DE10155200A1

DE10155200A1 - Verwendung von Cholesterin, cholesterinhaltigen Substanzen oder von den Cholesteringehalt erhöhenden Substanzen in kosmetischen und dermatologischen Zubereitungen zum Zwecke der UV-Protektion

Info

Publication number: DE10155200A1
Application number: DE2001155200
Authority: DE
Inventors: Susanne Grether-Beck
Original assignee: SKINLAB GmbH
Current assignee: SKINLAB GmbH
Priority date: 2001-11-12
Filing date: 2001-11-12
Publication date: 2003-05-28
Also published as: EP1443895A2; WO2003041675A3; WO2003041675A2

Abstract

Die Erfindung beruht auf einer neu aufgefundenen photoprotektiven Schutzwirkung von Cholestrin als vorbekannte Substanz. Um den Schutz der menschlichen Haut gegenüber schädlicher UVA-Strahlung zu verbessern, wird vorgeschlagen, Cholestrin, cholestrinhaltige Substanzen oder den Cholestringehalt der menschlichen Haut erhöhende Substanzen in kosmetischen und dermatologischen Zubereitungen zum Zwecke der UV-Protektion und insbesondere zum Schutz gegen Photodermatosen, wie die polymorphe Lichtdermatose, oder gegen Hautalterung und Hautkrebs zu verwenden.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Cholesterin, cholesterinhaltigen Substanzen oder von den Cholesteringehalt der menschlichen Haut erhöhenden Substanzen in kosmetischen und dermatologischen Zubereitungen.
Cholesterin, das auch als 5-Cholesten-3β-ol oder Cholesterol bezeichnet wird, ist als eine der Familie der Lipide zuzuordnende Substanz bereits bestens bekannt. Mit der Summenformel C₂₇H₄₆O und einem Molekulargewicht von 386,64 g/mol kristallisiert es in Form farbloser Blättchen, die unter Normalbedingungen eine Dichte von 1,052 g/cm³ sowie einen Schmelzpunkt von 148,5 C aufweisen. Sein Siedepunkt liegt bei 360°C. Als Lipid ist Cholesterin in polaren Lösungsmitteln wie Wasser praktisch nicht löslich. In unpolaren Lösungsmitteln wie Benzol oder Ether liegt hingegen eine gute Löslichkeit vor. Es folgt eine Strukturformel von Cholesterin:
Cholesterin kommt in nahezu allen tierischen Zellen vor. Fischöle und Wollfett sind die bekanntesten Vertreter Cholesterin enthaltender Substanzen.
Der Cholesteringehalt menschlicher Zellen beträgt im Mittel 0,32%, wobei sich Cholesterin beispielsweise im Gehirn, Rückenmark, in den Nebennieren oder im Blut findet. In großen Mengen ist es auch in den Gallensteinen vorhanden, aus denen es auch erstmals isoliert wurde. Cholesterin liegt entweder in freier Form vor oder ist mit höheren Fettsäuren verestert.
Die Gewinnung erfolgt durch Extraktion cholesterinhaltiger Substanzen wie beispielsweise gepulverter Gallensteine. Technisch wird Cholesterin beispielsweise aus Wollfett oder tierischem Rückenmark erhalten.
Die Biosynthese von Cholesterin erfolgt ausgehend von Acetyl-CoA über Mevalonsäure, Squalen und Lanosterin hauptsächlich in der Leber aber auch in der Nebenrinde (Römpps Chemie Lexikon, 9. Auflage, Hrgs. Jürgen Falbe und Mafred Regitz, 1995, Thieme Verlag, Stuttgart).
Es ist bekannt Cholesterin als Emulgator für kosmetische und pharmazeutische Präparate, Textilwaren, Lederpflegemittel, Haarwuchsmittel und für die Vitamin-D-Synthese zu verwenden.
Insbesondere ist bekannt, dass Cholesterin Bestandteil der Zellmembran ist, wobei dessen diesbezügliche Wirkungsweise und Bedeutung noch nicht vollständig aufgeklärt werden konnte. Es wurde jedoch nachgewiesen, dass ein Ansteigen des Cholesteringehalts zu einer Erhöhung der Viskosität der Zellmembran und damit zu einer Verringerung ihrer Durchlässigkeit für Wassermoleküle führt. In diesem Zusammenhang spielt offensichtlich auch die Orientierung der Moleküle an der Lipid/Wasser-Phasengrenze eine Rolle. Die Änderung der Membrandurchlässigkeit kann weiterhin die Aktivität oberflächenaktiver Enzyme oder zellmembranassoziierter Rezeptoren beeinflussen.
In der Haut stellt Cholesterin einen wichtigen Bestandteil der epidermalen Permeabilitätsbarriere dar. Die teilungsfähigen Keratinozyten der Haut im Stratum Basale enthalten nur geringe Mengen an Lipiden, die hauptsächlich zu der Gruppe der Phospholipide, Cholesterine und Triglyceride gehören. Bei der Teilung und Differenzierung der Keratinozyten steigt deren Lipidgehalt durch eine Synthese von Fettsäuren, Phospholipiden, Glucosylceramiden und Cholesterin an. Die Lipide akkumulieren zu Lamellengranula, die bei der Umwandlung der Keratinozyten des Stratum granulosum in Korneozyten des Stratum corneum mit der Zellmembran fusioniern. Hierbei ergießt sich der aus Glycoproteinen, Glycolipiden, Phospholipiden, freien Sterolen und verschiedenen Hydrolasen bestehende Inhalt der Granula in den Interzellularraum.
Im Hinblick auf eine hautbezogene Verwendung ist es bekannt, Cholesterin oder cholesterinhaltige Substanzen wie Lanolin, das auch als Wollwachs bezeichnet wird, als Emulgator in kosmetischen oder dermatologischen Zubereitungen einzusetzen.
Aus der DE 43 28 828 ist beispielsweise ein Cholesterin enthaltendes Händedesinfektionsmittel bekannt, wobei das Cholesterin eine dahingehende Wirkung aufweist, dass ein starke Entwässerung der Haut auf Grund eines häufigen Desinfizierens der Hände vermieden wird.
Williams et al. beschreiben in Arch. Dermatol. Res. 123 (1987) auf den Seiten 1535-1538, dass die Verwendung von cholesterinsenkenden Mitteln wie Fluvastatin und Lovastatin zu Hyperplasie mit Abschälen und Entschuppung der Epidermis führt. Dabei hemmen die cholesterinsenkenden Mittel die HMG-CoA-Reductase als Leitenzym der Cholesterin-Synthese.
Pandy et al. konnten mir ihrer im ind. J. of Dermatol., Venerol and Leprology 60 (1994) auf den Seiten 130 bis 132 erschienenen Veröffentlichung eine clofazamininduzierte Ichthiose als Nebenwirkung einer Lepratherapie feststellen, die ebenfalls eine Folge der Hemmung der Cholesterinsynthese darstellt.
Weiterhin ist bekannt, die Nebenwirkungen von den Cholesteringehalt senkenden Medikamenten durch topische Zugabe von Cholesterin zu behandeln. In diesem Zusammenhang sei auf die oben erwähnte Veröffentlichung von Pandy et al. sowie auf Menon et al. in J. Invest. Dermatol. 98 (1992), Seiten 209 bis 219 und auf Feingold et al. J. Invest. Dermatol. 96 (1991), Seiten 201 bis 209 verwiesen.
Ghadially et al. offenbaren in J. Clin. Invest. 95 (1995) auf den Seiten 2281 bis 2290, dass bei älteren Menschen die Reparaturfähigkeit der Haut auf Grund einer abnehmenden Syntheserate gestört ist. Zettersen et al. beschrieben darauf hin in J. Am. Acad. Dermatol. 37 (1997) auf den Seiten 403 bis 408, dass Lipidzubereitungen mit einem hohen Cholesteringehalt die Reparaturfähigkeit der Haut bei älteren Menschen erhöhen.
Quiec et al. beschreiben in Biochem. J. 310 (1995) auf den Seiten 305 bis 309, dass der HMG-CoA-Reductase-Hemmstoff Lovastatin die Phototoxizität von UVA-Strahlung in kultivierten humanen Kreatinozyten erhöht. Dies konnte in diesen Experimenten sowohl durch Cholesterin als auch durch einen Cathepsin-Inhibitor wie E 64 verhindert werden.
Wird die menschliche Haut einer langandauernden Sonnenstrahlung ausgesetzt, kann dies zu Licht- oder Photodermatosen in den unterschiedlichsten Formen führen. Beispielhaft seien hier Sonnenbrand, lichtinduzierte Hautalterung und Hautkrebs genannt. Die Photodermatosen auslösende Wirkung des Sonnenlichts wird unter anderem auf die in dem Sonnenlichtspektrum enthaltene UVA- Strahlung zurückgeführt, die darüber hinaus auch von künstlichen Strahlungsquellen beispielsweise eines Solariums ausgesandt wird.
Zum Schutz vor UVA-Strahlung enthalten übliche Sonnenschutzmittel zur Ausbildung einer undurchlässigen Schicht auf der Haut Substanzen, die UV-Strahlung im Bereich von 280 bis 400 Nanometern absorbieren. Solche photoprotektive Substanzen sind beispielsweise Titandioxid oder Zimtsäurederivate.
Neben reinen Absorbermolekülen weisen einige der vorbekannten Sonnenschutzmittel biologisch aktive Zusatzstoffe wie Antioxidantien, DNS-Reparaturenzyme oder Entzündungshemmer auf. Schließlich sind auch lanolinhaltige Sonnenschutzmittel bekannt. Das Cholesterin enthaltende Lanolin wird jedoch bei diesen Formulierungen lediglich als sogenanntes inertes Vehikel oder galenischer Bestandteil eingesetzt, dem als solcher keine Schutzwirkung beigelegt wird, sondern der lediglich zur Lösung oder sonstigen Aufnahme von Wirksubstanzen dient.
Auch im Hinblick auf eine in der letzten Zeit stark zunehmende Intensität des UV-Anteils im Sonnenspektrum wäre es zur Herbeiführung eines möglichst umfassenden Hautschutzes wünschenswert, neben reinen Strahlungsabsorbern auf Substanzen zugreifen zu können, die eine abweichende oder ergänzende Schutzwirkung für die Haut entfalten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Hautschutz gegenüber schädlicher UVA-Strahlung zu verbessern.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, Cholesterin, cholesterinhaltige Substanzen oder den Cholesteringehalt der menschlichen Haut erhöhende Substanzen in kosmetischen und dermatologischen Zubereitungen zur UV-Protektion zu verwenden.
Die Erfindung fußt auf einer neu aufgefundenen Wirkung des Cholesterins, deren Nachweis nachfolgend umrissen werden soll. Aus der Veröffnentlichung von Grether-Beck et al. in Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93 (1996), Seiten 14586 bis 14591, sowie von Grether-Beck et al. Biol. Chem. 378 (1997), Seiten 1231 bis 1236, ist bekannt, dass die UVA-Strahlung die Expression bestimmter Gene in den Keratinozyten auslöst. Die sich daraus ergebenden Genprodukte sind neben weiteren Einflussfaktoren maßgeblich für das unerwünschte Auftreten von Lichtdermatosen wie der polymorphen Lichtdermatose, Auftreten von Hautalterung und Hautkrebs. Beispielhaft sei die UVA- induzierte Expression des Entzündungsmarkers Interzelluläres Adhäsionsmolekül 1 genannt, auf das sich im Folgenden mit ICAM-1 bezogen wird.
Fig. 1 zeigt die zeitaufgelöste Expression des ICAM-1 in primären humanen Keratinozyten im Verhältnis zur Expression von β-Actin nach einer kontinuierlichen 10 bis 15 Minuten langen UVA- Bestrahlung mit einer Energiedichte von 30 J/cm². Die untersuchten Keratinozyten waren somit einer Strahlendosis ausgesetzt, die derjenigen des Sonnenlichtes um die Mittagszeit an einem Sommertag in 30-35° nördlicher Breite über einen Zeitraum von 1 bis 2 Stunden hinweg im Wesentlichen entspricht. Es ist erkennbar, dass bereits nach einer halben Stunde der ICAM-1-Gehalt um das drei- bis vierfache zunimmt. Diese Einflussnahme der UVA-Strahlung auf die Genexpression der Keratinozyten, hier beispielhaft für ICAM-1 dargestellt, entspricht der initialen Veränderung, die bei der Entstehung von Lichtdermatosen wie der polymorphen Lichtdermatose sowie bei der Entstehung von Lichtalterung und Hautkrebs in der menschlichen Haut zu beobachten ist.
Fig. 2 zeigt die auf β-Actin bezogene Expression von ICAM-1 in primären humanen Keratinozyten, die vor einer entsprechenden UVA- Bestrahlung in Cholesterin präinkubiert wurden. Durch den Zusatz von Cholesterin konnte auch nach einer halben Stunde keine Zunahme der Expression von ICAM-1 nachgewiesen werden. Bei längerem Zuwarten ergab sich sogar ein Rückgang der ICAM-1-Expression. Da die UVA-induzierte Genexpression, hier am Beispiel von ICAM-1 gezeigt, ein Maß für die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von polymorphen Lichtdermatosen, Hautkrebs oder Hautalterung ist, konnte somit erstmals nachgewiesen werden, dass eine Präinkubation von primären normalen humanen Keratinozyten mit Cholesterin zu einer völligen Hemmung der UVA-induzierten Genexpression führt. Daraus folgt, dass Cholesterin eine bislang unbekannte photoprotektive Wirkung entfaltet.
Ausgehend von dieser neu aufgefundenen Wirkung beruht die Erfindung auf der Idee, dass die menschliche Haut gegen unerwünschte UVA-induzierte Schädigungen dadurch geschützt werden kann, dass Cholesterin, cholesterinhaltige Substanzen oder Substanzen, die den Cholesteringehalt der Haut erhöhen, als photoprotektive Substanzen in Zubereitungen für die Haut und damit zum Zwecke der UV-Protektion verwendet werden.
Die UV-Protektion besteht vorteilhafterweise darin, das Auftreten von Lichtdermatosen wie der polymorphen Lichtdermatose, der lichtinduzierten Hautalterung oder des lichtinduzierten Hautkrebses zu verhindern.
Bei einer zweckmäßigen Weiterentwicklung der Erfindung ist die dermatologische Zubereitung, ein übliches Sonnenschutzmittel, dem Cholesterin, eine cholesterinhaltige Substanz oder eine den Cholesteringehalt der menschlichen Haut erhöhende Substanz zusätzlich zugesetzt ist. Übliche Sonnenschutzmittel sind beispielsweise in den Druckschriften DE 199 19 630 A1, DE 199 37 299 A1 oder DE 196 41 274 offenbart.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die dermatologische Zubereitung eine Salbe, Creme oder Lotion, die cholesterinhaltige flexible Liposome also Lipsome mit fluiden Membranen aufweist.
Abweichend hiervon weist die Salbe, Creme oder Lotion mikrosomal verkapseltes Cholesterin auf. Dabei stellen die flexiblen Liposome beziehungsweise die mikrosomale Verkapselung sicher, dass das Cholesterin bei einer topischen Anwendung in die unteren Hautschichten einschließlich des Stratum basale vordringt, um dort seine im Sinne der Erfindung vorteilhafte Wirkung zu entfalten.
Bei einer diesbezüglichen Weiterentwicklung ist es auch möglich die Salbe, Creme oder Lotion okklusiv also beispielsweise unter Verwendung von Folien, Hydrokolloidverbänden oder sogenannten Sheets zu applizieren.
Als cholesterinhaltige Substanz kann, sollte dies zweckdienlich sein, erfindungsgemäß Lanolin zum Einsatz gelangen.
Die Applikation des Cholesterins oder der wirkungsgleichen Substanzen auf die Haut oder Epidermis sollte sich nach der jeweiligen Zweckmäßigkeit richten und ist in diesem Sinne erfindungsgemäß beliebig, solange die Wechselwirkung zwischen dem erfindungsgemäßen Wirkstoff und den Keratinozyten sichergestellt ist und dieser durch die gewählte Galenik nicht von den Keratinozyten isoliert wird. So kann beispielsweise Cholesterin in einer Mischung aus Propylenglykol und Ethanol im Volumenverhältnis von 7 : 3 gelöst und auf die Haut beispielsweise mit einem Pinsel aufgetragen werden. Hierbei bildet die Aklohollösung ein Vehikel zum Verteilen der geringen Cholesterinmengen in der Größenordnung von 25 Gramm pro Liter.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine cholesterinhaltige Substanz bestehend aus Cholesterin, Ceramid, Palmitat, Oleat im Gewichtsverhältnis von 3 : 1 : 1 : 1 in einem Alkoholgemisch aus Propylenglycol und n-Propanol im Volumenverhältnis von 7 zu 3 gelöst, wobei der Gewichtsanteil der cholesterinhaltigen Substanz 2% bezogen auf die Gesamtmasse beträgt.
Weiterhin ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich Cholesterin, beispielsweise in Form cholesterinhaltiger Liposomen oder mikrosomal verkapselten Cholesterin, neben anderen photoprotektiven Substanzen wie UV-Absorbern, Antioxidantien, kompatiblen Soluten, liposomal verkapselten DNS- Reparatursystemen und sogenannten Actives zu verwenden.
Die im Rahmen der Erfindung durchgeführten in vitro Studien ergaben, dass Mischungen oder Lösungen mit einem Cholesteringehalt von 30 µM (11,6 mg/l,) geeignet sind, die UVA- induzierte Expression von Genen in basalen Keratinozyten vollständig zu hemmen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wurde eine übliche Creme beispielsweise auf Petrolatum-Basis mit einer Lanolin-Alkohol- Mischung mit einem Mischungsverhältnis von 1,5 g Lanolin zu 100 ml Alkohol versetzt.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wurden 100 ml einer Lotion mit 1 g wasserfreiem Lanolin versetzt.

Claims

1. Verwendung von Cholesterin, cholesterinhaltigen Substanzen oder den Cholesteringehalt der menschlichen Haut erhöhenden Substanzen in kosmetischen und dermatologischen Zubereitungen zur UV-Protektion.

2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die UV-Protektion darin besteht, das Auftreten von Lichtdermatosen wie beispielsweise der polymorphen Lichtdermatose, von Hautalterung oder von Hautkrebs zu verhindern.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die dermatologische Zubereitung ein übliches Sonnenschutzmittel ist, dem Cholesterin, eine cholesterinhaltige Substanz oder eine den Cholesteringehalt der menschlichen Haut erhöhende Substanz zusätzlich zugesetzt ist.

4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die cholesterinhaltige Substanz Lanolin ist.

5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die dermatologische Zubereitung eine Salbe, Creme oder Lotion ist, die Cholesterin-haltige flexible Liposome aufweist.

6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die dermatologische Zubereitung eine Salbe, Creme oder Lotion ist, die mikrosomal verkapseltes Cholesterin enthält.