверждающие наличие отрицательного эффекта косметических композиций на жировой основе.
Уже отмечалось, что в мире выпускается более 60% косметических кремовых композиций на жировых основах. Большинство российских женщин до последних 8 - 9 лет вообще не имели возможности пользоваться какой-либо иной косметикой, кроме жировой, выпускаемой известными фирмами (фабрика "Свобода", - бывшие «Уральские самоцветы» и т. д.)
В процессе внедрения препаратов на основе геля полиэтиленоксида мы столкнулись с ситуацией, когда часть женщин в возрасте 40 лет и старше отказывались от нового продукта после первого же нанесения. Все они жаловались на интенсивное шелушение кожи (одна из них сказала, что стала похожа на ежика). Нам показалось странным наличие такого эффекта (мы обозначили его как парадокс перехода к гелевым системам*)) и попытались систематизировать предысторию всех случаев. Оказалось, что все отмеченные женщины в течение многих лет для ухода за кожей использовали кремовые композиции на жировой основе. Вначале это были препараты российского производства, а затем и импортного. Ни одна из них никогда не применяла каких-нибудь разновидностей шлифовки кожи, и они практически не посещали косметические салоны. У некоторых женщин это была уже не первая попытка воспользоваться гелеобразными препаратами. Шелушение возникало после применения препаратов разных фирм. После каждой неудачной попытки они считали, что конкретные кремы на гелевой основе им не подходят и возвращались к своим "излюбленным" средствам на жировой основе. По нашим сведениям, с аналогичными случаями сталкивались многие практикующие косметологи и, обычно, они "выходили из положения" применяя процедуры, связанные с очищением и шлифовкой кожи.
Теперь рассмотрим, на наш взгляд, наиболее приемлемый вариант объяснения наблюдаемых "отрицательных" эффектов гелеобразных косметических средств. Как уже рассматривалось выше, регулярно наносимый на кожу жировой крем неизбежно приводил к утолщению верхнего кератинового слоя эпидермиса. Однако наносимый жир, проникая в тонкие отверстия между кератинизированными чешуйками, смешиваясь с липидными фрагментами чешуек и, как бы склеивая их между собой, создавал ощущение эластичности кожи. С каждым годом для предотвращения визуально наблюдаемого шелушения требовалось наносить препарат на жировой основе все чаще и в больших дозах. Количество кератиновых чешуйчатых слоев растет, функционирование клеточных систем кожи затруднено, но жир искусственно маскирует снижение ее эластичности. Необходимо подчеркнуть, что процесс увеличения толщины кератиновой оболочки кожи дополнительно начинает усиливаться послелет в связи с развитием механизмов старения кожи, определяемых как гемодинамическая и гормональная недостаточности. Поэтому, чем старше человек, тем толще роговой слой эпидермиса, и здесь приходится использовать такие специфические приемы обработки кожи, как шлифовка (механический пилинг) или иные более жесткие воздействия из приемов реконструкционной косметологии.
А теперь представим себе такого человека, постоянно пользовавшегося косметическими препаратами на жировой основе, который, допустим, после щадящей очистки кожи или после умывания теплой водой, нанес гелеобразный крем. При этом гелеобразующая высокомолекулярная система (обычно для этого используются сетчатые полимеры или природные полисахариды разнообразной структуры) остается на поверхности кожи, образуя полупроницаемую сеточку. Но вот прошло небольшое количество времени после нанесения и человек ощущает сухость, а также наблюдает шелушение кожи.
Понимание механизма возникновения парадокса перехода к гелевым кремовым основам после длительного использования кремовых композиций на жировой основе позволило нам разработать систему ухода за кожей в переходный период, включающую чередование использования скатывающих пилинговых препаратов (rolling) и косметических средств, обладающих регенерирующим действием. Роллинговые системы, использующие эффект скатывания, в настоящее время являются наиболее удобными и безопасными препаратами. Так, в отличие от обычных механических пилинговых систем (скрабы), они убирают с поверхности кожи только слабо связанные чешуйки, и поэтому появляется возможность их многократного использования без опасения достичь драматического истончения роговой защитной оболочки. Действие регенерирующих препаратов на клеточные системы, подробно изложенное в предыдущих разделах, сводится к ускорению деления базальных клеток эпидермиса и восстановлению динамического равновесия процессов, участвующих в формировании верхнего слоя кожи (эпидермиса).
На наш взгляд, именно наличие положительных результатов в процессе преодоления парадокса перехода от косметики на жировой основе к гелеобразным препаратам является косвенным доводом в пользу приводимых выше теоретических представлений о неблагоприятном влиянии на кожу человека препаратов на жировой основе.
10.2. Полимерные гелеобразующие системы в качестве
основы косметических препаратов
Основой гелеобразных продуктов являются полимерные системы, обладающие высоким сродством к воде и поэтому образующие устойчивые гели с содержанием воды около 95-98%. Такую основу следует рассматривать в качестве “действительно увлажняющей”. Необходимо также заметить, что то небольшое количество полимерных молекул, которое необходимо для создания устойчивой гелеобразной системы с водой, из-за высокой молекулярной массы полимера распределяется по поверхности кожи в виде своеобразной объемной сеточки (“вуали”) и не проникает в глубь кожи. Такая сеточка притягивает влагу из окружающей среды, создавая легкий гидратирующий эффект после установления равновесия между водой, питающей кожу, и ее избытком, удаленным в процессе испарения. Кроме этого, образующаяся многослойная сеточка является в достаточной степени проницаемой для кислорода, углекислого газа и продуктов клеточного метаболизма типа мочевины, то есть она не препятствует обменным процессам кожи с окружающей средой. Возможно также, что она из-за способности образовывать связи с активными веществами будет препятствовать проникновению в кожу и организм человека экологически вредных ингредиентов окружающей среды (тяжелые металлы, окислы азота и т. д.)
Таким образом, гелевые основы потенциально лишены тех недостатков, которые присущи препаратам на жировой основе. Что же касается необходимости введения растительных и/или животных масел в косметические препараты, то эта необходимость может быть реализована посредством добавления их небольших количеств в гелевую основу.
Действительно, в эпидермисе в целом содержится значительно меньше 10% липидов, а по данным, приводимым Л. Девандром [1], роговой слой эпидермиса содержит не более 11% липидов. Наиболее "липидизированной" тканью в организме человека является мозг (12-15% липидов), а в сыворотке (плазме) крови, питающей клеточные системы организма (включая кожу), содержится всего лишь 0,6% липидов (см., например, [2]), и в больших количествах нет никакой необходимости! А, если учесть практику культивирования клеток вне организма с добавлением 10% сыворотки (клеточная биотехнология), то нижний порог концентрации липидов можно уменьшить до 0.06% Вот такой интервал остается для разработчиков косметических средств - от 0.06 до 11%. Согласитесь, что это в разы и в сотни раз ниже, чем содержание жиров в традиционных жировых кремовых композициях (40-60%), насыщающих нашу кожу липидами сверх всяких норм, что не поддается никакому разумному объяснению. Если этот «жировой» подход к конструированию косметических кремовых композиций мигрировал к нам из глубины веков, то мы вправе назвать его «пещерным подходом». Оставляем читателям право самим дать определение для разработчиков и реализаторов жировой косметики.
Однако следует подчеркнуть, что самым "уязвимым местом" полимерных гелеобразных систем является обязательное наличие небольших количеств исходных мономеров и низкомолекулярных олигомеров. Эти вещества всегда сопровождают образование полимерных систем, и избавиться от такого рода низкомолекулярных добавок чрезвычайно сложно. Если сам полимер с молекулярной массой более 100 килодальтон практически не проникает через верхний роговой слой кожи, то его моно-, ди-, тримеры (олигомеры) могут легко преодолевать трансэпидермальный барьер [3]. Рассмотрим с этих позиций некоторые гелеобразующие полимерные системы.
10.2.1.Химически синтезированные полимеры
Полимеры на основе акриловой кислоты
Для широко распространенных в косметике гелеобразующих систем типа сополимеров акриловой кислоты с бутадиеном и другими полимерными системами определенную опасность для человека может представлять акриловая кислота. В соответствии с Техническими условиями [4] в полимере САКАП допускается ее содержание в количестве до 0,1%. Если учесть, что сам полимер обычно составляет 1-2% от массы геля (остальное Н2О), то конечная концентрация акриловой кислоты в геле не превышает 0,002%. Представляет ли акриловая кислота опасность для организма человека и для клеточных систем кожи?
Токсичность акриловой кислоты и ее производных
Отмечена токсичность при вдыхании крысами воздуха, содержащего от 40 до 450 миллионных долей акриловой кислоты (от 0.004 до 0.045%), а также ее производных [5,6]. Имеются сведения о том, что акриловая кислота и ее бутиловый эфир обладают некоторым канцерогенным потенциалом при хроническом нанесении их на кожу мышей. Однако в ряде публикаций это наблюдение оспаривается на основании результатов исследований на культуре клеток фибробластов эмбриона сирийских хомячков (SHE cells) [7]. И, тем не менее, следует каким-то образом объяснить выводы, сделанные, например, авторами работ [8] и [9] о токсичности и канцерогенности акриловой кислоты и ее производных - мономеров для производства полимерных систем. Позднее [10] на клеточной системе L 5178g (клетки лимфомы мыши) были получены данные, свидетельствующие о том, что мономерные акрилаты и эфиры метакриловой кислоты проявляют генотоксичность (мутагенность). При этом, по всей видимости, реализуется кластогенный механизм.
Интересное свидетельство воздействия акрилатов на организм приведено в работе [11]. При нанесении метилового эфира акриловой кислоты на кожный покров кроликов менялось содержание белковых фракций сыворотки крови животных. Кроме этого известно [12], что обработка животных (мыши и крысы) изооктил-акрилатом (5% в ацетоне) приводила к дерматитам, гиперкератозам, эпидермальной гиперплазии, диффузному меланозу. Однако, ни мономер, ни полимер, полученный на его основе, не проявляли канцерогенность в условиях эксперимента.
На наш взгляд, несмотря на "разброс" мнений, возможно связанный с использованием разных модельных систем, с определенной долей вероятности можно полагать, что сама акриловая кислота и ее производные представляют опасность для организма человека и для клеточных систем кожи.
Таким образом, потребитель косметических средств, обнаруживший в перечне ингредиентов «любимого» препарата вещества на основе акриловой кислоты, имеет все основания перевести это косметическое средство в разряд «нелюбимых» и, даже, опасных.
Поливиниловый спирт
Поливиниловый спирт оказывает общетоксическое действие на организм животных в дозе 1/25 LD50. При длительном введении в дозах 1/400 и 1/200 LD50 полимер способен вызвать хроническое отравление. Кроме этого, он оказывает эмбриотоксическое действие в дозе 1/400 LD50 [13].
В условиях эксперимента "in vitro" на мышиных фибробластах показано [14], что поливиниловый спирт влияет на клеточную систему более неблагоприятно по сравнению с полиметилметакрилатом, поливинилацетатом и другими полимерами.
Эти данные вряд ли могут быть отнесены непосредственно к высокомолекулярному поливиниловому спирту. Скорее они характеризуют свойства молекул мономера (и олигомеров), которые всегда присутствуют в полимерных системах. Мономерным фрагментом поливинилового спирта является виниловый спирт (I), который в нормальных условиях существует в виде уксусного альдегида (II).
ОН О
Н2С=С СН3 С
Н Н
I II
Токсическое действие уксусного альдегида хорошо изучено. В этом отношении он мало чем отличается от формальдегида, глутарового альдегида и других веществ этого класса, обычно проявляющих токсичность, канцерогенность и мутагенность.
Таким образом, для потребителя косметических средств наличие в составе препарата поливинилового спирта и его производных является сигналом особой опасности, какие бы при этом не представлялись сертификаты соответствия и прочие документы, подтверждающие безопасность. О том, как появляются такого рода сертификаты, мы все хорошо знаем или догадываемся.
Полиэтиленоксиды и полиэтиленгликоли
Полиэтиленоксиды и полиэтиленгликоли имеют близкое химическое строение. Различия заключаются в том, что полиэтиленоксиды получаются в результате полимеризации окиси этилена, а полиэтиленгликоли в процессе поликонденсации молекул этиленгликоля. Учитывая то обстоятельство, что окись этилена в воде легко раскрывает эпоксидный цикл, превращаясь в этиленгликоль, можно сделать заключение о тождественности этих полимерных систем.
По данным, приведенным в работе [15], содержащийся в полиэтиленоксидах (полиэтиленгликолях) мономерный этиленгликоль при нанесении на кожу может проникнуть в кровь в концентрациях, которые в 30-110 раз ниже его сиюминутного содержания в организме человека. Этиленгликоль, также, как глицерин, постоянно присутствует в организме человека, то есть является «эндогенным» веществом. А это значит, что данное вещество в концентрациях, сопоставимых с его постоянной концентрацией в организме, является нетоксичным, то есть, в организме существуют пути его безопасной утилизации.
Существует технология дополнительной «сшивки» геля, содержащего от 1 до 4% полиэтиленоксида [16] (см. также [17]), включающая обработку растворов полиэтиленоксида 1500 ускоренными электронами. Получаемый при этом гель, кроме того, что он наиболее безопасен, обладает некоторыми уникальными свойствами. Под действием ускоренных электронов в результате образования межмолекулярных сшивок получается сетчатый многослойный полимер (в виде геля с водой), имеющий ячеистую структуру – ячейки типа А (определяют гидрофильность системы) и Б (определяют сродство к жирам – липофильность). Наличие таких фрагментов в структуре геля определяет свойства системы в целом, которая, наряду с возможностью введения растворимых в воде добавок (соли, спирт, глицерин и т. п.), неплохо удерживает значительное количество липофильных систем (масла оливковое, кукурузное, абрикосовое и т. п.) [18] без добавления эмульгаторов.
С другой стороны, гель полиэтиленоксида, представляющий смесь воды и больших молекул сшитого или сетчатого полиэтиленоксида в достаточно низкой концентрации, при его использовании в качестве основы мазей и косметических препаратов не образует плотной пленки, которая могла бы препятствовать процессам дыхания и выделению продуктов клеточного метаболизма. Наличие в структуре геля свободной и связанной воды позволяет отнести гель полиэтиленоксида к истинно увлажняющим кремовым основам.
Имеется, однако, одно обстоятельство, которое требует от разработчиков особого внимания. Полимерные системы типа полиэтиленгликолей и полиэтиленоксидов, вне зависимости от способа получения и величины молекулярной массы, могут иметь заметное количество концевых альдегидных групп. Так как при окислении этиленгликоля
О
образуется гликолевый альдегид НО - СН2 - С, то легко предположить,
Н
что фрагмент гликолевого альдегида может завершать цепь молекулы полиэтиленоксида. Действительно, в геле полиэтиленоксида с помощью реакции с динитрофенилгидразином обнаружены карбонильные группы.
На наш взгляд, наличие концевых альдегидных групп в высокополимерных системах, не способных к преодолению трансдермального барьера, не представляет опасности. Наоборот, альдегидные фрагменты, в силу высоких биоцидных свойств, могут оказывать благоприятное воздействие, например, при лечении ожоговых ран и других видов нарушений кожного покрова, сопровождающихся развитием микрофлоры. В косметических препаратах альдегиды, связанные с высокополимерными молекулами, также не представляют особой опасности, так как единственным объектом их воздействия являются кератиновые чешуйки наружного слоя эпидермиса.
Однако сам гликолевый альдегид и его олигомеры, обладающие низкой молекулярной массой и, соответственно, высокой проникающей способностью, могут воздействовать на глубинные клеточные системы кожи. В этом случае, учитывая высокую реакционную способность альдегидов по отношению к биологическим полимерам, в косметологическом отношении ничего хорошего ожидать не приходится.
Удивительно, что некоторые разработчики косметических препаратов продолжают упорно использовать параформ (источник формальдегида) и другие альдегиды в качестве консервантов [19].
Для решения вопроса о том, насколько безопасным является гель полиэтиленоксида в качестве основы косметических (медицинских) композиций, была проведена серия клинических испытаний на добровольцах.
Из представленных на испытания 98 кремовых композиций, изготовленных на основе геля полиэтиленоксида (содержание геля от 31,7 до 87,8%), только для 5 препаратов наблюдалась легкая гиперемия опытных участков кожи. Причем, через 4 часа видимая реакция полностью исчезала. Через 24 часа никакой видимой реакции не наблюдалось: кожные покровы не изменили цвет; расчесов, мацерации и отека кожи не отмечалось. Через 48 часов у всех волонтеров картина не изменилась. Препараты продолжали наносить в течение 30 дней с выдержкой 4 часа. После завершения этого этапа на другую (нейтральную) руку наносили разрешающую дозу этой же композиции с контролем через 4 часа и через сутки. Каких-либо видимых реакций на коже волонтеров не наблюдалось. Следует подчеркнуть, что составы 5 препаратов, для которых отмечено проявление легкой гиперемии специально разрабатывались для усиленного воздействия на капиллярные сосуды, расположенные в дерме кожи, с целью обеспечения притока плазмы к базальным клеткам эпидермиса - гиперосмотические композиции.
Приведенные данные указывают на то, что гель полиэтиленоксида (основа всех изученных препаратов), очевидно, является нейтральным для кожи.
Дополнительные исследования исходного геля полиэтиленоксида, проведенные на добровольцах, подтверждают этот вывод. в свое время гелю полиэтиленоксида присвоена временная фармакопейная статья [20], а сейчас его производство осуществляется в соответствии с ТУ (технические условия) в Новосибирске.
Полисилоксаны, органо-модифицированные силиконовые полимеры
Применение органо-модифицированных силиконовых полимеров (ОМСП) в косметике имеет свою историю, отражаемую в ряде обзорных работ и монографий (см., например, [21]). Полагают, что силиконовые полимеры абсолютно нетоксичны, не вызывают раздражения и безопасны для применения во всех средствах личной гигиены и являются косметическими ингредиентами, включенными в список безопасных к использованию веществ, утвержденный комиссией по контролю косметических ингредиентов [22].
Мономерными фрагментами ОМСП могут являться следующие структуры:
(СН3)3SiOH; (CH3)2Si(OH)2; (CH3)2SiCl(OH) и т. д.
III IV V
В работе [23] были проверены шесть органосиликоновых соединений для оценки предполагаемой кластогенной активности на крысах. Оказалось, что триметилсиланол (III) при высоких дозах заметно увеличивает хромосомные абберации по сравнению с контролем. Наряду с этим, отмечается [24] отсутствие надежных данных, подтверждающих, что жидкий диметилполисилоксан является подходящим материалом для хирургия" href="/text/category/plasticheskaya_hirurgiya/" rel="bookmark">пластических хирургических операций в области головы и шеи.
Несмотря на бурное развитие химии ОМСП и их использование в косметической промышленности, необходимо подчеркнуть их слабую изученность на предмет безопасности как на уровне организма животных, так и на уровне клеточных систем, моделирующих клеточные системы кожи.
В свое время нам пришлось столкнуться с проблемой выбора гелевой основы из нескольких образцов кремнийорганических полимеров. Результаты проведенных экспериментов с использованием клеточной тест-системы и модельного вирусного штамма представлены в протокольном варианте
ПРОТОКОЛ
об испытаниях образцов кремнийорганических полимеров
Испытания проводились с использованием клеточной тест-системы Vero (перевиваемая культура клеток почки зеленой мартышки) и вируса осповакцины мыши в планшетном варианте.
Образцы: 1- Dow Corning (R) 345 fluid; 2 - Dow Corning 245; 3 - ПЕНТАКОС-1136 фирмы Пента» смешивались с этиловым спиртом (96%) в объемном соотношении 1:9 (~10%). Полученные образцы для оценки биологического действия вводились в питательную среду над сформированным монослоем клеток (в присутствии и без присутствия вирусных частиц).
В качестве параметров биологического действия использовались величины:
- TC50 - цитопатическая активность, характеризующая концентрацию испытуемого образца в питательной среде, которая приводит к уничтожению клеточной популяции на 50%;
- IC50 - противовирусная активность, характеризующая концентрацию испытуемого образца, при которой осуществляется защита клеток от вируса на 50%.
Результаты исследования представлены в следующей таблице.
Шифры образцов | № образцов | TC50 | R^2 | IC50 | TC50/ IC50 |
Д4-55/А | 1 | 0.30 | 1.00 | не активен | - |
Д4-55/Б | 2 | 0.28 | 0.999 | заметная активность от 0.05 до 0.2 (защита на 33%) | 1.4 |
Д4-55/В | 3 | ~5 | 0.996 | заметная активность от 0.1 до 1.0 (защита на 35%) | ~5 |
Приведенные результаты свидетельствуют о том, что:
- образцы №1 и №2 обладают высокой цитотоксичностью, так как в пересчете на чистые препараты их концентрации, которые приводят к 50%-ному уничтожению клеточной системы, не превышают 0.03% (TC50 / 10), поэтому целесообразность их использования в косметических средствах можно поставить под сомнение;
- образцы №2 и №3 обладают некоторой противовирусной активностью, защищая клетки от повреждающего действия вируса примерно на 33-35% - судя по величине соотношения TC50/IC50 это обстоятельство может иметь некоторое практическое значение в случае образца №3; можно полагать, что препарат весьма перспективен как для применения в производстве косметической продукции, так и медицинских средств специального назначения.
Имеются соображения о возможных причинах наблюдаемой цитотоксичности образцов №№ 1,2. Их проверка требует проведения дополнительных экспериментов.
Директор
Научное косметологическое общество
Анатолий Николаевич Децина
тел.: (3;
e-mail: *****@***nsk. su
В заключение следует отметить, что мы воспользовались полученной информацией для разработки составов защитных кремовых композиций (для рук) и массажного крема. Представители фирмы не проявили интереса к полученным результатам – отклик отсутствует.
Поливинилпирролидон
Мономерным фрагментом этого полимера является N-алкил-2-пирролидон, который легко раскрывает цикл, превращаясь в N-алкил производное гамма-аминомасляной кислоты. Эти вещества на системе ТА104 (сальмонелла/микросомный тест) проявляют мутагенный эффект, не зависимый от дозы [25]. Известно также, что токсичность N-алкил-2-пирролидонов зависит от алкильной группы [26].
10.2.2. Природные гелеобразующие системы
Практически все известные природные полимеры, способные набухать в воде, образуя геле - и желеподобные системы, представлены полисахаридами или их производными. Рассмотрим биологическую активность такого рода соединений. К сожалению, сведения о биологической активности их мономерных фрагментов (сахара, аминосахара и т. д.) чрезвычайно бедны.
Следует также помнить о том, что в природных гелеобразующих системах могут присутствовать также и биологически активные низкомолекулярные вещества, не являющиеся олигомерами основной полимерной системы.
Алоэ вера гель
Основным углеводным фрагментом Алоэ вера геля является ацеманнан, для которого известна активация мышиных макрофагов и усиление синтеза интерлейкинов [27], антивирусная активность, связанная с иммунным механизмом действия [28]. Эти обстоятельства позволяют полагать, что Алоэ вера гель и/или его мономерная углеводная фракция (ацеманнан) будут способствовать делению клеток кожи, провоцируя воспалительный процесс. Это подтверждается рядом работ (см., например, [29]). Весь вопрос в том, хорошо это или плохо? А, если хорошо, то в каких случаях?
Каррагинаны
Известно, что фрагменты молекулы каррагинана при введении их крысам в течение 24 месяцев в качестве добавок к пище способствуют образованию карцином, аденокарцином, аденом. У некоторых животных наблюдались метастазы в региональных лимфатических узлах [30]. Аналогичные данные по гидролизату каррагинана были получены в более поздней работе [31] на монослое эпителиальных клеток. Отмечается также [32] потенциальная опасность каррагинанов. Авторы работы [33] показали, что существенную роль в биологической активности каррагинанов может играть температура. Так, если растворение полимера проводить при температуре 400С, то такой раствор оказывается токсичным для клеток ретикулоэндотелиальной системы с одновременным усилением работы макрофагов. Если же растворение проводить при 20С, то наблюдается снижение токсичности. Имеются сведения о том, что каррагинаны индуцируют воспалительные процессы и влияют на митотическую активность и кератинизацию эпителиальных клеток [34]. Таким образом, наряду с обнаруженной токсичностью, в случае каррагинанов вопросы, связанные с проявлением (польза или вред?) воспалительных процессов в косметологии, сохраняются.
Хитозаны
Мономерным фрагментом хитозанов являются 2-ацетамидо-2-дезокси-Д-глюкоза (N-ацетилглюкозоамин). Очевидно, именно такого рода низкомолекулярные вещества определяют биологическую активность хитозанов, наносимых на здоровую кожу. В специальных исследованиях, проведенных в Научно-исследовательском конструкторском технологическом институте биологически активных веществ – НИКТИ БАВ (ГНЦ ВБ "Вектор"), показана способность образцов хитозана, полученных из панцирей крабов и нанесенных на поверхность здоровой кожи, провоцировать подкожный воспалительный процесс. Таким образом, можно полагать, что и в этом случае низкомолекулярные фрагменты хитозана способны проникать в глубь кожи, активировать работу макрофагов, которые, в свою очередь, выбрасывая в окружающую среду интерлейкины и разнообразные факторы роста, могут стимулировать деление клеток кожи. Такая стимуляция всегда сопровождает воспалительные процессы.
Гиалуроновая кислота
Являясь природным мукополисахаридом, молекула гиалуроновой кислоты состоит из чередующихся фрагментов D-глюкуроновой кислоты и N-ацетил-D-глюкозамина. Такая полимерная система образует устойчивый гель с водой. Это обстоятельство в первую очередь определяет влажность кожи животных, так как гель гиалуроновой кислоты пронизывает все слои кожи, заполняя межклеточное пространство. Возможно, гиалуроновая кислота входит в состав рогового слоя эпидермиса (см., например, [35]) и, очевидно, поэтому следует предположить ее присутствие в блестящем слое. Имеются сведения о том, что гиалуроновая кислота, как и ее аналоги - природные гелеобразующие системы при введении в составы косметических средств, стимулирует деление и дифференцировку клеток кожи [36]. Можно полагать, что причиной ускорения клеточного деления, как и во всех предыдущих случаях, является присутствие в препарате гиалуроновой кислоты низкомолекулярных веществ, способных преодолевать трансэпидермальный барьер.
Таким образом, все перечисленные выше природные гелеобразующие полимерные системы обладают способностью стимулировать клеточное деление, которым обычно сопровождается любой воспалительный процесс. В соответствии с представлениями о формировании эпидермиса в зависимости от возраста, можно полагать, что наиболее приемлемым использованием такого рода систем является введение их в составы косметических средств для лиц старше 30-35 лет. Это связано, в первую очередь, с тем обстоятельством, что в таком возрасте начинается постепенное снижение уровня гормонов в крови человека, вызывающее снижение скорости деления базальных клеток эпидермиса (гормональная недостаточность с наложением гемодинамической недостаточности), и, в качестве следствия, увеличивается толщина рогового слоя эпидермиса с одновременным увеличением вероятности фиксирования мелких морщин и т. д. Низкомолекулярные компоненты природных гелеобразующих систем в определенной степени могут компенсировать этот неблагоприятный процесс.
С другой стороны, на наш взгляд, представляется нецелесообразным и, даже, опасным использование природных гелеобразующих систем в косметических средствах, предназначенных для молодежи, так как проблемы кожи в этом возрасте, наоборот, связаны с увеличением концентрации гормонов (гормональный взрыв), вызывающим ускоренное деление клеток и, тем самым, нарушающим равновесные процессы формирования эпидермиса. Включение природных полимеров в составы косметических средств для молодежи может только усилить скорость клеточного деления и обострить проблемы кожи, имеющие место в возрасте 10-15¸20-25 лет.
К сожалению ни одна из фирм – производителей косметических средств, использующих перечисленные выше природные полимеры в качестве гелеобразующих добавок, не подчеркивает возрастные ограничения в использовании такого рода препаратов. Возможно разработчики не подозревают о существовании ограничений подобного рода. Об этом можно только сожалеть. А молодым потребителям косметических средств (до 20-25 лет) необходимо исключать из своего арсенала препараты, содержащие алоэ вера гель, каррагинаны, хитозан и гиалуроновую кислоту. Лучше отдать их своим родителям или старшим подругам (кому за 30-35 лет).
Следует также отметить появление на рынке новых препаратов, обозначаемых в качестве «косметических сывороток». Если исключить из рассмотрения «маркетинговые потуги» отдельных производителей, которые стремятся «притянуть за уши» новое определение к своей продукции, то косметические сыворотки это не просто достаточно жидкие косметические средства, а композиции, полностью освобожденные от балластных веществ, формирующих кремовую основу. Действительно, можно уйти от решения перечисленных выше проблем, связанных с основой косметических кремовых композиций. В качестве примера действительно косметических сывороток, полностью освобожденных от балластных ингредиентов, можно привести описание разработок Научного косметологического общества для «СИБПЛАНТ».
Косметические сыворотки
(Научная лаборатория «СИБПЛАНТ»)
СОСТАВ: все сыворотки содержат набор неорганических солей (натрий, калий, кальций, магний) в физиологических концентрациях и соотношениях, глицерин (проникающий через кожу в связанном состоянии с водой, способствует ее увлажнению), мочевину (блокирующую аллергические реакции), экстракты зеленого чая и других растений (обладающие антивирусным, антибактериальным и антиоксидантным действием).
Сыворотки питательная, восстановительная и восстановительная-максимум включают также экстракт куриного яйца (в качестве источника витаминов А и Е, лецитина и других биологически активных веществ), аминокислотный и витаминный комплексы (13 аминокислот и 9 витаминов группы В), аскорбиновую кислоту (витамин С), углеводы (глюкоза или фруктоза), экстракт ягод, набор биологически важных микроэлементов (железо, цинк, медь, марганец). В восстановительные варианты сывороток добавляется экстракт личинок трутней (сыворотки восстанавливающие № 1 и № 1М), экстракт гонад серых морских ежей (сыворотки восстанавливающие № 2 и № 2М) и экстракт эмбриональных клеток куриных эмбрионов (сыворотки восстанавливающие № 3 и № 3М).
НАЗНАЧЕНИЕ: все сыворотки предназначены для ухода за кожей лица и тела (руки, шея, декольте, бюст). Они обладают очистительным действием и содержат теоретически строго выверенные соотношения ингредиентов, подтвержденные экспериментально на клеточных тест-системах. Подпитка и восстановление клеточных систем совмещена с эффективной глубинной очисткой кожи.
Препараты позволяют производить подбор персональных составов, в зависимости от состояния кожи, и осуществлять процедуру осмомассажа.
Сыворотки молодежные очистительнные (применяется до 20-25 лет) предназначена для глубинной очистки кожи, способствует профилактике и ликвидации молодежной угревой сыпи.
Кожа устроена так, что эффективную защиту от проникновения внутрь кожи бактериальных и даже вирусных частиц обеспечивает наличие защитного слоя эпидермиса, состоящего в норме из 5-6 слоев кератиновых чешуек. Из-за нарушения равновесных процессов формирования эпидермиса, вследствие молодежного «гормонального взрыва» и внешних неблагоприятных воздействий, включая неправильно выбранную косметику, уменьшается толщина защитного слоя эпидермиса. Предотвращение и устранение таких аномальных состояний и является основной целью ухода за кожей в возрасте до 20-25 лет. Это достигается наличием в составе препарата растительных экстрактов, обладающих дубящим действием, способствующих «подращиванию» кератинового защитного слоя кожи.
Номенклатура молодежных сывороток: «Зеленый чай», «Сибирский кедр» и «Почки тополя»
Сыворотка питательная (от 20-25 лет) предназначена для компенсации механизма старения кожи, связанного с гемодинамической недостаточностью (изменение состояния периферийной капиллярной сети) с целью поддержания кожи в хорошем состоянии.
Сыворотка является полноценным питательным препаратом благодаря входящим в ее состав аминокислотному и витаминному комплексам, необходимым микроэлементам, биологически активным веществам. Основной целью ухода за кожей в возрасте после 20-25 лет является предотвращение (блокировка) постепенно накапливающегося ухудшения состояния капилляров, снабжающих клетки эпидермиса питательными веществами и отводящих продукты клеточного метаболизма (гемодинамическая недостаточность). В соответствии с этим, особое значение приобретает подпитка клеточных систем кожи и одновременная возможность тренировки сосудов с помощью процедуры осмомассажа.
Номенклатура питательных сывороток: «Идеальная с клюквой», «Идеальная с черноплодной рябиной».
Сыворотки восстановительная (от 30-35 лет) и восстановительная-максимум (от 40-45 лет) предназначены для усиленного питания и регенерации кожи с признаками увядания.
Неблагоприятные изменения в состоянии кожи в этом возрасте связаны как с постепенно развивающейся неполноценностью питания клеток изнутри (гемодинамическая недостаточность – см. выше), так и с понижением концентрации гормонов в крови, что неизменно приводит изменением равновесного процесса формирования эпидермиса (гормональная недостаточность). Второй механизм старения кожи может быть компенсирован за счет использования косметических средств, включающих полезные биологические добавки животного происхождения, содержащие гормоны и гормоноподобные вещества. С их помощью возможно сохранение состояния кожи человека на достигнутом уровне достаточно длительное время.
В представляемых вариантах регенеририрующих сывороток (восстановительная и восстановительная-максимум) такими добавками является: экстракт личинок трутней (сыворотки восстанавливающие № 1 и № 1М), экстракт гонад серых морских ежей (сыворотки восстанавливающие № 2 и № 2М) и экстракт эмбриональных клеток куриных эмбрионов (сыворотки восстанавливающие № 3 и № 3М).
. Эти препараты могут быть дополнительно использованы для восстановления нормального роста волос, для борьбы с целлюлитом, линейными растяжками кожи, а также для подтягивания и увеличения размеров женских молочных желез. Подтягивание и увеличение размеров женских молочных желез необходимо сочетать с регулярными осмотрами врача маммолога.
Составы питательной и восстановительных вариантов сывороток с величинами ПА=46 баллов, позволяют использовать их продолжительное время практически без ограничений – отсутствует необходимость перехода от одной неполноценной композиции (с ограниченным набором питательных ингредиентов) к другой.
Глубинная очистка кожи (питательная и восстановительные сыворотки) осуществляется за счет гиперосмотических воздействий (вечерние композиции и маски). При этом исключается обычное для любых видов очистки неизбирательное извлечение полезных ингредиентов (аминокислот, витаминов, углеводов и т. д.). Наличие этих ингредиентов в составе сывороток, как бы, «препятствует» их удалению из внутренних структур кожи – реализуется благоприятное сочетание очистки с одновременной подпиткой и регенерацией.
СПОСОБЫ ПРИМЕНЕНИЯ:
1. Маска для жирной кожи (3-4 раза в неделю) – смочить ватный тампон или косметический диск инертным разбавителем (в качестве которого можно использовать кипяченую воду, заварку зеленого чая, пиво или сухое красное вино), слегка отжать для удаления избытка жидкости, нанести из флакона с дозатором на тампон (диск) 5-6 доз сыворотки и равномерно обработать поверхность кожи.
2. Мака для нормальной кожи (2-3 раза в неделю) – смочить ватный тампон (или косметический диск) кипяченой водой или заваркой зеленого чая, слегка отжать для удаления избытка жидкости, нанести из флакона с дозатором на тампон (диск) 5-6 доз сыворотки и равномерно обработать поверхность кожи.
3. Маска для сухой кожи (не более 1 раза в неделю) – на тампон наносится 1-2 дозы сыворотки. В качестве разбавителя целесообразно использовать молоко или сливки.
4. Уход за кожей вокруг век и утренние косметические композиции – в этих случаях для всех типов кожи используется 1 доза сыворотки, наносимая на тампон (диск), смоченный указанными выше разбавителями.
5. Для кожи с явными признаками молодежной угревой сыпи - места с явными признаками угревой сыпи целесообразно обрабатывать концентрированной сывороткой молодежной очистительной (без разбавления) путем последовательного многократного нанесения (или однократно на ночь аппликационным способом).
Общие примечания – представленная градация по типам кожи не является всеобъемлющей, так как существует бесчисленное количество промежуточных состояний кожи. Поэтому в каждом конкретном случае целесообразно проводить персональную подборку степени разбавления сыворотки посредством увеличения или уменьшения величины тампона (толщины диска), что влечет за собой соответствующее изменение количества разбавителя. При этом, ощущаемое в некоторых случаях легкое «пощипывание» кожи свидетельствует только о том, что на поверхности кожи имеются микротрещины и повреждения, для которых осмотическое воздействие маски является благоприятным фактором. Более информативным параметром при подборе степени разбавления препарата является равномерное покраснение кожи, что свидетельствует о высокой эффективности приготовленной композиции. При отсутствии покраснения соотношение сыворотка/разбавитель может быть сдвинуто в сторону увеличения количества сыворотки, либо посредством увеличения количества доз, либо за счет уменьшения размеров тампона (толщины диска).
При наличии эффекта покраснения, использованное соотношение сыворотки и разбавителя следует рассматривать в качестве оптимальной косметической маски. Длительность её применения не должна превышать 30 минут. После этого её смывают прохладной водой, кожа подсушивается в обычных условиях в течение 10-15 минут, и на ее поверхность наносится вечерний состав с уменьшенным в два раза содержанием сыворотки.
Следует заметить, что не всем потребителям нравится обработка такого рода – во-первых, им такой уход за кожей кажется хлопотным, а во-вторых, они привыкли наносить кремы на лицо «жменьками», убирать избытки крема с поверхности салфетками и пудрить кожу, чтобы она не блестела. Учитывая все изложенное выше о кремовых основах, можно посочувствовать приверженцам традиционной косметики.
Имеется ещё один вопрос, на наш взгляд, относящийся к основам косметических препаратов. Это вопрос кислотности (или нейтральности) косметических композиций. Почему мы относим его к основам препаратов? Обычно, когда речь идёт о кислотности, щелочности или нейтральности, имеют в виду водные системы, так как ионы водорода (Н+), концентрация которых определяет кислотность системы, предпочитают локализоваться именно в водных фазах. Наличие водной фазы в композициях на жировой основе и, тем более, в желе - и гелеобразных системах, позволяет относить этот вопрос к характеристике основ косметических препаратов.
10.3. Выбор между кислотностью и нейтральностью
основ косметических композиций
Существующая шкала кислотности и щелочности включает значения от 0 до 14 единиц, которые соответствуют обратной величине логарифма концентрации Н+ (протонов или ионов гидроксония - Н3О+) в водном растворе при реализации равновесного процесса:
Н2О Н ++ ОН -
В нейтральной водной среде содержание протонов аналогично содержанию анионов ОН - и соответствует их концентрации, равной 10-7 М/л. При этом условно называемый "водородный показатель" рН равняется: - lg 10-7=7,0. Увеличение концентрации протонов, например, от 10-7 М/л до 10-5 М/л приводит к снижению величины рН до 5 и, наоборот, увеличение концентрации анионов приводит к сдвигу равновесия в сторону меньших концентраций протонов и к увеличению значения рН. Таким образом, значения рН ниже 7,0 характеризуют кислотные системы, а выше 7,0 - щелочные.
Теперь давайте вспомним, какие значения рН являются наиболее физиологическими. Сыворотка, плазма крови и сама кровь имеют значения рН вблизи 7,2. Многочисленные составы питательных сред для культур клеток млекопитающих в клеточной биотехнологии укладываются в интервал значений рН от 6,8 до 7,4.
Казалось бы все ясно. В соответствии с теорией мягких косметологических воздействий, учитывая то обстоятельство, что клетки базального слоя эпидермиса омываются межклеточной жидкостью, состоящей из лимфы и плазмы крови, разработчики косметических препаратов, предназначенных для нанесения на кожу, должны строго придерживаться величин рН, близких к 7,0.
Но оказалось, что и в этом вопросе нет определённости. Чего стоят только рекламные ролики фирмы "Джонсон и Джонсон", в которых с настойчивостью, достойной лучшего применения, утверждается, что оптимальным значением рН для косметических композиций является величина 5,5. Мы понимаем, что сознание специалистов этой фирмы и большого числа специалистов-косметологов находится под влиянием данных о кислотности верхнего (рогового) слоя эпидермиса. Действительно, кислотность кератинового слоя эпидермиса у мужчин и женщин варьирует от 5,0 до 6,0 (средняя величина 5,5). Это обстоятельство, рассматриваемое нами ранее, связано с тем, что кератинизация является окислительным процессом, ведущим к образованию гидроксильных и карбонильных групп, способных диссоциировать с образованием ионов водорода (Н+). Эти ионы и приводят к закислению окружающей кератиновые чешуйки среды.
Фактически мы снова встретились с той точкой зрения, что объектом воздействия косметологии, как науки, является верхний роговой слой кожи (см. гл.1). Но, как раз именно в этом случае, такая точка зрения, на наш взгляд, является наименее обоснованной.
Рассмотрим наши доводы более подробно. Для того, чтобы вещество, содержащееся в кремовой композиции, действовало только на верхние слои эпидермиса, необходимо, чтобы оно не проникало ниже зернистого слоя. Однако, как показано в гл.4, проницаемость кожи определяется в основном защитным барьером, включающем два верхних слоя эпидермиса (роговой и блестящий).
Допустим, мы нанесли на поверхность кожи препарат с повышенным содержанием ионов водорода Н+ (протонов), имеющих абсолютно минимальные размеры - более мелких частиц (атомов и, тем более, молекул) в природе не существует. Поэтому проницаемость таких частиц через кожу, даже с учётом того, что они находятся в водных растворах в виде ионов гидроксония (Н3О+), является очень высокой по сравнению с более высокомолекулярными веществами. Более того, именно для протонов известно явление "туннельного эффекта", позволяющее им как бы «мигрировать» на большие расстояния без затрат энергии, связанной с перемещением в пространстве, и практически мгновенно. Схематически реализация туннельного перехода протона представлена на рис.10.2.
Рисунок 10.2
Схема реализации туннельного перехода протона
 |
Фактически процесс перемещения протонов, например, в глубину каналов, пронизывающих чешуйчатый кератинизированный и блестящий слои эпидермиса, идёт без перемещения ионов и атомов. Его реализация не требует энергетических затрат, как для любых других веществ, связанных с внедрением молекулы в микрокапилляры, пронизывающие два верхних слоя эпидермиса, заполненных молекулами структурированной воды (см. рис.4.1.). Более того, именно наличие структурированной воды способствует реализации туннельного эффекта.
Итак, нанесённый на поверхность кожи избыток протонов мгновенно достигает клеточных структур шиповидного и базального слоёв, для которых оптимальной является нейтральная среда. В соответствии с Теорией мягких косметологических воздействий результат не заставит себя ждать. Снизится скорость деления базальных клеток эпидермиса, ускорится процесс перехода клеточных структур шиповидного слоя в зернистый слой, из которого ускорится переход клеток в пластинки блестящего слоя и в результате произойдёт увеличение толщины рогового слоя и связанное с этим повышение вероятности образования морщин. То есть, избыток протонов в косметическом средстве провоцирует процесс старения кожи.
Может быть, именно поэтому мы попробовали самостоятельно разобраться с этим парадоксом и, прежде всего, ответить на вопрос о том, как будут отражаться на клеточных культурах изменения величины рН. Интерес к этому вопросу подогревался также тем обстоятельством, что в последние десятилетия среди косметологов получил широкое распространение метод обработки кожи, связанный с использованием органических кислот. Так, например, профессиональные косметологи используют для химического пилинга альф-гидроксикислоты в концентрациях, которые обеспечивают величину рН растворов в области от 4,5 до 3,5 и ниже. В тех случаях, когда в процессе пилинга используются растворы трихлоруксусной кислоты в концентрации до 70%, кислотность системы оказывается значительно более высокой (рН<2,0).
Вначале, для решения этого вопроса мы использовали такую характеристику клеточной системы как время образования монослоя. Этот параметр отражает комфортность условий существования клеточной системы и её собственное состояние. Для пояснения рассмотрим схему образования монослоя клеток, представленную на рис.10.3.
Рисунок 10.3.
Схема образования монослоя клеток.
 |
В соответствии с этой схемой на первой стадии (посев) суспензия клеток в свежей питательной среде помещается в культуральный сосуд. Через определённый промежуток времени постепенно клетки оседают на дно сосуда, прикрепляются к нему и распластываются, принимая форму, характерную для данного типа клеток (прикрепление и распластывание). После этого начинается стадия деления клеток, которая завершается образованием плотного клеточного монослоя. Этот момент и фиксируется в качестве показателя комфортности существования клеточной системы и её регенерирующей способности. Чем быстрее образуется монослой, тем лучше условия, созданные для клеток, и выше способность к делению (регенерации). И, соответственно, наоборот, чем больше времени тратится на образование плотного монослоя, тем хуже условия существования клеточной системы.
Было приготовлено несколько образцов питательной среды с разными значениями рН, создаваемыми посредством добавления лимонной кислоты (значения<7,2) и гидроокиси калия (значения>7,2)*) В каждый из образцов поместили равноценные пулы фибробластов линии L929. Полученные результаты, представленные графически на рис.10.4, свидетельствуют о том, что оптимальная величина рН питательной среды для этих клеток находится в ожидаемой области - в районе 7,2. Снижение этой величины на единицу (рН 6,2) приводит к увеличению времени смыкания монослоя почти в два раза - от 43 до 76 часов. Более того, нам не удалось достичь образования монослоя в течение 336 часов при рН 5,5. Это свидетельствует об абсолютно неблагоприятных условиях культивирования клеток. Таким образом, продолжить кривую на рис.10.4. в область рН=5,5 нам не удалось.
Рисунок 10.4.
Время смыкания монослоя фибробластов линии L929 в зависимости от рН среды.
 |
В целом, описанный эксперимент может свидетельствовать только о том, что оптимальная величина рН для клеток млекопитающих (линия L929) лежит в районе 7,2. Однако, длительное выдерживание клеток в неблагоприятных условиях (низкие и высокие значения рН) слишком велико для того, чтобы можно было соотнести с реальным косметологическим экспериментом на коже. Действительно, мы не можем точно определить, через какой промежуток времени после нанесения косметического препарата, обладающего кислотностью в районе значений рН от 5,5 до 3,5 и ниже, межклеточная жидкость, омывающая клетки базального слоя, восстановит оптимальное значение рН 7,2. Какова длительность этого временного интервала? Это - десятки часов, часы или минуты?
В соответствии с этими рассуждениями мы изменили характер экспериментов. Теперь были взяты флаконы с полностью сформированными слоями клеток. Их заливали опытными питательными средами, имеющими разные значения рН, выдерживали клетки с этими средами в течение 60 минут, а затем заменяли опытные среды в каждом флаконе на стандартную питательную среду, имеющую оптимальную величину рН. Через сутки, после соответствующей обработки (трипсинизация, диспергирование) подсчитывали количество живых и мёртвых клеток. Оказалось, что в этих условиях при рН 5,5 от 20 до 30% клеток погибло и не восстанавливалось в процессе последующего выдерживания (24 часа в благоприятных условиях), а при рН 4,5 всего за 1 час была уничтожена практически вся популяция клеток. Причём, следует напомнить, что снижение рН питательной среды достигалось за счёт небольших добавок лимонной кислоты, которая является альфа-гидроксикислотой (АНА). Эксперимент при рН 3,5 в этих условиях ставить было бесполезно. Несомненно, для того, чтобы получить значимую информацию, необходимо было существенным образом снизить время контакта клеток с закисленной питательной средой.
Итак, период времени, необходимый для осуществления химического пилинга без возможных трагических для клеточной системы последствий при рН 4,5 и, тем более, при рН 3,5, оказывается меньшим, чем 60 минут. Однако, так как пилинг кожи при значениях рН препаратов, содержащих АНА или другие кислоты, ниже 4,5 все-таки осуществляется, то это означает, что при закислении межклеточной жидкости вблизи базального слоя период времени, необходимого для восстановления оптимального значения рН, превышает 60 минут. Таким образом, можно было произвести оценку ориентировочной скорости нейтрализации неблагоприятных воздействий закисленных сред на клеточную систему.
Например, при переходе от величины рН 7,2 к величине 3,2 (для простоты расчетов) концентрация ионов водорода в системе увеличивается почти на четыре порядка. При рН 7,2 концентрация ионов водорода составляет 10-7,2 М/л, а при рН 3,,2 М/л. В результате разница между этими значениями составит ~1·10-4 М/л. Таким образом, с учётом полученных данных 10000-кратный избыток вещества (в данном случае таким веществом является протон - Н+ ) нивелируется за период больший, чем 60 минут (например, за 1,5 часа). Тогда скорость "смывания" избытка протонов составит 1·10-4 М/л:1,5=0,67·10-4 М/л час. Необходимо отметить, что лимфа и плазма крови и, соответственно, межклеточная жидкость, обладают определённой буферной ёмкостью, позволяющей при внесении первых порций кислоты, сохранять исходную величину рН. Поэтому рассчитанное значение скорости "смывания" других веществ (отличных от Н+ ), например витаминов, следует дополнительно уменьшить.
Тогда для упрощенных оценок можно пользоваться величиной скорости "смывания" низкомолекулярного вещества, достигшего базального слоя клеток эпидермиса, равной 0,5·10-4 М/л час.
Приведённые в этом разделе данные позволяют сделать следующие выводы:
1. Среди химически синтезированных гелеобразных полимеров наименее опасными (нейтральными) для кожи и организма человека являются полиэтиленоксиды и полиэтиленгликоли.
2. Общей характеристикой природных гелеобразующих полимеров является наличие в их составах низкомолекулярных веществ, способных провоцировать подкожный воспалительный процесс, сопровождающийся ускорением клеточного деления. В этой связи использование природных гелеобразующих полимерных систем (алоэ вера гель, каррагинаны, хитозан, гиалуроновая кислота) является наиболее целесообразным в производстве регенерирующих кремовых композиций только для возраста 30-35 лет и старше.
3. Оптимальная величина рН косметических препаратов с позиций теории мягких косметологических воздействий лежит вблизи значения 7.2.
4. Проведенные эксперименты позволяют оценить скорость "смывания" низкомолекулярных веществ, достигающих базальные клетки эпидермиса за счёт принудительного тока омывающей клетки межклеточной жидкости.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Л. Девандр "Химия омоложения лица - новое оружие косметологии", Les nouvelles esthetigyes, 1998, №6, стр. 40-44;
2. "Кожа. Строение, функция, общая патология и терапия", под ред. и , М.: "Медицина", 1982;
3. Potts R. O., Guy R. H., Pharmaceutical Res., 1995, 2 P. ;
4. ТУ 8, САКАП;
5. Klimisch H. J., Hellwiy J. "The prenatal inhalation toxicity of acrylic acid in rats". Fundament. Appl. Toxikol., 1991,, 656-666;
6. Vodicka P., Gut J., Frantik E. "Effekt inhaled acrylic acid derivatives in rats". Toxicology, 1990, 65 (1;
7. Wiegand H. J., Schiffman D., Henschler D., "Non-genotoxicity of acrylic acid and n-butyl akrylate in a mammalian cell system (SHE cells)". Arch. Toxicol. 1989,;
8. Segal A., Fedyk J., Melchionne S., Seidman I. "The isolation and characterization of 2-carboxyethyl adducts following in vitro reaction of acrylic acid with calf thymus DNA and bioassay of acrylic acid in famale Hsd: (JCR) Br mice" Chem. Biol. Juteract. 1987 61 (2), 189-97;
9. Autian J. "Structure-toxicity relatiouships of acrylic monomers" Environ. Health. Perspect. 1979 11, 141-52;
10. Moore M. M., Amtower A. Doerr C. L. et al. "Genotoxicity of acrylic acid, methyl acrylate, ethil acrylate, methy methacrylate and ethil methacrylate in L5178¡ mouse lymphoma cells". Environ. Mol. Mutagen. 1988, 11 (1), 49-63;
11. "Изменение содержания белковых фракций сыворотки крови кроликов при нанесении им на кожный покров метилового эфира акриловой кислоты". Фармакол. - Токсикол., 1969, 32 ;
12. Gordon S. C., Zimmerman D. D., Griffith F. D. "Acute toxicity, genotoxicity and dermal carcinogenicity asseessment of isooctylakrylate", J. Toxikol. Environ. Health, 1991, 34 ;
13. , и др. "Изучение токсичности и отдаленных последствий действия поливинилового спирта марки 18/11" Гиг. Санит. 1;
14. Hisada T. "The adhesion of culture cells to some polymer (invitro)", Shira rirogaku zasshi, 1976, 17 (;
15.Filser J. G., Kreuzer P. E. et al., Arch. Toxicol., 1994, 68, №7, p. 401-405;
16. "Способ получения косметического средства для ухода за кожей на основе геля полиэтиленоксида" Пат. РФ № 000(1995);
17., и др."Гель для кожи рук" Пат. РФ № 000;
18. "Способ получения косметического средства в виде эмульсии" Пат. РФ № 000;
19.Flyvholm M. A., Andersen P., Amer. J. Iud Med., 1993, 24. №5, p. 533-552;
20."Гель полиэтиленоксида 1500" ВФС от 31.03.98г., регистрационное удостоверение №98/95/9;
21.Floyd D. "Cosmetic and Pharmaceutical Applications of Polymers", Gebelein G., Ed: 49 Plenum, New-York, 1991; Д. Флойд, К. Дженни, Х. Лайдрайтер "Органо-модифицированные силиконовые полимеры в средствах личной гигиены", Косметика и медицина №6, 22-32(1998); Д. Флойд, А. Хоу "Алкилмодифицированные силиконы в косметических рецептурах", Косметика и медицина №2-3, 22-32(1999);
22.Final report of the safety assessment for Dimethicone Copolyol, prepared by the Expert Panel of the Cosmetic Ingredient Review. April 1981;
23.Isguitth A., Sesinski R., Matheson D., "Genotoxicity studies on seleckted orgsnosilicon courpounds: in vivo assays", Food. Chem. Toxicol. 1988, 26(3)263-6;
24.Pitanguy J., Mayer B. et al., "Uberlegungen zur Anwendung von flussigem Dimethilpolysiloxan in der plastischen Kopf-und Halschirurgie", Laryngol. Phinol. Otol. Stuttg., 1988, 67(2)72-5;
25.Wells D. A., Thomas H. F., Digenis G. A. "Mutagenicity and cutoxicity of N-methyl-2-purrolidinone and 4-(methylamino)butanois acid in Salmonella (microsome assay", J. Appl. Toxicol., 1988, 8;
26.Ansell J. M., Fowler J. A., "The acute oral toxicity and primary ocular and dermal irritation of selected N-alkyl-2-pyrrolidones", Food. Chem. Toxicol., 1988, 24;
27.Zhang L., Tizard J. R., "Activation of a mouse macrophage cell line by acemannan: The major carbohydrate fraction from Aloe vera gel", Immunopharmacology, 1996, 35;
28.Womble D., Helderman J. N., "The impact of acemannan on the generation and function of cytotoxic T-lymphocytes" Immunopharmacol. Immunotoxicol., 1992, 14(1;
29.Danhoff, Mc Analley "Stabilized Aloe Vera: effect on human skin gells". Drug Cosm. Jnd., 1983, 52(;
30.Ashi K. W., Inagaki T. et al. "Induction by degraded carrageenan of colorectal tumors in rats", Cancer Zett. 1978, 4(3)171-6;
31.Ling K. Y., Bhalla D., Hollander D. "Mechanisms of carrageenan injuru of JEC18 small intestinal epithelial cell monolayers", Gastroenterology, 1988, 95(6)1487-95;
32.Marcus R., Watt J. "Potential hazards of carrageenan"; Lancet., 1980, 1(8168 Pt1)602-3;
33.Butts J. D., Rehm S. R. "The effect of heating on the functional of iota-carrageenan", J. Pharmacol. Methods, 1985, 13(1)53-7;
34."Carrageenan-induced inflamation and its effects on mitotic activity and keratinization of gingival epithelium. A histologic and autoradiographic study.";
35.Ж.-М. Сеньоре "Гиалуроновая кислота в коже и косметике", Косметика и медицина №5, 11-17(1998);
36. "Использование гиалуроновой кислоты в медицине и косметологии", Косметика и медицина №2-3, 53
Задания к главе 10
1. Используя данные, приведенные в Приложении 1, назовите номера составов косметических средств, которые Вы можете отнести к препаратам:
- на естественной жировой основе;
- на синтетической жировой основе;
- на минеральной (нефтяной) основе;
- на синтетической гелеобразной основе;
- на природной гелеобразной основе.
2. Приведите примеры известных Вам косметических средств (составы с указанием фирмы) для возраста до 20-25 лет (кремовые композиции, рекомендуемые для молодежи):
- не содержащие природных гелеобразующих полимеров;
- содержащие природные гелеобразующие полимеры.
3. Попробуйте найти и приведите составы косметических сывороток (serum). Дайте оценку – являются ли они действительно сыворотками или, все-таки, содержат балластные ингредиенты кремовых основ?
*) Следует заметить, что описываемый механизм проявления "трудностей переходного периода", впервые был сформулирован врачом-косметологом (г. Санкт-Петербург), за что мы ей искренне благодарны.
*) Все эксперименты были проведены (Институт экспериментальной иммунологии СО РАМН, г. Новосибирск)
