Lipid lösliche Thioether und Dithioether in kosmetischen Präparaten geqen die Alterung der menschlichen Haut.

Der Alterungsprozess der Zelle steht in Verbindung mit biochemischen Reaktionen die folgende Erscheinungen bewirken :

Chromosomenveränderung

Teilweiser Verlust der Fähighkeit zur DNA-Reparation, DNA -Replikation und DNA Transkription.

Auftretende Mutationen beeinflussen das Immunsystem und letztlich die lebenswichtigen Vorgänge in der Zelle (1).

Die Theorie, dass freie Radikale und deren Folgeprodukte, hauptsächlich Peroxide, diese Alterungsreaktionen auslösen ist Gegenstand zahlreicher Arbeiten (2-4).

Freie Radikale sind Moleküle oder Molekülbruchstücke die in ihrem äusseren Molekülorbital ein freies Elektron besitzen. Dadurch sind sie sehr reaktionsfähig und können Kettenreaktionen einleiten welche die Membranlipide oxidieren, aber auch Proteine und Nukleinsäuren schädigen.

So bestehen z.B. die bekannten, braunen Altersflecken der Haut aus Lipoproteinkomplexen. Sie werden gebildet durch Vernetzung von Proteinen mit Oxidationsprodukten der Membranlipide.

Nach Cesarini (5) können freie Radikale in der Zelle durch folgende biologische Reaktionen entstehen :

Phagocytose

Atmung der Mitochondrien

Aktivierung der Peroxisomen

Synthese von Hormonen

Synthese des Melanins

Licht, besonders UV- und andere ionisierende Strahlen induzieren freie Radikale in der Haut (6).

Chemisch gesehen verursachen freie Radikale und ihre Folgeprodukte entweder eine Polymerisation von Biomolekülen (z.B. Vernetzung des Kollagens) oder deren Spaltung (z.B. Oxidati on von Lipiden, besonders ungesättigter Fettsäuren).

Im sauerstofihältigen Milieu der Zelle scheint die Oxidation der Lipide durch freie Radikale von grosser Bedeutung für eine Anzahl von Zellschädigungen zu sein die Alterungserscheinungen hervorrufen.

Der Angriff der freien Radikale auf ungesättigte Fettsäuren bewirkt eine Anlagerung von Sauerstoff mit anschliessender Bildung von Hydroperoxiden die weiter zu cyclischen Peroxiden und zu cyclischen Endoperoxiden reagieren. Diese Lipoperoxide können entweder zerfallen wobei kurzkettige Aldehyde (z.B. Malondialdehyd) entstehen, oder sie können Polymerisationsprodukte bilden (4).

So konnten Dubouloz (7) und Mitarb. die Entstehung von Lipoperoxiden in der Rattenhaut nachweisen wenn dieselbe stark erwärmt oder gekühlt oder mit UV-Licht bestrahlt wurde.

Nach Vladimirov (8) vermindern Lipoperoxide den elektrischen Widerstand von Biomembranen.

Neben den Lipiden können auch die Basen in den Nukleinsäuren Peroxidradikale bilden (9).

Die lebende Zelle hat verschiedene Schutzmechanismen gegen die Wirkung der freien Radikale, besonders der Sauerstofϊradikale und der Lipoperoxide, entwickelt. Die wichtigsten davon sind die Enzyme Superoxid-dismutase, Catalase und verschiede Peroxidasen deren bekannteste die Glutathionperoxidase ist. Cholesterin, Harnsäure, Vitamin A, C, E sowie die Vitamine der B-Gruppe sind biologische Antioxidantien die freie Radikale inaktivieren.

Zusammenfassend kann man sagen, dass alle lebenden Organismen aus Stoffen zusammengesetzt sind die thermodynamisch gegen aktivierten Sauerstoff instabil sind. Proteine, Lipide, Polysaccharide und Nukleinsäuren können mit Sauerstoff reagieren und inaktiviert werden. Der aerobe Metabolismus ist ein Gleichgewicht zwischen der zur Energiegewinnung nötigen Oxidation und der Antioxidation welche die empfindlichen Zellbestandteile schützt (10).

DIE HAUT UND FREIE RADIKALE

Die Haut ist einer Vielzahl von physikalischen, chemischen und biologischen Angriffen ausgesetzt die freie Radikale und Peroxide bilden (Licht, Luftverunreinigungen, Bakterien, Immunreaktionen).

Übersteigt dieser Angriff die natürlichen Schutzmechanismen oder sind diese durch Vitamin und Mineralstoffinangel geschwächt, so treten Entzündungs- und vorzeitige Alterungserscheinungen der Haut auf. Jedem ist z.B. die Tatsache bekannt, dass die Haut an lichtexponierten Stellen (Hände, Gesicht, Hals) weit schneller altert. Morelle gibt eine ausgezeichnete Zusammenfassung des Wissensstandes bis 1988 (11).

KOSMETISCHE ANWENDUNG VON ANTIOXIDANTIEN

Antioxidantien (Radikalfänger) inaktivieren freie Radikale. Sie werden industriell in grossen Mengen zur Stabilisierung von Kunststoffen, Gummi, Nahrungsmitteln und auch kosmetischen Präparaten (Parfüm, Cremes, Seifen) eingesetzt.

Die Verwendung von Radikalfängern als Aktivstoffe auf der Haut ist derzeit noch relativ beschränkt und verfrüht. Es scheint, dass die freien

Sauerstoffradikale (Singuletsauerstoff *02 , Superoxidanion O2-,

Hydroxylradikal HO-, Hydroperoxylradikal HO ₂ ) ^{ήcht nur die} Zerstörung, sondern auch den Aufbau von Collagen in den Fibroblasten einleiten (5).

Pflanzenextrakte wie Ginseng, Ginko-Biloba, Weizenkeimöl und Huflattich deren Wirkung zumindest teilweise auf ihrer antioxidierenden Aktivität beruht weden in kosmetischen Präparaten eingesetzt. Das Gleiche gilt für die Vitamine A (als Carotin, Vitamin A-Säure oder Ester), E (Tocopherol) und die wasserlöslichen B - Vitamine.

Die Verwendung des Enzyms Superoxid-dismutase (SOD) in Kosmetika ist Gegenstand eines Patentes (Kalopissis et al. U.S.P. 4,129,644 Dec. 12, 1978). Andererseits konnten Dixit et al. nachweisen, dass SOD auf der Haut keinen Schutz gegen die Oxidation von Lipiden bewirkte (12).

Die neueren Arbeiten vom Emerit und Alaoui (29) haben gezeigt, dass SOD aufgetragen auf die sensibilisierte Haut von Mäusen, eine Schutzwirkung gegen UNA ausübt.

Besonders Vitamin E (alpha Tocopherol synthetisch oder ein natürliches Gemisch aus verschiedenen Isomeren) wird als Radikalfänger für Hautpflegepräparate empfohlen (13).

Wie bereits erwähnt werden freie Radikale (Abkürzung R ^* ) durch verschiedene exogene Einflüsse sowie physiologische und pathologische Prozesse im Körper und der Haut gebildet. Die anschliessenden Kettenreaktionen führen durch Reaktion mit Sauerstoff (O«) über Peroxylradikale und Hydroperoxide und letztlich zur Schädigung der Zellmembrane.

Generell unterscheidet man 3 Reaktionsstrufen der Lipidperoxidation

Initiation - Propagation - Termination

Initiation :

RH R\' Lipid Lipidradikal

Entstehung freier Radikale durch Einwirkung von Strahlen (19,20) und Enzymen (21,22) sowie von aktiviertem Sauerstoff (4,23), Wärme und Metallionen (28).

Propagation :

R ^β O, ROO ^c

Lipidradikal Peroxidradikal

ROO ^* RH ROOH + R" neues, Hydroperoxid neues, aktives intaktes Lipid Radikal das die Kettenreaktion fortsetzt

Termination :

Bildung von Aldehyden, Ketonen, Kohlenwasserstoffen und

Polymerisationsprodukten (24,25,26).

Genaue Einzelheiten und letztliche Auswirkungen auf den Organismus siehe (14,15).

Die in kosmetischen Präraten bisher verwendeten Radikalfänger sind sogenannte primäre Antioxidantien (AH) d.h. sie reagieren anstelle eines intakten Lipids mit dem Peroxidradikal und unterbrechen so die eben beschriebene Kettenreaktion :

ROO " + AH »- ROOH + A ^*

Antioxidant inaktives

Antioxidantradikal

Hydroperoxide werden nicht durch AH inaktiviert und können mit biologischen Substanzen der Zelle weiter reagieren. Dies ist auch der Grund warum primäre Antioxidantien nur dann gut wirksam sind wenn sie gleich von Anfang in das frische Substrat gegeben werden bevor eine grössere Menge an Hydroperoxiden gebildet ist. Am besten ist ihre Wirkung wenn sie noch vor der Exposition der Zellen mit Radikalbildnern angewendet werden (16).

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung spezieller Substanzen in kosmetischen Präparaten die auch noch zu einem späteren Zeitpunkt gegen die Lipidhydroperoxide wirksam sind.

DIE ERFINDUNG

Thioether (R-S-R) und Dithioether (R-S-S-R) reagieren mit Hydroperoxiden zu Sulfoxiden und Alkoholen.

ROOH + S *- ROH + O = S

\ 2 R2

Sulfoxid

Die entstehenden Sulfoxide sind zusätzlich noch aktiv indem sie das schädliche Hydroxyiradikal (HO ^* ) inaktivieren (17).

O = S ^ + 2HO ^* — * ^■ O = S ^ + R ₂ OH 2 ^X OH

Sulfinsäure

Diese kombinierte Wirkung erklärt die experimentelle Tatsache, dass ein Molekül Thioether mindestens 20 Moleküle Hydroperoxid inaktivieren kann (18).

Thio- und Dithioether werden zur Stabilisierung von Kunststoffen, Fetten und Ölen bereits industriell verwendet. Ihre Wirkung zur Verzögerung der

Hautalterung in kosmetischen Präparaten ist jedoch neu und hat überraschend gute Resultate ergeben die in folgenden Beispielen aufgeführt sind.

BEISPIEL 1

Schutzwirkung von R-S-R und R-S-S-R gegen Hitzeallergie :

Eine Dame im Alter von 55 Jahren (rotblond, sehr feine, empfindliche Haut) war im Gesicht äusserst empfindsam gegen Wärme und Sonnenlicht. Kurze Exposition beim Kochen und Backen verursachte bereits eine starke, mehrere Tage andauernde Hautrötung mit Anschwellen und späterem Abschuppen ganzer Hautpartien. Trotz verschiedener dermatologischer Behandlungen wurde diese Wärmeempfindlichkeit nicht vermindert.

Wirkung von R-S-R und R-S-S-R :

Folgende ölige Lösung wurde jeden Tag ins Gesicht aufgetragen (ca 0,5g pro Anwendung) :

1,0% Dilaurylthiodipropionat 0,5% Dithio-bis (stearylpropionat) 98,5% Isopropylpalmitat

Bereits nach wenigen Tagen wurde eine deutliche Besserung der Hautrötung beobachtet. Nach 2 Wochen war der Normalzustand erreicht. Selbst bei wiederholter Hitzeeinwirkung (Gesicht über Kochherd oder Backrohr) wurde dank dieser Behandlung keine Hautrötung oder andere Hitzeallergie hervorgerufen.

BEISPIEL 2

Wirkung von R-S-R gegen allergische Hautreaktionen :

Ein Chemiearbeiter zeigte allergische Hautreaktionen (Rötung, Abschuppen und Aufspringen der Haut) bei Kontakt mit geringen Mengen Geraniol. Zur Überprüfung wurden von dem behandelnden Dermatologen Patschteste am Rücken des Kandidaten mit folgenden Salbenzubereitungen durchgeführt :

1. Lanolin (adeps lanae anhydricum) rein

2. Lanolin mit +1% Geraniol synthetisch

3. Lanolin mit 1% Geraniol synthetisch und 1% Dilauryl¬ thiodipropionat

Jeweils 0,5g der drei oben genannten Salben wurden nebeneinander auf ca 5cm2 Rückenhaut aufgetragen und dann mit Gaze und Leukoplaststreifen überdeckt und fixiert.

Beobachtung nach

24h 48h 72h

1. keine Rötung keine Rötung keine Rötung

2. schwache Rötung starke Rötung starke Rötung

3. keine Rötung keine Rötung keine Rötung

Die allergische Reaktion, in diesem Falle wahrscheinlich unter Beteiligung von Peroxiden ablaufend, wurde durch das Dilauryl- thiodipropionat unterbunden.

BEISPIEL 3

Wirkung von R-S-R haltigen Hautemulsionen bei sonnenbestrahlter Haut.

Die Emulsionen der Formel 1-4 wurden über mehrere Jahre an verschiedenen Personen unter Sonnenbestrahlung geprüft und zeigten alle die folgende Wirkung :

1. Vor der Sonnenbestrahlung aufgetragen war eine Verzögerung und Verminderung der Erythembildung festzustellen. In der Folge auch eine geringere Bräunung der Haut als die unbehandelte Stelle.

2. Auf bereits bestehenden Sonnenbrand auftgetragen wurde eine deutliche Linderung der Schmerzen bewirkt.

3. Aufbereite gebräunte Haut (after sun Creme) regelmässig einmal täglich aufgetragen wurde das Ausbleichen der Haut deutlich verzögert.

Da die Emulsionen keinerlei UV-Absorption hatten sind die beschriebenen Wirkungen auf die Inaktivierung der Peroxide durch R-S-R zurückzuführen.

Es ist bekannt, dass Sonnenbrand, Melaninbildung und wahrscheinlich auch Melaninrückbildung durch freie Radikale und Peroxide hervorgerufen werden.

BEISPIEL 4

Wirkung von R-S-R haltigen Hautemulsionen bei empfindlicher oder gereizter Haut :

Verschiedene Probanden konnten feststellen, dass die Schwellung und der Juckreiz von Insektenstichen durch Auftragen einer R-S-R haltigen Emulsion deutlich verringert wurde.

Generell wurden R-S-R haltige Emulsionen auch vorteilhaft von Frauen verwendet die sonst keine kosmetischen Präparate vertragen und mit Hautproblemen konfrontiert sind.

Ältere Frauen stellten fest, dass welke Haut durch regelmässigen Gebrauch wieder ein frisches Aussehen erlangt.

Als augenfälligstes Beispiel sie der Fall einer 45 jährigen Frau genannt die sporadisch rote Flecken auf Kinn und Wangen bekam welche 1-2 Wochen verblieben. Der behandelnde Dermatologe konnte weder Ursache noch Heilung finden. Der reglemässige Gebrauch der W/O Creme Formel 1 brachte die roten Flecken innerhalb einiger Tage zum Abklingen und verhinderte ihr späteres Erscheinen.

Bestandteile der Stadtluft wie Ozon und Stickoxide sind als Initiatoren für Radikalreaktionen bekannt (27). Sie bewirken auf der Haut die Bildung von Lipoperoxiden. R-S-R haltige Cremes schützen die Haut in idealer Weise gegen diese Luftverschmutzung.

BEISPIEL 5

Strahlenschutzwirkung der Dithioether R-S-S-R

UV - Strahlen töten Bakterien. Dieser Effekt beruht ebenso wie das Sonnenerythem der menschlichen Haut auf der Bildung von freien Radikalen und nachfolgenden Peroxiden.

Methode : die Hpophilen Testsubstanzen wurden im Verhältnis 1 :4 mit einem Solubilisator (Cremophor RH 60 der Firma BASF oder Lamacit 877 der Fa. Henkel) gemischt. 1% dieser Mischung wurde homogen im heissen plate count Agar gelöst. Dieser wurde in Petrischalen (9 cm Durchmesser) ausgegossen und nach der üblichen Methode mit E.coli Bakterien infiziert. Anschliessend wurden die Petrischalen in einem Xenotest Gerät (Fa. Heraeus, Hanau) 50 min lang bestrahlt.

Ergebnis :

Test % Wachstum verglichen mit unbestrahlten Platten

1. Agar ohne Zusatz 25

2. + D,L alpha Tocopherol synth. 60

3. + Dithio-bis (stearylpropionat) 100

R-S-S-R im Test 3 schützt praktisch alle Bakterien gegen den Einfluss der Strahlen.

ANWENDUNGSFORMELN

Die nach den Formeln 1-6 hergestellten Präparate wurden im Laufe von 7 Jahren von ungefähr 60 Testpersonen andauernd verwendet.

Sofort auffällig war, dass selbst empfindliche Hauttypen die durch viele Markenkosmetika Hautreizungen bekamen die R-S-R haltigen Emulsionen gut vertrugen. Bereits nach kurzer Zeit wurde ein positiver Effekt festgestellt.

Genannt wurden :

frischeres, jüngeres Aussehen der Haut, weicher Griff und glattere Oberfläche, geringere Empfindlichkeit gegen Kälte, Wärme und Luftverschmutzung.

Alpinisten verwendeten die W/O Creme Formel 1 tagsüber als Grundlage für ein Sonnenschutzpräparat und am Abend als Nachtcreme. Das Resultat war eine deutliche Besserung der durch Wind und Wetter strapazierten Haut.

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LITERATÜ E

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FORMEL 1

Pflegecreme "anti aging", W/O thixotrop

B

TOTAL 100,0

* R-S-R : Dilaurylthiodipropionat

FORMEL 2 Nachtcreme W/O weich, für trockene und normale Hau

%

ABIL WE 09 5,0 ABIL WAX 2434 2,0

ISOPROPYLPALMΓΓAT 5,0 CEΠOL V 4,0 A AVOCADIN 1,0 CUTTNA HR 1,0 BIENENWACHS 2,0

*DLTDP 2,0 ACETULAN 3,0

WASSER DEMIN. 73,4

NaCL 0,8 B D-PANTHENOL 0,2 GLYDANT PLUS 0,3

PARFÜM 0,3

TOTAL 100,0

R-S-R : Dilaurylthiodipropionat

FORMEL 3 A

Dickflüssige Körpermilch W/O weiss, glänzend, etwas fetter

(Typ Nivea body milk)

%

ARLACEL 481 1,5

ARLACEL 989 6,0

PARAFFINÖL 30 cP 12,0

A ISOPROPYLMYRISTAT 5,0

LANTROL 0,5

ACETULAN 2,0

_*DLTDP 1,5

NIPASOL M 0,2

WASSER DEMIN. 64,0

M S04 x 7H2O 0,7

B NIPAGIN M-Na 0,1

SORBΓΓOL 70% 6,0

PARFÜM 0,5

TOTAL 100,0

R-S-R : Dilaurylthiodipropionat

FORMEL 4 A Softcream W/O "Avocado", Nährcreme weiss und glänzend, angenehm auf der Haut

%

ARLACEL 581 4,0

ARLATONE T 1,0

PARAFFINÖL 30 cP 14,0

ISOPROPYLMYRISTAT 8,0

AVOCADIN 2,0

JOJOBA ÖL 2,0 α TOCOPHEROLACETAT 1,0

*DLTDP 1,5

PHENONIP 0,2

WASSER DEMDST. 58,4

PROPYLENGLYCOL 3,0 B ALLANTOIN 0,1

D-PANTHENOL 1,5 MgSθ4 x 7H2O 0,7 ARLAGARD E 0,3

COLLAGEN 2,0 PARFÜM 0,3

TOTAL 100,0

R-S-R : Dilaurylthiodipropionat

FORMEL 5 Sonnenschutzmilch glänzend, gut fliessend, nicht fettend auf der Haut

%

ABIL WE 09 5,0 ABIL WAX 2434 2,0

ISOPROPYLPALMΓΓAT 5,0

CETIOL N 4,0

ANOCADIΝ 1,0

RIZINUSÖL 0,5

BIENENWACHS 0,8

PALMÖL UNGEBLEICHT 1,5

DLTDP 2,0

PHENONIP 0,2

EUSOLEX 8020 2,0

ESCALOL 507 5,0

WASSER DEMIN. 69,4

NaCL 0,8

ARLAGARD E 0,3 D-PANTHENOL 0,2

PARFÜM 0,3

TOTAL 100,0

FORMEL 6 Tagescreme O/W weiss, glänzend, sehr matt auf d Haut, dringt schnell ein

%

LAMECREME AOM 5,0 CETYLALKOHOL 1,5 STEARIN 1,5

ISOPROPYLPALMITAT 5,0 EUTANOL G 4,0 PARAFFINOIL 30 CP 5,0 ACETULAN 2,0 *DLTDP 1,6

WASSER DEMIN. 69,5 SORBITOL 70% 3,5 B ARLAGARD E 0,2 GERMALL π 0,3 HOSTACERINPN 73 0,5 ODER NA-CARBOMER PNC 430

PARFÜM 0,4

TOTAL 100,0

* R-S-R : Dilaurylthiodipropionat