Các ion thiết yếu và điện sinh học trong chăm sóc da

Nhà thuốc Ngọc Anh – Chương 18: Các ion thiết yếu và điện sinh học trong chăm sóc da

Tác giả: Ying Sun, Elizabeth Bruning, Susan H. Weinkle, I and Samantha Tucker-Samaras

Nguồn: Dược mỹ phẩm và ứng dụng trong thẩm mỹ

Bác sĩ: PATRICIA K.FARRIS

Dòng ion và điện sinh học

Điện sinh học là hiện tượng điện của tất cả các quá trình sống, được biểu hiện dưới các dạng phân bố không đồng nhất và di chuyển nhiều hướng của các ion trong nhiều bộ phận khác nhau của cơ thể. Điện thế xuyên màng là một ví dụ điển hình của điện sinh học. Ở người, điện sinh học là có vai trò như một quá trình tín hiệu để chỉ đạo các hoạt động sinh lý ở cấp độ tế bào. Như vậy, các tế bào sinh học sử dụng điện sinh học để hoạt động, kích hoạt các thay đổi nội tại, tích trữ năng lượng trao đổi chất và tín hiệu cho nhau thông qua giao tiếp tế bào đến tế bào. Hệ thống tín hiệu điện bẩm sinh này điều hòa hoạt động sinh lý ở cấp độ tế bào bằng cách sử dụng chuyển động của các ion có điện tích âm hoặc dương nhỏ, chẳng hạn như ion natri (Na +), ion kali (K +), ion clorua (C1-) và ion canxi (Ca2 +), trong và ngoài tế bào để tạo ra một gradient nồng độ và cuối cùng là gradien điện thế. Nồng độ không đối xứng của các ion này bên trong và bên ngoài tế bào gây ra điện thế xuyên màng qua màng tế bào. Tương tự, lớp thượng bì sống ở da cũng tồn tại một điện thế xuyên màng.

Tín hiệu điện mức độ thấp được biết rõ có liên quan đến sự lành vết thương. Ở vết thương ngoài da, việc chữa lành được thực hiện bằng việc tế bào di chuyển đến vị trí vết thương và sự vận chuyển các ion, protein thiết yếu đến vết thương. Bằng cách tăng cường quá trình truyền tín hiệu điện của cơ thể, việc chữa lành vết thương có thể được tăng tốc bằng cách tăng việc di chuyển các tế bào sửa chữa đến vị trí vết thương. Zhao và cộng sự chứng minh rằng tín hiệu điện như một tín hiệu chỉ dẫn có lẽ đóng vai trò quan trọng hơn nhiều những gì người ta biết trước đây trong việc chỉ đạo sự di chuyển của tế bào trong việc chữa lành vết thương của thượng bì. Họ cho thấy rằng có hai protein rất quan trọng đối với đáp ứng tế bào do điện trường gây ra. Một là phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K), điều kh-iển sự di chuyển của các tế bào người từ bên này sang bên kia thông qua gradient điện trong một quá trình được gọi là điện hướng động. Protein còn lại là lipid phosphatidylinositol 3,4,5-triphosphat (PIP3), một phân tử quan trọng tập trung ở rìa tế bào, nơi các thành phần tín hiệu liên kết với nó. Đến lượt nó, các thành phần tín hiệu này dẫn đến trùng hợp cục bộ actin để hình thành các vị trí nhô ra theo hướng di chuyển. Theo báo cáo, trường điện sinh học dường như đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát hoạt động nguyên bào sợi ở người bằng cách tăng hoặc giảm đáng kể biểu hiện gen của hơn 400 phiên mã đã được tìm ra. Chúng bao gồm hoạt động bên trong các con đường tín hiệu tế bào đặc hiệu như TGF-p, G-protein, và ức chế quá trình chết tế bào theo chu trình. Lớp thượng bì tạo ra một điện thế xuyên biểu mô với bên trong là điện tích dương. Nuccitelli và cộng sự đo dòng điện sinh học ở vết thương trên da người của hai nhóm đối tượng thử nghiệm để tìm ra vai trò của trường điện nội sinh trong việc chữa lành vết thương ở người trẻ và người già.

Trường bề mặt bên của vết thương được đo giữa lớp sừng và lớp thượng bì gần vết thương dạng lưỡi mác ở tay và chân của 40 người lớn. 10 nữ và 10 nam trong độ tuổi từ 18-29 biểu hiện trường điện trung bình là 163 ± 59mV /mm, trong khi, 10 nữ và 10 nam trong độ tuổi 65-80 biểu hiện trường điện trung bình chỉ 78 ± 15 mV /mm. Trường điện trung bình của những người ở nhóm tuổi lớn hơn chỉ bằng một nửa so với nhóm trẻ, chứng minh rằng điện trường ngay cả những vết thương nhỏ trên da giảm mạnh theo tuổi. Vì điện thế vết thương tỷ lệ thuận với tốc độ lành vết thương, điện thế vết thương giảm có thể là một yếu tố góp phần vào việc suy giảm khả năng sửa chữa mô và chậm lành thương ở người lớn tuổi. Mặt khác, có thể hình dung rằng nếu điện thế bên ngoài có cường độ sinh lý tương tự như tín hiệu điện chữa lành vết thương trên da được áp dụng, việc chữa lành vết thương của người già có thể được cải thiện. Tương tự, nếu tín hiệu điện ở mức thấp được áp dụng cho làn da lão hóa để bắt chước tín hiệu điện sinh học liên quan đến việc chữa lành vết thương, quá trình tái tạo mô và trẻ hóa có thể được tăng cường cho lợi ích chống lão hóa.

Do đó, có thể giả thuyết rằng khi da lão hóa còn nguyên vẹn tiếp xúc với một tín hiệu điện giả sinh học, nghĩa là áp một tín hiệu điện bên ngoài bắt chước tín hiệu điện sinh học khi có sự hiện diện của vết thương, cơ chế phục hồi và trẻ hóa da tương tự trong quá trình vết thương có thể được kích hoạt, dẫn đến trẻ hóa da và các lợi ích chống lão hóa đáng kể.

Các ion khoáng chất thiết yêu và làn da

Các ion khoáng chất thiết yếu được biết đến là đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe làn da, ví dụ như kẽm có một vai trò quan trọng trong toàn bộ quá trình sinh lý ở người, và cũng là một chất chống oxy hóa quan trọng cho da. Nồng độ kẽm trong lớp thượng bì giảm dần theo tuổi: nồng độ kẽm trung bình các đối tượng thử nghiệm trên 65 tuổi chỉ bằng khoảng một nửa so với đối tượng thử nghiệm trẻ hơn 35 tuổi, tuy nhiên, không có sự khác biệt có ý nghĩa về nồng độ kẽm trong mô kẽ giữa hai nhóm, cho thấy không có mối tương quan giữa nồng độ kẽm huyết tương và nồng độ kẽm thượng bì. Cả kẽm và đồng đều có liên quan đến tình trạng viêm da và các bệnh lý liên quan đến lão hóa.

Phức hợp kẽm-đồng Galvanic và điện mô phỏng sinh học trong chăm sóc da

Điện sinh học cũng như mối liên quan của nó đối với các lợi ích chăm sóc da, và việc sử dụng điện cường độ thấp được tạo ra bởi các hạt đôi điện tử để bắt chước điện sinh học đã được xem xét gần đây. Một phức hợp khoáng đôi galvanic bao gồm nguyên tố kẽm và đồng đã được báo cáo về’ hiệu quả khi ứng dụng điều trị ngoài da, chẳng hạn như giảm xuất hiện của các dấu hiệu lão hóa da do ánh sáng. Hoạt động điện của các hạt nguyên tố kẽm-đồng tạo ra điện thế giữa kẽm và đồng trên bề mặt mẫu kim loại khi có độ ẩm, và các ion kẽm được tạo ra như một sản phẩm phụ của quả trình galvanic.

Southall và cộng sự đã báo cáo việc sử dụng vài hạt đôi galvanic của nguyên tố kẽm và đồng (Zn-Cu) để xác định ảnh hưởng của việc kích thích điện cường độ thấp lên hoạt động sinh lý da nguyên ven bằng cách sử dụng thiết bị thương mại có tên Dermacorder. Zn-Cu gây ra hiệu điện thế được ghi nhận trên da, tăng sản xuất H2O2, kích hoạt p38 MAPK và Hsp27 trong tế bào sừng sơ cấp. Điều trị bằng Zn-Cu cũng được cho thấy giảm các cytokine tiền viêm, chẳng hạn như IL-la, IL-2, NO và TNF-a trong nhiều loại tế bào do tác động của PHA hoặc vi khuẩn Propionibacterium acnes. Phức hợp Zn-Cu dẫn đến sự ức chế NF-kB (tạo ra bởi TNF-a) phụ thuộc vào liều trong tế bào sừng cũng như được đo bằng phân tích chất hoạt hóa luciferase kép, và ngăn chặn sự chuyển vị p65 vào nhân, ức chế hoạt động NF-kB thông qua tác động chéo với p38 MAPK có thể là một trong những con đường tiềm năng mà qua đóZn-Cu phát huy hiệu ứng trên tình trạng viêm của nó. ứng dụng tại chỗ của Zn-Cu thành công trong việc giảm nhẹ tình trạng viêm da do TPA và quá mẫn do oxazolone trên mô hình chuột bị sưng phù tai. Hoạt động kháng viêm gây ra bởi cặp điện tử Zn-Cu dường như qua trung gian (ít nhất là một phần) quá trình sản xuất hydrogen peroxide nồng độ thấp và hoạt động này bị đảo ngược bởi việc thêm vào enzyme catalase. Nói chung, những kết quả này cho thấy rằng hạt đôi điện tích chứa Zn-Cu làm giảm mạnh tình trạng viêm và đáp ứng miễn dịch ở da nguyên vẹn, cung cấp bằng chứng về vai trò của kích thích điện ở da không bị thương.

Chantalat và cộng sự tiến hành nghiên cứu lâm sàng ngẫu nhiên, mù đôi, có nhóm chứng để đánh giá hiệu quả và khả năng dung nạp của phức hợp đồng kẽm-galvanic trên các thông số lão hóa da do ánh sáng.

Trong nghiên cứu kéo dài tám tuần này, phụ nữ (từ 40-65 tuổi) bị lão hóa da do ánh sáng từ nhẹ đến trung bình ngẫu nhiên sử dụng giả dược hoặc một trong ba chế phẩm phức hợp điện đổng-kẽm (gel và kem dưỡng ẩm hoạt hóa). Đánh giá hiệu quả bao gồm phân độ lâm sàng, hình ảnh lâm sàng chuyên biệt và đối tượng tự đánh giá so với lúc ban đầu, 15-30 phút sau khi áp dụng điều trị và sau 1, 2, 4 và 8 tuần. Khả năng dung nạp dựa trên các phản ứng bất lợi và phân độ lâm sàng về kích ứng. Mức có ý nghĩa được đặt ở p <0,05 so với mức nền và giữa các nhóm điều trị. Nghiên cứu bao gồm 124 phụ nữ. Các chế phẩm có chứa phức hợp kẽm-đồng galvanic cho thấy những cải thiện lâm sàng có ý ng-hĩa thống kê so với giả dược và so với mức nền nhanh chóng (15-30 phút) sau khi áp dụng và sau 8 tuần. Phân loại lâm sàng cho thấy sự cải thiện đáng kể so với giả dược vê’ độ rạng rỡ của da và quầng thâm dưới mắt 15-30 phút sau lần thoa đầu tiên và tiếp tục cải thiện qua tuần thứ 8. Về tổng thể tổn thương do ánh sáng, đôi mắt trông trẻ ra, và sự cải thiện các nếp nhăn bắt đầu sau hai tuần và tiếp tục đến tuần 8. Các chế phẩm thử nghiệm được dung nạp tốt. Phức hợp kẽm-đồng galvanic đã được chứng minh giúp cải thiện nhanh chóng và lâu dài so với giả dược trên da lão hóa, điều này cho thấy hiệu quả tiềm tàng của nó nếu được đưa vào chung với các công thức chống lão hóa khác. Hình 18.1 cho thấy những cải thiện theo thời gian trong việc nâng mi mắt/ làm mịn so với giả dược hoặc công thức Zn-Cu galvanic được trộn sẵn bôi một lần mỗi ngày.

Nollent và cộng sự đã báo cáo một đánh giá lâm sàng về phức hợp kẽm-đồng galvanic cho hiệu quả chống lão hóa vùng da mắt. Đây là một thử nghiệm lâm sàng không can thiệp, nhãn mở, có nhóm chứng bao gồm giai đoạn 30 ngày không điều trị với bất kì hoạt chất gì và 8 tuần điều trị. Số lượng mẫu bao gồm 34 đối tượng phụ nữ da trắng khỏe mạnh có tuýp da theo Fitzpatrick I – IV, 35 tuổi trở lên. Công thức phức hợp Zn-Cu được bôi mỗi sáng trong tám tuần. Cả đánh giá chủ quan và khách quan đã chứng minh cải thiện đáng kể các dấu hiệu tổn thương da do ánh sáng trên mặt trong tám tuần điều trị với phức hợp Zn-Cu. Các kết quả phân loại lâm sàng (Bảng 18.1) và tự đánh giá (Bảng 18.2) được thực hiện làm số liệu nền, ngay sau lần thoa đầu tiên (T imm) và ở tuần 1, 4 (T4) và 8 (T8) cho thấy sự cải thiện có ý nghĩa thống kê (p <0,05) một số thông số bao gồm vết chân chim, các nếp nhăn nông – sâu, nếp nhăn dưới mắt, bọng dưới mắt, sưng mí mắt, quầng thâm mắt, và cấu trúc da (độ rạng rỡ và màu sắc da). Các phương pháp khách quan cho thấy giảm tổng số nếp nhăn bề mặt và chiều dài trung bình trong các bản sao da. Công thức thử nghiệm dung nạp tốt ở vùng da nhạy cảm quanh mắt trong suốt 8 tuần điều trị và không có tác dụng phụ.

Bruning và cộng sự đã mô tả một nghiên cứu lâm sàng sử dụng chế phẩm bôi môi có chứa phức hợp Zn-Cu giúp chống lão hóa trên môi người. Thử nghiệm lâm sàng quy mô nhỏ, ngẫu nhiên, mù đôi, có nhóm chứng được thực hiện để đánh giá hiệu quả của các chế’ phẩm chứa các hạt galvanic về các lợi ích liên quan đến môi như chống lão hóa, làm đẹp môi, khỏe môi. Mẫu nghiên cứu bao gồm nữ tuổi từ 40-65, loại da Fitzpatrick I – IV tại thời điểm nghiên cứu (dữ liệu cơ sở), đánh giá những đặc điểm sau đây dựa trên phân độ của chuyên gia và tự đánh giá: các nếp nhăn trung bình đến nặng xung quanh viền môi, các lằn dọc mảnh trên môi, môi bị mất màu/ trông nhợt nhạt hơn, viền môi kém rõ ràng, môi mỏng hơn/ kém đầy đặn, môi bị chảy máu và môi khô nhẹ đến vừa trung bình.

Bốn chế phẩm son môi ở dạng son dưỡng /son thỏi có chung công thức nền được sử dụng trong nghiên cứu. Hai sản phẩm chứa các hạt galvanic (Sản phẩm 1, phức hợp Zn-Cu, Sản phẩm 2, sản phẩm chuẩn + phức hợp Zn-Cu) và hai sản phẩm thì không chứa các hạt galvanic (Sản phẩm so sánh A, Giả dược, Sản phẩm so sánh B, sản phẩm chuẩn). Những người tham gia nghiên cứu được chia thành 4 nhóm (mỗi nhóm 11 người) sử dụng ngẫu nhiên các sản phẩm. Các đối tượng sử dụng sản phẩm ba lần mỗi ngày: vào buổi sáng, buổi trưa (sau bữa ăn trưa) và buổi tối. Các đối tượng được đánh giá thời điểm ban đầu, tuần 1 và tuần 8. Tại mỗi các mốc thời gian các đối tượng hoàn thành bảng câu hỏi tự đánh giá, được chụp hình kỹ thuật số độ phân giải cao của môi và hình ảnh quang phổ của môi đã được thực hiện.

Các hình ảnh kỹ thuật số có độ phân giải cao được đánh giá bởi một chuyên gia phân độ (mù với các nhóm điều trị) để đưa ra đánh giá khách quan về thay đổi trên môi. Chuyên gia chấm điểm đã sử dụng tám thông số trực quan để phân loại các hình ảnh kỹ thuật số.Kết quả phân loại của chuyên gia chỉ ra rằng Sản phẩm 1 (phức hợp Zn-Cu) đặc điểm môi tốt hơn đáng kể (p <0,05) so với Sản phẩm So sánh A (giả dược) trong việc cải thiện các đường xung quanh môi, và theo hướng tốt hơn (p <0,10) về độ nét và đường nét trên môi ở tuần thứ 8. Đặc điểm môi của Sản phẩm 2 (Sản phẩm chuẩn + phức hợp Zn-Cu) vượt trội hơn Sản phẩm so sánh B (chỉ riêng Sản phẩm chuẩn) bằng cách cho thấy sự cải thiện so với ban đầu về độ đầy đặn của môi và, kể cả màu sắc cũng như cải thiện tích cực các đường trên môi, trong khi Sản phẩm so sánh B không làm được.

Bảng 18.1 Kết quả phân độ lâm sàng cho thấy mức độ cải thiện so với tình trạng ban đầu

Note: p < 0.05 vs placebo at all time points in all parameters, except at T imm for eye opening.

Nhìn chung, các hình ảnh kỹ thuật số đã cho thấy những cải thiện rõ ràng về môi bằng điều trị với cả Sản phẩm 1 và Sản phẩm 2 về màu môi, đường nhăn và sự đầy đặn của mỗi chỉ trong một tuần, với hiệu quả tiếp tục ở tất cả các thông số Ở tuần 8. Phân tích oxy-hemoglobin được thực hiện bằng hình ảnh quang phổ (N = 7-9 đối tượng mỗi nhóm điều trị). Như trong Hình 18.2, thành phần môi của Sản phẩm 1 cho thấy mức oxyhemoglobin tăng gần 25% (p = 0,05) ở tuần 8 so với mức cơ bản. Sản phẩm so sánh A không cho thấy sự thay đổi đáng kể. Sự gia tăng nồng độ oxy-hemoglobin này được cho là đã góp phần quan sát thấy sự cải thiện màu sắc môi trong dữ liệu tự đánh giá và phân loại của chuyên gia.

Kết quả của bảng câu hỏi đối tượng tự đánh giá chỉ ra rằng Sản phẩm 2 luôn được xếp hạng cao hơn tất cả các phương pháp điều trị khác, bắt đầu từ tuần 1. Sản phẩm 2 cũng mang lại khác biệt ý nghĩa nhất giữa các lần điều trị và sản phẩm duy nhất cải thiện có ý nghĩa thống kê (p <0,05) ở tất cả các thành phần của môi so với tình trạng ban đầu khi tự đánh giá ở tuần thứ 8.

xem thêm: [Tìm hiểu] Lão hóa da, Glycation và chất ức chế chế glycation là gì?