Липидомика: применение в косметологии

Юлия Гагарина, химик-технолог, разработчик косметической продукции (Украина)

---

Липидомика изучает клеточные липиды в широких масштабах. Это исследование структуры и функций полного «пакета» липидов, которые вырабатываются в конкретной клетке или организме, а также их связи с другими липидами, белками и метаболитами

Но самое занимательное наука начинает открывать, изучая липиды микрофлоры, живущей в нас. Вот только некоторые примеры свежих открытий.

В розацеа виновата микробная спячка

В начале 2018 году были опубликованы результаты интересного двойного слепого рандомизированного исследования. В течение двух недель проводили анализ микробиома кожи лица, причем делали его глубоко, чтобы найти (секвенировать) всю последовательность конкретных штаммов, а не групп.

Оказалось, что сухость и холод глобально изменяют композицию микробиома (качественно и количественно).

Самое важное, что открыли роль нового микроорганизма (Burrowsia cos, род Yersinia) в запуске розацеа

Это грамотрицательные палочки (кстати, «родственники» бубонной чумы), которых в норме на поверхности кожи крайне мало, потому раньше старые и не такие точные методы поиска их не находили. Так вот, в неблагоприятных внешних условиях они просто уходят в спячку, буквально зарываясь в кожу, что вызывает воспаление.

В этом же исследовании искали пути решения проблемы. Оказалось, что эти микроорганизмы реагируют на липиды на поверхности кожи, которые буквально увлекают их остаться на поверхности. Сейчас ведутся работы по поиску вариантов липидов, которые будут останавливать спячку Burrowsia.

Грамотрицательные палочки Burrowsia cos, которых в норме на поверхности кожи крайне мало, принимают участие в запуске розацеа. В неблагоприятных внешних условиях они уходят в спечку, буквально зарываясь в кожу, что вызывает воспаление

Пока нашли один такой липид – в овечьей шерсти. Да, он не очень приятно пахнет, зато такая стратегия помогает людям с розацеа. Более приятные вещи продолжают искать.

Болезни десен связаны с атеросклерозом

Уже устоялось мнение, что отложения липопротеидов на стенках артерий связано с высоким потреблением пищи с холестерином, насыщенными и трансжирами. Но как объяснить большой процент людей, которые употребляют такую пищу десятилетиями, однако у них не развиваются сердечно-сосудистые заболевания?

Исследователи из университета Коннектикута считают, что они решили часть загадки. Сложный химический анализ позволил обнаружить у пациентов липиды «с подписями», отличными от липидов животного происхождения. Молекулы имеют нечетное количество атомов углерода и разветвленные цепи (млекопитающие такое не делают, это нонсенс). Также они имеют отличный от человеческих липидов молекулярный вес. Зато бактерии (Bacteroidetes), которые живут в норме в полости рта, – могут.

«Я называю их масляными букашками, потому что они постоянно «линяют» крошечными пузырьками липидов, которые похожи на гроздья винограда», – говорит Франк Николс, пародонтолог, один из исследователей

При чем тут стоматолог? Дело в том, что команда изучала бактерии, которые провоцируют воспаления полости рта, и благодаря новому оборудованию и технологиям обнаружила эти липиды. То есть открыли, что есть связь между болезнями десен и заболеваниями сердечно-сосудистой системы.

Ученые предполагают, что отложение бактериальных липидов идет таким образом: иммунные клетки, которые первоначально оседают на стенках кровеносных сосудов и собирают липиды, признают бактериальные липиды чужеродными и подают сигнал тревоги ("у нас тут бактериальное заражение!"), возникает воспаление, и на место вторжения должны прибыть ферменты, которые могут эти липиды переработать. Но не факт, что они будут, а воспаление и липиды на стенках артерий могут остаться. Дальше команда будет углубляться в исследования, чтобы доказать эту теорию.

Важность симбиоза митохондрий

В начале 70-х годов уже прошлого века американский биолог Линн Маргелис открыла важную вещь: мы состоялись как вид потому, что миром правит симбиоз. Более миллиарда лет назад один тип бактерий съел другой. Или попытался. Выжив внутри, добыча не стала покидать хищника. Она превратила его в свой дом – влажный, защищенный чужой клеточной стенкой, с богатым «столом» питательных веществ. Это сожительство привело к тому, что внутренняя, малая бактерия стала «платить» большой бактерии за «стол и крышу над головой» – стала превращать кислород и пищу в энергию. В конце концов бактерии даже поменялись для удобства своими сегментами ДНК и слились в одну сложную клетку. Так появился наш общий предок, который в итоге эволюционировал в многоклеточного человека. Потомков же бактерии-добычи мы до сих пор видим везде: в растениях это хлоропласты, в себе мы тоже носим потомков бактерии –митохондрии. Они до сих пор сохранили свой собственный генный код (ДНК, который близок к бактериям) и по-прежнему платят нам за удобство жизни выработкой энергии (АТФ). И любые изменения в ДНК митохондрий всегда меняют картину клеточного ДНК. Это все узнали к 2010 году. Тогда же появился принцип: наши клеточные энергостации требуют усиленной охраны и восстановления. Под ней сейчас понимается антиоксидантная защита, UV-защита и «подкидывание топлива», чтобы станции не останавливались.

Витилиго, митохондриальные поломки и бактерии

Внутренняя мембрана митохондрий на 15–20% состоит из специфического фосфолипида (cardiolipin). И если по какой-то причине его недостаточно, то ломается антиоксидантная защита наших «энергетических станций»:

• не работает убихинон (коэнзим Q10),
• нарушается клеточное дыхание и работа мелатонина (он нужен как соактиватор митохондриальных антиоксидантов).

Если коротко, то работа меланоцитов и митохондрий связана также плотно, как работа двух взаимосвязанных сосудов. Потому применение в косметологии всех инструментов по защите и восстановлению митохондрий – эффективный инструмент для работы с витилиго. На сегодня хорошо себя зарекомендовали старые компоненты с вновь открытыми свойствами – уже упомянутый коэнзим Q10, ниацинамид, ресвератрол, куркума.

Работа меланоцитов и митохондрий связана. Мало кардиолипинов или в них есть поломки, страдают меланоциты – появляется витилиго. Все инструменты по защите митохондрий эффективны по работе с витилиго

UVA-защита

Было обнаружено, что эпидермальные кератиноциты под воздействием UVA- и IR-излучения становятся особенно чувствительны к поломкам в митохондриальных ДНК (mtDNA). Когда сравнивали реакцию защищенной и незащищенной кожи, то оказалось, что потеря mtDNA у незащищенной кожи – в 10 раз больше.

Всего две недели воздействия солнца (в частности, UVA) приблизительно на 40% истощает mtDNA в дерме, и это истощение сохраняется не менее 16 месяцев

Потому для защиты кожи следует использовать косметику с UV-фильтрами, которые закрывают UVA-I-спектр (с длиной волны свыше 370 нм). Из всего многообразия фильтров только очень немногие защищают в этом диапазоне лучей.

Из химических фильтров:

• Butyl Metoxydibenzoylmethane (Avobenzone) – но он очень фотонестабилен и способен вызывать аллергию. Это морально устаревший фильтр, его в современных рецептурах принято заменять более «продвинутыми» и безопасными фильтрами;
• Diethylamino Hydroxybenzoyl Hexyl Benzoate (торговое название – Uvinul A Plus);
• Methylene Bis-Benzotriazolyl Tetramethylbutylphenol (торговое название – Tinosorb M);
• Terephthalylidine Dicamphor Sulfonic Acid (торговое название – Mexoryl SX).

Из физических фильтров:

• Zinc Oxide (хотя в форме наночастиц он не рекомендован в распыляемых средствах);
• Cerium oxide (также не рекомендован в спреях);
• Titanium Dioxide (слабый и не столь полно закрывает спектр лучей, потому его надо комбинировать с ZnO).

Берегите голодные микроорганизмы

Сейчас в нашем драматическом сюжете будет возврат к симбиозу и бактериям.

Еще пять лет назад сложно было подумать, что один из самых важных советов в косметологии будет звучать так: чтобы кожа была здоровой, надо беречь ее «хороший» стафилококк (S. epidermidis)

Бактерии производят и накапливают свой стратегический запас – различные липиды. Причем природой устроено так, что все их процессы максимально слаженно работают в «голодном режиме» – буквально без избытка питательных веществ. Это для микрофлоры нормально, ведь эволюционный путь был тернистым. Например, если в рационе избыток быстрых углеводов (тортики, газировка и т. д.), то активно начинают размножаться грибы и дрожжи, вытесняя работяг-бактерий из кишечника. Как результат, лишний вес, проблемы с пищеварением и кожей. Потому добавление в привычку периодического ограничения рациона как в количестве калорий, так и в количестве углеводов полезно сказывается на коже. Например, в голодный период S. epidermidis активно накапливает липиды, причем в большинстве своем кардиолипин, тот самый, который нужен для мембраны митохондрий. Для сравнения, другие участники нашей нормальной микрофлоры – P. acnes, Malassezia и Corynebacterium – не способны вырабатывать свои собственные липиды. Более того, их количество в коже (при избытке) самостоятельно сокращается без применения антисептиков.

Взять на карандаш

Из этих знаний рождается новое правило создания косметических средств: надо убирать из состава все консерванты и антисептики, которые ковровой бомбежкой сметают без разбора и «хорошие», и «плохие» стафилококки. Вот короткий список того, что желательно устранять:

• Methylisothiazolinone (запрещен в ЕС с 2015 года для несмываемых препаратов и влажных салфеток), Methylchloroisothiazolinone;
• доноры формальдегида: 2-Bromo-2-Nitropropane-1,3-Diol (Bronopol), 5-Bromo-5-Nitro-1,3-Dioxane, Sodium Hydroxymethyl Glycinate, Benzylhemiformal, Quaternium-15, Dmdm Hydantoin, Methenamine (уротропин), Imidazolidinyl Urea, Diazolidinyl Urea;
• антисептики широкого спектра действия (уже запрещены в США с сентября 2017 года (FDA): Triclosan, Triclocarban, Phenol, Cloflucarban, Fluorosalan, Hexachlorophene.

---

Впервые опубликовано в ​​​​"Les Nouvelles Esthétiques Украина" №1 (113) 2019