Косметика > Косметика и оборудование > Косметология

Химия кожи человека

Один из важнейших постулатов химии, сформулированный еще М. В. Ломоносовым, гласит: «Подобное растворяется (и добавим смешивается) в подобном».

Применительно к косметике это означает, что воздействовать на кожу и проникать в глубь эпидермиса будут те ингредиенты косметических средств, которые подобны веществам, из которых кожа сама состоит. Поэтому далее рассмотрим те вещества, из которых кожа построена.

Жизнь на Земле возникла на белковой основе. Все ткани живых организмов, в том числе и кожа человека, построены из белков, жиров, углеводов и воды. Рассмотрим кратко особенности этих классов органических соединений и их свойства.

1. Аминокислоты.

Аминокислоты, пептиды и белки образуют группу химически род - ственных соединений, которым принадлежит очень важная роль в жизненных процессах. При полном гидролизе природные белки и пептиды распадаются на а-аминокислоты.

Альфа-аминокислоты являются структурными компонентами белков. В человеческом организме 5 миллионов белков, причем ни один из белков человека не идентичен с белком любого другого живого организма.

Несмотря на такое разнообразие белковых структур для их построения необходимы всего 22 аминокислоты, 9 из которых незаменимы, то есть должны поступать с пищей человека, они не синтезируются в организме человека, остальные аминокислоты могут образовываться в нашем организме из других аминокислот.

В организме человека многие из аминокислот синтезируются в печени.

❖ Аминокислоты, которые синтезируются в печени (заменимые), включают: Аланин, аргинин, аспарагин, аспарагиновую кислоту, цитруллин, цистеин, гамма­аминомасляную кислоту, глютамовую кислоту, глютамин, глицин, орнитин, пролин, серин, таурин, тирозин.

Однако некоторые из них не могут быть синтезированы в организме, поэтому человек обязательно должен получать их с пищей.

❖ К незаменимым аминокислотам относятся: Гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан, валин.

Функции аминокислот в организме

В теле человека из белков формируются мышцы, связки, сухожилия, все органы и железы, волосы, ногти; белки входят в состав жидкостей и костей.

Ферменты и гормоны, катализирующие и регулирующие все процессы в организме, также являются белками.

Дефицит белков в организме может привести к нарушению водного баланса, что вызывает отеки. Помимо того, что аминокислоты образуют белки, входящие в состав тканей и органов человеческого организма так некоторые из них выполняют роль нейромедиаторов или являются их предшественниками.

Таким образом, некоторые аминокислоты необходимы для нормальной работы головного мозга.

Аминокислоты способствуют тому, что витамины и минералы адекватно выполняют свои функции.

Известно, что процесс образования белка идет постоянно, а если существует недостаток хотя бы одной из аминокислот (и тех, которые вырабатываются самим организмом, и поступающих с пищей) выработка белка приостанавливается. Это может привести к серьезным расстройствам.

Применение аминокислот в косметике

Аминокислоты находят широкое применение в косметике, поскольку они улучшают водный и белковый баланс кожи, стимулируют синтез коллагена.

Некоторые аминокислоты облегчают проникновение через эпидермис других биологически активных веществ.

Использование аминокислот в косметических рецептурах уместно в качестве добавок, увлажняющих эпидермис и волосы.

Часто аминокислоты входят в состав косметических средств для интенсивного ухода за кожей в виде гидролизатов белков.

2. Пептиды.

Важная химическая особенность всех аминокислот — это их способность соединяться друг с другом с образованием пептидной связи.

Эта ковалентная азот-углеродная связь образуется при взаимодействии аминогруппы одной аминокислоты с карбоксильной группой другой. От числа соединившихся аминокислот зависит название пептида: двух — дипептид, трех — трипептид и т. д.

Многие гормоны человеческого организма являются полипептидами. Например, известный гормон инсулин состоит из остатков 51 аминокислоты, соединенных в цепочку.

Функции пептидов

Большинство пептидов являются биологически активными веществами (БАВ). Таковы, например, антибиотики, мышечные регуляторы, токсины, гормоны и т. д., являющиеся по своей химической природе пептидами.

Пептиды выполняют в организме разные функции. Например, открытый в 1921 г. трипептид глутатион принимает участие в окислительно-восстановительных

процессах в клетках, обезвреживает яды, поддерживает транспорт кислорода через мембрану и защищает мембраны от окисления, способствуя их целостности.

Применение пептидов в косметике

Пептиды часто включают в состав косметических препаратов. Они оказывают увлажняющее действие на кожу, благоприятно воздействуют на волосы, восстанавливая их естественный блеск и эластичность.

В косметических препаратах пептиды используются в виде растворов. Их добавляют в кремы, шампуни, средства для бритья, препараты для ухода за телом после душа и ванны.

3. Белки.

По химическому составу белки делят на простые и сложные. Простые белки состоят только из остатков аминокислот. Сложные белки помимо аминокислот могут содержать какие-либо еще соединения. Если это металлы, то такие белки называют металлопротеиды, если это углеводы, то белки называют гликопротеиды, если жиры, то — липопротеиды, если нуклеиновые кислоты, то — нуклеопротеиды.

По функциям белки делят на:

• структурные, которые образуют ткани и органы человека;
• каталитические, которые обеспечивают протекание необходимых

биохимических реакций;

• транспортные, осуществляющие перенос различных веществ в клетки и изклеток;
• защитные, связанные с иммунной системой человека;
• гормоны, обеспечивающие регуляцию многих жизненно важных процессов(например, рост, половое созревание и т. д.).

По строению молекул белки делят на фибриллярные, имеющие линейные молекулы и образующие волокна (например, мышечные); и глобулярные, молекулы которых свернуты в клубок, или глобулу.

4. Структурные белки кожи

По своему строению белки кожи — это структурные фибриллярные белки.

Типичный структурный белок кожи — это коллаген. Коллаген составляет 30— 40% всех белков в организме, это важнейший белок соединительной ткани, сухожилий, кожи, хрящей и костей, а также строительный белок всех животных клеток, обеспечивающий их прочность.

Другой белок кожи — эластин. В молекуле эластина чередуются участки с фибриллярной и складчатой структурами. Эластин входит в состав кожи и волос. Этот белок может изменять длину своей молекулы, т. е. сокращаться. Поэтому эластин входит также в состав связок, сухожилий, кровеносных сосудов, находится в волосяной сумке. Окончательно структура эластина еще не выяснена.

В состав кожи и волос входит еще один белок — кератин. Волосы, кожа, ногти состоят из параллельно расположенных полипептидных цепей кератина. Он нерастворим в воде, но обладает способностью набухать и размягчаться под действием воды. Это заметно, когда ногти слегка размягчаются в воде, а потом снова затвердевают после испарения воды. То же происходит с кератинами кожи и волос.

Применение белков в косметике

В составе современных косметических средств используются гидролизованные белки растительного и животного происхождения. Благодаря особенностям своего строения гидролизованные белки взаимодействуют с клеточными структурами рогового слоя кожи и удерживают в нем влагу.

Белки также могут связываться со структурными белками кожи, укрепляя роговой слой эпидермиса.

Со всей определенностью можно сказать, что негидролизованные белки не проникают в глубокие слои кожи с тем, «чтобы чудесным образом омолодить ее и повернуть вспять ход времени», как порой обещают рекламные тексты на косметических препаратах.

5. Жирные кислоты

В природе часто встречаются одноосновные (т.е. содержащие только одну карбоксильную группу СООН) карбоновые кислоты. В жирах, полученных из живых организмов, такие одноосновные кислоты присоединены к глицерину. Вот почему их стали называть жирными кислотами. Для жирных кислот характерна линейная углеродная цепь, в которой количество атомов углерода почти всегда четное и больше восьми.

В живых организмах наиболее распространены миристиновая С13Н27СООН, пальмитиновая С₁₅Н₃₁СООН, стеариновая С₁₇Н₃₅СООН, жирные кислоты. Это насыщенные жирные кислоты, в молекулах которых нет двойных связей между атомами углерода, поэтому они достаточно устойчивы к окислению.

Наряду с насыщенными жирными кислотами в тканях живых организмов содержатся такие жирные кислоты, в молекулах которых может быть одна или несколько двойных связей между атомами углерода. Такие кислоты называют ненасыщенным и

Как и все органические кислоты, жирные кислоты — довольно слабые, гораздо слабее, чем серная или соляная. В коже человека содержится примерно 60% насыщенных жирных кислот и примерно 40% ненасыщенных.

Насыщенные жирные кислоты — твердые вещества, нерастворимые в воде.

Ненасыщенные жирные кислоты — это, как правило, маслянистые прозрачные жидкости с относительной плотностью меньше единицы. В воде они также нерастворимы.

Соли жирных кислот со щелочными и щелочно-земельными металлами проявляют свойства мыла. В свободном виде жирные кислоты содержатся в коже в незначительном количестве.

Какова же роль жирных кислот в клетках кожи? Ученые выяснили, что жирные кислоты входят в состав клеточных мембран, кожного сала, участвуют в синтезе гормонов. Жирные кислоты регулируют водный баланс клеток. Они также участвуют в процессах деления и регенерации клеток.

В живых клетках жирные кислоты необходимы для синтеза фосфолипидов (соединения жиров с фосфорной кислотой), которые являются регуляторами проницаемости клеточных мембран, а значит, регуляторами многих реакций, связанных с переносом веществ через оболочку клетки.

Применение жирных кислот.

Жирные кислоты находят самое широкое применение при изготовлении косметических эмульсий. Они смягчают кожу, восполняют недостаток кожного жира, уменьшают трансэпидермальную потерю воды. В составе косметических рецептур жирные кислоты и их производные служат эмульгаторами и регуляторами вязкости косметических эмульсий. Они являются сырьем для получения мыла, полусинтетических жиров, восков и поверхностно-активных веществ. Жирные кислоты применяются также в составе средств декоративной косметики, повышая адгезию косметических изделий к коже.

Таким образом, в состав кожи человека включены аминокислоты, пептиды, белки, жиры, жирные кислоты.

Косметические препараты тоже должны содержать аминокислоты, пептиды, белки, жиры, жирные кислоты и углеводы.

Высокомолекулярные соединения вследствие большого размера молекул не проникают в глубь эпидермиса и образуют на поверхности кожи тонкую защитную пленку.

Жиры, воски, жирные кислоты входят в состав водно-липидной мантии, образуют на коже естественную защитную пленку. Благодаря своей природе они легко встраиваются в эпидермис. Поэтому эти компоненты благоприятно влияют на здоровье и внешний вид кожи.