Пилинги.Гликолевая кислота против фотостарения кожи

Гликолевая кислота против фотостарения

ГАРРИ ХАН, Ph. D., Cosmederm Technology, США
ЕЛЕНА АХМЕДОВА, ООО "Кловермед", Москва
Анна Марголина, к.б.н.
Введение

Видимые признаки старения кожи, которые доставляют столько огорчения женщинам, являются проявлением двух независимых процессов - истинного старения, над загадкой которого до сих пор бьются ученые, и дегенеративных изменений кожи под действием УФ-излучения, или фотостарения. Истинное старение - процесс неотвратимый и необратимый, а вот с фотостарением еще можно побороться, особенно если в коже сохранился достаточный запас жизненных сил. Дело в том, что при истинном старении происходит медленное угасание всех жизненных функций кожи, замедление деления клеток, снижение скорости синтеза белков и липидов, а также накопление дефектных белков из-за учащения ошибок при их синтезе. Омолаживание стареющей кожи - занятие бессмысленное и даже опасное, так как последствия могут быть самыми непредсказуемыми. Такая сухая кожа напоминает обветшалый дом, в котором при попытке укрепить покосившиеся стены внезапно обрушивается потолок.

Внешние проявления фотостарения похожи на те, что происходят при обычном старении, то есть появляются морщины, кожа становится дряблой, сухой и тусклой, возникают нарушения пигментации, ломкость капилляров, повышается риск возникновения злокачественных опухолей. При микроскопическом исследовании видно, что роговой слой гипертрофирован, в сосочковом слое дермы обнаруживаются скопления атипичного эластина, а количество коллагена и гликозаминогликанов снижено [1]. И, тем не менее, клетки базального слоя сохраняют способность к нормальному делению, а клетки дермы способны производить нормальное межклеточное вещество взамен разрушенного, и активные ферменты - взамен инактивированных. Учитывая все это, можно попробовать помочь коже вернуться в нормальное состояние. Для этого нужно произвести отшелушивание патологически утолщенного рогового слоя, ускорить разрушение поврежденных волокон коллагена и эластина, стимулировать синтез новых компонентов межклеточного вещества дермы (коллагена, эластина и гликозаминогликанов) [2].

С середины 80-х и до середины 90-х гг. наиболее популярными средствами в борьбе с фотостарением были ретиноиды, фенол и трихлоруксусная кислота (trichloroacetic acid, THA). Эти методики до сих пор сохранили свою актуальность, но в 90-е гг. внимание дерматологов стало обращаться к гидроксикислотам (alpha hydroxy acids, АНА). Было обнаружено, что в отличие от слабых растворов АНА, действующих на уровне эпидермиса (отшелушивание рогового слоя, улучшение цвета лица, увлажнение кожи), более концентрированные растворы (20-70%) воздействуют как на эпидермис, так и на дерму. Самый заметный эффект был получен когда использовалась гликолевая кислота и молочная кислота. В настоящее время для лечения кожи, поврежденной УФ-излучением, наиболее часто применяется гликолевая кислота, хорошо проникающая в дерму [3].

Гликолевый пилинг сразу приобрел популярность среди пациентов, так как гликолевая кислота даже в высоких концентрациях не дает такой сильной воспалительной реакции и такого длительного покраснения кожи, как ТНА или фенол. Лицо настолько быстро приобретает нормальный вид, что гликолевый пилинг на Западе называют lunch-time peel ("пилинг в обеденный перерыв"). Однако некоторые впечатлительные пациентки могут болезненно воспринимать жжение и пощипывание, возникающее при нанесении на кожу гликолевой кислоты, тем более что при увеличении концентрации ее раздражающее действие растет.

Концентрация, рН и раздражение кожи

Изменяя концентрацию кислоты, мы изменяем еще один показатель - концентрацию ионов водорода в среде (или кислотность). Показателем кислотности является рН, или обратный десятичный логарифм концентрации ионов водорода. Например, если концентрация ионов водорода равна 10-7 моль/л, то рН будет -lg10-7=7. При концентрации ионов водорода 10-3 моль/л, рН будет равен 3. Итак, чем выше рН, тем ионов водорода в среде меньше. Щелочные растворы имеют рН больше 7, а кислые, соответственно, меньше 7. Чем выше концентрация кислоты, тем больше в растворе ионов водорода, а значит, тем выше кислотность раствора и ниже рН [4].

При понижении рН растет раздражающее действие препарата. Дело в том, что в эпидермисе располагаются свободные нервные окончания (С-волокна), которые реагируют на химические раздражители. Как только рН в эпидермисе понижается (или, наоборот, повышается, если на кожу попала щелочь), С-волокна активируются и посылают в мозг импульс, который воспринимается человеком как зуд, жжение и пощипывание (реакция, хорошо знакомая тем, кому случалось обжечься кислотой или щелочью). Если раздражение очень сильное (например, кислоту не удалось сразу смыть), то С-волокна начинают вырабатывать вещества, инициирующие воспалительную реакцию. В результате возникает раздражение кожи, или дерматит [5]. Значение рН, при котором запускается воспалительная реакция, для разной кожи разное (есть люди, которые болезненно реагируют на препараты с рН 5, а другие хорошо переносят рН 3 и ниже), но, чем ниже рН, тем вероятность воспаления выше. Если кислота находится на коже долго, она может проникнуть в те слои кожи, где расположены живые клетки, и повредить их. В этом случае также возникнет воспаление. Итак, воспалительная реакция, возникающая при нанесении кислоты на кожу, складывается из двух составляющих - нейрогенного воспаления, которое развивается при раздражении свободных нервных окончаний в эпидермисе, и воспаления, которое является реакцией на повреждение живых клеток кожи.

Одним из способов уменьшения раздражающего действия АНА-препаратов является частичная нейтрализация кислоты. То есть, если ввести в раствор кислоты буфер (вещество, которое будет брать на себя часть ионов водорода), то можно увеличивать концентрацию кислоты, сохраняя рН практически неизменным. Однако, как показали эксперименты, эффективность АНА-препаратов также зависит от рН.

По данным Smith, между рН гликолевой кислоты, ее влиянием на скорость обновления клеток эпидермиса и степенью раздражения кожи существует самая тесная связь. При рН 3 кислота дает заметный стимулирующий эффект, но также и достаточно высокую степень раздражения кожи. Если нейтрализовать раствор кислоты до рН 7, то стимулирующий эффект становится незначительным, зато и раздражение кожи возникает гораздо реже (таблица 1). Smith высказал предположение, что на эффект лечения влияет не только количество кислоты, проникшей в дерму, но и само изменение рН кожи под действием кислоты. Возможно, при понижении рН происходит активация ряда ферментов, вовлеченных в процесс обновления кожи [6]. Кроме того, как показали эксперименты Jiang и Qureshi, глубина проникновения гликолевой кислоты в эпидермис зависит не только от ее концентрации и времени экспозиции, но и от рН. Чем ниже рН препарата, тем выше проницаемость кожи для гликолевой кислоты [7].

Таблица 1. Связь между рН гликолевой кислоты, скоростью обновления клеток и раздражением кожи

рН Обновление клеток (%) Раздражение (средний балл)
3 34 2,9
5 23 2,1
7 10 1,2

Однако существует еще одно возможное объяснение этому феномену. Не является ли стимулирующий эффект гликолевой кислоты прямым следствием ее раздражающего и отшелушивающего действия? Может быть, она и не должна проникать глубоко в дерму, а ей достаточно вызвать отшелушивание роговых чешуек и спровоцировать воспалительную реакцию, что в итоге и вызовет активацию деления клеток, увеличение синтеза коллагена и гликозаминогликанов. В этом еще предстояло разобраться.

Как действует гликолевая кислота

Интересные данные, позволяющие судить о механизме действия гликолевой кислоты, были получены на культуре фибробластов человека. После инкубации в течение 24 ч вместе с гликолевой кислотой (в концентрации 10-4, 10-5, 10-6 М), фибробласты были отмыты, и была измерена скорость синтеза коллагена I. В качестве контроля были взяты фибробласты, проинкубированные с теми же концентрациями яблочной кислоты, и интактные фибробласты. В культуре фибробластов, обработанных гликолевой кислотой, наблюдалось увеличение синтеза коллагена I, причем эффект зависел от концентрации кислоты. Степень увеличения скорости синтеза коллагена в образцах с гликолевой кислотой была существенно выше, чем в образцах с яблочной кислотой [8].

Интересные данные опубликовали бельгийские ученые Rakic с соравт. Они сравнивали стимулирующий и токсический эффект гликолевой и трихлоруксусной кислот в культуре человеческих фибробластов и кератиноцитов. Кератиноциты инкубировали с 10 мг/мл ТНА при рН 3, 5 и 7 и с гликолевой кислотой в той же концентрации и при тех же значениях рН. Затем культуральная среда (супернатант), нейтрализованная до рН 7, была добавлена к фибробластам. Оказалось, что THA токсична для кератиноцитов при всех исследованных рН. Более того, супернатант клеточной культуры, обработанной THA, угнетал синтез белков в культуре фибробластов. Совершенно иная ситуация была с гликолевой кислотой. При нейтральном рН гликолевая кислота была нетоксична для кератиноцитов. Нейтрализованный супернатант культуры кератиноцитов, обработанных гликолевой кислотой, увеличивал продукцию интерлейкина-6 (ИЛ-6) в культуре фибробластов. Известно, что и THA и гликолевая кислота способны устранять последствия фотостарения, однако, судя по всему, механизм их действия различен [9].

Способность гликолевой кислоты в условиях in vitro стимулировать фибробласты демонстрируют Moy с соавт. - после 24-х часовой инкубации фибробластов с гликолевой кислотой наблюдался существенный рост продукции коллагена [10]. Moon с соавт. подтверждают этот результат в эксперименте in vivo - 15% гликолевая кислота, которую наносили в течение 10 недель на кожу безволосых белых мышей, поврежденную УФ-В-излучением, вызывала уменьшение глубины морщин и усиление синтеза коллагена в сосочковом слое дермы [11].

Первое рандомизированное контролируемое клиническое испытание, проведенное двойным слепым методом, в котором исследовалось действие 50% гликолевой кислоты на кожу, поврежденную УФ-излучением, было проведено в 1996 г. в США. В исследовании принимал участие 41 доброволец в возрасте от 35 до 70 лет, имеющий выраженные признаки фотостарения кожи. В ходе эксперимента гель, содержащий 50% гликолевую кислоту (рН 1,6), наносили на одну половину лица и кисть руки один раз в неделю. На другую половину лица и вторую кисть наносили тот же гель, но без гликолевой кислоты. Состояние кожи оценивалось двумя дерматологами. Один наблюдал за пациентами все время эксперимента, а другой обследовал кожу до начала лечения и после завершения эксперимента. Перед исследованием и после него у всех пациентов была взята биопсия. Эксперимент продолжался 4 недели. После лечения существенное улучшение структуры кожи было отмечено у 90% пациентов на участках, обработанных гликолевой кислотой. В контрольных областях улучшение отметили только 3% пациентов. Проявления солнечного кератоза на участках, обработанных гликолевой кислотой, были устранены у 15-20% пациентов (15% - лицо, 21% - кисть руки), в то время как в контрольных областях изменений не было. Мелкие морщины на лице в областях, обработанных гликолевой кислотой, были в значительной степени устранены у 34% пациентов. Глубокие морщины остались без изменений.

При нанесении геля с 50% гликолевой кислотой (рН 1,2) большинство пациентов чувствовали пощипывание, которое они оценивали как вполне терпимое. На участках кожи, куда наносили гликолевую кислоту, обычно наблюдался более или менее выраженный дерматит, однако случаев поствоспалительной гиперпигментации или образования рубцов отмечено не было.

При гистологическом исследовании в областях, обработанных гликолевой кислотой, было обнаружено 53%-ое снижение толщины рогового слоя и его уплотнение (компактизация). Толщина эпидермиса возросла в среднем на 19%, причем толщина слоя живых клеток увеличилась на 50%. В некоторых образцах можно было видеть увеличение содержания коллагена в сосочковом слое дермы. В контрольных областях подобных изменений обнаружено не было. В обсуждении авторы высказывают предположение, что увеличение толщины эпидермиса, возможно, является проявлением пилинг-эффекта (усиление деления клеток базального слоя при отшелушивании части рогового слоя). Уменьшение глубины морщин может отчасти быть следствием отшелушивания утолщенного рогового слоя, а отчасти объясняться увеличением толщины эпидермиса. Однако авторы не исключают и прямого воздействия гликолевой кислоты на продукцию коллагена, что может вносить существенный вклад в нормализацию структуры кожи [12].

Экспериментально показано, что THA и фенол также стимулируют обновление кожи и синтез коллагена в условиях in vivo [13]. Так как прямого воздействия этих веществ на синтез коллагена в фибробластах не обнаружено, скорее всего они действуют по тому же принципу, что и все другие пилинги (лазерная шлифовка, дермабразия), стимулируя репаративные процессы в коже в ответ на повреждение. Возможно, действие гликолевой кислоты на кожу также складывается из двух компонентов - специфического действия (прямая стимуляция клеток кожи) и неспецифического действия (пилинг-эффект). При этом не ясно, вносят ли обе составляющие равноценный вклад в обновление кожи и какую роль здесь играет раздражающее действие пилинга.

Разграничить стимулирующее и раздражающее действие гликолевой кислоты на кожу удалось только тогда, когда компания Cosmederm Technology разработала новый ингредиент Cosmederm-7 (нитрат стронция), способный практически полностью блокировать нейрогенный компонент воспаления, вызванного кислотами и щелочами, наносимыми на кожу.

Гликолевый пилинг без раздражения кожи

Мишенью воздействия Cosmederm-7 являются С-волокна эпидермиса (рис. 1). Благодаря тому, что диаметр иона стронция близок к диаметру иона кальция, стронций хорошо вписывается в кальциевые каналы С-волокна. Замещая кальций, стронций блокирует проведение импульса по нервному волокну, препятствуя тем самым возникновению ощущения зуда и развитию нейрогенного воспаления (подробнее об этом можно прочитать в альманахе "Косметика и медицина", 5-6/2000). Понятно, что нитрат стронция не может предотвратить развитие воспаления при глубоком повреждении тканей, или при аллергической реакции, так как в этих случаях нейрогенный компонент не является ведущим. При АНА-пилинге Cosmederm-7 блокирует только нейрогенное воспаление, которое возникает на первых этапах проникновения кислоты в кожу. Если держать кислоту на коже достаточно долго, воспаление возникнет, невзирая на Cosmederm-7, уже из-за повреждения живых клеток.

Предполагаемый механизм ингибирования нитратом стронция нейрогенного воспаления и раздражения
Рис. 1. Предполагаемый механизм ингибирования нитратом стронция нейрогенного воспаления и раздражения

Для того чтобы оценить эффективность гликолевого пилинга с Cosmederm-7, была отобрана группа из 12 женщин в возрасте от 30 до 70 лет со средней степенью фотостарения кожи. Каждой из них с интервалом две недели производилась обработка кожи лица составом, который содержал 70% гликолевой кислотой (рН 0,6) и 30% нитрата стронция. Время нахождения кислоты на коже увеличивалось от сеанса к сеансу от 3 до 12 мин. Домашний уход за кожей лица включал протирание тоником, содержащим нитрат стронция (5%), и лосьоном с молочной кислотой (15%) и нитратом стронция (5%) (рН 3,5). Исследование продолжалось 8 недель, после чего оценивались как степень раздражения кожи, так и клинический эффект. В результате отмечено существенное улучшение структуры кожи, 53%-ое уменьшение морщин, и 60%-ое уменьшение проявлений солнечного кератоза. Биопсия проводилась до начала лечения и после него. При гистологическом исследовании было обнаружено снижение толщины рогового слоя, утолщение эпидермиса, увеличение количества коллагена и гликозаминогликанов в дерме (рис. 2). При этом не было отмечено симптомов раздражения кожи, равно как и побочных эффектов [14].

До обработки Через 8 недель после обработки
увеличение количества нормального коллагена увеличение количества нормального коллагена
увеличение количества нормального коллагена
увеличение количества нормального коллагена увеличение количества нормального коллагена
увеличение количества эластина
увеличение количества нормального коллагена увеличение количества нормального коллагена
увеличение содержания гликозаминогликанов
Рис. 2. Гистологическая картина изменений в дермальном слое через 8 недель после пилинга: 70% гликолевая кислота + 15% молочная кислота + Cosmederm-7 (Данные Scripps Clinic & Reaserch Foundation

Таким образом, можно сделать вывод, что, устраняя эритему и пощипывание, вызванное гликолевой кислотой, нитрат стронция не влияет на эффективность гликолевого пилинга. Более того, такой пилинг может быть даже более эффективным, чем традиционные методики, так как у врача появляется возможность использовать не нейтрализованную гликолевую кислоту. То обстоятельство, что нитрат стронция ингибирует только стадию нейрогенного воспаления, позволяет контролировать глубину проникновения гликолевой кислоты в кожу - пилинг прекращают, как только на коже появляется покраснение, указывающее на то, что кислота достигла живых клеток. Такой пилинг особенно показан эмоционально лабильным пациенткам с чувствительной кожей, которые обычно не в силах вытерпеть неприятные ощущения, возникающие при нанесении кислоты на кожу.

Заключение

В последнее время пилинг гликолевой кислотой стал очень популярной процедурой в косметических салонах. Применяя высокую концентрацию гликолевой кислоты, можно существенным образом улучшить состояние кожи при так называемом фотостарении - дегенеративном процессе, инициированном УФ-излучением. Механизм действия гликолевой кислоты до сих пор является предметом дискуссий, однако есть данные, свидетельствующие о том, что она может действовать не только как отшелушивающий агент, но и как прямой стимулятор обновления кожи. Раздражение кожи, вызванное гликолевой кислотой, редко бывает сильным, но, тем не менее, для людей с чувствительной кожей оно может быть проблемой. Новый ингибитор нейрогенного воспаления на основе нитрата стронция, который предлагают ученые из компании Cosmederm Technology, устраняет реакцию жжения, пощипывания и зуда, возникающую в первые минуты контакта кислоты с кожей. Между тем, он не влияет на эффективность пилинга и, в отличие от новокаина, не вызывает полной анестезии, которая делает невозможным контроль за глубиной воздействия. Известно, что воспалительная реакция, спровоцированная пилингом, может стать причиной таких осложнений, как гипер- и гипопигментация, стойкая эритема и даже образование рубцов. Например, высокий риск возникновения поствоспалительной гиперпигментации ограничивает возможности пилинга у пациентов с темной кожей. Используя ингибитор нейрогенного воспаления можно существенно снизить риск возникновения осложнений после гликолевого пилинга. Так как нитрат стронция не может предотвратить развитие аллергической реакции, он будет неэффективен в случае аллергии на отдельные компоненты пилинга. Также он будет малоэффективен при процедуре глубокого пилинга (фенол, ТНА), при котором происходит повреждение клеток.

Список литературы
  1. Bhawan J., Andersen W., Lee J., Labadie R., Solares G. Photoaging versus intrinsic aging: a morphologic assessment of facial skin. J Cutan Pathol 1995; 22(2): 154-159.
  2. Griffiths C.E. Drug treatment of photoaged skin. Drugs Aging 1999; 14(4): 289-301.
  3. Ditre C.M., Griffin T.D., Murphy G.F., Sueki H., Telegan B., Johnson W.C., Yu R.J., Van Scott E.J. Effects of alpha-hydroxy acids on photoaged skin: a pilot clinical, histologic, and ultrastructural study. J Am Acad Dermatol 1996; 34 (2 Pt 1): 187-195.
  4. DiNardo J.C., Grove G.L., Moy L.S. Clinical and histological effects of glycolic acid at different concentrations and pH levels. Dermatol Surg 1996; 22(5): 421-424.
  5. Ansel J.C., Armstrong C.A., Song I., Quinlan K.L., Olerud J.E., Caughman S.W., Bunnett N.W. Interactions of the skin and nervous system. J Investig Dermatol Symp Proc 1997; 2(1): 23-26.
  6. Smith W.P. Hydroxy acids and skin aging. Cosmetics&Toiletries 1994; 41: 41-48.
  7. Jiang M., Qureshi S.A. Assesment of in vivtro percutaneous absorbtion of glycolic acid through human skin section using a flow-through diffusion cell system" J Dermatol Sci 1998; 18(3): 181-188.
  8. Kim S.J., Won Y.H. The effect of glycolic acid on cultured human skin fibroblasts: cell proliferative effect and increased collagen synthesis. J Dermatol 1998; 25(2): 85-89.
  9. Rakic L., Lapiere C.M., Nusgens B.V. Comparative caustic and biological activity of trichloroacetic and glycolic acids on keratinocytes and fibroblasts in vitro. Skin Pharmacol Appl Skin Physiol 2000; 13(1): 52-59.
  10. Moy L.S., Howe K., Moy R.L. Glycolic acid modulation of collagen production in human skin fibroblast cultures in vitro. Dermatol Surg 1996; 22(5): 439-441.
  11. Moon S.E., Park S.B., Ahn H.T., Youn J.I. The effect of glycolic acid on photoaged albino hairless mouse skin. Dermatol Surg 1999; 25(3): 179-182.
  12. Newman N., Newman A., Moy L.S., Babapour R., Harris A.G., Moy R.L. Clinical improvement of photoaged skin with 50% glycolic acid. A double-blind vehicle-controlled
  13. Butler P.E., Gonzalez S., Randolph M.A., Kim J., Kollias N., Yaremchuk M.J. Quantitative and qualitative effects of chemical peeling on photo-aged skin: an experimental study. Plast Reconstr Surg 2001; 107(1):222-228.
  14. Greenway H.T., Peterson C., Plis J., Cornell R., Hahn G.S., Harper R. Efficacy of a 70% glycolic acid peel product regimen containing the anti-irritant strontium nitrate. Abstracts from 57th American Academy of dermatology Annual meeting, New Orlean, LA, 1999, March 19-24.