Белки, пептиды, аминокислоты

13.05.2017
Вещества белковой природы представляют собой важнейшую составную часть живой материи. Бесконечное структурное разнообразие позволяет им выполнять самые разнообразные функции:
• строительную — цитоскелет клеток, волоконный каркас межклеточного вещества соединительных тканей, роговые конверты корнеоцитов и др.;
• транспортную — белки-переносчики различных веществ, такие как альбумин и гемоглобин, а также белковые поры в клеточных мембранах, через которые осуществляется селективный транспорт веществ в клетку или из нее, например аквапорины;
• сигнальную — гормоны, передающие команды на расстоянии от места своей выработки, и медиаторы, действующие локально и обеспечивающие коммуникацию клеток в пределах ткани;
• рецепторную — рецепторы на поверхности клеточных мембран если не полностью, то частично состоят из белковых элементов;
• ферментативную — все ферменты являются белками.
Белки — это полимеры, структурной единицей которых являются аминокислоты. Белковые цепочки могут быть очень длинными, но в природе в развернутом виде их можно встретить крайне редко. Обычно они определенным образом уложены, и их форма исключительно важна для выполнения возложенной функции. Крупными являются строительные белки, белки-переносчики и ферменты. А вот сигнальные белки — маленькие и водорастворимые, чтобы иметь возможность легко перемещаться по межклеточным промежуткам. Для них форма молекулы не столь принципиальна, главное — это наличие небольшого фрагмента из нескольких аминокислот, который подходит к принимающему рецептору как ключ к замку.
Согласно принятой терминологии, белками называют крупные молекулы, цепочки которых включают более 500 аминокислот. Небольшие белки называют пептидами. В современной косметике именно пептиды рассматриваются как наиболее перспективные ингредиенты, во-первых, потому что их легче «переправить» через кожный барьер по причине небольших размеров, во-вторых, они не столь «капризны» и могут быть включены в разные косметические основы (эмульсии, гели, растворы) без потери биологической активности, в-третьих, их можно синтезировать и получать в промышленных количествах. И, наконец, их уникальная способность регулировать различные внутри- и внеклеточные процессы может быть использована для того, чтобы держать эти процессы под контролем и направлять в нужное русло.
Что касается крупных белков, то с ними все гораздо сложнее — и с биологической, и с технологической точки зрения. Их размеры не позволяют им проходить через неповрежденный барьер, форма молекулы чувствительна к внешним условиям и при их отклонении от оптимума меняется, а с ней утрачивается способность белка выполнять свою функцию. Синтезировать большой белок теоретически можно, практически — долго и дорого. Так что белковые соединения «приходят» в косметическую рецептуру в составе растительных или животных экстрактов, причем зачастую в виде гидролизата, т.е. фрагментированными. Ho и эти фрагменты плохо проникают через барьер и в основном остаются на поверхности кожи, что, впрочем, не так уж и плохо, поскольку они увлажняют и смягчают кожу. Ta небольшая часть, которая все же попадает к живым клеткам, служит в большей степени как источник аминокислот, необходимых клеткам для построения собственных белков. В этом плане использование смеси аминокислот даже более эффективно, потому что строительные блоки клетки получают уже в готовом виде и им не нужно тратить энергию для их выделения из белковых «обрывков».
Аминокислоты все шире встречаются в составе современных косметических средств, и не только потому что необходимы для клеточного метаболизма. Как оказалось, свободных аминокислот много в роговом слое, где они включены в состав NMF. Аминокислоты массово высвобождаются при разрушении филагрина и белков цитоскелета кератиноцитов в ходе кератинизации. Высвобожденные аминокислоты скапливаются внутри роговых чешуек, а также рядом с роговыми конвертами. Будучи гигроскопичными, они притягивают и удерживают молекулы воды, принимая участие в поддержании гидратации рогового слоя на должном уровне (вода в роговом слое необходима для работы протеолитических ферментов, а также для обеспечения необходимой пластичности и мягкости кожи).
Аминокислоты — самые удобные с точки зрения включения в косметическую рецептуру соединения. Это может быть эмульсия, гель или раствор, поскольку единственное условие — наличие водной фазы (аминокислоты водорастворимы). Кстати, некоторые из аминокислот могут быть включены в состав буферной системы, поддерживающей pH готового средства на определенном уровне. Или даже использованы для частичной нейтрализации AHA (и такие пилинг-препараты на рынке есть). Три аминокислоты — пролин, глицин и метионин — идут в большом количестве на построение коллагена, так что их прямая доставка в дермальный слой актуальна, особенно если кожа повреждена. Ho следует признать, что эффективным решением этой задачи может быть прямое инъекционное введение аминокислотного коктейля. Косметические средства, даже при наличии в них систем трансдермальной доставки, не могут обеспечить дермальный слой необходимыми строительными веществами в требуемом количестве.
Белки, пептиды и аминокислоты - все эти соединения одной химической природы, но разной «косметической» активности.
Целесообразность включения в состав местных препаратов крупных видоспецифичных белков сегодня ставится под сомнение (единственный эффект, который от них можно ожидать, — увлажнение по типу «влажного компресса», но его могут оказывать и другие полимеры).
Маленькие пептиды, напротив, рассматриваются как очень перспективные сигнальные вещества, с помощью которых можно отрегулировать в коже различные процессы, нарушенные в результате заболевания или действия внешних факторов. Аминокислоты, как оказалось, важны не только как элементы, из которых клетки собирают собственные белки. Их косметическая ценность основана прежде всего на пролонгированном увлажнении рогового слоя, поскольку они входят в состав натурального увлажняющего фактора кожи и при аппликациях на кожу быстро компенсируют его дефицит.