Mechanizmy przenikania przeznaskórkowego

Skóra jest największym organem naszego ciała oraz jednocześnie pierwszą barierą chroniącą organy wewnętrzne przed działaniem środowiska zewnętrznego. Jednocześnie, aby była odpowiednio nawilżona i zadbana muszą istnieć metody przenikania przeznaskórkowego substancji aktywnych i wspomagających tworzenie się warstwy ochronnej.

 

Funkcje skóry możemy podzielić na bierne i aktywne. Do biernych zaliczymy funkcje ochronne skóry przed ciepłem, zimnem, drobnoustrojami, urazami mechanicznymi. Ważną funcją jest ochrona przed działaniem substancji chemicznych (czyli ochronę „mechaniczną”). Do aktywnych funkcji zaliczymy funkcje wydzielnicze i regulacyjne, czyli przede wszystkim wchłanianie substancji czynnych, wydzielanie potu oraz krążenia krwi(termoregulacja). Istotne jest także wytwarzanie płaszcza lipidowego, a także ochronę przed wnikaniem mikroorganizmów oraz jako narząd zmysłu (czyli ochronę „chemiczną”).

Skóra ma charakter bariery półprzepuszczalnej. Transport substancji przez skórę warunkują różne czynniki. Pierwszy z nich to stan skóry, który warunkuje przepuszczalność przeznaskórkową: na jej zmianę wpływają głównie choroby i stany zapalne skóry. Drugim czynnikiem jest fizykochemiczny charakter substancji czynnej oraz kształt przenikającej cząsteczki. Substancje lipofilowe wnikają i pozostają w cemencie międzykomórkowym i jednocześnie trudno uwalniają się z bazy lipofilowej. Natomiast substancje hydrofilowe wykazują wysoką przenikalność przy maksymalnie nawodnionej skórze.

Najłatwiej przenikają substancje amfifilowe, czyli mające właściwości częściowo lipo- i częściowo hydrofilowych. Najłatwiej przenikają cząsteczki małe, krótkie – komórkom o kształcie liniowym, silnie rozgałęzionym ciężko przeniknąć przez warstwę rogową skóry. Kolejnym bardzo istotnym czynnikiem wpływającym na przenikanie przeznaskórkowe jest podłoże preparatu, które samo wykazuje zwykle bardzo małe przenikanie, ale może zwiększyć lub ograniczyć przenikanie substancji czynnych zawartych w preparacie.

 

Warstwa rogowa skóry

Podstawową barierą ochronną naszej skóry jest warstwa rogowa – stratum cornerum. Warstwa rogowa w 70% składa się z protein, w 20% z lipidów oraz w 10% z wody. Lipidy znajdujące się w warstwie rogowej to głównie: ceramidy (45%), cholesterol (25%) oraz kwasy tłuszczowe (15%). W latach 70 XX w. zaczęły pojawiać się teorie dotyczące budowy warstwy rogowej a jedną z nich była tzw. teoria „cegieł i zaprawy”. Wedle niej stratum corneum jest zbudowane z korneocytów (cegły) i spajającej je lipidowej „zaprawy”, przy czym „cegły” to obszary hydrofilowe, natomiast „zaprawa” jest hydrofobowa.

Ani korneocyty, ani cement międzykomórkowy nie są strukturami jednorodnymi. W stratum corneum wyróżniamy dwie warstwy: stratum compactum oraz stratum disjunctum. Korneocyty w stratum compactum są połączone korneodesmosomami. Przy przejściu do stratum disjunctum korneodesmosomy ulegają degradacji pod działaniem enzymów proteolitycznych. Budowa wartwy rogowej ma zatem kluczowe znaczenie w procesach przenikania przeznaskórkowego.

 

Wyróżniamy dwie główne drogi przenikania substancji w głąb skóry – jest to droga przeznaskórkowa oraz droga przez przydatki skórne. Wśród dróg przeznaskórkowych można wyodrębnić drogę przezkomórkową oraz międzykomórkową.

 

Droga przezkomórkowa jest charakterystyczna dla niewielkich cząsteczek. Dawniej uważano, że jest to rzadko wykorzystywana droga przenikania, możliwa dla cząsteczek typu hydrofilowego przy wystarczającym uwodnieniu warstwy rogowej. Przenikanie międzykomórkowe następuje za pomocą przenikania przez lipidowe elementy cementu międzykomórkowego i jest wykorzystywana głównie przez cząsteczki lipofilowe i amfifilowe.

Drogi przenikania przez przydatki skórne to: przenikanie przez mieszki włosowe, przez gruczoły łojowe oraz przez gruczoły potowe. Generalnie ten rodzaj przenikania polega na wykorzystaniu mieszków łojowo-włosowych i głębokich wpukleń naskórka w skórze właściwej, co umożliwia docieranie cząsteczki substancji aktywnej aż do warstwy siateczkowej skóry. Ostatnie badania wykazały, że jest to droga częściej wykorzystywana niż wcześniej sądzono. Pojawiają się na niej jednak przeszkody w postaci gruczołów łojowych, które wychwytują substancje lipofilowe oraz łój skórny. Przenikanie przez kanały potowe jest teoretycznie możliwe, jest jednak drogą bardzo rzadko spotykaną.

 

Mechanizmy przenikania przeznaskórkowego – zjawisko biernej dyfuzji

Absorbcja przez skórę jest zjawiskiem biernej dyfuzji, która zachodzi na każdym poziomie skóry właściwej oraz naskórka, przy czym cząsteczki przechodzą początkowo przez barierę skórną o charakterze lipidowym, po czym dyfundują przez uwodnione warstwy naskórka w stronę do hydrofilowej skóry właściwej. W międzyczasie cząsteczki mijają naczynia włosowate, przez które częściowo są wchłaniane, wówczas mogą być dalej wchłaniane i oddziaływać ogólnoustrojowo.

Na szybkość przenikania przez skórę ma wpływ przede wszystkim stężenie substancji, im jest ono wyższe tym szybsza będzie dyfuzja cząstki. Im substancja wykazuje wyższe powinowactwo do warstwy rogowej, tym szybszy będzie transport przezkomórkowy. Dyfuzja przeznaskórkowa jest słabsza jeśli substancja dyfundująca przez stratum corneum jest złożona (duża wielkość i wysoka masa cząsteczkowa). Budowa warstwy rogowej powoduje również, że jest ona 1.000 razy trudniejsza do przeniknięcia niż warstwy głębsze.

 

Elektrofonoporacja, czyli jak zachowuje się skóra w trakcie mezoterapii bezigłowej

To zjawisko fizyczne, wykorzystane w mezoterapii bezigłowej, zachodzące w błonach komórkowych i warstwie rogowej naskórka, dzięki któremu pod wpływem impulsów elektrycznych i ultradźwięków otwierają się kanały jonowe. Transport substancji przebiega drogą przezkomórkową oraz międzykomórkową, co daje najlepsze efekty pod względem wchłaniania substancji w głąb skóry.

Elektrofonoporacja poprawia dyfuzję i zwielokrotnia przezskórny transport substancji aktywnych w postaci hydrofilnych i lipofilnych cząsteczek. Elektrofonoporacja zachodzi w warunkach oddziaływania dwoma rodzajami prądu, co powoduje wytwarzanie pola elektrycznego skutkującego tymczasowym otwarciem błony komórkowej, umożliwiając przenikanie substancji. Istotnymi czynnikami jest wielkość i kształt impulsu elektrycznego, a także pulsacja.

Zjawisko elektofonoporacji zachodzi w błonach komórkowych i w warstwie rogowej, dzięki czemu następuje otwieranie nowych dróg wprowadzania aktywnych składników pod wpływem określonych impulsów elektrycznych. W błonie komórkowej pod wpływem krótkotrwałych pól elektrycznych następują krótkotrwałe, odwracalne zmiany, polegające na otwieraniu się kanałów białkowych. Jest to zjawisko bezpieczne dla błon komórkowych. Komórki skóry zostają także pobudzone do wchłaniania rozpuszczonych substancji czynnych. Cząsteczki transportowanej substancji osiadają na mikrofałdach błony komórkowej, przenikając powoli do cytoplazmy komórki.

Dzięki takiemu procesowi preparaty kosmetyczne i lecznicze działają uwalniając się powoli po zakończeniu zabiegu nawet do 48h.

Działanie elektrofonoporacji na poziomie komórkowym powoduje stan biologicznego stresu, zmieniając możliwości regeneracyjne komórki. Przy zjawisku elektrofonoporacji na poziomie warstwy lipidów powstają tymczasowe pory w błonie komórkowej oraz otwarciu ulegają tzw. kanały białkowe. Fenomen elektroporacji osiągany jest dzięki impulsowi fali magnetycznej i jest odwracalny. Po zabiegu komórka powraca do normalnego stanu odzyskując swoją integralność i spoistość.

 

Działanie elektroporacji na poziomie warstwy rogowej

Jak wspomnieliśmy na początku artykułu, warstwa rogowa naskórka zbudowana jest z korneocytów znajdujących się w macierzy lipidowej składającej się z ceramidów, cholesterolu oraz kwasów tłuszczowych. Przyłożenie impulsów napięciowych zwiększa przepuszczalność skóry, poprawia dyfuzję oraz zwielokrotnia przeznaskórkowy transport substancji aktywnych. Mają one postać hydrofilowych i naładowanych elektrycznie cząsteczek. Zwiększa się również skuteczność utrzymywania zawartości wody w warstwie rogowej.