Биотехнологии в косметике: как наука меняет уход за кожей

Современную косметику всё чаще создают не только из растительных экстрактов, масел и синтетических соединений. Некоторые ингредиенты производят с помощью бактерий, дрожжей, ферментов и клеточных культур.

Такие методы позволяют получать гиалуроновую кислоту, пептиды, ферменты, ароматические молекулы и другие компоненты с заранее заданными характеристиками. Производство проходит в контролируемых условиях и может меньше зависеть от сезона, урожая или редкого природного сырья.

Однако слово «биотехнологический» не означает, что продукт автоматически эффективнее, безопаснее или экологичнее обычной косметики. Биотехнология описывает прежде всего способ получения ингредиента. Действие готового средства необходимо оценивать по его составу, концентрации активных веществ и результатам качественных испытаний.

Что такое биотехнологии в косметике

Биотехнология использует живые организмы, клетки, ферменты или связанные с ними процессы для создания нужных веществ.

В косметической промышленности применяются:

• микробная ферментация;
• ферментативный синтез;
• выращивание растительных клеток;
• получение рекомбинантных белков;
• культивирование микроводорослей;
• биосинтез ароматических молекул;
• создание пептидов;
• производство биологических поверхностно-активных веществ.

Например, микроорганизм можно поместить в питательную среду, где он будет производить определённую молекулу. Затем вещество отделяют, очищают и проверяют, после чего добавляют в косметическую формулу.

Такой процесс внешне напоминает производство йогурта, вина или хлеба, где микроорганизмы тоже преобразуют исходное сырьё. Но косметическая ферментация проходит в специальных биореакторах с контролем температуры, кислотности, содержания кислорода и других параметров.

Почему промышленность использует микроорганизмы

Некоторые вещества сложно получать из растений или животных. Концентрация полезного соединения в природном сырье может быть низкой, а качество — зависеть от погоды, почвы и времени сбора.

Микроорганизмы способны производить нужные молекулы в более контролируемых условиях. Это помогает получать партии с одинаковыми характеристиками.

Биотехнологическое производство также может уменьшить потребность в животном сырье или сборе редких растений. Но экологическое преимущество нельзя считать гарантированным.

Биореакторы требуют энергии, воды, питательных веществ и оборудования. Полученный продукт необходимо очищать, высушивать и перевозить. Реальное воздействие на окружающую среду оценивают по всему производственному циклу, а не только по происхождению ингредиента.

Как работает ферментация

Во время ферментации бактерии, дрожжи или грибки используют питательные вещества и превращают их в другие соединения.

Производитель выбирает подходящий микроорганизм, создаёт для него питательную среду и контролирует условия в биореакторе. После завершения процесса нужное вещество отделяют от клеток и побочных продуктов.

Ферментация может использоваться для получения:

• гиалуроновой кислоты;
• аминокислот;
• органических кислот;
• витаминов;
• ферментов;
• отдельных пептидов;
• ароматических веществ;
• некоторых увлажняющих компонентов.

Готовый ингредиент не обязательно содержит живые микроорганизмы. После очистки в нём может остаться только произведённая ими молекула.

Поэтому надпись «получено ферментацией» не означает, что внутри флакона находится активная бактериальная культура.

Биотехнологическая гиалуроновая кислота

Гиалуроновая кислота является естественным компонентом тканей человека и других животных. Она способна связывать большое количество воды и используется в увлажняющих косметических средствах.

Раньше её могли получать из животного сырья. Современное промышленное производство часто основано на ферментации с использованием специально отобранных микроорганизмов.

После ферментации гиалуроновую кислоту очищают и подготавливают для добавления в формулу.

Её косметическое действие зависит не только от происхождения, но и от молекулярной массы, концентрации, сочетания с другими компонентами и устройства всей формулы.

Гиалуроновая кислота в креме или сыворотке помогает удерживать влагу на поверхности кожи. Это не означает, что средство восстанавливает утраченный объём тканей так же, как инъекционные препараты.

Наружная косметика и медицинские инъекции имеют разные способы применения, глубину воздействия и требования к безопасности.

Что такое пептиды

Пептиды представляют собой короткие цепочки аминокислот. Некоторые из них выполняют сигнальные или структурные функции в организме.

Для косметики пептиды получают химическим синтезом, ферментативными методами или с помощью биотехнологических систем.

Производители используют разные группы пептидов, которым приписываются увлажняющие, кондиционирующие и поддерживающие свойства.

Но слово «пептиды» объединяет огромное количество разных молекул. Нельзя утверждать, что все они действуют одинаково.

Эффективность конкретного пептидного средства зависит от:

• строения молекулы;
• концентрации;
• стабильности;
• способности сохраняться в формуле;
• взаимодействия с другими ингредиентами;
• проникновения в верхние слои кожи;
• качества проведённых исследований.

Если исследование подтверждает действие чистого вещества в лабораторной культуре клеток, это ещё не доказывает, что крем с небольшой концентрацией даст такой же результат на коже человека.

Пробиотики в косметике: есть ли внутри живые бактерии

Термин «пробиотическая косметика» часто используется очень широко.

Настоящий пробиотик предполагает наличие живых микроорганизмов, способных сохранять жизнеспособность до момента использования. Для обычного косметического средства это создаёт сложности.

Кремы и сыворотки нуждаются в защите от опасного микробного загрязнения. Поэтому в них применяются консерванты, которые могут одновременно мешать выживанию полезных бактерий.

Во многих продуктах, называемых пробиотическими, живых микроорганизмов нет. Вместо них используются:

• лизаты разрушенных клеток;
• фрагменты микроорганизмов;
• продукты ферментации;
• метаболиты;
• постбиотические ингредиенты;
• вещества, служащие питательной средой для отдельных микроорганизмов кожи.

Такие компоненты могут быть интересны для исследований, но их нельзя автоматически считать полноценными пробиотиками.

Покупателю полезно изучать состав и объяснение производителя, а не ориентироваться только на слово «пробиотик» на упаковке.

Что известно о микробиоме кожи

На поверхности кожи живут бактерии, грибки, вирусы и другие микроорганизмы. Вместе они образуют сложное сообщество, называемое микробиомом.

Его состав различается на сухих, жирных и влажных участках тела. На него влияют возраст, климат, гигиена, косметика, образ жизни и индивидуальные особенности.

Косметические компании разрабатывают средства, которые должны поддерживать комфортные условия для микробиома. Но идея единственного «идеального баланса бактерий» слишком упрощена.

У здоровых людей микробиом может заметно различаться. Не существует одного универсального состава, к которому необходимо привести кожу каждого человека.

Кроме того, изменение количества определённых микроорганизмов может быть следствием состояния кожи, а не его первоначальной причиной.

Исследования микробиома развиваются, но рекламные обещания иногда значительно опережают доказательства.

Растительные клеточные культуры

Для получения некоторых косметических компонентов используют культуры растительных клеток.

В лаборатории небольшой образец растительной ткани помещают в питательную среду. Клетки размножаются в контролируемых условиях, после чего из них получают нужные вещества или экстракты.

Такой метод может уменьшать зависимость от урожая и позволяет работать с растениями без постоянного сбора большого количества природного сырья.

Однако выражение «растительные стволовые клетки» часто понимают неправильно. Клетки растения из крема не превращаются в человеческие клетки и не заменяют повреждённые ткани кожи.

В большинстве косметических продуктов используются не живые растительные клетки, а полученные из них экстракты. Они могут содержать антиоксиданты и другие соединения, но их действие необходимо оценивать так же, как действие любого другого ингредиента.

Рекомбинантные белки

Генная инженерия позволяет научить клетки производить определённый белок.

Для этого в микроорганизм или другую производственную клеточную систему вводят генетическую инструкцию. Клетки синтезируют нужную молекулу, которую затем отделяют и очищают.

Так получают многие медицинские препараты, ферменты и лабораторные белки. Похожие методы начинают применяться и при создании косметических ингредиентов.

Биотехнология способна производить аналоги белков, которые раньше получали из животного сырья. Например, исследуются способы изготовления отдельных типов коллагена, кератина и шёлковых белков.

Но коллаген в креме обычно действует прежде всего как увлажняющий и плёнкообразующий компонент. Большая молекула не способна просто пройти через неповреждённую кожу и встроиться в собственные коллагеновые волокна человека.

Может ли косметика «перепрограммировать» кожу

В рекламе иногда встречаются выражения «управляет генами», «перезапускает клетки» или «изменяет клеточную память».

Подобные формулировки требуют особой осторожности. Если средство действительно предназначено для изменения структуры или функций организма либо лечения заболевания, оно может относиться уже не к обычной косметике, а к лекарственным или комбинированным продуктам — в зависимости от законодательства страны.

Косметика предназначена в основном для очищения, увлажнения, защиты поверхности и изменения внешнего вида.

Некоторые ингредиенты могут взаимодействовать с клеточными процессами в лабораторных экспериментах. Но это не означает, что готовый крем способен безопасно перепрограммировать клетки человека.

Чем громче биологическое обещание, тем важнее искать качественные исследования именно готового продукта, а не только рекламное описание механизма.

Биосинтез ароматов и красителей

Биотехнологии применяются не только в средствах ухода за кожей. С помощью микроорганизмов можно получать ароматические молекулы, пигменты и компоненты для декоративной косметики.

Некоторые вещества в природе присутствуют в очень небольшом количестве или добываются из растений, выращивание которых требует значительных ресурсов.

Ферментация позволяет создать молекулу с тем же химическим строением без извлечения большого количества природного сырья.

Для парфюмерии это открывает возможность стабильного производства ароматов, не зависящего от урожая и климатических условий.

Но биотехнологическое происхождение не делает аромат гипоаллергенным. Если молекула способна вызвать чувствительность, способ её производства не всегда изменяет это свойство.

Безопасность оценивают по химическому составу и концентрации готового вещества.

Биологические поверхностно-активные вещества

Поверхностно-активные вещества помогают воде смешиваться с жиром и удалять загрязнения. Они используются в очищающих средствах, шампунях и эмульсиях.

Некоторые микроорганизмы способны производить биосурфактанты — например, гликолипиды. Исследователи рассматривают их как возможную альтернативу части традиционных компонентов.

Потенциальными преимуществами могут быть биоразлагаемость, работа при небольших концентрациях и возможность производства из возобновляемого сырья.

Однако не каждый биосурфактант автоматически мягок для кожи. Раздражающее действие зависит от конкретной молекулы, её чистоты, концентрации и состава всего средства.

Перед массовым применением необходимо оценить стабильность, безопасность, стоимость и экологический след производства.

Системы доставки ингредиентов

Активный компонент должен не только присутствовать в составе, но и сохраняться во время хранения и попадать в нужную область кожи.

Для этого используются липосомы, эмульсии, полимерные капсулы и другие системы доставки. Они могут защищать нестабильные вещества от света и кислорода или обеспечивать их более постепенное высвобождение.

Но слово «инкапсулированный» не гарантирует глубокого проникновения. Кожа выполняет защитную функцию и ограничивает прохождение большинства крупных молекул.

Эффективность системы доставки зависит от размера частиц, материала оболочки, свойств вещества и состояния кожи.

Отдельное лабораторное исследование частиц не заменяет проверку безопасности и эффективности готовой косметической формулы.

Персонализированная косметика

Анализ данных позволяет создавать средства с учётом типа кожи, климата, возраста и привычек пользователя.

Некоторые компании предлагают анкеты, фотографии или приборные измерения. На основании результатов алгоритм рекомендует готовые продукты либо подбирает пропорции компонентов.

Настоящая персонализация может быть полезна, если опирается на объективные показатели. Но обычная интернет-анкета не является медицинской диагностикой.

Ещё более осторожно следует относиться к косметике, якобы подобранной по анализу ДНК. Генетика действительно влияет на свойства кожи, но состояние человека определяется также возрастом, окружающей средой, здоровьем и образом жизни.

Для большинства покупателей простая правильно подобранная формула может быть не менее полезной, чем дорогой продукт с заявленной персонализацией.

Биотехнологический не означает натуральный

Биотехнологический ингредиент может быть идентичен природной молекуле, изменённым аналогом или совершенно новым веществом.

Микроорганизмы иногда подвергаются генетической модификации, чтобы эффективнее производить нужный компонент. После очистки клетки обычно не входят в состав конечного продукта.

Поэтому противопоставлять «биотехнологическое» и «химическое» неправильно. Любой косметический ингредиент состоит из химических веществ, независимо от того, получен он из растения, синтезирован или произведён микроорганизмами.

Натуральное происхождение также не гарантирует безопасности. Растительные экстракты могут вызывать раздражение и аллергические реакции, а очищенное вещество биотехнологического происхождения иногда имеет более стабильный состав.

Оценивать следует конкретный ингредиент и формулу, а не привлекательность названия технологии.

Как оценить обещания производителя

Покупателю необязательно разбираться во всех лабораторных методах. Достаточно задать несколько вопросов:

• Названо ли конкретное активное вещество?
• Указано ли, какую функцию оно выполняет?
• Исследовался ли готовый продукт на людях?
• Было ли исследование сравнительным?
• Сколько человек участвовало?
• Как долго продолжалось применение?
• Насколько заметным оказался результат?
• Совпадает ли заявленное действие с назначением косметики?

Фраза «клинически протестировано» сама по себе сообщает мало. Испытание могло проводиться на небольшой группе без контрольного продукта.

Фотографии «до и после» тоже зависят от освещения, положения лица, макияжа и обработки изображения.

Наиболее убедительны прозрачные данные, где описаны условия проверки и измеряемый эффект.

Безопасность биотехнологической косметики

Ингредиент, произведённый в биореакторе, должен проходить очистку и контроль качества. Важно исключить загрязнение микроорганизмами, остатками питательной среды и нежелательными побочными веществами.

Готовое средство также проверяют на стабильность и микробиологическую безопасность.

Даже безопасная формула может вызвать индивидуальную реакцию. Риск зависит от типа кожи, наличия аллергии и сочетания с другими средствами.

Новый продукт лучше вводить в уход постепенно. При склонности к реакциям его можно предварительно проверить на небольшом участке кожи в соответствии с рекомендациями производителя.

Стойкое раздражение, боль, выраженное воспаление или подозрение на кожное заболевание требуют консультации врача. Косметическое средство не должно заменять диагностику и лечение.

Что биотехнологии действительно меняют

Главное преимущество биотехнологий заключается не в создании «чудодейственного крема». Они расширяют способы производства ингредиентов.

С их помощью можно получать молекулы с более постоянным качеством, уменьшать зависимость от редкого сырья и создавать альтернативы некоторым животным компонентам.

Биотехнологические методы также помогают исследовать новые ферменты, пептиды, полимеры и системы доставки.

Но между интересной молекулой в лаборатории и эффективным косметическим продуктом существует длинный путь. Ингредиент должен быть стабильным, безопасным, совместимым с формулой и действенным при наружном применении.

Будущее косметики связано не только с биореакторами и клеточными культурами, но и с более строгой проверкой заявлений. Чем сложнее технология, тем важнее отличать настоящий научный результат от привлекательного маркетингового описания.