مطالب پربازدید
مکانیزم آبرسانی و مواد آب رسان به پوست
مهدی مهران، دکترای تخصصی شیمی تجزیه، گروه فرمولاسیون، مرکز تحقیقات گیاهان دارویی باریج
مقدمه
یکی از وظایف اصلی پوست، ایجاد مانع مناسب در برابر از دست دادن آب است چون آب به طور مداوم از بیرونی‌ترین لایه های پوست خارج و وارد اتمسفر می شود. حفظ آب پوست مهم است زیرا هیدراتاسیون بر ظاهر پوست، خواص مکانیکی و فرآیندهای سلولی تأثیر می گذارد. علاوه بر کراتین، که می‌تواند مقدار قابل توجهی آب را به هم متصل کند، لایه شاخی پوست حاوی تعدادی دیگر از عوامل آبدوست مانند آمینواسیدها، لاکتات، سیترات ها و قندها است.
این مواد، عوامل مرطوب کننده طبیعی (NMFs: Natural Moisturizing Factors) نامیده می شوند. غلظت NMF بسته به سن و عمق پوست متفاوت است (1). اهمیت حفظ غلظت موثر آب در لایه شاخی را می‌توان برای جلوگیری یا کاهش سفتی پوست، ترک خوردگی و پوسته پوسته شدن بیان کرد. علاوه بر افزایش محتوای آب پوست، NMFها به دلیل تعاملات خاص با کراتین، انعطاف پذیری پوست را بهبود می‌بخشند. NMF از پروتئین فیلاگرین تشکیل میشود که تشکیل آن توسط محتوای رطوبت در لایه شاخی تنظیم میشود (2). جهش در ژن فیلاگرین به عنوان عامل مستعد کننده اصلی اگزمای آتوپیک شناسایی شده است. در بیماری های پوستی مانند ایکتیوز ولگاریس و پسوریازیس ، یکی از مشکلاتی که وجود دارد، فقدان NMF است.
پاک کننده‌ها برای زدودن مواد ناخواسته از پوست مانند کثیفی و چربی طراحی شده اند. با این حال، استفاده از سورفکتانت‌های خشن (harsh) به سد پوستی آسیب می‌رساند، حساسیت پوست به منابع محیطی تحریک و حساسیت را افزایش و رطوبت و صافی پوست را کاهش می‌دهد. سورفکتانت های باردار، مانند آنیونی و کاتیونی، تهاجمی ترین هستند. سدیم لوریل سولفات (SLS) یک سورفکتانت خشن است که با توجه به شعاع هیدرودینامیکی کوچک آن، تنها سورفکتانتی است که می تواند لیپیدهای بین سلولی را استخراج کرده و لایه دوگانه لیپیدی را مختل کند(3). این ماده همراه با بیشتر سورفکتانت‌های باردار، به پروتئین‌های پوست جذب میشود و باعث دناتوره شدن و متورم شدن آنها میشود. راین و همکاران گزارش کردند که میزان دناتوره شدن پروتئین به غلظت مونومر سورفکتانت و زمان قرار گرفتن در معرض آن بستگی دارد. خاصیت خشن بودن سورفکتانت‌های باردار را می‌توان با کاهش غلظت گونه‌های مونومر سورفکتانت، کاهش بار با ترکیب ضدیون‌ها و یا کوسورفکتانت‌های مختلف برای تشکیل میسل‌های مخلوط، و اتوکسیلاسیون کاهش داد.
آب رسان‌ها (humectants) آب را جذب و نگه می دارند. این مواد آب را از هوا یا پوست شما جذب می‌کنند و بر روی پوست نگاه می‌دارند مانند گلیسیرین و هیالورونیک اسید. عوامل انسدادی (occlusive) مانعی در سراسر پوست ایجاد می کنند و از دست رفتن آب از طریق اپیدرم TEWL:Transepidemal Water Loss) ( را کاهش می دهند. این مواد روی پوست لایه‌ای را تشکیل می‌دهند که مانع از خارج شدن آب میشود، مانند وازلین و روغنهای معدنی. “نرم کننده) (emollient ” از مشتق لاتین به معنای ماده ای است که برای نرم کردن و تسکین پوست طراحی شده است. نرم کننده ها می توانند انسدادی یا نیمه انسدادی باشند، به این معنی که ممکن است در جلوگیری از اتلاف آب ناشی از تبخیر خیلی موثر نباشند، اما در نرم کردن پوست موثر هستند.
گلیسرول و اوره آب‌رسانهای معروفی هستند. گلیسرین همچنین از تبلور لیپیدهای لایه شاخی در رطوبت نسبی کم جلوگیری می‌کند که منجر به TEWL کمتر و محتوای آب بیشتر پوست می شود. مطالعات قبلی تأثیر گلیسرول را در بهبود لایه شاخی آسیب دیده ناشی از شستشوی مکرر با SLS ارزیابی کردند. نویسندگان دریافتند که گلیسرول محرکی برای ترمیم سد ایجاد می کند و هیدراتاسیون لایه شاخی را بهبود می بخشد (4).
وازلین و روغن معدنی عوامل انسدادی رایج هستند. استفاده از مواد آبگریز مانند وازلین برای جلوگیری از خشکی پوست ممکن است به قدمت خود بشر باشد. با این حال، در سالهای اخیر، تولیدکنندگان از لیپیدهایی استفاده می‌کنند که می‌توانند ترکیبات دولایه‌ای را در فرمول‌بندی‌های خود ایجاد کنند تا ویژگی‌های بازدارنده پوست را افزایش دهند. همچنین نشان داده شده است که نیاسینامید بیوسنتز لیپید را افزایش می دهد، که دوباره عملکرد سد را بهبود می بخشد (5). در این مقاله برخی از مواد رطوبت‌رسان را مورد بررسی قرار میدهیم.
بوتیلن گلیکول
الکلی ویسکوز، بی رنگ با بوی شیرین و مزه تلخ است. همچنین در محصولات موضعی و به عنوان حلال برای محصولات تزریقی استفاده می شود. ادعا میشود که بوتیلن گلیکول در برابر رطوبت بالا بیشترین مقاومت را دارد و اغلب در اسپری های مو و لوسیون‌ها استفاده می شود. این الکل همچنین از دست دادن مواد آروماتیک موجود در عطرها را به تاخیر می اندازد و محصولات آرایشی را در برابر فساد میکروارگانیسم ها حفظ می‌کند. گزارش های کمی از آلرژی تماسی وجود دارد، همچنین این ماده نسبت به پروپیلن گلیکول کمتر تحریک کننده است (6).
گلیسیرین
در سال 1779، C.W. Scheele دانشمند سوئدی کشف کرد که گلیسیرین می تواند از هیدرولیز روغن زیتون ساخته شود. الکل مایعی شفاف، بی رنگ، بی بو، شربتی و مرطوب است. شیرینی آن تقریبا 0.6 برابر شکر است. گلیسیرین دارای سه گروه هیدروکسیل آبدوست است که مسئول جاذب الرطوبه بودن آن است. این ماده به عنوان حلال، نرم کننده، شیرین کننده، روان کننده و عامل ضد میکروبی استفاده می شود.
اهمیت گلیسیرین در محصولات مراقبت از پوست به خوبی ثابت شده است. برای درمان بیماری‌های پوستی خشک، به میزان چند درصد تا 20 الی 25 درصد در مرطوب‌کننده‌ها استفاده میشود. گلیسیرین نه تنها آب را جذب می کند، بلکه برای تعدیل رفتار فازی لیپیدهای لایه شاخی و جلوگیری از تبلور ساختارهای لایه‌ای آنها در شرایط آزمایشگاهی در رطوبت نسبی کم نیز پیشنهاد شده است (7). ادغام گلیسیرین در مخلوط لیپیدی مدل لایه شاخی، لیپیدها را قادر می سازد تا حالت کریستالی مایع را در رطوبت کم حفظ کنند.
درمان با کرم گلیسیرین 15 درصد، نشان می‌دهد که گلیسیرین در لایه شاخی منتشر میشود و مخزن تشکیل می‌دهد. در طی چند ساعت پس از استفاده، کاهش از دست دادن آب از طریق اپیدرم (TEWL) مشاهده شده است. پس از درمان طولانی مدت پوست نرمال و آتوپیک با 20 درصد گلیسیرین، هیچ شواهدی مبنی بر زوال عملکرد سد پوستی مشاهده نشده است. گلیسرین به دنبال آسیب مکانیکی یا شیمیایی مثلاً کاربرد مکرر سدیم لوریل سولفات SLS)) و استون، منجر به بازسازی سریعتر سد محافظ پوست می شود.
هیالورون
اصطلاح هیالورون برای پوشش اسید هیالورونیک و هیالورونات سدیم استفاده میشود. هیالورونان عضوی از کلاس قندهای آمینه حاوی پلی ساکاریدها به نام GAG است که به طور گسترده در بافت های بدن توزیع شده است. هیالورونیک اسید یک تنظیم کننده رفتار سلولی است و بر متابولیسم سلولی تأثیر می گذارد. علاوه بر این، این مولکول به آب متصل می شود و به عنوان یک روان کننده بین کلاژن و شبکه های فیبر الاستیک در درم در طول حرکت پوست عمل می کند. پوست بزرگترین مخزن اسید هیالورونیک بدن است که بیش از 50 درصد از کل اسید را در خود دارد.
محلول هیالورونات سدیم در طی اعمال جراحی روی چشم استفاده می شود و همچنین با تزریق داخل مفصلی در درمان استئوآرتریت زانو استفاده می شود. اسید هیالورونیک نیز به صورت موضعی برای بهبود زخم استفاده می شود. استفاده موضعی از محلول 0.1 درصد در بیماران مبتلا به خشکی چشم برای کاهش علائم تحریک پیشنهاد شده است. محلول های اسید هیالورونیک با وزن مولکولی بالا لایه های ویسکوالاستیک هیدراته شده را روی پوست تشکیل می دهند. هرچه اندازه مولکولی بزرگتر باشد، تجمع و درهم تنیدگی مولکول ها بیشتر می شود و از این رو، لایه ویسکوالاستیک مرتبط با سطح پوست قابل توجه تر و کاربردی تر است. به دلیل وزن مولکولی بالا، اسید هیالورونیک به عمق بیشتری از شکاف بین سلول‌های پوست نفوذ نمی کند. همچنین ممکن است این پلیمر برای به دست آوردن سطح صاف‌تر و کاهش عمق چین و چروک تزریق شود (8).
لاکتیک اسید
اسید لاکتیک یک مایع کریستالی یا شربتی بی رنگ تا زرد و یک اسید α-هیدروکسی (AHA) است، یعنی یک اسید کربوکسیلیک آلی که در آن یک گروه هیدروکسی در دو موقعیت یا آلفا (α) زنجیره کربنی وجود دارد. لاکتات نیز جزئی از مواد جاذب الرطوبه طبیعی لایه شاخی است و حدود 12 درصد از این ماده را تشکیل می‌دهد.
اسید لاکتیک به دلیل خواص بافری و ظرفیت اتصال به آب برای چندین دهه در محلولهای موضعی استفاده شده است. اسید لاکتیک و نمک های آن برای کمک به حفظ محیط طبیعی و اسیدی واژن استفاده شده است. اسید لاکتیک همچنین برای اصلاح اختلالات مرتبط با هیپرپلازی و یا احتباس لایه شاخی مانند شوره سر، پینه، کراتوز و وروکا (زگیل های ویروسی) استفاده شده است. همچنین، اتیل لاکتات به دلیل نفوذ به مجاری فولیکول چربی با کاهش PH و کاهش تشکیل اسیدهای چرب در درمان آکنه پیشنهاد شده است (9).
پروپیلن گلیکول
پروپیلن گلیکول مایعی است بی بو، شفاف، بی رنگ و ویسکوز که طعمی شیرین و کمی تند شبیه گلیسیرین دارد. پروپیلن گلیکول به طور گسترده در ساخت لوازم آرایشی و دارویی به عنوان حلال و حامل، به ویژه برای مواد ناپایدار یا نامحلول در آب استفاده می شود. همچنین به عنوان یک مهارکننده تخمیر و رشد کپک استفاده می شود. پروپیلن گلیکول در درمان تعدادی از اختلالات پوستی از جمله ایکتیوز (ichthyosis) ، tinea versicolor و درماتیت سبورئیک ( seborrheic dermatitis) به دلیل خواص مرطوب کننده، کراتولیتیک، ضد‌باکتریایی و ضد قارچی آن استفاده شده است.
سوربیتول
سوربیتول یک الکل هگزا هیدریک است که به صورت پودر کریستالی سفید و بی بو با طعمی تازه و شیرین است. سوربیتول به طور طبیعی در میوه ها و سبزیجات وجود دارد و به صورت تجاری با احیای گلوکز تهیه می شود. سوربیتول معمولاً به صورت محلول آبی 70 درصد موجود است که شفاف، بی رنگ و چسبناک است. به راحتی در آب حل می شود اما در الکل به خوبی حل نمی شود و عملاً در حلال های آلی نامحلول است. سوربیتول از نظر شیمیایی نسبتاً بی اثر است و با بیشتر مواد جانبی سازگار است، اما ممکن است با اکسید آهن واکنش داده و تغییر رنگ دهد. همچنین به عنوان شیرین کننده در غذاهای افراد دیابتی و در خمیردندان استفاده می شود. سوربیتول همچنین به عنوان یک ملین به صورت داخل رکتال استفاده می شود و اعتقاد بر این است که عوارض جانبی دردسرساز کمتری نسبت به گلیسیرین دارد. هنگامی که در مقادیر زیاد (بیش از 20 گرم در روز) مصرف شود، اغلب یک اثر ملین ایجاد می کند. همچنین خواص جاذب الرطوبه آن کمتر از گلیسیرین است (10).
اوره
اوره ماده فیزیولوژیکی دیگری است که در بافت ها، خون و ادرار انسان وجود دارد و مقدار آن در ادرار 2 درصد است. اوره به راحتی در آب حل میشود، اما در الکل کمتر محلول است. اوره در محلول به آرامی به آمونیاک و دی اکسید کربن هیدرولیز می شود که ممکن است باعث تورم بسته بندی شود. بطور عمومی اوره به عنوان کرم 10 درصد برای درمان ایکتیوز و اختلالات پوستی هیپرکراتوز و در غلظت های پایین تر، برای درمان پوست خشک استفاده می شود.
اوره همچنین می تواند با جایگزینی آب و حفظ فاز کریستالی مایع در رطوبت کمتر، در برابر استرس اسمزی محافظت کند. افزایش نفوذپذیری پوست توسط اوره در چندین مطالعه نشان داده شده و مشخص شده است که یک تسریع کننده کارآمد برای نفوذ مواد مختلف است. با این حال، همه مطالعات این باور را تایید نمی کنند که اوره یک تقویت کننده نفوذ موثر است، و درمان پوست نرمال با مرطوب کننده های حاوی 5٪ تا 10٪ اوره برای کاهش TEWL و همچنین کاهش پاسخ تحریکی به سورفکتانت یافت شده است. اوره یک ماده طبیعی در بدن است که به عنوان محصول اصلی تجزیه حاوی نیتروژن متابولیسم پروتئین است. شواهدی از تحریک حاد ناشی از مرطوب‌کننده‌های حاوی اوره مشاهده نشده است، اما سوزش پوست پس از درمان با کرم‌های اوره 4 تا 10 درصد در پوست‌های خشک و آسیب دیده گزارش شده است (11).
References
- Harding, Watkinson, Rawlings. Dry skin, moisturization and corneodesmolysis. International journal of cosmetic science. 2000;22(1):21-52.
- Palmer CN, Irvine AD, Terron-Kwiatkowski A, Zhao Y, Liao H, Lee SP, et al. Common loss-of-function variants of the epidermal barrier protein filaggrin are a major predisposing factor for atopic dermatitis. Nature genetics. 2006;38(4):441-6.
- Moore PN, Puvvada S, Blankschtein D. Challenging the surfactant monomer skin penetration model: penetration of sodium dodecyl sulfate micelles into the epidermis. Journal of cosmetic science. 2003;54(1):29-46.
- Fluhr J, Gloor M, Lehmann L, Lazzerini S, Distante F, Berardesca E. Glycerol accelerates recovery of barrier function in vivo. Acta dermato-venereologica. 1999;79(6):418-21.
- Gray J, Rawlings AV, Matts P. The’dry Skin Cycle’: A New Model of Dry Skin and Mechanisms for Intervention; Cosmetic Considerations: Royal Society of Medicine Press; 2005.
- Sugiura M, Hayakawa R. Contact dermatitis due to 1, 3-butylene glycol. Contact dermatitis. 1997;37(2).
- Lodén M, Andersson A-C, Bergbrant M, Frödin T, Öhman H, Falk MHS, et al. A double-blind study comparing the effect of glycerin and urea on dry, eczematous skin in atopic patients. Acta dermato-venereologica. 2002;82(1):45-7.
- Lodén M, Maibach HI. Treatment of dry skin syndrome: the art and science of moisturizers: Springer Science & Business Media; 2012.
- Berson DS, Shalita AR. The treatment of acne: the role of combination therapies. Journal of the American Academy of Dermatology. 1995;32(5):S31-S41.
- Sc S. Martindale: the complete drug reference. London: pharmaceutical press; 2009.
- Barel AO, Paye M, Maibach HI. Handbook of cosmetic science and technology: CRC press; 2014.