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GD — Gesellschaft für Dermopharmazie e.V.

   
 

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Ausgabe März 2001


Autorenbeitrag
Wolfgang F. Pittermann
Der IFSCC-Kongress in Berlin 2000
Neue Ansätze und Nachweismethoden für Dermokosmetika

Der Einsatz bioaktiver Moleküle dient in der Kosmetik zur Wiederherstellung und Verbesserung der Strukturen und Funktionen der Haut. Diese Wirkstoffe unterstützen in ausgereiften, abgesicherten Formulierungen den Hautstoffwechsel in verschiedenen Altersphasen und für unterschiedliche Anwendungen. Mit diesen Vorgaben wurde auf dem 21. IFSCC-Kongress in Berlin unter dem Motto "Wissenschaftliche Kosmetik für das neue Jahrhundert" ein breiter Informationsbogen in Vorträgen aus aller Welt präsentiert. Die dichte Vernetzung moderner, interdisziplinärer Grundlagenforschung, Produktentwicklung sowie Wirkungs- und Sicherheitsnachweisen war der berühmte rote Faden in dieser bislang größten Veranstaltung der International Federation of the Societies of Cosmetic Chemists (IFSCC).
Posterpräsentationen und
wissenschaftliche Vorträge


107 Posterpräsentationen und 71 Vorträge (Abbildung 1) aus 5 Hauptsegmenten verschafften dem interessierten 1500 Besucher aus aller Welt einen beeindruckenden, aber schwierig einzuordnenden Überblick, welche wissenschaftlich-technologischen Aktivitäten hinter kosmetischen Produkten am Beginn dieses neuen Jahrhunderts stehen werden. Gut die Hälfte aller Anmeldungen stammten aus der Europäischen Union (EU). Das Schwergewicht innerhalb der EU bildeten das Gastgeberland Deutschland und Frankreich , aber auch die



Abbildung 1: IFSCC Berlin 2000 — Vorträge und Poster

Industrie der südosteuropäischen Staaten war durchaus präsent (Abbildung 2). Dominierend war aus dem südostasiatischen und pazifischen Raum Japan (Abbildung 3) und die USA für den amerikanischen Kontinent ertreten (Abbildung 4). Fortschritte der Hautforschung standen bei
weitem im Vordergrund, gefolgt von der Thematik um bioaktive Inhaltsstoffe,




Abbildung 2: IFSCC Berlin 2000 — Teilnehmer aus der Europäischen Union


Wirksamkeitsnachweise und technischen Entwicklungen in der Produktions- und Emulsionstechnologie. Wenngleich die 6. Änderungsrichtlinie für die Kosmetikentwicklung bereits zur Routine geworden ist, fanden die Themen zur Sicherheitsbewertung kosmetischer Formulierungen ihren Niederschlag nur in 6 wissenschaftlichen Plenarvorträgen.





Abbildung 3: IFSCC Berlin 2000 — Teilnehmer aus dem südostasiatischen und dem pazifischen Raum




Abbildung 4: IFSCC Berlin 2000 — Teilnehmer aus Nord- und Südamerika



Was sehen wir auf der Haut,
was fühlen wir?

In der äußersten Hornschicht treffen sich Funktion und optisches Erscheinungsbild der Haut. Diese Grenzschicht — nur wenige µm dick — ist geprägt von der Struktur und dem kontinuierlichen Prozess des Aufbaues und der Desquamation von Hornzellen. Allan Watkinson (Sharnbrook, GB) untersuchte den Abbau der Corneodesmosomen, jener Strukturen, die die Hornzellen abschnittsweise verbinden. Das verantwortliche Enzym für den Abbau der Corneodesmosomen ist das SCCE (Stratum Corneum Chymotryptic Enzyme) und seine Vorstufen. Sie werden in der Endphase der epidermalen Differenzierung noch innerhalb des stratum granulosum (lamellar bodies) gebildet. In Klebestreifenabrissen von mit Tensid (sodium lauryl sulphate) behandelter Haut waren reduzierte Mengen von SCCE nachzuweisen mit der Folge, dass die Corneodesmosomen, die den Zusammenhalt der Hornzellen bewirken, länger als normal funktionsfähig bleiben und die Ausbildung von Hautschuppen fördern. Es liegt auf der Hand, dass Desquamationsstörungen die Hautoberfläche sicht- und fühlbar verändern.


Technik, die Wirkungen sichtbar macht
Anhand der Anwendung morphologischer Untersuchungsmethoden im Ultrastrukturbereich wie konfokale Laser-, Rasterelektronen-, Transmissions- und Rasterlelektronenmikroskopie beschrieb Roger Wepf (Hamburg) die sehr differenzierte Darstellung von Haut. Diese Techniken decken z. B. Änderungen des Desquamationsprozesses auf, bis hin zur Darstellung von individuellen Hornzellenoberflächen. Mit dem Einsatz von speziellen Kryotechniken sind auch die Zelldichte und inter- wie intrazelluläre Reorganisationen in verschiedenen Hautschichten darzustellen. Selbst wenn diese Techniken nicht im Routinebetrieb Anwendung finden, ist es doch möglich, biochemisch-strukturelle Basisphänomene zu dokumentieren und Wirknachweise optisch zu ergänzen. Eindrucksvoll demonstrierte Wepf die Interaktion von verschiedenen kosmetischen Emulsionen mit menschlicher Haut, frei von üblichen präparationsbedingten Artefakten (Abbildung 5). Durch geeignete Quantifizierungsschritte im Fortgang dieser morphologischen Methodik lässt sich beispielsweise auch die Wirkung von Öl-in-Wasser (O/W) Emulsionen auf die Hornschichten und Zunahme der Corneodesmosomen belegen.



Abbildung 5: Wirkung einer O/W-Emulsion auf die
Hornschicht nach Roger Wepf, Hamburg

Ist Hautschutz nachweisbar?
Basis für das Aussehen der Hornschicht sind die sie aufbauenden Zellen der Epidermis. Diese Zellen, wie alle anderen Körperzellen unterliegen in Abhängigkeit von äußeren und inneren Faktoren einer Balance zwischen Teilung, Differenzierung und Zelluntergang. Neuere Forschungsergebnisse belegen, dass dem geplanten Zelltod — Apoptose genannt — in der epidermalen Physiologie besondere Bedeutung zukommt. Die Ursache liegt darin, daß Umweltstress (z.B. Umweltverschmutzung, UV-Licht) bereits die Apoptose auslösen können. Die Bedeutung dieses Prozesses für die Alterung in der Haut bzw. den Schutz von Keratinozyten in verschiedenen Hautmodellen beschreibt die Forschergruppe um Jean-Luc Contet-Audoneau (Pulnoy, France). Umwelteinflüsse wurden durch Auspuffgase und UV-Licht, Alterungsvorgänge in Hautkulturen durch Reduktion von Wachstumsfaktoren Zellkultur simuliert. Der Nachweis antiapoptotischer Wirkungen durch verschiedene Verfahren wird herangezogen, um den positiven Einfluß bioaktiver Stoffe auf Stress und Alterungsvorgänge zu klassifizieren. Die pflanzlichen Wirkstoffe, eingesetzt als Extrakte von Cassia und Vigna waren in der Lage, aktiv in epidermalen Zellen (Keratinozyten) einen spezifischen Zellschutz aufzubauen und simulierte Alterungsvorgänge zu hemmen.

Die Haut, das Licht und die Alterung

Die Basalmembran, bestehend aus drei funktionell unterschiedlichen Schichtungen, dient den Keratinozyten als strukturelle Grundlage und verbindet die zellreichen Schichten der Epidermis ohne Zwischengewebe mit der zellarmen, aber an Zwischengewebe reichen Dermis. Funktionelle Veränderungen der Basalmembran können einerseits zur Migration der Keratinozyten, verbunden mit der Freisetzung proteolytischer Enzyme führen oder aber die epidermodermale Kommunikation quer durch die Basalmembran stören. Im normalen Alterungsprozess, jedoch unter Sonnenlichteinfluss schon vorzeitig bereits im Alter zwischen 20 und 30 Jahren, treten neben Strukturbrüchen, Abflachung der Epidermis auch fokale Membranverdoppelung auf (Abbildung 6), die zu Faltenbildung und anderen sichtbaren Zeichen des vorzeitigen Alterns führen. Dadurch werden in Keratinozyten und Fibroblasten der Dermis gleichermaßen Repair-Prozesse induziert.

Diese Reparationsprozesse durch den Einsatz bioaktiver Kosmetik zu unterstützen, ist Teil eines anspruchsvollen "anti-aging skin care" Konzeptes. Satoshi Amano (Yokohama, Japan) identifizierte Laminin-5 als Leitprotein für den Repairmechanismus in der Basalmembran, der aber von Keratinozyten induziert wird. In in-vitro Hautmodellen konnte durch exogene Zufuhr von Laminin-5 die Eigensynthese in epidermalen Zellen verbessert werden. Da unter in-vivo Bedingungen das Protein Laminin-5 nicht bis zu den basalen Keratinozyten penetriert, wurde im Soja-Lysolecithin eine bioaktive Substanz gefunden, die topisch appliziert, die Basalmembran und die Dermis erreicht, und in der Lage ist, die Repair-Prozesse und eine zusätzliche Laminin-5-Synthese einzuleiten.



Abbildung 6: Altersabhängige Veränderungen der
Basalmembran (BM)

Ist die empfindliche Haut messbar?
Ergebnisse zahlreicher nichtinvasiver Studien an unterschiedlichen Körperregionen weisen auf weitreichende Unterschiede in biophysikalischen und funktionellen Eigenschaften verschiedener Hautareale hin. Diese Unterschiede beeinflussen die örtliche Reaktion auf Umweltreize, die Ausprägung von Hauterkrankungen und letzten Endes auch das Resultat von Probandenstudien zum Nachweis kosmetischer Wirksamkeit. Während die Anwendung kosmetischer Produkte hauptsächlich im Gesichtsbereich erfolgt, werden Studien zum Nachweis der Wirksamkeit oder Produktsicherheit an anderen Körperstellen durchgeführt, wo die häufig gestellte Selbstdiagnose "empfindliche Haut" nur eine geringe oder keine Bedeutung hat. Es war daher die Absicht von Francesco Distante (Mailand, Italien) den Begriffen "empfindliche" und "nicht empfindliche" Haut objektive Parameter in verschiedenen Abschnitten der Gesichtshaut zuzuordnen. Die Messung der Barrierefunktion, Hautfeuchtigkeit und Mikrozirkulation erlaubte einen Vergleich von Probanden mit empfindlicher und nichtempfindlicher Haut. Dabei wiesen die zentralen (infraorbital / paranasalen) Wangen- und Kinnbereiche signifikant höhere TEWL-, Feuchtigkeits- und Mikrozirkulationswerte als die Stirn und die seitlichen Wangenpartien auf. Bei hautempfindlichen Personen waren diese Unterschiede deutlicher ausgeprägt als bei den Personen mit weniger empfindlicher Haut. Diese Beobachtungen, so folgern die Autoren, unterstützen die Hypothese, dass bereits natürliche Modifikationen der Barrierefunktion, Hornschichtstruktur und Gefäßdynamik höhere Penetrationsraten topisch applizierter Stoffe bedingen und so eine erhöhte Hautempfindlichkeit herbeiführen.

Messmethoden und Hautfunktion
Der Vergleich von Hauteigenschaften durch verschiedene biophysikalische Messmethoden mit unterschiedlicher Messtiefe erlaubt eine kosmetisch relevante Einordnung von Wirkungen, wie sie das Kumagai Diagramm vorsieht (Abbildung 7).



Abbildung 7: Kumagai-Schema — Beziehung zwischen Wasser und Hautfett

Diese Darstellung führt den Gehalt an Wasser und Fett in der Haut für klinische Aspekte zusammen. Es muss das Ziel jeder kosmetischen Behandlung sein, einen Hautzustand herbeizuführen, wie er im linken oberen Quadranten der Abbildung 7 beschrieben ist. Biophysikalische Messungen am Unterarm und in der Gesichtshaut wurden mit dem Sebumeter, dem Corneometer und der ATR-Reflektions-Spektroskopie (ATR-FTIR) von Wilma van Es-Spiekman (Eindhoven, NL) durchgeführt. In unbehandelter Gesichtshaut ist die Verteilung von Wasser und Sebum zwischen Frauen und Männern gleich. Nach der Anwendung hydratisierender Cremes nahm der Fettgehalt der Haut erwartungsgemäß an allen behandelten Hautoberflächen zu. Der Gehalt an Wasser hingegen war abhängig von der Präsenz vom Sebum, was natürlich einen Teil des signifikanten Unterschiedes zwischen Unterarm und Stirn- bzw. Wangenhaut erklärt (Abbildung 8).



Abbildung 8: Unterschied in Wasser- und Lipidgehalt nach Applikation einer hydratisierten Creme auf die Arm- bzw. Wangenhaut.


Ziel des Kongresses:
Information und Orientierung

Die Auswahl der hier besprochenen Präsentationen des wissenschaftlichen Programms war nicht ganz zufällig. Am Beispiel aktueller Stichworte und Fragstellungen quer durch die Haut, sollte die Breite und Tiefe der Laborleistungen dargestellt werden, die im neuen Jahrhundert für die erfolgreiche Entwicklung und Vermarktung wissenschaftlich fundierter Kosmetikprodukte erforderlich sind. Kosmetikchemiker, aber auch diejenigen, die in der Kundenberatung stehen, können auf eine bisher nicht gekannte Fülle an Daten und Informationen, die dieser Kongress in Form von Proceedings inkl. CD zur Verfügung stellte, zurückgreifen.

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