Факторы, определяющие раздражающий потенциал очищающего средства

14.05.2017
pH очищающих средств
Главный раздражающий фактор очищающего средства — это pH. Благодаря активной рекламе косметических средств с pH 5,5 многие потребители косметики уже запомнили, что именно такой pH свойствен поверхности кожи.
Прежде всего, что такое pH? Это удобная мера кислотности, которую вычисляют как обратный десятичный логарифм концентрации ионов водорода (протонов) в данном растворе. Чем выше концентрация протонов, тем больше кислотность. Ho так как логарифм обратный, то «в цифрах» получается все наоборот — чем ниже значение pH, тем выше кислотность. Нейтральные растворы имеют pH, равный 7,0. Все, что ниже 7, — кислое, а все, что выше, — щелочное.
Клетки человеческого организма предпочитают жить в слабощелочной среде — pH 7,1-7,4. И живые клетки кожи не исключение. Межклеточная жидкость, внутриклеточная цитоплазма, плазма крови имеют нормальные показатели pH в слабощелочных пределах. Однако поверхность кожи покрыта слоем отмерших клеток, которые защищают ее подобно тому, как ящерицу защищает ее чешуя, внешний покров. И только здесь, в роговом слое, где нет живых клеток, pH становится ниже нейтрального. Кислый уровень pH на поверхности кожи создается и поддерживается благодаря гидролипидной мантии, покрывающей кожу. В ее состав входят:
1) вещества, которые секретируются на поверхность кожи в составе кожного сала и пота. Это молочная и масляная кислоты из пота, а также сульфат холестерина и свободные жирные кислоты из кожного сала, которые разрушаются с образованием кислых веществ;
2) продукты превращения компонентов натурального увлажняющего фактора, например пироглутамата натрия и мочевины;
3) продукты жизнедеятельности бактерий, обитающих на коже. В частности, молочнокислые бактерии выделяют молочную кислоту;
4) ионы водорода, генерирующиеся в процессе работы клеточных ионных насосов, например натриевой помпы;
5) углекислый газ, некоторое количество которого напрямую выходит из эпидермиса в атмосферу и растворяется в гидролипидной мантии с образованием углекислоты.
В последние годы интерес ученых к роли кислотной мантии кожи (так называемой мантии Маркионини, названной в честь ученого, первым ее описавшего) существенно вырос, и стало более понятным, почему она так важна для здоровья кожи.
Исследования показали, что градиент pH через роговой слой (у поверхности pH 5,5, на границе с гранулярным слоем — уже 7) регулирует процессы ороговевания и десквамации. Дело в том, что на разных уровнях рогового слоя работают разные ферменты. У самой поверхности активны протеазы, расщепляющие корнеодесмосомы (белковые «мостики», скрепляющие роговые чешуйки друг с другом), — это необходимо для того, чтобы чешуйки вовремя отшелушились. В более глубоких слоях рогового слоя происходит формирование межклеточных липидных структур, и на этом участке работают уже другие ферменты. Особенностью любого фермента является pH-чувствительность — для каждого фермента существует свой диапазон pH, при котором фермент наиболее активен. Так, для ферментов, регулирующих десквамацию у поверхности рогового слоя, оптимальный уровень pH в районе 5,0. А для более глубоко расположенных ферментов оптимум сдвигается в щелочную сторону и становится порядка 6,0-7,0. Таким образом, получается, что градиент pH — это своего рода «переключатель», который строго контролирует активность ферментов на разных участках рогового слоя. И если физиологический градиент pH нарушить, произойдет сбой в четко отлаженных механизмах созревания и десквамации, итогом чего станет нарушение структуры рогового слоя. Собственно, это и происходит в результате воздействия на кожу кислыми препаратами (на основе фруктовых кислот) или при мытье щелочным мылом. Нарушается работа ферментных структур, что через некоторое время выражается в виде шелушения и нарастающей сухости кожи. Если после разрушения барьера кожу оросить раствором с нейтральным pH, то восстановление барьера замедлится. И наоборот, в подкисленной среде восстановление барьера будет идти быстрее.
Другая роль кислотной мантии куда более известная — это регулирование микробиологического сообщества, живущего на нашей коже. Так эволюционно сложилось, что pH 5,5 поддерживает нормальную микрофлору. При защелачивании микробиологический баланс нарушается, что тут же сказывается на здоровье кожи. В частности, при акне характерен pH около 6, и это обстоятельство благоприятствует чрезмерному росту пропионибактерий. При атопическом дерматите поверхностный pH кожи часто повышен, а микрофлора имеет состав, отличный от нормы. При повышении pH создается благоприятная среда для развития гнойных бактерий и грибов.
Как показали эксперименты, заметнее всего на pH кожи влияют умывание и нанесенные косметические средства. После умывания водопроводной водой коже требуется в среднем 4 ч, чтобы восстановить pH. Если при умывании использовали мыло, то этот промежуток возрастает. При пользовании косметическими продуктами с pH более 6 или менее 4 градиент pH в роговом слое также сдвигается, причем иногда это делается специально.
Boпpoc целесообразности воздействия на кожу путем изменения градиента pH в роговом слое решается на других этапах косметического ухода. В задачи очищающих средств это не входит, соответственно, их pH не должен влиять на собственный pH рогового слоя.
Поверхностно-активные вещества
Ho даже если показатель pH сбалансирован и соответствует физиологическому уровню pH, все равно назвать очищающее средство абсолютно безопасным и дерматологически мягким нельзя — просто потому, что главными функциональными агентами в подавляющем большинстве случаев являются ПАВ, и это вынужденная мера — без них средство работать не будет.
Именно благодаря способности растворять (эмульгировать) жиры ПАВ являются обязательным компонентом подавляющего большинства очищающих средств. Ho поскольку и мембраны живых клеток, и липиды эпидермального барьера по своей химической природе тоже жиры, можно сделать невеселый вывод — все средства, хорошо очищающие кожу, способны повредить эпидермальный барьер и мембраны клеток.
Мы уже писали о ПАВ в разделе, посвященном эмульсиям. Напомним, что ПАВ — соединения, имеющие амфифильное строение, т.е. их молекулы имеют полярную часть — гидрофильный компонент (функциональные группы -ОН, -СООН, -О- и т.п.) и неполярную (углеводородную) часть — гидрофобный (липофильный) компонент. В водной среде липофильная часть встраивается в кожное сало и загрязнение на поверхности кожи, а гидрофильная часть обращена к воде, благодаря чему окруженная со всех сторон нерастворимая частица отрывается от поверхности кожи и переходит в раствор, а потом смывается (рис. III-1-2).

ПАВ отличаются длиной молекулы, зарядом и силой эмульгирующего действия. Наиболее «сильными» являются ПАВ, входящие в состав моющих средств (детергентов) с высоким пенообразованием. Даже если кожа характеризуется повышенной себосекрецией, следует избегать длительного контакта с ПАВ, иначе могут пострадать барьерные структуры кожи и ее кислотная мантия.
Очищающие средства на основе ПАВ могут работать только в присутствии воды. Без преувеличения можно сказать, что вода - главный активатор очищающего средства.
Некоторые ПАВ в водном растворе распадаются на ионы: анионные ПАВ несут отрицательный заряд, катионные — положительный, амфотерные — оба заряда (цвиттер-ионы). Другие ПАВ растворяются в воде, не ионизируясь (неионогенные ПАВ). Наиболее опасны для кожи катионные ПАВ — в современной косметике они практически не используются.
В эмульсиях ПАВ расположены на границе двух фаз — водной и масляной, образуя пограничный слой. Этот слой предотвращает слияние капель и расслоение фаз. В растворе ПАВ могут формировать мицеллы (уменьшительное от лат. mica — частица, крупинка) (рис. III-1-3).
Анионные ПАВ характеризуются хорошими пенообразованием и очищающей силой, однако могут вызвать раздражение и стягивание кожи. Их используют в комбинации с мягкими ПАВ и/или кондиционирующими агентами для снижения раздражающего потенциала готового продукта.

Наиболее мягкими анионными ПАВ считаются: ацилфосфаты (синтетические), ацилсаркозинаты (синтетические), ацилтаураты (синтетические), изэтионаты, сульфоацетаты. Рекомендуется избегать следующих анионных ПАВ: алкилсульфаты, лаурилсульфаты (лаурилсульфат натрия, лаурилсульфат аммония, триэтаноламинлаурилсульфат), олефинсульфаты, соли жирных кислот (мыло), алкиларилсульфонаты (самые «жесткие»).
Амфотерные ПАВ — более мягкие, чем анионные, но их pH может существенно варьировать. Обычно амфотерные ПАВ используют в качестве кондиционирущих добавок, но могут встречаться и в мягких очищающих средствах личной гигиены.
Неионогенные ПАВ — самые мягкие ПАВ, имеющие склонность к подавлению пенообразования. Именно их включают в средства для детей и для кожи с сильными повреждениями. Среди наиболее распространенных мягких ПАВ (амфотерных и неионогенных) следующие: алкилированные аминокислоты, алкиламины, кокамидопропилбетаин, лауроамфоацетат натрия, кокоамфопропионат натрия, кокоаминопропионовая кислота, лаураминопропионат натрия, полиоксиэтилированные жирные спирты, полиоксиэтилированные сорбитоловые эфиры, алканоламиды, полоксамеры, алкилгликозиды.
ПАВ сильно различаются по своему раздражающему потенциалу. Главным образом это определяется их способностью связываться с белками кожи и глубиной их проникновения в роговой слой. Наибольшим раздражающим действием обладают анионные (отрицательно заряженные) ПАВ на основе сульфатов, имеющие короткие гидрофобные хвосты. К ним относится лаурилсульфат натрия, который является «модельным раздражителем», — именно его ученые обычно используют в экспериментах для инициирования раздражения кожи. Однако выраженность раздражающего действия анионных и короткоцепочечных ПАВ коррелируете их концентрацией в рецептуре и наличием других ингредиентов, таких как глицерин или бетаины.
Так как раздражающий потенциал очищающего средства определяется составом ПАВ, выбор этих веществ особо важен при составлении очищающего средства для чувствительной кожи со слабым или поврежденным барьером. Задача эта не такая простая, так как большинство мягких ПАВ либо не образуют хорошей пены, либо не дают достаточно стабильную пену, либо в целом обладают не лучшей очищающей способностью. Одним из вариантов решения этой проблемы является комбинирование анионных ПАВ на основе сульфатов (которые могут раздражать кожу) с более мягкими ПАВ и бетаинами, что позволяет понизить концентрацию, а следовательно, и раздражающий потенциал основных ПАВ, обеспечив при этом хорошую стойкую пену. Также часто применяется этерифицированная версия анионных ПАВ, которая имеет более длинный «хвост» и меньше повреждает кожу.
В начале XXI в. на косметическом рынке появилась группа особо мягких ПАВ на основе аминокислот, в частности глутаминовой кислоты. Они отличаются тем, что наряду с хорошими пенообразующими свойствами не повреждают кожу и даже обладают увлажняющими свойствами. Представителями данной категории ПАВ являются кокоилглутамат натрия (sodium cocoyl glutamate) и аминокислот овса лауроил натрия (sodium Iauroyl oat amino acids).
На раздражающий потенциал очищающего средства влияет наличие так называемых технических добавок — красителей, отдушек. Риски раздражения можно снизить, включив в состав увлажняющие вещества, — в данном случае лучше всего подходит глицерин.
Важно, насколько хорошо моющее средство смывается с кожи. Многие проблемы вызываются веществами, остающимися на поверхности кожи, которые затем медленно мигрируют в глубокие слои. При чувствительной коже необходимо применять исключительно средства, которые легко удаляются при ополаскивании водой.
При составлении рецептуры следует помнить о том, что мягкость ПАВ часто зависит от других ингредиентов (табл. III-1-1). Например, благодаря удачному сочетанию нескольких ПАВ продукт может быть более мягким, нежели средство на основе одного ПАВ. Белковые и полимерные компоненты, в свою очередь, могут также снизить раздражающий потенциал препарата.

Увлажняющие добавки
Во многие современные очищающие средства включают вещества, которые помогают временно «запереть» влагу на поверхности кожи, предотвращая ее быстрое испарение (а следовательно, чувство стягивания), а также связываются с роговыми чешуйками, сохраняя мягкость и гибкость рогового слоя и предотвращая его растрескивание. Особенно важны такие добавки в промышленных очищающих средствах для кожи, так как они существенно устраняют неприятные ощущения, вызываемые агрессивными ПАВ и растворителями, а также в детских очищающих средствах, которые часто попадают на уже поврежденную и раздраженную кожу. Эти средства имеют ограниченное применение в профессиональной косметической процедуре, так как они могут оставлять на коже пленку, затрудняющую проникновение активных компонентов. Однако при сухой и чувствительной коже они, напротив, могут уменьшить риск раздражения.
Наиболее частым увлажняющим ингредиентом в моющих средствах является глицерин. Сейчас мы знаем, что глицерин играет важную роль в транспорте воды через белковые каналы мембран клеток — так называемые аквапорины, поэтому его включение в очищающие средства вполне обоснованно. Среди увлажняющих добавок можно назвать минеральное масло, компоненты увлажняющего фактора (аминокислоты, минералы), гель алоэ, протеины, жирные спирты (стеариловый спирт), пропиленгликоль, воски, силиконы (диметикон), а также натуральные масла.
Успокаивающие добавки
Так как многие негативные реакции после умывания вызываются сигнальными молекулами, высвобождающимися из кератиноцитов, кожных иммуноцитов или нервных окончаний, применение растительных экстрактов с биологически активными веществами, блокирующими воспаление, позволяет предотвратить или смягчить такие реакции, как зуд, краснота и пощипывание. С этой целью в рецептуру включают различные добавки, в числе которых могут быть экстракты белой ивы, подорожника, бузины, водорослей, алоэ, облепихи, календулы и других растений.