Badania i rozwój
Kwas felurowy w branży kosmetycznej
Kwas ferulowy znalazł bardzo szerokie zastosowanie w kosmetologii, ponieważ zwalcza różnego typu defekty skóry, które spowodowane są m.in. przez działanie promieni słonecznych. Kwas ferulowy ma silne właściwości depigmentacyjne, tym samym zapobiega przebarwieniom słonecznym czy też starzeniu się skóry.
Charakterystyka kwasu ferulowego
Kwas ferulowy (kwas 4hydroksy3 metoksycynamonowy) jest fenolokwasem, substancją rozpuszczalną w wodzie i etanolu, a pod względem chemicznym stanowi pochodną kwasu cynamonowego. Co ciekawe, jak większość drogocennych w kosmetyce kwasów, również i on występuje naturalnie, m.in. w zbożach (żyto, pszenica, kukurydza, owies), a także w produktach, takich jak pomidory, orzechy, ziarna kawy czy buraki ćwikłowe. Można też go znaleźć w drzewach iglastych, a mianowicie w ich korze, nasionach i liściach. Kwas ferulowy jest też niezwykle ważnym metabolitem w przemianie materii roślin. W środowisku powstaje on z aminokwasu L-fenyloalaniny, zaś pod wpływem różnorodnych czynników może ulegać przemianie do waniliny, wanililaminy czy równie popularnej w kosmetyce – kapsaicyny. Jest to też składnik niezbędny do syntezy ligniny (szczególnie w przypadku drzew iglastych). Co więcej, kwas ferulowy jest obecny w wielu roślinach leczniczych (od widłaków po skrzypy i borówki) [1],[2],[7].
Silne właściwości przeciwrodnikowe tzw. wolnego kwasu ferulowego (a także wielu jego pochodnych) wynikają przede wszystkim z jego zdolności do tworzenia stabilnych rodników fenoksylowych. To z kolei jest możliwe dzięki obecności w ich strukturze grup hydroksylowych w pozycji para [4],[5]. Sama dezaktywacja szkodliwych wolnych rodników przez przeciwutleniacze następuje np. na drodze przekazywania przez nie elektronów, które to następnie przyłączane są przez wolne rodniki. Kwas ferulowy i jego pochodne, pełniąc funkcję przeciwutleniaczy, mogą chronić nienasycone kwasy tłuszczowe (składniki żywności) przed niepożądanymi reakcjami autooksydacji. Ponadto mogą być też klasyfikowane jako przeciwutleniacze wtórne, a wszystko to ze względu na swoje zdolności do chelatowania jonów metali przejściowych czy też do pochłaniania promieniowania w zakresie UV [4],[5].
Badania nad aktywnością kwasu ferulowego
Badania, jakie ukazały się w 2018 r., jednoznacznie pokazały, że kwas ferulowy stanowi bardzo skuteczny środek wybielający, który z powodzeniem można stosować w różnego typu zabiegach. W badaniach wykorzystywano kwas ferulowy, który wyizolowano z rośliny Tetragonia tetragonioides, zaś jego skuteczność i działanie wybielające badano na mysich komórkach czerniaka. Naukowcy udowodnili, że związek ten skutecznie hamuje syntezę melaniny, zaś stopień działania zależy od dawki zastosowanego kwasu (w badaniach sprawdzano skuteczność kwasu ferulowego w następujących dawkach: 5, 10 i 20 μg/ml, co też spowodowało hamowanie produkcji melaniny o 13,9 proc., 25,5 proc. i 43,6 proc.).
Co więcej, udowodniono, że wewnątrzkomórkowa szybkość produkcji tyrozynazy przy takim samym dawkowaniu zmniejszyła się odpowiednio o 4,7% proc., 11,8 proc. oraz 19,1 proc [8].
Działanie kwasu ferulowego na skórę
Skutki przewlekłej ekspozycji na słońce są szybko zauważalne na skórze i choć samo słońce nie jest jedynym czynnikiem etiologicznym w niezwykle dynamicznym procesie starzenia się skóry, to jednak jest ono uznawane za jeden z głównych, egzogennych czynników wpływających na ten proces. Fotostarzenie, czyli proces starzenia się indukowany słońcem, wpływa nie tylko na zewnętrzne starzenie się skóry, lecz również wskazuje się na jego mocny wpływ na zaburzenia normalnego, wewnętrznego starzenia się, znanego jako starzenie naturalne lub starzenie komórkowe.
Na proces starzenia się (zarówno tego zewnętrznego, jak i wewnętrznego) mają wpływ zarówno niezwykle popularne i znane reaktywne formy tlenu, jak i utrata kolagenu, uznawana za charakterystyczny proces histologiczny w starzejącej się skórze. Z tego względu zmiany depigmentacyjne oraz towarzyszące im zmarszczki uznawane są za najbardziej znaczące objawy fotostarzenia. Wśród skutecznych strategii zapobiegania fotostarzeniu wymienia się przede wszystkim unikanie słońca, stosowanie odpowiednich filtrów przeciwsłonecznych, stosowanie retinoidów w celu hamowania syntezy kolagenazy, a także promowanie produkcji kolagenu i stosowanie przeciwutleniaczy w celu zmniejszenia i neutralizowania wolnych rodników.
Wśród miejscowych przeciwutleniaczy, doskonale działających na skórę, wymienia się kwas ferulowy, który pobudza tworzenie nowego kolagenu, niweluje i rozjaśnia plamy pigmentacyjne, przez co skóra jest wyraźnie odświeżona i napięta [9].
Kwas ferulowy znalazł szerokie zastosowanie kosmetyczne, gdzie stosowany jest jako dodatek do kosmetyków (ze względu na swoje właściwości antyoksydacyjne, zdolność do wiązania wolnych rodników tiolowych oraz ochronę przed nadtlenkami azotu). Związek ten jest bardzo popularny np. w Japonii, gdzie w 10 proc. stężeniu stosowany jest jako składnik kremów przeciwsłonecznych. W Europie często wykorzystuje się go w zabiegach kosmetycznych, gdzie odpowiednie stężenie kwasu nakłada się bezpośrednio na skórę w formie peelingu [7].
Kwas ferulowy szczególnie polecany jest w przypadku osób, których skóra straciła jędrność. Doskonale stymuluje on produkcję kolagenu i elastyny, działa także nawilżająco, przez co często znalazł zastosowanie w produkcji maseczek, kremów i loti onów nawilżających. Jego właściwości antyzapalne wykorzystywane są w zabiegach dedykowanych dla skóry problematycznej, trądzikowej, ponieważ wygasza on stany zapalne, przyspiesza proces gojenia, a przy tym działa odświeżająco i rozjaśniająco na skórę. Zwykle zalecane stężenie tego związku w kosmetykach wynosi od 0,5 proc. do 1 proc. Wyższe stężenia kwasu ferulowego przeznaczone są do użytku profesjonalnego w gabinetach kosmetycznych i gabinetach medycyny estetycznej, gdzie możemy spotkać go w stężeniu nawet 12 proc.
Zwykle w takim stężeniu kwas ferulowy stosowany jest do peelingów kosmetycznych, przeznaczonych dla osób z oznakami fotostarzenia skóry, które chcą zniwelować towarzyszące temu przebarwienia skóry i zmarszczki. Wskazaniem do zabiegu z wykorzystaniem wyższych stężeń kwasu ferulowego są również piegi, melasma, trądzik pospolity i skóra łojotokowa. Co więcej, kwas ferulowy stosuje się też w zabiegach mezoterapii bezigłowej, gdzie pobudza procesy odbudowy warstw skórnych, a także doskonale wzmacnia włókna kolagenowe i elastynowe [10].
Działanie terapeutyczne kwasu ferulowego
Prowadzone badania wskazują, że kwas ferulowy wykazuje szeroki zakres efektów terapeutycznych przeciwko różnym chorobom (np. cukrzycy, nowotworom, chorobom układu sercowo-naczyniowego, chorobom neurodegeneracyjnym). Kwas ferulowy działa hepatoprotekcyjnie, obniża ciśnienie krwi, a także chroni przed apoptozą. Związek wykazuje pozytywne działanie na zdrowie człowieka, co też w głównej mierze wiązane jest z jego udowodnionymi właściwościami przeciwutleniającymi (kwas ten jest powszechnie uznawany za zmiatacz wolnych rodników).
Co ciekawe, w niektórych krajach kwas ferulowy został zatwierdzony jako dodatek do żywności zapobiegający peroksydacji lipidów (związek usuwa rodnik anionowy ponadtlenkowy, hamując tym samym peroksydację) [1],[3]. Naturalnie występujący w przyrodzie kwas ma też silne właściwości przeciwzapalne, stąd jego ogromne zastosowanie w wielu branżach [4]. Wiele innych zastosowań przemysłowych kwasu ferulowego opiera się na jego potencjale przeciwutleniającym[6],[7].
Literatura
1. Chaudhary A., Jaswal V. S., Choudhary S., Sonika U., Sharma A., Beniwal V., Tuli H. S., Sharma S.: Ferulic Acid: A Promising Therapeuti c Phytochemical and Recent Patents Advances. (Recent Pat Infl amm Allergy Drug Discov.2019;13(2):115-123. doi: 10.2174/1872213X13666190621125048). https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31223096/.
2. Srinivasan M., Sudheer A. R., and Menon V. P.: Ferulic Acid: Therapeutic Potential Through Its Anti oxidant Property (J Clin Biochem Nutr. 2007 March; 40(2): 92–100. Published online 2007 March 14. doi: 10.3164/jcbn.40.92): http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/arti cles/PMC2127228/.
3. Puzanowska-Tarasiewicz H., Starczewska B., Kuźmicka L.,2008: Reaktywne formy tlenu. Bromat. Chem. Toksykol. – XLI, 2008, 4, str. 1007-1015. Zakład Chemii Ogólnej i Nieorganicznej Instytutu Chemii Uniwersytetu w Białymstoku. Kierownik: prof. dr hab. H. Puzanowska-Tarasiewicz, www.ptfarm.pl/pub/File/wydawnictwa/bromatologia/4_08/Bromat%204%20s.%201007-1015.pdf/.
4. Kiewlicz J., Szymusiak H., Zieliński R., 2015: Otrzymywanie, stabilność termiczna i właściwości przeciwutleniające długołańcuchowych estrów kwasu ferulowego. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2015, 4 (101), 188-200. DOI: 10.15193/ZNTJ/2015/101/066/.
5. Anselmi C., Centi ni M., Andreassi M., Buonocore A, La Rosa C., Maff ei Facino R., Sega A., Tsuno F.: Conformati onal analysis: a tool for the elucidation of the anti oxidant properti es of ferulic acid derivati ves in membrane models. J. Pharm. Biomed. Anal., 2004, 5 (35), 1241-1249.
6. Graf E., 1992: Anti oxidant potenti al of ferulic acid. Free Radical Biology and Medicine, Volume 13, Issue 4, October 1992, Pages 435-448.
7. Kryczyk A., Piotrowska J., Opoka W., Muszyńska B., 2018. Surowce i substancje pochodzenia naturalnego stosowane w fotoprotekcji. Raw materials and substances of natural origin used in photoprotecti on. Pol. J. Cosmetol. 2018, 21(1): 25-32.
8. Engler-Jastrzębska M., Musiał C., Kamm A., 2019: Metody niwelowania hiperpigmentacji skóry w świetle nowych doniesień naukowych. Methods for reducing skin hyperpigmentati on in the light of new scientific reports. Kosmetologia Estetyczna, 5 / 2019 / vol. 8, http://aestheti ccosmetology.com/wp-content/
uploads/2019/11/ke2019.5-1.pdf/.
9. Baumann L., 2007: Skin ageing and its treatment. Journal of Pathology J Pathol 2007;211: 241-251. Pathological Society of Great Britain and Ireland. Published by John Wiley & Sons, Ltd.
10. Nawrot A., Kwas ferulowy w kosmetologii, https://www.kosmetologa.pl/kosmetologia/kwas-ferulowy-w-kosmetologii.html/.
Lidia Koperwas-Wojtanowska
Dyrektor Laboratorium Skin Lab International Sp. z o.o.