Авторы книги “Наука красоты. Из чего на самом деле состоит косметика” Тийна Орасмяэ-Медер и Оксана Шатрова сразу предупреждают, что это не энциклопедия. Насчитывается более 6000 веществ, применяемых в косметике, тогда как в книге описаны только те, что сами авторы посчитали значимыми или популярными. Труд, тем не менее, получился основательным: в тексте без малого на 400 страниц описаны ингридиенты современной косметики, разделенные на три группы: природного, химического и биотехнологического происхождения. Откуда берутся вещества? Почему их используют в косметических целях? В чем их воздействие и какие могут быть побочные эффекты? Наконец, сколько их должно содержаться в тюбике, чтобы был результат? Forbes публикует отрывки из «Науки красоты», вышедшей в издательстве "Альпина Паблишер", которые помогут ориентироваться в косметике и не стать жертвой мифов.
Много лет мы собирали информацию обо всем, что касается косметических ингредиентов. Это оказалось необыкновенно интересно: вы себе и представить не можете, сколько написано об одной только ромашке! Как в капле воды отражается мир, так в истории косметологии проявляется история науки в целом. Открытия и эксперименты, ошибки и споры, длинный путь от шаманов и знахарей до современных химических и биологических лабораторий.
Развитие косметики — это еще и иллюстрация того, как менялись нравственные ценности. Раньше считалось возможным то, что сейчас вызывает удивление и даже отвращение. Например, совсем недавно китов убивали ради получения спермацета, который применялся в том числе для изготовления кремов. Китов спасли защитники природы, узнавшие о том, что масло жожоба идентично спермацету и может заменить его, — за несколько десятилетий активисты добились повсеместного запрещения охоты на китов.
Научные победы становятся этапами в развитии косметологии: от народных рецептов косметика шагнула дальше, используя открытия в области химии, а благодаря генной инженерии и молекулярной биологии косметические средства по своей эффективности все в большей степени приближаются к лекарствам. Например, из косметики практически ушли животные жиры, которые столетиями оставались одними из самых важных ингредиентов: свиное, нутряное медвежье и барсучье сало помнят еще наши бабушки. Сегодня их заменяют растительные масла или созданные химиками вещества.
Природа
Современная наука позволила «расшифровать» множество народных рецептов — химики и биологи разложили на составляющие старинные мази и настои, пытаясь найти объяснение тому, как они действуют. Поразительно, но оказалось, что очень многие из традиционных средств выдерживают проверку не только временем, но и самыми современными исследованиями. В цветах очанки, которой со времен Римской империи лечили глазные болезни, ученые обнаружили вещества, уменьшающие воспаление глаз и улучшающие кровообращение в мельчайших сосудах. Таинственная «каша долголетия», исцелявшая жителей Древнего Китая, замещает действие собственных гормонов человека, а ведь гормонозаместительная терапия начала применяться совсем недавно. Наследие прошлого оказалось удивительным богатством, которое пока что используется далеко не полностью.
Натуральная косметика — одно из самых популярных направлений в косметологии. Конечно, современные формулы не копируют рецепты красоты древних времен, они создаются учеными на базе современных научных данных. По-прежнему в ходу традиционные методы обработки — экстрагирование, холодный отжим для получения масел и многие другие, но к ним присоединились и новые способы: обработка сырья химическими веществами и растворителями, ферментирование и пр. К сожалению, на этикетке средства не указывается, каким образом был получен ингредиент, — так что придется надеяться на организации, которые контролируют сбор сырья, качество его обработки и активность полученных веществ.
- Алоэ
Рекомендуемая концентрация: 1–10% для косметики,
- 20–90% для заживляющих средств
Наши мамы и бабушки считали, что столетник, как называют алоэ в народе, обязательно должен присутствовать в каждом доме. И сегодня это растение можно увидеть на подоконниках. Наверное, многие помнят, как соком алоэ лечили все: от насморка до ссадин и воспалений. Алоэ — одно из самых древних лекарственных растений, которое используют люди. Оно изначально росло в африканской саванне, откуда и распространилось по всему Африканскому континенту, а сотни лет спустя добралось и до юга Европы.
Египетские фараоны считали, что сок алоэ способен продлевать жизнь, и пили его как эликсир долголетия. Им же лечили раны, ожоги и язвы кожи — судя по сохранившимся на папирусах текстам, лечение было успешным. Алоэ в Древнем мире ценилось очень высоко. Существует легенда, что Александр Македонский даже завоевал Сокотру исключительно для того, чтобы завладеть плантациями алоэ, которыми этот остров славился
В советское время невероятную популярность алоэ создал профессор В.П. Филатов, который применял экстракт листьев алоэ в качестве иммунодепрессанта ― вещества, подавляющего отторжение пересаженной роговицы глаза. Да, оказалось, что экстракт алоэ способен и на это!
На самом деле комнатное растение, конечно же, отличается от того, что веками использовалось в медицине, а затем пришло и в косметологию. На подоконниках выращивают древовидное алоэ Aloe arborescens, которое похоже на небольшое деревце. В местах проживания египетских фараонов рос другой вид алоэ — «настоящий», или «барбадосский», Aloe vera (barbadensis). Его листья собраны в розетку, и ствола оно не имеет.
Уникальность алоэ состоит в том, что оно необыкновенно богато веществами, которые обладают разнообразной биологической активностью — от ускорения заживления ран до антибактериального действия. В соке и клетках алоэ содержится больше 200 компонентов: все известные витамины, множество минералов; есть в нем аминокислоты, ферменты, антиоксиданты, полисахариды и многие другие вещества.
Именно полисахариды — длинные цепочки, состоящие из молекул сахаров, — дают увлажняющий эффект, который так ценят косметологи. Полисахаридная пленка покрывает кожу и притягивает молекулы воды, одновременно не давая испаряться той воде, которая уже есть в верхних слоях кожи. Экстракт алоэ действует как целебная ловушка — увлажняет кожу, сохраняя ее способность дышать, а флавоноиды — вещества с противовоспалительным и заживляющим эффектом — заживляют и восстанавливают повреждения. Как раз поэтому алоэ так известно в качестве лекарства от ожогов — именно под такими пленками обожженная кожа восстанавливается быстрее всего.
Кроме того, что пленка, которую образует алоэ на поверхности кожи, создает условия для восстановления, вещества, входящие в состав экстракта, дают еще и стимулирующий эффект. Оказалось, что египетские жрецы были правы: алоэ действительно замедляет процессы старения! Остановить старение полностью, конечно, невозможно, но вот притормозить его удается.
С возрастом способность кожи синтезировать новые белки — коллаген и эластин — заметно уменьшается. Однако вещества, входящие в состав клеток листьев алоэ, воздействуют на клетки кожи таким образом, что синтез коллагена и эластина понемногу восстанавливается и при регулярном использовании набирает все большую активность. В результате кожа становится более упругой и плотной, выглядит более здоровой и молодой. Особую ценность этому природному экстракту придает то, что кожа его «узнает» как свой, поскольку присутствующие в нем вещества родственны тем, что содержатся в здоровой коже с рождения. На алоэ практически никогда не бывает аллергии — даже люди, реагирующие почти на любые ингредиенты, обычно отлично переносят средства на основе алоэ.
Некоторые косметологи говорят, что, если у них отнять все и оставить только алоэ, они все равно смогут продолжать работать.
Химия
Любой производитель косметики знает, что «химия» — слово, которое нельзя произносить нигде и никогда. «Почему это в натуральной косметике глицерин?» — возмущенно спрашивают покупатели. Ну а парабенами вообще уже пугают детей, если верить глянцевым журналам.
Так ли страшна химия? Конечно же, нет! Благодаря ученым-химикам косметология не просто двинулась вперед, а совершила огромный прыжок в будущее. В 1970–1980-х гг. появились кислоты и витамины, которые с тех пор успешно применяют во всем мире. Если бы мы использовали только натуральные ингредиенты, многие косметические средства стоили бы гораздо дороже, а некоторые просто не имели бы шансов появиться. Например, прославленный коэнзим Q10 просто невозможно получить иначе, чем путем химического синтеза.
Современные текстуры тоже результат успешной работы химиков. Нежные и мягкие эмульсии получают с помощью современных химически синтезированных эмульгаторов. Разнообразные пленкообразователи — от глицерина и минерального масла до тех самых силиконов — уменьшают испарение влаги с поверхности кожи. Это позволяет добиться быстрого увлажнения — эффекта, который сам по себе очень приятен и помогает успокоить и выровнять сухую и поврежденную кожу.
Отдельной благодарности химики заслуживают за то, что косметику теперь можно хранить в течение нескольких лет. Наконец, защита от солнечных лучей и ультрафиолета стала возможна именно благодаря успехам в области химии. Еще совсем недавно солнцезащитные кремы были плотными и тяжелыми, имели не самый приятный запах, а сегодня существуют в самых различных вариантах и работают гораздо лучше, чем 20–30 лет назад.
Внедрение современных химических методов в косметику не просто обогатило ее, но и сделало настоящей наукой. Древние рецепты, включавшие до 150 ингредиентов, превратились в современные формулы, гораздо более лаконичные, эффективные и безопасные.
Витамин С
Рекомендуемая концентрация: 0,2–10%;
- в растворах для пилингов до 20%.
Цинга, или скорбут, как еще называли эту болезнь, долгие столетия была главной причиной смерти солдат и моряков. Достаточно сказать, что исследователь Васко да Гама потерял 116 из своих 170 моряков, а Магеллан ― 208 из 230, и подавляющее большинство из них погибло от скорбута. Через несколько месяцев после того, как моряки покидали родной порт, у большинства на коже появлялись темные пятна. Затем начинали кровоточить десны, выпадать зубы, люди теряли аппетит, погружались в депрессию, легко простужались и умирали, страдая от кровотечений всех слизистых оболочек тела. Первый документированный случай цинги описан еще Гиппократом за 400 лет до нашей эры. Британский флотский хирург Джеймс Линд предположил, что болезнь эта связана с отсутствием свежих овощей и фруктов в диете моряков, и потребовал добавлять каждому в рацион по два апельсина и одному лимону в день. Команды, получавшие апельсины, переставали болеть и умирать, но этот метод лечения внедрялся долго, преодолевая общественный скепсис. Неудачное решение консервировать лимонный сок для замены цитрусов подорвало доверие к методу Линда, поскольку сок оказался совершенно неэффективен (впоследствии выяснилось, что его предварительно кипятили, разрушая витамин С). Только в 1795 г., когда в качестве профилактики цинги стали использовать лаймы, которые легко было поставлять на флот, проблема цинги моряков была решена. Интересно, что «лаймами», стали называть британцев в колониях, а затем это прозвище так и закрепилось за всеми жителями Англии. Французские исследователи Жак Картье и Даниэль Кнезевич, путешествовавшие по реке Святого Лаврентия в Канаде еще в 1536 г. сообщали, что по совету местных индейцев заваривали себе чай из иголок туи и это спасло их от цинги.
Вещество, которое содержится в лаймах, лимонах, апельсинах, хвое туи и многих других растениях сначала окрестили антискорбутной кислотой, но со временем его стали называть витамином С или аскорбиновой кислотой.
Аскорбиновая кислота на сегодняшний день считается одним из самых изученных соединений. Она обладает способностью захватывать и разрушать свободные радикалы, то есть является очень сильным и универсальным антиоксидантом. Она также необходима для синтеза коллагена, поскольку участвует в большинстве ферментативных реакций, обеспечивающих синтез. При дефиците витамина С количество коллагена постепенно сокращается, а кровотечения возникают в тот момент, когда разрушается коллаген сосудов и капилляров. Витамин С способен снижать синтез пигмента меланина и разрушать пигмент в верхних слоях кожи, поэтому он оказывает и осветляющее действие. Научно подтверждено, что, хотя сам витамин С не может защитить кожу от солнца, он в состоянии частично нивелировать негативные последствия загара. Выяснилось, что клетки, ответственные за иммунитет, содержат много витамина С и расходуют его при необходимости обеспечить иммунный ответ, из чего был сделан вывод о том, что витамин С нужен для поддержания иммунитета организма в целом и кожи в частности.
К сожалению, аскорбиновую кислоту очень трудно использовать в ее природной форме, так как она быстро разрушается под действием света и даже при небольшом изменении температуры.
Биотехнология
Ученые-биотехнологи заинтересовались косметикой только в последние годы. Можно сказать, что природа тысячелетиями снабжала человечество средствами для ухода за внешностью, химия создала косметику XX века, а биотехнология — косметику XXI столетия.
Что такое биотехнология? Это дисциплина, разрабатывающая методы и способы производства самых различных веществ (иногда очень ценных) с помощью биологических объектов, таких как микробы и вирусы, клетки растений и животных, части клеток — митохондрии, клеточные мембраны, хлоропласты, рибосомы, ДНК и РНК.
На самом деле люди применяли биотехнологии еще тысячи лет назад, даже не догадываясь об этом, — например, в виноделии, сыроделии и хлебопечении. Вино получается благодаря бродильным бактериям, сыр — бактериям и грибкам, а тесто для хлеба поднимается потому, что туда добавлен дрожжевой грибок. Основателем биотехнологии как науки считают знаменитого французского ученого, основоположника микробиологии и иммунологии Луи Пастера.
Используя живые организмы, ученые смогли культивировать клетки растений и животных, что дает возможность производить для косметики активные ингредиенты, не содержащие никаких примесей и имеющие стандартный химический состав. Благодаря бактериальным энзимам удалось обеспечить более глубокое проникновение в кожу полезных веществ растительных экстрактов, так чтобы те оказывали благотворное воздействие не только на поверхностные слои, но и на глубокие структуры кожи.
Один из самых популярных косметических ингредиентов, гиалуроновая кислота, тоже детище биотехнологов: присутствующая во всех живых организмах, молекула этой кислоты была получена в лабораторных условиях. Благодаря биотехнологиям появились и пептиды — новый класс веществ, открывший перед производителями косметики невиданные возможности.
Клеточная инженерия, которая наряду с генной лежит в основе биотехнологии, позволяет восстанавливать поврежденные клетки, а также конструировать и создавать новые — в том числе с новыми свойствами: устойчивостью к инфекциям, холоду или теплу. Можно надеяться, что такие технологии помогут решить проблему мирового голода (в первую очередь за счет использования генно-модифицированных растений) и уничтожить некоторые болезни. И если когда-нибудь будет создан эликсир вечной молодости, это, без сомнения, тоже произойдет в какой-нибудь биотехнологической лаборатории.
Стволовые клетки
Рекомендуемая концентрация: 1–5%.
Последние годы стволовые клетки вошли в моду как в косметологии, так и в эстетической медицине. На фоне многообещающих исследований, ведущихся в медицине, — трансплантации стволовых клеток в ткани мозга при дегенеративных заболеваниях, попыток найти лечение тяжелых форм диабета и других хронических болезней, восстановления нервной ткани после тяжелых травм, в частности восстановления спинного мозга при параличе, — сам термин «стволовые клетки» приобрел особое звучание.
Во многих странах специалисты в области эстетической медицины экспериментируют с технологией аллотрансплантации стволовых клеток: стволовые клетки выделяют из собственной жировой ткани пациента и вводят в те зоны кожи, где старение наиболее выражено. Нужно отметить, что на настоящий момент не до конца ясно, каким образом реагирует иммунная система на трансплантацию стволовых клеток и какие это может иметь долгосрочные последствия для здоровья и жизни, так что исследованием вопросов безопасности этой процедуры сейчас занимаются многие экспериментальные лаборатории.
Что же имеют в виду косметологи, говоря об использовании стволовых клеток? В подавляющем большинстве случаев речь идет о растительных стволовых клетках. На самом деле называть их стволовыми клетками не очень корректно: они не идентичны стволовым клеткам человека.
Со стволовыми клетками в косметологии связана масса слухов и недоразумений. Приходится слышать и о том, что «стволовые клетки встраиваются в кожу и трансформируются в молодые клетки», и о том, что «кожа принимает стволовые клетки как свои» — это довольно далеко от истины.
Термин «стволовые клетки» применяется к клеткам меристемы — ростковой зоны любого растения. Она состоит из недифференцированных клеток, которые могут при необходимости дифференцироваться и мигрировать в соответствующую зону. Когда какой-то части растения необходима помощь, меристема получает сигнал посредством сигнальных молекул, после этого некоторое количество меристемальных клеток приступает к делению. В результате получается две клетки — одна дифференцированная, предназначенная «для переезда» в пострадавшую зону. Вторая же остается недифференцированной и продолжает жить в меристеме. Растение не обладает подвижностью в отличие от животных, и стволовые клетки являются механизмом защиты от внешних повреждающих факторов и стресса в целом. Именно благодаря способности к постоянному обновлению, повторяющемуся синтезу новых клеток, формирующих листья, кору, ткани растения, некоторые растения способны жить необыкновенно долго. В природе существуют примеры удивительного долголетия деревьев, которые имеют выраженные и постоянно активные меристемальные зоны. В частности, в Калифорнии растет сосна Bristlecone Pines, возраст которой составляет 4842 года. Гигантской секвойе, растущей в горах в том же американском штате, примерно столько же лет, она достигает 87 м в высоту и весит около 2 т — судя по всему, она продолжает расти почти пять тысячелетий.
Попытки выделить клетки из меристемальной зоны ведутся уже 160 лет, но, к сожалению, пока они не увенчались успехом. Любое повреждение «стволовой зоны» приводит к тому, что все клетки, затронутые травмой, немедленно дифференцируются и теряют все свойства клеток стволовых. Несмотря на впечатляющие возможности науки, ультраструктура растительных стволовых клеток настолько сложна, что выделить их все еще невозможно.
Однако растения обладают еще одной удивительной уникальной способностью: дифференцированная, «обычная» клетка растения может дедифференцироваться и превратиться в стволовую. Это хорошо известно всем, увлекающимся садоводством или выращиванием цветов: на этом свойстве растений основан феномен прививания. В зоне повреждения растения формируется так называемая каллусная ткань. Фитогормоны растения, ауксины, превращают клетки поврежденной зоны в стволовые — дедифференцируют их. Затем под влиянием цитокининов — других растительных гормонов — происходит их размножение и «затягивание» нанесенной растению раны. После того как рана затянута, клетки каллуса превращаются в клетки растения — возвращаются к своему предыдущему, дифференцированному, состоянию.
Клетки каллуса не полностью идентичны клеткам истинной «стволовой зоны» — меристемы. Однако они обладают выраженной биологической активностью, и именно культуры таких клеток несколько лет назад стали применять в косметологии.
Можно сказать, что клетки каллуса — «исцеляющие и заживляющие», а клетки меристемы — «клетки долгожительства».
До недавнего времени в косметологии были известны три вида растительных стволовых клеток. Все они были выращены с помощью биотехнологий. Наиболее известными из них являются клетки яблони Utwiller Spätlauber, которую называют еще «библейской» или «древом добра и зла». Это дикая яблоня, которая была окультурена в Швейцарии в XVIII в., не так давно привлекла внимание ученых: яблоки этого сорта сохраняются необычно долго. В ходе исследования было выяснено, что ингредиент, разработанный швейцарской лабораторией Mibelle Biochemistry и названный PhytoCellTec, способен увеличивать количество собственных стволовых клеток в эпидермисе, защищать их от влияния стресса и повреждений и даже замедлять старение волосяных фолликулов. В экспериментах in vitro экстракт стволовых клеток яблока добавляли в культуру стволовых клеток, выделенных из пуповины, — обнаружилось, что их количество начинало расти! Впоследствии выяснилось, что стволовые клетки яблока защищают клетки кожи от повреждения ультрафиолетовыми лучами и влияния стресса. Фолликулы волос под воздействием стволовых клеток дольше сохраняли активность, а на коже уменьшалось количество морщин, и заметно улучшался ее тонус.
Сейчас появился еще один вид стволовых растительных клеток, выделенный и стабилизированный швейцарскими учеными доктором Фредом Цюлли и Корнелией Шурх. Он называется Solar Vitis и представляет собой стволовые клетки красного бургундского винограда сорта гаме. Основной его эффект — защита и восстановление клеток кожи после повреждения ультрафиолетовыми лучами. Исследования показывают, что новый ингредиент увеличивает активность клеток эпидермиса почти на 50% за короткий период времени.
Параллельно со швейцарцами итальянский ученый Роберто Даль Тозо в сотрудничестве с Университетом Вероны создал комплексы стволовых клеток альпийского эдельвейса, сирени, эхинацеи и азиатской центеллы. Эти комплексы способны подавлять активность ферментов, разрушающих коллаген и гиалуроновую кислоту. С возрастом количество этих ферментов возрастает, и они разрушают структуру дермы все активнее. Новые растительные стволовые клетки тормозят этот процесс, что позволяет сохранить упругость и эластичность кожи и избежать появления морщин.