Wrażliwość ze smakiem. Nowy mechanizm działania w pielęgnacji skóry reaktywnej

Modna bariera

Podobnie jak różne objawy, nadreaktywność skóry na bodźce zewnętrzne ma też różne podłoże. Do wystąpienia lub nasilenia subiektywnych odczuć związanych z wrażliwością skóry przyczyniać się mogą m.in. stres, tryb i tempo życia, dieta, codzienne nawyki, wykonywana praca, a nawet ulubione hobby. Jedno jest pewne: niezależnie od genezy i symptomów skóra wrażliwa niemal zawsze charakteryzuje się zwiększoną przepuszczalnością naskórka i ogólnym pogorszeniem funkcji barierowej. Zmniejszona szczelność skóry może być z kolei powodowana zarówno przez oddziałujące na nią czynniki zewnętrzne, takie jak substancje chemiczne (np. rozpuszczalniki, surfaktanty), zabiegi pielęgnacyjne (np. golenie, peeling) czy tarcie (np. noszenie maseczki, sport), jak i zmiany fi zjologiczne oraz chemiczne zachodzące w skórze na skutek działania określonych bodźców (np. nieodpowiednie pH, modyfi kacje w poziomie oraz produkcji określonych białek i lipidów, zaburzenie równowagi bakteryjnej). Bezpośrednim efektem osłabienia bariery skórnej jest z jednej strony łatwiejsza penetracja do skóry substancji potencjalnie drażniących i alergizujących, z drugiej – wzrost transepidermalnej utraty wody i wynikające z tego przesuszenie, które potęguje subiektywne odczucia towarzyszące skórze wrażliwej, takie jak swędzenie czy ściąganie.

Na odbudowie bariery skórnej najczęściej skupiają się kosmetyki przeznaczone do pielęgnacji skóry wrażliwej, które oprócz łagodzenia objawów nadreaktywności powinny też regenerować, wzmacniać i poprawiać funkcjonowanie bariery, wykorzystując w tym celu szereg różnych dostępnych mechanizmów i surowców. W ostatnim czasie bariera skórna zdecydowanie zyskała na znaczeniu również od strony marketingowej, ponieważ na skutek pandemii konsumenci poszukują poczucia bezpieczeństwa i skutecznej ochrony przed zewnątrzpochodnymi zagrożeniami w wielu sferach swej codziennej aktywności, wliczając w to rutynę pielęgnacyjną skóry i włosów. Przekłada się to na coraz częstsze kreowanie treści marketingowych nawiązujących mniej lub bardziej bezpośrednio do bariery i ochrony. Ale nawet bez efektu COVID-19 kosmetyki deklarujące przyjazność dla skóry wrażliwej od wielu lat cieszą się stale rosnącym powodzeniem, co potwierdzają dane rynkowe. W ciągu ostatnich pięciu lat częstotliwość wyszukiwania frazy „sensitive skin” w Google zwiększyła się ponad dwukrotnie. W okresie od marca do sierpnia 2020 r. łącznie 30% nowych produktów do pielęgnacji twarzy deklarowało korzystne działanie na skórę wrażliwą (17,8%) lub efekt redukcji zaczerwienienia skóry (12,8%). W Niemczech 26% kobiet wybiera produkty do oczyszczania i pielęgnacji twarzy odpowiednie dla skóry wrażliwej, a w Chinach odsetek ten wynosi aż 59%. Na wielu ważnych światowych rynkach kosmetycznych, takich jak Francja, Wielka Brytania czy Korea Południowa, przynajmniej jedna czwarta nowości przeznaczonych do pielęgnacji twarzy to produkty do cery wrażliwej, z wyraźnym trendem rosnącym. Warto przy tym podkreślić, że deklaracje „sensitive skin” coraz częściej i odważniej wykraczają poza klasyczną dla siebie kategorię pielęgnacji twarzy. Tego typu oświadczenia można już od dawna spotkać m.in. w produktach do włosów, skóry głowy, pielęgnacji ciała czy nawet w kosmetykach kolorowych.

Zmysłowa skóra

Skóra to jednak nie tylko bariera ochronna przed czynnikami zewnętrznymi i główny organ oddzielający nasz organizm od środowiska. Jest ona także ważnym narządem zmysłu dotyku i systemem sensorycznym, który łączy nas z otoczeniem oraz pozwala na odczuwanie różnego rodzaju zmian, takich jak nacisk, temperatura, wibracje, ból czy wrażenia dotykowe.

Jest to możliwe za pomocą zlokalizowanej w skórze zintegrowanej sieci wyspecjalizowanych komórek nazywanych receptorami komórkowymi oraz wolnych zakończeń nerwowych. Wzajemny związek między skórą a ośrodkowym układem nerwowym jest więc ściśle zdefi niowany i ma charakter dwukierunkowy. Czynniki zewnętrzne przekazywane przez skórę wywołują reakcję mózgu na bodziec (m.in. dotyk, ból, ciepło, zimno), a mózg tą samą drogą może przesyłać sygnały do skóry i wywoływać w niej daną reakcję. Komórki skóry są również kontrolowane przez neuroprzekaźniki, a badania potwierdzają, że stosowanie ich agonistów lub antagonistów może mieć korzystny wpływ na stan skóry. Twierdzenie to stanowi podwaliny dla koncepcji neurokosmetyku, w której kondycja skóry jest bezpośrednio skorelowana ze stanem psychicznym i emocjonalnym.

Co ciekawe, w ostatnich latach stwierdzono występowanie w skórze także innych receptorów komórkowych niezwiązanych ze zmysłem dotyku, ale kojarzonych tradycyjnie z pozostałymi zmysłami. Należą do nich chociażby opsyny występujące głównie w siatkówce oka czy różnego rodzaju receptory węchu lub smaku. Przykładowo za odczuwanie gorzkiego smaku odpowiada u ludzi grupa 25 receptorów gorzkiego smaku (T2R), które są zlokalizowane w kubkach smakowych na języku i aktywowane przez bogate w gorzkie substancje produkty, takie jak np. kakao, kawa czy piwo. Odkryto jednak, że receptory gorzkiego smaku są również obecne w skórze, a ściślej w naskórku, w którym zidentyfikowano obecność aż 23 z 25 znanych dotychczas receptorów smaku gorzkiego. Sugeruje się, że receptory gorzkiego smaku odgrywają rolę immunomodulującą w stanach zapalnych skóry, powodując uwalnianie peptydów antydrobnoustrojowych z grupy β-defensyn.

Odkrycie receptorów gorzkiego smaku w naskórku oraz ich sugerowane znaczenie w stanach zapalnych skóry otwiera nowe możliwości identyfikacji alternatywnych mechanizmów działania dla branży kosmetycznej, zwłaszcza w kontekście ochrony wrażliwej i reaktywnej skóry przed reakcjami zapalnymi. Konieczne były jednak dalsze badania, które miały na celu szczegółowe określenie roli tych receptorów w skórze, ich funkcji fizjologicznej oraz ekspresji również w innych partiach skóry, nie tylko w naskórku. Zajęli się tym naukowcy z Politechniki Katalońskiej (UPC, Universitat Politècnica de Catalunya) pod przewodnictwem dr Pere Garriga, przy współpracy z Laboratorium In-Vitro Provital.

Pozytywna gorycz

Aby ustalić obecność receptorów smaku gorzkiego (T2R) w komórkach skóry, zbadano ekspresję genów 14 receptorów smaku gorzkiego, które według doniesień literaturowych najczęściej występują w ludzkiej skórze. Wykorzystano w tym celu metodę RT-PCR, a badanie przeprowadzono na kulturach fibroblastów NHDF (Normal Human Dermal Fibroblasts) oraz keratynocytów NHEK (Normal Human Epidermal Keratinocytes). Spośród czternastu badanych genów, w komórkach skóry potwierdzono ekspresję czterech z nich. Zaobserwowano przy tym, że dwa receptory gorzkiego smaku (TAS2R31 i TAS2R20) ulegają jednoczesnej ekspresji w fibroblastach i keratynocytach, podczas gdy trzeci receptor występował wyłącznie w fibroblastach (TAS2R4), a czwarty wyłącznie w keratynocytach (TAS2R43). Potwierdzoną po raz pierwszy obecność dwóch receptorów gorzkiego smaku w fibroblastach (TAS2R4 i TAS2R20) zweryfikowano za pomocą immunofluorescencji, uzyskując wyraźne prążki przy oczekiwanej masie cząsteczkowej oraz obraz barwienia fluorescencyjnego w komórkach. Odkrycie to koreluje z wnioskami innych naukowców, którzy sugerowali w niedawnym badaniu, że to właśnie TAS2R4 i TAS2R20 są najliczniejszymi receptorami smaku gorzkiego w obrębie skóry (L. Shaw et al., Personalized expression of bitter ‘taste’ receptors in human skin, 2018). Istnieją naukowe dowody na związek między receptorami gorzkiego smaku (T2R) a wzrostem liczby peptydów przeciwdrobnoustrojowych AMP w skórze. Ponadto aktywacja receptorów gorzkiego smaku powoduje uwalnianie drugiego przekaźnika, jakim jest wapń. Aby potwierdzić funkcjonalność opisanych wcześniej receptorów smaku gorzkiego, przeprowadzono badanie mobilizacji wapnia w fibroblastach. W teście tym użyto chininy jako agonisty receptorów oraz pochodnych kwasu gamma-aminomasłowego (GABA) jako neuroprzekaźnika blokującego uwalnianie wapnia. Jak można zauważyć na wykresie 1, fibroblasty uwalniały wewnątrzkomórkowy wapń, gdy komórki inkubowano z chininą, znaną ze swego gorzkiego smaku, podczas gdy w obecności GABA jej aktywność była blokowana o ok. 50%. Potwierdza to jednoznacznie nie tylko obecność receptorów gorzkiego smaku w fibroblastach, ale także ich funkcjonalność.

Kosmetyczne piwo

Stwierdzenie ekspresji oraz funkcji fizjologicznej receptorów smaku gorzkiego w komórkach skóry zaowocowało opracowaniem nowego mechanizmu działania kosmetycznego opartego na koncepcji sensokosmetyku, czyli wpływie na receptory zlokalizowane w skórze, które po aktywacji poprawiają działanie skórnej bariery ochronnej. Inspirację stanowił tutaj także świat roślin, ponieważ naturalny mechanizm obronny wielu gatunków roślin wykorzystuje gorzkie związki do odstraszania szkodników.

Przeprowadzono badanie skriningowe na 15 gorzkich substancjach pochodzenia naturalnego, biorąc pod uwagę ich zdolność do pobudzania wewnątrzkomórkowego uwalniania wapnia w fi broblastach. Najlepszym kandydatem do tego celu okazał się ekstrakt z chmielu, którego aktywność w tej dziedzinie była zbliżona do badanej wcześniej chininy. Chmiel (Humulus lupulus) to pnąca roślina zielna z rodziny Cannabaceae, do której zalicza się również konopie indyjskie. Zawiera on różne związki, takie jak humulon, lupulon i ksantohumol, które nadają roślinie gorzki smak. Związki te zostały zidentyfikowane jako agoniści receptorów gorzkiego smaku, a dzięki nim suszone owoce chmielu są stosowane m.in. do produkcji piwa i odpowiadają za jego charakterystyczny aromat, który wyczuwalny jest szczególnie intensywnie w wysokochmielowych odmianach tego napoju, takich jak np. IPA. Chmiel wykazuje także działanie uspokajające i rozluźniające, jest dobrym przeciwutleniaczem i ma właściwości przeciwbakteryjne.

Wpływ badanego ekstraktu z chmielu na produkcję wapnia przez fi broblasty przedstawiono na wykresie 2. Wapń jest pierwiastkiem, którego korzystne działanie na różne tkanki organizmu jest dobrze znane. Odgrywa on kluczową rolę w biologii naskórka, ponieważ kontroluje aktywność enzymatyczną, ekspresję genów oraz różnicowanie keratynocytów, a dzięki temu pomaga skórze w utrzymaniu silnej i stabilniejszej bariery naskórkowej. Z kolei skóra pełni rolę tarczy ochronnej przed czynnikami zewnętrznymi przede wszystkim za pośrednictwem czterech mechanizmów:

• bariery mikrobiologicznej, którą tworzy mikrobiom;

• bariery chemicznej, realizowanej przez związki przeciwbakteryjne, takie jak peptydy przeciwdrobnoustrojowe (AMP, Antimicrobial Peptides);

• bariery fi zycznej, budowanej przez ściśle upakowane komórki naskórka;

• bariery odpornościowej, regulowanej przez komórki obronne odpowiedzialne za odpowiedź immunologiczną i uwalnianie mediatorów stanu zapalnego.

Jak łatwo zauważyć, poprzez aktywację receptorów gorzkiego smaku oraz działanie przeciwbakteryjne i przeciwutleniające chmiel może potencjalnie wpływać na wszystkie cztery wspomniane mechanizmy ochronne skóry, wzmacniając jej strukturę i odporność. Aby to potwierdzić, przeprowadzono szereg testów in-vitro zarówno na kulturach fi broblastów, jak i keratynocytów. W fi broblastach chmiel wykazał działanie hamujące ekspresję genów biorących udział w procesach zapalnych, a tym samym zaangażowanych w immunologiczną barierę ochronną. Przy obecności ekstraktu z chmielu w komórkach skóry stwierdzono bowiem istotną redukcję prozapalnych cytokin i chemokin, takich jak IL-8, IL-1B, GRO‐1 czy MCP1. Jednocześnie aktywacji uległy geny związane z poprawą struktury macierzy zewnątrzkomórkowej, takie jak gen kolagenu typu I alfa 2 (COL1A2). Z kolei w keratynocytach potwierdzono, że ekstrakt aktywuje ekspresję β-defensyny-3. Jest to białko zaliczane do grupy peptydów przeciwdrobnoustrojowych (AMP), które pomaga chronić przed infekcjami i procesami zapalnymi oraz wspomaga gojenie się ran.

Zaburzeniom bariery i osłabionej ochronie skórnej często towarzyszą zmiany w jej równowadze bakteryjnej. Sytuacja taka występuje np. przy atopowym zapaleniu skóry, trądziku różowatym czy łuszczycy, gdzie zauważyć można nadmiar bakterii patogennych lub inwazję mikroorganizmów zewnętrznych, które wypierają bakterie pozytywne. Z procesami zapalnymi zachodzącymi podczas schorzeń skórnych najczęściej związana jest bakteria Staphylococcus aureus, podczas gdy dominującym gatunkiem kolonizującym normalną skórę jest Staphylococcus epidermidis. W związku z tym zbadano efekt przeciwbakteryjny ekstraktu z chmielu na wspomnianych dwóch gatunkach bakterii. Wykazał on działanie hamujące ich rozwój, jednak jego aktywność była wyraźnie silniejsza względem S. ureus (68% inhibicji) niż S. epidermidis (35% inhibicji). Potwierdzono to również w teście wspólnej hodowli obu bakterii przy użyciu podłoża chromogennego. W badaniu tym ekstrakt z chmielu ograniczył liczebność S. aureus do poziomu 17,2%, a S. epidermidis jedynie do 63,8%, zauważalnie faworyzując rozwój pozytywnej bakterii.

Chmiel wycisza

Aby ocenić możliwości wykorzystania nowego mechanizmu działania w pielęgnacji reaktywnej skóry oraz minimalizowaniu związanych z nią objawów, oprócz wspomnianych testów in-vitro wykonano także badanie in-vivo z podwójną próbą ślepą. Wykorzystano do tego celu certyfi kowany, organiczny chmiel pochodzący z lokalnego, rodzinnego, rzemieślniczego przedsiębiorstwa wytwarzającego kraftowe piwo, które na potrzeby swojej działalności uprawia chmiel w sposób ekologiczny i zrównoważony. Serum zawierające 2% ekstraktu z chmielu, standaryzowanego na polifenole, aplikowane było na połowę twarzy i jedno z przedramion ochotników, a placebo na drugą połowę twarzy i drugie przedramię. Panel składał się z 32 ochotników rasy białej (mężczyźni i kobiety), w wieku od 18 do 60 lat, ze skórą skłonną do atopii. Produkty aplikowane były przez 28 dni, rano i wieczorem. Dodatkowo przed wykonaniem pomiarów instrumentalnych na przedramiona ochotników zaaplikowano kontrolowaną ilość histaminy metodą jonoforezy. Histamina uwalniana przez skórę w odpowiedzi na agresywne czynniki zewnętrzne jest mediatorem procesów zapalnych i powoduje rozszerzenie naczyń krwionośnych, a następnie zaczerwienienie, wzrost temperatury oraz obrzęk skóry, któremu często towarzyszy też świąd. Rozszerzenie naczyń krwionośnych w skórze przedramion po aplikacji histaminy zmierzono za pomocą laserowego przepływomierza dopplerowskiego (Periflux® LDPM PF5000). Skóra, na której stosowane było serum z ekstraktem z chmielu, wykazała średnio o 21% niższy przepływ krwi w stosunku do skóry placebo. Efektowi redukcji rozszerzenia naczyń towarzyszyło także opóźnienie reakcji na czynnik alergizujący, co z kolei można wytłumaczyć poprawioną funkcją barierową i opóźnieniem lub zmniejszeniem penetracji histaminy. Czas wystąpienia pierwszych objawów jej działania wydłużył się w porównaniu do placebo średnio o 35%. Specyficzny ekstrakt z chmielu może zatem wykazywać korzystne działanie w przypadku skóry alergicznej i podrażnionej poprzez redukcję jej zaczerwienienia i reaktywności. Znalazło to swoje potwierdzenie w ocenie zaczerwienienia skóry twarzy, którą dokonano na podstawie analizy obrazów wykonanych przez urządzenie VISIA‐CR®. W skórze poddanej działaniu serum z zawartością ekstraktu z chmielu potwierdzono bowiem redukcję liczby i obszaru zaczerwienienia twarzy średnio o 13% względem placebo. Przykładowe rezultaty uzyskane u jednego z ochotników przedstawiono na zdjęciu 1.

Uwalnianie histaminy w wyniku podrażnienia lub uczulenia wiąże się ze wzrostem temperatury skóry, odczuwanym subiektywnie jako jej pieczenie, oraz świądem. Oba parametry zbadano zatem na przedramionach poddanych działaniu tej substancji. Po 28 dniach stosowania serum z ekstraktem z chmielu temperatura skóry po aplikacji histaminy nie wzrosła, a nawet stwierdzono jej nieznaczny spadek (średnio o 0,14%), podczas gdy dla skóry placebo temperatura nadal rosła na skutek podrażnienia. Przykładowy efekt tego działania widoczny jest na obrazach termograficznych wykonanych za pomocą kamery termowizyjnej FLIR E50bx na przedramionach traktowanych placebo i serum aktywnym u jednego z ochotników (zdjęcie 2). Świąd skóry oceniono z kolei za pomocą skali wizualno-analogowej (Visual Analog Scale, VAS), czyli metody, w której probanci subiektywnie określają intensywność świądu w dziesięciostopniowej skali. Po czterech tygodniach stosowania obu preparatów skóra traktowana ekstraktem z chmielu wykazywała świąd średnio o 26% mniej intensywny niż skóra placebo. W wartościach bezwzględnych oznacza to spadek z poziomu średnio 4,7 (świąd umiarkowany) do średnio 3,7 (świąd łagodny).

Podsumowaniem badań in-vivo były pomiary nawilżenia skóry oraz transepidermalnej utraty wody, czyli parametrów, które z jednej strony stanowią o szczelnej i poprawnie funkcjonującej barierze skórnej, a z drugiej bezpośrednio odpowiadają za odczuwalny subiektywnie komfort skórny. Poziom nawodnienia skóry mierzony za pomocą urządzenia Corneometer® CM825 po 28 dniach stosowania serum z ekstraktem z chmielu wzrósł średnio o 25%, z różnicą 10 punktów procentowych względem placebo, natomiast przeznaskórkowa utrata wody była niższa o 7,6 punktu procentowego w porównaniu z placebo (Tewameter® TM 300). Uzupełnieniem badania był pomiar elastyczności skóry (Cutometer® dual MPA 580), która wzrosła średnio o 22,5%, czyli o 9 punktów więcej niż placebo. Efektem takiego działania będzie lepiej nawilżona i miękka skóra, pozbawiona uczucia napięcia i zapewniająca większy komfort.

Podsumowanie

W ostatnim czasie obserwujemy wśród konsumentów rosnącą potrzebę zapewnienia dobrego samopoczucia, spokoju i równowagi. Aspekt fizyczny jest tu bezpośrednio związany z dobrostanem psychicznym, a w dążeniu do poprawy obu tych sfer odwołujemy się bezpośrednio do emocji i zmysłów. Rozwijający się w kosmetyce trend wellbeing, oparty na wzajemnej relacji między kondycją skóry i stosowaniem kosmetyków a stanem emocjonalnym, daje wiele ciekawych możliwości w zakresie badania nowych sposobów ich oddziaływania, wykraczających znacznie szerzej poza klasyczne deklaracje dotyczące odprężenia czy relaksu. Jego dalszym rozwinięciem jest zaproponowana koncepcja sensokosmetyku, która bazuje na związku między zmysłami i ich receptorami a skórą. Zgodnie z nią opracowano skuteczny składnik aktywny, który wpływa na receptory zmysłu smaku obecne w skórze i dzięki temu wzmacnia barierę ochronną skóry reaktywnej. Inspiracja gorzkim smakiem i naturalnym mechanizmem obronnym roślin oraz potwierdzenie zupełnie nowej ścieżki działania zaowocowały stworzeniem naturalnego i ekologicznego rozwiązania, które poprawia jakość życia osób borykających się z problemem skóry wrażliwej, poprzez efektywne złagodzenie jej najważniejszych objawów.

Artykuł został opublikowany w kwartalniku "Świat Przemysłu Kosmetycznego" 2/2021