Лабораторія в тюбику: жири та олії

Ханс Лаутеншлегер – доктор хімічних та фізичних наук, займається розробкою та вивченням застосування косметологічних дерматологічних препаратів (Німеччина).

Ліпідний шар шкіри

Перш ніж перейти до розгляду жирів рослинного та мінерального походження, слід згадати, що є шкірним жиром.

Шкірне сало (шкірний жир) – це складна суміш із різних жироподібних речовин – ліпідів. До його складу входять гліцериди (понад 40%), вільні жирні кислоти (16%), ефіри воску (до 25%) та холестерину, сквален (12%) та холестерин.

Разом із елементами захисних шарів він утворює ліпідну оболонку шкіри – захисну мантію. Тригліцериди шкірного жиру схожі на жирні рослинні олії, проте в тригліцеридах олій міститься більше ненасичених жирних кислот у зв'язаній формі. Сквален, що міститься в шкірі, є чистим рідким вуглеводнем, тобто до його складу входить лише вуглець та водень. Він належить до групи тритерпенів і є попередником холестерину.

Шкірне сало виконує кілька функцій. Воно перешкоджає втраті води та висиханню шкіри, захищає від пошкодження кислим або лужним середовищем, перешкоджає впровадженню бактерій. Одна з жирних кислот шкірного сала, лінолева кислота пригнічує активність ферментів, що беруть участь у процесі кератинізації клітин шкіри. Таким чином, можна сказати, що шкірне сало - це природний догляд за шкірою, без якого вона стала б сухою, схильною до пошкоджень та тріщин.

Різне походження

Серед олій та жирів, що входять до складу косметичних засобів, виділяють вуглеводневі основи.

У рослинному світі вуглеводні досить поширені – це сквалені, терпені (камфара, ментол, цитраль) та низькомолекулярні, частково навіть газоподібні речовини. У бджолиному воску, а також у рослинних восках – трав'яному, карнаубському восках та воску зі шкірки плодів – містяться вуглеводні з різними компонентами: крім парафінів часто зустрічаються ненасичені терпени та близькі за своїм складом речовини. Насичені та інертні вуглеводні є винятком.

До мінеральних вуглеводнів відносяться такі насичені та інертні вуглеводні, одержувані з нафти та гірського воску, як парафін (твердий), парафінове масло (густе та рідке) та вазелін (напівтвердий). Вони відрізняються великою різноманітністю окремих елементів, видобуваються з нафти шляхом фракційної перегонки, екстракції та гідрування, а також звільняються від канцерогенних компонентів, що змінюють геном людини.

Для медичних цілей

Високоочищені фракції знайшли застосування в медицині у формі мазевої та супозиторної основи. Чутливість шкіри до них завжди відмінна, хоча білий вазелін у чистій формі має значно підвищений коефіцієнт акантозу (збільшення чисельності шипуватих клітин епідермісу в його паростковому шарі), який може призвести до потовщення епідермісу.

Підвищений коефіцієнт акантозу спостерігається і в деяких рослинних тригліцеридів при їх нанесенні на шкіру в чистому вигляді, зокрема це стосується рицинової олії. Звичайно, на практиці 100% олії і жири використовуються лише в дуже рідкісних випадках, тому такі дані носять швидше відносний характер.

Рослинні олії мають певні переваги перед мінеральними вуглеводнями. Вони мають мультифакторіальний вплив, який відрізняється в залежності від виду рослинної олії. Недолік ненасичених рослинних олій у тому, що вони чутливі до кисню повітря. Тому їм необхідна стабілізація антиокислювальними вітамінами та їх похідними.

Крім того, препарати, що містять воду, дуже обмежений термін зберігання, оскільки в них відбувається дуже повільний процес розщеплення тригліцеридів, який може проявитися в зміні властивостей запаху.

Висока стійкість

Парафінові олії та інші близькі за складом речовини мають високу хімічну стійкість до кисню повітря, води та мікробного руйнування. Однак мінеральні вуглеводні не мають характеру біологічно активних речовин. Вони використовуються у виготовленні продукції тривалого споживання, що не потребує великих виробничих витрат та орієнтованої насамперед на розгладження шкіри. Слід зазначити, що мінеральні олії сприяють відновленню пошкодженого шкірного бар'єру. А що саме має на увазі поняття «відновлення» в даному контексті? У косметології це поняття означає відновлення шкіри власними силами (ендогенне відновлення). Безперечним є той факт, що мінеральні вуглеводні призводять до зовнішнього (екзогенного) відновлення: мінеральні олії та вазелін можуть краплеподібно вводитися у верхні захисні шари, насамперед, у тих випадках, коли пошкоджено бар'єр, зокрема сухої шкіри.

У перспективі – млява шкіра

І все ж поверхове відновлення захисного шару не відповідає природній фізіології. Безумовно, воно призводить до бажаного зниження рівня трансепідермальної втрати води (TEWL) та зволоження шкіри. Завдяки поверхневому утворенню плівки вазелін демонструє найсильніший ефект та значне зниження рівня TEWL. Однак якщо на суху шкіру нанести непроникну плівку, вона запобігає підвищенню синтезу епідермальних кислот жирного ряду. Таким чином, порушується природне стимулювання активації ДНК.

Аналогічний ефект створюють інші речовини, сильно знижують рівень TEWL. Це пояснює і той практичний досвід, коли жінки, які використовують креми з високим вмістом мінеральних олій, переважно оцінюють стан своєї шкіри як дуже сухий, що є наслідком розвиненого самовідновлення шкіри.

Мінеральні олії не вбираються шкірою так само добре, як рослинні. Порівняно швидкому вбирання рослинних олій сприяє ферментативне розщеплення тригліцеридів на окремі складові (гліцерин та жирні кислоти). При змішуванні мінеральних та рослинних олій мінеральні вуглеводні збагачуються у приповерхневих шарах. В цьому випадку відчуття розгладжування шкіри зберігається довше, що є перевагою з точки зору техніки застосування, так і чутливості шкіри. Однак унаслідок цього порушується природний баланс та знижується готовність шкіри до самовідновлення. При значному зменшенні рівня TEWL уповільнюється епідермальне дозрівання клітин та ушкоджується шар, що захищає шкіру від дії кислот.

Виходячи з вищесказаного, застосування натуральних жирів і мінеральних масел має різні цілі. Якщо йдеться виключно про захист шкіри, можна вибрати вигідні як з позиції економії, так і сенсорного сприйняття варіанти використання мінеральних олій. Однак важливо розуміти, що згодом шкіра стане більш млявою. Останніми роками в косметології відстоюється думка, за якою необхідно зберігати якомога вищу готовність шкіри до самовідновлення.

Силікони та схожі вуглеводні

Схожими на парафінові продукти є мікрокристалічний віск та мінеральні гірські воски озокерит та церезин. Вони використовуються в тих же областях, що і вазелін. Ще одна цікава група речовин із подібними властивостями – синтетичні поліальфаолефіни (РАО). Основою отримання цих речовин також є нафту, з якої їх видобувають шляхом так званого крекінг-процесу. РАВ не є сумішшю речовин, а повністю однорідними вуглеводнями без зайвих домішок. Допустима добова доза (ADI – Acceptable Daily Intake) поліальфаолефінів більш висока, тому ці речовини використовуються також для виготовлення губних помад.

Коли в косметології йдеться про змащувальні компоненти (пом'якшувальні речовини), разом з мінеральними маслами часто згадуються і силікони. Силікони є досить великою групою синтетичних речовин. До неї входять леткі та рідкі речовини, які дозволяють якнайкраще розподіляти косметичні препарати по поверхні, а також високомолекулярні речовини. З одного боку, силікони не мають дратівливої дії, а з іншого – подібно до мінеральних олій вони утворюють плівку на поверхні шкіри. Вони проявляють більш виражену вирівнювальну та адгезивну дію, ніж мінеральні олії.

Силікони використовуються в препаратах для зовнішнього застосування завдяки своїй добрій переносимості, не викликають шкірних реакцій і вважаються надійними. Висока ефективність речовини дозволяє використовувати лише невеликі дози силікону для отримання бажаного результату. Насамперед, споживачами високо оцінено гідрофобну дію речовини при одночасному досягненні ефекту бархатистості шкіри. Силікони, як і мінеральні олії, у фізіологічному аспекті не беруть участь у підтримці балансу речовин. Це означає, що приємне відчуття насправді не співвідноситься з дійсним ендогенним відновленням шкіри.

Сохраняемость силіконів практично безмежна, оскільки ці речовини не схильні ні до хімічного впливу кисню повітря і води, ні мікробіологічного впливу в значних масштабах.

Порівняння переносимості

Рослинні олії є однією з постійних складових частин їжі, тому не є критичними для організму людини. Якщо мінеральні масла протягом тривалого періоду часу приймаються внутрішньо в невеликій кількості, наприклад при використанні губної помади, то насамперед значення набуває довготривала переносимість.

Були описані випадки гранулематозних змін у травному тракті при тривалому застосуванні проносних засобів, що містять парафінові олії. Оскільки вимоги до якості продукції постійно підвищуються і точний склад олій, які у умовах досвіду, остаточно не відомий, ці дані є статистично представницькими. Відомий випадок, коли вдихання аерозолі призвело до розвитку пневмонії (запалення легенів).

Слід критично відзначити, що використання певних розмірів частинок всіх речовин, нездатних розщеплюватися в організмі людини, може призвести до виникнення подібних реакцій. Іншими словами, виникнення цих реакцій необов'язково має бути пов'язане із застосуванням мінеральних олій. З цієї причини в косметології не прийнятне використання аерозолів з компонентами, які не можуть розщеплюватися в організмі людини.

Парафінові вуглеводні та силікони у невеликій кількості поглинаються організмом оральним шляхом або через шкіру. Оскільки вони не беруть участь в обміні речовин, можуть відкладатися в жирових тканинах або виділятися з організму в незміненому вигляді. До сьогодні виробники косметичної продукції не несуть жодних зобов'язань щодо цього.

Аналізуючи всі за і проти, потрібно чітко уявляти собі дію олій та жирів на шкіру. Як відомо, шкіра є субстратом для природної мікрофлори. Завдяки ліпазі та естеразі, що містяться у шкірі, тригліцериди розщеплюються на вільні кислоти. Так утворюється низький рівень рН, який захищає шкіру від зовнішніх інфекцій, що викликаються хвороботворними бактеріями. Оклюзивні умови суттєво змінюють мікрофлору. Тому, щоб зберігати баланс мікрофлори шкіри, краще дотримуватися фізіологічної стратегії у догляді за шкірою та для пом'якшення шкіри використовувати олії. З точки зору сучасної корнеотерапії для виготовлення косметичних препаратів також необхідно віддавати перевагу натуральним маслам і жирам, навіть якщо органолептичні властивості, наприклад, розгладжування шкіри, при тривалому використанні іноді поступаються речовинам з нафтохімічної сировини.

Пошук компромісів

Іноді трапляється так, що і для концепцій виготовлення продукції без використання мінеральних масел необхідно знайти компроміс, обумовлений технічними особливостями. Так, довголанцюгові вуглеводні мінеральних масел або силіконів дотепер є незамінними пігментними засобами у виготовленні стійкої до стирання, водостійкої та еластичної камуфляжної косметики. Як альтернативу легкі основи (для макіяжу), що містять пігменти, можна виготовляти, використовуючи рослинні тригліцериди.

При прийнятті рішення щодо використання природних жирів або мінеральних олій необхідно, знову ж таки, чітко усвідомлювати ціль – чи забезпечуватиме засіб виключно захист шкіри або підвищуватиме її готовність до самовідновлення в максимально можливому обсязі.

Таким чином, у сучасних косметичних препаратах олії та жири починають відігравати роль активних компонентів, що втручаються у фізіологічні процеси у шкірі, тоді як допоміжні функції перекладаються на більш інертні силікони.

При нанесенні на шкіру жири можуть відігравати роль емолентів, залишаючись на поверхні шкіри і роблячи її гладкою та м'якою, або можуть проникати у глибокі шари, діючи як активні інгредієнти. Широкий вибір рослинних та тваринних жирів дозволяє створювати різноманітні косметичні засоби. Все залежить від мети, яку ставить собі розробник.

Вперше опубліковано: KOSMETIK international journal, №2(36), 2009, стор.80-84