Adaptogen amla w pielęgnacji starzejącej się skóry głowy i włosów

Sama koncepcja produktów typu anti-aging do włosów wpisuje się jednak w znacznie szersze zjawisko, nazywane skinification of haircare. Polega ono z jednej strony na inspirowaniu się w kosmetykach do włosów właściwościami, deklaracjami i składnikami wiązanymi do tej pory typowo z pielęgnacją skóry, a z drugiej strony na wyraźnym zwrocie w kierunku troski o kondycję skóry głowy. Mieszki włosowe, z których wyrastają włosy, są bowiem zakotwiczone w skórze głowy i oczywistym jest, że do osiągnięcia mocnych, lśniących i gęstych włosów niezbędne jest zachowanie odpowiedniej kondycji skóry głowy. Wraz ze wzrostem świadomości tego faktu rośnie też liczba nowych wdrożeń kosmetyków deklarujących działanie pielęgnacyjne względem skóry głowy, w tym działanie przeciwstarzeniowe, a pielęgnacja skalpu została uznana przez firmę Mintel za jeden z kluczowych trendów w kategorii Hair Care.

Rola kolagenu w starzeniu się włosa

Jak wspomniano, najbardziej powszechnymi oznakami starzenia włosów są siwienie i wypadanie, a oprócz tego włosy dojrzałe dodatkowo stają się coraz cieńsze, słabsze, bardziej łamliwe i pozbawione blasku. Stanowi to problem nie tylko natury estetycznej, ale także wpływa na sferę psychologiczną, m.in. pewność siebie oraz ogólną jakość życia. Wypadanie włosów może bowiem prowadzić do lęku społecznego oraz zwiększa ryzyko depresji, szczególnie u mężczyzn. Z drugiej strony istnieje też wyraźny związek między różnymi zaburzeniami natury mentalnej, takimi jak choćby nadmierny i chroniczny stres, a osłabieniem kondycji włosów, zwiększonym wypadaniem i przyspieszonym siwieniem. Zagadnienie to jest na tyle powszechne i istotne, że w ostatnim czasie powstała nowa dziedzina medycyny, skupiająca się na psychosomatycznych aspektach chorób włosów i skóry głowy – psychotrychologia.

Mieszek włosowy to mini-organ w skórze wytwarzający włókno włosa wystające ponad naskórek. Trzon włosa otoczony jest w mieszku zewnętrzną i wewnętrzną pochewką, a w miejscu połączenia mieszka z mięśniem przywłośnym zlokalizowane jest zgrubienie komórek macierzystych. Na spodzie mieszka znajduje się z kolei brodawka skórna, w której aktywowane wcześniej komórki macierzyste namnażają się i różnicują, inicjując oraz kontrolując cykliczny wzrost włosa (rys. 1). Każdy mieszek włosowy bierze nieprzerwany udział w cyklu wzrostu włosa, który składa się z trzech etapów: fazy szybkiego wzrostu i wytwarzania włókna (faza anagenowa), po której następuje etap regresji (faza katagenowa) i dalszy etap spoczynku mieszka włosowego (faza telogenowa). Aktywność, podział i różnicowanie komórek macierzystych mieszka włosowego wpływa bezpośrednio na odnowę włosa i ulega zmianie w zależności od fazy cyklu.

W przypadku włosów głowy większość mieszków włosowych, bo ok. 85 – 90%, jest w fazie wzrostu (anagen), która trwa przeciętnie od 2 do 8 lat. W przejściowej fazie katagenu trwającej 2 – 3 tygodnie znajduje się około 1 – 2% mieszków włosowych głowy, a w trwającej zwykle ok. 3 miesięcy fazie telogenowej występuje od 5 do 15% mieszków. Typowy mieszek włosowy przechodzi w ciągu swojego życia od 10 do 30 cykli wzrostu włosa, a przebieg cyklu kontrolowany jest przez komórki macierzyste mieszka, które znajdują się w obszarze wybrzuszenia i w zarodku włosa. Kluczową rolę w regulowaniu aktywności komórek macierzystych mieszka włosowego odgrywa z kolei mikrośrodowisko w wybrzuszeniu, a zwłaszcza obecność specyficznej odmiany kolagenu – COL17A1 (kolagen typu XVII alfa 1). Białko to jest niezbędne m.in. do samoodnowy komórek macierzystych mieszka oraz komórek macierzystych melanocytów, odpowiedzialnych za kolor włosa. Badania naukowe potwierdzają, że jedną z przyczyn osłabienia, wypadania oraz siwienia włosów jest niedobór tego charakterystycznego dla skóry głowy kolagenu, prowadzący z jednej strony do miniaturyzacji mieszka włosowego na skutek spadku liczebności i aktywności jego komórek macierzystych, a z drugiej do utraty pigmentacji na drodze wyczerpania puli komórek macierzystych melanocytów.

Podobnie jak wszystkie inne narządy, mieszek włosowy jest podatny na starzenie wywołane przez czynniki wewnątrz- i zewnątrzpochodne. Podczas kolejnych cykli wzrostu włosa komórki macierzyste mieszka włosowego mają tendencję do akumulacji uszkodzeń DNA, które są wynikiem procesu starzenia. Na skutek tego wzrasta produkcja elastazy neutrofilowej oraz innych enzymów z grupy proteaz, które degradują kolagen typu XVII. W każdym nowym cyklu wzrostu włosów komórki macierzyste pozbawione COL17A1 opuszczają wnękę w mieszku włosowym i ostatecznie różnicują się do keratynocytów naskórka, zamiast do komórek trzonu włosa, a następnie są usuwane z powierzchni skóry poprzez złuszczanie (rys. 2). W rezultacie mieszek włosowy ulega miniaturyzacji. Oprócz tego niedobór kolagenu XVII powoduje także wadliwą sygnalizację czynnika wzrostu beta TGF-β, prowadząc do przedwczesnego różnicowania komórek macierzystych melanocytów (MSC). To z kolei powoduje wyczerpanie puli komórek macierzystych melanocytów, co ostatecznie prowadzi do utraty pigmentacji we włosach. U myszy pozbawionych genu COL17A1 stwierdzono m.in. przedwczesne siwienie włosów oraz ich nadmierne wypadanie, a efekty te zostały również potwierdzone w testach na ludziach. Autorzy badań sugerują jednakże, że procesowi starzenia mieszka włosowego można zapobiegać poprzez utrzymanie odpowiedniego poziomu COL17A1 w komórkach macierzystych mieszka.

Indyjski agrest –  ajurwedyjski sekret przeciwstarzeniowy

Amla to hinduskie słowo oznaczające owoc drzewa Emblica officinalis (inaczej Phyllanthus emblica – liściokwiat garbnikowy), które wywodzi się z Indii i rośnie przede wszystkim w tropikalnych rejonach południowo-wschodniej Azji (Indie, Pakistan, Bangladesz, Chiny). Można je spotkać zarówno w przydomowych ogrodach, jak i w stanie dzikim. To pełne gracji, ozdobne drzewo osiąga wysokość nawet kilkunastu metrów, a jego drobne liście są zbliżone wyglądem do liści akacji i mają cierpki, cytrynowy aromat. Owoce drzewa to zielonkawe jagody o cienkiej skórce i chrupiącym, soczystym, kwaśnym miąższu (rys. 3). Anglicy nazywają je indyjskim agrestem, ze względu na bardzo duże podobieństwo do owoców tej popularnej w Europie rośliny. I choć amla nie jest w żaden sposób spokrewniona z europejskim agrestem, to właśnie z tą nazwą owoców liściokwiatu często można spotkać się w potocznym języku.

Owoce amla zawierają szereg przeciwutleniaczy, takich jak emblikanina, filantyna, kwercetyna, kwas galusowy i kwas elagowy, oraz wysokie stężenie minerałów i aminokwasów. Indyjski agrest jest także jednym z najbogatszych, naturalnych źródeł witaminy C – 100 g świeżego owocu dostarcza ok. 450 mg kwasu askorbinowego (dla porównania – w 100 g cytryny znajdziemy ok. 50 mg witaminy C, a w owocu dzikiej róży ok. 500 mg). Amla jest zatem długotrwałym antyoksydantem i cieszy się dużym zainteresowaniem w medycynie azjatyckiej nie tylko ze względu na działanie przeciwszkorbutowe, lecz także na skuteczność w zwalczaniu różnych dolegliwości, szczególnie tych związanych z układem trawiennym oraz układem krążenia. Zalicza się ją do adaptogenów, czyli ziołowych leków wzmacniających i zwiększających odporność organizmu. W ajurwedzie jest czczonym owocem stosowanym w różnych kuracjach odmładzających (rasayana), ponieważ wspomaga ogólny stan zdrowia i dobre samopoczucie. Amalaki rasayana to tradycyjny lek ajurwedyjski otrzymywany z owoców amla, któremu przypisuje się właściwości odmładzające w różnego rodzaju schorzeniach związanych z wiekiem, takich jak choroby wątroby i serca, wrzody żołądka czy cukrzyca.

Co ciekawe, amla odgrywa także kluczową rolę w pielęgnacji długich, grubych i pięknych włosów indyjskich kobiet. Jest ona stosowana jako skuteczny składnik w naturalnych produktach do włosów, najczęściej pod postacią maceratów w różnych olejach (kokosowy, sezamowy, niekiedy mineralny). Dzięki garbnikom, amla ma poprawiać krążenie krwi w mieszkach włosowych, odżywiać włos i zapobiegać jego wypadaniu. Zwiększa ona także połysk włosów, wygładza, poprawia naturalny blask i kolor, zwłaszcza w przypadku włosów ciemnych. Interesujące światło na właściwości kosmetyczne amli w pielęgnacji włosów rzucają jednak badania, w których potwierdzono wpływ agrestu indyjskiego na poziom kolagenu typu XVII alfa 1 oraz na aktywność mieszków włosowych.

Tradycyjna mądrość, nowoczesne badania

Kultura komórek keratynocytów oraz mieszki włosowe zostały poddane działaniu standaryzowanego na polifenole i kwas galusowy ekstraktu z owoców amla, dostępnego komercyjnie jako kosmetyczny składnik aktywny do pielęgnacji skóry głowy i włosów (INCI: Phyllanthus Emblica Fruit Extract). W badaniu in-vitro na keratynocytach HaCaT zmierzono ekspresję genu kolagenu typu XVII alfa 1 (COL17A1) za pomocą metody RT-qPCR, a także inhibicję elastazy neutrofilowej za pomocą zestawu SensoLyte® Green Elastase Assay Kit. Uzyskano odpowiednio wzrost ekspresji COL17A1 o 60% względem próbki kontrolnej oraz redukcję aktywności elastazy o 39%. Wyniki wskazują, że ekstrakt z amli ma potencjał do hamowania procesu miniaturyzacji mieszka włosowego, ponieważ pozytywnie wpływa na produkcję białka kluczowego do prawidłowego funkcjonowania komórek macierzystych mieszka oraz chroni nowo wyprodukowany COL17A1 przed proteolizą.

Mieszki włosowe zostały wyizolowane metodą mikrodysekcji z płata skóry głowy kobiety w wieku 64 lat, a następnie hodowano je przez 7 dni w kontrolowanych warunkach, w obecności lub bez składnika aktywnego. W trakcie hodowli obserwowano stabilny wzrost włosa dla wszystkich analizowanych próbek, jednak w obecności składnika z indyjskiego agrestu włos rósł szybciej niż w przypadku próbki kontrolnej. Po tygodniu hodowli stwierdzono statystycznie istotną różnicę w długości włosa o 22% na korzyść substancji aktywnej.

Dodatkowo, w mieszkach włosowych zmierzono poziom białka Ki67. Jest to białko jądrowe ściśle związane z procesem proliferacji komórek, obecne w trakcie wszystkich aktywnych faz cyklu komórkowego, ale niewystępujące w komórkach spoczynkowych. W próbce kontrolnej, po siedmiu dniach hodowli mieszków stwierdzono spadek komórek zawierających Ki67 o 61% w stosunku do stanu początkowego, co wskazuje na znaczącą redukcję zdolności proliferacyjnych komórek mieszka. W próbce poddanej działaniu ekstraktu z amli spadek ten wynosił 28%, co prowadzi do wniosków, że amla zapobiega utracie potencjału do namnażania komórek mieszka włosowego.

W badaniu in-vivo z podwójną próbą ślepą wzięło udział 60 ochotników (30 kobiet i 30 mężczyzn), w wieku od 40 do 60 lat, ze słabymi i cienkimi włosami. W ciągu 150 dni trwania badania stosowali oni raz dziennie niespłukiwany tonik wodno-alkoholowy, z zawartością 1% ekstraktu z amli (grupa aktywna) lub bez żadnego składnika aktywnego (grupa placebo). Produkty aplikowane były poprzez delikatny masaż aż do całkowitego wchłonięcia, po umyciu i wysuszeniu włosów.

Ilość i gęstość włosów u ochotników została zbadana za pomocą systemu Trichoscan HD, z cyfrowym zapisem obrazu oraz oprogramowaniem analitycznym, które jest w stanie ocenić wszystkie główne parametry wzrostu włosów, takie jak ogólna ilość włosów, ich końcowa gęstość, ilość włosów meszkowych czy ilość włosów w danej fazie cyklu wzrostu (anagen/telogen). Obszar pomiarowy znajdował się na skórze głowy, a pomiary przeprowadzono w D0, D84 i D150. Po 84 dniach stosowania badanych produktów stwierdzono, że liczba włosów w grupie aktywnej wzrosła średnio o 62,7%, podczas gdy w grupie placebo wzrost wyniósł średnio 14,4%. Różnica między efektem działania składnika aktywnego z amli a placebo wynosiła zatem 48,3 punktu procentowego. Po 150 dniach aplikacji różnica między dwoma testowanymi preparatami była na zbliżonym poziomie i wynosiła 49% na korzyść toniku ze składnikiem aktywnym. Wzrost całkowitej liczby włosów przełożył się na zwiększenie ich gęstości. U ochotników stosujących przez 150 dni preparat z zawartością ekstraktu z indyjskiego agrestu potwierdzono o 17% większą gęstość włosów niż dla grupy placebo (różnica statystycznie istotna). Przykładowe, zauważalne rezultaty uzyskane dzięki aplikacji ekstraktu amla na skórę głowy przedstawiono na zdjęciu (rys. 4). Oprócz powyższych pomiarów, za pomocą systemu Trichoscan zbadano także liczbę włosów meszkowych oraz liczbę włosów w fazie anagenowej i telogenowej. Wykazano, że składnik aktywny ma tendencję do redukcji liczby włosów meszkowych (różnica względem placebo 31,5% po 84 dniach stosowania) oraz liczby włosów w fazie telogenowej, przy jednoczesnym zwiększeniu ilości włosów w fazie anagenowej (wzrost wskaźnika A/T o 42,3% w porównaniu z placebo, po 84 dniach), jednak uzyskane wyniki nie były statystycznie istotne.

Zdjęcia trichoskopowe z systemu Trichoscan HD zostały dodatkowo poddane analizie komputerowej za pomocą oprogramowania Fiji/ImageJ+9/, z wykorzystaniem narzędzia uczenia maszynowego Trainable Weka Segmentation, które na podstawie klasyfikacji mikroskopowej pikseli jest w stanie zmierzyć średnicę włókna włosa, decydującą o jego grubości. Włosy zostały sklasyfikowane jako
cienkie jeśli ich grubość była poniżej ustalonej wartości progowej średnicy, lub grube jeśli było przeciwnie, a w trakcie badania zliczono ilość włosów w obu kategoriach u każdego z ochotników. W grupie stosującej składnik aktywny z owocem amla wyraźnie wzrosła liczba włosów cienkich i grubych, w porównaniu z grupą placebo, przy czym dla włosów grubych wzrost był znacznie większy. Po 150 dniach stosowania preparatów, w grupie aktywnej stwierdzono o 56% więcej grubych włosów niż w grupie placebo (rys. 5). Wzrost grubości, wraz z potwierdzonym wcześniej zwiększeniem liczby włosów oznacza, że dzięki temu włosy miały więcej objętości, co widoczne jest również na standaryzowanych zdjęciach głowy ochotników (rys. 6).

Bezpośrednim efektem polepszenia kondycji skóry głowy oraz ograniczenia procesu miniaturyzacji mieszka włosowego przez składnik aktywny z owoców amla była widoczna poprawa struktury i kondycji włosa oraz jego wzmocnienie. Potwierdzają to zarówno zdjęcia mikroskopowe włosów, na których zauważalne jest wygładzenie powierzchni i zamknięcie łusek włosa (rys. 7), jak i wynikający z tego faktu wzrost połysku. W analizie połysku włosa za pomocą urządzenia Glossymeter MX 18, które mierzy ilość światła rozproszonego i odbitego od badanego przedmiotu, stwierdzono wzrost połysku po 150 dniach aplikacji o 51% w grupie aktywnej i o 22% w grupie placebo. Statystycznie istotna różnica między efektem działania ekstraktu amla a placebo wynosiła zatem 29 punktu procentowego. Dzięki regularnej aplikacji wyciągu z indyjskiego agrestu włos był także mocniej zakotwiczony w skórze głowy i mniej podatny na załamanie oraz wyrwanie. Stwierdzono to na podstawie tzw. testu pociągania (ang. pull test), w którym pasmo 60 włosów mocno wyciąga się dłońmi ze skóry głowy. Wynik testu uznaje się za pozytywny, gdy włosów pozostających w palcach jest od 6 wzwyż. Składnik aktywny po 150 dniach aplikacji spowodował wzmocnienie włosów o 31% w stosunku do placebo.

W kolejnym badaniu in-vivo udział wzięło 63 ochotników (21 kobiet i 42 mężczyzn) o średniej wieku 40 lat i z pierwszymi siwymi włosami (<30% siwych włosów). Badanie przeprowadzone zostało w trakcie trwania pandemii COVID-19, a ochotnicy byli pod wpływem stresu – poziom kortyzolu w ich ślinie był równy lub wyższy od 14 ng/ml. 33 ochotników przez 140 dni stosowało raz dziennie niespłukiwany tonik do skóry głowy zawierający 2% składnika aktywnego z owoców amli, a 30 ochotników w ten sam sposób aplikowało recepturę placebo. W połowie (D84) oraz po zakończeniu okresu stosowania obu preparatów (D140) oceniono ciemność włosów za pomocą kolorymetru Minolta CR-400, którym zmierzono luminancję L* – parametr określający intensywność koloru w skali od 0 (czarny) do 100 (biały). Spadek tego parametru jest równoznaczny ze wzrostem ciemności włosów. Receptura z ekstraktem z amli spowodowała redukcję luminancji, czyli inaczej przyciemnienie włosów, o 8% względem placebo. Dodatkowo zidentyfikowano i policzono włosy siwe oraz ich stosunek do liczby włosów czarnych (W/B), za pomocą cyfrowego analizatora obrazu o wysokiej rozdzielczości Trichoscan HD i algorytmu sztucznej inteligencji. Średnia redukcja siwych włosów wynosiła odpowiednio 49% w D84 i 55% w D140, w odniesieniu do placebo. Skuteczność była wyższa u kobiet, z poprawą o 107% w dniu 140, w porównaniu z poprawą o 30% u mężczyzn. Stosowanie lotionu wzbogaconego o wyciąg z amli polepszyło również ogólną kondycję i zdrowy wygląd włosów (rys. 8).

Podsumowanie

Skóra głowy uznawana jest za swoiste „przedłużenie” skóry twarzy, zatem jej pielęgnacja to rozsądny kierunek rozwoju produktów do włosów. Jest to także jeden z najważniejszych obecnie trendów w kategorii Hair Care, a wśród produktów z tej dziedziny zauważyć można wyraźne nawiązania do kosmetyków do pielęgnacji skóry, zwłaszcza w kwestii wykorzystywanych składników czy deklaracji marketingowych. We współczesnej pielęgnacji skóry głowy coraz bardziej wykracza się poza tradycyjne obszary, związane zwyczajowo z takimi problemami jak łupież czy swędzenie, i zaczyna sięgać po odważniejsze claimy, znane do tej pory przede wszystkim z produktów do twarzy i oparte na doświadczeniach płynących z tej kategorii. Pojawiają się zatem preparaty oferujące bardziej holistyczne podejście i oferujące działanie przeciwstarzeniowe, peelingujące, wzmacnianie mikrobiomu, zmniejszanie wrażliwości skóry i łagodzenie, nie wspominając o zawsze istotnym nawilżeniu. Marketerzy zachęcają także do inspirowania się nie tylko deklaracjami i składnikami znanymi dotąd z pielęgnacji skóry, ale również formami kosmetycznymi, które dają możliwość zbudowania zupełnie nowej kategorii. Zwrot w kierunku pielęgnacji skory głowy może też przynieść niezbędny i oczekiwany powiew świeżości w niektórych kategoriach, takich jak choćby pielęgnacja męska.

Kosmetyczny składnik aktywny oparty na adaptogenie amla, czyli ajurwedyjskiej roślinie odmładzającej Phyllanthus emblica, jest bardzo dobrym potwierdzeniem powyższego trendu. Inspirując się tradycyjnym wykorzystaniem oraz dobroczynnym działaniem owoców amla, ludową mądrość indyjskiej medycyny połączono z najnowszymi doniesieniami naukowymi dotyczącymi procesu starzenia skóry głowy i włosów. Uzyskano w ten sposób nowatorski składnik o wysokiej skuteczności, pozwalający na zaspokojenie konsumenckich potrzeb posiadania zdrowszej skóry głowy i witalnych włosów. Chroni on przed miniaturyzacją mieszka włosowego, sprzyjając wzrostowi włosów i widocznie poprawiając ich jakość, utrzymuje stan proliferacyjny w cebulce włosowej, utrzymuje i wspiera wzrostu włosów, grubość, gęstość i połysk oraz zapobiega przedwczesnemu siwieniu, zwłaszcza wynikającego ze stresu. Dzięki temu, przeciwdziała pojawianiu się oznak starzenia skóry głowy i włosów i jest odpowiedni dla nowoczesnych, zgodnych z obecnymi tendencjami panującymi na rynku produktów do włosów.

Artykuł został opublikowany w kwartalniku "Świat Przemysłu Kosmetycznego" 1/2023