Schützen die Hautzellen vor freien Radikalen

Vitamin C ist ein Antioxidans. Antioxidantien schützen die Hautzellen vor freien Radikalen, die Hautalterung verursachen. Vitamin C hemmt auch die Melaninproduktion in der Haut und hilft so, Hyperpigmentierungen und braune Flecken aufzuhellen, den Hautton auszugleichen und die Ausstrahlung der Haut zu verbessern. Vitamin C stimuliert die Fähigkeit der Haut, Kollagen zu produzieren und erhöht die Zellerneuerung. Vitamin C glättet feine Linien und verbessert die Ausstrahlung der Haut. Vitamin C wirkt positiv gegen Entzündungen der Haut, hemmt Bakterien und kann daher auch bei Problemhaut eingesetzt werden. Vitamin C ist UV-empfindlich und es wird empfohlen, ein Sonnenschutzmittel mindestens mit Lichtschutzfaktor 15 mit den Produkten zu verwenden.

  • Unsere Produkte enthalten ein stabiles Derivat von Vitamin C: 3-O-Ethyl-Ascorbinsäure.

Bereits nach einer Woche der Anwendung unserer Produkte zeigt sich eine Wirkung, aber die besten Ergebnisse sind nach 8 Wochen der Anwendung zu sehen.

VITAMIN C UND VITAMIN C-DERIVATE

Vitamin C ist ein wichtiges wasserlösliches Vitamin, das, wie andere Vitamine auch, über die Nahrung aufgenommen werden muss, da der menschliche Körper es nicht selbst bilden kann. Vitamin C hat mehrere sehr wichtige Funktionen im Körper – vor allem aufgrund seiner Redoxeigenschaften, die es zu einem Antioxidanst machen. Zum Beispiel ist es ein Cofaktor für bestimmte hydrolysierende Enzyme – einige davon sind wichtige für die Kollagensynthese und andere für die Synthese bestimmter Hormone und Neurotransmittern – und ist auch ein wichtiger Bestandteil und Modulator des Immunsystems.

Je nach Alter, Geschlecht und Schwangerschaft wird empfohlen, zwischen 0,2 und 1,0 g Vitamin C pro Tag zu sich zu nehmen. Vitamin C ist relativ harmlos und wird in höheren Dosen über den Urin ausgeschieden – in sehr hohen Dosen kann es jedoch z. B. Magenprobleme verursachen. Vitamin C findet sich im ganzen Körper – und besonders in der Haut.

Hier liegt der Fokus auf Vitamin C und seinen ausgewählten Derivaten und der Haut.

Vitamin C kommt natürlich im Körper vor in Form eines Redoxsystems, das aus der reduzierten (und stabileren) Form L-Ascorbinsäure und der oxidierten (und weniger stabilen) Form L-Dehydroascorbinsäure besteht (das D-Isomer existiert auch, ist aber biologisch inaktiv). Zwischen diesen beiden Formen existiert Vitamin C als geladenes Ascorbat und als Ascorbylradikal. Dieser Redoxprozess ist reversibel, das heißt, er kann in beide Richtungen gehen, so dass Ascorbinsäure regeneriert werden kann.

Die primär aktive Form ist die reduzierte L-Ascorbinsäure, wobei die Substanz ein Wasserstoffatom abgeben kann und sich dadurch in die Ascorbatform (ein Anion) ionisiert – dieser Prozess ist pH-abhängig. Bei einem pH-Wert von 5 liegt das meiste in der Ascorbatform vor. Ascorbat kann dann ein Elektron an ein anderes? Molekül abgeben, so dass dieses andere Molekül reduziert wird, während das Ascorbat zum Ascorbylradikal oxidiert, das dann ein weiteres Elektron verliert und die oxidierte Form, Dehydroascorbinsäure, bildet.

Dieses andere Molekül oder Atom, an das das Ascorbat Elektronen abgibt, kann z. B. eine reaktive Sauerstoffspezies sein, die sonst andere Moleküle im Körpergewebe schädigen könnte, wie z. B. Fette in der Zellmembran oder die DNA. Es kann sich auch um ein Vitamin-E-Radikal handeln, an das das Ascorbat ein Elektron abgibt, wodurch Vitamin E in seinen antioxidativ aktiven Zustand regeneriert wird. In ähnlicher Weise kann Vitamin C seine Funktion als Cofaktor für bestimmte Enzyme erfüllen, indem es ein Metallion (meist Eisen und Kupfer) in seiner reduzierten Form hält (ein Elektron abgibt), was für das Enzym, in dem sich das Metallion befindet, essentiell ist, um seine Aktivität auszuführen.

Die oxidierte Dehydroascorbinsäure kann dann durch andere Enzymredoxsysteme wieder zu Ascorbinsäure reduziert werden und der Prozess kann erneut ablaufen.

Abbildung 1. Ascorbinsäure-Dehydroascorbinsäure-Redoxprozess

Es ist die antioxidative (Redox-)Funktion von Vitamin C, die hauptsächlich die Effekte bewirkt, die bei Vitamin C beobachtet werden können – und was die Haut betrifft, gibt es einige sehr interessante Effekte, z. B:

  • Vitamin C unterstützt das Kollagen auf verschiedene Weise: als Cofaktor mehrerer Hydrolase-Enzyme, die die Kollagenstruktur stabilisieren, durch Förderung der Kollagen-Genexpression und durch Hemmung der Expression und Aktivität von MMP-Enzymen, die sonst das Kollagen abbauen.
  • Studien zeigen auch sehr deutlich, dass Vitamin C einen positiven Effekt auf die Wundheilung hat. Die Wirkung steht in direktem Zusammenhang mit seiner Cofaktor-Aktivität bei der Kollagensynthese und seinem Einfluss auf die Proliferation und Migration der dermalen Fibroblasten und hat somit Auswirkungen auf die Wundheilung und Narbenbildung.
  • Die antioxidativen Eigenschaften von Vitamin C spielen auch eine Rolle bei der hemmenden Wirkung gegen UV-induzierte Hautschäden – es wird angenommen, dass dies u. a. durch die Modulation der Genexpression und die Hemmung der Freisetzung von pro-inflammatorischen Zytokinen erfolgt.
  • Es wurde auch gezeigt, dass Vitamin C die Melanogenese (Pigmentierung der Haut) hemmt, wahrscheinlich durch Interaktion mit und Hemmung der Tyrosinase, die das geschwindigkeitsbestimmende Enzym in der Melanogenese ist, wodurch die Hautpigmentierung reduziert wird.

Ein wichtiger Punkt in Bezug auf die topische Anwendung von Vitamin C ist, dass mehrere Studien darauf hindeuten, dass eine primäre Determinante dafür, ob die topische Anwendung von Vitamin C eine Wirkung hat, der Vitamin-C-Plasmaspiegel der Person ist: Wenn die Haut bereits mit Vitamin C „gesättigt“ ist (was hauptsächlich durch die orale Einnahme der Fall ist), dann wird eine zusätzliche topische Anwendung nicht viel Wirkung haben.

Die Herausforderungen bei der Verwendung von Vitamin C in Hautprodukten hängen mit der Tatsache zusammen, dass Ascorbinsäure nicht sehr stabil ist. Sie kann in zu hohen Konzentrationen hautreizend wirken und ist sehr hydrophil, d. h. sie dringt nicht so leicht in die Haut ein. Eine Möglichkeit, dies zu überwinden, ist die Herstellung von Derivaten der Ascorbinsäure – die dann als Vorstufe in der Haut in Ascorbinsäure umgewandelt werden könnte. Mehrere Studien zeigen, dass Formulierungen, die Ascorbinsäure und ihre Derivate enthalten, einen Einfluss auf die Stabilität haben – daher ist es nicht einfach, Stabilitätsstudien dieser Substanzen zu vergleichen.

Es gibt keine gesetzlichen Grenzwerte für die Verwendung von Ascorbinsäure oder ihren Derivaten. Im Folgenden werden Vitamin C und die gängigsten Vitamin-C-Derivate besprochen.

ASCORBIC ACID (ASCORBINSÄURE)
Ascorbic Acid ist der INCI-Name für Ascorbinsäure, die, wie bereits erwähnt, aufgrund ihrer Instabilität (insbesondere in Gegenwart von Hitze, oxidativen Bedingungen, hohem pH-Wert, UV-Licht und bestimmten Metallionen) und ihrer hydrophilen Form, die das Eindringen in die Haut erschwert, Herausforderungen bei der Anwendung auf der Haut mit sich bringt. Einige arbeiten an der Herstellung von Mikroemulsionen mit kleinen Partikeln oder mehreren Schichten oder an hochsauren Formulierungen, die diese Herausforderungen überwinden sollen.

Ascorbinsäure besitzt nicht wie die meisten organischen Säuren eine Carbonsäuregruppe, sondern eine Enolgruppe, die ihr die Säurefunktion verleiht (und auch den instabilen Teil des Moleküls bildet). Sie hat gewisse chemische strukturelle Ähnlichkeiten mit Zuckermolekülen und wird natürlich in den Pflanzen und Tieren gebildet, die es aus Glukose synthetisieren können.

Ascorbinsäure wird in Kosmetika verwendet, kann dem Produkt aber aufgrund ihrer Instabilität eine gelbliche Farbe verleihen.

Abbildung 2. Ascorbinsäure

ASCORBYL PALMITATE (ASCORBYLPALMITAT)
Ascorbylpalmitat hat die gleiche Grundstruktur wie Ascorbinsäure, ist aber um eine Esterbindung ergänzt – nämlich um Palmitic Acid. Dadurch wird das Molekül lipophiler – da es sich um ein amphiphiles Molekül handelt, wird es von der Haut leichter aufgenommen und mögliche Hautreizungen werden reduziert, aber ist nicht geklärt, wie leicht es sich in der Haut in Ascorbinsäure umwandelt.

Ascorbylpalmitat ist generell stabiler als Ascorbinsäure – jedoch nicht in Bezug auf den pH-Wert. Es wird unter UV-Licht und Feuchtigkeit allmählich abgebaut.

Abbildung 3. Ascorbylpalmitat

ASCORBYL GLUCOSIDE (ASCORBYLGLUCOSID)
Ascorbylglucosid besteht aus Ascorbinsäure und einem Glucosemolekül, die über eine Etherbindung miteinander verbunden sind. Es ist hydrophil und damit wasserlöslich, was bedeutet, dass es nicht leicht in die Haut eindringt (dies kann über die Formulierung behoben werden). Es wurde in vivo gezeigt, dass Ascorbylglucosid zu Ascorbinsäure und Glucose hydrolysiert werden kann.

Ascorbylglucosid ist viel stabiler als Ascorbinsäure – auch in wässriger Lösung bei hoher Temperatur und in Bezug auf die Anwesenheit von Metallionen ist dieses Derivat das stabilste – aber ein pH-Anstieg kann – wie bei den anderen Derivaten – zu Instabilität führen.  Es ist recht stabil gegenüber UV-Licht.

Abbildung 4. Ascorbylglucosid

MAGNESIUM ASCORBYL PHOSPHATE (MAGNESIUM-ASCORBYL-PHOSPHAT)
Magnesium-Ascorbyl-Phosphat besitzt eine Phosphatgruppe, die an die Ringstruktur der Ascorbinsäure gebunden ist, und ein Magnesium-Ion. Es ist hydrophil und damit wasserlöslich, was bedeutet, dass es nicht leicht in die Haut eindringt (dies kann über die Formulierung behoben werden). Es kann in der Haut über Phosphatase-Enzyme relativ gleichmäßig zu Ascorbinsäure umgewandelt werden.

Magnesium-Ascorbyl-Phosphat ist wesentlich stabiler als Ascorbinsäure und Ascorbylpalmitat, ist aber nicht so stabil gegenüber Metallionen und UV-Licht. Es ist stabiler bei höheren pH-Werten, aber instabil bei niedrigen pH-Werten, wo z. B. Ascorbinsäure stabiler ist. Es ist recht stabil gegenüber UV-Licht.

Abbildung 6. Magnesium-Ascorbyl-Phosphat

3-O-ETHYL ASCORBIC ACID (3-O-ETHYL-ASCORBINSÄURE)
3-O-Ethyl-Ascorbinsäure ist der Ascorbinsäure recht ähnlich, der einzige Unterschied besteht darin, dass ein O-Atom der Ringstruktur eine Etherbindung zu einer Ethylgruppe geworden ist. Diese kleine Gruppe macht das Molekül amphiphiler, wodurch es leichter in die Haut eindringen kann.

3-O-Ethyl-Ascorbinsäure ist bei verschiedenen Temperaturen, in Gegenwart von Sauerstoff und UV-Licht einigermaßen stabil und in Bezug auf den pH-Wert das stabilste der hier betrachteten Derivate. Bei höheren Temperaturen ist es etwas weniger stabil als Ascorbylglucosid und etwas weniger stabil als Magnesium-Ascorbyl-Phosphat. O-Ethyl-Ascorbinsäure und Ascorbylglucosid zeigen bei Raumtemperatur und generell die beste Stabilität.

Bei der Messung der antioxidativen Kapazität ergab eine Studie, dass 3-O-Ethyl-Ascorbinsäure etwa halbso gut wie Ascorbinsäure und etwa doppelt so gut wie Ascorbylglucosid abschnitt, während Magnesium-Ascorbyl-Phosphat und Ascorbylpalmitat die geringste antioxidative Kapazität aufwiesen.

Abbildung 5. 3-O-Ethyl-Ascorbinsäure

Quellen:

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