Эктоин -один из наиболее распостраненных осмотических продуктов бактериального происхождения со свойствами полифункционального биопротектора
Эктоин и его производное 5-гидроксиэктоин представляют собой цвиттерионы с амфотерным характером. По своей молекулярно биологической сути являются т.н химическими шаперонами.
Данные молекулы синтезируются галофильными и галотолерантными прокариотами и некоторыми археями в качестве цитопротекторов во время осмотического стресса, либо при воздействии экстремально высоких или низких температур.
Впервые Эктоин идентифицирован в микроорганизме Ectothiorhodospira halochloris, обитающем в соленых озерах Египта, выделен в 80-х годах 20 века E.A. Galinski.
Механизм действия
Первичная активность эктоина заключается в способности стабилизировать белковые молекулы и клеточные мембраны на базе космотропного эффекта, предусматривающего усиление структуры воды.
Эктоин стабилизирует тетраэдрическую структуру воды, что приводит к повышению гидрофобного взаимодействия, и, соответственно, к повышению стабильности белковых молекул в целом. В норме поддержание естественной формы белка поддерживается энтропией, которая исключает контакт гидрофобных молекул в водой. Эктоин-космотропное соединение, то есть формирующее определенный структурный порядок из воды.
Физический механизм действия основан на теории "преференциального исключения", когда эффект стабилизации белка обусловлен их влиянием на воду, что приводит к преимущественному исключению осмолитов из поверхности белка и, следовательно, его гидратации.
Так как площадь поверхностных глобулярных белков в нативном состоянии меньше, чем в денатурированном, то равновесие смещается в естественную сторону с стабилизацией нативной структуры.
Поэтому эктоин является уникальным гидрофильным соединением с выраженным мембраностимулирующим и противовоспалительным действием.
Кроме того, космотропное действие эктоина на структуру воды опосредованно способствует стабилизации моно- и билипидных мембран , которые можно рассматривать как модель клеточной мембраны.
Обобщая вышеизложенное, эктоин - микробный метаболит с уникальными биотерапевтическими свойствами
- Эктоин - уникальный осмопротектор, который может накапливаться внутриклеточно в высоких концентрациях;
- Эктоин и гидроксиэктоин увеличивают латеральную подвижность липидов внутри 2-х слойной мембраны;
- Эктоин на 20% снижает раздражающий потенциал ПАВов и на 10-20% уменьшает их способность солюбилизировать кожный жир, на 60% снижает цитотоксичность сурфактантов ,что в совокупности защищает гидролипидный барьер и делает эктоин перспективным ингредиентом в ощищающих косметических составах;
- Эктоин защищает ДНК от УФА* , способствуя контролю образования меланина;
- Эктоин защищает ДНК от УФС**, оказывая возможный антимутагенный эффект;
- Эктоин улучшает дисперсность и гидратацию кератиновых пучков в корнеоцитах, что предполагает усиление взаимодействия корнеодесмосом***
- еще одной привлекательной особенностью эктоина в составе косметических изделий является его хорошая совместимость с микробиомом кожи;
- Эктоин обладает противовоспалительным эффектом за счет значительного снижения выработки воспалительных цитокинов, оптимизации действия стрессорных белков (HSP), поддержания численности эпидермальных иммунных клеток Лангерганса, уменьшения экспрессии клаудина-2, сверхэкспрессии гена ICAM-1, ускорении выработки белков теплового шока.
Использование в косметике
- В составе средств для кожи с признаками атопии****;
- При сухой коже - как для уменьшения признаков ксероза (сухости кожи) так и для профилактики сухости кожи в отопительный сезон;
- В составе дневной увлажняющей и солнцезащитной косметики;*
- Средства с направленностью anti-pollution;
- В составе отбеливающей косметики и средств для предотвращения возрастной и поствоспалительной пигментации;*
- В составе средств для истонченной кожи, после агрессивных косметических манипуляций;
- В составе очищающих составов, для уменьшения агрессивного воздействия ПАВ;
- В составе средств с про- и пре-биотиками, направленностью которых является поддержание и формирование нормального микробиома кожи.
Норма ввода: от 0,3%
*В эксперименте кератиноциты человека подвергали облучению УФА(НаСаТ) , обрабатывали эктоином в концентрации 0,5-1,5мкМ,что значительно подавляло выработку активных форм кислорода, продукцию альфа--меланоцитостимулирующего гормона (Alpha-Кондиционированная среда, полученная из клеток НаСаТ, предварительно обработанных эктоином, и облученных УФА, подавляла тирозинкиназу, родственные тирозинкиназе белки-1и -2(TRP-1/-2), протеинкиназу циклической АМФ.
В эксперименте на крысах с индуцированной 0,5% 7,12 диметилбензатраценом меланомой, в течение 6 недель использовали введение эктоинового геля с Carbopol 940 и Pluronic F 127 c помощью микроигл. Эктоин высвобождался по механизму диффузии и продемонстрировал антимеланогенную активность возвращение кожи к нормальной структуре,подтвержденное гистологией
В другом эксперименте эктоин в концентрации 50-400 мкМ продемонстрировал антимеланогенный эффект в клетках B1GF10,стимулированных альфа-меланостимулипующим гормоном .
Эти данные позволяют рассматривать эктоин как эффективный, натуральный косметический топический ингредиент с антимеланогенной, депигментирующей активностью.
**Эктоин защищает ДНК от УФС. In vitro плазмидную ДНК ( рНС19) облучали УФС 266 нм в квазифизиологических условиях (PBS), в чистой воде в присутствии и отсутствии эктоина (THB(B)) и гидрокси эктоина (THP9A)) . Эктоин предотвращал вызываемые УФС одноцепочечные разрывы ДНК (SSB),абазические сайты,димеры циклобутан-пиримидина (CPD)
***Эктоин улучшает дисперсность и гидратацию кератиновых пучков в корнеоцитах, что предполагает усиление взаимодействия корнеодесмосом.
Измерения ТЭПВ in vivo показывают, что после местного применения эмульсии масло -в - воде с эктоином усиливается барьерная функция кожи .
Примечательно, что водные кластеры вокруг молекул эктоина остаются стабильными в течение длительного времени, тогда как смесь воды с глицерином разрушается и молекулы воды диффундируют из сфер.
**** Особый электростатический потенциал эктоина как амфотерной молекулы с цвиттерионным характером является основной причиной его сильного сродства к воде .
Такое свойство эктоина делает его особенно полезным для предотвращения ТЭПВ в сухой и атопичной коже. (Первые косметические изделия с эктоином для увлажнения проблемной кожи были созданы в 2000г.)
В рандомизированном контролируемом исследовании на 65 пациентах в возрасте 18-65 лет с легкой и средней степенью тяжести атопического дерматита оценивали эффективность крем с эктоином -EHKO2-O1 наносимого2 раза в день на 2 симметричных участка в течение 28 дней .
Эктоин показал хорошую переносимость и эквивалентную эффективность эталонному нестероидному противовоспалительному крему.
В другом клиническом исследовании подчеркнута безопасность местного применения препаратов с 5,5-7,0% эктоина в течение 4 недель у младенцев и детей при атопическом дерматите с существенным уменьшением выраженности сухости, зуда и дермо-специфических показателей.
