-–убрики

 -‘отоальбом

‘отоальбом закрыт дл€ неавторизованных. «арегистрироватьс€!

 -ѕоиск по дневнику

ѕоиск сообщений в -SAHARA-

 -ѕодписка по e-mail

 

 -—ообщества

”частник сообществ (¬сего в списке: 1) “емы_и_схемы

 -—татистика

—татистика LiveInternet.ru: показано количество хитов и посетителей
—оздан: 06.10.2010
«аписей: 5316
 омментариев: 15535
Ќаписано: 32900


 ак кожа заботитс€ об организме. »нтересное.

ѕонедельник, 28 ќкт€бр€ 2013 г. 15:14 + в цитатник

 ќчень познавательна€ стать€. ѕригодитс€ мыловарам и кремоделам. »сточник.

кандидат технических наук ≈. ¬. ћоскалЄв

 ак кожа заботитс€ об организме

≈сть контакт

ќпасные химические вещества окружают нас повсюду, а между тем человек редко обращает на них внимание: ведь его тело с головы до п€т покрыто кожей. Ётот важный орган прекрасно справл€етс€ со своей защитной функцией, и исследовател€м конечно же интересно, как ему удаЄтс€ создавать барьер между окружающей средой и живыми клетками органов и тканей.

—хема воздействи€ химических веществ на кожу
–ис. 1.  —хема воздействи€ химических веществ на кожу.

Ќапомним, что кожный покров состоит в основном из трЄх слоев. ¬ерхний — это условно мЄртвые клетки: обезвоженные, они тем не менее дышат, в них функционируют некоторые ферменты. ¬ клетки верхнего сло€ превращаютс€ с течением времени живые клетки эпидермиса, которые лежат ниже. ј глубже всех находитс€ дерма — базовый слой, пронизанный микрососудами и капилл€рами.

ѕроцесс воздействи€ веществ на кожу схематически представлен на рис. 1. ѕод „химикатами из окружающей среды“ каждый читатель может понимать то, что попадает на его руки чаще всего: автолюбители — бензин и масла, домохоз€йки — моющие средства, садоводы — удобрени€ и пестициды.

—тупенчата€ защита

’имические компоненты, контактирующие с кожей, в первую очередь воздействуют на ороговевшие кожные чешуйки, у которых есть сво€ функци€: они закрывают проходы в межклеточное пространство. Ќе вс€кому веществу, адсорбировавшемус€ на них, удаЄтс€ преодолеть это преп€тствие, тем более что сразу под верхним слоем кожи находитс€ эффективный барьер, мешающий проникновению воды (а значит, и растворЄнных в ней веществ) в тело. Ёто межклеточный слой жироподобных соединений — липидов, толщиной примерно 0,02 микрона.

»зменение значени€ рЌ по толщине кожи
–ис. 2.  »зменение значени€ рЌ по толщине кожи:1) верхний слой; 2) барьерна€ зона; 3) эпидермис;4) кровеносные сосуды; 5) дермис.

Ќаличие такого барьера подтверждают измерени€ рЌ кожи: в процессе погружени€ в неЄ электрода этот показатель мен€етс€ очень существенно. ≈сли на поверхности значение рЌ близко к 6,0 (слабо кисла€ среда), то на границе с эпидермисом оно снижаетс€ до 4,5 (рис. 2), потому что в составе липидов есть остатки жирных кислот. ≈сли же погрузить электрод ещЄ глубже, реакци€ среды вновь становитс€ близкой к нейтральной: рЌ достигает величин 7–7,5. “акова особенность нормальной кожи, хот€ вообще-то еЄ рЌ — очень нестабильный и чувствительный параметр: он мен€етс€ от механического воздействи€, влажности воздуха или облучени€ кожи ультрафиолетом.

ј то, что именно липиды преп€тствуют проникновению воды внутрь, можно подтвердить экспериментально. ƒл€ этого на поверхность нормальной кожи нанос€т водный раствор иодистого натри€, в состав которого входит радиоактивный изотоп 131I. «а проникновением ионов иода (а значит, и молекул воды) в глубь эпидермиса можно следить с помощью микродозиметра. ≈сли обработать один участок поверхности тела эфиром, в котором липиды хорошо раствор€ютс€, а другой оставить нетронутым, то видно, что изотоп иода проникает в толщу кожи на этих участках с разной скоростью (рис. 3). ќбезжиренна€ кожа через час впитает в себ€ до 40% растворЄнного изотопа, а через шесть часов — 80%, в то врем€ как даже за восемь часов сквозь необработанную поверхность ионы иода, а следовательно, и молекулы воды в эпидермис практически не проникнут.

»зменение содержани€ ионов иода в эпидермисе
–ис. 3.  »зменение содержани€ ионов иода в эпидермисе: 1) нормальна€ кожа; 2) кожа, обезжиренна€ эфиром.

¬ общем, слой межклеточных липидов — преп€тствие действительно серьЄзное. ќднако если он нарушен, то любой химикат может проникнуть сквозь наружные чешуйки и заполнить поры в межклеточном пространстве эпидермиса, использу€ в том числе и обходные пути — волос€ные фолликулы, протоки потовых и сальных желЄз (рис. 4).

„то же происходит, когда „химикату из окружающей среды“ удалось преодолеть первое преп€тствие?

¬ещества, воздействующие на кожу, можно разделить на гидрофильные, которые менее опасны дл€ неЄ, и гидрофобные — они проникают через кожу лучше, так как преодолевают липидный барьер без особых проблем.

√идрофильные вещества, проникшие в глубокие слои эпидермиса и достигшие кровеносных сосудов дермы, обычно вывод€тс€ из организма с мочой через почки. —ама кожа в их обезвреживании почти не участвует, если, конечно, эти вещества не относ€тс€ к химически агрессивным: сильные кислоты или щЄлочи, как известно, вызывают ожоги любых тканей, и первой от них страдает кожа, защища€ лежащие под ней слои.

—хема прохождени€ химических веществ через кожу
–ис. 4.  —хема прохождени€ химических веществ через кожу (на примерекомпонентов крема).

≈сли же мы имеем дело с менее едким веществом, то за его судьбой в толще кожи можно проследить. ¬ качестве примера возьмем нитроглицерин — действующую основу специального лечебного пластыр€.  огда это вещество помечено изотопом 14—, его с лЄгкостью вы€вл€ют в различных биологических жидкост€х. Ќаложив пластырь на кожу и сделав затем анализы крови и мочи, удалось установить, что в плазму крови попадает примерно 87% изотопа, а с мочой выводитс€ около 82%. »з этого следует, что клетки кожи перерабатывают только 10–15% лекарственного препарата, а в кров€ном русле вступает в метаболизм не более 5% вещества.

ћного это или мало — 10–15%? ≈сли конечные продукты метаболизма идут на обновление структур клеток или, по крайней мере, нетоксичны, то всЄ в пор€дке. ј вот когда в коже „застревает“ 10–15%, скажем, €дохимиката, это может сказатьс€ на ней не лучшим образом: если вещество или продукты его метаболизма токсичны, раздражени€, а то и €зв не избежать.

ќднако гидрофильные вещества — это ещЄ полбеды. ћало того что гидрофобные соединени€ без труда преодолевают липидный барьер, так ещЄ и боротьс€ с агрессивными молекулами приходитс€ в основном нашему покровному органу. √лавную роль играют здесь ферменты — монооксигеназы, содержащиес€ в эпидермисе. ќни пытаютс€ окислить непрошеных гостей так, чтобы у молекул по€вились гидроксильные группы и они стали гидрофильными.

≈сли это не удаЄтс€, то в результате метаболизма с этими веществами протекает р€д реакций с образованием азот- или серосодержащих соединений. ћногие химические продукты, например пестициды, накапливаютс€ при этом в коже и могут стать потенциальными источниками еЄ разрушени€, аллергии и других патологий.

ѕреимущества трансдермальной терапии

Ёксперименты, которые позволили разобратьс€ в механизмах, обеспечивающих защитную функцию кожи, привели к созданию нового направлени€ в способах приЄма лекарств — трансдермальной терапии.

–аньше лекарства наносили на кожу в основном дл€ того, чтобы лечить еЄ самоЄ (напримерпри экземах), но позднее стало пон€тно: кожный покров — прекрасный путь доставки многих лекарственных веществ. ќсобенно он эффективен, когда требуетс€ создать их высокую концентрацию в какой-токонкретной зоне, например при бол€х в суставах, поражЄнных артритом.  роме того, при введении через кожу лекарство не раздражает пищеварительный тракт, а значит, снижаетс€ риск по€влени€ внутренних кровотечений. Ѕолее того, иногда при новом способе доставки веществ удаЄтс€ обойти даже печень, что тоже немаловажно: орган, одна из главных задач которого состоит в детоксикации организма, при оральном введении разрушает некоторые лечебные компоненты так быстро, что по адресу они почти не попадают.

»зменение концентрации лекарства в организме при оральном (1) и трансдермальном (2) приЄме
–ис. 5.  »зменение концентрации лекарства в организмепри оральном (1) и трансдермальном (2) приЄме.

ѕервые промышленные трансдермальные лекарства по€вились в конце 70-х годов. ќни служили дл€ предупреждени€ инфаркта, и делали их как раз на основе нитроглицерина, скорость выделени€ которого через мембрану с мелкими отверсти€ми (0,2–0,5 микрон) удавалось контролировать. ѕодобные пластыри оказались удобными дл€ пациентов: нитроглицерин в таблетках часто вызывает нежелательные побочные эффекты, поэтому его принимают с большой осторожностью даже те, кому он действительно необходим. Ѕолее того, при новом способе введени€ правильно дозировать этот препарат оказалось проще.

ѕри традиционном оральном введении концентраци€ лекарства в плазме крови больного мен€етс€ от максимума вскоре после приЄма таблетки, до значений, близких к нулю перед следующим приЄмом (рис. 5). ѕримен€€ лекарственный пластырь, подобных скачков можно избежать: поскольку вещество поступает в кровь постепенно, его концентраци€ в кров€ном русле всегда остаЄтс€ в заданной терапевтической зоне. ѕередозировки или падени€ концентрации до слишком низкого уровн€ не происходит.

Ћекарство, похожее на крем

„то и говорить, лечебный пластырь — вещь удобна€. ќднако дл€ большинства лекарств, как и дл€ других веществ, кожа — барьер почти непреодолимый. Ћишь природные алкалоиды, такие, как никотин, почти не замечают его и беспреп€тственно всасываютс€ через кожу в кровь (кстати, именно на этом эффекте основано действие знаменитого антиникотинового пластыр€, который многим помог бросить курить). „тобы ввести таким способом вещество другой природы, приходитс€ про€вить изобретательность — не случайно трансдермальные лекарства по своей консистенции, а во многом и по составу похожи на косметические кремы. ¬едь и те и другие разрабатывают специалисты, хорошо изучившие особенности кожи.

¬ зависимости от того, какие именно вещества предлагают коже и от того, какой ткани они адресованы, лекарственные компоненты „упаковывают“ немного по-разному. “ем не менее практически все кремы представл€ют собой эмульсии одного из двух типов: масла в воде или воды в масле. ј чтобы они не расслаивались, в рецептуру включают поверхностно-активные вещества (ѕј¬).

¬прочем, у ѕј¬ в качестве составл€ющих крема есть и друга€ функци€: они воздействуют на проницаемость клеточных мембран и, следовательно, вли€ют на дыхание и питание клеток.  роме того, присутствие ѕј¬ уменьшает поверхностное нат€жение воды в коже, что позвол€ет водорастворимым компонентам крема лучше проникать к живым клеткам эпидермиса и взаимодействовать со структурами, участвующими в регул€ции синтеза внутриклеточных и межклеточных липидов.

¬ли€ние коллоидной структуры крема на проницаемость кожи дл€ тетрациклина
–ис. 6.  ¬ли€ние коллоидной структуры крема на проницаемость кожи дл€ тетрациклина: 1) микроэмульси€ 2) гель 3) крем.

—уществует множество поверхностно-активных веществ, и все они ведут себ€ в составе эмульсии несколько по-разному, особенно в сочетании друг с другом. Ёта особенность ѕј¬ позвол€ет подбирать варианты, которые способны обеспечить оптимальный перенос лекарств. ѕримером, на котором хорошо видно, как соотношение между двум€ ѕј¬ в рецептуре вли€ет на процесс диффузии в коже, может служить перенос в еЄ глубокие слои известного антибиотика тетрациклина (рис. 6). ќн обладает флуоресцентными свойствами, и за проникновением вещества вглубь наблюдают по интенсивности свечени€ различных слоЄв кожи в ультрафиолетовом свете.

»змен€€ соотношение между двум€ эмульгаторами, на основе масла и воды готов€т композиции с различными коллоидными структурами. ¬ зависимости от размера частиц эмульсии такие композиции условно называют кремом (среднийразмер частиц около 100 мкм), гелем (10 мкм) или микроэмульсией (0,1 мкм). –езультаты исследований, представленные на рис. 6, убедительно показывают, что чем мельче частицы в составе косметического или лечебного крема, тем лучше проникают они в глубокие слои кожи и тем эффективнее перенос лекарства.

ѕоследним научным достижением по доставке полезных компонентов крема и лекарств через все кожные барьеры стала упаковка их в липосомы (см. „’имиюи жизнь“, 1999, є 1), которые часто действуют не только как носители, но и как активные ингредиенты. Ёти крохотные шарики состо€т из молекул, ориентированных своими пол€рными „головками“ в водную среду, а нейтральными „хвостами“ к жирорастворимым веществам или друг к другу. Ѕлагодар€ такой особенности молекул с помощью липосом удобно эмульгировать нерастворимые в воде компоненты крема без применени€ других органических веществ и при необходимости капсулировать водорастворимые лекарства и увлажнители.

—ами липосомы можно разделить на три основные группы: в первую вход€т липосомы, состо€щие из фосфолипидов (например, фосфолипидов сои или €ичного желтка), во вторую — катионные липосомы, образованные молекулами длинноцепочечных алифатических аминов (—12 — —22 ), содержащих две или три гидроксильные группы.   третьей группе относ€т неионные липосомы (ниосомы) — чаще всего это продукты взаимодействи€ неионных ѕј¬(например, несущих полиоксиэтиленовые цепи) с холестеролом. “ак что у производителей кремов имеетс€ богатый выбор „упаковочного материала“ дл€ лекарств, витаминов, масел и водных экстрактов, которые требуетс€ доставить в глубокие слои кожи или даже сквозь неЄ.

Ѕег с преп€тстви€ми

 огда вещества лечебного пластыр€ или крема контактируют с живыми клетками эпидермиса, они запускают сразу несколько различных процессов. ¬ частности, густой крем или мазь закупоривает поры, затрудн€€ воздушное дыхание клеток, и тогда они начинают потребл€ть энергию в анаэробном режиме. Ёто способствует накоплению в клетках молочной кислоты (как в мышцах бегуна на длинной дистанции), а еЄ избыток, в свою очередь, смещает внутриклеточный рЌ в сторону более низких значений. ѕри снижении рЌ ионные насосы в мембране клеток активизируютс€, а значит, усиливаетс€ приток к этим клеткам новых питательных веществ, причЄм как изнутри, так и снаружи. ¬ результате клетки станов€тс€ способны усваивать компоненты крема или лекарство.

—хема распределени€ потоков воды в коже: а) открытый участок б) участок, покрытый слоем крема
–ис. 7.  —хема распределени€ потоков воды в коже:а) открытый участок б) участок, покрытый слоем крема.

ѕроцесс будет протекать более эффективно, если кожа хорошо увлажнена, или, как говор€т специалисты, гидратирована. —лой крема или пластырь решают и эту проблему — ведь они измен€ют процесс испарени€ воды с поверхности тела (рис. 7). —корость выделени€ пота уменьшаетс€, и собравшиес€ в капилл€рах капельки распредел€ютс€ в межклеточном пространстве эпидермиса.

— токсикологической точки зрени€ это, правда, не особенно хорошо, зато компоненты крема начинают активнее проникать в толщу кожи. ѕока относительна€ влажность кожи невысока, вода сорбируетс€ в област€х, где больше пол€рных функциональных групп(напримерпептидных), а при более высокой влажности она образует тонкие плЄнки и включаетс€ в виде кластеров в белковые структуры. ѕри избытке межклеточной влаги вода проникает сквозь оболочку клетки внутрь (осмотический эффект), клетка расшир€етс€ и продолжает увеличиватьс€ в объЄме до тех пор, пока снова не наступит равновесие между давлением изнутри и снаружи. —тепень набухани€ клетки зависит от способности содержащихс€ в ней веществ адсорбировать воду, а также от эластичности оболочки. √идратаци€ кожи создаЄт благопри€тные услови€ дл€ доставки к живым клеткам лекарств и питательных веществ извне.

 оэффициент диффузии веществ в гидратированной коже больше, чем в сухой, а следовательно, выше скорость прохождени€ сквозь покровы компонентов крема и лекарств.

Ѕарьерный слой кожи представл€ет собой двухфазную систему, состо€щую из гидратированного сло€ и лежащего под ним сло€ липидов. ѕри этом непол€рные компоненты крема (масла и некоторые витамины) раствор€ютс€ в непол€рной липидной матрице и диффундируют в ней. ѕол€рные вещества(водагликоли) проход€т через водные слои, но диффузи€ водорастворимых веществ сильно затруднена. ¬едь свободной воды в коже практически нет, она включена, как правило, в белковые структуры. ќтсюда следует, что без хорошей гидратации белков пользы от водорастворимых компонентов крема будет немного. Ёто свидетельствует о важной роли ѕј¬ и других органических компонентов с небольшой длиной цепи в составе композиции.

ѕроника€ в глубокие слои кожи, компоненты крема могут оказывать пр€мое стимулирующее воздействие на клетки и сосуды, причЄм иногда вещества, составл€ющие композицию, действуют как бы поодиночке, а иногда желаемый эффект достигаетс€ только в результате их совместного вли€ни€. ѕродукты, которые не усваиваютс€ клетками кожи и не вступают ни в какие реакции после попадани€ в кров€ное русло, удал€ютс€ затем через почки, лимфатическую систему, потовые и сальные выделени€.

’орошо ли нашей коже?

¬ общем нет никаких сомнений, что кожа защищает организм от агрессивных внешних воздействий и в то же врем€ иногда помогает доставл€ть внутрь лекарственные вещества. Ќо дл€ того чтобы она могла хорошо справл€тьс€ с этими задачами, следует позаботитьс€ о самой коже, учитывать еЄ строение и особенности функционировани€ при разработке рецептуры кремов и особенно лечебных пластырей.

»нфракрасный спектр кожи человека
–ис. 8.  »нфракрасный спектр кожи человека.

ќ состо€нии кожного покрова можно судить, например, по инфракрасным(» ) спектрам (рис. 8). “ак, широка€ полоса поглощени€ в зоне частот около3300 см –1 может рассказать о степени гидратации кожи, интенсивные пики между 3100 и 2700 см –1 характеризуют колебани€ —–Ќ-св€зей и служат важным индикатором состо€ни€ липидного сло€ — степени его упор€доченности или дезорганизации. ќбласть спектра между 1800 и 1000 см –1 отражает особенности амидных св€зей белков — здесь наиболее сильно выражены колебани€ —=ќ– (1650 см –1 ) и N–Ќ-св€зей (1550 см –1 ). ѕоглощение в диапазоне частот от 1200 до 1000 см –1 характеризует колебани€ —–—-св€зейлипидных цепей.

ѕо интенсивности пиков » -спектров, а также по их смещению можно делать выводы о состо€нии кожи после различных физических или химических воздействий на неЄ. ќднако это предмет размышлений дл€ специалистов. „то же касаетс€ повседневной жизни, то в соответствии со схемой на рис. 1читател€м журнала рекомендуетс€ контактировать только с полезными(и при€тными) химическими веществами. ћожно пользоватьс€ косметическими средствами, если есть необходимость — примен€ть трансдермальные лекарственные формы, но по мере сил следует избегать контактов с агрессивными „химикатами из окружающей среды“. ќсобенно нежелательно их воздействие на кожу сразу после использовани€ питательных кремов — ведь косметические композиции повышают проницаемость кожи дл€ самых разных веществ. ѕренебрегать специальными средствами защиты в подобной ситуации ни в коем случае не следует.

„’ими€ и жизнь — XXI век“

–убрики:   осметика своими руками
ћетки:  
ѕонравилось: 3 пользовател€м

 

ƒобавить комментарий:
“екст комментари€: смайлики

ѕроверка орфографии: (найти ошибки)

ѕрикрепить картинку:

 ѕереводить URL в ссылку
 ѕодписатьс€ на комментарии
 ѕодписать картинку