Peptide in Kosmetik – Wundermittel oder pures Marketing

Was sind Peptide ?

Peptide sind Stoffe, welche aus, mit Peptidverbindungen, verbundenen Aminosäuren bestehen. Sie sind in jedem Organismus zu finden, und machen alle Proteine aus[1].

Was sind Peptide chemisch ?

Abb. 1 Die Strukturformel des Alanin. Einer sehr simplen Aminosäure

Peptide bestehen aus Aminosäuren, welche mittels Peptidbindungen miteinander verbunden sind. Peptidbindungen entstehen, wenn zwei oder mehrere Aminosäuren über ihr Amin (NH2) und Carboxyl (COOH) unter Wasserabspaltung ein Amid bilden. Organismen können auschlißlich mit -Aminosäuren der L-Form Peptide bilden, da diese in der tRNA genetisch für die Herstellung codiert sind. Sie können weiter Unterteilt werden, so sind Peptide bis zu einer Aminosäure Anzahl von 10 sogenannte Oligopeptide, bis zu einer von 100 Polypeptide und ab 100 Aminosäuren in einer Kette Makropeptide. Zudem gibt es Glyko-, und Lipoproteine, an welche jeweils Zucker, oder Fette gebunden sind. Ringförmige Peptide heißen Cyclopeptide und bilden ebenfalls eine Subgruppe. Die Makropeptide werden auch Proteine genannt, wobei Proteine die Eigenschaft besitzen, sich zu entfallten, und in bestimmten Formen zusamen zu finden[2].

Was ist sind ihre Aufgaben im Körper ?

Im Körper besitzen die Peptide viele Aufgaben. Neben der Synthese von Proteinen, haben sie auch Eigenschaften, wie z.B. entzündungshemmend oder entzündungsfördernd zu wirken, als Hormone zu fungieren, und sie besitzen antimikrobielle, antimikrobiotische und antivirale Eigenschaften[3].

Abb. 2 Die Struktur des Neuropeptides Oxytocin, mit gefärbten Aminosäuren (Neun insgesamt).

Wie werden sie Hergestellt ?

Im Körper helfen Ribosome dabei Proteine herzustellen. Hierbei werden an ihnen lange Ketten aus Peptiden synthetisiert, welche sich anschließend auffalten. Hierdurch können selektiv bestimmte Sequenzen hergestellt werden. Synthetisch ist dies nicht so einfach. Im Labor z.B. fehlen diese Ribosome, und die Hilfsenzyme die die richtigen Sequenzen formen. Deshalb entstehen neben dem gewüschtem Produkt auch eine vielzahl an Nebenprodukten. Um also bestimmte Peptide und Sequenzen zu erhalten benutzt man entweder bestimmte Stoffe als „Schutzgruppe“ oder Enzyme, welche die Synthese von Nebenprodukten verhindern[4].

Was machen sie in Kosmetika ?

Peptide werden oftmals in Kosmetika eingesetzt, und als Anti-Aging Wunder angepriesen. Sie sollen Falten mindern, und so für eine glattere Haut sorgen. Sie werden synthetisch hergestellt und deshalb hauptsächlich in konventioneller, nicht jedoch in Naturkosmetik, verwendet. Ihre Wirkungen wurden bis jetzt nur teilweise untersucht, machen jedoch einen guten Eindruck auf eine ordentliche Wirkungsweise[5].

Quellen:

Wikipedia[1][2][3][4][5]

Artikel zu Peptiden in Kosmetika[5]

Emulgatoren – Was sind sie und was machen sie in Kosmetik ?

Was sind Emulgatoren ?

Emulgatoren sind Hilfsstoffe, welche zwei nicht miteinander mischbare Flüssigkeiten zu einem fein verteiltem Gemisch vermengen. Sie finden Anwendung in der Pharmazie, Lebensmittelindustrie, Ölindustrie, im Haushalt und in Kosmetika[1].

Was sind Emulgatoren chemisch ?

Abb. 1 Ein Diglycerid, mit einer gesättigten Fettsäure (Blau) und einer ungesättigeten Fettsäure (Grün)

Emulgatoren sind grenzflächenaktive Stoffe, ähnlich den Tensiden. Sie setzten die Oberflächenspannung zwischen zwei Substanzen herunter, und lassen so eine feine Verteilung dieser zu. Sie besitzen immer zwei Teilstrukturen, eine stark polare z.B. durch mehrere polare Gruppen wie bei den Polyolen, und eine unpolare z.B. eine Fettsäure. Hierdurch sind sie in polaren und unpolaren Substanzen löslich. Als Lebensmittelzusatzstoffe zugelassen sind häufig die Mono- und Diglyceride von Speisefetten. Diese zeichnen sich durch ein Glycerinmolekül aus, welches an einer (mono) oder zwei (di) Stellen eine Fettsäure verestert hat. Ebenfalls können sie mit Carbonsäuren verestert sein, so z.B. mit Essig-, Milch-, Citronen-, und Weinsäure. Ebenfalls können sie mit Zuckern verestert sein, so z.B. das Polysorbat 80[2].

Wo werden Emulgatoren benutzt ?

Abb. 2 Die Grundstruktur des Polysorbat 80. Die Indizes, W, X, Y und Z geben die Anzahl der einzelnen Segmente an, es gilt jedoch : W+X+Y+Z = 16

Emulgatoren finden in der Lebensmittelindustrie Anwendung, so u.a. in Teigwaren um diese vor dem Vertrocknen zu schützen, oder andernfalls Wasser-Öl Mischungen zu vermischen und zu stabilisieren, so z.B. Mayonnaise.Im Haushalt dienen sie z.B. als Inhaltsstoff von Reinigungsmitteln. In der Kosmetik fungieren sie als Konsistenzgeber, Tenside um Öl-Wasser Gemische zu vermischen, und als leichte Detergenzien[3].

Was machen sie in Kosmetika ?

In Kosmetika werden oftmals Emulgatoren eingesetzt, um stabile Emulsionen herzustellen. Diese werden für Cremes, Shampoos etc. benutzt, und dienen Neben der Konsistenzgebung der richtigen Vermengung von Wasser und Öl. Hier werden unter anderem Polysorbat 80, Lecithin, Xanthan, Gummi Arabicum oder Saccharoseester von Fettsäuren z.B. Saccharose Stearat benutzt. Sie geben den Kosmetika eine angenehme Textur, und vermengen Öl und Wasser in eine einheitliche Masse[4].

Sind sie schädlich ?

Es gibt Studien über Emulgatoren u.a. Polysorbat 80 und Carboxymethylcellulose, welche zeigen, dass diese Stoffe in Mäusen zu einer Störung der Darmflora führten. So erkrankte der Wildtyp (genetisch unverändert) nicht an einer sogenannten Colitis, jedoch aber wurden Metabolische Syndrome, so auch eine leichte Gewichtszunahme und ein Anstieg des Körperfettanteils. Eine andere Gruppe Mäusen (mit eine Abwehrschwäche aufgrund eines fehlendem Gens), welche an sich schon sehr anfällig für Darmkrankheiten und Entzündungen war, wies nach der selben Testzeit und Konzentration (1% Carboxymethylcellulose und 1% Polysorbat 80, auf 12 Wochen) eine Erhöhung dieser Anfälligkeit von 40% auf 80% auf[5]. Dies jedoch wirkt sich nur auf die orale Aufnahme, also den Verzehr dieser Stoffe aus, nicht aber auf die äußere Anwendung[6].

Quelle:

Wikipedia[1][2][3][6]

Ärzteblatt Artikel zu Konservierungsstoffen und Colitis[5]

Artikel zu Emulgatoren und wieso sie Benutzt werden[4]

Phospholipide – Grundbaustein von Zellmembranen

  Was sind Phospholipide ?

Phospholipide sind Fette (Lipide lat. Lipos – Fett), mit einer Phosphatgruppe (PO4). Sie machen einen Großteil jeder Zelle aus, und gehören zu den polaren Lipiden[1].

Was sind Phospholipide chemisch ?

Phospholipide sind lange Ketten aus Kohlenwasserstoff, den Fetten, welche jeweils mit einem Phosphat Teil bestückt sind, welcher als Kopf fungiert. Sie sind natürliche Tenside, mit einem unpolarem Schweif und einem polarem Kopf. Hierdurch lösen sie sich in Fetten und Wasser. Man unterscheidet zwischen drei Unterkategorien:

– Phosphoglyceride; Sie sind Phospholipide mit einem Glycerin Grundgerüst

– Sphingomyeline; Sie sind Sphingolipide mit einer Phosphatgruppe

– Plasmalogene; Sie haben einen ungesättigten Alkohol statt einer Fettsäure. Sie machen 50% der Phospholipide des Herzens, und 10% des Zentralen Nervensystems aus. Ihre genaue Funktion ist jedoch noch nicht geklärt[2].

Abb. 1 Visualisierung des Aufbaus von Liposomen, Mizellen, und der Lipiddoppelschicht

Was ist ihre Aufgabe im Körper ?

Sie treten in Form von Biomembranen in unterschiedlichen Weisen auf. So können sie als Mizellen, globulären (Kugelförmigen) Strukturen, bei welchen die lipophilen Schwänzchen nach innen Zeigen, und die Köpfe nach außen vorkommen. Eine andere Möglichkeit für sie Biomembranen zu bilden ist in Form von Lipiddoppelschichten. Diese finden sich in jeder Zelle, und machen ihre Wände aus. Hierbei finden sich jeweils eine Reihe zusammen welche mit dem Kopf nach unten, und eine andere welche den Kopf nach oben streckt. Ebenfalls können sie sogenannte Liposome bilden. Liposome sind globuläre Lipiddoppelschichten, bei welchen nach innen, und nach außen die polaren Köpfe getreckt sind, und zwischen ihnen die unpolaren Schwänzchen liegen. Phospholipide sind für den typischen Membranaufbau verantwortlich. Es ist ebenfalls sehr wahrscheinlich, dass sie in der Zukunft als Biomarker für die Krebsbehandlung verwendet werden[3]

Findet man Phospholipide auch in der Kosmetik ?

Ja, als sogenannte Lecithine. Lecithine werden aus Soja gewonnen und sind Phospholipide, welche sich aus Fettsäuren, Glycerin, Phosphorsäure und Cholin zusammensetzten. Sie kommen in Menschen-, Tieren- und Pflanzenmembranen vor. Es ist essentiell für die Bildung von Biomembranen und ist wichtiger Bestandteil des Lipidstoffwechsels. Es besteht aus einem Phospholipid, welches als Bindungspartner am Phosphat das Cholin hat. Cholin ist eine sogenannte quartäre Ammoniumverbindung, welche am Stickstoff eine positive Ladung trägt. Diese Eigenschaft macht es zu einem zwitterionischem Tensid. Lecithin findet z.B. in der Nahrungsmittelindustrie, als Backzutat, zur Herstellung von kleb armen Teigen oder als Konsistenzgeber in Schokolade Anwendung. In der Kosmetik werden sie aufgrund ihrer rückfettenden und pH-Wert regulierenden Eigenschaften angewendet. Sie unterstützen damit den natürlichen Schutzmantel der Haut, und durch seinen hohen Gehalt an Linol- und Linolensäure wirkt es Hautkrankheiten entgegen[4].

Quelle:

Wikipedia[1][2][3]

Artikel zu Lecithin und Gentechnik[4]

Dexpanthenol – Was ist es und was macht es in Kosmetik ?

Was ist Dexpenthenol ?

Dexpanthenol, D-Panthenol oder einfach Panthenol, ist das Provitamin, des Vitamins B5, der Pantothensäure. Es wird in der Medizin und der Kosmetik benutzt[1].

Abb. 1 Die Strukturformel des Dexpanthenols

Was ist Panthenol chemisch ?

Panthenol gehört zu der Gruppe der Polyolen, Stoffe, welche mehrere -OH Gruppen besitzen, und den Amiden, solchen Stoffen, welche eine R-NH-R Bindung besitzen. Es ist das Provitamin, also der Vorgänger des Vitamins B5, der Pantothensäure, welche ein wichtiger Bestandteil des Coenzym A ist, welches wiederum für die „Aktivierung“ von Alkansäuren verantwortlich ist, und somit beim Aufbau von sehr vielen wichtigen Stoffen im Körper beteiligt ist[2].

Was sind seine Eigenschaften ?

Panthenol ist eine, bei Raumtemperatur, dickflüssige, klare, Flüssigkeit. Es erhöht das Feuchthaltevermögen der Haut, verbessert die Elastizität dieser, und unterstützt die Neubildung von Hautzellen. Ebenfalls besitzt es entzündungshemmende, und wundheilungsfördernde Eigenschaften. Es ist Allgemein sehr gut verträglich, es kann jedoch in Einzelfällen zu Reizungen, Rötungen und Kontaktallergien kommen[3].

Wo wird Panthenol benutzt ?

Panthenol wird in der Medizin, in Wundheilmitteln, sowie Salben benutzt, da es positiv zur Heilung beiträgt, und Rötungen mindert. Ebenfalls hat es abführende Eigenschaften bei Darmlähmungen. In der Kosmetik wird es in Cremes und Shampoos benutzt, um die Haut und Haare mit Feuchtigkeit zu versorgen, und sie vor Umwelteinflüssen zu schützen[4]. Studien haben herausgefunden, dass UV-Strahlen die Fettsäureproduktion in der Haut mindern, hierbei wird Panthenol eingesetzt, um diesem Effekt entgegenzuwirken, indem es die Haut dazu anregt Fettsäuren zu produzieren[5].

Quellen:

Wikipedia[1][2]

Artikel des Ärzteblatts über Dexpanthenol[3][4]

Wissenschaftlicher Artikel zur Minderung der Fettsäureproduktion durch UV-Strahlen[5]

Bildquellen: Wikimedia Commons, Flickr. Die Bildrechte gehen an die Besitzer der Bilder.

Mikroplastik – Was ist es und was macht es in Kosmetik ?

Was ist Mikroplastik ?

Als Mikroplastik bezeichnet man Plastikpartikel kleiner als 5mm. Sie sind schwer biologisch abbaubar, und sind zu Hauf anzutreffen[1].

Wie entsteht Mikroplastik und was sind dessen Eigenschaften ?

Mikroplastik entsteht durch Versprödung von Plastik, durch UV-Strahlen, und dessen mechanischem Abriebes. Sie werden aber auch beabsichtigt hergestellt, so z.B. Für Kosmetika, wie Zahnpasta und Duschgel. Ihr Eigenschaften machen die Plastiken aus, welchen sie entspringen u.a. Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP). Jedoch teilen sie einige Eigenschaften, so z.B. ihre schlechte biologische Abbaubarkeit, und ihre Adsorptionsfähigkeiten (die Fähigkeit andere Stoffe an sich anzulagern). Mikroplastik entsteht, nach einer niedersächsischen Landeserklärung, mit den drei Hauptursprüngen, aus Gummireifen Abrieb, Produktions- und Transportverluste und Kunstrasen Abrieb. Ebenfalls kommen sie in Nahrungsmittel vor, durch Abrieb von Verpackungen aus Plastik, aber auch scheinbar Plastik freie Behältnisse wie Glas weisen u.a. Schmierstoffe aus Kunststoff auf[2].

Warum ist Mikroplastik ein Problem ?

Mikroplastik ist nicht toxisch für Menschen, weshalb es überhaupt zugelassen ist (bzw. In geg. Ländern war), jedoch ist es Umweltgefährdend. Es ist nur sehr schwer biologisch abbaubar, und kann deshalb lange in der Umwelt und in Fischen bestehen bleiben. Durch seine Adsorbtionsfähigkeiten setzen sich am Plastik Bakterien, und Giftstoffe an, welche mit ihm mit getrieben werden. Es löst in Wattwürmern Magenreizungen und einen niedrigeren Energiehaushalt aus, wodurch diese nicht mehr so viele Nährstoffe an die Oberfläche tragen. Ebenfalls setzen sich Bakterien auf ihnen fest, welche, sollten sie in Wasseraufbereitungsanlagen kommen, zu enrnsthaften Problemen für die Wasserversorgung führen können. Nach dem G-20 Treffen im Juni 2017 wurden Schritte gegen Mikroplastik eingeleitet, so ist der Gebrauch von Mikroplastik in Kosmetika seit Juli 2017 in den USA verboten, und Großbritannien ist der erster europäische Gesetzgeber, welcher sie in Zahnpasta und Duschgel verbietet. Der Bund fordert hierbei seit längerem ein europaweites Verbot[3].

Warum gibt es Mikroplastik in der Kosmetik ?

In der Kosmetik wird Mikroplastik als Konsistenzgeber benutzt. Sie geben dem Produkt eine gewisse Geschmeidigkeit und ein gutes Hautgefühl. Sie werden ebenfalls aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften als Partikel in Peelings benutzt, hierbei sollen sie groben Schmutz von der Haut entfernen, indem sie ihn abtragen, und die Haut etwas gröber schrubben.[4]

Gibt es Alternativen zu Mikroplastik ?

Ja tut es, seit längerem werden Biowachse, so z.B. Das Cernaubawachs, in Kosmetika eingesetzt. Es stammt von der, in Brasilien wachsenden, Cernaubapalme, besitzt eine gelbliche Farbe, ist hart und spröde, und besitzt den höchsten Schmelzpunkt aller natürlichen Wachse mit 80-87°C. Zudem enthält es keine Duftstoffe, was für Allergiker bedeutsam ist[4].

Quellen:

Wikipedia[1][4]

Bericht zu den Auswirkungen von Mikroplastik auf Wattwürmer[3][4]

Artikel vom Bund über Mikroplastik[2][3]

Saponine – Pflanzenseifen in Kosmetik ?

Was sind Saponine ?

Saponine sind sekundäre Pflanzenstoffe, welche in allen höhern Pflanzen vorkommen. Der Name leitet sich vom lat. Sapo – Seife ab. Sie kommen aufgrund vieler möglicher Kohlenhydratstrukturen als unterschiedlichste Stoffe vor[1].

Was sind Saponine chemisch ?

Abb. 1 Die Strukturformel des Gypsogenin, einem Triterpensaponin. Es kommt u.a. im Seifenkraut vor.

Saponine sind Glucoside (Zuckerester) von Steroiden, Steroidalkaloiden (Stickstoffhaltige Steroide) oder Triterpenen. Sie können in eine viel zahl von Unterkategorien eingeteilt werden, wobei, durch eine große Vielfalt an Grundgerüsten, Zuckerarten und Esterpositionen, viele Analoge möglich sind[2].

Was sind ihre Eigenschaften ?

Die Saponine kommen in höheren Pflanzengattungen zu Hauf vor, so z.B. in Soja, Kichererbsen, Erdnüssen, Spinat, Tee, Ginseng und Quinoa. Sie heißen Saponine aufgrund ihrer Eigenschaft, stabile Schäume, beim schütteln mit Wasser, zu bilden. Diese Schäume zeigen Wirkungsweisen ähnlich der von Detergenzien. Sie dienen Pflanzen als Schutz vor Fressfeinden und Pilzbefall. Sie beeinflussen zudem die Membranpermeabilität (Zelldurchlässigkeit), und komplexiert (bindet) Cholesterin. Zusätzlich weisen sie hämolytische Aktivität auf, also die Fähigkeit rote Blutkörperchen zu lösen und ggf. zu zerstören. Ebenfalls haben sie stärkende, entzündungshemmende und hormonstimulierende Eigenschaften. Aufgrund ihrer Eigenschaft rote Blutkörperchen zu lösen dürfen sie nicht ins Blut gelangen[3].

Was sind ihre Anwendungsbereiche ?

Saponine wurden eine lange Zeit als Waschmittel, und gar als mässiges Heilmittel für Syphilis benutzt. Heutzutage werden sie als Hilfsmittel, als sogenanntes QS-21, in der Medizin benutzt. QS-21 verstärkt die Antwort des Immunsystems auf Antigene, und wird aus Quillaja gewonnen[4].

Was machen Saponine in der Kosmetik ?

In der Kosmetik werden Saponine als Biotenside und Schaumbildner benutzt. So finden sie in Naturshampoos Anwendung. Oftmals werden Soja Saponine verwendet, aber auch Quillaja (Quinoa) Saponine werden eingesetzt. Sie wurden eine lange Zeit ignoriert, da man befürchtete, dass sie aufgrund ihrer hämolytischen Aktivität für Reizungen sorgen würden. Nun werde sie jedoch genau für das Gegenteil, also sehr empfindliche Haut, eingesetzt, so z.B. für Augen und Dekolletee[5].

Quellen:

Wikipedia[2][3][4]

Bericht über Saponine in der Kosmetik[1][5]

Bildquellen: Wikimedia Commons, Flickr. Die Bildrechte gehen an die Besitzer der Bilder.

Metalle in Kosmetik – Welche kommen in Frage ?

 

Was sind Metalle ?

Metalle sind eine Gruppe von Elementen, welche ganz bestimmte Eigenschaften Teilen. Solche sind z.B. Ihre hohe elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit, ihre verhältnissmäßig gute verformbarkeit und ein metallischer Glanz[1]

Warum sind Metalle wie sie sind ?

Im gegensatz zu allen anderen Elementen haben Metallatome keine festen Plätze für Elektronen. Sie haben eine sogenannte Gitterstruktur, in welchen ihre Kerne (bestückt mit Pro- und Neutronen) feste Plätze haben, jedoch ihre Elektronen frei beweglich (auch delokalisiert genannt) sind. Elektrischer Strom ist nur die Bewegung der Elektronen im Material, und deren Freiheit zur Bewegung gibt die Leitfähigkeit von Materialien vor (Dies wird über das quantenmechanische Bändermodell beschreiben). Ebenso ist thermische Energie nur die Bewegung von Teilchen in einem bestimmten Intervall, welche ebenfalls mit der Freibeweglichkeit der Elektronen in Metallen zu tun hat. Zudem können diese Elektronen Strahlung jeglicher Wellenlängen bis zur Röntgenstrahlung auch wieder emittieren (abgeben), was ihren Glanz erklärt[2].

Welche Metalle kommen für Kosmetik in Frage ?

Als Metalle kommen alle Alkali-, Erdalkali-, und Übergangsmetalle in Frage. Diese sind:

Aluminium, Beryllium, Bismut, Blei, Cadmium, Chrom, Eisen, Gallium, Gold, Indium, Iridium, Kalium, Cobalt, Calcium, Kupfer, Magnesium, Mangan, Molybdän, Natrium, Nickel, Osmium, Palladium, Platin, Quecksilber, Rhodium, Ruthenium, Silber, Tantal, Titan, Uran, Vanadium, Wolfram, Zink, Zinn und Zirconium um die wichtigsten zu nennen.

Ausschließen kann man :

-Blei, Cadmium, Nickel, Quecksilber, Beryllium, Cobalt und Vanadium, da sie giftig, und Uran weil es radioaktiv ist.

Zudem auch:

-Indium, Iridium, Rhodium, Ruthenium, Tantal, Palladium und Platin, da diese extrem selten sind. Gold und Silber auch, jedoch nicht derartig selten.

Die Übrigen sind demnach:

-Aluminium, Bismut, Chrom, Eisen, Gallium, Gold, Kalium, Kupfer, Magnesium, Mangan, Molybdän, Natrium, Osmium, Silber, Titan, Wolfram, Zink, Zinn, Kalium, Calcium und Zirkonium.

Aluminium(Al)

Bismut(Bi)

Chrom(Cr)

Eisen(Fe)

Gold
(Au)

Kalium(K)

Magnesium(Mg)

-Dritt häufigstes Metall

-Kommt selten elementar vor

-Guter Leiter

Leichtmetall

-Für Menschen leicht toxisch

-Leicht radioaktiv

-Tritt elementar auf

-Schlechter Leiter

-Besitzt den stärksten „Hall-Effekt“

-Kommt nur selten elementar vor

-Man nimmt an, dass Chrom3+ Ionen am Kohlenhydratstoffwechsel teilhaben

-Sehr häufiges Element

-Selten elementar

-Essentiell für den Menschen

-Moderater Leiter

-Sehr selten

-Kommt elementar vor, da sehr inert

-Sehr weich

-Sehr guter Leiter

-Wird kolloidal in der Medizin benutzt

-Kommt nur als Kation vor

-Elementar hat es keinen Nutzen

-Essentiell als Kation für den Menschen

-Kommt nicht elementar vor

-Ist sehr leicht

-Essentiell für den Menschen

Mangan(Mn)

Molybdän(Mo)

Natrium(Na)

Osmium(Os)

Silber(Ag)

Titan(Ti)

Wolfram(W)

-Recht häufiges Metall

-Kommt nicht elementar vor

-Essentiell für Menschen

-Wirkt jedoch auch Neurotoxisch

-Sehr hart

-Essentiell für Menschen

-Recht häufig

-Kommt nicht elementar vor

-weich und leicht

-Essentiell für Menschen

-Sehr seltenes Metall

-Kommt elementar vor

-Sehr teuer

-Sehr hohe Dichte

-Keinen industriellen Nutzen

-Selten, jedoch 20mal häufiger als Gold

-Bester Leiter aller Elemente

-Sehr weich

-Wirkt kolloidal Antibakteriell

-Bei Akkumulation giftig

-Sehr häufiges Metall

-Bildet eine sehr resistente Oxidschicht

-Höchster Schmelz und Siedepunkt aller Elemente

-chemisch Resistent

Zink(Zn)

Zinn(Sn)

Calcium(Ca)

Zirconium(Zr)

Gallium(Ga)

Kupfer(Cu)

[3]

– Recht häufig

– Durch Oxidschichten reaktionsträge

– Essentiell für Menschen

– Recht häufig

– Durch Oxidschichten reaktionsträge

– Selbst in hohen konzentrationen ungiftig

– Recht weich

– Sehr häufiges Element

-Essentiell für Menschen

– Recht häufig

– Relativ weich

-Reaktionsträge durch Oxidschichten

– In großen Konzentrationen nicht toxisch

– Etwas selten

– Kommt nicht elementar vor

– Sehr niedriger Schmelzpunkt

– Wirkt reizend auf Haut und Atemwege

– Recht häufiges Element

– Wirkt antibakteriell

– Zweitbester Leiter der Elemente

– Kommt elementar vor

Nun muss man daran denken, dass viele Metalle meist nicht als Metalle behalten bleiben, sondern durch Umwelteinflüsse oder ihre eigene Reaktivität als Verbindungen vorzufinden sind. Solche Verbindungen sind demnach keine Metalle mehr, und müssen ausgeschlossen werden. Auch Oxidschichten, dünne Schichten des Metalloxides, die das Metall umgeben, werden ausgeschlossen, da diese Oxidschicht ihre eigentlichen Eigenschaften und Reaktivität mindern. Übrig bleiben demnach : Eisen, Gold, Magnesium, Molybdän, Osmium, Silber, Wolfram, Kupfer und Chrom.

Zudem werden diese Metalle als Pulver und nicht als feste Blöcke oder Stäbe in der Kosmetik angewendet, weshalb einige dieser Metalle erneut ausfallen, da sie in Pulverform reaktiver sind. Somit bleiben : Gold, Molybdän, Osmium, Silber, Wolfram und Kupfer. Bereits genutzt sind Gold und Silber Nanopartikel, wobei Silber antibakteriell wirkt, und Gold gegen psychische Erkrankungen benutzt wird[4]. Molybdän, hat einige wichtige Aufgaben im Organismus, und ist somit essentiell, ein Mangel jedoch ist sehr selten, und kommt so gut wie nie vor, weshalb eine Zugabe über die Haut überflüssig wird[5]. Osmium ist ein Edelmetall, und neben seiner Seltenheit auch scher zu gewinnen. Es gibt so gut wie keine Anwendungsbereiche, mit Ausnahme für Luxusartikel, wie Füllfederhalter oder Plattenspielernadeln[6]. Wolfram ist sehr beständig gegenüber Umwelteinflüssen, und selbst starke Säuren und Basen vermögen es nicht es aufzulösen[7]. Aufgrund dessen wird Wolfram zum größtem Teil wieder ausgeschieden, und hat keine physiologische Wirkung[8]. Chrom steht in Diskussion, für die Kohlenhydratverwertung des Menschen eine Rolle zu spielen, dies konnte jedoch noch nicht beweisen werden[9]. Ein Metall das besonders im Blick der Kosmetikindustrie steht, ist das Kupfer. Es wirkt antibakteriell und entzündungshemmend, ebenfalls fördert es die Bindung von Kollagen und Elastin im Bindegewebe, was Falten mindert, und die Haut glatter und ebener macht. Zudem soll es gegen graue Haare helfen, indem es bei der Produktion von Farbpigmenten hilft, so z.B. beim Melanin[10].

Was ist nun die Schlussfolgerung ?

Es gibt viele Metalle, einige wurden erst gar nicht besprochen. Und sie haben viele verschiedene Eigenschaften. Manche sind essentiell, und Menschen könnten ohne sie nicht Leben, und andere sind ganz und gar giftig oder tödlich. Gold, Silber und Kupfer als Metalle, ob als Nanopartikel oder nicht, können dem Körper wirklich helfen.

Quellen:

Wikipedia[1][2][6][7][8][10]

Artikel zu den Anwendungsbereichen von kolloidalem Gold [4]

Artikel zu den Anwendungsbereichen von kolloidalem Silber [4]

Artikel zu einigen wichtigen Spurenelementen [3][5][9]

Bildquellen: Wikimedia Commons, Flickr. Die Bildrechte gehen and die Besitzer der Bilder.

Flavonoide – Was sind sie, und was machen sie in Kosmetik ?

Was sind Flavonoide ?

Flavonoide sind sogenannte sekundäre Pflanzenstoffe, von welchen es ca. 8000 Stück gibt, die sich alle vom Flavan ableiten lassen. Sie sind in allen Pflanzen aufzufinden, und sorgen für ihre prächtigen Farben[1].

Was sind Flavonoide chemisch ?

Abb. 1 Das Flavan Molekül, mit markierten Ringen. (A)(B)-Aromatenringe, (C) Tetrahydropyran-Ring

Flavonoide unterteilen sich in neun Untergruppen :

  • Flavanole (z.B.EGCE – Tee)

  • Flavanonole (z.B. Taxifolin – Lärche)

  • Flavenole (Anthocyane) (z.B. Cyanidin – Rotkohl)

  • Chalkone (z.B. Xanthohumol – Echter Hopfen)

  • Flavonole (z.B. Kaempferol – Weintraube)

  • Aurone (k/a)

  • Flavanone (z.B. Hesperetin – Zitrone)

  • Flavone (z.B. Luteolin – Olivenöl)

  • Isoflavone (z.B. Genistein – Soja)

Diese unterscheiden sich in ihrer Struktur nur leicht, und sind alle auf das Flavan zurückzuführen, welches aus zwei aromatischen Ringen und einem Tetrahydropyran-Ring bestehen[2].

Was sind ihre Eigenschaften ?

Weder Tiere noch Menschen, und nur wenige Mikroorganismen können Flavonoide herstellen, weshalb sie den Pflanzen vorbehalten sind. In Pflanzen erfüllen Flavonoide verschiedenste Aufgaben. Sie dienen als Farbstoff, um Bestäuber anzulocken, als Bakterizid und Fungizid, zur Abwehr gegen Fressfeinde und Pilze, und schützen die Pflanze vor UV-Strahlung. So z.B. Binden sie sich an Glykoproteine im Speichel von Fressfeinden, und machen sich somit schwerer verdaubar, was die meisten Fressfeinde abschreckt. Durch ihre stark lipophilen Eigenschaften schützen sie vor Mikroorganismen, und durch teilweise stark Methoxylierende Flavonoide schützen sie sich gegen Pilzbefall. Ebenfalls sind sie gute absorbierende Moleküle für UV-Strahlen, und können dadurch viele kurzwellige Wellenlängen an Licht absorbieren[3].

Was sind die Anwendungsbereiche von Flavonoiden ?

Flavonoide werden in der Pharmazie, in vitro und in vivo, auf Grund ihrer anti allergischen (Allergiehemmend), anti phlogistischen (Entzündungshemmend), antibakteriellen (Mikroorganismen abtötend), antioxidativen (Oxidation vorbeugend) und anti kanzerogenen (Krebsvorbeugend) Eigenschaften häufig eingesetzt. Als Monopräparat, oder als Arzneipflanzen z.B. Kamille, echter Hopfen, Ginkgo, Bitter orange, Ringelblume, Süßholz und Mädesüß[4].

Was machen Flavonoide in Kosmetika ?

In Kosmetika sind Flavonoide Begleitstoffe von Pflanzenextrakten. Hier dienen verschiedene Konzentrationen, der Untergruppen von Flavonoiden ganz unterschiedlichen Nutzen und Aufgaben. Von Anti-Aging über Sonnenschutz bis hin zum Konservierungsmittel, haben Flavonoide viele Nutzen[5].

Quellen:

Wikipedia[1][2]

Artikel zu Flavonoiden und ihren Eigenschaften[3][4][5]

 

Glykole in Kosmetika – Sind sie schädlich ?

Was sind Glykole ?

Glykole sind sogenannte zweiwertige Alkohole, genauer noch unter der Bezeichnung 1,2-Diole. Sie zeichnen sich durch zwei Hydroxidgruppen aus, und haben unterschiedliche Nutzen und Verwendungen[1].

Abb. 1 Stabmodel des 1,2-Propandiol

Was sind Glykole chemisch ?

Die Diole haben alle recht tiefe Gefrierpunkte von -14 bis -55°C, sind meist etwas bis stark Viskos, bilden Explosive Dampf-Luft Gemische, riechen und schmecken süßlich und haben gute Löse- und Schmiereigenschaften. Sie zeichnen sich durch zwei -OH Gruppen aus, was sie zu zweiwertigen Alkoholen macht (Di – zwei | -ol Endung für Alkohole). Sie werden in der chemischen Industrie aufgrund ihrer zwei -OH Gruppen zu Polymeren verarbeitet. Die meisten Glykole sind giftig und haben neurotoxische (Nervengift) und nephrotoxische(Nierengift) Abbauprodukte, wie z.B. Glycolsäure und Oxalsäure[2].

Wofür werden Glykole benutzt ?

Glykole werden aufgrund ihrer tiefen Gefrierpunkte als Frostschutz-, Kühl-, und Enteisungsmittel verwendet. Sie finden ebenfalls Anwendung als Hydraulikflüssigkeiten, Lösemittel und Emulgatoren in der Chemie und als Waschrohstoffe. So z.B. auch Ethylenglykol und Propylenglykol, wobei Ethylenglykol, durch seine hohe Toxizität durch Propylenglykol zum größtem Teil ersetzt wurde[3].

Wieso sind Glykole in der Kosmetik ?

In der Kosmetik werden Glykole meist, auf Grund ihrer Viskosität und Polarität, als Emulgatoren, oder Trägerstoffe für Antioxidantien, Gerüche oder Wirkstoffe benutzt. Hierbei sind häufig Propylengrlykol und Polyproylenglykol in Nutzung, da sie diese Aufgaben meistern, und relativ untoxisch sind[4].

Was ist das Problem mit Glykolen in der Kosmetik ?

Abb. 2 Generelle Struktur des Polyethylenglykols (PEG) mit Anzahl n der Wiederholenden, eingeklammerten, Teile

Polypropylenglykol (PEG) macht die Haut durchlässiger, für Wirkstoffe und Schadstoffe. Es kann gleichermaßen helfen, und schaden, weshalb es unter Kritik steht. Da es jedoch nicht selbst toxisch ist, gilt es als akzeptabel für die meisten Hersteller und Behörden. PEG kann Allergien hervorrufen, indem es die Haut durchlässiger macht soll es Wirkstoffen helfen in den Organismus einzudringen, schleust jedoch auch Unerwünschte Stoffe in den Körper, und das für eine längere Zeit als das Kosmetik Produkt wirkt[5].

Gibt es Alternativen ?

Vorhandene Alternativen gibt es noch nicht, aufgrund des Propylenglykols, welches eine sehr geringe Toxizität, mit allen gefragten Eigenschaften besitzt. Es kann als Ersatz für Polyethylenglykol, welches die Haut durchlässiger macht. Ebenfalls kann es aus Mais gewonnen werden, ist 100% biologisch abbaubar, reizt und rötet nicht, und stört weder das Immunsystem noch die Hautbarriere[6].

Quellen:

Wikipedia[1][2][3]

Wissenschaftlicher Artikel zur Herstellung von Propylenglykol[6]

Artikel zu Propylenglykol in Kosmetika[4]

Artikel zu Polyethylenglykol[5]

Nanopartikel in Kosmetika – Sind sie gefährlich ?

Was sind Nanopartikel ?

Nanopartikel sind Teilchen, welche im Bereich zwischen 1-100 Nanometer (nm), somit bei 1×10-9 also 0, 000 000 001 Meter liegen, dies ist ein Zehntel des Durchmessers eines menschlichen Haares. Die Bezeichnung „Nano“ leitet sich vom griechischem „nanos“ ab und bedeutet soviel wie „Zwerg“ oder „zwergenhaft“[1].

Was sind Nanopartikel chemisch bzw. physikalisch ?

Nanopartikel können aus Unterschiedlichen Materialien bestehen, und können natürlich z.B. bei Vulkanausbrüchen in Form von Asche oder synthetisch im Labor hergestellt werden[2]. Sie gliedern sich in einige Gruppen :

  • Kohlenstoffhaltige z.B. Fulleren oder Kohlenstoffnanoröhrchen

  • Metalle z.B. kolloidales Silber(Ag) oder Gold(Au)

  • Metalloxide z.B. Titanweiß (TiO2) oder Zinkoxid (ZnO)

  • Halbleiter z.B. Cadmiumtellurid (CdTe) oder Silizium (Si)

  • Polymere z.B. Dendrimere[3]

Der große Unterschied zu den Eigenschaften ist ihre Masse-zu-Volumen Verteilung durch ihre geringe Größe. Sie erhalten gänzlich andere Eigenschaften, da andere Kräfte auf sie wirken, so z.B. Quantenchemische Prinzipien und der Fakt, dass Massenkräfte nicht mehr so stark, Oberflächenkräfte jedoch stärker wirken. Die große Oberfläche gibt ihnen eine höhere chemische Reaktivität, eine bessere elektrische Leitfähigkeit und eine größere Oberflächenladung, welche einen Ausgleich benötigt. Durch diesen benötigten Ausgleich ist die Haltbarkeit von Nanopartikel sehr kurz, da sie sich sehr rasch wieder in größeren Aufhäufungen zusammenfinden[4].

Wie werden Nanopartikel herstellt ?

Nanopartikel werden über komplizierte chemische oder physikalische Wege hergestellt. So z.B. über chemische Lösungen oder Malprozesse[5].

Was sind ihre Anwendungsbereiche ?

Neben den technischen Anwendungen findet es in der Medizin als Wirkstoff träger für gezielte Behandlung von z.B. Krebszellen Anwendung, und wird in der Kosmetik in Sonnenschutzmitteln, Zahnpasten und Antitranspirantien genutzt. Zudem werden sie in der Lebensmittelindustrie als Verdickungsmittel und Verklumpungsschutz eingesetzt[6].

Was machen Nanopartikel in Kosmetika ?

Nanopartikel ermöglichen ein breites Spektrum von Anwendungsmöglichkeiten, durch ihre Vielzahl von Eigenschaften. So finden Titandioxid und Zinkoxid in Sonnenschutzmittel Anwendung, indem sie einen klaren Film über die Haut verteilen, welcher Sonnenstrahlung reflektiert. Nanopartikel Wirkstoffe ziehen schnell in die Haut ein, schneller als das größere Partikel könnten. Und kolloidales Silber wirkt antibakteriell, und schützt so vor unangenehmen Gerüchen. Nanopartikel bieten in vielen Hinsichten großartige Eigenschaften, um einige schlechtere Alternativen abzulösen, und Probleme zu beseitigen[7].

Warum Nanopartikel als Ersatz für Chemie in Kosmetika ?

In Kosmetika dienen Nanopartikel als Ersatz für Chemie. Sie werden am häufigsten in Sonnenschutzmitteln eingesetzt, in welchen Chemikalien wie Enzacamen ersetzt werden. Enzacarmen ist bewiesener Maßen am Wachstum von Krebszellen beteiligt, es gibt jedoch, abseits von Titan und Zink Nanopartikeln, keine Alternativen. Enzacamen absorbiert hierbei einen Teil der UV-Strahlung der Sonne, welche durch die sogenannte Stokes-Verschiebung, für und Menschen harmlos wird wenn sie wieder abgeben wird[8].

Sind Nanopartikel schädlich ?

Diese Frage konnte bis jetzt nicht eindeutig bewiesen oder widerlegt werden, es gibt einfach nicht genug Studien und Beweise dafür oder dagegen. Titandioxid z.B. ist chemisch fast vollkommen inert, wodurch es eigentlich, selbst wenn es in den Körper gelangt, keine Schäden anrichtet. Studien hierzu haben jedoch gezeigt, dass TiO2 auf eine Art und Weise giftig ist, welche bisher noch nicht erfassbar ist[9]. Da jedoch keine genauen Daten dafür oder dagegen sprechen, gelten Nanopartikel mäßig zu genießen, und ihren Sinn als Inhaltsstoff zu hinterfragen. So sind Titandioxid und Zinkoxid möglicherweise schädlich, jedoch ist ihre Eigenschaft vor Sonnenstrahlen und somit vor Hautkrebs zu schützen wertvoller als eine nicht erwiesene Toxizität[10].

Quellen:

Wikipedia[1][3]

Artikel zu möglichen Gesundheitsauswirkungen von Nanopartikeln[8]

Bericht zu den Nutzen von Nanomaterialien[2][4][7][6]

Artikel zur Herstellung von Nanomaterialien durch Nukleation[5]

Artikel zu den Auswirkungen von Nanopartikeln auf Wasserorganismen[9]

FDA Stellungsnahme zu Enzacamene[8]

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