Przenikanie i wnikanie w skórę

Autor: Jacek Arct

Skóra jest organem niezwykle złożonym. Składa się z trzech oddzielnych warstw: naskórka, skóry właściwej i tkanki podskórnej. Tkanka podskórna pełni rolę izolacyjną, to w niej odkłada, się większość tłuszczu, będącego zarówno materiałem zapasowym jak i chroniącym cały organizm przed zimnem i urazami mechanicznymi. Skóra właściwa jest oparciem dla całej konstrukcji, zapewnia wytrzymałość mechaniczną ale jej złe działanie zwłaszcza w starszym wieku prowadzi do zmarszczek i zmiany wyglądu. Naskórek, warstwa najbardziej zewnętrzna, odpowiada za wygląd skóry i wytwarza tzw. warstwę rogową, cieniutką martwą warstewkę będącą dzięki specyficznej budowie jedyną barierą, chroniącą nas przed wnikaniem mikroorganizmów i rozmaitych substancji z otoczenia. Zatrzymuje większość wody w naszym ciele, bez niej wyschlibyśmy na wiór. Warstwa rogowa zawdzięcza swoje właściwości obecności lipidów, dlatego nie przepuszcza wielu rozpuszczalnych  w wodzie składników kosmetycznych jak np. cukry, aminokwasy, sole witamina C i wiele innych. Drugim czynnikiem ograniczającym wnikanie w skórę jest wielkość cząsteczki – niektóre są zbyt duże i „nie mieszczą się” pomiędzy substancjami obecnymi w warstwie rogowej. Dlatego w skórę nie wnikają żadne formy kolagenu i inne hydrolizaty protein, żadne przetwory Działa na powierzchni, nawilżająco kwasu hialuronowego chitozan i wie innych wielkocząsteczkowych substancji stosowanych w kosmetykach. Wszystkie zostają na powierzchni skóry tworząc warstwę działającą silnie nawilżająco. Można je wprowadzić w skórę, wymaga to jednak stosowania specjalnej aparatury: jontoforezy, ultradźwięków lub mezoterapii.

Tabela 1.  Niektóre składniki kosmetyków NIE wnikające w skórę

Surowiec kosmetyczny Uwagi
Kolagen i jego hydrolizaty Działają na powierzchni skóry, tylko nawilżająco
Kolagen rybi Działa na powierzchni m skóry, tylko nawilżająco
Inne białka (proteiny) Działają na powierzchni skóry, nawilżająco, niektóre mogą zmieniać właściwości skóry w dotyku
Hydrolizaty białek (protein) Działają na powierzchni, skóry nawilżająco, niektóre mogą zmieniać właściwości skóry w dotyku
Kwas hialuronowy i jego hydrolizaty Działają na powierzchni skóry, silnie nawilżająco
Chitozan Działa na powierzchni skóry, nawilżająco
Silikony wielkocząsteczkowe Działają na powierzchni skóry, nie wnikają, więc nie  mogą szkodzić
Aminokwasy Niektóre działają na powierzchni skóry, nawilżająco
Składniki NMF Niektóre działają na powierzchni skóry, nawilżająco
Cukry Niektóre działają na powierzchni skóry, nawilżająco
Sole mineralne Sodu, potasu, wapnia, magnezu
Witamina C Tylko wolna i sole
Witaminy z grupy B Za wyjątkiem B5 – pantenolu
Składniki antyperspirantów Główny  składnik – sole glinu nie wnikają w skórę
Składniki samoopalaczy Reagują chemicznie na powierzchni naskórka

Tabela 2.  Niektóre składniki kosmetyków wnikające w skórę

Surowiec kosmetyczny Uwagi
Oleje roślinne Wnikają, ulegają przekształceniom, uwalniają kwasy tłuszczowe
Inne lipidy i  składniki tłuszczopodobne Wnikają, niektóre ulegają przekształceniom, uwalniają kwasy tłuszczowe
Olej parafinowy Wnika tylko w warstwę rogową, nie penetruje dalej, nie może być szkodliwy
Sterole Mogą pomagać w odbudowie bariery naskórkowej
Ceramidy i pseudoceramidy Użyte w odpowiednim stężeniu mogą pomagać w odbudowie bariery naskórkowej
Alkohole tluszczowe
Witamina A i jej pochodne Palmitynian retinylu zatrzymuje się w warstwie rogowej uwalniany jest retinol, który przenika dalej
Witamina E i jej pochodne Palmitynian tokoferylu zatrzymuje się w warstwie rogowej uwalnia tokoferol, która przenika dalej
Niektóre pochodne witaminy C Np. palmitynian i fosforany
Flawonoidy Przenikają ale powoli
Niskocząsteczkowe peptydy Przenikają tylko te z zablokowanym końcem (pochodne)
Środki powierzchniowo czynne (ale nie wszystkie!) Myjące, emulgatory, składniki płynów micelarnych, mogą ułatwiać wnikanie innych substancji
Kwas salicylowy Usuwa zrogowacenia
Alfa-hydroksykwasy Kwasy: glikolowy, mlekowy, cytrynowy i inne, nie wnikają w formie soli
Pantenol Działa przeciwpodrażnieniowo
Gliceryna Nawilża warstwę rogową również „od środka”
Glikol propylenowy Nawilża warstwę rogową również „od środka”
Mocznik Usuwa zrogowacenia

 

 

Zgodnie z zasadami klasycznej farmakologii i toksykologii, działanie każdego związku biologicznie czynnego zależy od dwóch czynników: zdolności dotarcia do miejsca działania i wyzwolenia efektu fizjologicznego. Dotyczy to leków i innych substancji podawanych zewnętrznie na skórę lub błony śluzowe. W ich przypadku substancja czynna musi przeniknąć przez skórę. Po wniknięciu do krwioobiegu może przenikać do innych części organizmu i zależnie od właściwości wywoływać lokalne lub ogólne  efekty fizjologiczne. Obszar docelowy większości leków podawanych zewnętrznie leży poza skórą. Tak działają m.in. leki przeciwzapalne czy estrogeny stosowane w formie plastrów przy hormonalnej terapii zastępczej.  Efekty ich stosowania zależą w dużym stopniu od tego jak szybko substancja czynna przeniknie przez skórę i dostanie się do krwioobiegu. Starannie oceniana przez toksykologów ekspozycja (ilość substancji wnikającej do organizmu w wyniku kontaktu) zależy od szybkości przenikania. W tej sytuacji jest zrozumiałe, że podstawowym parametrem warunkującym  efekt działania, tak leczniczy, jak i toksyczny jest zdolność do przeniknięcia przez skórę.

W przypadku substancji stosowanych w recepturach kosmetycznych sytuacja wygląda zupełnie inaczej.

W działaniu preparatów kosmetycznych główną rolę odgrywa tworzenie niewidocznego i niewyczuwalnego  filmu na skórze.  Mamy tu do czynienia z działaniem czysto fizycznym, bez jakiegokolwiek wnikania. Dla skóry skutki takiego działania są ogromne. Jest to m.in. wzrost ilości wody w naskórku (nawilżenie skóry) co ma decydujące znaczenie dla odnowy wierzchnich warstw  i poprawia jej wygląd i zmniejsza podatność na  czynniki  drażniące i alergogenne.

Wiele substancji kosmetycznie czynnych działa na powierzchni skóry lub w martwej warstwie naskórka. Należą do nich m.in. filtry słoneczne, substancje ekranujące, większość substancji przeciwrodnikowych, hydroksykwasy, związki barwiące skórę i włosy i wiele innych.  Tu problem wnikania w warstwę rogową staje się czynnikiem decydującym o skuteczności działania, dalsze przechodzenie do głębszych warstw skóry jest zdecydowanie niekorzystne, Składniki kosmetyków o działaniu quasi-farmakologicznym, takie jak np. witamina A i jej pochodne, witamina E, substancje przeciwpodrażnieniowe, niskocząsteczkowe peptydy, flawonoidy i inne substancje czynne pochodzenia roślinnego, powinny przenikać do żywych warstw naskórka i skóry właściwej. Skuteczność ich działania w dużym stopniu zależy od  szybkości transportu w tkance skórnej – powinny stosunkowo łatwo przenikać przez warstwę rogową i następnie jak najwolniej rozprzestrzeniać się w żywej tkance, tak by zapobiec wnikaniu do krwioobiegu i odprowadzaniu do płynów ustrojowych. Osiągnięcie takiej dystrybucji jest praktycznie niemożliwe, dla większości substancji czynnych stosowanych w kosmetykach stężenie w żywych warstwach naskórka jest jedynie warunkowane szybkością przenikania przez warstwę rogową.

W literaturze problem biodostępności stosowanych zewnętrznie substancji czynnych  jest traktowany w sposób uproszczony. Zdecydowana większość prac traktuje ten problem w sposób skrajny, stosując jedynie kryterium „zdolności do przenikania przez skórę”. Jest to  w przypadku substancji kosmetycznie czynnych, zdecydowanie niewystarczające.

Do poczytania:

Banga, Ajay K.; Chien, Yie W. (1988): Iontophoretic delivery of drugs. Fundamentals, developments and biomedical applications. w: Journal of Controlled Release 7 (1), s. 1–24. DOI: 10.1016/0168-3659(88)90075-2.

Chandrasekaran, Navin Chandrakanth; Weir, Christopher; Alfraji, Sumaya; Grice, Jeff; Roberts, Michael S.; Barnard, Ross T. (2014): Effects of magnesium deficiency–more than skin deep. w: Experimental biology and medicine (Maywood, N.J.) 239 (10), s. 1280–1291. DOI: 10.1177/1535370214537745.

Dixit, Nitin; Bali, Vikas; Baboota, Sanjula; Ahuja, Alka; Ali, Javed (2007): Iontophoresis – an approach for controlled drug delivery: a review. w: Current drug delivery 4 (1), s. 1–10.

Dragicevic, Nina (red.) (2017): Drug penetration into/through the skin. Methodology and general considerations. Berlin, Heidelberg: Springer (Percutaneous penetration enhancers).

Dragicevic, Nina; Maibach, Howard I. (2015a): Chemical methods in penetration enhancement. Berlin: Springer (Percutaneous penetration enhancers).

Dragicevic, Nina; Maibach, Howard I. (2015b): Percutaneous penetration enhancers chemical methods in penetration enhancement. Berlin: Springer.

Ephrem, Elissa; Elaissari, Hamid; Greige-Gerges, Hélène (2017): Improvement of skin whitening agents efficiency through encapsulation: Current state of knowledge. w: International journal of pharmaceutics 526 (1-2), s. 50–68. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2017.04.020.

Green, Barbara A.; Yu, Ruey J.; van Scott, Eugene J. (2009): Clinical and cosmeceutical uses of hydroxyacids. w: Clinics in dermatology 27 (5), s. 495–501. DOI: 10.1016/j.clindermatol.2009.06.023.

Green, Philip G. (1996): Iontophoretic delivery of peptide drugs. w: Journal of Controlled Release 41 (1-2), s. 33–48. DOI: 10.1016/0168-3659(96)01354-5.

Hatahet, T.; Morille, M.; Hommoss, A.; Devoisselle, J. M.; Müller, R. H.; Bégu, S. (2016): Quercetin topical application, from conventional dosage forms to nanodosage forms. w: European journal of pharmaceutics and biopharmaceutics : official journal of Arbeitsgemeinschaft fur Pharmazeutische Verfahrenstechnik e.V 108, s. 41–53. DOI: 10.1016/j.ejpb.2016.08.011.

Kemény, Lajos; Nagy, Nikoletta; Csoma, Zsanett; Szabó, Kornélia; Eros, Gábor (2016): Pharmacological Targeting of the Epidermal Barrier. w: CPD 22 (35), s. 5373–5381. DOI: 10.2174/1381612822666160726094947.

Münch, S.; Wohlrab, J.; Neubert, R. H. H. (2017): Dermal and transdermal delivery of pharmaceutically relevant macromolecules. w: European journal of pharmaceutics and biopharmaceutics : official journal of Arbeitsgemeinschaft fur Pharmazeutische Verfahrenstechnik e.V. DOI: 10.1016/j.ejpb.2017.06.019.

N’Da, David D. (2014): Prodrug strategies for enhancing the percutaneous absorption of drugs. w: Molecules (Basel, Switzerland) 19 (12), s. 20780–20807. DOI: 10.3390/molecules191220780.

Pai, Varadraj Vasant; Bhandari, Prasana; Shukla, Pankaj (2017): Topical peptides as cosmeceuticals. w: Indian journal of dermatology, venereology and leprology 83 (1), s. 9–18. DOI: 10.4103/0378-6323.186500.

Petry, T.; Bury, D.; Fautz, R.; Hauser, M.; Huber, B.; Markowetz, A. i wsp. (2017): Review of data on the dermal penetration of mineral oils and waxes used in cosmetic applications. w: Toxicology letters 280, s. 70–78. DOI: 10.1016/j.toxlet.2017.07.899.

Pharmaceutical skin penetration enhancement (op. 1993). New York: M. Dekker (Drugs and the pharmaceutical sciences, t. 59).

Phuong, Christina; Maibach, Howard I. (2016): Effect of massage on percutaneous penetration and skin decontamination: man and animal. w: Cutaneous and ocular toxicology 35 (2), s. 153–156. DOI: 10.3109/15569527.2015.1065501.

Priyanka, Karunanidhi; Singh, Sanjay (2014): A Review on Skin Targeted Delivery of Bioactives as Ultradeformable Vesicles. Overcoming the Penetration Problem. w: CDT 15 (2), s. 184–198. DOI: 10.2174/1389450115666140113100338.

Schoellhammer, Carl M.; Blankschtein, Daniel; Langer, Robert (2014): Skin permeabilization for transdermal drug delivery: recent advances and future prospects. w: Expert opinion on drug delivery 11 (3), s. 393–407. DOI: 10.1517/17425247.2014.875528.

Scott, R. C. (red.) (1990): Prediction of percutaneous penetration. Methods, measurements, modelling ; proceedings of the conference held in April, 1989. London: IBC Techn. Services.

Shah, Vinod P.; Maibach, Howard I. (1993): Topical drug bioavailability, bioequivalence, and penetration. New York: Plenum Press.

Skin Permeation and Disposition of Therapeutic and Cosmeceutical Compounds (2018): Springer Verlag.

Tsakovska, Ivanka; Pajeva, Ilza; Al Sharif, Merilin; Alov, Petko; Fioravanzo, Elena; Kovarich, Simona i wsp. (2017): Quantitative structure-skin permeability relationships. w: Toxicology 387, s. 27–42. DOI: 10.1016/j.tox.2017.06.008.

Tyle, P. (1986): lontophoretic Devices for Drug Delivery. w: Pharmaceutical research 3 (6), s. 318–326. DOI: 10.1023/A:1016327822325.

Verallo-Rowell, Vermén M.; Katalbas, Stephanie S.; Pangasinan, Julia P. (2016): Natural (Mineral, Vegetable, Coconut, Essential) Oils and Contact Dermatitis. w: Current Allergy and Asthma Reports 16 (7), s. 51. DOI: 10.1007/s11882-016-0630-9.

Walters, Kenneth A. (1993): Pharmaceutical skin penetration enhancement. New York u.a.: Dekker (Drugs and the pharmaceutical sciences, t. 59).

Reklamy

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Google+

Komentujesz korzystając z konta Google+. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Połączenie z %s