Проникновение косметики в кожу

Исследований и работ на эту тему невероятно много, есть даже несколько книг. Но это не потому что учёным очень хочется чтобы ваша сыворотка от тусклости работала как можно лучше, а потому что это важная медицинская проблема. Если научиться доставлять любые лекарства через кожу (пока умеют доставлять не так много), то можно будет избежать огромного количества проблем. Потому что лекарства, которые принимают в виде таблеток, довольно часто не очень хорошо действует на желудок, печень и кишечник. Ну и некоторые люди просто боятся игл.

Конечно, учёных интересует как доставить лекарства в кровь, но мы более поверхностны и нам достаточно чтобы нужные ингредиенты попали в дерму.

Когда речь идёт об эффективность косметики, исследователи пользуются тремя вопросами Клигмана. И первый из них - проникает ли вещество через защитный барьер. Потому что вещество может быть сколько угодно классным в чашке Петри, но если оно не может проникнуть куда нужно, то пользы от него не будет. Поэтому есть очень немного веществ, которые правда работают внутри кожи.

Нужно ли вообще косметике куда-то проникать

Иногда - да, иногда - нет.

Санскринам не нужно проникать в кожу вообще, потому что вся суть работы санскрина в том, чтобы создать на поверхности такой слой, который как щит будет защищать кожу от солнца. И новые органические фильтры (Tibnosorb, Uvinul) имеют настолько большие размеры молекул, что не проникают вообще никуда, а остаются на поверхности. Другие фильтры (включая минеральные) иногда проникают сквозь роговой слой, иногда - нет, зависит от общей формулы средства. В целом санскрины специально делают так, чтобы они никуда не проникали.

Увлажняющим ингредиентам тоже не нужно, они обычно проникают только в самые верхние слои рогового слоя, и этого достаточно.

Кислотам проникать тоже не очень нужно, потому что они работают либо с омертвевшими клетками на поверхности, либо внутри пор.

Активным ингредиентам косметики обычно нужно проникать дальше рогового слоя. Это касается всех компонентов, которые воздействуют на качество и количество коллагена (это два параметра, которыми определяется плотность и упругость кожи). Средствам против пигментации нужно проникать в эпидермис, потому что пигмент образуется в нём.

Если очень кратко, то проникновение косметики регулируется двумя факторами: строением кожи и физико-химическими свойствами веществ.

Защитный барьер кожи

Как обычно, важно вспомнить что такое защитный барьер кожи. Это самый верхний слой эпидермиса, состоит из 10-20 слоёв омертвевших клеток, и пространство между ними заполнено липидами. Я очень подробно писала об этом здесь.

Вся эта конструкция очень хорошо защищает кожу от проникновения веществ извне и от испарения воды. Часто она защищает так хорошо, что внутрь ничего не может проникнуть.

Моя больная тема - неправильная интерпретация исследований. Я часто вижу, что люди пишут о вреде каких-то веществ, основываясь на исследованиях. Например, про спирт или оксид цинка, которые убивают клетки кожи. Но если копнуть немного глубже, то оказывается, что эти исследования проводились на лабораторных клетках, которые не защищены никаким барьером. Или в исследовании вещества вкалывали под кожу. А это не совсем то же самое, что просто намазывать косметику. У нас есть барьер, он нас защищает.

Какие бывают пути проникновения веществ через защитный барьер

Основных путей два: в обход защитного барьера и сквозь него.

В обход защитного барьера - это через поры (волосяные фолликулы и потовые каналы). Это самый простой способ, но поры на коже занимают не настолько большую площадь, чтобы этот путь был значимым. Но его тоже со счетов не сбрасывают. Хотя бы потому что средства против акне, в большинстве своём, работают как раз внутри пор.

На лице поры самые широкие и поэтому вещества здесь проникают лучше. И из-за этого кожа лица очень часто бывает более чувствительной, чем кожа тела.

Сквозь него - значит, каким-то образом преодолев "кирпичную стену". Тут снова есть два пути.
Первый - это прямо сквозь корнеоциты. Косметика так в кожу не проникает.

Единственный путь, по которому обычная косметика попадает в кожу - через диффузию. То есть ингредиенты перемещаются по кожному жиру в обход корнеоцитов, перемешиваясь с кожным жиром.

Это, как вы понимаете, не очень просто.

Понятно, что далеко не каждое вещество потечёт само по себе. Лучше всего будут передвигаться, если вспомнить химию, жиры и масла. Потому что правило "подобное растворяется в подобном" никто не отменял. Если капнуть в стакан масла воду, то капля останется на поверхности. А если капнуть другое масло, то они смешаются.

Ещё есть такая штука, как "водные каналы" внутри липидного слоя. Это тонкие каналы воды, по которым вещества тоже могут перемещаться. Такие каналы и поры с водой в большем количестве есть там, где барьер повреждён и там, где на кожу действовало много воды.

Есть данные, что ночью защитный барьер работает хуже, то есть, ночью косметика в теории будет работать эффективнее (особенно если речь об ингредиентах, которые распадаются на свету).

Почему бы тогда просто не убрать защитный барьер?

Потому что вы будете очень сильно страдать и умрете в страшных муках. Когда защитного барьера нет или он плохо работает, ваша кожа становится раздражённой, красной, болит и реагирует вообще на всё. Барьер нужен вам больше, чем сыворотка, поверьте мне.

Какие факторы контролируют проникновение веществ

Ну, довольно важно, чтобы вещества отвечали определённым параметрам. Но эти параметры не жёсткие и в каждом есть исключения. Параметров много, основных три.

1. Размер молекул. Существует правило 500 дальтонов, согласно которому вещества, размер молекул которых меньше 500 дальтонов, проникают сквозь роговой слой, а все остальные - нет. Но у этого правила есть много исключений и оно не делит однозначно косметику на эффективную и неэффективную.

2. Полярность. У веществ бывает положительный и отрицательный заряд. Полярное вещество - это то, у которого есть частично оба заряда сразу. Неполярное - это, то, у которого такого нет. То есть оно имеет либо положительный, либо отрицательный заряд, либо не имеет его вообще. Считается, что неполярные вещества проникают лучше, но если брать в расчёт водные каналы, то и полярные тоже будут проникать. Вообще, поверхность кожи имеет слабый отрицательный заряд, и поэтому вещества, которые заряжены положительно, будут проникать лучше (потому что отрицательные и положительные молекулы притягиваются).

3. Жирорастворимость/водорастворимость. Вещества бывают гидрофильными (растворяющимися в воде), липофильными ( растворяющимися в жире) и амфифильными (растворяющимися и там и там). Чуть выше я уже написала, что жирорастворимые (липофильные) вещества будут проникать лучше, потому что защитный барьер состоит из жира. Но, опять же, если вспомнить про водные каналы, всё немного усложняется.

Короче, лучше всего проникают маленькие неполярные амфифильные молекулы. Большие отрицательно заряженные гидрофильные, скорее всего, не проникнут. Но им можно помочь.

Какие есть способы доставить ингредиенты косметики в самих формулах

Самый первый, эффективный и распространённый - penetration enhancers, или вещества, которые повышают проникновение веществ. Их очень много, и в косметике используют, например, спирты, олеиновую кислоту, масла, церамиды. Они все работают немного по-разному. Одни действуют на защитный барьер, другие - на само средство. Например, церамиды могут "захватывать" с собой вещества. А спирт ухудшает барьерные функции кожи. Некоторые вещества разжижают липиды. Чтобы вещество проникало как можно лучше, в средствах используют все виды улучшения проникновения.

Ещё одна крутая штука - инкапсулирование. Это когда молекулы активных ингредиентов запечатываются в капсулы. Эти капсулы проходят защитный барьер, а потом ферменты в коже разрушают капсулу и вещество начинает действовать. Благодаря инкапсулированию средства, кстати, получаются более мягкими, потому что вещества из капсул высвобождаются постепенно. Опять же, моя любимая алкогольная аналогия: если пить по 50 мл вина каждый час, вы будете пьянеть очень медленно, и последствия будут не очень заметными, а если выпить сразу бутылку, то будет не классно (я там была, я знаю).

Провещества (нет, тут нет пробела). Это когда берут вещество, которое не очень хорошо проникает в кожу, и присоединяют к его молекулам какую-нибудь жирную молекулу (химики, спокойнее, я пытаюсь максимально упростить). Так это соединение становится более жирорастворимым и гораздо легче проходит сквозь барьер. Потом жирная группа отваливается и вещество становится активным. Ретинол, например, не работает в коже сам по себе, сначала от него отваливает одна группа и он превращается в ретинальдегид, а потом ещё одна, и получается транс-ретиноевая кислота, которую клетки кожи уже могут "распознать" и она может на них действовать.

Как ещё можно улучшить проникновение косметики

Тщательное очищение - тут всё понятно, смыть жир с кожи, сократив тем самым путь проникновения вещества.

Увлажнение - чем сильнее увлажнена кожа, тем больше в защитном барьере будет воды, а по ней некоторые вещества проникают особенно хорошо.

Температура - от нагрева жиры становятся более жидкими и по ним веществами легче перемещаться.

Отшелушивание - тоже понятно, убрать как можно больше омертвевших клеток.

Компрессы - это, если говорить о косметике, маски и патчи. Они находятся на коже долго, и под слоем лучше проникают в кожу. Если вы нанесёте в виде маски любую сыворотку, которая у вас есть, она будет действовать эффективнее. Тканевые маски увлажняют лучше классических сывороток и лосьонов, потому что это, по сути, компресс. То же самое будет, если нанести поверх сыворотки плотный крем (например, на основе минерального масла). Слой крема будет действовать как компресс и улучшит проникновение.

Микроиглы - не самый популярный механизм, но в последнее время встречается. Это патчи, в которые интегрированы крошечные иглы. Обычно эти иглы сами растворяются через какое-то время нахождения в коже.

В косметологии используют инъекции, давление, ультразвук, электропорацию и так далее.

Сколько косметики проникает сквозь защитный барьер

На этот вопрос ответить очень сложно. Ещё сложнее ответить на вопрос "сколько веществ в итоге действуют там, где надо".

В коже происходит огромное количество разных процессов, и на вещества, которые на неё наносят, они все влияют. Это и микроорганизмы, которые живут на поверхности и внутри пор, и ферменты внутри кожи. Не говоря уже о том, что какое-то количество веществ теряется по дороге к цели. К тому же, состояние защитного барьера даже в пределах одного лица постоянно меняется. И в один момент вещества будут проникать лучше, в другой - хуже.

Учёные придумывают модели, по которым можно предсказать сколько веществ проникает в кожу, но они не всегда работают. К тому же, проникновение зависит не только от вещества как такового, но и от общей формулы средства, а померить проникновение из каждого крема в мире невозможно.

Понятно, что чем выше концентрация вещества и чем дольше оно находится на коже, тем больше его проникнет. Но сколько именно не знает никто. В любом случае, немного.

Будет ли косметика работать после того как проникнет сквозь защитный барьер?

Не факт. Если речь идёт об ингредиентах, которые "работают" в дерме и воздействуют на коллаген, то им после рогового слоя нужно пройти ещё и эпидермис (или хотя бы попасть в него). А у эпидермиса уже совсем другие свойства, в нём мало жиров и много воды. И масляные средства в него, скорее всего, попасть не смогут. Если нанести на кожу то же масло жожоба, то оно застрянет в роговом слое и дальше уже не потечёт. Потому что роговой слой больше "любит" жиры, а эпидермис - воду. С другой стороны, зачем вам масло жожоба в эпидермисе, если это вещество, которое должно работать только на поверхности. Поэтому вещества должны быть не полностью жирными, и быть способными растворяться в воде тоже (быть амфифильными).

Ещё бывает такая проблема, что после того, как вещество прошло сквозь защитный барьер, оно не задерживается в эпидермисе или дерме, а сразу попадает глубже и не успевает подействовать. Такая проблема есть с кофеином, например, и с миноксидилом.

Активной косметике мало проникнуть сквозь роговой слой. Большинству ингредиентов нужно проникнуть ещё и сквозь клеточные мембраны, чтобы действовать на клетки. Но это тема для другого огромного поста. Спойлер: аквапорины.