Пептиды и синтез коллагена: новые косметические возможности

 Количество и качество

Одним из наиболее популярных подходов к омоложению кожи в косметологии является ремоделирование. Это метод, при котором происходит стимуляция процессов, ведущих сначала к разрушению изношенных и поврежденных структур, а затем – к восстановлению и обновлению кожи. Важным элементом ремоделирования считается усиление синтеза коллагена – белка, образующего упругую основу нашей кожи. Принято считать, что с возрастом скорость производства коллагена в коже снижается, откуда логически следует, что стимуляция его синтеза является самым верным путем к восстановлению упругости кожи. 

Тем не менее, исследования, проведенные в последние годы, показали, что в стареющей коже синтез коллагена нередко сохраняется на достаточно высоком уровне, а общее количество коллагена далеко не всегда снижается, а порой, напротив, повышается. Чем же тогда объяснить снижение упругости кожи и появление первых морщин?

Оказывается, количество коллагена – это еще не все. Значительно большую роль играет его качество. А вот оно-то с возрастом неизбежно понижается. Отчасти это происходит из-за того, что коллаген повреждается внешними факторами, такими как УФ-излучение и свободные радикалы. Но существуют еще и внутренние причины снижения качества коллагена. Одна из них – нарушение процесса сборки коллагена, в результате чего происходит накопление дефектных волокон, не обладающих нужной упругостью. 

Форма и содержание
Коллаген является основным структурным белком нашего тела. Именно из него состоят сухожилия и хрящи, а также плотные листы соединительной ткани, поддерживающие внутренние органы. Кости и зубы состоят, в основном, из коллагена, насыщенного кристаллами кальция. Но для косметологов интерес представляет, главным образом, коллаген, формирующий опорную сетку в дермальном слое, и обеспечивающий коже упругость и плотность. Уберите коллаген - и кожа немедленно обвиснет и соберется в складки. 

Коллаген синтезируется клетками дермального слоя – фибробластами. Существует несколько типов коллагена, которые принято обозначать римскими цифрами Основную массу коллагена в коже составляет коллаген I типа, представляющий собой волокна, сплетенные из множества более мелких нитей – фибрилл.
В процессе синтеза сначала образуются одиночные нити коллагена, представляющие собой цепочки, каждая из которых состоит примерно из 1400 аминокислот. Затем эти нити сплетаются в спирали, состоящие из трех нитей, закрученных друг вокруг друга.

Прочность спирали придает последовательность из трех аминокислот, которая повторяется на всем протяжении цепочки – глицин, пролин и гидроксипролин. Глицин – это маленькая аминокислота, образующая первый изгиб спирали. Далее идет гидроксипролин, формирующий второй изгиб, и, наконец, пролин, благодаря которому образуется последний изгиб.
На следующем этапе тройные спирали (проколлаген) выходят из фибробластов в межклеточное вещество дермы. И уже здесь они сплетаются в еще более толстые нити – коллагеновые волокна.

Что представляют собой декорины
Нарушения сборки коллагена кожи могут возникать по разным причинам. Например, это часто случается при дефиците одной из аминокислот - гидроксипролина. Обычно эта аминокислота образуется при присоединении кислорода и водорода к пролину, однако для этого процесса необходим витамин С. Если витамина С недостаточно, возникает нехватка гидроксипролина, что немедленно сказывается на форме коллагеновых спиралей. Именно поэтому в косметические средства для зрелой кожи имеет смысл включать готовый гидроксипролин, равно как и витамин С. 

Но бывает и так, что все аминокислоты на месте, а форма получается неправильной. Недавно ученые разобрались, почему это происходит. 
Оказывается, для того, чтобы сборка спиралей прошла без ошибок, в коже должны присутствовать особые белки - декорины. Они имеют подковообразную форму и могут присоединяться к коллагеновым протофибриллам, направляя их сборку в нужном направлении. Однако с возрастом синтез декоринов в коже нарушается, в результате чего часть из них теряет способность связываться с коллагеном. Именно тогда ошибки в сборке коллагена становятся все более частыми. 

Чтобы проверить предположение о том, что именно декорин отвечает за качество сборки коллагена, ученые взяли отдельные коллагеновые нити и дали им возможность собраться в фибриллы. При этом в одном случае они добавляли к коллагену декорин, а в другом – нет. Оказалось, что те волокна, которые были собраны без декорина, имели неоднородный диаметр и, кроме того, стремились слиться друг с другом, образуя единую массу. С декорином же нити успешно собирались в аккуратные волокна примерно одинакового диаметра.

Опыты с мутантными мышами, у которых в коже отсутствует декорин, явились еще одним подтверждением роли этого белка. Такие мыши характеризуются тонкой, непрочной кожей с пониженной упругостью. Под микроскопом можно видеть, что коллагеновые фибриллы в их коже имеют разную толщину и беспорядочное расположение. 

От белков к пептидам
Косметическая промышленность заинтересовалась декорином сразу же, как только в научной литературе стали появляться первые публикации результатов исследований, подтверждающих роль декоринов в синтезе коллагена. Однако создание косметики на их основе долгое время оставалось трудновыполнимой задачей. 
Во-первых, размеры молекул декоринов слишком велики, чтобы они смогли проникнуть через роговой слой кожи. Кроме этого, возникала проблема стабильности декоринов в косметических композициях, так как не только коллаген, но и любой другой белок имеет определенную форму, определяющую его функции. Потерявший форму белок уже мало на что пригоден. Поэтому ученые пошли по иному пути. 
Вместо того чтобы синтезировать весь белок, они попытались воспроизвести лишь ту его часть, которая отвечает за связывание декорина с коллагеном. В результате было синтезировано 23 коротких фрагмента, состоящих из четырех аминокислот. Далее надо было определить, какой из этих фрагментов (тетрапептидов) будет эффективно связываться с коллагеном. Эксперименты проводились сначала на изолированном коллагене и затем на искусственной коже, содержащей живые фибробласты. 
В итоге был выбран один тетрапетид, состоящий из трех аминокислот, присутствующих в коже человека, и одной синтетической аминокислоты - цитруллина. Этот тетрапептид назвали декоринилом. 

Затем были проведены клинические испытания. В них участвовали сначала три женщины, затем 22 и потом еще 21. Тетрапептид декоринил в концентрации 0.01% наносили на кожу в липосомном препарате два раза в день в течение одного-двух месяцев. По той же схеме равному количеству добровольцев наносили похожий препарат, не содержащий декоринила (плацебо). Изменения оценивались визуально, с помощью приборов, измеряющих упругость кожи, а также посредством изучения под микроскопом кусочков кожи, взятых путем биопсии до и после применения препарата. 
Выяснилось, что у всех женщин в группе плацебо состояние кожи не изменилось. Зато в группе декоринила наблюдалось явное улучшение структуры кожи, она стала более гладкой и упругой. Под микроскопом было видно, что волокна коллагена выглядят более однородными и упорядоченными. Было отмечено также увеличение общего количества коллагена в коже, что говорит о том, что тетрапептид декоринил обладает еще и свойством стимулировать образование коллагена. 

Пептиды – мифы и реальность
Декоринил стал еще одним представителем популярного семейства биологически активных пептидов в косметике. И так как пептиды сейчас овеяны легендами, порожденными воображением авторов рекламных текстов, далеко не все всерьез верят в их эффективность, считая их еще одним мифом, сотворенным для завлечения потребителя. Однако это не совсем верно. В действительности кажущаяся столь невероятной активность пептидов имеет под собой твердую биологическую основу. 

С химической точки зрения пептид – это биологический полимер, построенный из аминокислот. Строго говоря, все построенные из аминокислот полимеры называются пептидами. Однако для простоты большие пептиды, содержащие сотни или даже тысячи аминокислот (полипептиды), обычно называют белками, а маленькие пептиды, состоящие из десятков или даже всего из нескольких аминокислот (олигопептиды) – просто пептидами, часто с приставкой, указывающей на число аминокислот. Например, дипептид (две аминокислоты), трипептид (три аминокислоты), тетрапептид (четыре), пентапептид (пять), гексапептид (шесть) и т. д. 
Каждый белок имеет уникальную последовательность аминокислот, которая определяет его свойства. Средний белок состоит примерно из 500 аминокислот, однако есть и значительно более длинные белки. Пептиды, как уже говорилось, состоят из значительно меньшего количества аминокислот. И если белки в основном выполняют структурную функцию, то на пептиды возложена роль регуляторов. 

О ключах и отмычках
Интересной особенностью всех белков является то, что в процессе выполнения своих функций они, как правило, соединяются с другими белками, образуя сложные комплексы. При этом белковые молекулы соединяются подходящими по форме участками – такую систему называют «ключ-замок». Например, если на одной молекуле есть выпуклость, то соединится с нею только молекула, имеющая впадину. 
Но, как известно любому взломщику, ключ – не единственное, чем можно открыть замок, это можно сделать и отмычкой. При этом отмычка не обязательно должна в точности повторять форму ключа, достаточно, чтобы у них была одинаковая форма бородки. Многие пептиды, применяющиеся сейчас в косметологии, действуют именно по принципу отмычки. Благодаря своей форме они могут занимать место, принадлежащее другому, обычно гораздо более крупному белку. Результатом этого может быть как стимуляция функции, так и ее блокирование. 

Например, пальмитоил пентапептид (matryxil) – пептид, состоящий из пяти аминокислотных звеньев (лизин-треонин-треонин-лизин-серин) - повторяет фрагмент предшественника коллагена типа I (проколлаген I). Оказывается, такая последовательность аминокислот является сигналом, побуждающим клетки кожи увеличить синтез коллагена и некоторых других белков, необходимых для поддержания структуры кожи. А вот другой популярный пептид, ацетил-гекса-пептид (argireline), использующийся для расслабления мимических мышц, напротив, является блокатором. Он занимает место одного из белков, участвующих в передаче нервного импульса, так что белок остается не у дел. В результате импульс не передается и мышца не сокращается. 
Декоринил по своему принципу действия тоже является отмычкой. Соединяясь с молекулами коллагена там, где должен был бы прикрепляться белок декорин, он, как показали эксперименты, прекрасно справляется с работой декорина, направляя спирали проколлагена в нужном направлении. 

Декоринил в косметической практике 
Итак, тетрапептид декоринил является тем косметическим ингредиентом, который способен повышать качество сборки коллагена и предотвращать проблемы, вызванные возрастным снижением уровня декоринов в коже. Это свойство делает его незаменимым практически в любой программе для зрелой и увядающей кожи. Однако наиболее логичным является его применение в программах ремоделирования, направленных на стимуляцию обновления изношенных и поврежденных структур кожи. Так как ремоделирование кожи обязательно включает стимуляцию синтеза коллагена, то введение в состав косметики ингредиента, оптимизирующего процесс сборки коллагеновых фибрилл и улучшающего их качество, существенно повышает эффективность процедуры. 

На сегодняшний день наиболее изученным, удобным и безопасным средством обновления кожи считаются препараты, содержащие альфа-гидроксикислоты (АНА), среди которых наиболее популярны гликолевая и молочная кислоты. Применение этих препаратов полностью научно обоснованно. АНА не сжигают кожу, а но лишь ослабляют сцепление между клетками, ускоряя тем самым их слущивание. Чем выше концентрация альфа-гидроксикислот, тем ближе их действие к «сжиганию» кожи. Мы пропагандируем стимуляцию обновления кожи сравнительно небольшими концентрациями кислот, не вызывающими химического ожога. 
Как известно, процесс омоложения кожи после пилингов напоминает процесс заживления ран, так как под действием кислот происходит не только стимуляция шелушения, но и активизация ферментов и клеток, которые разрушают поврежденный коллаген. Именно после этого начинается синтез нового коллагена и активация деления клеток кожи. 

В нашей практике для стимуляции ремоделирования мы применяем «винный» пилинг, включающий комплекс альфа- и полигидроксикислот, а также натуральный уксус (яблочный, персиковый, абрикосовый). Препарат содержит и натуральные стимуляторы обновления кожи, такие как экстракты семян винограда, граната и имбиря, никотиновую и глутаминовую кислоты. 
После нанесения пилинга кислотный комплекс начинает проникать в кожу, растворяя сцепления между клетками рогового слоя, повышая проницаемость кожи, активируя ферменты и клетки, участвующие в ремоделировании. Использование обновляющего комплекса с декоринилом сразу после пилинга стимулирует образование качественного коллагена благодаря повышенной проницаемости кожи. Это позволяет доставить пептид в глубину кожи, где он наиболее полезен. 

В препаратах, использующихся в нашей практике, декоринил сочетается с другими ингредиентами, способствующими более эффективному обновлению кожи, такими как масло черной смородины в нанокапсулах (снабжает кожу омега-6 и омега-3 жирными кислотами). При этом нанокапсулы не только обеспечивают эффективную доставку масла черной смородины к клеткам, но и улучшают проникновение других активных ингредиентов в кожу. Также способствуют ее обновлению осетровая икра, богатая факторами роста, альфа-липоевая кислота, являющаяся универсальным антиоксидантом, витамин С. 
Полезно дополнить процедуру препаратом, содержащим аминокислоту гидроксипролин, так как именно ее коже часто не хватает для эффективного синтеза коллагена. 

Следует учитывать, что для эффективного контроля качества коллагена необходимо поддерживать нужную концентрацию декоринила в коже, по крайней мере, в течение двух недель после процедуры. Поэтому препараты, содержащие этот пептид, должны быть обязательным компонентом домашнего ухода. Для оптимального результата рекомендуется проведение курса пилингов с последующим нанесением пептида декоринила (4 до 10 процедур в зависимости от состояния кожи клиента). 

Таким образом, можно констатировать, что тетрапептид декоринил является перспективным косметическим ингредиентом, поскольку не только стимулирует синтез коллагена, но и обеспечивает правильное формирование коллагеновых фибрилл. Это свойство наиболее полезно в программах ремоделирования кожи, которые направлены на усиление синтеза нового коллагена. 
В нашей практике мы успешно применяем этот ингредиент после химических пилингов. Для повышения эффективности синтеза коллагена используются также препараты, содержащие аминокислоту гидроксипролин, витамин С и натуральные стимуляторы обновления кожи, выделенные из растений. Все это позволяет добиться существенного улучшения внешнего вида и состояния стареющей кожи, не прибегая при этом к агрессивным и рискованным воздействиям. 

Препараты с декоринилом особенно показаны людям, имеющим деликатную чувствительную кожу, склонность к куперозу и другие проблемы, исключающие применение пилингов с высокой концентрацией кислот и другие агрессивные процедуры. 


Анна Марголина, к. б. н.
Полина Штейман, директор отдела стратегии и развития Magiray Cosmetics (Израиль)