Rola witamin w preparatach stosowanych na skórę.

Funkcje skóry

Skóra, pokrywająca ciało człowieka, jest przystosowana do pełnienia różnych ról. Jest to możliwe nie tylko dzięki złożonej budowie, ale również poprzez procesy fizjologiczne, zachodzące w różnych warstwach skóry i w różnych komórkach. Skóra nie tylko jest doskonałą barierą, chroniącą nasz organizm przed wszelkiego rodzaju ksenobiotykami, szkodliwymi czynnikami środowiska zewnętrznego, patogenami i alergenami, ale również pełni kluczową rolę w utrzymaniu prawidłowej temperatury ciała, a co za tym idzie – zabezpiecza nas przed nadmierną utratą wody, jednocześnie umożliwiając usuwanie jej nadmiaru z organizmu. Skóra chroni nas również przed mikroorganizmami, które mogłyby spowodować infekcję, a umożliwia jej to szereg mechanizmów, takich jak między innymi utrzymanie pH skóry poniżej wartości 5,5, co hamuje rozwój patogenów, na przykład gronkowca złocistego (Staphylococcus aureus). Ponadto keratynocyty naskórka wytwarzają peptydy o działaniu przeciwbakteryjnym, co dodatkowo zwiększa aktywność skóry w przeciwdziałaniu infekcjom. Inną funkcją skóry jest ochrona jej składników, takich jak białka czy lipidy, przed utlenieniem. Zadanie to spełnia wiele zawartych w skórze związków chemicznych o działaniu antyoksydacyjnym, między innymi witamina C czy witamina E. Dobrze znana jest również kolejna funkcja skóry, jaką jest ochrona przed szkodliwym wpływem promieniowania UV. Głównym związkiem, dzięki któremu skóra może nas chronić przed promieniami słonecznymi, jest kwas urokanowy (ang. urocanic acid), powstający z L-histydyny, który silnie absorbuje promienie UV, nie pozwalając im wnikać do głębszych warstw skóry [1].

Substancje niezbędne do prawidłowego funkcjonowania skóry

Skóra człowieka, aby pełnić bez zakłóceń swoje różnorakie funkcje, potrzebuje wielu związków chemicznych. Część z nich otrzymuje od organizmu w procesach metabolicznych. Jednym z takich związków jest glukoza, podstawowy cukier prosty, która stanowi główne źródło energii dla większości komórek w organizmach ssaków, również dla keratynocytów, czyli komórek tworzących naskórek. Jest niezbędna w syntezie białek i lipidów, tworzących macierz zewnątrzkomórkową (ang. extracellular matrix, ECM), a jej niedobór może prowadzić do zmian strukturalnych w naskórku i co za tym idzie – uszkodzenia funkcji barierowych skóry. Zbyt duże stężenie glukozy może jednak zaburzać proces proliferacji i różnicowania keratynocytów, co będzie prowadziło do zakłócenia i patologicznego wydłużenia gojenia się ran, co jest widoczne na przykład w przebiegu cukrzycy. Innymi podstawowymi związkami chemicznymi, niezbędnymi do prawidłowego funkcjonowania skóry, są aminokwasy, które pobudzają syntezę kolagenu w skórze, przez co opóźniają proces jej starzenia. Jednym z takich aminokwasów jest prolina. Poprzez stymulację syntezy kolagenu niektóre aminokwasy (np. arginina czy ornityna) przyspieszają również gojenie ran. Badacze wskazują, że oprócz korzystnego działania aminokwasów na skórę poprzez jej ochronę przed promieniowaniem UV, które niszczy zawarty w skórze kolagen, związki te mogą być również pomocne w leczeniu niektórych przewlekłych chorób skóry, takich jak na przykład atopowe zapalenie skóry (AZS, ang. atopic dermatitis, AD) poprzez zwiększenie hydratacji naskórka. Naskórek zawiera również duże ilości lipidów, głównie w postaci ceramidów, cholesterolu i kwasów tłuszczowych. Ceramidy, opisane dokładniej dopiero w latach osiemdziesiątych XX wieku, są głównym składnikiem macierzy pozakomórkowej w warstwie rogowej naskórka (stratum corneum), która ściśle wypełnia przestrzenie między martwymi komórkami tworzącymi tę warstwę [1, 2]. Ceramidy oraz ich metabolity pełnią również rolę mediatorów wpływających na wiele procesów w komórkach, między innymi na proliferację, różnicowanie oraz apoptozę keratynocytów naskórka. Promieniowanie UV nasila produkcję ceramidów, jednak zbyt duża jego dawka indukuje proces apoptozy, czyli powoduje śmierć komórki [1]. Wykazano również, że obniżony poziom ceramidów w naskórku występuje w przebiegu wielu przewlekłych chorób skóry, związanych z zaburzeniem jej funkcji barierowych, jak na przykład łuszczyca czy AZS [1, 2].

Witamina A

Nazwą tą określana jest grupa związków, tzw. retinoidów, w skład których wchodzi retinol oraz jego naturalne pochodne, takie jak retinal, kwas retinowy oraz estry retinylu (palmitynian, octan, propionian), jak również pochodne syntetyczne. Retinol w organizmie powstaje z dostarczanego wraz z pożywieniem β-karotenu. Już na początku XX wieku odkryto wpływ witaminy A na skórę i zachodzące w niej procesy, co dało początek stworzeniu syntetycznych pochodnych, określanych jako retinoidy pierwszej, drugiej lub trzeciej generacji, o znacznie silniejszym działaniu niż pierwotny związek. Substancje te wykorzystywane są powszechnie w leczeniu przewlekłych chorób skóry, takich jak trądzik czy łuszczyca, działając poprzez specyficzne receptory jądrowe [3]. Ostatnie badania dowodzą również, że retinoidy mogą być stosowane w profilaktyce i leczeniu takich chorób skóry jak rybia łuska czy nowotwory. Nieprawidłowy poziom retinoidów w skórze zaobserwowano ponadto u osób chorych na AZS [1].

Witamina A stymuluje proliferację keratynocytów i fibroblastów oraz hamuje ekspresję metaloproteinaz macierzy zewnątrzkomórkowej (ang. matrix metalloproteinases, MMPs), enzymów odpowiedzialnych za przebudowę (remodeling) i degradację składników ECM, przez co zwiększa efektywność mechanizmów naprawczych skóry po ekspozycji na promieniowanie UV i wykazuje działanie przeciwstarzeniowe [1]. Dodatkowo, indukuje w skórze ekspresję genów prokolagenu typu I oraz III, co powoduje zwiększenie ilości włókien kolagenu. Działanie witaminy A na skórę powoduje zwiększenie ilości glikozaminoglikanów (ang. glycosaminoglycans, GAGs) w naskórku oraz w jego warstwie rogowej, co jest widoczne w zagęszczeniu struktury epidermalnej i poprawie klinicznego i histologicznego wyglądu tkanki. Innymi słowy, poprawia się znacząco wygląd skóry, jednak zgodnie z danymi literaturowymi takie działanie wykazują produkty przeznaczone do stosowania miejscowego, zawierające od 0,3% do 1,0% retinolu [4].

Witamina B₃

Pod tą nazwą kryją się dwa związki – niacyna, czyli kwas nikotynowy, oraz jej amidowa pochodna, czyli nikotynamid. Wykorzystanie nikotynamidu w preparatach kosmetycznych rozpoczęło się stosunkowo niedawno, jednak cieszy się on dużą popularnością z uwagi na jego udowodnione działanie przeciwzapalne i przeciwtrądzikowe [4]. Wykazano, że żel zawierający 4% nikotynamidu wykazuje działanie przeciwzapalne w terapii trądziku porównywalne z żelem zawierającym 1% klindamycyny [5].

Uważa się, że korzystne działanie nikotynamidu na skórę wynika z jego udziału w syntezie substancji lipidowych, występujących w skórze, takich jak na przykład sfingolipidy, wolne kwasy tłuszczowe, ceramidy czy cholesterol, co skutkuje zmniejszeniem przeznaskórkowej utraty wody (ang. Transepidermal Water Loss, TEWL). Uważa się również, że nikotynamid hamuje transport melanosomów (organella komórkowe, odpowiedzialne za syntezę i transport melaniny, czyli pigmentu nadającego skórze barwę) z melanocytów do keratynocytów, dzięki czemu poprawia koloryt skóry. Dodatkowo, witamina ta stymuluje syntezę kolagenu w fibroblastach, co zwiększa elastyczność skóry i redukuje drobne zmarszczki. Efektywne stężenie nikotynamidu w preparatach stosowanych miejscowo mieści się w zakresie od 3,5% do 5,0% [4].

Witamina B₅

Nazwą tą określany jest kwas pantotenowy i jego pochodne. Aktywną biologicznie formą kwasu pantotenowego jest koenzym A (CoA), który bierze udział w wielu niezbędnych dla prawidłowego funkcjonowania organizmu procesach fizjologicznych. Analogiem kwasu pantotenowego, często występującym w produktach stosowanych miejscowo na skórę z uwagi na dobrą wchłanialność jest deksopantenol (D-pantenol) [6]. Aplikacja tego związku na skórę przyspiesza procesy ziarninowania i epitelizacji, co ułatwia gojenie ran, łagodzi świąd, a ponadto poprawia nawodnienie warstwy rogowej naskórka, zmniejsza TEWL i łagodzi objawy podrażnienia skóry [6, 7].

Witamina C

Chemiczna nazwa tego związku to kwas askorbinowy. W ludzkim organizmie pełni rolę przeciwutleniacza, który między innymi hamuje reakcje tworzenia wolnych rodników, co chroni komórki przed stresem oksydacyjnym. Dodatkowo, witamina ta jest niezbędna do syntezy kolagenu, co poprawia wygląd skóry i przyspiesza gojenie ran [4]. Wykazano również, że poprawia poziom nawilżenia skóry poprzez zwiększenie ilości wody w naskórku [1] oraz poprzez udział w syntezie lipidów, co poprawia barierowe funkcje skóry [6]. Znane jest również rozjaśniające skórę działanie witaminy C, związane z jej udziałem w procesie melanogenezy [8].

Miejscowe stosowanie witaminy C lub jej pochodnych o zwiększonej stabilności powoduje zwiększenie syntezy kolagenu w skórze, rozjaśnienie przebarwień [4, 6], jak również ochronę przed szkodliwym wpływem promieniowania UV (działanie fotoprotekcyjne) oraz zmniejszenie stanów zapalnych poprzez działanie przeciwzapalne [4, 6, 9]. Kwas askorbinowy znajduje się we wszystkich warstwach skóry, a jego stężenie w naskórku jest wyższe niż w skórze właściwej. Ekspozycja na promieniowanie UV powoduje obniżenie zawartości witaminy C w skórze [6]. W preparatach stosowanych miejscowo na skórę stężenie witaminy C sięga 20% [4].

Witamina D

Cholekalcyferol, czyli witamina D₃, powstaje w skórze z 7-dehydrocholesterolu pod wpływem promieniowania UVB, a następnie ulega reakcjom hydrolizy w celu przekształcenia do postaci biologicznie aktywnej, jaką stanowi 1,25-dihydroksycholekalcyferol, czyli kalcytriol [9]. Substancja ta jest niezbędna do prawidłowego przebiegu procesów molekularnych zachodzących w keratynocytach, wpływa korzystnie na proces gojenia ran oraz chroni komórki naskórka przed szkodliwym promieniowaniem UV, hamując proces apoptozy [6]. Witamina D również stymuluje obronę przeciwbakteryjną skóry poprzez zwiększenie poziomu katelicydyn (peptydów o działaniu bakteriobójczym), hamuje proliferację keratynocytów [1], a ponadto zwiększa zdolność skóry do magazynowania wody [8]. Analogi witaminy D są od lat wykorzystywane z powodzeniem w terapii łuszczycy [9, 10], a ostatnie badania dowodzą, że obniżony poziom witaminy D w skórze występuje u chorych na AZS [1]. Witamina D opóźnia proces starzenia skóry z uwagi na działanie fotoprotekcyjne poprzez stymulację melanogenezy [11].

Witamina E

Występuje w ośmiu postaciach molekularnych, rozpuszczalnych w tłuszczach – cztery z nich to tokoferole, natomiast cztery pozostałe to tokotrienole. Najbardziej aktywną formą jest a-tokoferol, który chroni lipidy błony komórkowej przed utlenieniem przez wolne rodniki. Witamina E po utlenieniu może ulec regeneracji do poprzedniej postaci, wykazującej działanie antyoksydacyjne, a reakcję tę wspomaga witamina C. W preparatach stosowanych miejscowo na skórę występuje octan tokoferolu lub a-tokoferol w stężeniu od 1,0% do 5,0% [4]. Z uwagi na fakt, że nawet pojedyncza ekspozycja na słońce powoduje zmniejszenie ilości witaminy E w skórze, jest ona bardzo czułym markerem stresu oksydacyjnego. Substancja ta hamuje również rozpad kolagenu poprzez hamowanie ekspresji MMPs. Warto zauważyć, że witamina E wykazuje działanie przeciwzapalne poprzez hamowanie produkcji mediatorów stanu zapalnego, takich jak prostaglandyny czy cytokiny [1]. Podobnie jak w przypadku witaminy C, stężenie witaminy E w naskórku jest wyższe niż w skórze właściwej [6].

Witamina E zastosowana miejscowo poprawia hydratację warstwy rogowej naskórka i zwiększa zdolność skóry do wiązania wody. Wykazano również synergizm działania między witaminą A, C oraz E, zwiększający działanie fotoprotekcyjne i antyoksydacyjne [4], natomiast jednoczesna suplementacja witaminy E i C zapobiega oparzeniom słonecznym [6].

Witamina K

Nazwą tą określane są organiczne związki chemiczne, pochodne 2-metylo-1,4-naftochinonu. Z uwagi na udział w procesie krzepnięcia krwi witamina ta stosowana jest miejscowo na skórę w kremach przeznaczonych do aplikacji pod oczy lub po zabiegach medycyny estetycznej – jej działanie polega na niwelowaniu cieni pod oczami, przywracaniu prawidłowego kolorytu skóry i poprawie jej nawilżenia [6]. Ponieważ pochodne witaminy K mogą powodować reakcje alergiczne, należy wykazać rozwagę i ostrożność w ich stosowaniu na skórę [12, 13].

Podsumowując, skóra do prawidłowego funkcjonowania potrzebuje związków egzogennych, takich jak witaminy, które normalizują zachodzące w niej procesy, pozwalając nie tylko na utrzymanie lub przywrócenie jej zdrowego wyglądu, ale przede wszystkim na zachowanie wszystkich jej funkcji, niezbędnych dla zdrowia całego organizmu.

dr n. farm. Maria Żebrowska

mgr farm. Weronika Krzynówek

 

Fot. Fotolia.pl

Piśmiennictwo:

1. Park K.: „Role of micronutrients in skin health and function” Biomolecules & Therapeutics, 2015, 23, 207–217
2. Madison K. C.: “Barrier function of the skin: «La raison d’être» of the epidermis” Journal of Investigative Dermatology, 2003, 121, 231–241
3. Mukherjee S., Date A., Patravale V., Korting H. C., Roeder A., Weindl G.: “Retinoids in the treatment of skin aging: an overview of clinical efficacy and safety” Clinical Interventions in Aging, 2006, 1, 327–348
4. Manela-Azulay M., Bagatin E.: “Cosmeceuticals vitamins” Clinics in Dermatology, 2009, 27, 469–474
5. Shalita A. R., Smith J. G., Parish L. C., Sofman M. S., Chalker D. K.: “Topical nicotinamide compared with clindamycin gel in the treatment of inflammatory acne vulgaris” International Journal of Dermatology, 1995, 34, 434–437
6. Sivalenka R., Dayan N.: “Rola witamin w postępowaniu ze skórą starczą”. W: Rhein L. D., Fluhr J. W. „Starzenie skóry – aktualne strategie terapeutyczne” (red. W. Placek), wydanie I, MedPharm Polska 2013, 357–381
7. Camargo F. B., Gaspar L. R., Maia Campos P. M. B. G.: „Skin moisturizing effects of panthenol-based formulations” Journal of Cosmetic Science, 2011, 62, 361–369
8. Draelos Z. D.: “Nutrition and enhancing youthful-appearing skin” Clinics in Dermatology, 2010, 28, 400–408
9. Shapiro S. S., Saliou C.: “Role of vitamins in skin care” Nutrition, 2001, 17, 839–844
10. Bikle D. D.: “Vitamin D metabolism, mechanism of action, and clinical applications” Chemistry & Biology, 2014, 21, 319–329
11. Piotrowska A., Wierzbicka J., Żmijewski M. A.: „Vitamin D in skin physiology and pathology” Acta Biochimica Polonica, 2016, 63, 1–12
12. http://ec.europa.eu/health/scientific_committees/consumer_safety/docs/sccs_o_014.pdf
13. García-Gavín J., Goossens A., Tennstedt D.: ”Allergic contact dermatitis due to cosmetics containing vitamin K1 oxide” Contact Dermatitis, 2010, 62, 248–250