16. Витамины

ключевые Жирорастворимые витамины • Водорастворимые

слова витамины • Антиоксиданты

Витамины — это особый ряд органических веществ, которые нель­зя отнести к какому-то одному классу химических соединений. У них разное химическое строение, разные химические формулы и свойства. Объединяет их только одно — витамины жизненно необ­ходимы живому организму, но не могут синтезироваться в его клетках в достаточном количестве. Поэтому они должны обяза­тельно поступать в организм вместе с пищей.

Согласно современным представлениям витамины в клетках организма превращаются в коферменты, которые взаимодейству­ют с белком и образуют ферменты. Недостаток или отсутствие в организме витаминов оказывает сильное влияние на состояние ор­ганизма в целом и кожи в частности, ведь ферменты регулируют многие жизненно важные функции организма, направляют биохи­мические реакции. Витамины участвуют в клеточном обмене ве­ществ, в образовании меланина и кератина.

Всего в настоящее время открыто около 40 витаминов, но не все из них изучены в достаточной степени. Традиционно витами­ны делят на две группы в зависимости от их растворимости: на во­дорастворимые и жирорастворимые витамины. Для здоровья ко­жи, как выяснили ученые, необходимы витамины A, D, К, В₂, В₃, В₅, В₆, С, Е, F, Q, Р, Н. Они отвечают за ровный здоровый вид и цвет кожи, за прочность зубов, волос, ногтей и поэтому широко используются в косметических рецептурах.

Введение витаминов в косметические рецептуры как правило осуществляют на последних стадиях получения изделий, при не­высокой температуре с тем, чтобы избежать разрушения молекул витаминов. Жирорастворимые витамины вводят в масляную фазу косметических композиций, а водорастворимые витамины — в водную фазу. Концентрацию витаминов в композиции выбира­ют, исходя из особенностей изделия и финансовых соображений. Обычно массовая доля витаминов колеблется от 0,5 до 3,0%.

Жирорастворимые витамины

Витамин А поступает в наш организм с животной пищей. Вита­мин А содержится в сливочном масле, рыбьем жире, молоке, яич­ном желтке, печени, почках, икре. В растительной пише содержит-

ся вещество — бета-каротин, которое может превращаться в орга­низме в витамин А, поэтому его называют провитамином А. Ис­точником бета-каротина являются шпинат, морковь, свекла, тыква, абрикосы, персики, красный перец, помидоры. Важной функцией витамина А является его участие в образовании эпите­лия — ткани, которая выстилает все полости в нашем организме. Ткани эпителия образуют и кожу. Витамин А важен для поддержа­ния структуры и влажности клеток кожи. При его недостатке кожа утрачивает эластичность, становится бледной, склонной к шелу­шению, образованию угрей и к гнойничковым заболеваниям. Клетки кожи уплотняются и затвердевают, а волосы и ногти стано­вятся ломкими и хрупкими.

Необходим витамин А и нашей иммунной системе. Он спо­собствует замедлению старения и играет важную роль в синтезе ве­щества прогестерон, из которого потом образуются половые гор­моны. Витамин А необходим детям, так как «работает» в паре с гормоном роста. В 1985 г. было открыто, что бета-каротин тоже улучшает работу иммунной системы, он оказался способным за­щитить кожные покровы экспериментальных животных от разви­тия опухолей, вызванных ультрафиолетовыми лучами и химиче­скими веществами. Кроме того, бета-каротин является прекрас­ной защитой организма от токсичных форм кислорода, т. е. антиоксидантом

Основные признаки дефицита витамина А — это сухость волос и кожи, ночная слепота, замедление роста. Другие симптомы — это шум в ушах, нарушение сна, частые простуды, потеря веса. Су­точная потребность человеческого организма в витамине А состав­ляет 1,0—1,5 мг.

С точки зрения химического строения витамин А относится к классу полиеновых спиртов: в его молекуле содержится пять со­пряженных двойных связей и спиртовая группа ОН. Витамин А да­ет интенсивное синее окрашивание в безводной серной кислоте.

Р

• СН₂ОН

• СООН

где/?=-<

Ретинол, ретинолацетат

етинол

Р етиналь

Ретиноловая кислота

Реакция с SbCl₃ в хлороформе используется для его колориметри­ческого определения (реакция Карра и Прайса).

В косметические рецептуры добавляют витамин А в форме эфира, чаще всего как ретинолацетат. По внешнему виду это мас­лянистая жидкость желтого цвета. Его применяют в составе днев­ных и ночных кремов, лосьонов и тоников, средств против преж­девременного старения

ИНТЕРЕСНО, ЧТО

Витамин А отвечает за наше зрение, за его остроту, за способ­ность видеть в темноте. Людям, которые подолгу работают у эк­ранов, подвергая свои глаза многократным световым раздраже­ниям, необходим витамин А, потому что он расходуется при каж­дом световом импульсе.

Витамин Е — тоже жирорастворимый витамин. В дейст­вительности витамин Е — это целое семейство соединений: то­коферолов и токотриенолов, которые названы по первым бук­вам греческого алфавита: альфа, бета, гамма и дельта. Альфа- форма является наиболее активной. Согласно исследованиям уче­ных настоящий дефицит витамина Е у людей наблюдается очень редко.

Витамином Е богаты семена злаков, растительные масла (сое­вое, кукурузное, хлопковое), яичный желток, молоко, овощи, бо­бовые растения. Особенно много витамина Е содержит масло за­родышей (проростков) пшеницы. Рекомендуемая доза примене­ния витамина Е составляет 10—12 мг/сут для взрослого человека.

а-токоферол

токоферолацетат

J—И

^ГДеЛ'1-СН,~С-

Витамин Е является одним из самых сильно действующих ан­тиоксидантов, защищающих липиды клеточных мембран от разру­шения свободными радикалами. Он предотвращает окисление ли­пидов кожи, приводящее к преждевременному старению. Это са­мый лучший жирорастворимый антиоксидант, останавливающий цепные свободно-радикальные реакции. Однако, участвуя в защи­те нашего организма от свободных радикалов, витамин Е сам обра­зует опасные радикалы. Присутствие витамина С предотвращает их появление, поэтому в косметических рецептурах часто можно увидеть оба эти витамина вместе.

В настоящее время витамин Е широко используется в составе косметической продукции: в составе питательных ночных и днев­ных кремов, в кремах для кожи вокруг глаз, в косметических ма­сках, декоративной косметике, в кремах и маслах, предназначен­ных для ухода за руками, ногами, телом.

Витамин D (кальциферол) регулирует в организме человека всасывание кальция в пищеварительном тракте, способствует вса­сыванию фосфора и необходим для образования костей и зубов. Витамин D влияет на водный обмен, усиливает деятельность пото­вых и сальных желез. Богатым источником витамина D является рыбий жир и все рыбьи масла. Он содержится также в молоке, яй­цах, сырах. Авитаминоз витамина D у детей приводит к рахиту, снижается содержание минеральных солей в костях, скелет фор­мируется неправильно, замедляется рост, портятся зубы При об­лучении ультрафиолетовыми лучами организм человека способен сам вырабатывать витамин D. Суточная потребность взрослою че-

Кальциферол Витамин D. Структурная формула

ловека в витамине D невелика — 0,002 мг, однако для детей она значительно выше и составляет 0,2 мг. Его недостаток сказывается на цвете лица.

Витамин D обладает регенерирующим действием на кожу, поэтому его добавляют к кремам для лица, в солнцезащитные средства, в средства по уходу за волосами, в косметическое мо­лочко.

Витамин /"представляет собой смесь ненасыщенных жирных кислот: линолевой и линоленовой, или их сложных эфиров. Это маслянистая жидкость желтого или светло-желтого цвета с отно­сительной плотностью 0,90—0,95. Основным источником витами­на F является льняное, конопляное и маковое масла, которые сей­час практически вышли из употребления. Облепиховое масло со­держит до 34% витамина F.

Витамин F участвует в жировом обмене кожи, способству­ет уменьшению подкожного слоя жира. Он увлажняет кожу, укреп­ляет волосы и ногти, обеспечивает молодость и блеск кожи. При наружном применении витамин F повышает регенерацион­ную способность эпидермиса. Поэтому он широко используется в составе питательных кремов, особенно для увядающей кожи, и в средствах по уходу за волосами и ногтями. Его концентра­ция в косметических рецептурах составляет от 2 до 7%. При этом задача введения витамина F в косметические композиции до­статочно трудна, поскольку в изолированном виде витамин F легко подвергается переокислению, превращаясь из полезного вещества в источник свободных радикалов, вредных для здоровой кожи.

р

сн— сн—сн_ч

сн₃— сн₂— сн^

сн—сн₂—Of

ОН

^СН-(СН₂)-С^

Линоленовая кислота

ИНТЕРЕСНО, ЧТО

В рационе питания современных людей преобладают рафиниро­ванные, т. е. очищенные масла, которые удобны для производи­телей, но бесполезны для потребителей. Они лишены многих по­лезных компонентов, так как рафинация — это термическая обра­ботка масла при температурах выше 300 °С. В таких маслах витамин F практически отсутствует.

Недостаток витамина F в организме человека приводит к не­нормальному ороговению кожи, к выпадению волос, появлению перхоти, сухости и шелушению кожи. Поэтому препараты с вита­мином F используют даже при лечении некоторых кожных заболе­ваний.

Дефицит витамина F в организме влечет за собой повышение уровня холестерина в крови, иммунные нарушения, проблемы со зрением. Недостаточное поступление витамина F ведет к развитию воспалительных процессов и к нарушению функций клеточных мембран. Как результат — это преждевременное старение и увяда­ние кожи.

Водорастворимые витамины

Витамин В₂ (рибофлавин, лактофлавин) — водорастворимый сти­мулятор роста, распространенный в растительном и животном ми­ре. Он регулирует окислительно-восстановительные процессы в тканях, стимулирует образование гемоглобина, созревание эрит­роцитов, нормализует обменные процессы в стенках кровеносных сосудов, обеспечивает световое и цветовое зрение.

Признаки недостатка витамина В₂ — это воспаленный язык, трещинки в уголках рта, ощущение рези в глазах, повышенная све-

Рибофлавин

точувствительность, шелушение кожи на лице, выпадение волос, дрожание конечностей, головокружение, плохой сон.

Среднесуточная потребность взрослого человека в рибофлави­не составляет 1,3—2,4 мг. Мужской организм требует больше ри­бофлавина, чем женский. Известно также, что повышенные дозы рибофлавина нужны курильщикам, людям, страдающим алкого­лизмом, женщинам, принимающим противозачаточные таблетки на основе эстрогена, а также больным, принимающим некоторые антидепрессанты.

ИНТЕРЕСНО, ЧТО

У любителей молока дефицита рибофлавина не бывает. Стакан молока покрывает суточную потребность в нем на 25%. Те, кто не любит молоко и молочные продукты, должны обогатить свой ра­цион мясом, рыбой, хлебом грубого помола, овощами. Больше всего витамина В₂ содержится в печени, пивных дрожжах, ливер­ной колбасе, орехах.

Следует отметить, что рибофлавин устойчив к нагреванию, но относится к светочувствительным веществам, и под действием света разрушается. Для него характерна желтая окраска и сильная желто-зеленая флуоресценция.

Витамин В₂ выводится из организма в течение суток, поэтому его необходимо применять ежедневно. В косметике применяют производные рибофлавина, например бензофлавин. В молекуле бензофлавина основная структура витамина В₂ сохранена, но мо­лекула «утяжелена» бензольным кольцом. Такое химическое пре­вращение приводит к тому, что витамин В₂ действует на кожу более длительное время (как показали исследования, бензофлавин выво­дится из организма в течение трех суток). Рибофлавин и бензофла­вин добавляют в косметические средства по уходу, они благотвор­но влияют на кожу и волосы.

Витамин В₅ (пантотеновая кислота) часто называют витами­ном красоты. В природе пантотеновая кислота встречается только в J-форме и только в этой форме обладает биологической активно­стью. Учеными было доказано, что пантотеновая кислота входит в состав коэнзима А, играющего важную роль в биологическом аце- тилировании, в синтезе и расщеплении жиров. (Компонентами коэнзима А являются аденин, пантотеновая кислота, цистамин, Gf-рибоза и три молекулы ортофосфорной кислоты.)

СН,

I

НООС—СН,—СН,—NH—СО—СН—С— СН,ОН 2 2 , ! 2

он сн₃

Пантотеновая кислота Витамин В₅. Структурная формула

Недостаток пантотеновой кислоты в организме большая ред­кость, но когда он есть, то результат, как говорится, у нас на лице. Кожа стареет, увядает, появляются морщины, трещинки в уголках рта. Волосы теряют свой блеск, становятся ломкими, тонкими, они быстро седеют, наблюдается их обильное выпадение. Кроме того, нехватка пантотеновой кислоты может привести к ослабле­нию зрения и памяти, человек становится не в меру раздражитель­ным. Суточная потребность взрослого человека в витамине В₅ ко­леблется по разным источникам от 5 до 12 мг.

Витамином В₅ богаты печень, арахис, шампиньоны, чечевица, куриные яйца, горох, лук, капуста, дрожжи, овсяные хлопья.

Витамин В₅ широко применяется в составе косметических средств. Он входит в состав разнообразных кремов по уходу за ко­жей и шампуней. Его добавляют в шампуни, в бальзамы-ополас­киватели, в изделия декоративной косметики, в кремы и лосьоны. В виде кальциевой соли пантотеновой кислоты витамин В₅ входит в состав зубных паст и средств по уходу за волосами.

Восстановленная форма пантотеновой кислоты — пинтенол — тоже активный компонент в составе косметических средств. Отно­сится к классу амидоспиртов. Он способствует восстановлению клеток, обладает увлажняющим и разглаживающим кожу действи­ем. Поскольку его действие на кожу и волосы аналогично дейст­вию пантотеновой кислоты, то пантенол — часто встречающийся ингредиент в косметических средствах по уходу за кожей и волоса­ми. Его часто добавляют также в губную помад/.

По внешнему виду пантенол гигроскопичный аморфный по­рошок от белого до кремового цвета с характерным запахом. Он хорошо растворим в воде и спиртах, хуже — в эфирах. Некото­рые сырьевые компании поставляют ^-пантенол Е виде 50%-ного раствора в пропиленгликоле. Этот раствор представляет собой

бесцветную прозрачную жидкость. Содержание пантенола в кос­метических композициях составляет от 0,5 до 5,0% Часто встреча­ется в составе моющих и укрепляющих средств для волос, в солнцезащитной косметике, детской косметике и в средствах для бритья.

Витамин В₆ (пиридоксин, 2-метил-3-гидрокси-4-формил-5- гидроксиметшгфосфат) производное пиридина, представляет со­бой желтые кристаллы, хорошо растворимые в воде. В организме витамин В₆ входит в состав активного центра ферментов азотисто­го обмена. Он способствует восстановлению клеток, обладает увлажняющим и разглаживающим кожу действием. Витамин В₆ обеспечивает нормальное протекание белкового обмена в организ­ме. Этот витамин предотвращает кожные воспаления, поддержи­вает хорошее состояние зубов и десен, участвует в образовании эритроцитов, регулирует состояние нервной системы. Недостаток пиридоксина в организме — явление широко распространенное. Согласно статистике каждый шестой человек на планете чувствует себя плохо из-за нехватки витамина В₆. Первые признаки его де­фицита — это плохое настроение, повышенная утомляемость, вы­падение волос, онемение конечностей, артрит, мышечная сла­бость.

Взрослому здоровому человеку в день необходимо 1,6—1,8 мг витамина В₆. Потребление витамина В₆ должно быть увеличено у пьющих, курильщиков, у беременных и кормящих матерей. Следу­ет отметить, что один банан содержит 30% суточной нормы вита­мина В₆. Кроме того, много витамина В₆ содержится в лососе, сар­динах, семечках подсолнечника, сладком стручковом перце, хлебе с отрубями. Но больше всего витамина В₆ содержится в проростках пшеницы.

Витамин В₆ вводят в состав пеномоющих средств и средств по уходу за волосами, в состав зубной пасты и эликсиров.

СН₂ОН

СН₃ N

Пиридоксин

Витамин С (аскорбиновая кислота) был открыт в 1929 г. Недо­статок витамина С вызывает хорошо известное заболевание — цингу. Название «аскорбиновая» означает «без цинги». Было обна­ружено, что витамин С имеет большое значение для увеличения сопротивляемости организма инфекционным заболеваниям. Кро­ме того, аскорбиновая кислота снижает уровень холестерина в крови и уменьшает образование склеротических изменений со­судов, способствует заживлению ран.

В косметическом отношении витамин С обеспечивает нор­мальное ороговение кожи, ногтей и волос. Витамин С восстанав­ливает витамин Е, защищает коллаген — белок, соединяющий клетки организма, стимулирует его синтез, участвует в процессах пигментообразования, нормализует проницаемость капилляров, регулирует содержание сахара в крови, предупреждает образование тромбов, участвует в синтезе гормонов, регулирующих стресс и воспаление.

Суточная потребность взрослого здорового человека в вита­мине С составляет 70—100 мг, в случае заболевания рекомендует­ся увеличивать эту дозу до 1000 мг. Основным источником вита­мина С являются свежие фрукты и овощи. Особенно богаты вита­мином С цитрусовые плоды, черная смородина, шиповник, цвет­ная капуста, лук, чеснок, картофель, рябина. При нагревании ви­тамин С разрушается, но хорошо сохраняется в мороженых продуктах.

Витамин С активно используется косметологами в составе косметических рецептур. Его добавляют в кремы, лосьоны, солн­цезащитные средства, антицеллюлигные кремы. Вместе с витами-

НО

О

О

OR ОН

—Н

-С₁₅Н₃₁СОО

ОН

\\ //

с=о

где/? =

/ \ СН,—СН—СН с

I I

OR ОН ^и

Аскорбилпальмитат

ном Е он обеспечивает антиоксидантную защиту кожи и широко применяется в средствах, препятствующих преждевременному старению кожи. Производные витамина С (аскорбилфосфат маг ния, или аскорбилпальмитат) являются более устойчивыми к окислению, поэтому их действие на кожу можно считать более длительным.

Витамин Н (биотин) важен для здорового состояния кожных покровов. Кроме того, он нормализует состояние нервной систе­мы и участвует в жировом обмене. Его недостаток встречается до­вольно редко, так как биотин синтезируется микрофлорой кишеч­ника. Изменения в кишечнике и дефицит биотина могут вызвать воспаления на коже, на языке, шелушение кожи, выпадение во­лос, привести к депрессии. Суточная потребность человека в би­отине составляет 150—300 мкг. Биотин содержится в цветной ка­пусте, зеленом луке, картофеле, бобовых культурах.

Б

О

HN NH

СН—СН₂—СН₂—СН₂—СН₂—СН₂ОН

иотин

Витамин Н Структурная формула

Биотин представляет собой серусодержащую циклическую карбоновую кислоту. В его молекуле две кольцевые системы соеди­нены в ^соположении.

В косметике биотин применяют в составе масок-обертываний, в средствах по уходу за волосами.

Витамин Р (рутин, чайные катехины, биофлавоноиды) — группа витаминов, повышающая устойчивость капилляров, кото­рая активизирует окислительные процессы в тканях, используется при заболеваниях кожи и глаз. Содержится только в продуктах растительного происхождения. Находит широкое применение в медицине. Содержится витамин Р в плодах томата, перца, в капус­те, свекле, моркови, щавеле, зелени петрушки и сельдерея, в зеле­

ном чае. Суточная потребность человека в витамине Р составляет 25-50 мг.

Витамин Р вводят в косметические композиции, в основном, в средства по уходу за кожей в виде экстрактов растений, содержа­щих флавоноиды

Витамин РР (амид никотиновой кислоты) широко распрост­ранен в растительных и животных продуктах. Содержится в поч­ках, печени, мясе, молоке, дрожжах, а также в бобовых культурах. Он способствует заживлению ран и язв на коже, применяется для лечения фотодерматитов. При его недостатке кожа утрачивает эластичность, появляется шелушение, ухудшается ее цвет

Лучше всего витамин РР усваивается организмом из продук­тов животного происхождения. Витамин РР вводят в лосьоны, предназначенные для ухода за волосами и кожей лица.

ИНТЕРЕСНО, ЧТО

Рацион солдата Российской армии 18 в. обеспечивал полный су­точный набор витаминов. Меню было таково: 1,3 кг черного хле­ба, 450 г мяса, котелок гречневой каши, 40 г сахара, растительное масло. Энергозатраты этого солдата составляли 5000 ккал/сут.

Современные тенденции применения витаминов в косметике

Современные тенденции применения витаминов в косметических препаратах направлены в первую очередь на то, чтобы получить устойчивые водорастворимые формы жирорастворимых вита­минов. Один из методов, называемый методом молекулярного капсулирования, заключается в предварительном получении меж- молекулярного комплекса молекул витамина и ПАВ Для этих целей используют неионогенные ПАВ разветвленного строения с длинными гидрофобными заместителями. В таком комплексе молекулы витамина и ПАВ связаны между собой намного прочнее, чем в коллоидном растворе. При растворении в воде они сохра­няют взаимное расположение, что обеспечивает витамину раство­римость в воде и устойчивость получаемого раствора при его хра­нении.

Этим способом получают готовые к применению водные растворы p-каротина, аскорбилпальмитата, убихинона, Q_l0, вита­мина F

Второй способ получения водорастворимой формы витами­нов — это химическая модификация молекулы витамина, или вве­дение в нее гидрофильного заместителя. Чаще всего применяется оксиэтилирование, т. е. введение в молекулу витамина этокси- группы (СН₂—СН₂—О—). При этом получаемые препараты сохра­няют свою витаминную активность, не обладают токсичностью. Таким способом получают полиэтиленгликолевый эфир токофе­рола (витамина Е) и замещенный хитозан. При этом эфиры токо­ферола становятся более устойчивыми к окислению при действии кислорода и света.

Еще один интересный метод основан на создании так назы­ваемых «комплексов включения» на базе циклодекстринов. Моле­кула циклодекстрина состоит из нескольких глюкозидных колец, соединенных в одно большое кольцо. Особенностью строения цикподестринов является то, что внутренняя сфера такой молеку­лы гидрофобна, а внешняя — гидрофильна. Внутренняя сфера бу­дет взаимодействовать с жирорастворимыми веществами, а внеш­няя — с водорастворимыми молекулами и водой. Были успешно получены комплексы циклодекстрина с витаминами Е, рутином, убихиноном Q,₀.

Приведенные методы изменения гидрофобности/гидрофиль- ности БАВ, и в частности витаминов, открывают новые возмож­ности в создании эффективных и стойких косметических препара­тов по уходу за кожей, волосами и ногтями.

Еще одна важная тенденция применения витаминов в косме­тических рецептурах состоит в использовании нескольких витами­нов вместе. Исследования показывают, что некоторые витамины «работают» в композиции более эффективно, как бы поддерживая друг друга. Например, витамин Е восстанавливается из окислен­ной формы витамином С.

ВЫВОДЫ

• Для нормального функционирования кожи необходимы вита­мины А, Е, С, D, F, В₂, В₅, В₆, Н, Р, РР, которые добавляют в косметические средства по уходу за кожей и волосами.

• Применяемые в косметике витамины по их растворимости подразделяют на водо- и маслорастворимые.

• При введении витаминов в косметические композиции необ­ходимо соблюдать определенные правила витамины добавля­ют в ту фазу, в которой они растворимы, при невысокой тем­пературе и на последних стадиях получения изделий, чтобы предотвратить их разрушение.

• Витаминной активностью могут обладать многие производ­ные витаминов, например ацетаты токоферола, аскорбил- пальмитат, бензофлавин и т. д. Этот факт используется для химической модификации витаминов, которая увеличивает устойчивость витаминов к действию температуры, света, кис­лорода.

• Современные тенденции применения витаминов в косметиче­ских композициях заключаются во-первых, в изменении их гидрофильное™ или гидрофобности с помощью химической модификации молекул, взаимодействия с ПАВ, и/или образо­вания «комплексов включения» с циклодекстринами (микро- капсулирование витаминов), а во-вторых, в использовании нескольких витаминов одновременно.

Контрольные вопросы и задания

1. Когда были открыты витамины?

2. Что означает их название — «витамины»?

3. На какие группы подразделяют витамины⁹

4. К каким классам органических соединений относятся представлен­ные в этом разделе витамины?

5. Какие правила необходимо соблюдать при введении витаминов в косметические рецептуры?

6. Какие витамины вы бы рекомендовали добавить в средства для ухо­да за волосами?

7. Какие витамины вы считаете необходимыми в кремах против старе­ния?

8 В каком витамине суточная потребность у человека максимальна⁹ минимальна?

9. Какие современные тенденции применения витаминов в космети­ческих композициях вы знаете?

10. Что понимают под химической модификацией витамина?

11. Что такое «комплексы включения»?