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GD — Gesellschaft für Dermopharmazie e.V.
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Ausgabe 1 (2002) |
Dermokosmetik
Kosmetik und Hautpflege aus dermatologischer Sicht
Aktuelle Trends in der Dermokosmetik
Die Zahl der Wirkstoffe in kosmetischen Präparaten hat in letzter Zeit erheblich zugenommen. Dies gilt insbesondere für Wirkstoffe zur Prävention und kosmetischen Behandlung der Hautalterung. Eine zentrale Rolle kommt hierbei den Wirkstoffen zu, welche die Haut vor schädlichen Einflüssen der UV-Strahlung schützen oder UV-bedingte Hautschäden reparieren sollen. Nicht selten stammen diese Substanzen oder deren chemische Vorbilder aus der Natur. Neue Entwicklungen gibt es aber auch im Bereich der Grundlagenbestandteile und der Galenik kosmetischer Mittel.
Die durchschnittliche Lebenserwartung nahm in den letzten Jahrzehnten deutlich zu. Da die Haut das Organ ist, an dem die Alterung am deutlichsten sichtbar wird, haben Dermokosmetika mit Wirkstoffen gegen Hautalterung an Bedeutung gewonnen. Zudem spielt gepflegtes Aussehen in unserer derzeitigen Gesellschaft eine immer wichtiger werdende Rolle. Da Kosmetika – im Gegensatz zu Arzneimitteln – nicht zugelassen werden müssen, ehe sie auf den Markt gebracht werden, sollte ein hohes Maß an Wirksamkeit und Verträglichkeit, also ein möglichst hoher VW-Index (VWI), ein primäres Ziel darstellen. Dies erscheint um so wichtiger, wenn man bedenkt, dass Umfrageergebnissen zufolge etwa jeder dritte Verbraucher von Kosmetika schon einmal mit einer Unverträglichkeit auf ein kosmetisches Mittel konfrontiert war. Entscheidende Einflussgrößen auf den VWI sind hochwertige Grundlagenbestandteile, eine optimierte Galenik und differenzierte Wirkstoffe.
| Originalbeitrag
von Prof. Dr. med. Martina Kerscher und Dr. med. Tilmann Reuther vom
Studiengang Kosmetik und Körperpflege am Fachbereich Chemie der
Universität Hamburg, Martin Luther-King Platz 6, D-20146 Hamburg. Einen Vortrag zu diesem Thema hielt Frau Professor Kerscher bei dem von der Gessellschaft für Dermopharmazie ausgerichteten Symposium "Wirkungen von Dermokosmetika" am 17. Oktober 2001 im Fritz-Henkel-Haus in Düsseldorf. |
Neuere Grundlagenbestandteile
Fette und Öle sind neben Wasser die zentralen Rohstoffe für hochwertige Grundlagen dermokosmetischer Präparate. Zu den neueren Entwicklungen im Bereich der Grundlagenstoffe gehört die Anwendung von Fetten und Ölen pflanzlicher Herkunft. Ein Vertreter dieser Stoffe ist zum Beispiel Kokosmonoglyceridsulfat, das aus Kokosöl und Glycerin synthetisiert wird [1] und die Eigenschaften eines anionischen Tensids hat.
Eine weitere Gruppe von partialsynthetisch veränderten pflanzlichen Rohstoffen sind die Eiweißfettsäurekondensate, die ebenfalls zu den anionischen Tensiden gehören und sehr gut hautverträglich sind. Eine sehr gute Hautverträglichkeit und sehr geringe irritative Wirkung weisen auch die nichtionischen, aus Zuckern und Fettalkoholen aufgebauten Alkylpolyglycoside auf [2].
Aktuelle galenische Systeme
Moderne Hautpflegeprodukte müssen hohen Anforderungen insbesondere bezüglich Wirksamkeit und Verträglichkeit genügen. Eine differenzierte galenische Grundlage ist daher genauso wichtig wie die eingearbeiteten Wirkstoffe. Eines der Ziele bei der Entwicklung einer topischen Formulierung ist die Schaffung eines geeigneten Systems zur Abgabe von Wirkstoffen.
Als Vehikel für die kontrollierte Freisetzung von kosmetischen Wirkstoffen und zur Optimierung der Verfügbarkeit von Wirkstoffen in bestimmten Hautschichten gewinnen zunehmend nanodisperse Systeme wie Liposomen, Nanoemulsionen und Lipidnanopartikel an Bedeutung. So kommen in manchen Dermokosmetika unbeladene Liposomen zum Einsatz, deren wesentlichste Wirkung in der vermehrten Hydratation der Haut zu sehen ist [3]. Des Weiteren ermöglichen Liposomen eine Fixierung von Wirkstoffen in den obersten Hautschichten. Ein Auswaschen und eine weitergehende Penetration werden hierdurch erschwert. Die erschwerte Auswaschung erhöht zum Beispiel die Wasserfestigkeit von UV-Filtern.
Noch besser geeignet als Liposomen sind häufig Nanoemulsionen. Ähnlich den Liposomen unterstützen sie die Penetration von kosmetischen Wirkstoffen und erhöhen somit deren Konzentration in der Haut [3]. Darüber hinaus gewinnen Nanoemulsionen auch wegen ihrer kosmetischen Eigenwirkung zunehmend an Bedeutung. Durch Einschleusen geeigneter Lipide lässt sich mit Nanoemulsionen auch die Barrierefunktion verbessern. Zudem sind Lipidnanopartikel unter den Namen Lipopearls® und Nanopearls® patentiert [4]. Sie scheinen eine verbesserte Stabilität chemisch labiler Wirkstoffe zu ermöglichen, des Weiteren eine kontrollierte Freisetzung von Wirkstoffen, eine gesteigerte Hydratation und eine gute Schutzwirkung durch Filmbildung.
Viele Dermokosmetika bestehen aus zwei oder mehreren Substanzen, die nicht miteinander mischbar sind und nur durch bestimmte Zusätze eine ausreichende Stabilität erreichen. Oft werden solche Formulierungen mit klassischen Emulgatoren vom Typ der ionischen oder nichtionischen Tenside stabilisiert. Diese niedermolekularen, amphiphilen Substanzen können jedoch immer wieder zu Unverträglichkeiten wie Hautirritationen führen. Als Alternative bieten sich Systeme an, die statt mit klassischen Emulgatoren mit Polymeren oder Feststoffen stabilisiert werden. Solche Systeme zeichnen sich in der Regel durch eine höhere Verträglichkeit und ein geringeres Irritationspotential aus.
Intrinsische und extrinsische Hautalterung
Hautalterung wird heute als Folge des Zusammenspiels chronologischer, intrinsischer Hautalterung und durch exogene Noxen bedingter extrinsischer Hautalterung verstanden. Hierbei geht man davon aus, dass die intrinsische oder chronologische Hautalterung Folge genetischer Prozesse ist, welche zu einer abnehmenden Funktionalität der Haut führen. Die intrinsische Hautalterung führt zu feinen Falten in der Haut. Intrinsisch gealterte Haut zeigt außerdem einen Verlust an Elastizität.
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| Länger jünger aussehen: Dermokosmetika mit Wirkstoffen gegen Hautalterung haben an Bedeutung gewonnen. Dank der kosmetischen Forschung konnten wichtige Antiaging-Wirkstoffe identifiziert werden. |
Die extrinsische Hautalterung wird durch exogene Einflüsse, insbesondere UV-Strahlung, beeinflusst. Auch Rauchen gilt als Noxe. Als wesentlicher Mechanismus, der zur extrinsischen Hautalterung führt, wird die Bildung reaktiver freier Radikale, auch reaktive Sauerstoffspezies genannt, angesehen [5]. Diese äußerst reaktiven Substanzen führen zur Oxidation verschiedenster Zellbestandteile wie etwa der DNA, Proteinen und Membranlipiden [5, 6].
Des Weiteren wird durch UVA-Strahlung die Expression von Metalloproteinasen induziert [7]. Dies führt zur Verminderung von kollagenen und elastischen Fasern. Es kommt weiterhin zur Ablagerung von elastotischem Marterial und zu einer vermehrten Bildung von Glykosaminoglykanen. Klinisch tritt extrinsische Hautalterung typischerweise an den Hautarealen auf, die Umwelteinflüssen ausgesetzt sind. Hier überlagert sie die Symptome der intrinsischen Hautalterung. Sie ist durch grobe Falten und Elastose gekennzeichnet.
Mechanismen, welche zu Alterungssymptomen der Haut führen können, kann man ersehen, dass es eine große Zahl von möglichen Ansätzen gibt, um die Alterung der Haut zu beeinflussen. Im Folgenden soll deshalb auf neuere wissenschaftlich untersuchte und derzeit häufig angewandte Wirkstoffe sowie auf einige Innovationen eingegangen werden.
Vitamin A und seine Derivate
Vitamin A und seine Derivate gehören zu den am längsten eingesetzten Antiaging-Substanzen. Verwendet werden sowohl Vitamin A (Retinol) als auch Vitamin A-Säure (Tretinoin) und das Aldehyd Retinal (Retinaldeyhd). Alle Derivate des Vitamin A üben ihre spezifische Wirkung an Kernrezeptoren aus und zeigen über ihre Effekte auf die Gen-Expression eine komplexe Wirkung auf das Hautgewebe.
Unter Tretinoin konnte eine sehr gute Wirkung auf die typischen Symptome der Hautalterung mit epidermalen und dermalen Effekten nachgewiesen werden [8]. So wird die Aktivität der Kollagen und Elastin abbauenden Kollagenase durch Vitamin A-Säure gehemmt. Die Synthese von neuem Kollagen wird stimuliert, und geschädigte Kollagen- (Typ I und III) und Elastinfasern werden reorganisiert [9]. Als verschreibungspflichtiger Arzneistoff darf Tretinoin jedoch schon seit Jahren nicht mehr in kosmetischen Mitteln eingesetzt werden.
Ähnlich wie für Tretinoin zeigen neuere wissenschaftliche Untersuchungen auch für Retinol eine günstige Wirkung auf Alterungssymptome der Haut [10]. So kommt es unter Retinol sowohl bei intrinsischer als auch bei extrinsischer Hautalterung zu einer Reduktion der mRNA-Expression der Kollagenase (MMP-I) und zu einer Stimulation der Kollagensynthese [11]. Im Gegensatz zur Vitamin A-Säure darf Retinol auch in kosmetischen Mitteln verwendet werden. Es ist als Wirkstoff in zahlreichen Dermokosmetika vorhanden und wird sehr gut vertragen.
Wie für Tretinoin und Retinol konnte auch für Retinaldehyd eine Stimulation der Kollagensynthese und Abnahme der Kollagenase-Aktivität gezeigt werden. Teilweise kam es auch zur Wiederherstellung beschädigter Kollagenfasern mit Neustrukturierung des Bindegewebes [12]. Im Vergleich zu Tretinoin wurde Retinaldehyd teilweise besser vertragen [13].
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| Die Dermatologin Professor Dr. med. Martina Kerscher gilt als Verfechter einer wissenschaftlich fundierten Dermokosmetik. Ihren Sachverstand bringt sie auch in die Arbeit der Gesellschaft für Dermopharmazie ein. |
Estrogene und Phytoestrogene
Im Rahmen des Klimakteriums nehmen die Estrogenspiegel bei Frauen deutlich ab. Dies führt unter anderem zu einem schwindenden Einfluss der Estrogene an den Zellen der Haut. Fallende Estrogenspiegel werden daher heute bei postmenopausalen Frauen als ein Faktor für die intrinsische Hautalterung angesehen. In verschiedenen Studien konnte ein positiver Effekt von topisch applizierten Estrogenen auf die Elastizität und Fältelung der Haut demonstriert werden. Auch wurde eine Stimulation des Kollagenstoffwechsels mit Anstieg des Kollagen Typ III gezeigt [14]. Die exakte wissenschaftliche Evaluation der Effekte von Estrogenen im Zusammenhang mit der Hautalterung ist allerdings noch nicht abgeschlossen.
Im Gegensatz zu den verschreibungspflichtigen Estrogenen dürfen die so genannten Phytoestrogene auch in kosmetischen Mitteln eingesetzt werden. Hierunter versteht man verschiedene Substanzen pflanzlicher Herkunft wie Isoflavone, Cumestane und Lignane, die zum Beispiel in Soja und Sojaprodukten, Grüntee und Ginseng zu finden sind [15]. Die wissenschaftlichen Untersuchungen zur Wirkung dieser Stoffe auf die Hautalterung sind bisher noch nicht abgeschlossen, jedoch scheinen sich positive Wirkungen phytoestrogen-haltiger Cremes auf die Hautalterung abzuzeichnen.
Antioxidative Vitamine C und E
Die Bedeutung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) im Zusammenhang mit der Hautalterung hat insbesondere in den letzten Jahren zu einer intensiven Suche nach Wirkstoffen geführt, welche die schädlichen Wirkungen von ROS beseitigen und somit das Gewebe vor oxidativer Schädigung schützen. Substanzen, die diese Eigenschaften besitzen, werden zusammenfassend als Antioxidantien bezeichnet. Hierbei handelt es sich um eine sehr heterogene Gruppe von Wirkstoffen, von denen einige neben ihren antioxidativen Eigenschaften noch weitere Wirkungen auf das Hautgewebe besitzen. Teilweise sind die Wirkungen dieser Stoffe an bestimmte Zellkompartimente gebunden. Manche Antioxidantien werden beim Kontakt mit ROS oxidiert und metabolisiert, ein Teil wird allerdings auch wieder durch Oxidation eines weiteren Moleküls regeneriert. Antioxidantien können die Dosis, welche notwendig ist, um eine UVA-bedingte Sofortpigmentierung zu erzeugen (IPD), erhöhen [16].
Ausgeprägte antioxidative Eigenschaften besitzt zum Beispiel Vitamin C (Ascorbinsäure). Diese hydrophile Substanz wird heute in verschiedenen Antiaging-Präparaten eingesetzt. Neben ihren antioxidativen Eigenschaften wirkt Ascorbinsäure auch auf die Differenzierung der Haut. So ist die Substanz an der Hydroxylierung von Prolin im Bereich der Proteinstränge des Kollagenmoleküls beteiligt. Eine Zufuhr von Ascorbinsäure führt zur Stimulation des Bindegewebsstoffwechsels mit erhöhter mRNA-Expression der Kollagen synthetisierenden Enzyme und somit auch zur Regeneration von altersbedingten Bindegewebsschäden. Des Weiteren kommt es zu einer Zunahme der Kollagenase-Inhibitor-Proteine, wodurch die Kollagen und Elastin abbauende Kollagenase gehemmt wird [17].
Neben der komplexen Wirkung auf den Bindegewebsstoffwechsel und die damit verbundenen Effekte auf die Hautalterung wird dem Vitamin C auch eine differenzierungsfördernde Wirkung im Bereich der epidermalen Barriere zugesprochen. So konnte gezeigt werden, dass der Differenzierungsgrad von Ceramiden im Bereich der epidermalen Barriere in rekonstruierter Haut durch Zugabe von Ascorbinsäure zunimmt [24].
Vitamin E oder α-Tocopherol gehört zu den lipophilen Antioxidantien. Es kann daher insbesondere im lipophilen Milieu biologischer Systeme, etwa an Zellmembranen, freie Radikale abfangen. Durch topische Applikation von Vitamin E kann ein zusätzlicher Schutz durch Reduktion von UVA-induziertem oxidativem Stress herbeigeführt werden. Ein signifikanter Rückgang von peroxidierten Phospholipiden unter Applikation von Vitamin E konnte gezeigt werden [19]. Weiterhin inhibiert Vitamin E über eine Hemmung der Aktivität der Proteinkinase C auch die Gen-Expression der Kollagenase [20]. Weitere Untersuchungen zeigen, dass Vitamin E vor einer ROS-bedingten Hemmung der Kollagenbiosynthese und einer ROS-bedingten Stimulation der Glykosaminogklykansynthese schützen kann [11].
Weitere Antioxidantien
Weitere Substanzen mit antioxidativen Eigenschaften sind Coenzym Q 10 und die Flavonoide. In einer Untersuchung zeigte sich eine Reduktion des oxidativen Stresses, eine Verminderung der Kollagenase-Aktivität und eine Faltenabnahme unter Applikation von Coenzym Q 10 [21].
Flavonoide sind eine große Gruppe polyphenolischer Verbindungen, die vorwiegend in Pflanzen und entsprechend in den unterschiedlichsten Nahrungsmitteln pflanzlicher Herkunft gefunden werden [22]. Zu den Flavonoiden gehören Flavanole, Flavanone, Anthocyanidine, Flavone und Flavonole. Ein wichtiges Beispiel sind die in grünem Tee enthaltenen Polyphenole mit Epicatechin, Epigallocatechin und Epicatechin-3-gallat als den bedeutsamsten Vertretern. In jüngerer Zeit konnte für die Grünteephenole in vivo eine photoprotektive Wirkung nachgewiesen werden. Bei Applikation von Grünteephenolen vor UV-Exposition zeigten sich eine signifikant kleinere Zahl von „sunburn cells“, ein deutlich geringerer Rückgang von Langerhanszellen sowie deutlich weniger DNA-Schäden als ohne vorheriges Auftragen dieser Substanzen [23].
Hautschutzstoff Ectoin
Ectoin, eine Tetrahydropyrimidincarbonsäure, gehört zu den so genannten kompatiblen Soluten. Unter diesem Begriff wird eine Gruppe chemisch unterschiedlicher Stoffe verstanden, die natürlicherweise bei Bakterien zu finden sind. Ectoine sind amphoterische wasserbindende Substanzen, die Bakterien bei hohen Außentemperaturen und niedriger Luftfeuchtigkeit vor Wasserverlust und Hitze schützen. Sie stabilisieren Proteine, Nukleinsäuren und Membranen. Diese Eigenschaften führten in jüngster Zeit zur Testung von Ectoin als Hautschutzstoff. In ersten In-vitro-Untersuchungen konnten für die Substanz schützende Effekte gegen UV-Strahlung demonstriert werden. So ist die UVB-induzierte Abnahme von Langerhanszellen bei Applikation von Ectoin vor Bestrahlung deutlich niedriger. Des Weiteren ist die Zahl der „sunburn cells“ in vitro unter Anwendung von Ectoin deutlich abgesenkt. Darüber hinaus führt Ectoin zu einer schnelleren Bildung von Hitze-Schockproteinen. Auch konnte in vivo ein hydratisierender Effekt gezeigt werden [25].
DNA-Reparaturenzyme
Neben der Protektion der Haut vor äußerlich einwirkenden Umweltnoxen wie der UV-Strahlung und dem damit verbundenen oxidativen Stress, stellt die Reparatur eingetretener DNA-Schäden durch so genannte DNA-Reparaturenzyme einen relativ neuen Trend dar. Vertreter dieser Substanzgruppe sind die Photolyase, die T4N5- Endonuklease oder auch die Optitelomerase.
Bei topischer Anwendung einer liposomalen Photolyase-Emulsion kommt es zur teilweisen Auflösung der UVB-induzierten Thymidindimere. Photolyase bindet an die DNA und löst bei Aktivierung durch elektromagnetische Strahlung im Spektralbereich zwischen 300 und 500 Nanometer die Dimere teilweise wieder auf. In einer entsprechenden Untersuchung konnte unter Applikation von Photolyase eine Verminderung der Thymidindimere von 40 bis 45 Prozent gezeigt werden [26].
Einen weiteren Ansatz zur Reparatur UV-induzierter Pyrimidindimere stellt die Applikation von liposomaler T4N5-Endonuklease dar. So konnte bei Patienten mit Xeroderma pigmentosum die Rate neu entstehender Hautkarzinome nach Anwendung einer liposomalen Endonuklease-Lotion deutlich reduziert werden [27]. Inwiefern ein solches Präparat zur Verbesserung von UV-induzierten Langzeitschäden ohne Vorhandensein der bei Xeroderma pigmentosum auftretenden Enzymdefekte von Nutzen ist, kann derzeit noch nicht endgültig beurteilt werden.
Literatur
[1] Behler A, Hensen H, Vier J. Kokosmonoglyceridsulfat - ein - Aniontensid für kosmetische Formulierungen. Fett/Lipid 98 (1996) 309.
[2] Hill K, Rhode O. Carbohydrate-based surfactants. Fett/Lipid 101 (1999) 25.
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