Все о пептидах и антивозрастная косметика с пептидами

 

Пептиды, как и белки, являются цепями аминокислот. Аминокислотные цепочки условно делят на:

-          олигопептиды (2-10 аминокислот);

-          полипептиды (10-100 аминокислот);

-          белки (более 100 аминокислот).

 

Для удобства олигопептиды имеют еще и собственные названия в зависимости от количества образующих их аминокислот: две аминокислоты — дипептид, три — трипептид и т.д. Число возможных комбинаций аминокислот в пептидных цепочках невообразимо, даже если учитывать только 20 наиболее распростра­ненных в живой природе аминокислот. А ведь еще существуют особые, редко встречающиеся в природе аминокислоты, а также синтетические аминокислоты, которые, будучи включенными в пептидные цепи, могут придать особые свой­ства пептидам. Кроме того, пептидные цепочки могут особым образом заколь­цовываться, что порой необходимо для выполнения биологической функции пептида или белка.

 

Естественно, широкие возможности пептидов нашли свое применение в меди­цине. Вспомним тот же инсулин, которым лечатся диабетики. Но люди не ограни­чились предоставленными им природой веществами. В наше время накоплено достаточно информации о связи структуры и биологических функций пептидов. Часто, видя определенную последовательность аминокислот, мы можем с доста­точно большой уверенностью сказать, каково будет направление ее действия. То есть существует возможность не перебирать комбинации вслепую, а целена­правленно создавать пептиды с заданной биологической активностью. Можно и «подправлять» естественные последовательности, делая новый пептид более эф­фективным или, например, стабильным. Созданы пептиды, направленные на лече­ние депрессии, гормональных нарушений и даже рака. Пептиды могут проявлять противомикробную или противовирусную активность. Ботулотоксин А, с таким успехом применяющийся в косметологии и медицине, также является белком.

 

 

Преимущества пептидов как активных ингредиентов

Пептиды работают во всем нашем организме, и кожа не исключение. Поэтому сейчас они все шире применяются в косметологии и дерматологии. В современ­ной косметике нужны эффективные активные вещества, которые работали бы в низких концентрациях и давали наглядный результате минимумом побочных эф­фектов. К тому же в отличие от природных экстрактов, состоящих из множества отдельных веществ, пептид имеет строго определенный и неизменный состав и его поведение в рецептуре более предсказуемо.

 

Пептиды имеют еще одно выгодное отличие от других биологически активных веществ. Их физические свойства, токсичность, способность проникать через кожу, эффективность — все это полностью определяется набором и последова­тельностью входящих в них аминокислот. Это открывает бесконечные возмож­ности космецевтики для поиска новых и видоизменения уже известных пептидов. Причем для модификаций не требуется принципиальных изменений в линии производства и сложной обработки, как для многих других веществ. Пептиды являются пре­красным объектом для создания новых активных ингредиентов, все более эф­фективных и направленных на решение различных проблем определенных ти­пов кожи.

 

Множество исследований подтвердили важность целого ряда пептидных сиг­нальных веществ для кожи. Эти пептиды могут вырабатываться в самой коже или поступать в нее стоком крови, но в любом случае они регулируют и поддержива­ют гомеостаз кожной ткани. Поэтому многие лаборатории ищут и разрабатывают пептиды, чья биологическая активность была бы близка или даже более выраже­на, чем у природных аналогов. К тому же существует возможность создать более короткие по сравнению со свойственными для человека, но такие же эффектив­ные пептиды. А чем меньше будет молекула активного вещества, тем легче ей проникнуть сквозь роговой слой кожи. Эти пептиды-биомиметики действуют на те же физиологические механизмы, что и собственные пептиды организма, и специфичным образом запускают строго определенные естественные процессы, например, синтез конкретного типа коллагена в коже. Синтетические пептиды могут функционально отличаться от своих природных прототипов. Например, многие сигнальные пептиды обладают целым спектром биологических активно­стей, действуя сразу во многих направлениях и далеко не только в коже. Более короткие и узкоспециализированные пептиды действуют только в нужном нам направлении и не вызывают нежелательных системных эффектов. Кроме того, в организме существует активно действующая система пептидаз — ферментов, разрушающих пептиды. Определенные модификации позволяют сделать синте­тический пептид более устойчивым к их воздействию. А это значит, что он будет дольше действовать. Неудивительно, что активные вещества с подобными свой­ствами быстро нашли свой путь в косметику.

 

Существует одна проблема с проникновением даже коротких пептидов через кожу. Большинство биологически активных пептидов, которые представляют интерес для косметики, — водорастворимые вещества. В своем исходном виде они оказываются неспособны проникнуть сквозь роговой слой кожи и достиг­нуть живых клеток. Однако эта проблема была решена: к пептиду «пришивают» остаток жирной кислоты, благодаря чему он становится липофильным и легко проходит сквозь липидный барьер. В более глубоких слоях кожи жирная кисло­та отщепляется, и из липопептидного комплекса высвобождается биологически активный пептид.

 

Особенно интересны низкомолекулярные пептиды, состоящие из 2-10 аминокислот. Аминокислотная цепочка такого пептида может представлять собой фрагмент белка, присутствующего в организме, а может быть подобрана экспериментальным путем. В большинстве своем пептиды — водорастворимые соединения, поэтому для лучшего проникновения сквозь кожный барьер их модифицируют гидрофобными группами, например, прикрепляют жирную кислоту (часто это пальмитат) или ацетат. Такая сложная молекула, состоящая из белковой и липидной частей, называется липопептидом. В коже липидная часть «отрезается» ферментами, высвобождая пептидный фрагмент, который начинает действовать в соответствии со своей природой.

 

Перспектива применения природных пептидов в косметике

Природный дипептид карнозин был открыт еще в 1900 году в мышечной ткани. Оказалось, что он и родственные ему гистидинсодержащие дипептиды (ГСД) ши­роко представлены в нашем организме и выполняют целый ряд важных функций. В живой клетке избыточное окисление приводит к повреждению и разрушению жизненно важных молекул и даже к ее гибели. Карнозин — часть естественной антиоксидантной системы организма, защищающей его клетки от окислительного воздействия. Он способен нейтрализовать свободные радикалы и связывать ионы металлов. В косметических рецептурах он сохраняет эту активность и может играть роль водорастворимого антиоксиданта. Во множестве опытов было пока­зано, что карнозин ускоряет ранозаживление и контролирует воспаление, при­чем повреждения заживают «качественно», без рубцов. Это его свойство весьма привлекательно для косметических средств, направленных на решение проблем поврежденной и воспаленной кожи, предназначенных для реабилитации после травмирующих процедур. Этот пептид-антиоксидант, к тому же поддерживающий нормальное состояние кожи, можно включать и в средства, помогающие коже бороться с внешними стрессовыми факторами и процессами старения. Еще одна особенность карнозина — он является эффективным буфером протонов, что мож­но использовать в средствах для кислотного пилинга. Добавив карнозин, можно не снижать концентрацию кислоты (а значит, сохранить эффективность продукта) и одновременно повысить рН, сделав пилинг менее раздражающим.

 

Матрикины — небольшие пептидные фрагменты не более 20 аминокислот — образуются при ферментативном гидролизе структурных белков дермального матрикса (коллагена, эластина и фибронектина) на стадии естественного очищения раны перед тем, как она стала заживать. В ходе гидролиза высвобождаются водоростворимые пептидные фрагменты, которые являются аутокринными и паракринными мессенджерами, регулирующими и запускающими определенную последовательность событий при заживлении. Суть действия матрикинов в следующем: они сигнализируют фибробластам о распаде компонентов матрикса, и взамен разрушенных белков фибробласты начинают синтезировать новые. Это происходит не только при ранении кожи, но и в норме при естественном обновлении кожи.

 

Естественный физиологический фактор, медьсодержащий трипептид, был изна­чально описан как фактор роста, а затем было обнаружено его участие и в других процессах в коже. Этот пептид, GHK-Cu, содержится в плазме крови, моче и слюне человека. Он обладает мощным защитным и противовоспалительным действием и стимулирует перестройки в тканях после ранних стадий ранозаживления. Из­вестно, что его уровень снижается с возрастом, что может играть роль в ухуд­шении восстановительных способностей тканей. Он и подобные ему медьсодер­жащие пептиды весьма перспективны сразу в нескольких областях применения. Прежде всего это косметика anti-age. В ней оказывается востребован весь набор свойственных этим пептидам функций. Стимуляция синтеза коллагена, эластина, протеогликанов и гликозаминогликанов в межклеточном матриксе кожи при­водит в конечном итоге к сокращению морщин. Причем этот пептид не только стимулирует синтез новых белков межклеточного матрикса, он еще и активизи­рует разрушение крупных коллагеновых агрегатов, нарушающих нормальную структуру матрикса. В сумме все эти процессы приводят к восстановлению нор­мальной структуры кожи, улучшению ее упругости и внешнего вида. Поскольку медьсодержащим пептидам свойственна антиоксидантная и противовоспали­тельная активность, они подходят для включения в продукты, предназначенные для применения после таких стрессирующих кожу воздействий, как пилинги или пребывание на солнце.

 

Кроме того, эти медьсодержащие пептиды — привлекательные кандидаты на роль стимуляторов роста волос. Проблема оздоровления и восстановления во­лос остается очень острой, несмотря на все те препараты, что применяются в на­стоящее время. К ослаблению и выпадению волос приводит целый ряд причин. Сюда относятся и действие мужских половых гормонов, и миниатюризация во­лосяных фолликулов, и их недостаточное кровоснабжение, и агрессивные фак­торы окружающей среды. При облысении на волосистой части головы толстые терминальные волосы замещаются пушковыми. Медьсодержащие пептиды спо­собны бороться сразу с несколькими причинами ухудшения качества волос. Они улучшают микроциркуляцию в волосяном фолликуле, увеличивают его размеры, уменьшают воспаление и улучшают состояние кожи волосистой части головы. Медьсодержащие пептиды блокируют 5а-редктазу, фермент, превращающий тестостерон в дигидротестостерон, ответственный за андрогенную алопецию. Кроме того, они стимулируют превращение пушкового волоса в толстый и пиг­ментированный терминальный волос.

 

Процессы старения и способы борьбы с ними: пептиды в anti-age косметике

Старение кожи — крайне сложный процесс. На него влияют внешняя среда, состояние организма и наследственность. Нельзя сказать, что старение кожи обусловлено каким-то одним фактором. Происходит комплексное изменение в структуре кожи, в состоянии ее клеток и межклеточного матрикса, в процессах обмена веществ и активности различных ферментов. Здесь-то и могут сыграть свою роль пептиды. Они способны защищать кожу от стресса, препятствовать нарушению ее структуры, активизировать клетки, способствовать обновлению и восстановлению кожи естественным путем.

 

 

Ключевую роль в поддержании упругости и эластично­сти кожи играет внеклеточный матрикс. Он образован сложно организованной сетью из волокон коллагена различного типа, эластина, фибронектина, целого ряда других белков и протеоголиканов. В ходе старения кожи фибробласты, клетки, ответственные за формирование внеклеточного матрикса, все реже делятся и производят все меньше коллагена. Кроме того, активизируется рас­пад коллагеновых волокон. За разрушение компонентов межклеточного матрикса отвечает целая группа фермен­тов, которые называются матичными металлопротеиназами (ММР). При воспалении, постоянном пребывании на солнце и в ходе возрастного старения эти ферменты становятся активнее. Одновременно снижается продук­ция веществ, в норме подавляющих активность ММР. Еще один важный фермент — эластаза. Он разрушает эластин, а потеря эластина необратима и не поддается восстановлению. В результате всех этих взаимосвязан­ных процессов стареющая кожа теряет свою упругость и эластичность.

 

Пептиды в нашем организме играют важнейшую роль в процессах формирования внеклеточного матрикса кожи. Образование и восстановление поврежденного матрикса включает деление и дифференциацию клеток и синтез новых белков. Эти процессы запускаются и регулируются целым комплексом веществ пептидной природы. Неуди­вительно, что имитирующие их синтетические пептиды оказались крайне эффективны в решении проблем, свя­занных со старением кожи.

 

Поскольку восстановительные процессы в коже изна­чально связаны с пептидными сигнальными вещества­ми, синтетические пептиды-биомиметики позволяют активизировать естественные физиологические про­цессы и направить их на борьбу со старением. Разные пептиды имеют дополняющие друг друга эффекты, и их применение в косметике anti-age представляет очень заманчивую альтернативу инъекциям ботупотоксина или хирургическому вмешательству. Регулярное исполь­зование пептидов-биомиметиков способно защитить от ускоренного преждевременного старения и смягчить естественное старение, улучшить внешний вид кожи и сделать ее более гладкой и упругой.

 

Один такой трипептид, Kollaren® (Atrium Biotechnologies), способный восстанавливать межклеточный матрикс, поя­вился в ходе исследований естественных факторов роста, вовлеченных в заживление кожи. Он имитирует опреде­ленную последовательность в белке — предшественнике коллагена. Его действие заключается в стимуляции син­теза коллагена типов I и III, фибронектина и ламинина. Сейчас уже создано множество похожих по направле­нию воздействия пептидов, способных стимулировать синтез различных белков и протеогликанов межкле­точного матрикса, например, Syn®-Coll (Pentapharm), Dermican™ и Syniorage™ (Laboratoires Serobiologiques), Matrixyl® (Sederma). А обновление и упорядочивание структуры межклеточного матрикса в конечном итоге приводит к сокращению морщин и улучшению общего состояния кожи. Кроме того, многие из таких пептидов дополнительно укрепляют и увлажняют кожу. Некото­рые из пептидов-биомиметиков стимулируют выде­ление естественных факторов роста (Dermican™) или напрямую активизируют деление клеток, что важно для стареющей кожи. Есть и другой способ поддержать нормальную структуру матрикса. Эту стратегию реализует трипептид ECM-Protect® (Atrium Biotechnologies), который ингибирует ММР-1 (разрушающую коллаген) и эластазу. Он обладает высокой активностью и защищает дермальный матрикс от избыточного разрушительного действия этих ферментов.

 

Еще одним процессом, сопровождающим старение кожи, является нарушение структуры дермоэпидермального соединения. С возрастом в нем синтезирует­ся все меньше и разрушается все больше структурных белков. Само соединение уплощается, а значит, уменьшается площадь взаимодействия эпидермиса и дер­мы. Это приводит к ухудшению питания и очищения от продуктов обмена веществ в эпидермисе. Тетрапептид-биомиметик ChroNOIine™ (Atrium Biotechnologies) способен стимулировать синтез белков в дермоэпидермальном соединении и предотвращать его уплощение. В результате сокращаются мелкие морщинки, а кожа выглядит моложе.

 

Еще одна проблема, о которой надо помнить, — фотостарение. Стремясь получить красивый загар или просто подолгу пребывая на солнце, люди зачастую забывают, что ультрафиолет может очень сильно повредить кожу и ускорить ухудшение ее состояния. УФА-излучение, если не использовать солнцезащитные кремы с SPF способно привести к окислению липидов кожи до токсичных продуктов и повреждению ДНК. А с возрастом способность клеток восстанавливаться после таких повреждений падает. В результате кожа ускоренно стареет, а в худшем случае возможно развитие рака кожи. Для борьбы с пагубными последствиями воздействия УФ был создан пептид Preventhelia™ (Lipotec). Он способен нейтрализовать токсичные продукты окисления липидов и стимулировать клеточные систе­мы починки ДНК. В результате при регулярном применении пептида кожа оказывается защищена от негативных последствий УФ-облучения и уско­ренного старения.

 

Пептиды, улучшающие качество межклеточного матрикса — так называемые ремоделирующие пептиды, придают средствам по уходу за кожей новые свойства, а именно способность запускать обновление матрикса физиологическим путем, имитируя естественный механизм регуляции процессов распада/ синтеза его компонентов.

Сегодня их можно встретить в косметике, предназначенной для ухода за травмированной кожей (например, после пилинга и мезотерапии), фотоповрежденной кожей, увядающей кожей. Пептиды-стабилизаторы характеризуются общеукрепляющим действием на кожу, связанным с повышением ее собственного защитного потенциала. Это благоприятно сказывается на состоянии кожи, причем позитивные изменения происходят на разных уровнях и затрагивают разные структуры — начиная от барьера рогового слоя и заканчивая дермальным матриксом.

 

Пептиды и защитная функция кожи

Пептиды играют ключевые роли в регуляции нашей иммунной системы и за­щите от патогенных организмов и токсинов. Поэтому логично их использо­вание в средствах, направленных на борьбу с бактериальной и грибковой инфекцией и воспалением кожи. Бета-дефенсины — полипептиды, участвую­щие в защите кожи от патогенных организмов и регуляции иммунного ответа, улучшающие ранозаживление. В норме их экспрессию стимулируют вещества бактериальной природы и внутренние факторы, регулирующие воспаление (некоторые интрелейкины, TNFa). Бета-дефенсины вырабатываются керати-ноцитами и характеризуются широким спектром антимикробной и противо­грибковой активности. При заживлении ран они стимулируют миграцию и пролиферацию кератиноцитов. Недостаточная выработка бета-дефенсинов делает кожу уязвимой для инфекций, например, у лиц, страдающих атопическим дерматитом. Пептид Bodyfensine™ (Lipotec), при наружном применении стимулирующий выработку дефенсинов кожей, повышает ее естественную защиту. Он снижает риск развития инфекций, например, на предрасположен­ной к акне коже.

 

 

Наша иммунная система реагирует на многие вещества бактериального происхо­ждения. Обнаружив их, иммунная система активизируется и запускает ответную реакцию — воспаление. Этот универсальный механизм действует и в случае раз­вития акне. Пептиды могут связывать продукты бактериального происхождения и таким образом снижать воспалительный ответ на них. Синтетический пептид oligopeptide-10 (Grant Industries), обладающий таким свойством, предназначен для борьбы с акне. Кроме того, он смягчает симптоматику при грибковых пора­жениях кожи, например, перхоти и себорейном дерматите.

 

Есть и другой способ регулировать иммунные реакции: существует пептид, спо­собный ослабить воспалительный ответ, протекающий с участием интерлейкинов б и в. Пептиды, уменьшающие воспаление, будут полезны в косметике, предназначенной для применения после пребывания на солнце или для чув­ствительной кожи.

 

Регуляция пигментации кожи

Пептиды помимо всего прочего могут помочь в реше­нии проблем, связанных с пигментацией кожи. Пеп­тидные конъюгаты способны многократно усиливать эффективность непептидных веществ, блокирующих меланогенез. Используемая в средствах для осветления кожи койевая кислота ингибирует тирозиназу — фермент, необходимый для синтеза меланина. Добавление три-пептида к койевой кислоте повышает ее эффектив­ность в 100 раз и приблизительно в 15 раз увеличи­вает ее стабильность при хранении. Что немаловажно, одновременно снижается токсичность.

 

Были обнаружены циклические пептиды, способные самостоятельно ингибировать тирозиназу, однако они еще не были клинически исследованы из-за спец­ифического строения и связанных с ним сложностей с синтезом больших количеств вещества. Таким обра­зом, пептиды могут помочь, когда мы хотим добиться общего осветления кожи или избавиться от неравно­мерной пигментации.

 

Пептиды могут не только ослаблять, но и усиливать пиг­ментацию кожи под действием ультрафиолета. В нашем организме пептидный а-меланоцитстимулирующий гормон (а-МСГ) активирует меланоциты кожи и сти­мулирует выработку меланина. Существуют более короткие пептидные аналоги, обладающие даже боль­шей эффективностью, например, Melitane® (Atrium Biotechnologies). Они стимулируют меланогенез и уси­ливают восстановление клеток после повреждения уль­трафиолетом. Есть и пептид-биомиметик Melanostatine® (Atrium Biotechnologies), наоборот, блокирующий ре­цепторы к а-МСГ на меланоцитах и таким образом пре­пятствующий дальнейшему синтезу меланина.

 

Альтернативы ботулотоксину А

Ботулотоксин А нашел свое применение не только в медицине, но и в косметологии. Этот токсин белковой природы полностью блокирует выброс медиатора из нервного окончания нейрона, необратимо разрушая один из элементов системы, обеспечивающей выброс. Таким образом, он прекращает передачу возбуждения от нейрона к мышце и парализует ее. С его помощью удается избавиться от глубоких мимических морщин на лбу, в носогубных складках и т.д. Однако при местном нанесении токсин бесполезен, и потому идет активный поиск веществ со схожим эффектом, но способных про­никать через кожу.

 

Первым косметическим «аналогом» ботулотоксина стал гексапептид Argireline® (Lipotec), представляющий собой последовательность из шести аминокислот. Он тоже препятствует выбросу медиатора из нервного окончания и уменьшает глубину морщин, правда, мо­лекулярный механизм его действия иной, нежели чем у ботулотоксина. Его аминокислотная последователь­ность намного короче, чем у ботулотоксина А, значит, он легче проникает через кожу и пригоден для накож­ного нанесения. Позже появились и другие синтети­ческие пептиды, блокирующие передачу импульса с нервного окончания на мышцу. Например, пентапеп ид Leuphasyl® (Lipotec), уменьшая возбуждение в нейроне и дополнительно сни­жая выброс медиатора, расслабляет мышцу. Совместное действие этих пептидов еще лучше разглаживает мимические морщины. Для получения нужного эффекта можно воздействовать не только на нервное окончание, но и на мышечную клет­ку. Ацетилгексапептид-25 (Acetyl hexapeptide-25, Lipotec) нарушает путь передачи сигнала на постсинаптической мембране (т. е. непосредственно на мышце). Он блокирует один из элементов сложного каскада, запускающего мышечное сокра­щение: в результате не происходит нужных молекулярных перестроек и сигнал не проходит в клетку. Еще одним источником для поиска пептидов с ботулиноподобным действием яв­ляются природные яды, предназначенные для парализации добычи. Был создан синтетический трипептид Synake" (Pentapharm), схожий по своему действию с ядом змеи храмовой куфии. Он блокирует рецепторы на мышце, и она перестает воспринимать приходящий от нейрона сигнал и сокращаться.

 

Пептиды «с эффектом ботокса» используются в косметике уже несколько лет, так что накоплено достаточно много наблюдений по их применению. Лучше всего они разглаживают мимические морщинки вокруг глаз, что же касается глубоких морщин на лбу и носогубных складок, то в этих зонах результаты хуже.

Следует помнить, что пептиды «с эффектом ботокса» не могут помочь в борьбе с мор­щинками, возникающими по причине дряблости и сухости кожи. Здесь нужны веще­ства, восстанавливающие и обновляющие структуру стареющей кожной ткани.

 

Сочетание нескольких пептидов с разными свойствами и механизмами действия может существенно усилить косметический эффект. Разработчики готовых пептидных кремов обязательно должны знать о том, в каких «отношениях» находятся активные вещества — будет ли это синергизм или антагонизм, и при дизайне рецептуры исходить именно из этого. У косметологов также должен быть доступ к этим сведениям, чтобы иметь возможность правильно подбирать препараты для каждого конкретного случая.

 

Как работают пептиды - резюме

С внедрением небольших биоактивных пептидов на рынке косметических средств появилась новая категория высокотехнологичных и наукоемких препа­ратов, предназначенных для решения самого широкого спектра задач. Пептиды попали и в состав кремов для увлажнения кожи, и в состав масок для лица.

Эксперты отрасли сходятся во мнении, что за пептидами — большое будущее. Но, как и любые другие биологические активные вещества, они должны исполь­зоваться аккуратно и с пониманием. Каждый отдельно взятый пептид должен рассматриваться индивидуально с точки зрения его молекулярного механизма действия, оптимальных (а не максимальных!) концентраций, сочетаемости с дру­гими компонентами, стабильности и безопасности. Поэтому прежде чем пептид попадет на рынок, он длительное время изучается в стенах лабораторий и про­ходит множество тестов на эффективность и безопасность. И только в случае успешного прохождения всех испытаний — и лабораторных, и клинических — становится доступным для производителей косметики в качестве исходных ком­понентов, из которых будет производиться готовый продукт. В продолжение темы читайте статью пептиды в косметических средствах против старения.

 

Косметика с пептидами: