Dermopharmazie

Wirkstoffe gegen Hautalterung

von Lothar Motitschke und Andrea Weber-Mußmann, Düsseldorf

Man kennt heute eine Vielzahl von Ursachen, die für die Hautalterung verantwortlich sind. Einerseits sind es die äußeren (extrinsischen) Faktoren wie beispielsweise freie Radikale, schädliche UV-Strahlen, Nikotin, falsche Ernährung oder Klimaanlagen. Auf der anderen Seite spielen aber auch intrinsische Faktoren eine besondere Rolle.

Mit dem Alter verlangsamt sich der Hauterneuerungsprozess. Die Einzelzellen werden kleiner und weniger aktiv, ihre Lebensdauer nimmt bis zu 50 Prozent ab. Hieraus resultiert eine immer stärkere Verhornung der Haut, wodurch diese fahl und stumpf erscheint. Die Lipidproduktion in der Haut verringert sich, das Hautoberflächenfett wird dünner, die interzellulären Lipide nehmen ab. Die Haut verliert mehr und mehr die Fähigkeit, Feuchtigkeit zu binden; sie wird immer trockener. Parallel verlieren Bindegewebsfasern in der Dermis ihre Elastizität. Zusätzlich werden zunehmend weniger neue Bindegewebsfasern gebildet, da die Fähigkeit der Haut, Kollagen zu produzieren, deutlich abnimmt. Vor allem Kollagen III, das für die Elastizität und Spannkraft verantwortlich ist, vermindert sich drastisch. Das Gewebe verliert seine Festigkeit und Flexibilität.

UV-Licht als wichtiger externer Faktor

Bei den extrinsischen Faktoren ist in den letzten Jahren das Sonnenlicht als einer der Hauptfaktoren immer deutlicher hervorgetreten. Es ist daher nicht verwunderlich, dass heute auch zahlreiche Tagespflegeprodukte zum Teil hohe Lichtschutzfaktoren aufweisen. Gerade im letzten Jahr ist eine Reihe von Produkten mit Lichtschutzfaktor 15 auf den Markt gekommen; parallel wurde die Palette der verfügbaren UV-Filter erweitert.

Eine gesetzliche Regelung für die UV-Filter findet sich in Anhang VII der EU-Richtlinie für kosmetische Mittel. Der Wirkungsnachweis gegenüber UV-B-Strahlung ist in der so genannten COLIPA-Methode niedergeschrieben. Die im Markt befindlichen Produkte lassen sich also gut vergleichen.

Mit der Verwendung hoher Lichtschutzfaktoren, die das Alarmsignal des Sonnenbrands zeitlich hinausschieben, kommt auch der Entwicklung von UV-A-Filtern eine zunehmend wichtigere Bedeutung zu. Da UV-A-Strahlung tiefer als UV-B-Strahlung in die Haut eindringt, führt sie vor allem im Bindegewebe zu Hautalterungsschäden.

Während früher unter dem Gesichtspunkt der Produktstabilität (Ranzidität) Sauerstoffradikalreaktionen mit Rohstoffen durch entsprechende Antioxidantien verhindert wurden, stehen die freien Radikale seit Anfang der 90er-Jahre als extrinsicher Hautalterungsfaktor im Fokus der Kosmetikforschung.

Radikalfänger gegen Alterung

Ein Klassiker ist die Kombination aus Vitamin E und C, die heute praktisch zur Basisformulierung für diese Produktaussage zählt. Das lipophile Ubichinon, das in der Werbung meist als Coenzym Q10 bezeichnet wird, reduziert als natürliches Antioxidans deutlich die Aktivität freier Radikale. Eine reiche Palette weiterer Radikalfänger (free radical scavenger) kommt heute aus der Pflanzenwelt. Hier bilden die Polyphenole und Substanzen wie a-Glucosylrutin, Pycnogenol aus Pinienrinde oder Catechine aus grünem Tee die entsprechenden Wirkstoffgruppen. Darüber hinaus spielen Enzyme wie Glutathionreduktase und Superoxiddismutase in der Produktentwicklung eine wichtige Rolle.

Mit zunehmendem Alter - und dies ist bereits ab 25 Jahren der Fall - verlangsamen sich einerseits die Hauterneuerungsprozesse und andererseits kommt es zu irreversiblen Reaktionen in der Haut. Um diesen intrinsischen Alterungserscheinungen entgegenzuwirken, sollen im Folgenden vier Wirkstoffgruppen vorgestellt werden.

Steigerung der Zellproliferation

Die Steigerung der Zellproliferation ist schon lange ein wichtiger Gesichtspunkt in der Kosmetikforschung. Schon früh konnte beispielsweise für Allantoin an Hand des Cell-renewal-Tests mit Dansonylchlorid eine stimulierende Wirkung auf die Zellerneuerung nachgewiesen werden.

Auch der Einsatz von Vitamin A geht weit in die Kosmetikgeschichte zurück. Der reine Wirkstoff ist sauerstoff- und lichtempfindlich. Während man früher wegen der besseren Stabilität überwiegend Vitamin-A-Palmitat und -Acetat verwendete, kommt bei vielen Firmen heute - meist in spezieller Verpackung - reines Vitamin A (Retinol) zum Einsatz. Die faltenreduzierende Wirkung kann man in Fertigprodukten mit der Profilometrie, der SELS-Methode (Surface Evaluation of Living Skin) oder dem PRIMOS-Verfahren (Phase Shifting Rapid In Vivo Measurement of Skin) nachweisen.

Beim Wirkmechanismus wird häufig die Oxidation zum Aldehyd und zur Vitamin A-Säure beschrieben, deren hautglättende Wirkung durch verschiedene Studien belegt ist. Die Wirkung von Vitamin-A-haltigen Produkten kann durch die Verkapselung des Wirkstoffs in Liposomen und Nanopartikel deutlich verstärkt werden.

Die Anwendung von Fruchtsäuren - besonders Glykol- und Milchsäure - im deutlich sauren pH-Bereich und in Konzentrationen bis zu 12 Prozent zeigt eine signifikante Wirkung bei der Zellproliferation und Faltenglättung. Grundlage ist die keratolytische Wirkung der beiden Säuren.

Die gelegentlich berichteten Unverträglichkeitsreaktionen haben die zuständigen Behörden dazu veranlasst, folgende Empfehlung zum Einsatz von Glykol- und Milchsäure für den freien Verkauf auszusprechen: Glykolsäure in vierprozentiger Konzentration, pH 3,8, und Milchsäure in 2,5-prozentiger Konzentration, pH 5,0.

Eine elegante Weiterentwicklung der keratolytischen Wirkungsweise gelang einer französischen Firma durch die Anwendung von stabilisierten Proteasen vom Typ Subtilisin (Bacillus licheniformis). Während nicht stabilisiertes Subtilisin bei 45°C und pH 7 nach bereits acht Wochen seine Aktivität völlig verliert, zeigt das durch Kristallisation und chemische Vernetzung stabilisierte Subtilisin zu diesem Zeitpunkt noch eine deutliche Wirkung.

Fibroblastenaktivierung

Zu den bedeutenden Veränderungen im Alterungsprozess der Haut gehören der Rückgang der Kollagensynthese in der extrazellulären Matrix der Haut sowie ein geändertes Verhältnis der einzelnen Kollagentypen, insbesondere von Kollagen I und III. Es gibt eine Reihe von Wirkstoffen, die die Freisetzung von Zytokinen induzieren, welche die Fibroblasten zur Kollagensynthese stimulieren. Bei diesen Substanzen handelt es sich um Peptidgemische aus Milch, Hefe oder Soja, aber auch um definierte Moleküle wie Dipalmitoyl-Hydroxiprolin, Palmitoyltetrapeptid oder Palmitoylpentapeptid.

Auch hier spielen liposomale Zubereitungen, wie beispielsweise bei Dipalmitoyl-Hydroxiprolin, für die Effektivität des Wirkstoffes eine wichtige Rolle. Nachweisbar ist die Wirkung dieser Substanzen über die Messung des Kollagen-III-Gehalts, der in vitro mittels Immunofluoreszenzfärbung an Keratinozytenkulturen mit Fibroblasten bestimmt werden kann.

Matrixabbau hemmen

Die Hemmung des Abbaus der extrazellulären Matrix ist eine andere Möglichkeit, die intrinsischen Alterungsprozesse zu beeinflussen. Zwischen dem 20. und 80. Lebensjahr nimmt der Kollagengehalt der Haut durch enzymatische Degradation unter anderem durch die Matrix-Metalloproteinase 1 (MMP-1) um circa 65 Prozent ab. Hierdurch verringert sich gleichzeitig die Dicke der Dermis pro Dekade um etwa 6 Prozent.

Die Inhibition von MMP-1 kann diesen Hautalterungsprozess verzögern. Biotechnologisch hergestellter Malzextrakt - chemisch ein Proteinhydrolysat - zeigt eine konzentrationsabhängige selektive MMP-1-Inhibitorwirkung. In-vitro- Untersuchungen belegen eine 40-prozentige Reduktion des enzymatischen Kollagenabbaus bei einer Konzentration des Malzextrakts von drei Prozent.

Einen weiteren Aspekt in der Betrachtung der intrinsischen Hautalterung stellen die Glykosidierungsprozesse in der Haut dar. Reduzierend wirkende Zucker reagieren in einem Mehrstufenprozess mit den freien Aminogruppen des Kollagens bis hin zu den so genannten "advanced glycation endproducts" (AGE), die in unelastischer Haut vermehrt auftreten. Die am besten untersuchte Verbindung dieses Typs ist Pentosidin, bestehend aus Lysin, Arginin und einem Riboserest. Gegen die Bildung dieser AGEs werden heute Wirkstoffe aus Sonnenblumenkernen, Peptide aus Lysin und Arginin oder Alanyl-Histamindipeptid eingesetzt.

Literatur bei den Verfassern

Für die Verfasser:
Professor Dr. Lothar Motitschke
Marbert AG
Bonner Straße 155
40589 Düsseldorf

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