Znaczenie wybranych surowców pochodzenia zwierzęcego w przemyśle kosmetycznym

Mleko

Mleko jest jednym z surowców zwierzęcych wykorzystywanych zarówno w czasach starożytnych, jak i współczesnych. Pozyskiwane z mleka bioaktywne składniki wykorzystywane są m.in. w produkcji kremów, mleczek do ciała, szamponów, odżywek czy mydeł.

            Mleko jest wielodyspersyjnym układem faz: emulsyjnej (tłuszczowej), koloidalnej (białkowej) i molekularnej, w której znajduje się laktoza i sole mineralne w stanie właściwego wodnego roztworu. Dlatego swój efekt pielęgnacyjny mleko zawdzięcza m.in. kompleksowemu składowi białek i obecności niezbędnych dla organizmu kwasów tłuszczowych, witamin oraz mikroelementów. W mleku znajdziemy białka serwatkowe i kazeiny. Kazeina znalazła zastosowanie jako środek powierzchniowo czynny w mydłach i balsamach, z kolei jej hydrolizat w preparatach nawilżających i nawadniających skórę. Produktem ubocznym powstałym w procesach koagulacji mleka jest serwatka, w której skład wchodzą m.in. β- i α-laktoglobuliny, laktoferyna i laktoperoksydaza [1]. Białka serwatkowe stanowią ok. 20% wszystkich białek mleka. Badania potwierdzają, że białka (zwłaszcza te pochodzące z serwatki uzyskanej po fermentacji mleka) mogą hamować syntezę melaniny, dzięki czemu rozjaśniają cerę [2].

            Wykorzystanie białek mleka w preparatach przeciwzmarszczkowych uzasadnia ich zdolności do stymulacji syntezy kolagenu oraz elastyny. Dlatego też produkty zawierające białka mleka stosowane są np. w produktach typu anti-aging, których zadaniem jest zmniejszanie widocznych objawów starzenia się skóry [3]. Za odżywcze właściwości mleka odpowiadają także produkty częściowej hydrolizy białek, tzw. bioaktywne peptydy. Badania wskazują, że hydrolizaty białek mleka stymulują wzrost keratynocytów w hodowlach komórkowych poprzez dostarczanie niezbędnych aminokwasów i stymulację replikacji DNA.

            W naszych kręgach kulturowych najpopularniejsze jest mleko krowie, jednak należy pamiętać, że pochodzenie gatunkowe surowca ma istotny wpływ na skład chemiczny mleka, a więc na jego właściwości pielęgnacyjne. Przykładowo mleko klaczy zawiera mniej tłuszczu i białka w porównaniu do mleka krowiego, za to jest bardziej zasobne w funkcjonalne białka serwatkowe, szczególnie w dużych ilościach obecne są laktoferyna i lizozym, charakteryzujące się aktywnością antybakteryjną. Profil białkowy mleka klaczy sprawia, że jest ono wykorzystywane w produkcji kremów, mydeł, balsamów do ciała oraz odżywek do włosów [4].

            W produkcji preparatów kosmetycznych chętnie wykorzystywane jest mleko kozie, które występuje w składzie kremów i balsamów pochodzących od wielu różnych producentów. Surowiec ten o pH zbliżonym do ludzkiej skóry wykazuje dobre właściwości nawilżające, a zawarte w nim w znacznych ilościach kwasy kaprynowy i kaprylowy działają regenerująco oraz zwiększają przepuszczalność skóry, ułatwiając działanie innych składników aktywnych w jej głębszych warstwach [5,6]. Surowcami wykorzystywanymi w kosmetyce są mleczne produkty fermentowane, takie jak kefiry czy jogurty, stanowiące źródło probiotycznych mikroorganizmów oraz składników bioaktywnych. Zawarty w mleku i produktach fermentowanych kwas mlekowy obniża pH, dzięki czemu hamuje rozwój części mikroorganizmów, wykazuje również łagodne działanie peelingujące – złuszcza martwe komórki naskórka. Badania Chena i wsp. [7] wykazały, że kwas mlekowy i bioaktywne peptydy zawarte serwatce kefirowej mają właściwości rozjaśniające cerę oraz hamują rozwój Propionibacterium acne, odpowiedzialnych za powstawanie trądziku. Kosmetyki na bazie mlecznych produktów fermentowanych pozwalają utrzymać równowagę mikrobiomu skóry i zwiększyć jej odporność na niekorzystne czynniki środowiskowe.

Colostrum

Do produkcji kosmetyków wykorzystywane jest colostrum, czyli wydzielina gruczołów mlekowych przeżuwaczy, potocznie zwana siarą. Wytwarzana jest w pierwszych dniach po porodzie i stanowi skoncentrowane źródło substancji aktywnych, czynników wzrostu oraz immunoglobulin, które mają za zadanie budowę odporności nowo narodzonych cieląt, wspieranie ich wzrostu i rozwoju [6]. Takie właściwości i skład sprawiają, że colostrum może być cennym surowcem kosmetycznym, stanowiącym swoisty koktajl substancji odżywczych i regeneracyjnych dla skóry [8]. Colostrum bydlęce zawiera więcej białek, zwłaszcza immunoglobulin i białek kazeinowych, niż mleko. Znajdziemy w nim kompleks białek serwatkowych, w skład których wchodzą immunoglobuliny (ok. 70-80% wszystkich białek colostrum, to ok. 100 razy więcej niż w mleku), α-laktoglobulinę (ok. 20-25% wszystkich białek colostrum), laktoferynę (w colostrum znajdziemy jej średnio 100 razy więcej niż w mleku), laktoperosydazę (poziom w mleku i colostrum zbliżony) oraz bioaktywne czynniki wzrostu. Warto też zwrócić uwagę na wyższą niż w mleku zawartość ryboflawiny (witaminy B2) (4,6μg/ml vs. 1,6μg/ml), 2-3 krotnie wyższą zawartość witaminy D i ponad 50 razy wyższą zawartość tokoferoli, które wykazują działanie antyoksydacyjne [9].

            Badania pokazują, że substancje aktywne zawarte w colostrum mogą indukować namnażanie i różnicowanie keratynocytów, a przez to przyspieszać regenerację skóry i poprawiać jej funkcję barierową [10]. Ponadto wykazano, że laktoferyna obecna zarówno w mleku (0,02-0,75g/l), jak i w colostrum (1,5-5g/l) wykazuje działanie przeciwzapalne oraz stymuluje odbudowę skóry [9,11]. Ostatni z wymienionych efektów wynika także z obecności czynników wzrostu, m.in. insulinopodobnego (IGF-1 i 2), naskórkowego czynnika wzrostu (EGF) oraz transformującego czynnika wzrostu (TGF-α i β), które pobudzają procesy odbudowy i gojenia się ran [8].

            Biorąc pod uwagę skład i właściwości siary bydlęcej, naturalnym wydaje się wykorzystanie jej w produkcji preparatów kosmetycznych, zwłaszcza tych stosowanych w terapiach przeciwstarzeniowych oraz wzmacniających i regenerujących osłabioną skórę. Colostrum można znaleźć w preparatach, takich jak kremy odmładzające i naprawcze, sera i toniki łagodzące podrażnienia, odżywiające i poprawiające nawilżenie skóry.

Lanolina

Lanolina, nazywana woskiem owczym, pozyskiwana jest z wełny. Pod względem chemicznym składa się m.in. z estrów długołańcuchowych kwasów tłuszczowych, alkoholi alifatycznych oraz steroli. W trakcie ucierania lanoliny z wodą powstaje stabilna emulsja typu woda w oleju, dlatego w kosmetologii znalazła zastosowanie jako emolient oraz emulgator. Cechuje się wysoką zdolnością do wiązania wody i nawilżania, dzięki czemu pomaga w utrzymaniu odpowiedniej gospodarki wodnej skóry. Efekt działania lanoliny jest dłuższy niż w przypadku emolientów okluzyjnych wykazujących działanie tymczasowe, dlatego też lanolina sprzyja odbudowie bariery naskórkowej i zapobiega pękaniu skóry [12]. Wynika to z penetracji wolnych i zestryfikowanych steroli oraz kwasów tłuszczowych do warstwy rogowej naskórka [13]. Oprócz właściwości nawilżających kosmetyki zawierające lanolinę posiadają zdolność do natłuszczania skóry, co jest istotne zwłaszcza dla osób ze skórą suchą, która nie wytwarza odpowiednich ilości sebum.

            Biorąc pod uwagę właściwości natłuszczające, oczyszczające i wygładzające, lanolina jest wykorzystywana nie tylko jako baza w kremach, ale także jako środek nawilżający i dyspersyjny w produkcji balsamów, kremów nawilżających, toników, błyszczyków do ust czy dermokosmetyków mających za zadanie odtworzenie warstwy hydrolipidowej skóry [14]. Fakt tworzenia filmu ochronnego na powierzchni włosów oraz zdolność do ich wygładzania decyduje o tym, że lanolina jest składnikiem odżywek do włosów i szamponów.

            Dyskusyjną kwestią pozostaje alergenność lanoliny. Pierwszy przypadek wystąpienia nadwrażliwości na lanolinę opisano pod koniec lat 20. XX w. Jednak do dziś podstawy występowania zjawiska i czynniki je wywołujące nie są w pełni zrozumiałe. W wielu opracowaniach za główne substancje uczulające uznaje się alkohole alifatyczne, które są włączane do panelu standardowych testów alergicznych [15]. Bieżące opracowania wskazują, że potencjał alergizujący współcześnie otrzymywanej lanoliny jest ograniczony, co wynika zarówno ze zmian w technologii otrzymywania, jak i stosowania odpowiednich pochodnych surowca, np. acetylowanej lanoliny, która pojawia się w preparatach dla osób ze skórą wrażliwą, atopowym zapaleniem skóry oraz w środkach do pielęgnacji skóry niemowląt [12]. Lanolina może być poddawana szeregowi innych modyfikacji chemicznych, które w dużym stopniu mogą wpływać na jej właściwości funkcjonalne i zastosowanie. Przykładami takich procesów jest hydroliza (w wyniku której otrzymywana jest frakcja alkoholowa – euceryt i frakcja kwasów lanolinowych), uwodornienie, acetylacja czy transestryfikacja.

Miód i produkty pszczele

Zdecydowanie najpopularniejszym produktem pszczelim jest miód. Pszczoły (Apis mellifera) zbierają i przerabiają nektar roślin lub wydaliny owadów wysysających żywe części roślin, łącząc je ze swoimi specyficznymi substancjami, takimi jak enzymy i kwasy organiczne. Następnie składają, odparowują i pozostawiają do dojrzewania w plastrach, dzięki czemu uzyskują słodki produkt. Miód już od czasów neolitu stosowany był jako składnik ceremonii rytualnych, używano go do słodzenia potraw oraz leczenia otwartych ran, oparzeń czy owrzodzeń. Również w świecie starożytnym powszechnie znane były dobroczynne właściwości produktów wytwarzanych przez pszczoły [16]. Aktualnie w związku z ich wielokierunkowym działaniem wykorzystywane są nie tylko w medycynie niekonwencjonalnej czy żywieniu człowieka, ale także we współczesnej kosmetologii [17]. Miód i produkty pszczele stanowią nie tylko bogate źródło składników aktywnych, które pielęgnują skórę, ale mogą pełnić funkcje surowców bazowych gotowych kosmetyków czy komponentów nadających wyrobom określone właściwości. W skład miodu wchodzi co najmniej 181 substancji – według niektórych źródeł liczba komponentów może sięgać nawet 600 [18].

            Miód w kosmetykach może pełnić funkcję zarówno składnika aktywnego, jak i surowca bazowego. Jego właściwości sprawiają, że stosowany w czystej postaci, bez substancji dodatkowych działa jak remedium dla skóry. Zmiękcza, nawilża, koi i łagodzi przesuszony oraz podrażniony naskórek. Ekstrakty z miodu zawarte w kosmetykach wpływają na wilgotność warstwy rogowej naskórka, a stężenie miodu wynoszące 7% w emulsjach typu olej w wodzie przyczynia się do wysokiego stopnia nawilżenia skóry [19]. Miód działa w głębszych warstwach skóry, powodując wzmożony przepływ krwi w jej strukturze, co wpływa na odżywienie i podwyższenie napięcia skóry [20]. Dzięki działaniu antyoksydacyjnemu wpływa na opóźnienie starzenia się skóry oraz skutecznie wygładza istniejące już zmarszczki. Wykazuje działanie oczyszczające pory skóry oraz stosowany jest w leczeniu trądziku bakteryjnego i różowatego. Witamina C zawarta w miodzie przyczynia się do uszczelniania ścian naczyń krwionośnych, co ma szczególne znaczenie w pielęgnacji cery naczyniowej [17]. Przykładami kosmetyków na bazie miodu są maseczki, mleczka, toniki, kremy oraz płyny do kąpieli. Miód może być stosowany przy pielęgnacji każdego rodzaju cery. Maseczki z miodem stanowią doskonałe przygotowanie skóry do zabiegów kosmetycznych, zaś zawarte w nim witaminy mają korzystny wpływ na stan płytki paznokciowej. [21]. Środki do pielęgnacji włosów z dodatkiem miodu wpływają na ich odbudowę, wzmocnienie oraz połysk. Szczególnymi właściwościami odznacza się miód Manuka, wytwarzany przez pszczoły spożywające nektar z krzewu o tej samej nazwie, który występuje na terenie Australii oraz Nowej Zelandii [21] . Zawarta w miodzie Manuka substancja metyloglioksal (methylglyoxal, MGO) wpływa na jego właściwości antybakteryjne, które są ok.100 razy silniejsze niż w przypadku innych miodów [22]. W kosmetologii miód Manuka wykorzystywany jest zarówno w formie naturalnej, jak i w postaci preparatów, takich jak żele, plastry bądź pasty.

            Oprócz miodów w kosmetyce wykorzystywane są też inne produkty pszczele, przykładem jest propolis. Pszczoły wytwarzają propolis poprzez zmieszanie wydzieliny żywiczno-balsamicznej zebranej z pączków kątowych roślin z własnymi wydzielinami gruczołów ślinowych i żuwaczkowych oraz woskiem i pyłkiem. Surowy propolis ma niejednorodną strukturę i konsystencję zależną od temperatury topnienia. Jego zapach jest balsamiczny, przyjemny, a smak gorzki, cierpki i piekący, natomiast barwa od żółtej do ciemnobrunatnej, często z odcieniem zielonkawym i czerwonawym. Propolis jako surowiec dla przemysłu kosmetycznego wykorzystywany jest w formie zagęszczonego ekstraktu z propolisu – EEP (Ethanolic extract of propolis). W trakcie ekstrakcji substancje balastowe zostają oddzielone, a w produkcie pozostają substancje o wysokiej aktywności biologicznej. Obecnie stosuje się również ekstrakty wodne, olejowe, glicerynowe i liofilizowane.

            Propolis zawiera głównie żywice i balsamy (ok. 50%), woski (30%), olejki eteryczne (10%) oraz pyłek pszczeli i inne substancje organiczne (10%). Spośród substancji aktywnych występujących w propolisie szczególną uwagę należy zwrócić na polifenole, aminokwasy, terpenoidy czy mikroelementy, takie jak żelazo, miedź, fosfor, mangan i cynk [21,23]. Ten produkt pszczeli wpływa na zdolności regeneracyjne naskórka, przyspieszając odbudowę warstwy rogowej oraz syntezę włókien kolagenowych. Z kolei cynk reguluje pracę gruczołów łojowych, co w połączeniu z antyseptycznym działaniem polifenoli ma szczególne znaczenie przy pielęgnacji cery trądzikowej oraz skłonnej do wyprysków. Propolis działa kojąco i leczniczo przy chorobach, takich jak atopowe zapalenie skóry czy łuszczyca [17]. Wykazuje korzystne działanie przy dermatozach, takich jak wykwity skórne, przewlekłe zapalenie mieszków włosowych, oraz przy opryszczce. Kosmetyki z dodatkiem propolisu stosowane są przy łysieniu plackowatym, nadmiernym łojotoku oraz łupieżu [24], a kremy wpływają na odżywienie oraz wygładzenie cery [25]. Ekstrakty z propolisu jako składniki szminek, błyszczyków, tuszów do rzęs, kredek do oczu wykazują działanie przeciwdrobnoustrojowe i przeciwzapalne, ograniczając użycie substancji konserwujących [26].

            Innym cennym surowcem wytwarzanym przez pszczoły jest jad (apitoksyna) wykorzystywany do obrony w warunkach zagrożenia. Jad pszczeli składa się z jadu właściwego oraz feromonów. Zdecydowaną większość składu jadu pszczelego stanowią peptydy. Oprócz tego składnikami jadu są enzymy (fosfolipaza A2, hialuronidaza, fosfolipaza B, α-glikozydaza) oraz cukry, aminokwasy, kwasy tłuszczowe i mikroelementy, takie jak wapń, fosfor, magnez i siarka [27].

            Odpowiedzialna za ból po ukąszeniu melityna to najważniejszy polipeptyd jadu. W niewielkich ilościach wykazuje ona właściwości przeciwzapalnie oraz antybakteryjnie, jest także składnikiem nadającym jadowi pszczelemu działanie przeciwutleniające [28]. Z kolei hialuronidaza wpływa na odpowiedni poziom nawodnienia naskórka [21], a zawarte w jadzie cukry oraz aminokwasy wpływają na odpowiednie napięcie i nawilżenie skóry [17]. Apitoksyna wykorzystywana jest przy zabiegach przeciwzmarszczkowych, działa również wspomagająco w terapii trudno gojących się ran. Stosowanie jadu pszczelego zmniejsza widoczność blizn, wpływa na opóźnienie procesu starzenia się skóry oraz przyspiesza regenerację dojrzałej skóry. Może być stosowany w postaci maści bądź kremów [21,17].

Perły

Surowce użyteczne z perspektywy kosmetologii mogą być pozyskiwane od zwierząt wodnych. Przykładem są małże, które są źródłem pereł, masy perłowej oraz muszli. Największe znaczenie praktyczne w przemyśle kosmetycznym mają perłopławy z gatunków Pinctada maxima i Pinctada margaritifera. Perłopławy wytwarzają perły w reakcji na podrażnienie przez ciało obce, np. ziarno piasku, które dostaje się do wnętrza muszli. Cennym składnikiem preparatów kosmetycznych jest również masa perłowa tworząca wewnętrzną warstwę muszli ostryg [29].

            Perły i masa perłowa są zbudowane z nieorganicznych soli, takich jak węglan wapnia, składników organicznych – białek (w tym konchioliny) oraz wielocukrów. W recepturach kosmetycznych wykorzystuje się proszek perłowy powstały po mikronizacji pereł i masy perłowej. Jest on uważany za surowiec ekskluzywny, dodawany np. w formie hydrolizatu do preparatów do pielęgnacji włosów (szamponów, odżywek, kondycjonerów) czy środków do utrzymania odpowiedniego stanu cery (kremów, maseczek, toników) [30].

            Uzyskiwane efekty, takie jak rozjaśnienie cery, wzmocnienie skóry czy też działanie tonizujące, wynikają z obecności soli nieorganicznych. Oprócz działania doraźnego preparaty zawierające perły i masę perłową mogą być elementem długotrwałych terapii, których celem jest opóźnienie procesów starzenia się skóry. Odpowiednie nawilżenie skóry, ograniczenie przeznaskórkowej utraty wody, wzmocnienie ochrony przed światłem UV oraz usuwanie wolnych rodników (które mogą przyspieszać procesy starzenia się skóry) to główne zalety takiej terapii [31]. Efekt odżywczy i regeneracyjny pereł i masy perłowej wynika z ich składu chemicznego. Profi l aminokwasowy i obecność specyfi cznego dla małży białka – konchioliny (zawierającej m.in. lizynę, kwas asparaginowy, alaninę, serynę, leucynę i kwas glutaminowy) działa stymulująco na procesy odbudowy oraz pobudzanie fi broblastów do syntezy kolagenu i elastyny [30,32]. Właściwości te sprawiają, że perły i masa perłowa są składnikiem nie tylko kosmetyków do codziennej pielęgnacji, ale także preparatów dermokosmetycznych stosowanych przy redukcji rozstępów i leczeniu blizn potrądzikowych [33]. Rola proszku uzyskiwanego po mikronizacji pereł w odbudowie i regeneracji skóry znajduje potwierdzenie w coraz to liczniejszych badaniach. Przykładowo Lopez i in. [34] wykazali, że proszek perłowy pobudza fi broblasty do wyższej syntezy kolagenu. Podobne obserwacje poczynił zespół tajwańskich naukowców, który potwierdził stymulujący wpływ proszku perłowego na syntezę kolagenu, poprawę angiogenezy (lepszego ukrwienia skóry) i kondycji skóry [32].

Śluz ślimaka

Śluz ślimaka ze względu na swoje właściwości wzbudza szerokie zainteresowanie w wielu sektorach przemysłu i medycyny. Ślimak wykorzystuje śluz m.in. do regeneracji uszkodzeń muszli i skóry, zapobiegania nadmiernemu parowaniu wody z powierzchni ciała i ochrony przed urazami mechanicznymi [35]. Śluz ślimaka ceniony był już w starożytności, np. Hipokrates wykorzystywał go do leczenia trudno gojących się ran. Dziś liczne badania naukowe również potwierdzają jego korzystny wpływ na utrzymanie prawidłowej kondycji skóry. W skład śluzu ślimaka wchodzą składniki aktywne, takie jak kolagen, alantoina, elastyna, kwas glikolowy, glikoproteiny oraz mukopolisacharydy. Śluz wykorzystywany jest w kosmetologii ze względu na swoje właściwości przeciwstarzeniowe, niweluje bowiem szkody wywoływane w strukturze skóry przez wolne rodniki, stymuluje wytwarzanie elastyny i kolagenu oraz hamuje fotostarzenie skóry [36]. Ponadto badania wskazują na jego działanie antybakteryjne, przeciwzapalne, rozjaśniające oraz przyspieszające prawidłowe gojenie się ran [37]. Śluz ślimaka zapewnia odpowiednie nawilżenie skóry poprzez ograniczenie nadmiernego parowania wody z powierzchni naskórka [38].

            O właściwościach śluzu ślimaka decyduje m.in. alantoina, która indukuje proliferację komórek, a tym samym prowadzi do regeneracji skóry. Poprawia uwodnienie macierzy zewnątrzkomórkowej oraz kompleksuje substancje drażniące. Istotne znaczenie mają również kwasy organiczne, takie jak kwas α-hydroksyoctowy i kwas glikolowy, które złuszczając martwy naskórek, wnikają do głębszych warstw skóry, by stymulować fibroblasty do większej syntezy kolagenu i szybszej odbudowy nowych warstw naskórka [36]. W związku z intensywnym działaniem regenerującym śluz ze ślimaka jest wykorzystywany do produkcji preparatów do cery dojrzałej, cery z przebarwieniami, dermokosmetyków do pielęgnacji skóry trądzikowej, redukcji cellulitu oraz rozjaśniania blizn.

Podsumowanie

Nie ulega wątpliwości, że surowce zwierzęce stanowią cenne źródła substancji bioaktywnych, które mają duże znaczenie we współczesnym przemyśle kosmetycznym. Ich uwzględnianie przy opracowywaniu receptur preparatów do pielęgnacji ciała wpisuje się w cieszący się dużą popularnością trend zastępowania syntetycznych substancji składnikami naturalnymi. Duża różnorodność i dobra dostępność sprawia, że ten rodzaj surowców możemy znaleźć w kosmetykach mainstreamowych i ogólnodostępnych (surowce, takie jak mleko, lanolina i część produktów pszczelich), a także w produktach uznawanych za bardziej ekskluzywne (perły, śluz ślimaka, colostrum). Należy podkreślić, że każdy z przedstawionych w pracy surowców ze względu na właściwości pielęgnacyjne i często wielokierunkowe działanie zasługuje na uwagę zarówno ze strony producentów, jak i użytkowników produktów kosmetycznych.

Artykuł został opublikowany w kwartalniku "Świat Przemysłu Kosmetycznego" 3/2021