Anwendung von Peptid-Bioregulatoren in der Kosmetologie: klinische und molekulare Aspekte

Anwendung von Peptid-Bioregulatoren in der Kosmetologie: klinische und molekulare Aspekte

Die Relevanz des Themas. Hautalterung und Peptid-Bioregulation. Der Grund für beschleunigte Hautalterung ist die Einwirkung von ultravioletter Strahlung (UR), die Teil des Sonnenlichtspektrums ist, und Stress im Alltag. Die Hautalterung äußert sich in einer Abnahme ihrer Elastizität und der Bildung von Falten. Altersbedingte Veränderungen und beschleunigte Hautalterung verringern die Zufriedenheit mit dem Aussehen erheblich, insbesondere bei Menschen, die ein aktives soziales Leben führen.

Die Hautalterung äußert sich in einer Verletzung ihrer endokrinen und immunologischen Funktion und einer Abnahme der Lebensfähigkeit von Fibroblasten – dem Haupttyp der Hautzellen. Die Peptid-Bioregulatoren Endoluten®, Sigumir®, Cartalax®, Crystagen® und Vladonix® helfen, beschleunigte Alterung zu verhindern und die Entwicklung altersbedingter Hautveränderungen zu verlangsamen.

Endoluten® ist ein Polypeptidkomplex aus der Zirbeldrüse, der Regulator des neuroimmunendokrinen Systems und ein Geroprotektor. Im Polypeptidkomplex aus der Zirbeldrüse wurden durch Massenspektrometrie und Hochleistungsflüssigchromatographie folgende freie Aminosäuren (3,3 %), Dipeptide (23,2 %), Tripeptide (50,7 %), Tetrapeptide (22,1 %) und Pentapeptide (0,7 %) nachgewiesen. Das AEDG-Peptid wurde unter den Tetrapeptiden im Polypeptidkomplex der Zirbeldrüse durch die Methode der selektiven Überwachung von Reaktionen (SRM) identifiziert. Die dem Zirbeldrüsen-Polypeptidkomplex innewohnende biologische Aktivität beruht auf der Wirkung des in seiner Zusammensetzung enthaltenen AEDG-Peptids [6]. Das AEDG-Peptid reguliert zirkadiane Rhythmen, Funktionen des endokrinen und Immunsystems, hat eine antioxidative Wirkung, eine stressschützende Wirkung, erhöht in Experimenten die Länge der Telomere in Zellen und die Lebenserwartung [7]. Da die Haut ein Organ des neuroimmunendokrinen Systems ist, trägt das AEDG-Peptid zur Normalisierung der Funktionen der Hautzellen bei.

Sigumir® ist ein Polypeptidkomplex aus Knorpel- und Knochengewebe, ein Regulator der Funktionen von Bindegewebszellen (Knorpel- und Hautfibroblasten). Sigumir® wurde am Institut für Toxikologie der FMBA Russlands auf den Gehalt des AED-Peptids (Сartalax®) mittels matrixaktivierter Laserdesorption/Ionisation (MALDI) und ultraeffizienter Flüssigchromatomassenspektrometrie (UEFC-MS) analysiert. Das AED-Peptid wurde in der Zusammensetzung von Sigumir® in einer Menge von 0,2 mg/g gefunden und ist dessen aktiver Bestandteil [9]. Die chondroprotektiven Wirkungen von Сartalax® (Wirksamkeit bei Osteoarthritis, Osteoporose usw.) beruhen auf der Aktivierung der Proliferation (Zellteilung) von Knorpelfibroblasten. Fibroblasten haben in allen Organen und Geweben ähnliche Eigenschaften. Cartalax® hat also eine stimulierende Wirkung auf den Stoffwechsel von Hautfibroblasten.

Vladonix® ist ein Polypeptidkomplex aus Thymus, ein Regulator der Funktionen des Immunsystems. Vladonix® wurde am Institut für Toxikologie der FMBA Russlands auf den Gehalt des darin enthaltenen EDP-Peptids (Crystagen®) mittels MALDI- und UEFC-MS-Methoden analysiert. Das EDP-Peptid wurde in Vladonix® in einer Menge von 0,04 mg/g gefunden und ist dessen aktiver Bestandteil [8]. Das EDP-Peptid stimuliert die Differenzierung und Aktivierung von B-Zellen, Makrophagen, die Proliferation von Immunzellen während des Alterns und reduziert die Apoptose von Stamm- und Immunzellen während des Alterns. Auf systemischer Ebene äußern sich diese Wirkungen des EDP-Peptids in der Regulierung der Funktionen des Immunsystems, einer antioxidativen Wirkung und einer stressschützenden Wirkung [7].

Anwendung von Peptid-Bioregulatoren in der Kosmetik.
Frauen mittleren Alters (45–59 Jahre) und älter (60–74 Jahre) wurden von einer Kosmetikerin beobachtet und nahmen an der Studie in der ArtMediA-Klinik (St. Petersburg, Russland) teil. Alle Frauen gaben ihre schriftliche Einwilligung zur Teilnahme an der Studie. Die Frauen wurden in gleich große Gruppen von jeweils 15 Personen aufgeteilt: Die 1. Gruppe (Kontrolle) erhielt 8 Wochen lang einmal wöchentlich eine Kochsalzlösung durch Elektrophorese auf der Gesichtshaut. Die 2. Gruppe erhielt die Peptide Cartalax® und Crystagen® (sublinguale biologisch aktive Nahrungsergänzungsmittel) durch Elektrophorese auf der Gesichtshaut, nach demselben Schema wie die Kontrollgruppe. Die 3. Gruppe erhielt gleichzeitig mit der Elektrophorese orale Polypeptidkomplexe (biologisch aktive Nahrungsergänzungsmittel) Sigumir® und Endoluten®. Alle Frauen schlossen 4 Monate vor der Studie jegliche kosmetischen Eingriffe aus. Die Auswirkungen der Hautalterung auf die Lebensqualität der Frauen wurden in der ersten Phase der Untersuchung mithilfe eines angepassten Fragebogens „Dermatologischer Lebensqualitätsindex“ bewertet. Danach wurde die Wirkung von Peptiden auf die Struktur der Gesichtshaut mithilfe der Ultraschallbildgebungsmethode untersucht. Die Bewertungskriterien waren das Trockenheits- oder Spannungsgefühl der Haut, die Farbe von normal bis matt, das Oberflächenrelief der Haut, Glätte, das Vorhandensein erweiterter Kapillaren, die Schwere von Falten, Altersflecken und das allgemeine Gefühl des Aussehens – Frische, Ausstrahlung oder müdes Aussehen. Interpretation der Ergebnisse: 0 Punkte – Fehlen altersbedingter Veränderungen bei allen Anzeichen, 40 Punkte – die ausgeprägtesten altersbedingten Veränderungen bei allen Anzeichen. Der Fragebogen wurde von Frauen und einer Kosmetikerin ausgefüllt. Im nächsten Untersuchungsschritt wurde die Hautstruktur mithilfe einer Ultraschalluntersuchung untersucht. Dabei wurde die Ausrüstung der Abteilung für Ultraschalldiagnostik der E.E. Eichwald-Klinik der Nordwestlichen Staatlichen Medizinischen Universität, benannt nach I.I., verwendet. Mechnikov (St. Petersburg, Russland) [1, 2].

Es wurde festgestellt, dass involutive Hautveränderungen bei der Mehrheit der Frauen mittleren und höheren Alters die Lebensqualität deutlich verschlechtern. Nach der Anwendung von Cartalax® und Crystagen® sowie der kombinierten Anwendung dieser kurzen Peptide und Endoluten®, Sigumir® Polypeptidkomplexe wurde bei Frauen beider Altersgruppen eine subjektive Verbesserung der Hautqualität festgestellt.

Die Anwendungselektrophorese mit Cartalax® und Crystagen® in Kombination mit Endoluten® und Sigumir® in Kapseln trug zu einer signifikanten Zunahme der Dicke der Dermis und Epidermis um 15-50 % bei Frauen unterschiedlichen Alters bei. Ultraschalluntersuchungen von Frauen mittleren und höheren Alters zeigten eine Zunahme der Echogenität der Dermis unter dem Einfluss der kombinierten Anwendung von kurzen Peptiden und Polypeptidkomplexen. Eine Zunahme der Echogenität der Dermis unter dem Einfluss von Peptiden weist auf eine Zunahme der Kollagensynthese hin.

Molekularer Mechanismus der schützenden Wirkung von Peptid-Bioregulatoren auf Hautzellen während ihrer Alterung.

Die Wirkung des AEDG-Peptids, das Teil von Endoluten® ist, auf die Expression von Genen, die Enzyme des antioxidativen Systems in Hautfibroblasten während beschleunigter Alterung kodieren. Die Wirkung des AEDG-Peptids auf die Expression von Genen, die Enzyme des antioxidativen Systems (NQO1, SOD1, CATALASE) in menschlichen Hautfibroblasten kodieren, wurde in einem experimentellen Modell beschleunigter Alterung durch UR [4] ausgewertet.

Für die Studie wurden Hautfibroblasten einer 45-jährigen Frau (DF2-Zelllinie) verwendet, die aus der Sammlung von Zellkulturen des Instituts für Zytologie der Russischen Akademie der Wissenschaften (St. Petersburg) stammen. Hautzellen wurden 24 Stunden lang UR ausgesetzt, um eine beschleunigte Alterung zu simulieren. Vor der Exposition gegenüber UR wurden den dermalen Fibroblasten Peptide zugesetzt. Dadurch konnten wir die Schutzwirkung von Peptiden vor der Bildung freier Radikale durch Exposition gegenüber UR bewerten. Kontrollzellkulturen wurden unter denselben Bedingungen ohne Bestrahlung gezüchtet.

Superoxiddismutase 1 (SOD1) ist ein antioxidatives Enzym, das den intrazellulären Raum vor Superoxidanionen schützt, indem es deren Umwandlung in molekularen Sauerstoff und Wasserstoffperoxid katalysiert. Die Genexpression von SOD1 nimmt während des Alterns in menschlichen Hautfibroblasten ab. Eine Zunahme der Genexpression von SOD1 in menschlichen Hautfibroblasten ist einer der Reaktionsmechanismen auf die Auswirkungen von oxidativem Stress (UR). Bei Mäusen mit einem Mangel an der Synthese des Enzyms SOD1 kommt es zu einer Abnahme der Dermisdicke, einer Verletzung der Migration und Proliferation von Fibroblasten und einer beschleunigten Hautalterung. Das AEDG-Peptid erhöhte die SOD1-Genexpression um das 3,5-fache. Es zeigte sich, dass das Peptid Hautfibroblasten vor der Wirkung freier Radikale schützt, die unter der Einwirkung von UR entstehen.

Katalase ist ein Enzym der Oxidoreduktase-Klasse, das Teil des antioxidativen Systems der Zelle ist. Es erfüllt die Funktion des Antiperoxid-Schutzes. Dieses Enzym katalysiert die Zersetzung von Wasserstoffperoxid, das während der biologischen Oxidation in Wasser und molekularen Sauerstoff entsteht. Die mit der Alterung verbundene erhöhte Katalase- und SOD1-Synthese ist einer der Schutzmechanismen, die DNA-Schäden in Hautfibroblasten unter der Einwirkung von oxidativem Stress verhindern. Eine kompensatorische Erhöhung der Katalasesynthese in Fibroblasten wurde bei beschleunigter Hautalterung unter dem Einfluss von UR festgestellt. Das AEDG-Peptid stimuliert diesen Effekt durch Aktivierung des antioxidativen Systems.

Das Enzym NQO1 (NADP(H) – Chinonoxidoreduktase 1) ist im Zytosol (innerhalb der Zelle) lokalisiert, katalysiert die Zweielektronenreduktion von Chinonverbindungen und verhindert die Bildung von Semichinonradikalen und aktiven Sauerstoffmolekülen, wodurch die Zelle vor oxidativem Stress geschützt wird. Eine Überexpression des NQO1-Gens wird in verschiedenen Zelltypen beobachtet, wenn sie Oxidationsmitteln und Schwermetallen ausgesetzt sind. Das AEDG-Peptid stimuliert die NQO1-Genexpression des Antioxidantiensystems.

Wirkung der Peptide AED (Cartalax®) und AEDG auf die Synthese von Proteinen – Marker der funktionellen Aktivität von Hautfibroblasten während ihrer Alterung in Kultur. Cartalax® erhöhte die Synthese von Sirtuin 1 und 6 um das 2- bzw. 11,5-Fache und die Synthese von Kollagen Typ 1 um das 2,7-Fache in menschlichen Hautfibroblasten während ihrer Alterung in Kultur. Kollagen Typ 1 ist eines der wichtigsten Strukturproteine, die von Hautfibroblasten synthetisiert werden, was auf die hohe funktionelle Aktivität dieser Zellen hinweist. Seine Synthese in Fibroblasten nimmt während der Hautalterung ab. Sirtuin-1 (Sirt1) ist ein multifunktionales Protein, das durch Deacetylierung verschiedener Substrate, einschließlich Histone und Transkriptionsfaktoren, an Stressreaktionen, Zellstoffwechsel und Alterung beteiligt ist.

Sirtuin-1 reguliert die Energiehomöostase, den Zellzyklus, die Apoptose, Entzündungsreaktionen und den Gehalt reaktiver Sauerstoffspezies in der Zelle. Sirutin-6 (Sirt6) hemmt die Zellalterung, indem es die Wirkung des Zytokins NFkB schwächt. Sirtuin-6 trägt zu einer Erhöhung der Lebenserwartung bei. Es nimmt an der DNA-Reparatur teil und aktiviert den Zellstoffwechsel. Die Wirkung von Cartalax® auf die Synthese von Sirt1, Sirt6 und Kollagen Typ 1 ist die Grundlage seiner Fähigkeit, die funktionelle Aktivität von Hautfibroblasten zu steigern und eine antioxidative und geroprotektive Wirkung zu haben [3].

Das AEDG-Peptid erhöhte die Synthese der Proteine ​​Ki67 und CD98hc in menschlichen Hautfibroblasten während ihrer Alterung in Kultur um das 1,4- bis 1,5-fache. Darüber hinaus reduzierte das AEDG-Peptid die Synthese der Proteine ​​MMP9, p16, p53 und Caspase-3 in menschlichen Hautfibroblasten während ihrer Alterung in Kultur um das 1,3-, 1,7-, 3- bzw. 1,4-Fache. Ki67 ist eines der wichtigsten Proteine, die für die Proliferation (Teilung) von Hautfibroblasten notwendig sind. Die Ki67-Synthese nimmt in Fibroblasten während der Hautalterung ab. Das CD98hc-Protein wird auf der Membran von Hautfibroblasten synthetisiert und nimmt an deren Proliferation (Teilung) teil. Die CD98hc-Synthese in Hautfibroblasten nimmt während der Alterung ab, was zu einer Verlangsamung ihrer Regeneration führt. Matrix-Metalloproteinase-9 (MMP-9) ist an der Umgestaltung der interzellulären Umgebung durch Hautfibroblasten beteiligt. Die UR-induzierte Synthese von MMR-9 trägt zur Zerstörung von Kollagenen vom Typ 1 und 3 in der Dermis bei. Die Synthese von MMP-2, MMP-3 und MMP-9 führt zum Abbau nichtkollagener Bestandteile der Dermis, einschließlich Glykoproteinen und Proteoglykanen der Basalmembran. Der Gehalt an MMP-2-, MMP-3- und MMP-9-Gewebeinhibitoren nimmt während des Alterns ab, was zur Aktivierung der Umgestaltung der interzellulären Matrix beiträgt. Caspase-3 und p16, p53 Transkriptionsfaktoren sind die wichtigsten Komponenten der Kaskade der Apoptose (programmierter Zelltod) in Hautfibroblasten. Eine Zunahme ihrer Synthese und eine Abnahme der Ki67-Synthese sind charakteristisch für die Hautalterung [5].

Fazit

1. Polypeptidkomplexe aus Knorpel (Sigumir®), Zirbeldrüse (Endoluten®) und AED (Cartalax®), EDP (Crystagen®), AEDG-Kurzpeptiden erhöhen die Dicke der Epidermis und Dermis bei Frauen mittleren und höheren Alters gemäß Fragebogen und Bewertung der Dicke der Epidermis und Dermis durch Ultraschalldiagnostik. Dies trägt dazu bei, die Alterung der Hautzellen zu verlangsamen und ihr Aussehen zu verbessern.
2. AED (Cartalax®) und AEDG-Kurzpeptide interagieren mit Promotoren von Genen, die die Proteine ​​SIRT1, SIRT6, p16, p53, Caspase-3, CD98hc, MMP-9, Typ-1-Kollagen, Katalase, SOD1, NQO1 kodieren – Marker der funktionellen Aktivität von Hautfibroblasten. Dies trägt zur Normalisierung der Funktionen der Hautfibroblasten bei ihrer natürlichen und beschleunigten (durch die Einwirkung von Sonnenlicht verursachten) Alterung bei.
3. Die erhaltenen Daten weisen auf die Wirksamkeit der Verwendung der Peptid-Bioregulatoren Sigumir®, Endoluten®, Crystagen® und Cartalax® zur Verlangsamung altersbedingter Hautveränderungen hin. Diese Peptid-Bioregulatoren können verwendet werden, um die Lebensqualität und Zufriedenheit mit dem eigenen Aussehen bei Frauen mittleren und höheren Alters zu verbessern.

Referenzen

1. Fridman N., Bojko L., Trofimova S. Peptid-Bioregulatoren – Anwendungsmöglichkeiten für die Wiederherstellung der Hautstruktur bei Frauen mittleren Alters. Vrach. 2020. Vol. 31, N 9. S. 63–67 (auf Russisch).
   https://artmediaclinic.ru/stati/perspektivy-primeneniya-peptidnyh-bioregulyatorov-dlya-vosstanovleniya-struktury- kozhi-zhenshhin-srednego-vozrasta/

2. Fridman N.V., Linkova N.S., Bojko L.V., Kacheli M.A. Der Einfluss von Peptidbioregulatoren auf die strukturellen und funktionellen Besonderheiten der Gesichtshaut bei älteren Frauen. Molekulyarnaya meditsina. 2021. Bd. 19, N 4. S. 42–46 (auf Russisch).
   https://artmediaclinic.ru/stati/vliyanie-peptidnyh-bioregulyatorov-na-strukturno-funktsionalnye-osoben nosti-kozhi-litsa-zhenshhin-pozhilogo-vozrasta/

3. Fridman N.V., Linkova N.S., Kozhevnikova E.O., Gutop E.O., Khavinson V.K. Vergleich der Auswirkungen von KE- und AED-Peptiden auf die funktionelle Aktivität menschlicher Hautfibroblasten während ihrer replikativen Alterung. Bull. Exp. Biol. Med. 2020. Vol. 170, N 1. S. 154-157.
   https://link.springer.com/article/10.1007/s10517-020-05022-1

4. Gutop E.O., Linkova N.S., Kozhevnikova E.O., Fridman N.V., Ivko O.M., Khavinson V. Kh. AEDG-Peptid Verhindert oxidativen Stress im Modell der induzierten Alterung von Hautfibroblasten. Fortschritte in der Gerontologie. 2022. Vol. 12. Nr. 2. S. 143–148.
   https://khavinson.info/assets/files/skan/2022-gutop.pdf

5. Lin’kova N.S., Drobintseva A.O., Orlova O.A., Kuznetsova E.P., Polyakova V.O., Kvetnoy I.M., Khavinson V.Kh. Peptidregulierung der Funktionen von Hautfibroblasten während ihrer Alterung in vitro. Bull. Exp. Biol. Med. 2016. Vol. 161, N 1. S. 175-178.

6. Khavinson V.K., Kopylov A.T., Vaskovsky B.V., Ryzhak G.A., Lin'kova N.S. Identifizierung von Peptid AEDG im Polypeptidkomplex der Zirbeldrüse. Bull Exp Biol Med. 2017. Vol. 164. N 1. S. 41-43.
   https://khavinson.info/assets/files/skan/2017-khavinson_kopulov.pdf

7. Khavinson V.K., Popovich I.G., Linkova N.S., Mironova E.S., Ilina A .R. Peptidregulation der Genexpression: Eine systematische Übersicht. Moleküle. 2021.Vol. 26. Ausgabe 22. 7053. 22 S. https://khavinson.info/assets/files/skan/2021-khavinson_popovich.pdf

8. Khavinson V.Kh., Zhurkovich I.K., Ryzhak G.A., Мironova E.S., Kovrov N.G. Identifizierung kurzer Peptide: Optimierung gezielter therapeutischer Eigenschaften eines Thymusmedikaments. Molekulare Medizin. 2021. Vol. 19, N 3. S. 32-37 (auf Russisch). https://khavinson.info/assets/files/russ/2021-khavinson_zhurkovich.pdf

9. Zhurkovich I.K., Kovrov N.G. Ryzhak G.A., Мironova E.S., Khavinson V.Kh. Identifizierung kurzer Peptide als Teil von Polypeptidkomplexen, die aus tierischen Organen isoliert wurden. Biology Bulletin Reviews. 2020. Vol. 140, N 2. S. 140-148 (auf Russisch).
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   https://link.springer.com/article/10.1007/s10517-016-3370-x