В организме человека можно встретить практически все существующие в природе микроэлементы. В чем их важность? Они входят в состав целого ряда биологически активных веществ — ферментов и гормонов, участвуют в регуляции множества жизненно-важных биохимических реакций и процессов, которые непрерывно происходят в организме человека.
Микроэлементы являются активаторами протекания той или иной биохимической реакции, коферментами. То есть, в отсутствии определенного микроэлемента реакция либо не пройдет, либо пройдет неправильно. Хронический дефицит важных микроэлементов может привести к тяжелым гормональным нарушениям. Гормоны синтезируются в организме. Чтобы синтез гормонов шел правильно, организму нужны определенные комбинации микроэлементов. А микроэлементы можно получить исключительно извне: с пищей, медицинскими препаратами и трансдермально. Последний способ интересен как с точки зрения решения эстетических проблем, так и для снабжения организма важными микроэлементами.
В организме микроэлементы выполняют две основных функции. Первая функция – катализатор биохимических реакций, вторая – необходимые компоненты структуры различных веществ организма: костей, зубов, волос, гормонов щитовидной железы, красных кровяных телец, основных фибриллярных белков кожи и проч.
Важно учитывать, что микроэлементы могут действовать как синергитически, так и антагонистически. В частности, избыток одного микроэлемента может вызвать дефицит другого. Следовательно, при создании косметических продуктов для микроэлементной коррекции возрастного увядания кожи необходимо учитывать оптимальное соотношение между отдельными микроэлементами.
Клеточная биотехнология давно установила факт, что неорганические соли, вводимые в питательные среды в определенных соотношениях, являются такими же важными питательными ингредиентами, как аминокислоты, витамины и углеводы. Например, в питательных средах, не содержащих ионы Na, K, Ca и Mg, клетки не будут делиться и развиваться, как и при отсутствии других питательных ингредиентов.
Какие же концентрации микроэлементов в косметических продуктах следует взять за основу?
Кандидат химических наук, А.Н. Децина, в монографии «Теория мягких косметических воздействий. Современная косметология» (2001 г., Новосибирск) указал на необходимость одновременного присутствия в питательных косметических композициях всех важнейших микроэлементов (Na, K, Ca и Mg), и в соотношениях, аналогичных плазме крови.
Возникает вопрос, а какова проницаемость через неповрежденную кожу микроэлементов в водном растворе?
Если предположить, что они все проникнут вглубь кожи, то тогда приведенное выше утверждение кажется весьма разумным и для водных вытяжек растительно-минеральных комплексов.
А что говорит на этот счет бальнеотерапия? И какова проницаемость кожи для микроэлементов?
Данная тема подробно изложена в монографии Улащика В.С. «Трансдермальное введение лекарственных веществ и физические факторы», Изд-во Белорусская наука, 2017 год.
Начнем с того, что раньше считалось, что кожа человека и высших животных непроницаема для воды. Возможность проникновения воды через неповрежденную кожу внутрь была установлена после использования в экспериментах воды, меченой дейтерием и тритием. По данным G. Stuttgen, количество воды, проникающей через барьерную зону эпидермиса, составляет 5 мг/100 см2 в минуту.
Используя радиоактивные изотопы натрия, калия, брома и фосфора, R. Т. Tregear установил, что эти вещества проникают через неповрежденную кожу кроликов, свиней и человека. При этом через кожу человека этих веществ проникало в 30-50 раз меньше, чем через кожу кроликов, и в 6-31 раз меньше, чем через кожу свиней. Существенных различий в проникающей способности изученных ионов не наблюдалось, а степень проницаемости живой кожи не отличалась от изолированной.
В настоящее время установлено проникновение через неповрежденную кожу многих веществ: борная кислота, торий, хлористое железо, хлористый натрий, сернокислый калий, хлористый кальций, йод, фосфорнокислый натрий, сернокислый натрий, другие анионы и катионы, многие металлы.
А что, если кожа повреждена?
Отделение ороговевшей части эпидермиса липким пластырем повышает проницаемость кожи в 3 раза по сравнению с неповрежденной кожей. Различные повреждения кожи, даже невидимые под световым микроскопом, способствуют увеличению проникновения, например, газов из внешней среды через кожу в организм.
Согласно данным А. А. Козяра, из сероводородной ванны концентрацией 100 мг/л за 15 мин в организм человека поступает около 80 мг серы, т. е. незначительная часть от содержащейся в воде ванны. Важно подчеркнуть, что основная часть поступившей в организм серы, как и других химических компонентов ванны, накапливается в коже. Это дает основание считать кожу критическим органом, обеспечивающим действие бальнеопроцедур на организм.
Кожа – метаболически активный орган, который выполняет ряд очень важных функций:
- регуляция температуры;
- защита внутренних органов от повреждений;
- предохранение организма от обезвоживания;
- барьерные функции;
- синтез гормональных соединений;
- передача различных ощущений в мозг с помощью рецепторов;
- выделение продуктов обмена веществ: мочевая кислота, соль, холестерин и др.;
- отражение состояния внутренних органов.
Кожа нуждается в микроэлементах. В решении эстетических проблем принципиальное значение имеет действие микроэлементов на механизмы зарождения и развитие патогенетических процессов в коже.
Попробуем спроецировать вышеприведенные данные на обоснование эффективности растительно-минеральных композиций – Zеомасок Zerapy – для применения методом аппликаций на кожу лица, шеи и декольте.
Будем опираться на следующие установленные данные:
- для нормального развития клеток кожи необходимы одновременно ионы Na, K, Ca и Mg
- количество воды, проникающей через барьерную зону эпидермиса, составляет 5 мл/100 см2 в минуту
- ионы металлов проникают через неповрежденную кожу
- из сероводородной ванны концентрацией 100 мг/л за 15 мин в организм человека поступает около всего 80 мг серы
- основная часть поступившей в организм серы, как и других химических компонентов ванны, накапливается в коже
- отделение ороговевшей части эпидермиса липким пластырем повышает проницаемость кожи в 3 раза по сравнению с неповрежденной кожей
- содержание микроэлементов в плазме крови
- площадь кожи человека среднего телосложения составляет 1,8-2,0 м², а с учетом общей площади фолликулов, сальных и потовых желез – 30 м²
- площадь кожи головы и шеи составляет у человека нормального телосложения около 9%, площадь кожи лица и шеи составляет, соответственно 5,5 % или 1,65 м².
Учитывая вышеперечисленные факты, для количественной грубой оценки микроэлементов, которые попадут в кожу после аппликации Zеомасок на кожу лица и шеи в течение 15 минут во влажном состоянии примем за основу такие соображения:
- верхняя граница количества ионов, попавших в кожу после 15 минутной аппликации
не может превышать количества ионов в разовой порции Zеомаски.
- максимальную разовую порцию примем за 6 грамм, количество воды для разведения примем за 20 мл
- обработка кожи Zепудрой увеличивает проницаемость кожи на 50%
- минимальное количество ионов составляет 5,5/100 от максимального количества
Согласно протоколам количественного химического анализа образцов восьми Zеомасок их микроэлементный состав представлен достаточно широко. Результаты (г/т) представлены в таблице №1 и таблице №2.
Метод анализа – атомно-эмиссионный спектральный.
Аппаратура – спектрометр фирмы “Thermo Scientific”, iCAP-6500.
Аналитическая лаборатория ИОХ им А. В. Николаева СОРАН.
* – погрешность характеризуется относительным стандартным отклонением единичного определения не более 10%. Экстракты имеют сложный матричный состав образца, сильные спектральные влияния.
Один грамм образца помещали в пробирку, добавляли 11 мл деионизованной воды, нагревали на водяной бане при температуре 90 оС в течение 5 мин, после охлаждения до комнатной температуры образцы центрифугировали и отбирали 3-5 мл экстракта.
В таблице 3 представлена оценка максимального, минимального и среднего значения величины микроэлементов, которые могут попасть в кожу за одну процедуру. Здесь же представлены референсные значения микроэлементов в плазме крови.
В таблице 4 представлены данные о суточной потребности организма в микроэлементах и содержание микроэлементов в организме.
Как видно из таблицы №4, наиболее значимые концентрации в плазме крови представлены микроэлементами Na, Ca, K, Mg, P, Zn и Fe. Здесь же представлена грубая средняя оценка количественных значений вышеуказанных микроэлементов, которые могут проникнуть в структуру кожи. Как можно видеть, все значения не превышают физиологическую норму.
Для подобного анализа для микроэлементов Si, Mo, Mg, Li, Cu, Ba, B и Ag следует учитывать данные по их суточной потребности и общем содержании в организме. Причиной такого подхода является тот факт, что в крови концентрация некоторых из них очень мала, а суточная доза и содержание их в организме существенно.
Как следует из таблицы №4, средняя грубая оценка этих проникающих в кожу микроэлементов если и превышает суточную потребность того или иного элемента, то весьма незначительно. При этом содержание данного элемента в организме выше на один-два порядка. Это позволяет сделать вывод о том, что микроэлементный состав Zеомасок является физиологически сбалансированным и не может оказывать токсическое действие на организм.
Вышеприведенная информация в таблицах №1 и №2 подтверждает также физико-химическую безопасность Zеомасок в отношении мышьяка и ртути, а содержание Ва весьма несущественно.
Микроэлементы в составе Zеомасок оказывают направленное действие на устранение различных нарушений работы кожи, они создают физиологическую основу для функционирования тканей и восстанавливают баланс между основными биохимическими процессами.
Что обычно вызывает беспокойство по поводу внешнего вида? С какими проблемами чаще всего обращаются к врачам дерматологам-косметологам?
Это:
- возрастные изменения;
- нарушение пигментации;
- купероз;
- целлюлит и локальные жировые отложения, растяжки;
- акне, расширенные поры, комедоны;
Коррекция возрастных изменений.
Подробный анализ по использованию микро- и макроэлементов в косметологии приведен в статье «Микроэлементы в программах коррекции эстетических проблем лица и тела», врачом дерматологом-косметологом, преподавателем УМЦ «Мартинекс», Соболевой В.И.
Для коррекции признаков возрастного увядания требуется противостоять деградации структуры соединительной ткани, снижать последствия УФ-излучения и оксидативного стресса, улучшать васкуляризацию, иннервацию и трофику тканей кожи для стимуляции процессов регенерации, роста и деления клеток.
Кремний, магний, серебро.
В организме человека содержится 7 грамм кремния, который не концентрируется ни в каком конкретном органе тела — содержится в основном в соединительных тканях и коже. Компонент необходим для синтеза коллагена и эластина. Коллаген действует как каркас и обеспечивает поддержку тканей, а эластин придает тканям эластичность. Таким образом, для восстановления структуры соединительной ткани кремний является очень важным микроэлементом. Кремний противостоит гликированию белков – процессу, который во многом определяет повреждение тканей кожи. Кремний помогает восстанавливаться женской коже, поврежденной солнцем, и замедляет старение. Кремний способствует установлению некоторого баланса между активностью коллагеназы и эластазы и биосинтезом гликзаминогликанов.
Есть также предположения, что кремний контролирует метаболизм магния, при дефиците ионов которого замедляется синтез коллагена и эластина, а активность ферментов, способствующих деградации внеклеточного матрикса, увеличивается, в результате чего нарушается баланс синтеза/распада важных структурных белков кожи.
Улучшению процессов регенерации и заживления способствуют ионы серебра, обладающего бактерицидным действием. Ионы серебра, взаимодействуя с белками тканей кожи образуют альбуминаты серебра. После чего из альбумината восстанавливается металлическое серебро, действие которого приводит к нарушению метаболических процессов в микробной клетке. Этот механизм определяет противовоспалительное действие серебра.
Селен, медь, марганец, германий.
Фотоповреждение и оксидативный стресс являются одной и основных причин появления признаков старения. Это можно считать общепризнанным специалистами фактом. Для борьбы со свободными радикалами необходимо использовать микроэлементы с антиоксидантным действием. Это важно еще и потому, что они проявляют синергию с витаминами-антиоксидантами. Например, селен работает с витамином Е, ингибируя процессы свободнорадикального окисления, активизируя антиоксидантную систему защиты и восстановление иммунного статуса кожи. Он входит в состав глютатионпероксидазы – важнейшего антиоксидантного фермента, нейтрализующего свободные радикалы.
Медь и марганец также действуют как антиоксиданты, поскольку являются компонентами многих клеточных ферментов, включая супероксиддисмутазу, обезвреживающую свободные радикалы. Марганец нужен нашему организму еще и для того, чтобы в полной мере использовались витамины C, Е и витамины группы B. Кроме того, марганец входит в состав глюкозамина — основного строительного материала для соединительной ткани.
Германий активирует иммунную систему, нейтрализует свободные радикалы, способствует выведению токсинов, ослабляющих иммунитет, участвует в переносе кислорода к тканям и стимулирует его выработку в клетках. Это уникальный микроэлемент, способный присоединить к себе шесть молекул кислорода.
Фосфор, сера, калий, магний.
В настоящее время выделяют два типа старения кожи: внутреннее (хронологическое) и внешнее (фотостарение). Каждый из видов имеет свои морфологические особенности. Считается, что в отличие от хронологического старения, представляющего собой генетически детерминированный процесс, фотостарение напрямую зависит от степени воздействия УФО и генетически предопределенной степени пигментации. Несмотря на различные причины, оба типа старения имеют общие фундаментальные механизмы, связанные с нарушением обмена коллагена – основного структурного компонента кожи. Продукция коллагена в коже пожилых людей по сравнению с молодыми людьми снижается в среднем на 75%, а уровень деградации коллагена (как и при фотостарении) повышается на 75%. Отмечается одновременное снижение содержания коллагена I и III типов, уменьшение соотношения количества III типа коллагена к коллагену I типа, коррелирующее с возрастом человека. Установлено, что в основе процессов старения кожи лежат фундаментальные изменения, связанные с основной клеточной популяцией дермы - фибробластами: их количеством и функциональной активностью. В то же время роль изменений вегетативной нервной системы в старении организма в целом только начинает изучаться. Взаимосвязь возрастных изменений кожи и иннервирующих ее структур нервной системы не исследована, не смотря на то что ее трофическая функция является общеизвестной. В работе «Возрастные морфологические изменения в коже и трофическая функция тройничного нерва» к.м.н. Коломийцева А.К. и Базилевич А.В. (кафедра патологической анатомии, Ростовский государственный медицинский университет) выявлено уменьшение количества нейронов в ядрах тройничного нерва с увеличением возраста. Подтверждено также, что в процессе старения организма в коже отмечается нарастание процессов атрофии, выраженное в уменьшении количества клеточных элементов. Выявленная коррелятивная связь между уменьшением количества клеток тройничного нерва и снижением количества клеток в иннервируемых участках кожи является статистически более выраженной по сравнению с возрастными корреляциями, в связи с чем ее можно считать одним из механизмов реализации старения как системного процесса.
С возрастом также отмечается снижение интенсивности пластических процессов (рост, размножение, синтез). В связи с этим, использование для коррекции возрастных изменений микроэлементов, улучшающих трофические процессы, является обоснованным.
Сера входит в состав метионина, цистина и цистеина; она необходима для синтеза белков соединительной ткани. Этот микроэлемент преобладает в кератине, сложном белковом соединении, из которого в основном состоят кожа и ее производные — ногти и волосы. Именно благодаря дисульфидным связям серосодержащих аминокислот обеспечивается прочность белковых структур, и, следовательно, волос, ногтей и эпидермиса.
Фосфор нормализует энергетический обмен и способствует делению клеток, поскольку входит в состав фосфолипидов и фосфопротеинов мембранных структур, а также нуклеиновых кислот, которые принимают участие в процессах роста, деления клеток, хранения и использования генетической информации.
Фосфор улучшает обмен веществ и играет в нем ключевую роль. Входя в состав многочисленных органических соединений, он участвует в метаболизме и синтезе белков, углеводов. Соединения фосфора – аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) и креатин-фосфат – аккумуляторы и переносчики энергии, которые обеспечивают протекание энергозависимых процессов во всех клетках, в первую очередь нервных и мышечных. Без фосфора невозможны ни умственная деятельность, ни двигательная активность.
Магний влияет на метаболизм кальция и витамина C, а также фосфора, натрия и калия. При дефиците магния возникает дефицит калия, в этом случае антагонист калия — натрий – устремляется внутрь клеток, что влечет за собой задержку воды в организме, что также приводит к нарушению трофических процессов.
Таким образом, в борьбе с возрастным увяданием для нормального функционирования коже требуется Si, Mg, Ag, Cu, Mn, Se, Ge, P, S и K.
Купероз, нарушения пигментации.
К наиболее значимым микроэлементам, влияющим на функционирование сердечно-сосудистой системы, относятся K, Na, Сa, Mg, P, Fe, Zn, Mn, и Cu.
При куперозе использование этих микроэлементов определяется их ангиопротекторным, действием.
В коррекции нарушений пигментации, связанных с избытком или недостатком синтеза пигмента, также могут успешно использоваться микроэлементы. Ведущая роль в нормализации синтеза пигмента меланина принадлежит меди и марганцу, которые непосредственно участвуют в синтезе меланина. Медьсодержащий пигмент тирозиназа выступает катализатором преобразований, в результате которых образуется меланин. Марганец усиливает эффект меди, а в высоких концентрациях выступает как ее антагонист. Баланс меди важен для профилактики стойкой гипер- и гипопигментации лица и шеи.
Особенно актуально использование цинка в летний период, так как он снижает риск появления пигментных пятен. Из-за отшелушивающих, антиоксидантных, противовоспалительных и вяжущих свойств цинка и его доказанных терапевтических преимуществ при лечении различных кожных заболеваний, были проведены исследования (Шарки К.Е., Аль-Машхадани С.А., Салман Х.А.) эффективности 10% раствора сульфата цинка у пациентов с меланодермией. Меланодермия характеризуется избыточной выработкой меланина в областях, подверженных воздействию ультрафиолетового излучения. У 50% пациентов после завершения исследования наблюдалось существенное улучшение.
Препараты цинка показали эффективность и при куперозе, и даже при розацеа. Двойное слепое рандомизированное контролируемое исследование (Шарки КЕ, Наджим РА, Аль-Салман Х.Н.) применения сульфата цинка в дозе 100 мг три раза в день при розацеа у 25 пациентов после 3 месяцев лечения показало статистически значимое снижение активности заболевания без серьезных побочных эффектов наблюдалось у 19 пациентов. Последующее рандомизированное слепое исследование 22 пациентов показало, что 5%-ный раствор сульфата цинка значительно снижает оценку тяжести заболевания при розацеа и при акне.
Целлюлит и локальные жировые отложения, растяжки.
Для коррекции целлюлита и снижения объема жировой ткани можно применять микроэлементы, влияющие на жировой и углеводный обмен, способствующие устранению отечности и активизирующие трофические процессы в тканях.
К ним относятся, как было упомянуто выше, K, Mg, P.
Магний влияет на метаболизм кальция и витамина C, а также фосфора, натрия и калия. При дефиците магния возникает дефицит калия, в этом случае антагонист калия –натрий – устремляется внутрь клеток, что влечет за собой задержку воды в организме. Это приводит к отекам, нарушению обмена веществ, гипертрофии адипоцитов и развитию целлюлита. Кроме того, магний необходим для энергообеспечения жизненно важных процессов
Магний и фосфор участвуют во внутриклеточном распаде свободных жирных кислот и последующем использовании энергии, образовавшейся в процессе окисления. Нормализуя метаболические процессы в жировой ткани, мы получаем возможность воздействовать не только на размер адипоцитов, но и на обмен жиров и углеводов.
При работе с растяжками для улучшения состояния кожи необходимо использовать вещества, восстанавливающие структуру соединительной ткани. К ним относятся Co, P, S, Cu, Mg, Si.
Акне, расширенные поры, комедоны.
Жирной проблемной коже необходимы микроэлементы с противовоспалительным действием, себорегуляторы, антиоксиданты и иммуностимуляторы. Эссенциальными для иммунной системы являются Fe, I, Cu, Zn, Co, Cr, Mo, Se, Mn, L, В.
Медь и серебро оказывают противовоспалительное бактерицидное действие.
Аминокислоты в состав которых входит сера участвуют в синтезе антиоксиданта глутатиона, способствующего более эффективному функционированию иммунной системы. Себорегулирующее действие серы хорошо известно, благодаря чему сера используется при всех видах себореи.
Марганец является антиоксидантом, так как входит в состав марганцевой супероксиддисмутазы. Входит в состав ферментов, необходимых для правильного использования биотина, витаминов В1 и С. Улучшает усвоение витаминов А, В и С. Способствует накоплению аскорбиновой кислоты в тканях организма и в коже, в частности.
Ионы лития могут действовать на обмен липидов и нуклеиновых кислот, литий необходим для регулировки работы ряда ферментов, гормонов, витаминов и факторов роста. От иона лития зависят регуляция воспаления и обмен углеводов и жиров.
Кобальт – важный микроэлемент и компонент витамина B12. Он необходим для формирования эритроцитов, ферментативных реакций и образования оболочек нервов. Минерал укрепляет иммунную систему, стимулирует активность лейкоцитов для предотвращения инфекций. Кобальт выполняет те же функции, что и цинк с марганцем, может заменить их в некоторых биохимических реакциях. Кобальт также является частью биотин-зависимого цикла Кребса — процесса, который организм использует для расщепления сахара и превращения его в энергию.
Хром – жизненно важный микроэлемент, который является постоянной составной частью клеток всех органов и тканей. Хром способствует структурной целостности молекул нуклеиновых кислот, участвует в регуляции работы сердечной мышцы и функционировании кровеносных сосудов, способствует выведению из организма токсинов, солей тяжелых металлов, радионуклидов.
Цинк подавляет вирусную инфекцию на раннем этапе, стимулирует выработку лейкоцитов и поддерживает активность нейтрофилов, Т-лимфоцитов, что помогает бороться с инфекциями.
При местном применении цинк оказывает противовоспалительное действие и подавляет гиперсекрецию сальных желез, что препятствует закупорке пор и формированию комедонов и милиумов.
Бор снижает показатели воспаления, уменьшая концентрации воспалительных биомаркеров в течение 102 недель. Показатели интерлейкин и С-реактивные белки уменьшаются более чем наполовину, что приносит неоспоримую пользу — их избыточная продукция вызывает аутоиммунные реакции, повреждение тканей.
Бор может выполнять функции антиоксидантного агента. Эксперименты показали, что он обращает вспять повреждения, вызванные окислительным стрессом после приема мышьяка. Есть исследования, которые показывают, что бор снижает риск развития рака и повреждения ДНК.
Выводы
Водные вытяжки растительно-минеральных комплексов – Zеомасок – содержат большой набор микроэлементов (Si, Mg, Ag, Cu, Mn, Se, Ge, P, S и K), необходимых для нормального функционирования кожи, в физиологичных для организма концентрациях. Регулярное использование Zеомасок будет полезно для борьбы с возрастным увяданием. Это будет способствовать восстановлению структуры соединительной ткани, синтезу коллагена, эластина и гиалуроновой кислоты, защите от последствий УФ-излучения и оксидативного стресса, улучшению трофики тканей кожи.
При работе с куперозом, нарушением пигментации и акне применение Zеомасок будет полезно, так как они будут являться источниками Fe, I, Cu, Zn, Mo, Mn, Li, Ag, K, Na, Сa, Mg и P.
Вместе с тем, для повышения эффективности Zеомасок в плане профилактики старения, купероза, пигментации и акне необходимо вводить в их состав физиологические концентрации ионов германия, селена, йода, кобальта, хрома и серы.
Таким образом, предлагаемые косметические продукты в виде сухих мелкодисперсных порошков сложного натурального состава для приготовления пастообразных косметических масок являются источниками жизненно важных для работы кожи макро- и микроэлементов растительного и минерального происхождения.
В рамках дальнейшей работы по усовершенствованию подобных продуктов целесообразно было бы пересмотреть процедуру декларирования косметической продукции в России в плане отмены запрета на использование в уходовой косметике физиологических концентраций селена, так как польза для кожи этого микроэлемента огромна.
