Peptydy - a co to? :)
Wraz z rozwojem medycyny i kosmetologii
pojawiło się coraz większe
zainteresowanie substancjami aktywującymi naturalne mechanizmy zachodzące
w skórze, a także naśladującymi działanie
tych występujących fizjologicznie w organizmie.
Ciągłe poszukiwanie związków, które mogłyby wpływać na przebudowę skóry
i jednocześnie zwiększać jej zdolność do regeneracji
doprowadziło do przełomowego
odkrycia, jakim okazały się peptydy biomimetyczne.
Są to otrzymywane biotechnologicznie krótkie sekwencje aminokwasów o ukierunkowanym, efektywnym działaniu na skórę. Działanie to można porównać do działania posłańców, ponieważ każdy peptyd w zależności od rodzaju i kolejności ułożenia tworzących go aminokwasów niesie w sobie określoną wiadomość dla komórek skóry. Odpowiednio dobrane sekwencje aminokwasów wiernie naśladują mechanizm działania i skutki wywierane przez ich naturalne odpowiedniki.
Poprzednikami niskocząsteczkowych, selektywnych peptydów działających na ściśle określone miejsce w komórce były wielkocząsteczkowe proteiny pochodzenia zwierzęcego lub roślinnego. To one stały się inspiracją do opracowania przez naukowców mniejszych cząsteczek, będących fragmentami białek. Peptydy nie wyparły jednak protein, które do dziś są wykorzystywane m.in. w odżywkach do włosów, gdzie wnikają w drobne uszkodzenia włókna włosa na zasadzie tymczasowego cementu utrzymującego się do następnego mycia. W kremach pielęgnacyjnych stosuje się głównie kolagen, elastynę i keratynę jako białka fizjologicznie występujące w skórze, a także proteiny roślinne z pszenicy, soi, kukurydzy, groszku, ryżu, a także jedwab i białka mleka. Niestety cząsteczki protein są zbyt duże, aby mogły pokonać barierę naskórkową i dotrzeć do oczekiwanego miejsca działania w skórze. Działają na zasadzie wiązania wody na powierzchni skóry (humektanty) tworząc mikrofilm zapobiegający parowaniu wody. Połączone działanie zmiękczające i okluzyjne daje efekt nawilżenia i uelastycznienia skóry. W odróżnieniu od białek peptydy mogą przenikać do głębszych warstw skóry i działać kierunkowo. Dzięki temu możliwe jest wybiórcze stymulowanie danego procesu zachodzącego w skórze.
Z chemicznego punktu widzenia peptydy są polimerami aminokwasów, w których pojedyncze jednostki aminokwasowe połączone są wiązaniem peptydowym (amidowym). Grupa aminowa jednej reszty aminokwasowej tworzy wiązanie amidowe z grupą karboksylową drugiej reszty. W zależności od długości łańcucha peptydowego rozróżniamy:
Pomimo niewielkiej cząsteczki peptydów, dzięki której przenikanie przez warstwę rogową naskórka jest ułatwione wprowadzono dodatkowe modyfikacje ich struktury, dołączając łańcuch kwasu tłuszczowego (np. palmitynowego). W ten sposób powstały tzw. peptydy IQ o pięć razy szybszym przenikaniu przez naskórek
W zależności od mechanizmu działania peptydy mogą dawać efekt przeciwzmarszczkowy, redukować podrażnienia, przyspieszać gojenie się ran, chronić DNA komórek przed uszkodzeniami, a także niwelować przebarwienia skóry.
Istnieje kilka czynników gwarantujących skuteczność działania peptydów. Przede wszystkim jest to biomimetyzm, czyli naśladowanie działania naturalnych odpowiedników - peptydów i białek występujących w skórze. Związki te należą do podstawowych składników budulcowych wszystkich organizmów żywych. Występują pod postacią hormonów białkowych, takich jak melanotropina, glutation, ACTH, a także neuroprzekaźników i czynników wzrostu. Są materiałem budulcowym skóry, występując pod postacią kolagenu i elastyny. Jako cząsteczki biologicznie czynne odpowiadają za regulację proliferacji, różnicowania i przeżycia komórki oraz za ekspresję genów. Są to składniki wpływające na teksturę tkanki, przyjazne skórze, nieposiadające działania uczulającego ani drażniącego.
Kolejną cechą peptydów jest ich niewielka cząsteczka, mająca zdolność pokonywania bariery naskórkowej oraz penetracji do skóry właściwej. Dzięki temu mogą oddziaływać na fibroblasty, pobudzając je do produkcji włókien kolagenowych i elastynowych, a także transportować substancje aktywne w głąb skóry. Dzięki zdolności do naśladowania naturalnych białek mogą zahamować procesy starzenia, np. biomimetyczny peptyd naśladujący białko elafinę opóźnia procesy starzeniowe poprzez hamowanie akumulacji progeryny, metaloproteinaz i elastazy.
Z punktu widzenia kosmetologii istotne znaczenie ma nie tylko wielkość cząsteczki peptydu ale również sekwencja aminokwasów w łańcuchu. To właśnie ich wzajemne ułożenie decyduje o właściwościach i funkcjach peptydu. Udowodnioną skuteczność wykazują di-, tri-, tetra-, penta- i heksapeptydy. Ponadto, peptydy wykazują bardzo dobrą dostępność farmaceutyczną, czyli zdolność uwalniania substancji aktywnej z określonego podłoża kosmetycznego.
Badania dowiodły, że najlepszą dostępność farmaceutyczną peptydów uzyskuje się z podłoży żelowych, natomiast najmniej składnika aktywnego uwalnia się z emulsji w/o. Może być to spowodowane dużą lepkością tych emulsji w stosunku do małej lepkości żelu, a także hydrofobowością preparatu. Większa zawartość wody w recepturze żelu umożliwia lepsze rozpuszczenie peptydu, który jest hydrofilowy, przez co szybciej będzie on dyfundował do płynu akceptorowego. Gdy rozpuszczanie substancji w podłożu lipofilowym jest powolne, opóźnia proces uwalniania.
Wzrost spoistości, jędrności i wygładzenia skóry warunkują 3 różne mechanizmy działania peptydów, które w zależności od aktywności biologicznej można podzielić na:
Na szczególna uwagę zasługują peptydy o działaniu rozkurczającym mięśnie, ponieważ wykazują najintensywniejsze działanie przeciwzmarszczkowe. Mechanizm ich działania można porównać do działania toksyny botulinowej. Obecnie coraz częściej identyfikowany jest problem miostarzenia, czyli powstawania zmarszczek mimicznych. Na skutek wyrażania określonych emocji, np. śmiechu, czy złości powstaje impuls, który docierając do włókna nerwowego powoduje wydzielanie acetylocholiny. Konsekwencją tych zjawisk jest skurcz komórki mięśniowej, który często powtarzany sprzyja tworzeniu zarówno poziomych jak i poprzecznych bruzd w okolicach oczu, czoła i ust. Neuropeptydy mogą działać jako neuromodulatory, neuroprzekaźniki lub neurohormony. Mechanizm działania neuropeptydów polega na hamowaniu przepływu impulsów z komórek nerwowych w skórze do mięśni poprzez blokowanie receptorów wpływających na przepuszczalność jonów sodu. Dzięki temu mięśnie twarzy kurczą się mniej intensywnie, zapobiegając tworzeniu się zmarszczek mimicznych. Neuropeptydy w przeciwieństwie do toksyny botulinowej stosowanej w medycynie estetycznej do usuwania zmarszczek mimicznych są bezpieczne i mogą być dodawane do receptur kosmetycznych.
Skuteczność neuropeptydów warunkowana jest mechanizmem działania na przekaźniki impulsów nerwowych, dlatego istotne jest jego zrozumienie. Za skurcz mięśni odpowiadają neurotransmitery uwalniane z wnętrza synapsy, takie jak acetylocholina. W procesie uwalniania acetylocholiny istotną rolę odgrywa kompleks SNARE (SNAP REceptor), który reaguje na impuls nerwowy. W skład kompleksu SNARE wchodzą: proteina VAMP (vesicle associated membrane protein), syntaksyna i proteina synaptyczna SNAP-25 (SyNaptosomal Associated Protein of 25kDa), dzięki którym neurony mogą przeprowadzać egzocytozę. Ze względu na dużą selektywność działania oraz wysoką skuteczność w produktach kosmetycznych dostępnych na rynku zastosowano Argirelinę. To heksapeptyd zwiększający rozluźnienie mięśni oraz hamujący ich skurcz, dając efekt wygładzenia i spłycenia zmarszczek mimicznych, a także zapobiega tworzeniu się nowych. Przykładem serii kosmetyków z Argireliną jest AVA Peptide Lift.
Innym przykładem neuromodulatora jest peptyd o właściwościach przeciwzapalnych, przeznaczony do pielęgnacji skóry wrażliwej - DermaPep A530 firmy Miwon. Mechanizm działania DermaPep A530 polega na hamowaniu ekspresji oraz syntezy cytokin prozapalnych IL-1α, IL-8 oraz TNF-α, będących przyczyną podrażnień. W testach in vitro potwierdzono, że surowiec skutecznie niweluje negatywne skutki promieniowania UVB oraz substancji P, hamując uwalniane pod ich wpływem cytokin prozapalnych. DermaPep A530 zmniejsza również zaczerwienienie skóry, uczucie dyskomfortu i swędzenie (testy in vivo).
Poznanie zdolności do spłycania zmarszczek poprzez stymulowanie białek macierzy zewnątrzkomórkowej, głównie kolagenu i elastyny lub przez zmniejszenie aktywności kolagenazy było impulsem do poszukiwań substancji oddziałującej na te struktury. Najnowszymi osiągnięciami przemysłu kosmetycznego stały się peptydy stymulujące fibroblasty do wzrostu i wytwarzania kolagenu. Efektem jest szybsze gojenie się ran, spłycenie zmarszczek i poprawa wyglądu skóry.
Dodatkową zaletą syntetycznych peptydomimetyków jest naśladowanie sekwencji fragmentów łańcucha kolagenu, czy elastyny i wbudowywanie się w nie. Jednym z przedstawicieli tego typu peptydów jest pentapeptyd składający się z pięciu aminokwasów: Lys-Thr-Thr-Lys-Ser (KTTKS), który jest fragmentem struktury prokolagenu typu I. W celu zwiększenia lipofilowość peptydu dodatkowo zmodyfikowano go kwasem palmitynowym. Peptyd ten znany jest także pod nazwą Matrixyl® i jako pierwszy został zastosowany w kosmetyce. Działanie Matrixylu® zostało potwierdzone badaniami klinicznymi, które wykazały, że stymuluje on komórki skóry do produkcji kolagenu (I i IV), fibronektyny, elastyny i kwasu hialuronowego znacznie spłycając zmarszczki. Innym powszechnie stosowanym w kosmetyce peptydem sygnałowym jest heksapeptyd-10 (nazwa handlowa: Serilesine®) o następującej sekwencji aminokwasów H-Ser-Leu-Ile-Gly-Lys-Val-NH2. Wywiera on działanie na błonę podstawną, powodując zwiększenie syntezy lamininy , α6-integryn oraz hemidesmosomów. Efektem jest zauważalny wzrost spoistości, gęstości i gładkości skóry.
W ostatnich latach peptydy zyskały ogromną popularność w przemyśle kosmetycznym, co uzasadnione jest ich wielokierunkowym działaniem. Opracowanie niewielkich cząstek naśladujących działanie ich naturalnych odpowiedników oraz zwiększenie zdolności do pokonywania bariery naskórkowej zaowocowało wyspecjalizowaną, selektywną modulacją procesów zachodzących w skórze.
Są to otrzymywane biotechnologicznie krótkie sekwencje aminokwasów o ukierunkowanym, efektywnym działaniu na skórę. Działanie to można porównać do działania posłańców, ponieważ każdy peptyd w zależności od rodzaju i kolejności ułożenia tworzących go aminokwasów niesie w sobie określoną wiadomość dla komórek skóry. Odpowiednio dobrane sekwencje aminokwasów wiernie naśladują mechanizm działania i skutki wywierane przez ich naturalne odpowiedniki.
Poprzednikami niskocząsteczkowych, selektywnych peptydów działających na ściśle określone miejsce w komórce były wielkocząsteczkowe proteiny pochodzenia zwierzęcego lub roślinnego. To one stały się inspiracją do opracowania przez naukowców mniejszych cząsteczek, będących fragmentami białek. Peptydy nie wyparły jednak protein, które do dziś są wykorzystywane m.in. w odżywkach do włosów, gdzie wnikają w drobne uszkodzenia włókna włosa na zasadzie tymczasowego cementu utrzymującego się do następnego mycia. W kremach pielęgnacyjnych stosuje się głównie kolagen, elastynę i keratynę jako białka fizjologicznie występujące w skórze, a także proteiny roślinne z pszenicy, soi, kukurydzy, groszku, ryżu, a także jedwab i białka mleka. Niestety cząsteczki protein są zbyt duże, aby mogły pokonać barierę naskórkową i dotrzeć do oczekiwanego miejsca działania w skórze. Działają na zasadzie wiązania wody na powierzchni skóry (humektanty) tworząc mikrofilm zapobiegający parowaniu wody. Połączone działanie zmiękczające i okluzyjne daje efekt nawilżenia i uelastycznienia skóry. W odróżnieniu od białek peptydy mogą przenikać do głębszych warstw skóry i działać kierunkowo. Dzięki temu możliwe jest wybiórcze stymulowanie danego procesu zachodzącego w skórze.
Z chemicznego punktu widzenia peptydy są polimerami aminokwasów, w których pojedyncze jednostki aminokwasowe połączone są wiązaniem peptydowym (amidowym). Grupa aminowa jednej reszty aminokwasowej tworzy wiązanie amidowe z grupą karboksylową drugiej reszty. W zależności od długości łańcucha peptydowego rozróżniamy:
- oligopeptydy, zawierające od 2 do 10 reszt aminokwasowych w cząsteczce,
- polipeptydy, zawierające od 11 do100 reszt aminokwasowych w cząsteczce,
- białka, zawierające powyżej 100 reszt aminokwasowych
Pomimo niewielkiej cząsteczki peptydów, dzięki której przenikanie przez warstwę rogową naskórka jest ułatwione wprowadzono dodatkowe modyfikacje ich struktury, dołączając łańcuch kwasu tłuszczowego (np. palmitynowego). W ten sposób powstały tzw. peptydy IQ o pięć razy szybszym przenikaniu przez naskórek
W zależności od mechanizmu działania peptydy mogą dawać efekt przeciwzmarszczkowy, redukować podrażnienia, przyspieszać gojenie się ran, chronić DNA komórek przed uszkodzeniami, a także niwelować przebarwienia skóry.
Istnieje kilka czynników gwarantujących skuteczność działania peptydów. Przede wszystkim jest to biomimetyzm, czyli naśladowanie działania naturalnych odpowiedników - peptydów i białek występujących w skórze. Związki te należą do podstawowych składników budulcowych wszystkich organizmów żywych. Występują pod postacią hormonów białkowych, takich jak melanotropina, glutation, ACTH, a także neuroprzekaźników i czynników wzrostu. Są materiałem budulcowym skóry, występując pod postacią kolagenu i elastyny. Jako cząsteczki biologicznie czynne odpowiadają za regulację proliferacji, różnicowania i przeżycia komórki oraz za ekspresję genów. Są to składniki wpływające na teksturę tkanki, przyjazne skórze, nieposiadające działania uczulającego ani drażniącego.
Kolejną cechą peptydów jest ich niewielka cząsteczka, mająca zdolność pokonywania bariery naskórkowej oraz penetracji do skóry właściwej. Dzięki temu mogą oddziaływać na fibroblasty, pobudzając je do produkcji włókien kolagenowych i elastynowych, a także transportować substancje aktywne w głąb skóry. Dzięki zdolności do naśladowania naturalnych białek mogą zahamować procesy starzenia, np. biomimetyczny peptyd naśladujący białko elafinę opóźnia procesy starzeniowe poprzez hamowanie akumulacji progeryny, metaloproteinaz i elastazy.
Z punktu widzenia kosmetologii istotne znaczenie ma nie tylko wielkość cząsteczki peptydu ale również sekwencja aminokwasów w łańcuchu. To właśnie ich wzajemne ułożenie decyduje o właściwościach i funkcjach peptydu. Udowodnioną skuteczność wykazują di-, tri-, tetra-, penta- i heksapeptydy. Ponadto, peptydy wykazują bardzo dobrą dostępność farmaceutyczną, czyli zdolność uwalniania substancji aktywnej z określonego podłoża kosmetycznego.
Badania dowiodły, że najlepszą dostępność farmaceutyczną peptydów uzyskuje się z podłoży żelowych, natomiast najmniej składnika aktywnego uwalnia się z emulsji w/o. Może być to spowodowane dużą lepkością tych emulsji w stosunku do małej lepkości żelu, a także hydrofobowością preparatu. Większa zawartość wody w recepturze żelu umożliwia lepsze rozpuszczenie peptydu, który jest hydrofilowy, przez co szybciej będzie on dyfundował do płynu akceptorowego. Gdy rozpuszczanie substancji w podłożu lipofilowym jest powolne, opóźnia proces uwalniania.
Wzrost spoistości, jędrności i wygładzenia skóry warunkują 3 różne mechanizmy działania peptydów, które w zależności od aktywności biologicznej można podzielić na:
- inhibitory neurotransmiterów (neuropeptydy), rozkurczają mięśnie odpowiadające za powstawanie zmarszczek mimicznych,
- peptydy sygnałowe, stymulujące aktywność fibroblastów do produkcji włókien podporowych skóry - kolagenu i elastyny, przyczyniając się do spłycania zmarszczek,
- peptydy transportujące substancje aktywne w głąb skóry
Na szczególna uwagę zasługują peptydy o działaniu rozkurczającym mięśnie, ponieważ wykazują najintensywniejsze działanie przeciwzmarszczkowe. Mechanizm ich działania można porównać do działania toksyny botulinowej. Obecnie coraz częściej identyfikowany jest problem miostarzenia, czyli powstawania zmarszczek mimicznych. Na skutek wyrażania określonych emocji, np. śmiechu, czy złości powstaje impuls, który docierając do włókna nerwowego powoduje wydzielanie acetylocholiny. Konsekwencją tych zjawisk jest skurcz komórki mięśniowej, który często powtarzany sprzyja tworzeniu zarówno poziomych jak i poprzecznych bruzd w okolicach oczu, czoła i ust. Neuropeptydy mogą działać jako neuromodulatory, neuroprzekaźniki lub neurohormony. Mechanizm działania neuropeptydów polega na hamowaniu przepływu impulsów z komórek nerwowych w skórze do mięśni poprzez blokowanie receptorów wpływających na przepuszczalność jonów sodu. Dzięki temu mięśnie twarzy kurczą się mniej intensywnie, zapobiegając tworzeniu się zmarszczek mimicznych. Neuropeptydy w przeciwieństwie do toksyny botulinowej stosowanej w medycynie estetycznej do usuwania zmarszczek mimicznych są bezpieczne i mogą być dodawane do receptur kosmetycznych.
Skuteczność neuropeptydów warunkowana jest mechanizmem działania na przekaźniki impulsów nerwowych, dlatego istotne jest jego zrozumienie. Za skurcz mięśni odpowiadają neurotransmitery uwalniane z wnętrza synapsy, takie jak acetylocholina. W procesie uwalniania acetylocholiny istotną rolę odgrywa kompleks SNARE (SNAP REceptor), który reaguje na impuls nerwowy. W skład kompleksu SNARE wchodzą: proteina VAMP (vesicle associated membrane protein), syntaksyna i proteina synaptyczna SNAP-25 (SyNaptosomal Associated Protein of 25kDa), dzięki którym neurony mogą przeprowadzać egzocytozę. Ze względu na dużą selektywność działania oraz wysoką skuteczność w produktach kosmetycznych dostępnych na rynku zastosowano Argirelinę. To heksapeptyd zwiększający rozluźnienie mięśni oraz hamujący ich skurcz, dając efekt wygładzenia i spłycenia zmarszczek mimicznych, a także zapobiega tworzeniu się nowych. Przykładem serii kosmetyków z Argireliną jest AVA Peptide Lift.
Innym przykładem neuromodulatora jest peptyd o właściwościach przeciwzapalnych, przeznaczony do pielęgnacji skóry wrażliwej - DermaPep A530 firmy Miwon. Mechanizm działania DermaPep A530 polega na hamowaniu ekspresji oraz syntezy cytokin prozapalnych IL-1α, IL-8 oraz TNF-α, będących przyczyną podrażnień. W testach in vitro potwierdzono, że surowiec skutecznie niweluje negatywne skutki promieniowania UVB oraz substancji P, hamując uwalniane pod ich wpływem cytokin prozapalnych. DermaPep A530 zmniejsza również zaczerwienienie skóry, uczucie dyskomfortu i swędzenie (testy in vivo).
Poznanie zdolności do spłycania zmarszczek poprzez stymulowanie białek macierzy zewnątrzkomórkowej, głównie kolagenu i elastyny lub przez zmniejszenie aktywności kolagenazy było impulsem do poszukiwań substancji oddziałującej na te struktury. Najnowszymi osiągnięciami przemysłu kosmetycznego stały się peptydy stymulujące fibroblasty do wzrostu i wytwarzania kolagenu. Efektem jest szybsze gojenie się ran, spłycenie zmarszczek i poprawa wyglądu skóry.
Dodatkową zaletą syntetycznych peptydomimetyków jest naśladowanie sekwencji fragmentów łańcucha kolagenu, czy elastyny i wbudowywanie się w nie. Jednym z przedstawicieli tego typu peptydów jest pentapeptyd składający się z pięciu aminokwasów: Lys-Thr-Thr-Lys-Ser (KTTKS), który jest fragmentem struktury prokolagenu typu I. W celu zwiększenia lipofilowość peptydu dodatkowo zmodyfikowano go kwasem palmitynowym. Peptyd ten znany jest także pod nazwą Matrixyl® i jako pierwszy został zastosowany w kosmetyce. Działanie Matrixylu® zostało potwierdzone badaniami klinicznymi, które wykazały, że stymuluje on komórki skóry do produkcji kolagenu (I i IV), fibronektyny, elastyny i kwasu hialuronowego znacznie spłycając zmarszczki. Innym powszechnie stosowanym w kosmetyce peptydem sygnałowym jest heksapeptyd-10 (nazwa handlowa: Serilesine®) o następującej sekwencji aminokwasów H-Ser-Leu-Ile-Gly-Lys-Val-NH2. Wywiera on działanie na błonę podstawną, powodując zwiększenie syntezy lamininy , α6-integryn oraz hemidesmosomów. Efektem jest zauważalny wzrost spoistości, gęstości i gładkości skóry.
W ostatnich latach peptydy zyskały ogromną popularność w przemyśle kosmetycznym, co uzasadnione jest ich wielokierunkowym działaniem. Opracowanie niewielkich cząstek naśladujących działanie ich naturalnych odpowiedników oraz zwiększenie zdolności do pokonywania bariery naskórkowej zaowocowało wyspecjalizowaną, selektywną modulacją procesów zachodzących w skórze.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz