Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-mail:audrey.hu@wecistanche.com

Abstraktní:Kosmetický průmysl patří v posledním desetiletí k nejrychleji rostoucím odvětvím. Jak koncepty krásy prošly revolucí, bylo vytvořeno mnoho termínů, které doprovázejí inovace tohoto odvětví, protože kosmetické produkty se neomezují pouze na ty, které se používají k ochraně a vylepšení vzhledu lidského těla. V důsledku toho se termíny jako napřkosmeceutikaandnutricosmetics se objevily proto, aby poskytly představu o zdravotních přínosech produktů, které vytvářejí krásu zevnitř ven. V minulých letech na přírodní bázikosmeceutikasi získaly obrovskou pozornost nejen výzkumníků, ale i veřejnosti díky obecnému přesvědčení, že jsou neškodné. Zejména v posledních letech poptávka pokosmeceutikaz mořských zdrojů exponenciálně roste kvůli jejich jedinečným chemickým a biologickým vlastnostem, které se nenacházejí v pozemských zdrojích. Proto se tento přehled zabývá významem sloučenin pocházejících z moře, zdůrazňuje nové chemické entity s kosmeceutickým potenciálem z mořských přírodních zdrojů a jejich mechanismy působení, kterými tyto sloučeniny působí na tělesné funkce, stejně jako jejich související zdravotní přínosy. Mořské prostředí je nejdůležitějším rezervoárem biologické rozmanitosti, který poskytuje biologicky aktivní látky, jejichž potenciál je stále ještě třeba objevit pro použití jako léčiva, nutraceutika akosmeceutika. Mořské organismy jsou nejen důležitým obnovitelným zdrojem cenných objemových sloučenin používaných v kosmetickém průmyslu, jako je agar a karagenan, které se používají jako želírující a zahušťovadla ke zvýšení viskozity kosmetických přípravků, ale také malých molekul, jako je ektoin (pro podporu hydratace pokožky). ), trichodin A (k prevenci změny produktu způsobené mikrobiální kontaminací) a mytiloxanthin (jako barvivo). Molekuly pocházející z moře mohou také fungovat jako aktivní složky, jsou hlavními sloučeninami, které určují funkci kosmeceutik, jako je např.anti-tyrosináza(kyselina kojová), proti akné (sargafuran), bělení (chrysofanol), UV ochrana (scytonemin, aminokyseliny podobné mykosporinu (MAA)), antioxidanty a proti vráskám (astaxanthin a PUFA).

klíčová slova: kosmeceutika; nutrikosmetika; sloučeniny odvozené z moře;anti-tyrosináza; proti stárnutí;proti vráskám; UV ochrana

cistanche, inhibitor tyrosinázy

1. Úvod

Nařízení Evropské komise (ES) č. 1223/2009 definuje kosmetiku jako „produkty určené k aplikaci na vnější části lidského těla, jako je pokožka, vlasy, nehty, rty a vnější pohlavní orgány nebo zuby a sliznice. ústní dutinu s výhradním nebo hlavním cílem čistit, parfémovat, chránit nebo měnit její vzhled nebo ji udržovat v dobrých podmínkách“ [1]. Přestože kosmetika není určena k ovlivnění struktury a funkce těla, existuje na kosmetiku mnoho požadavků, včetně bezpečnost, nedostatek vedlejších účinků a jejich schopnost prokázat pozitivní účinky na pohodu [2]. Vzhledem k tomu, že trh s kosmetikou je vysoce dynamický a nové produkty jsou neustále uváděny na trh extrémně rychlým tempem, neustále se objevují nové koncepty a vytvářejí se nové termíny. Tedy termín "kosmeceutika", který pochází z kombinace "kosmetiky" a "farmaceutik" a byl popularizován Kilgmanem [3], odkazuje na kosmetické výrobky s výhodami podobnými drogám. Ačkoli federální zákon o potravinách, léčivech a kosmetice (FD&C Act) Tento termín je široce používán v kosmetickém průmyslu [4]. Nejnovějším pojmem představujícím nejnovější trend v kosmetickém průmyslu je „nutrikosmetika“, která vznikla kombinací „kosmeceutika" a "nutraceutika" a jsou určeny k orálnímu doplňování živin formulovaných a uváděných na trh speciálně pro účely krásy [4]. Nutrikosmetika je charakterizována jako přírodní produkty pro zdraví se schopností zlepšit funkci a vzhled pokožky, vlasů a nehtů, když Předpokládá se, že tyto sloučeniny uplatňují své zkrášlující účinky a/nebo osobní hygienu v těle. Nutrikosmetika se tak stává silným trendem, protože spotřebitelé mají dnes velké povědomí o potravinách a doplňcích stravy a mají tendenci nakupovat přednostně produkty přírodního původu které mohou obnovit a zlepšit zdraví a krásu bez jakýchkoli škodlivých účinků [4].

Kosmeceutikazahrnují aktivní složky, jako jsou vitamíny, minerály, fytochemikálie, enzymy, které existují v různých typech přípravků, jako jsou krémy, lotiony a masti [5]. Tyto přírodní bioaktivní látky mohou pocházet z různých zdrojů, jako jsou suchozemské rostliny, mikroorganismy a mořské organismy. Tyto látky mohou mít nespočet funkčních rolí včetně těch, které mají příznivé účinky na lidské zdraví [5], které mohou podporovat zdravou kůži, vlasy a nehty na buněčné úrovni [6]. Ačkoli jsou přísady rostlinného původu stále velmi oblíbené a široce používané jako kosmetické přípravky, mají také určitá omezení, protože rostliny obecně rostou příliš pomalu a jejich chemické složení se mění sezónu od sezóny a region od regionu. Naopak mořská flóra a fauna nejenže produkují chemicky jedinečné biomolekuly, které se nenacházejí v suchozemských zdrojích, ale lze je také rychle pěstovat ve velkých množstvích a nákladově efektivní pomocí moderních technik akvakultury [7].

2. Biologické cíle a mechanismy účinku kosmeceutik

V současné době je velká poptávkakosmeceutikakteré fungují jako depigmentace kůže, UV filtry,protizánětlivé, proti vráskám,proti stárnutí, hydratace pokožky, proti akné, stejně jakoantioxidanta cytoprotektivní látky [8]. Proto se tato část stručně zabývá biologickými aktivitami a základními mechanismy působení některých hlavních kosmeceutik a také biochemickými cestami a cíli zapojenými do těchto procesů.

2.1. Antimelanogenní aktivita

Poptávka po produktech péče o pleť je motivována záměrem rozjasnit a zesvětlit pleť a eliminovat lokální hyperpigmentaci [9]. Bělení kůže zahrnuje použití přírodních nebo syntetických látek, které způsobují snížení pigmentace snížením koncentrace melaninu v kůži. Tato praxe může být řízena dermatologickými potřebami, jako je hyperpigmentace kůže způsobená autoimunitními stavy, vystavením UV záření, genetickým faktorům a hormonálním změnám, které mohou vyvolat nadprodukci melaninu v kůži [10]. Proces depigmentace může zahrnovat jeden nebo více kroků v melanogenní dráze, jako je přenos melanosomu nebo posttransferpigmentační zpracování a degradace. Biosyntéze melaninu lze tedy zabránit tím, že se zabrání expozici UV záření, inhibici enzymu tyrosinázy, metabolismu a proliferaci melanocytů nebo odstraněním samotného melaninu [11]. Bělení kůže lze dosáhnout několika mechanismy, jako je inhibice transkripčního faktoru spojeného s mikroftalmií, snížení aktivity receptoru melanokortinu 1, interference s dozráváním a přenosem melanosomu, ztráta melanocytů a inhibice enzymu tyrosinázy [12]. Několik depigmentačních činidel moduluje pigmentaci kůže ovlivněním transkripce a aktivity melanogenních enzymů souvisejících s tyrosinázou, proteinu souvisejícího s tyrosinázou-1(TYRP-1), proteinu příbuzného tyrosináze-2 (TYRP{13 }}), nebo peroxidáza [13]. Inhibice tyrosinázy se stala nejběžnější a stále oblíbenější v kosmetických přípravcích na bělení kůže. Až dosud je použití syntetických inhibitorů tyrosinázy spíše omezeno kvůli jejich toxicitě, nízké stabilitě, špatné penetraci kůží a nízké aktivitě [14]. Sloučeniny z rostlin, jako je hydrochinonglykosid arbutin (1) a kyselina azelaová (2), stejně jako z hub, jako je kyselina kojová (3) (obrázek 1) [10], byly tradičně široce používány jako bělidla kůže v kosmetice. V posledních letech se však výzkum soustředil na sloučeniny z mořských organismů, zejména florotaniny, jako je 7-floroeckol (4) z hnědých řas (obrázek 1), protože se obecně věří, že tyto sloučeniny jsou bezpečnější než běžná kůže. bělidla. Bezpečnostní otázka vznikla z myšlenky, že účinné látky nejsou izolované, ale existují ve složitých a stabilních chemických shlucích, které zabraňují jejich negativním účinkům na místo aplikace [15].

Pigmentace kůže je nejdůležitějším fotoprotektivním faktorem, protože melanin nefunguje pouze jako širokopásmový UV absorbent, ale má také antioxidační vlastnosti a vlastnosti zachycující radikály [16]. Kromě toho hraje melanin také důležitou roli při maskování, regulaci tepla a kosmetické interakci. Pigmentace je vysoce dědičná a regulovaná genetickými, environmentálními a endokrinními faktory, které modulují množství, typ a distribuci melaninu v kůži, vlasech a očích. Protože kůže je největším orgánem těla, který je vždy vystaven vnitřním a vnějším podmínkám, často na tyto faktory reaguje úpravou konstitutivního pigmentačního vzoru [17]. Nadměrná produkce nebo nedostatek melaninového pigmentu není pouze estetickým problémem, protože drobné změny ve fyziologickém stavu lidského těla nebo vystavení škodlivým vnějším faktorům mohou ovlivnit pigmentaci buď přechodně (jako v těhotenství), nebo trvale (např. stařecké skvrny) způsoby [17]. Z tohoto důvodu je také velká poptávka po bělící kosmetice na ošetření lentiga, těhotenských maskách nebo i hyperpigmentacích způsobených otravou léky.

Melanin je produkován sekvenčními enzymatickými procesy v melanosomech, organelách sídlících v melanocytech, a poté přenesen do blízkých keratinocytů za účelem fotoprotekce [18,19]. Tyrosináza je multifunkční membránově glykosylovaný oxidasový enzym obsahující měď, který zasahuje v raných fázích melanogeneze hydroxylací tyrosinu na 3,4-dihydroxyfenylalanin (DOPA) a následně oxiduje DOPA na dopachinon [20]. Protože tyrosináza je enzym omezující rychlost, je rozhodující pro syntézu melaninu a kontroluje pigmentaci v kůži. Inhibice tohoto biologického cíle je tedy v současné době nejběžnějším přístupem pro vývoj látek pro bělení kůže pro kosmetiku [18].

Navzdory velkému počtu sloučenin vykazujících in vitro inhibiční aktivitu vůči tyrosináze, pouze několik z nich bylo účinných v klinických studiích [21,22]. Pochopení mechanismů, kterými různé faktory a sloučeniny indukují melanogenezi, je tedy zásadní pro navrhování a vývoj produktů se zvláštními účely, jako je terapie pigmentových onemocnění a produkty na opalování ke snížení rizika rakoviny kůže, mimo jiné [17]. Dále bylo také popsáno, že tyrosináza katalyzuje tvorbu dopaminchinonu v lidské substantia nigra, což je látka, která se může podílet na dopaminneurotoxicitě a různých neurodegenerativních onemocněních, jako je Parkinsonova choroba. Tyrosináza může být rovněž potenciálním cílem pro vývoj léků pro léčbu Parkinsonovy choroby [23]. Zvláštní pozornost je věnována objevu nových inhibitorů tyrosinázy se schopností regulovat melanogenezi, neboť nadměrná produkce melaninu vede k hyperpigmentaci kůže ve formě pih, tzv. „stářeckých skvrn“ a melanomu. Ačkoli bylo z mořských zdrojů objeveno několik inhibitorů tyrosinázy, které patří do různých chemických tříd jako bělící činidla kůže nebo pro léčbu poruch pigmentace, některé z nich mají negativní účinky na lidské zdraví [24].

Dalším důležitým aspektem je, že ačkoli je inhibiční síla inhibitorů tyrosinázy běžně vyjádřena jako jejich hodnoty poloviční inhibiční koncentrace (IC50), není možné přímo porovnávat inhibiční aktivitu různých sloučenin s jejich hodnotami IC50 uváděnými v literatuře, protože experimentální podmínky jako koncentrace substrátu, inkubační doba a použité šarže komerčních tyrosinázových enzymů se v různých testech lišily. Aby se předešlo nesrovnalostem, používá většina studií prováděných za účelem hodnocení nových inhibitorů tyrosinázy standardní inhibitor tyrosinázy, jako je kyselina kojová (3) (obrázek 1), jako pozitivní kontrola [20]. Nejintenzivněji studovaným inhibitorem tyrosinázy je kyselina kojová (3), plísňový metabolit, který se v současnosti používá jako prostředek na bělení kůže v kosmetice a také jako potravinářská přísada k prevenci enzymatického hnědnutí [25].

Protože inhibitory tyrosinázy nejsou pouze důležitými depigmentačními činidly v kosmetice, ale jsou také klinicky užitečné pro léčbu některých dermatologických onemocnění spojených s melaninhyperpigmentací [26], je důležité správně definovat pojem „inhibitor tyrozinázy“. Obecně není označení "inhibitor tyrosinázy" vždy zcela jasné, protože někteří autoři používají stejnou terminologii k označení inhibitorů melanogeneze, jejichž působení zahrnuje hlavně interferenci při tvorbě melaninu, ale bez jakéhokoli přímého účinku na enzym tyrosinázy. Za "skutečné inhibitory" jsou tedy považovány pouze specifické inaktivátory a/nebo specifické inhibitory tyrosinázy, které se vážou přímo na enzym a inhibují jeho aktivitu. Tyto „skutečné inhibitory“ tyrosinázy se pak dělí do dvou kategorií: (1) specifické inhibitory tyrosinázy, které se reverzibilně vážou na enzym, čímž snižují jeho katalytickou kapacitu [20], a (2) specifické inaktivátory tyrosinázy, známé také jako ireverzibilní inhibitory nebo „sebevražedné substráty“. ", které tvoří kovalentní vazbu na tyrosinázu, čímž mění její aktivní místo a nevratně inaktivují enzym během katalytického procesu (např. L-DOPA a katechol). Nejdůležitější je, že tyto sloučeniny jsou obecně specifické pro tyrosinázu a neinaktivují jiné proteiny [27,28]. Inhibitory tyrosinázy lze také kategorizovat na základě jejich chemické struktury nebo inhibičních mechanismů do pěti hlavních tříd: (1) polyfenoly, (2) deriváty benzaldehydu a benzoátu, (3) lipidy s dlouhým řetězcem a steroidy, (4) jiné přírodní nebo syntetické inhibitory a (5) ireverzibilní inaktivátory. Polyfenoly představují nejrozmanitější a nejrozsáhlejší skupinu inhibitorů tyrosinázy, přičemž hlavním zástupcem této skupiny jsou flavonoidy [29]. Kromě flavonoidů bylo zjištěno, že některé stilbeny a deriváty kumarinu mají antityrosinázovou aktivitu [30].

2.2. Aktivita proti stárnutí

Termín "stárnutí kůže" se týká degradace dermis, včetně ztenčování, suchosti, laxnosti, křehkosti, rozšířených pórů, jemných linek a vrásek, prominence vaskulatury, zvýšení průhlednosti a ztráty elasticity [31]. Proces stárnutí snižuje tloušťku kůže, elasticitu a kroucení elastických vláken v kůži, což vede ke vzniku vrásek [32]. Vnitřní stárnutí je obecně určeno genetickými faktory; k procesu stárnutí však přispívají také vnější faktory, jako je vystavení slunečnímu světlu, znečištění nebo nikotin, opakující se pohyby svalů, jako je šilhání nebo mračení, a životní styl, jako je strava, poloha při spánku a celkové zdraví [31]. Stárnutí je také ovlivněno poklesem genové exprese kolagenu, nízkou aktivitou fibroblastů a regenerací fibroblastů a také zmenšováním lamelární bariéry, což má za následek neschopnost pokožky udržet vlhkost. Přestože mechanismy stárnutí pokožky nejsou zcela objasněny, kosmetický průmysl nadále nabízí obrovskou škálu produktů proti stárnutí, z nichž většina údajně stimuluje syntézu kolagenu a glykosaminoglykanu (GAG) fibroblasty v epidermis, čímž zvyšuje pevnost a pružnost pokožky. rohovková vrstva kůže [33].

Lidská kůže je anatomickou bariérou pro patogeny a fyzická poškození a funguje jako předěl mezi vnitřním a vnějším prostředím [34,35]. Kůže chrání naše tělo před vnějšími agresory, zejména sluncem, které zahrnuje řadu mechanismů, které minimalizují poškození při vystavení UV záření. Tyto mechanismy mohou být řízeny určitými organickými a anorganickými sloučeninami, např. melaninem (5) (obrázek 2) [34,35]. Různé organismy produkují různé chemikálie, aby se chránily před škodlivými účinky UV záření. Například zatímco zvířata (včetně lidí) používají melanin (5) k ochraně před UV zářením, vyšší rostliny produkují sekundární metabolity, jako jsou flavonoidy, a mikroorganismy, které žijí v mořském prostředí s velkým množstvím slunečního záření, produkují sloučeniny, jako je scytonemin (6). (Obrázek 2), aminokyseliny podobné mykosporinu (MAA) a několik dalších látek absorbujících UV záření neznámé chemické struktury pro stejný účel [36,37]. Karotenoidy, další třída UV filtrů produkovaných mnoha druhy mikrořas, jsou také hlavními aktivními látkami mezi hlavními složkami s vlastnostmi proti stárnutí [38], mezi nimiž je karoten (7) (obrázek 2) jednou z nejúčinnějších sloučenin k prevenci reaktivního kyslíku. vytváření druhů (ROS), čímž se zabrání poškození buněk a procesu stárnutí [39].

2.2.1. Aktivita proti stárnutí

Chronická expozice UV záření může způsobit dermatoheliózu nebo fotostárnutí [40]. Vystavení UV záření, oba UVA (400 nm <>< 320="" nm)="" and="" uvb="" (320="" nm="" <="" λ="" <="" 290="" nm),="" can="" lead="" to="" alterations="" in="" the="" composition="" of="" the="" dermal="" extracellular="" matrix="" (ecm),="" resulting="" in="" wrinkles,="" laxity,="" coarseness,="" mottled="" pigmentation,="" and="" histological="" changes="" including="" epidermal="" thickness="" and="" connective="" tissue="" alteration="" or="" even="" skin="" cancer="" (melanoma),="" which="" are="" typically="" mediated="" by="" ros="" [41–43].="" continuous="" exposure="" to="" uv="" radiation="" leads="" to="" numerous="" complications="" that="" are="" correlated="" with="" various="" pathological="" consequences="" of="" skin="" damage.="" for="" example,="" sunburn="" occurs="" when="" exposure="" to="" uv="" radiation="" exceeds="" the="" protective="" capacity="" of="" an="" individual's="" melanin="" [43–46].="" although="" short-term="" solar="" exposure="" can="" be="" beneficial="" on="" mood="" and="" vitamin="" d="" synthesis,="" it="" can="" also="" cause="" an="" immediate="" skin="" burn,="" detrimental="" skin="" thickening,="" actinic="" erythema,="" and="" excessive="" tanning.="" on="" the="" other="" hand,="" the="" long-term="" effects="" are="" all="" negative,="" including="" photo-induced="" skin="" aging="" and="" photo-carcinogenesis="" caused="" by="" uv="" radiation-induced="" immunosuppression.="" the="" severity="" of="" these="" long-term="" effects="" requires="" the="" use="" of="" appropriate="" protection="" during="" uv="" radiation="" exposure="" [47].="" although="" uvb="" affects="" mainly="" the="" epidermis="" and="" uva="" intervenes="" directly="" in="" the="" dermal="" compartment,="" both="" are="" the="" major="" factors="" responsible="" for="" the="" photoaging="" of="" human="" skin,="" damaging="" dermal="" fibroblasts,="" through="" the="" induction="" of="" cytokines,="" matrix="" metalloproteinases="" (mmps),="" and="" mitochondrial="" dna="" mutations="" [48,49].="" radiation-induced="" oxidation="" may="" cause="" photoaging="" by="" the="" reduction="" of="" antioxidant="" enzymes="" and="" the="" antioxidant="" defense="" mechanism,="" which="" may="" result="" in="" significant="" oxidative="" damage,="" immunomodulation,="" the="" activation="" of="" melanogenesis,="" and="" ultimately="" carcinogenesis="" [50].="" to="" avoid="" the="" deleterious="" effects="" caused="" by="" uv="" exposure,="" sunscreen="" products="" that="" commonly="" contain="" organic="" and/or="" inorganic="" filters="" are="" used="" [51–53].="" however,="" a="" number="" of="" naturally="" occurring="" photoprotective="" compounds="" such="" as="" scytonemin="" (6,="" from="" cyanobacteria),="" mycosporines="" (from="" fungi="" and="" cyanobacteria),="" maas="" (from="" cyanobacteria,="" microalgae,="" macroalgae,="" yeasts,="" fungi,="" sponges,="" corals,="" and="" animals),="" flavonoids="" (from="" higher="" plants),="" melanins="" (in="" humans="" and="" other="" animals="" and="" even="" some="" bacteria),="" and="" several="" other="" uv-absorbing="" substances="" of="" unknown="" chemical="" structures="" from="" different="" organisms="" have="" been="" explored="" to="" develop="" novel="" uv="" filters="" for="" sunscreen="" products="" to="" prevent="" photodamage="">

Jako zdroje fotoprotektivních sloučenin byly zkoumány různé fotosyntetické organismy. Patří mezi ně mykosporiny, MAA a několik dalších UV filtrů [42,56,57]. MAA patří do rodiny sekundárních metabolitů produkovaných různými organismy, zejména těmi, které obývají ekosystémy s vysokým množstvím slunečního záření, jako je mořské a sladkovodní prostředí, pro ochranu před slunečním zářením [58]. Tyto nízkomolekulární (obvykle<400 da)="" and="" colorless="" compounds="" are="" water-soluble="" and="" share="" the="" same="" chemical="" scaffold,="" but="" they="" differ="" in="" substituents="" and/or="" the="" presence="" and="" type="" of="" amino="" acids.="" their="" structures="" consist="" of="" cyclohexenone="" or="" cyclohexenimine="" chromophores="" linked="" to="" a="" nitrogen="" substituent="" of="" an="" amino="" acid="" or="" its="" iminoalcohol="" by="" conjugation="" [58,59].="" maas="" absorb="" uv="" radiation="" ranging="" from="" 310="" to="" 362="" nm="" and="" dissipate="" this="" energy="" in="" the="" form="" of="" heat="" radiation="" to="" the="" surrounding="" environment="" [60].="" the="" protection="" efficiency="" of="" maas="" against="" uv="" radiation="" depends="" also="" on="" their="" location="" in="" the="" cell,="" i.e.,="" maas="" located="" in="" the="" cytoplasm="" provide="" limited="" protection="" against="" uv="" radiation="" while="" extracellular="" maas="" are="" more="" effective="" protectors="" [61,62].="" on="" the="" other="" hand,="" scytonemin="" (6)="" (figure="" 2),="" a="" stable="" yellow-brown="" and="" lipid-soluble="" pigment,="" is="" located="" in="" the="" extracellular="" polysaccharide="" sheath="" of="" some="" cyanobacteria.="" scytonemin="" (6)="" has="" a="" maximum="" absorption="" at="" 386="" nm="" but="" also="" absorbs="" significantly="" at="" 252,="" 278,="" and="" 300="" nm.="" recent="" studies="" suggested="" that="" scytonemin="" (6)="" not="" only="" has="" the="" potential="" as="" a="" uv="" filter="" in="" cosmetics="" but="" also="" as="" an="" anticancer="" drug="">

2.2.2. Aktivita proti vráskám

Řada výzkumů odhalila, že MMP, rodina sekretovaných nebo transmembránových zincendopeptidáz, jsou zodpovědné za inhibici syntézy kolagenu v kůži stárnoucí světlem [64]. MMP jsou produkovány řadou buněk, včetně fibroblastů, keratinocytů, žírných buněk, makrofágů a neutrofilů, a předpokládá se, že hrají hlavní roli při tvorbě vrásek [65,66]. MMP lze dále rozdělit do tří hlavních funkčních skupin, tj. intersticiální kolagenázy (které degradují kolagen typu I, II a III) [67], stromelysiny (které degradují laminin, fibronektin a proteoglykany) [68] a gelatinázy (které degradují kolageny typu IV a V) [69]. Exprese MMP je obvykle indukována různými extracelulárními stimuly, jako jsou růstové faktory, cytokiny a UV záření [70,71]. Genetická exprese MMP může být také ovlivněna ROS prostřednictvím signální transdukční dráhy [72]. Nadměrná exprese MMP je navíc spojena s jevy remodelace, opravy a destrukce tkáně. Například MMP-2 a MMP-9 mohou degradovat ECM a ovlivnit tvorbu vrásek a tloušťky kůže [73]. Indukce kolagenázy nebo MMP-1 vedoucí k degradaci kolagenu typu I může zvýšit tvorbu vrásek, a protože kolagen typu I je hlavní složkou pojivové tkáně, nelze ji kompenzovat současnou indukcí syntézy kolagenu [74] . Tato nerovnováha je obvykle zvýšena vlivem UVA záření, což má za následek sníženou expresi kolagenu 1A1 a kolagenu 1A2, což indukuje upregulaci cytokinového interleukinu (IL)-6 [75]. Na druhé straně transkripční faktor, aktivační protein-1 (AP1), který se aktivuje po stimulaci UVA zářením, indukuje syntézu MMP-1 a represi kolagenu 1A1 a kolagenu 1A2 [76]. V souladu s tím jsou MMP užitečné markery pro stárnutí kůže a činidla, která stimulují syntézu kolagenu a/nebo snižují fotoindukovanou upregulaci MMP, jsou potenciálně užitečná pro produkty péče o pleť [33]. Je zajímavé, že několik studií odhalilo, že sloučeniny odvozené od živin, jako jsou aschitooligosacharidy, flavonoidy, polyfenoly a mastné kyseliny, jsou schopny inhibovat aktivaci a expresi MMP [71,77,78]. Proto by tyto sloučeniny mohly mít silný potenciál pro vývoj nutrikosmetických produktů.

Všechny kosmetické přípravky proti vráskám a stárnutí normálně obsahují hydratační složky pro udržení hydratace pokožky, která je nezbytná pro funkce pokožky. Zevní aplikace lipidů, které omezují ztrátu vody, nebo sloučenin se schopností tvořit vazby s molekulami vody se používá k napodobení přirozených hydratačních mechanismů pokožky [10]. Tradičně se kyselina linolová a kyselina linolenová běžně používají pro emulzi olej/voda k zadržení vody v kůži, aby se obnovila transepidermální ztráta vody (TEWL) na její normální úroveň [79]. V poslední době se však u některých biosurfaktantů odvozených od mořských mikroorganismů, jako je mannosylerythritol (8), rhamnolipidy (9) a soforolipidy (10a a 10b) (obrázek 2), zkoumá jejich použití v kosmetickém průmyslu kvůli jejich emulgaci, solubilizaci, smáčení, pěnivé a disperzní vlastnosti, které nejen zvyšují solubilizaci hydrofobních složek v produktech, ale také usnadňují jejich dodávání přes kožní bariéru [80]. Navíc tyto biosurfaktanty pocházející z moře mají oproti svým syntetickým protějškům výhodu, protože mají nízkou dráždivost pro pokožku, což je ideální pro přípravky proti vráskám [81].

2.3. Antioxidační aktivita

Antioxidanty hrají důležitou roli v buněčné ochraně před stárnutím tím, že zabraňují UV-indukovaným ROS, jako je superoxidový anion (O2−), hydroxylový radikál HO.) a H2O2, aby napadaly membránové lipidy, proteiny a DNA [82,83]. Protože oxidace membránových lipidů je jedním z nejdůležitějších faktorů snižujících mladistvý vzhled pokožky [84], je prevence tvorby ROS zásadní. Antioxidanty poskytují ochranu před prooxidačním prostředím, kterému je lidská kůže vystavena, zejména UV zářením, kouřem a látkami znečišťujícími ovzduší [82,83]. Proto je konzumace potravinových doplňků bohatých na antioxidanty důležitou strategií používanou v takzvané "antioxidační terapii" k udržení zdraví a také k prevenci mnoha nemocí. Antioxidanty se skládají z enzymatických a neenzymatických molekul. Mezi enzymatické antioxidanty patří superoxiddismutáza (SOD), kataláza (CAT), glutathionperoxidáza (GSH), glutathionreduktáza (GR) a glutathiontransferáza (GST), které jsou přítomny v lidské plazmě a erytrocytech [85,{14}}]. Neenzymatické antioxidanty se skládají z mnoha tříd malých molekul, jako je mimo jiné karoten (7) (obrázek 2), R-tokoferol (TOH) (11), kyselina askorbová (12) a ubichinol (13) (obrázek 3). [87].

V současné době se mnoho syntetických antioxidantů, jako je butylovaný hydroxyanisol (BHA) (14), butylovaný hydroxytoluen (BHT) (15), terc-butylhydrochinon (TBHQ) (16) a propylgalát (17) (obrázek 3), používá jako přísady k potlačení oxidace v potravinách, kosmetice a lécích. Použití těchto syntetických antioxidantů pro potraviny nebo léky však bylo omezeno, protože mohou vést k potenciálním problémům s lidským zdravím kvůli jejich toxicitě a nedostatečné bezpečnosti [88,89]. Naopak, protože přírodní antioxidanty jsou považovány za bezpečné alternativy, bylo vynaloženo mnoho výzkumných úsilí k objevení účinných přírodních antioxidantů pro kosmetický průmysl [90–93]. Přírodní antioxidanty, jako jsou asflorotaniny, sulfatované polysacharidy, fukosterol (18) a fukoxanthin (19) (obrázek 3), všechny odvozené z makrořas, jsou považovány za dobré alternativy pro kosmetický průmysl [8,94].

Přírodní pigmenty, jako jsou chlorofyly, karotenoidy a deriváty tokoferolu, jako je vitamin E a isoprenoidy, jsou také zajímavými přírodními antioxidanty, které lze získat z mořských zdrojů [90–93]. Antioxidační a protizánětlivé vlastnosti karotenoidů, které přispívají k jejich fotoochraně pokožky prostřednictvím inhibice toxicity ROS indukované UVA zářením, z nich činí hlavní složky mnoha opalovacích krémů [53]. Na druhé straně mohou MAA nejen chránit kůži před UV zářením, ale také vykazovat vysokou antioxidační aktivitu tím, že vychytávají superoxidanion, a tím zabraňují peroxidaci lipidů [95–97]. Vlastnosti MAA jako UV filtrů a zachycovačů ROS naznačují, že by mohly být velmi užitečnými složkami přípravků na ochranu proti slunečnímu záření [98]. Další zajímavou třídou přírodních antioxidantů jsou oligosacharidy a peptidy pocházející z moře. U sacharidů odvozených z řas se předpokládá, že mají zahušťující a zvlhčující vlastnosti, antioxidační, antimelanogenní a antiagingové vlastnosti, které jsou prospěšné pro pokožku, a proto představují přidanou hodnotukosmeceutika [99,100].

2.4. Aktivita proti akné

Acne vulgaris, běžně známé jako akné nebo pupínky, což je typický stav dospívání, ale může se vyskytnout i u dospělých, je nejčastější kožní onemocnění charakterizované zánětem těchto mazových žláz [101]. Akné je způsobeno multifaktoriálními jevy včetně hormonálních, mikrobiologických a imunologických mechanismů, jako je androgenem zprostředkovaná stimulace aktivity mazových žláz, folikulární hyperkeratinizace a zánět. Bakterie Propionibacterium acnes je akauzativem zánětlivého stadia a iniciuje tak zánětlivou lézi [102–104]. Proto P. acnes a Staphylococcus epidermidis jsou hlavními cíli prevence a lékařské léčby akné [101,103]. Tyto anaerobní bakterie stimulují produkci prozánětlivých cytokinů a indukují uvolňování ROS, jejichž nadměrná produkce vede k destruktivnímu jevu vedoucímu k jizvení [105]. Uvolňují také lipázy, které tráví přebytek kožního mazu a kožního mazu, což zase stimuluje intenzivní lokální zánět, který praská vlasové folikuly. Proto byla inhibice růstu P. acnes považována za strategickou metodu pro léčbu akné v kosmetickém průmyslu. Při hledání nových antibakteriálních sloučenin proti P. acnes z mořských biologických zdrojů za účelem vývoje nových přírodních kosmetických produktů pro prevenci akné bylo zjištěno, že sargafuran (20) (obrázek 4), izolovaný z extraktu mořské hnědé řasy Sargassum macrocarpum, vykazuje silnou aktivitu proti akné proti P. acnes s hodnotou minimální inhibiční koncentrace (MIC) 15 µg/ml [106]. Ve snaze najít Mari (nebo sloučeniny odvozené k léčbě acne vulgaris, Choi et al. vyhodnotili antibakteriální aktivitu různých druhů makrořas, běžně se vyskytujících u pobřeží Jižní Koreje, avšak pouze Ecklonia kurome, E. cava a Ishige sinicola vykazovala silnou inhibiční aktivitu proti P. acnes a také protizánětlivou aktivitu [107].Sloučeniny produkované těmito třemi druhy řas by proto mohly být slibnými činidly pro vývoj kosmetických produktů pro boj s acne vulgaris.

2.5. Hojení ran a protizánětlivé aktivity

Hojení ran je komplexní a přísně regulovaný proces obnovy forem a anatomických funkcí poraněných tkání, který se skládá ze tří překrývajících se fází [108,109]. Po počáteční zánětlivé fázi, charakterizované aktivací krevních destiček a uvolněním růstových faktorů a cytokinů, následuje proliferační fáze, kdy dochází k sekreci růstových faktorů a zesílení buněčné proliferace, a nakonec poslední fáze spočívá v remodelaci, při které dochází k produkci kolagenu a organizace, což vede ke zralé jizvě [110]. Akutní nebo normální hojení ran probíhá prostřednictvím uspořádaných překrývajících se procesů, které umožňují u zdravých jedinců koordinovaným způsobem opravit kožní funkce a integritu v období 7 až 10 dnů [111]. Hladký průběh všech těchto událostí povede k normálnímu dokončení hojení ran a obnoví narušené funkce kůže [112,113]. Jakékoli změny, které přeruší proces hojení, však mohou zhoršit poškození tkáně a zpozdit proces opravy, což přispívá k chronické ráně léčení. Různé faktory, jako jsou infekce, základní onemocnění (např. diabetes nebo kardiovaskulární onemocnění), léky (např. steroidy) a stáří mohou zhoršit proces hojení ran [109,111]. Na druhé straně je zánět zásadní událostí imunitní odpovědi těla, která zahrnuje interakci komplexní kaskády různých buněk, včetně leukocytů, krevních buněk, fibroblastů a epiteliálních buněk [108]. V zánětlivém procesu existují dva typy signálů: ty, které spouští a udržují zánět, a další, které proces zastavují, a asymetrie těchto signálů může způsobit poškození buněk a tkání. Deregulace celého procesu tedy může vést k tochronickému zánětu a v některých případech dokonce ke smrti [114]. Zánětlivá kožní onemocnění jsou velmi časté dermatologické problémy, které existují v různých formách, tj. od příležitostných vyrážek doprovázených svěděním a zarudnutím kůže až po chronickější stavy, jako je atopická dermatitida, rosacea, seboroická dermatitida a psoriáza [115]. Kožní zánět je spojován s mnoha nemocemi, včetně rakoviny a diskoidního lupus erythematodes (DLE), stejně jako s viditelným očekávaným stárnutím kůže. Viditelné stárnutí pokožky však lze omezit a zabránit mu každodenním používáním antioxidantů nebo protizánětlivých látekkosmeceutikave spojení s dietou bohatou na protizánětlivé a antioxidační doplňky [116]. Mikrobiologické a imunologické faktory a toxické látky mohou iniciovat zánětlivou reakci aktivací různých humorálních a buněčných mediátorů, jako jsou prostaglandiny (PG), leukotrieny (LT), NO, tumor nekrotizující faktor-alfa (TNF-) a cytokiny interleukinu (IL). rodiny [117]. Dermální a epidermální buňky konstitutivně produkují různé cytokiny a eikosanoidy, které hrají klíčovou roli v udržování homeostázy a regulaci zánětu kůže a jejichž hladiny jsou regulovány fyziologickými a patofyziologickými jevy [118,119]. Kyselina arachidonová (AA), prekurzor prozánětlivých eikosanoidů, se uvolňuje z membránových fosfolipidů v průběhu zánětlivé aktivace a poté se metabolizuje na PG a LT [118,119]. Byly zkoumány různé strategie pro kontrolu nadměrné produkce lipidových mediátorů na různých úrovních biochemických drah, jako je inhibice fosfolipázy A2 (PLA2), spouštění enzymu pro uvolňování AA, blokování cest cyklooxygenázy (COX) a lipoxygenázy (LOX) a vývoj antagonistů receptoru proti faktoru aktivujícímu destičky (PAF) a LT [118,119]. Většina konvenčních léčebných postupů pro dermální rány, jako jsou nesteroidní protizánětlivé léky (NSAID), imunomodulační léky a topické kortikosteroidy, má za cíl snížit zánět [120]. Tato léčba však může mít negativní dopad na hojení ran, včetně nežádoucích účinků, jako je atrofie, osteoporóza, obezita a glaukom [121]. Ačkoli je klíčové hledat nová protizánětlivá činidla s menším počtem nežádoucích účinků, je toto úsilí poměrně náročné vzhledem ke složitosti zánětlivého procesu a jeho roli v obraně hostitele. Nedávný pokrok v odhalování mechanismů účastnících se zánětu však umožnil identifikaci nových cílů [122].

Vzhledem k mořským zdrojům se žádná nemůže srovnávat s mořskými okurkami, pokud jde o vlastnosti při hojení ran [123–125]. Mořské okurky, zejména Stichopus Hermann, běžně známé jako „gamat emas“, jsou v lidovém léčitelství již dlouho uznávány pro léčbu nesčetných nemocí, včetně hojení ran [126]. Studie in vivo s použitím různých typů zvířecích modelů prokázaly, že rány ošetřené výtažky z mořských okurek se hojily lépe a rychleji než rány bez léčby. Bylo zjištěno, že lokální aplikace extraktů různých druhů mořských okurek na rány vyvolané u zvířat urychluje rychlost kontrakce ran, což je základní proces ve fázi hojení ran [127]. Kromě toho léčba popálené rány hydrogelovým obvazem na rány na bázi S. Germany vedlo k významné míře kontrakcí rány v den 21 a 28 po popáleninách. Naopak 7. a 14. den nebyly zjištěny žádné významné rozdíly [128]. Tento účinek může být způsoben zesítěným "gamat hydrogelovým obvazem (S. hermanii)", který propůjčuje jeho schopnost zadržovat aktivní složky a zpomaluje jejich dodání na poraněnou kůži, čímž působí v pozdější fázi fáze hojení ran. Výhodou tohoto hydrogelového obvazu je, že biologicky aktivní sloučeniny jsou imobilizovány po delší dobu v hydrogelových matricích, čímž se vytváří systém postupného a řízeného uvolňování, který by mohl významně zvýšit aktivitu začleněného extraktu z okurky během opravy tkáně a účinně interagovat s ranami a usnadnit proces hojení v pozdější fázi [128]. Bylo také zjištěno, že další druh mořské okurky, S. choronotus, působí v počáteční fázi hojení ran [125]. Je zajímavé, že jeho vodný extrakt vykazoval antioxidační aktivitu přibližně o 80 procent vyšší než jeho organický protějšek [129]. Vzhledem k tomu, že přítomnost nadměrného množství volných radikálů je spojena se zhoršeným hojením ran, vychytávání volných radikálů antioxidanty přítomnými ve vodných výtažcích z okurek by přispělo k hojení ran. Navíc analýza složení mastných kyselin odhalila, že vodný extrakt obsahoval vyšší obsah kyseliny dokosahexaenové (DHA). (21) (obrázek 4) než organický extrakt [130]. Předpokládalo se, že DHA (21) může stimulovat produkci prozánětlivých cytokinů v místech rány, a tak pomáhat kontrolovat infekci a také připravovat tkáň na další opravu posílením fagocytózy, stimulací migrace keratinocytů na okrajích rány, zvýšením chemotaxe a proliferace fibroblastů. spouštění rozpadu ECM proteinů a také regulace uvolňování dalších cytokinů a růstových faktorů [131]. Kromě toho kyselina eikosapentaenová (EPA) (22) a DHA (21) (obrázek 4), hlavní mastné kyseliny v mořských okurkách, také zasahují do procesu zánětu stimulací produkce resolvinů (které primárně inhibují produkci IL-1 ) a protektiny (které inhibují produkci TNF- a IL-1) prostřednictvím cest COX-2 a 5-LOX [132]. Studie jiných druhů mořských okurek také potvrdila, že jejich vodné extrakty jsou při hojení ran účinnější než organické extrakty. Kromě toho byl také studován protizánětlivý účinek mořských okurek v klinických podmínkách začleněním výtažků z mořských okurek do gelového základu Carbopol® a aplikováním lokálně pacientům s diabetickým vředem po dobu 12 týdnů. Výsledky ukázaly, že hladiny TNF- mezi začátkem a 8., 10. a 12. týdnem byly významně odlišné [133]. Bylo navrženo, že obsah saponinů v extraktech z mořských okurek může hrát roli v prevenci lipopolysacharidem indukované produkce TNF-nukleárním faktorem-κB (NF-κB), což je transkripční faktor, který reguluje transkripci mnoha genů zapojených do zánětlivý proces [134,135].

Další sloučeninou pocházející z moře se schopností hojení ran je fukoidan (23) (obrázek 4). Fucoidan (23) je fukózou obohacený a sulfatovaný polysacharid, který se nachází hlavně v ECM hnědých řas. Fucoidan (23) se skládá z l-fukózy, sulfátových skupin a jednoho nebo více malých podílů jiných cukrů [136]. Strukturně se fukoidan (23) skládá ze dvou typů homofukózy: těch, které obsahují opakovanou (1→3)-l-fukopyranózu, a ostatní sestávají ze střídavé a opakované (1→3)- a (1→4)-l-fukopyranózy [ 137]. Tato třída polysacharidů byla rozsáhle zkoumána pro svůj biotechnologický potenciál díky nesčetným farmakologickým účinkům a netoxickým poživatelným zdrojům [138]. Konkrétně bylo zjištěno, že nízkomolekulární fukoidany (LMF), které mají lepší biologickou dostupnost ve tkáních ve srovnání s vysokomolekulárními fukoidany (HMF), vykazují příznivé účinky, jako jsou protizánětlivé a angiogeneze, což naznačuje jejich klinický potenciál hojení fordermálních ran [108] ]. V této souvislosti Park a kol. zkoumali vlastnosti hojení ran LMF, který byl extrahován z mořské hnědé mořské řasy Undaria pinnatifida, na modelu krysy plné tloušťky kožní excize ve srovnání s komerčním produktem Madecassol Care™, který obsahuje 1 procento Centella Asiatica. Zjistili, že topická aplikace LMF vykazovala mnohem lepší účinky na kontrakci rány, v závislosti na dávce, a rychlejší poloviční dobu uzavření (CT50) ve srovnání s Madecassol Care™, což naznačuje, že LMF zlepšilo hojení ran díky své protizánětlivé aktivitě. nebo podpora granulační fáze. Tyto výsledky podporuje skutečnost, že fukoidany zprostředkovávají protizánětlivé účinky prostřednictvím snížení adheze neutrofilů a náboru leukocytů nebo inhibice uvolňování prozánětlivých cytokinů, jak již bylo uvedeno [139]. Kromě toho LMF také urychlil angiogenezi a ukládání kolagenu ve zvýšené granulární tkáni, čímž se zvýšila reepitelizace. Tento jev lze vysvětlit skutečností, že ukládání kolagenu a tvorba těsných příčných vazeb mezi molekulami kolagenu as jinými proteiny, stejně jako proliferace různých buněk v granulární tkáni, může zvýšit kontrakci rány [140]. Na druhé straně je známo, že MMP, zejména MMP2 a MMP9, jsou mediátory kolagenové matrice během remodelace a reepitelizace rány [141]. V této souvislosti bylo zjištěno, že léčba LMF způsobila zvýšení MMP9 v den 7 po léčbě způsobem závislým na dávce, což naznačuje, že LMF způsobil změnu dočasné exprese MMP9 k urychlení remodelace tkáně v reakci na zvýšenou sekreci různých cytokiny nebo jejich ochrana před proteolytickou degradací. Léčba LMF navíc způsobila snížení peroxidace lipidů (malondialdehyd), zatímco hladiny antioxidačních enzymů, jako jsou SOD, CAT a GSH, byly zvýšeny. Předchozí studie uvádějí, že obsah sulfátů ve fukoidanu(23) (obrázek 4) [142] hrál důležitou roli v jeho antioxidační aktivitě, takže vysoký počet sulfátových skupin v LMF může přispívat k jeho silné antioxidační aktivitě. Na druhé straně existují silné důkazy, že transformující růstový faktor beta (TGF-) a vaskulární endoteliální růstový faktor (VEGF) se podílejí na zlepšení hojení ran zvýšením repopulace fibroblastů a angiogenezí [143], a protože léčba LMF také ukázala podstatné zvýšení imunoreaktivních buněk TGF- a VEGF receptoru-2 (VEGFR2), tento jev by také mohl přispět k jeho schopnosti hojení ran.

EXTRAKT CISTANCHE

3. Kosmeceutika od Marine Origin

Rostoucí povědomí spotřebitelů o přírodní kosmetice vyvolalo vlnu průzkumu přírodního bohatství pro biologicky aktivní sloučeniny pro kosmetické aplikace [9]. Kosmetika, která obsahuje mořské extrakty nebo sloučeniny, je stále častěji uváděna na trh kosmetickým průmyslem, protože stále více spotřebitelů požaduje produkty z přírodních zdrojů [6]. Globální tendence k produktům, které jsou považovány za zdravé, ekologicky udržitelné a získané, vedly kosmetický průmysl k investicím stále více do výzkumu a vývoje (R&D) nových produktů obsahujících látky nebo extrakty pocházející z přírodních zdrojů [144]. Stále více spotřebitelů proto hledá kosmetické produkty s novými bioaktivními sloučeninami jako složkami získanými z přírodních zdrojů kvůli jejich četným příznivým účinkům ve srovnání s jejich nepřírodními protějšky. Přestože se rostlinné přírodní produkty tradičně používaly (a stále používají) jako aktivní složky přírodní kosmetiky, mořské zdroje se nedávno ukázaly jako bohatý zdroj strukturálně různorodých sloučenin s nesčetnými biologickými vlastnostmi, které čekají na prozkoumání.kosmeceutika/nutrikosmetika. Mořské prostředí představuje mimořádnou biodiverzitu, která je důležitým zdrojem obrovské chemické diverzity s velkým potenciálem pro průmyslový rozvoj pro léčiva, kosmetika, doplňky výživy, molekulární sondy, jemné chemikálie a agrochemikálie [145]. Navíc s tolika novými mořskými druhy, které je ještě třeba objevit, bude zapotřebí více výzkumného úsilí, aby bylo možné ocenit obrovské možnosti, které mořské prostředí také nabízí [9]. Mořské organismy si vyvinuly biochemické a fyziologické mechanismy, které zahrnují produkci bioaktivních sloučenin nezbytných pro reprodukci, komunikaci a ochranu proti predaci, infekci a konkurenci [146]. Není překvapením, že mnoho z těchto sloučenin má velký potenciálkosmeceutikanebo nutrikosmetika pro jejich antioxidační, protizánětlivé, antialergické, proti stárnutí, proti vráskám,anti-tyrosináza, MMP inhibiční aktivity a také UV ochrana [147].

V současnosti závisí hledání nových mořských přírodních produktů na sklizni exemplářů, jejichž nevýhodou je jejich udržitelnost a replikovatelnost. Problémy udržitelnosti jsou spojeny s velkým množstvím biomasy, které je obvykle zapotřebí pro objevování léků, zatímco problémy s replikovatelností souvisí s variabilitou prostředí a změnami chemické ekologie cílových organismů na úrovni komunity [148]. Jedinci stejného druhu odebraní v různých zeměpisných oblastech nebo v různých ročních obdobích nemusí obsahovat stejné chemické složení, a proto nemusí zaručit dodávku cílového metabolitu [149]. Nedávné techniky v akvakultuře mořských bezobratlých však mohou nabídnout alternativu k překonání těchto dvou problémů, protože živočišnou biomasu lze nepřetržitě produkovat za použití homogenních podmínek prostředí [150].

3.1. Sloučeniny odvozené od makrořas

Obecně se mořské hnědé a červené řasy běžně používají jakokosmeceutikav kosmetických přípravcích [151]. Tradičně se makrořasy nebo mořské řasy používají při výrobě hydrokoloidů, jako je agar, karagenan a algináty. Kromě toho se některé druhy hnědých a červených makrořas používají v kosmetice kvůli obsahu vitamínů, minerálů, aminokyselin, cukrů a lipidů, kromě přítomnosti dalších biologicky aktivních sloučenin [152,153]. Makrořasy běžně používané v kosmetice jsou Ulva Lactuca, Ascophyllum nodosum, Laminaria longicruris, L. saccharina, L. digitata, Alaria esculenta, Chondrus crispus, Mastocarpus stellatus a různé druhy Porphyra. Řasy normálně reagují na mnoho stresových faktorů, kterým jsou vystaveny v přirozeném prostředí, produkcí různých chemických sloučenin pro svou obranu. Mnohé z těchto sloučenin jsou považovány za cennékosmeceutikapro péči o pleť pro ochranu před UV zářením, oxidativním stresem a stárnutím, vyhlazování, hydrataci a bělení a také jako pigmenty pro mnoho kosmetických produktů [144]. Funkční produkty makrořas jsou po desetiletí používány v kosmetickém průmyslu jako změkčovadla, činidla pro úpravu pokožky a přísady regulující viskozitu, a to především díky jejich fyzikálně-chemickým vlastnostem. Jejich volně ložené produkty, jako je agar a karagenan, byly používány jako gelující, zahušťující a stabilizátory v kosmetických produktech a také jako nutraceutika [154].

Hnědé řasy tvoří přibližně 59 procent všech makrořas pěstovaných na světě, následují červené řasy s 40 procenty a zelené řasy s méně než 1 procentem. Makrořasy lze pěstovat na pobřeží ve velkém měřítku s relativně rychlým tempem růstu a s možností řídit produkci jejich bioaktivních sloučenin, jako jsou proteiny, polyfenoly a pigmenty, manipulací s kultivačními podmínkami [155]. Lipofilní extrakt z hnědé řasy Alaria esculenta byl účinný při redukci kožního progerinu [156], jehož nadprodukce je způsobena stárnutím buněk a progresivním poškozením telomer, které se přirozeně vyskytuje [157]. Použitím nového testu digesce želatiny ke zkoumání in vitro inhibičních účinků florotaninu odvozeného z Ecklonia cava na aktivitu MMP Kim et al. pozorovali jeho úplnou inhibici aktivity bakteriální kolagenázy-1 [158]. Citlivý fluorimetrický test odhalil, že florotannin 6,6'-dieckol (24) z E. cava (obrázek 5) může významně inhibovat aktivity MMP2 a MMP9 prostřednictvím aktivaci dráhy NF-κB. Kromě toho 7-floroeckol (4) (obrázek 1) také vykazoval vynikající inhibiční účinky na pigmentaci, což je pravděpodobně způsobeno jeho inhibiční aktivitou na tyrosinázu, a byl navržen jako kožní bělící činidlo [154,159–161]. Eckol (25) a dieckol (26) (obrázek 5), florotaniny z extraktu E. stolonifera také vykazovaly silnou inhibici exprese MMP1 [162]. Diflorethohydroxykarmalol (28) (obrázek 5), florotanin, izolovaný z mořské hnědé řasy Ishige okamurae, vykazoval kromě ochranných vlastností proti poškození DNA způsobenému UVB zářením prostřednictvím poškozeného ocasu a morfologickými vlastnostmi vysoký potenciál pro bělení kůže [163]. změny ve fibroblastech. Tyto dvojí biologické vlastnosti diphlorethohydroxykarmalolu (28) z něj činí zajímavého kandidáta na kosmeceutiku [159]. Deriváty floroglucinolu z hnědých řas mají také inhibiční aktivitu vůči tyrosináze díky své schopnosti chelatovat měď v tomto enzymu [164]. Studie in vivo ukázaly, že jak dietní, tak místní aplikace polyfenolů z hnědých řas potlačila expresi COX-2 a buněčnou proliferaci. Tyto výsledky naznačují roli polyfenolů z hnědých řas jako potenciálních chemopreventivních činidel proti rakovině proti fotokarcinogenezi a dalším nepříznivým účinkům expozice UVB záření [165]. Na druhé straně bylo zjištěno, že dolabelladienetriol (27) (obrázek 5), dolabellan diterpen izolovaný z hnědé mořské řasyDictyota pfaffii, snižuje produkci TNF- a oxidu dusnatého (NO) prostřednictvím inhibice NFκB, čímž propůjčuje jeho protizánětlivou aktivitu. [122]. Všechny tyto důkazy naznačují, že bioaktivní sloučeniny získané z mořských řas jsou slibné pro péči o pleť [165]. Další významnou mořskou řasou je Laminaria japonica, která je v Japonsku známá také jako „kombu“, používá se k výrobě speciálních účinných látek na bázi řas pro ochranné přípravky proti UV záření, protože obsahuje vysoce koncentrovanou formu mořských minerálů a stopových prvků. Vzhledem k tomu, že tato řasa také produkuje extrémně účinné látky vázající vlhkost, které zabraňují jejímu vysychání při odlivu, její extrakt by mohl být prozkoumán jako potenciální zvlhčovač pokožky a také pro udržení pevnosti pokožky [166]. Tato řasa je také bohatým zdrojem fukoxanthinu (19) (obrázek 3), který má několik prospěšných vlastností pro péči o pleť, jako je antioxidant aanti-tyrosinázaaktivity, antimelanogeneze u melanomu a anti-UVB-indukovaná kožní pigmentace. Navíc perorální léčba fukoxanthinem (19) významně potlačila expresi mRNA enzymu tyrosinázy souvisejícího s melanogenezí, což naznačuje, že tato sloučenina negativně regulovala faktor melanogeneze na transkripční úrovni prostřednictvím suprese syntézy prostaglandinů a receptorů melanogenního stimulačního hormonu (neurotrofin, PGE2 a hormon stimulující melanocyty ) [167]. Dalším druhem Laminaria s kosmetickým potenciálem je L. saccharina, jejíž extrakt je bohatý na bílkoviny, vitamíny, minerály a sacharidy. Uvádí se, že extrakt z této řasy má protizánětlivé a hojivé vlastnosti, kromě toho, že reguluje aktivitu mazových žláz [168]. Nejběžnější jedlé hnědé makrořasy z čeledi Sargassaceae, Hizikia fusiformis, obsahují flavonoidní glykosid proti tyrosináze. [169]. In vitro studie methanolového extraktu z mořské řasy Ared Corallina pilulifera (CPM) odhalily, že může zabránit oxidativnímu stresu vyvolanému UV zářením a expresi MMP2 a MMP9 v buňkách lidských dermálních fibroblastů (HDF). Kombinace výtažků z řas z červených řas Meristotheca dakarensis a Jania Rubens, dostupných na trhu jako dermocea® (Gelyma), údajně stimuluje syntézu keratinu, GAGs a kolagenů I a III [170]. Všechny tyto studie poukazují na velký potenciál mořských hnědých a červených řas, ve formě extraktů nebo čistých sloučenin, jako cenného mořského původu.kosmeceutika.

Výtažky ze zelených řas byly také začleněny do různých kosmetických přípravků. O extraktu z Codium tomentosum se tvrdilo, že je dobrým zdrojem kyseliny glukuronové (38) a používá se k distribuci vody v kůži a také k ochraně pokožky před škodlivými vlivy suchého prostředí [5]. Extrakty ze zelené řasy Chlamydocapsa sp., známé také jako sněžná řasa, se používají k místní aplikaci jako prevence fotostárnutí v produktech pro péči o pleť a ochranu vlasů. Kromě toho by mohla chránit před ztrátou bariérové ​​funkce vyvolanou expozicí prostředí, snížit TEWL a zabránit tvorbě vrásek po vystavení UV záření, chladu nebo suchu [171].

3.2. Sloučeniny získané z mořských bezobratlých

3.2.1. Směsi odvozené z mořské houby

Když se zabýváme sekundárními metabolity produkovanými mořskými bezobratlími, zejména mořskými houbami, je důležité zvážit jejich vztah k přidruženým mikroorganismům a fytoplanktonu, protože se předpokládá, že některé z jejich izolovaných bioaktivních sekundárních metabolitů jsou produkovány funkčními skupinami enzymů pocházejících z přidružených mikroorganismů. 172]. Tyto mikroorganismy mohou být velmi důležité pro nová léčiva,kosmeceutikaa nutraceutika, protože jsou obnovitelnými zdroji různých přírodních produktů [173,174]. Mořské houby jsou skutečně považovány za depozitáře mořské mikrobiální diverzity, což může poskytnout novou cestu v mořské biotechnologii [175]. Důkazem toho je skutečnost, že mnoho metabolitů pocházejících z houby připomíná přírodní produkty bakterií a hub nebo patří do třídy sloučenin typicky produkovaných těmito mikroorganismy [176]. Některé zprávy potvrdily, že některé sloučeniny, původně izolované z extraktů mořských hub, jsou ve skutečnosti biosyntetizovány mikroorganismy asociovanými s houbami, protože mesohyl houby je obvykle obýván mikroby a mnoho přírodních produktů izolovaných z mořských hub, jako jsou antibiotika, antimykotika a antipredátory nebo antivegetativní sloučeniny se zdají být metabolity produkované mořskými mikroby [176]. V případě bakterií poskytují svým hostitelům produkty jejich metabolismu, čímž umožňují houbám přístup ke specifickým vlastnostem bakterií, jako je autotrofie, fixace dusíku a nitrifikace. Tyto bakterie mohou také zpracovávat metabolické odpadní sloučeniny, které stabilizují kostru houby a poskytují ochranu před UV zářením [177–179]. Mořské houby zase také uvolňují enzymy, aby soutěžily o půdu, aby zpomalily růst bakterií a hub, aby byly hostitelem nezvaných lidí. hosty a tyto enzymy lze použít jako bělící činidla v několika kosmetických přípravcích [147]. Přestože kosmetický průmysl dosud prozkoumal pouze několik bioaktivních sloučenin izolovaných z mořských hub, existuje stále větší počet metabolitů houby s kosmeceutickým potenciálem. Například halistanol trisulfát (29) (obrázek 6), C-29 steroidní detergent izolovaný z indo-pacifické houby Haliclona sp. Bylo prokázáno, že inhibuje tematuraci tyrosinázy na formu, která je spojena se syntézou melaninu v buněčné linii pigmentovaného lidského melanomu, MM418 [180]. Bylo zjištěno, že gagunin D (30) (obrázek 6), vysoce okysličený diterpen z 10,13-bis-epi-homoverrukosanového skeletu, izolovaného z mořské houby Phorbas sp., vykazuje antimelanogenní aktivitu potlačením exprese tyrosinázy a zvýšení rychlosti tyrosinázové degradace, navíc k inhibici enzymatické aktivity tyrosinázy, v myších melan-a buňkách a rekonstruovaném modelu lidské kůže [18]. Navíc gagunin D (30) také potlačoval expresi proteinů spojených s přenosem melanosomu. Díky svým multifunkčním vlastnostem lze gagunin D(30) a jeho analogy považovat za potenciální kandidáty na bělení kůžekosmeceutika[18]. Je také známo, že mořské houby produkují více než 40 karotenoidů [181], z nichž většinu tvoří arylkarotenoidy, jako je isorenieraten, renieraten a renierapurpurin. Protože houby nemají žádné biosyntetické zařízení pro syntézu karotenoidů, jsou tyto pigmenty přímo akumulovány příjmem potravy nebo metabolickými přeměnami. Karotenoidy hrají zásadní roli v mořských houbách, včetně fotoprotektivních a antioxidačních funkcí prostřednictvím rozptylu světelné energie a detoxikace volnými radikály v důsledku vystavení nadměrnému slunečnímu záření a škodlivému UV záření [182]. Kromě arylových karotenoidů byly z jasně oranžové houby Phakellia stellidem izolovány také červené barevné pigmenty deriváty mytiloxanthinu, 19-butanoyloxymytiloxanthin (31) a 19-hexanoyloxymytiloxanthin (32) (obrázek 6). Je zajímavé poznamenat, že mytiloxanthin, metabolit fukoxanthinu (19) (obrázek 3), vykazuje téměř stejnou inhibiční aktivitu vůči singletoxygenu a peroxidaci lipidů jako astaxanthin (33) (obrázek 6), ale s vyšší aktivitou vychytávání hydroxylových radikálů. [184]. V důsledku toho by tyto sloučeniny mohly mít velkou hodnotukosmeceutikapro produkty péče o pleť.

Kolagen získaný z mořské houby byl také hodnocen z hlediska své biokompatibility a regeneračního potenciálu [185–187]. Byla hodnocena in vitro toxicita, antioxidační aktivita, hojivá kapacita a fotoprotekce trypsinem natrávených kolagenových extraktů, nazývaných také mořské kolagenové hydrolyzáty (MCH), z mořské houby Chondrosia reniformis [188] kvůli jejím zvláštním fyzikálně-chemickým vlastnostem a dynamické plasticitě [189,190]. . Tato studie byla založena na skutečnosti, že hydrolyzáty kolagenu z různých zdrojů prokázaly dobrou biokompatibilitu, penetrační kapacitu a ochranné vlastnosti pro kůži v různých experimentálních modelech. Bylo zjištěno, že čtyři MCH nevykazovaly nejen žádnou toxicitu a významnou antioxidační aktivitu tím, že podporovaly eliminaci ROS, ale také schopnost hojení ran podporou zrychleného proliferačního stadia. Tato data otevírají cestu pro aplikaci těchto MCH askosmeceutikak opravě poškozené nebo fotostárnoucí pokožky [188]. Nicméně jsou zapotřebí další studie k ověření těchto slibných produktů, než budou moci být uvedeny na trh.

Hexanové, metanolové a ethanolové extrakty mořské houby Acanthella cavernosa byly hodnoceny z hlediska jejich antibakteriálních a antibiofilmových aktivit proti P. acnes a také jejich antioxidační aktivity; avšak pouze ethanolový extrakt vykazoval in vitro antibakteriální a antibiofilmové aktivity proti této bakterii. Proto má tato mořská houba potenciál být aplikována jako přírodní kosmetika odvozená z mořského prostředí pro prevenci akné [191].

3.2.2. Sloučeniny odvozené od korálů

Korálový prášek se používá jako udržitelný materiál v mnoha kosmetických produktech díky svým fyzikálním, chemickým a texturním vlastnostem a také obsahu minerálů [147]. Chemicky je zánět složen převážně z uhličitanu vápenatého, ale může obsahovat asi 74 dalších minerálů, kromě těžkých kovů. Korálový prášek se používá k místní aplikaci k zajištění minerálů pro pokožku, k ochraně před UV zářením a také jako antioxidant, proti stárnutí, proti akné, na změkčení pokožky a také k přípravě rtěnek a deodorantů [147]. Ačkoli jen několik sekundárních metabolitů korálů našlo své použití jakokosmeceutikaDiterpenové glykosidy pseudopterosiny A–D (34–37) (obrázek 6), izolované z karibského gorgonského korálu Pseudopterogorgia elisabethae, jsou nejvýznamnějšími mořskými přírodními produkty v kosmetickém průmyslu [192]. Tyto sloučeniny mají různé biologické aktivity, od protizánětlivých a analgetických [193–195], antibakteriálních [196], antiakčních [197] až po hojení ran [198,199]. Tyto sloučeniny jsou prvními komerčně licencovanými přírodními produkty pro použití jako přísada do kosmetických přípravků Estée Lauder pro péči o pleť a proti vráskám pod obchodním názvem Resilience® [200]. Nejstudovanějším členem této třídy sloučenin pro svou protizánětlivou aktivitu byl však pseudopterosin A (34) (obrázek 6), který inhiboval fagosomeformaci a spouštěl intracelulární uvolňování vápníku mechanismem, který zahrnoval jeho vazbu na receptor spřažený s G proteinem [201 ]. Byly také identifikovány další pseudopterosiny s výjimečnou protizánětlivou aktivitou a předpokládá se, že inhibují syntézu leukotrienů a degranulaci lidských neutrofilů [122].

3.2.3. Sloučeniny získané z mořské okurky

Mořské okurky jsou také bohaté na bioaktivní sloučeniny, jako jsou saponiny, chondroitin sulfát, kolagen, vitamíny, aminokyseliny, fenoly, triterpenové glykosidy, karotenoidy, bioaktivní peptidy, minerály, mastné kyseliny a želatina. Mezi zdravotní přínosy moře patří okurky hojení ran, neuroprotektivní, protinádorové, antikoagulační, antimikrobiální a antioxidační vlastnosti [202]. Výtažky z mořské okurky jsou bohaté na vitamíny A, B1 (thiamin), B2 (riboflavin), B3 (niacin) a minerály (vápník, hořčík, železo, zinek, selen, germanium, stroncium, měď, mangan), které lze použít jakokosmeceutikaornutrikosmetika. Vitamíny a minerály obsažené ve výtažcích z mořské okurky se snadno vstřebávají a poskytují vlhkost a zároveň stimulují obnovu poškozených kožních buněk [6]. Výzkum provedený na extraktu z okurky Rudého moře (Stichopus japonicus) prokázal významnou inhibici melanogenetického inmelanomu a inhiboval expresi tyrosinázy a proteinů příbuzných tyrosináze (TYRP-1 a TYRP-2). Yoon a kol. prokázali, že ethylacetátová frakce extraktu S. japonicus inhibovala melanogenezi v myších melanomových buňkách, čímž se snížila hladina proteinu izoformy specifické pro melanocyty genů souvisejících s tyrosinázou [203]. Hodnocení účinků na bělení kůže u extraktů Sanguisorba officinalis a Stichopus japonicus ukázalo, že extrakt S. japonicus vykazoval 61,78% inhibici aktivity tyrosinázy, zatímco směs obou extraktů vykazovala 59,14% inhibici. Zajímavé je, že směs obou extraktů projevil významnou inhibici melanogeneze v melanocytu klonu M-3 buněk [204]. Bylo prokázáno, že glykoproteinová frakce vařeného S. japonicus zvyšuje inhibiční aktivitu tyrosinázy o 50 procent [205]. Inhibice tyrosinázy vykazovaná bioaktivními extrakty druhů mořských okurek z nich dělá slibná kosmetická kosmetika pro bělení kůže s četnými výhodami, jako je nízká cytotoxicita, vysoká bezpečnost a široké přijetí.

Dalším důležitým aspektem mořských okurek je jejich značné množství nových sulfátovaných polysacharidů, které mají velký potenciál pro vývoj kosmetických a farmaceutických přípravků. Sulfátované polysacharidy izolované z tělesné stěny mořských okurek, nazývané fukosylované chondroitin sulfáty (FuCS), jsou strukturálně odlišné od sulfatovaných polysacharidy izolované z jiných bezobratlých, obratlovců a řas [206]. Velké množství těchto sulfatovaných glykanů lze rozdělit do tří frakcí: první frakce má vysoké množství fukózy, druhá obsahuje primárně fukoidan (23) (obrázek 4) a třetí má vysoký podíl kyseliny glukuronové (38) [206] ].FuCS byly izolovány z několika druhů mořských okurek, včetně Ludwigothurea grisea, Pearsonothuriagraeffei, Holothuria vagabunda, H. edulis, H. Nobilis, Stichopus tremulus, S. japonicus, Isostichopus badionotus, Thelenata Anananas ananas, Anicipostichoponidium, Ananas, japochinasis . Strukturálně jsou FuCS složeny z opakujících se jednotek kyseliny -d-glukuronové (38) a N-acetyl- -d-glukosaminu (39) (obrázek 7) [207,208]. Bylo hlášeno, že fukoidan z okurky (obrázek 4) vykazuje četné biologické aktivity [209,210]. Například bylo prokázáno, že fukoidan (23) z Thelenota ananas má významnou aktivitu vychytávání superoxidových radikálů, která se zlepšuje se zvyšujícím se obsahem sulfátu. Navíc další 2-O-sulfatace ve specifickém zbytku zvyšuje účinek vychytávání radikálů, což naznačuje, že antioxidační aktivita fukoidanu (23) odvozeného z T. ananas závisí na sulfatačním vzoru a ne pouze na obsahu sulfátu [211 ]. Navíc obsah síranů a strukturní vlastnosti fukoidanu (23) (obrázek 4) mají hluboký vztah s jeho biologickými vlastnostmi. Fucoidan (23) izolovaný z S. japonicus, I. badionotus a L. grisea vykazoval zajímavé biologické aktivity, které lze využít. tak jakokosmeceutika[209]. Vzhledem k tomu, že fukoidan (23) by mohl zvýšit aktivitu MMP1 v lidské kůži, může být použit jako prostředek proti stárnutí, aby se zabránilo tvorbě vrásek a fotostárnutí pokožky u kosmetických produktů [209,210].

Bylo popsáno, že mořské okurky mají vysoké množství kolagenu a mukopolysacharidů, které jsou relativně bezpečné ve srovnání se zvířecím kolagenem [42,57]. Celková bílkovina tělesné stěny mořských okurek obsahuje přibližně 70 procent nerozpustných kolagenových vláken, které lze po hydrolýze přeměnit na želatinu. Kolagenová vlákna jsou obtížně rozpustná kvůli intermolekulárním příčným vazbám tvořeným nehelikálními telopeptidy sousedních molekul kolagenu, zatímco želatina je rozpustný protein získaný částečnou hydrolýzou kolagenu [212,213]. Studie kolagenu z mořských okurek byly zaměřeny především na funkce jeho hydrolytických bioaktivních peptidů, včetně reparace poškozených tkání, protinádorových, antioxidačních a inhibičních aktivit na enzym konvertující angiotenzin. Díky svým antioxidačním vlastnostem se kolagenová vlákna používají v produktech péče o pleť [214]. Další skupinou složek mořských okurek jsou saponiny [215]. Tyto sloučeniny hrají důležitou roli v chemické obraně a mají široké spektrum farmakologické aktivity. Většina saponinů mořských okurek jsou obvykle triterpenové glykosidy holostanového typu [215]. Některé saponiny mohou při lokální aplikaci snižovat lupénku a zmírňovat lupénku, kromě toho snižují hyperpigmentaci, růžovku, posilují krevní cévy a zlepšují pronikání vody. Vzhledem k tomu, že většina výzkumných studií farmakologické aktivity byla provedena na rostlinných saponinech, je nutný hlubší výzkum onsaponinů z mořských okurek, aby bylo možné ověřit, zda mají stejné příznivé účinky jako jejich rostlinné protějšky.

Ekologický koncept také hraje zásadní roli při hledání bioaktivních sloučenin užitečných prokosmeceutikaa nutrikosmetika. Příkladem toho je pozorování, že MAA mají ochrannou roli v mnoha mořských organismech, jako jsou holothuroidi, zejména černomořská okurka Holothuriaatra [216], kde se vyskytují převážně v jejích epidermálních tkáních. Epidermální tkáň H. atra obsahuje různá množství několika MAA, jako je mykosporin-glycin (40), asterina-330 (41), shinorin(42), Porphyra-334 (43), palythin (44) a palythinol (45) (obrázek 7), zatímco zralé vaječníky a odchovaná mláďata Cucumaria Ferrari obsahují střední množství mykosporin-gly (40), shinorinu (42), Porphyra-334 (43) a palythinu ( 44) [217]. Bylo zjištěno, že přípravky na ochranu proti slunečnímu záření obsahující lipozomy Porphyra-334 (43), získané z mořských okurek, snižují oxidaci kožních lipidů a parametry stárnutí pokožky, jako je nízká elasticita, hloubka vrásek a drsnost. Po ozáření Porphyra-334 (43) neprodukoval reaktivní meziprodukty, což naznačuje, že tato sloučenina transformovala absorbované UV záření na neškodnou tepelnou energii [218]. Extrakty některých druhů mořských okurek, zejména S. hermanni, H. fuscogilva, A. mauritiana, A. crassa, B. vitiensis, B. tenuissima, P. graeffei, B. cousteaui, H. atra, H. leucospilota a H. Nobilis vykazovaly silnou antibakteriální aktivitu [219 220]. Zpráva ukázala, že -kryptoxantin (46), xantofyl (47) (obrázek 7) a -karoten (7) (obrázek 2 ), izolovaný z egyptské mořské okurky H. scabra, vykazoval silnou antibakteriální aktivitu proti S. aureus (ATCC 6538) [219]. Toto zjištění může být důležité pro použití extraktů z mořských okurek obsahujících karotenoidy k prevenci mikrobiální kontaminace v kosmetice, která může způsobit znehodnocení produktů a představovat vážné riziko pro spotřebitele [221].

Jak již bylo zmíněno dříve, některé bioaktivní metabolity mořských okurek mohou vyvolat opravu tkáně a zlepšit proces hojení ran. Bylo hlášeno, že GAG ​​kožní tkáně S. vastus a S. hermanni projevovaly vlastnosti při hojení ran u potkanů ​​[123,222]. Masre a kol. uvedli, že část obalu mořské okurky měla nejvyšší celkový obsah O-sulfátu GAG, následovaná vnitřními orgány a coelomickou tekutinou [222].

3.3. Sloučenina odvozená od mořských mikroorganismů

Mořské mikroorganismy, včetně hub, houbám podobných protistů a bakterií, přitahují velkou pozornost jako potenciální výrobci sloučenin olova [223,224]. Navzdory relativně malému počtu druhů těchto organismů, které byly dosud studovány, byly izolovány a identifikovány tisíce sloučenin, z nichž pouze u malého procenta byl zkoumán jejich potenciál jako komerčně užitečných produktů [225]. Popularita mořských přísad každopádně vyvolala obavy, že rozsáhlé získávání zdrojů nebo neudržitelné výrobní metody by mohly narušit mořské ekosystémy, které jsou již nyní pod tlakem. Protože je mnoho mořských mikroorganismů kultivovatelných a lze je kultivovat ve fermentorech, představují velkou výhodu jako udržitelné zdroje k výrobě vysoce hodnotných sloučenin [226].

3.3.1. Sloučeniny odvozené od mikrořas

Rozmanitost mikrořas z nich dělá bohatý zdroj bioaktivních sloučenin s potenciálními aplikacemi jako nutraceutika akosmeceutika. Mikrořasy také tvoří hlavní potravinové produkty, zejména pro krmivo pro zvířata, kvůli obsahu mastných kyselin, tokoferolů, sterolů, proteinů, sacharidů, vitamínů, minerálů, antioxidantů a pigmentů (např. chlorofyl a karotenoidy) [227]. Mikrořasy, včetně druhů Chlorella, Spirulina, Dunaliella a Odontella, byly také použity jako přísady v kosmetice [33]. Ve smyslukosmeceutikaMikrořasy jsou velmi zajímavé, protože některé z nich syntetizují látky, které absorbují UV záření, což může zabránit poškození dermální ECM, vráskám, laxnosti, hrubosti a skvrnité pigmentaci kůže. Například sinicový opalovací pigment scytonemin (6) (obrázek 2) absorbuje UVA/UVB záření účinněji než komerční formulace [228]. Scytonemin (6) je produkován několika sinicemi, jako jsou Nostoc sp., Calothrix crustacean nebo Chlorogloeopsis sp. [229]. Dalším ochranným pigmentem proti UV záření je -karoten (7) (obrázek 2), hlavní karotenoid produkovaný halotolerantní mikrořasou Dunaliella salina, která může produkovat více než 10 procent -karotenu (7) své suché hmotnosti [230]. Dalším známým karotenoidem produkovaným mikrořasami je astaxanthin (33) (obrázek 6). Tato sloučenina byla rozsáhle studována pro své příznivé účinky na zdraví kůže a také pro své fotoprotektivní účinky proti UV záření [231]. Astaxanthin (33) může kromě potlačení různých mediátorů zánětu [232], byl proto považován za silný antioxidant a vynikající protizánětlivý prostředek. Kromě toho také vykazuje imunomodulační a reparační vlastnosti DNA, což dále podporuje jeho použití k udržení zdraví pokožky a k prevenci poškození kůže [231]. Haematococcus Pluvialis akumuluje velké množství astaxanthinu(33) a je považován za hlavní přírodní zdroj pro lidskou spotřebu. Vzhledem k obrovské poptávce po astaxanthinu (33) jako kosmetickém/nutrikosmetiku byla udržitelná produkce astaxanthinu (33) společností H. Pluvialis již dosáhl průmyslového měřítka [233].

Jiné karotenoidy jako lutein (48), kanthaxanthin (49), lykopen (50) a zeaxanthin (51) (obrázek 8) také získaly určitý význam ve zdravotnictví a kosmetice [38]. Bylo prokázáno, že lutein (48) chrání epidermální a dermální vrstvy kůže před oxidačním poškozením způsobeným UV zářením, zejména v kombinaci s jinými antioxidačními a imunoprotektivními látkami [234]. Mikrořasy mají také zvlhčující vlastnosti, které mohou zlepšit a udržet bariérovou funkci kůže, vlasy atd. a udržují je ve zdravém vzhledu. Například některé proteiny a jejich hydrolyzáty ze Spirulina sp. propůjčují vlasovým přípravkům hydratační vlastnosti zajišťující zadržování vody a doporučují se při atopické dermatitidě nebo jiných stavech suché pokožky [144,235]. Oleje získané ze sušeného materiálu neporušených buněk některých mikrořas, zejména z rodu Chlorella, mají změkčující a vyhlazující vlastnosti. pro kůži a vlasy [236,237]. Další nově vznikající mořské kosmeceutikum pro topickou aplikaci v kosmetice pro péči o pleť je kyselina alguronová. Kyselina alguronová není čistá sloučenina, ale obchodní název vytvořený pro blíže neurčenou směs polysacharidů produkovaných mikrořasami společností "Solazyme" (v současnosti TerraVia Holdings, Inc.). V roce 2011 byla kyselina uvedena na trh jako aktivní složka komerčního produktu s názvem Algenist anti-agingskincare formula [79].

Čistý extrakt z mořské mikrořasy Nannochloropsis oculata obsahuje zeaxanthin (51) (obrázek 8) a lipidy obsahující PUFA, které jsou bohaté na EPA (22) (obrázek 4) [238,239]. Extrakt z této mikrořasy, kultivovaný ve speciálních fotobioreaktorech, kde jsou optimálně vystaveny světlu a CO2, byl licencován pro přírodní složku péče o pleť PEPHA®-TIGHT [240] pro formulaci proti stárnutí využívající kombinacianti-tyrosinázaa antioxidační vlastnosti zeaxanthinu (51) a hydratační účinek EPA (22).

Extrakt z mořské rozsivky Phaeodactylum tricornutum, bohatý na fukoxanthin (19) (obrázek 3) [241] a ω-3 PUFA, jako je EPA (22) a DHA (21) (obrázek 4) [242] Bylo zjištěno, že podporuje proteazomovou aktivitu v kožních buňkách, zejména keratinocytech, fibroblastech nebo melanocytech. Tento extrakt může kromě zlepšení elasticity a pevnosti pokožky chránit pokožku před nepříznivými účinky vystavení UV záření. Může oddálit výskyt vrásek a/nebo snížit jejich hloubku [243]. Extrakt z P. tricornutum se používá jako složka dvou antiagingových a revitalizačních krémů pro péči o pleť, tj. Depollutine® a Megassane® [244].

Extrakty z rozsivek Thalassiosira sp. a Chaetoceros sp. a z mikrořas Chlorococcum sp. a Monodus sp., které obsahují fukoxanthin (19) a další karotenoidní pigmenty [245–247] a ω-3PUFA, jako je DHA (21) a EPA (22) [248,249], jsou navrženy pro formulace k prevenci vypadávání vlasů, protože by mohly modulovat melanogenezi ve vlasech a kůži, zlepšovat a stimulovat diferenciaci keratinocytů, proliferaci melanocytů a růst vlasů a vlasových folikulů [250].

3.3.2. Sloučeniny odvozené z mořských bakterií

Mořské bakterie jsou hojné na hladině moře, ale jejich počet s rostoucí hloubkou klesá a většina z nich je spojena s organickými částicemi nebo zooplanktony jako jejich substrátem. Mořské bakterie jsou plodnými producenty sekundárních metabolitů pro svou vlastní obranu proti jiným mikroorganismům. prospívají v drsném oceánském podnebí a tyto sekundární metabolity mohou sloužit jako dobrý zdroj bioaktivních sloučenin [223]. Velké množství bakteriálních bioaktivních sekundárních metabolitů má vysokou komerční hodnotu a našlo své místo ve farmaceutickém a kosmetickém průmyslu [5]. Mnoho sloučenin pocházejících z mořských bakterií, jako jsou alkaloidy, peptidy, proteiny, lipidy, mykosporiny a MAA, glykosidy a izoprenoidy, skutečně vykazuje fotoprotektivní, antiagingové, antimikrobiální, antioxidační a zvlhčující aktivity [251].

Mezi bioaktivními sloučeninami s antiaging aktivitou mořského původu jsou polysacharidy (PS) jedním z nejvyužívanějších kosmeceutických produktů [252] a bakterie jsou nejpříznivějšími organismy pro produkci vyšších PS [253]. Deepsane, exopolysacharid odvozený z mořské bakterie Alteromonas macleodii, je komerčně dostupný pod názvem Abyssine® [1] pro zklidnění a snížení podráždění citlivé pokožky chemickými a mechanickými vlivy a UV zářením [254,255]. Směs PS z Pseudoalteromonas sp., izolovaných z antarktických vod, je začleněna do formulace produktů proti stárnutí. Tato směs, získaná fermentací, je schopna zvýšit syntézu kolagenu I, což přispívá ke zlepšení strukturálních vlastností pokožky [254]. Hlubinná hydrotermální mořská bakterie Vibrio diabolicus produkuje anexopolysacharid HE 800 (52) (obrázek 9), který je strukturně analogický kyselině hyaluronové (53) (obrázek 9), s jedinečnými funkcemi, které stimulují strukturování kolagenu [256].

Dva vzácné karotenoidy s relevantní antioxidační aktivitou, saproxanthin (54) a myxol (55) (obrázek 9), byly izolovány z nových kmenů mořských bakterií patřících do čeledi Flavobacteriaceae. Přidání saproxanthinu (54) nebo myxolu (55) do kosmetiky může pomoci posílit biologické membrány, snížit propustnost kyslíku a zvýšit ochranu proti oxidaci. Je zajímavé, že antioxidační aktivita saproxanthinu (54) a myxolu (55) je dokonce vyšší než u zeaxantinu (51) (obrázek 8) a -karotenu (7) (obrázek 2) [257]. Astaxanthin (33) (obrázek 6) je také produkován některými bakteriemi získanými z moře, jako je Paracoccus sp. [258] a Agrobacterium sp. [259].

Methylenchlorid, produkovaný novými druhy mořských bakterií (Pseudomonas sp.), může snížit pigmentaci lidských melanocytů a kultivovaných kožních buněk inhibicí exprese tyrosinázy [260]. Analogy N-acyldehydrotyrosinu, thalassotalové kyseliny A (56), B (57) a C (58) (obrázek 9), izolované z mořské bakterie Thalassotalea sp., která byla získána z mlže, byly vystavenyanti-tyrosinázaaktivita. Zajímavé je, žeanti-tyrosinázaaktivita thalassotalové kyseliny A (52) je srovnatelná s aktivitou komerčně používané kontrolní sloučeniny, arbutinu (1) (obrázek 1). Autoři navrhli, že přítomnost karboxylové kyseliny a lineárního alifatického řetězce přispívá ke zvýšení enzymatické inhibice v rámci této strukturní třídy sloučenin [261]. Další sloučeninou odvozenou od bakterií je ektoin nebo kyselina 1,4,5,6-tetrahydro-2-methyl-4-pyrimidinkarboxylová (59) (obrázek 9), což je osmoprotektivní činidlo produkované několika bakteriálními druhů v reakci na osmotický stres [262]. Ectoin (59) byl poprvé izolován z Ectothiorhodospira halochloris, ale byl také izolován z jiných halofilních bakterií, jako jsou - a -proteobakterie a některé Actinobacteridae při vysokých koncentracích soli [263]. Tato sloučenina zlepšuje hydrataci buněčného povrchu tím, že zvyšuje mezimolekulární vzdálenost a zvyšuje mobilita lipidových hlavových skupin v buněčné membráně [262] a je dobře snášena lidmi [264–266]. Ektoin (59) je tedy účinným dlouhodobým zvlhčovačem, který zabraňuje dehydrataci epidermis [262,267]. Snižuje také zánět kůže a v současnosti se zkoumá pro léčbu středně těžké atopické dermatitidy [264].

Estery mastných kyselin jsou běžnými složkami kosmetických přípravků jako přírodní změkčovadla a emulgátory [79]. Ačkoli se mnoho esterů mastných kyselin, které se v současnosti používají v kosmetice, získává z vyšších rostlin, některé bakterie mohou také produkovat jedinečné estery mastných kyselin. Ethyloleát (60) (obrázek 9), který je široce používán v mnoha kosmetických přípravcích jako změkčovadlo a parfém, byl také získán z aktinomycet Nocardiopsis dassonvillei, což je symbiont mořské houby Dendrilla nigra. Tato sloučenina také vykazovala protizánětlivé účinky. činnost [268]. Ethyloleát (60) by proto mohl být potenciálním multifunkčním kosmetikem pro produkty péče o pleť, které lze vyrábět udržitelným způsobem. Mnoho Actinomycetes sp. z mořských hub. a Streptomyces sp. byly také zkoumány jako obnovitelné zdroje karotenoidů pro biotechnologické produkty, jako jsou přírodní pigmenty potravinářské a kosmetické kvality [269,270].

3.3.3. Sloučeniny odvozené z mořských hub

Několik hub pocházejících z moře produkuje sekundární metabolity s kosmeceutickým potenciálem. Například Phaeotheca triangulární, Trimmatostroma salinum, Hortaea werneckii, Aureobasidium pullulans a Cryptococcus liquefaciens jsou známé tím, že produkují MAA [271]. Benzodiazepinové alkaloidy, cirkumdatiny I (61), C (62) a G (63) (obrázek 10) byly izolovány z kultury mořské houby asociované s houbou Exophiala sp. (čeleď: Herpotrichiellaceae) vykazovaly silnější UVA ochrannou aktivitu než pozitivní kontrolní oxybenzon (64) (obrázek 10), který se v současnosti používá v přípravcích na ochranu proti slunečnímu záření [272]. Myrothenon A (65) a 6-n-pentyl{{ 13}}pyron (66) (obrázek 10), izolovaný z kultury algikolózní houby Myrothecium sp. který byl získán z mořské zelené řasy Enteromorpha compressa, vykazoval silnějšíanti-tyrosinázaaktivita (IC{0}},6 a 0,8 µM, v daném pořadí) než kyselina kojová (3, IC50=7,7µM) [273]. Kultura houby Botrytis sp., izolovaná z povrch červené mořské řasy Hyalosiphonia caespitosa, opatřený 6-[(E)-hept-1-enyl]- -pyronem (67) (obrázek 10), který také vykazoval silnějšíanti-tyrosinázaaktivita než kyselina kojová (3) [274]. Kultura Trichoderma viridae H1-7 pocházející z mořského sedimentu produkovala homothallin II (68) (obrázek 10), který je kompetitivním inhibitorem houbové tyrosinázy. Zdá se, že tyto sloučeniny inhibují enzym vazbou na aktivní místo mědi. enzymu [275]. Přestože se do kosmetického světa dostalo jen několik metabolitů mořských hub, patent na bělící činidlo, chrysofanol (69) (obrázek 10), extrahovaný z algikolózní houby Microsporum sp.(MFS -YL), byla podána v USA (US patent 20140056834A1) [10]. Přidáním abiotického stresoru, CuCl2, do kultury mořské houby Pestalotiopsis sp. Z233, izolovaný z mořské řasy Sargassumhorneri, dva dříve nehlášené seskviterpeny, 1 , 5 , 6 , 14-tetraacetoxy-9 -benzoyloxy- 7 H-eudesman-2, {{25} byly získány }diol (70) a 4, 5 -diacetoxy-9 -benzoyloxy-7 H-eudesman-1, 2, 11, 14-tetraol(71) ( Obrázek 10). Sloučeniny 70 a 71 vykazovaly inhibiční aktivitu proti houbové tyrosináze s hodnotami IC50 14,8 uM a 22,3 uM, které jsou srovnatelné s hodnotami kyseliny kojové (3,IC50=21,2 uM) [276]. Kultivační bujón mořské houby Alternaria sp., izolovaný z povrchu mořské zelené řasy Ulva pertusa, produkoval dva deriváty kyseliny kojové, tj. dimethylether kyseliny kojové (72) a monomethylether kyseliny kojové (73), spolu s fomaligolem A (74) (obrázek 10); nicméně se objevila pouze kojicacidanti-tyrosinázačinnost [277].

Skvalen (75) (obrázek 10), který byl původně získán z oleje ze žraločích jater, lze také získat z mikroorganismů, jako je Protista Thraustochytriales. Jako běžný lipid produkovaný mazovými žlázami hraje skvalen (75) důležitou roli v lokální lubrikaci kůže a buněčné struktuře a ochraně. Skvalen (75) se tedy používá v kosmetice k udržení vlhkosti pokožky. Hydratační krémy obsahující skvalen (75) jsou netoxické, nedráždivé a nesenzibilizující, přičemž poskytují antistatické a změkčující vlastnosti [278]. Na druhé straně jsou mastné kyseliny známé nejen pro své použití jako doplňky stravy, ale také pro jejich širokospektrálníkosmeceutikadíky jejich roli při opravě měkkých tkání a výživě kůže prostřednictvím stimulace produkce kolagenu a také protizánětlivým vlastnostem a vlastnostem hojení ran [279]. Thraustochytridy nebo houbám podobní protistové byli prozkoumáni pro průmyslovou výrobu PUFA, jako je DHA (21), EPA (22) (obrázek 4) a dokosapentaenová (DPA) (76) (obrázek 10) kvůli jejich vysoké produkci na jednotka biomasy [280,281]. Zejména druhy patřící do Schizochytrium, Aurantiochytrium a Ulkenia z čeledi Thraustochytriacea jsou hlavními producenty DHA (21) [282]. Oleje bohaté na DHA od Thraustochytrids jsou v současné době na trhu jako nutraceutika; mají však také velký potenciál jako kosmeticko-nutrikosmetické [283]. Thraustochytridi jako Thraustochytriidae sp. ONC-T18, CHN-1, Ulkenia sp.AS4-A1 a Aurantiochytrium sp. KH105) také produkují karotenoidy, včetně -karotenu (7) (obrázek 2), astaxanthinu (33) (obrázek 6), kanthaxanthinu (49) a zeaxantinu (51) (obrázek 8), fénicoxanthinu (77) a echinenonu (78). ) (obrázek 10), které lze použít jako fotoprotektivní a antioxidační složky indiferentních kosmetických přípravků [283].

Vysoce N-methylovaný lineární oktapeptid RHM1 (79) (obrázek 10), izolovaný z kultury Acremonium sp. pocházejícího z moře, který byl získán z neidentifikované mořské houby z Papuy Nové Guineje, vykazoval antibakteriální aktivitu proti S. epidermidis, což je původce akné [105]. Další třídou houbových metabolitů s nesčetnými biologickými aktivitami jsou meroterpenoidy. Nedávno Zhang et al. [284] při hledání bioaktivních sekundárních metabolitů z kultury mořské houby Penicillium brasilianum WZXY-m122-9 izolovali řadu meroterpenoidů, které nazvali brasilianoidy A–F (80–85) (Obrázek 10). Zajímavé je, že pouze 80. let vykazovaly významnou stimulaci exprese filagrinu, což je základní přirozený zvlhčující faktor, který udržuje schopnost regulovat kožní bariéru proti vlhkosti [285], a kaspázy-14, která je zodpovědná za kontrolu TEWL a za citlivost na Poškození UVB [286]. Tato sloučenina je tedy prvním příkladem přírodního produktu, který lze použít k podpoře ochrany před poškozením buněk vyvolaným UVB zářením, což naznačuje, že může mít velký potenciál jako kosmetika pro péči o pleť a pro léčbu dermatologických onemocnění [284].

3.3.4. Sloučenina odvozená z kvasinek

Je známo, že několik rodů kvasinek, jmenovitě Rhodotorula, Phaffia a Xanthophyllomyces, produkuje astaxanthin (33) (obrázek 6) [11]. Přestože kvasinky produkují nižší množství astaxanthinu (33) ve srovnání s jinými organismy, jako jsou řasy, mají oproti jiným organismům několik výhod, protože mají vyšší rychlost růstu, snazší kultivační podmínky a mohou být geneticky modifikovány nebo odhalením genového cíle pro zvýšení produkce karotenoidů. sazby [287–289].

4. Budoucí perspektivy a závěry

Jak generace baby-boomer vstupuje do pokročilého věku, touha vypadat mladší a zdravější se stala globální prioritou. Vliv sociálních médií na informování obyvatelstva a efektivní šíření vědeckého výzkumu zvýšily povědomí o riziku používání mnoha chemikálií v drogách a kosmetice, stejně jako o zdravotních přínosech sloučenin získaných z přírodních zdrojů. Toto tisíciletí se tedy nese ve znamení ekologických procesů a používání přírodních látek. Jako alternativa k „zelené technologii“ se mořská nebo „modrá biotechnologie“ prosazuje tím, že poskytuje nesčetné množství přírodních produktů, které nelze nalézt v suchozemském prostředí a mají bezprecedentní biologické a farmakologické vlastnosti. Přestože farmaceutický sektor byl průkopníkem ve využívání pokladů z oceánů, kosmetický a nutraceutický sektor nyní věnuje více pozornosti mořskému prostředí.

Přestože se na trhu již objevily některé produkty mořského původu, počet těchto produktů je stále velmi plachý ve srovnání s rozlehlostí moře a budoucími objevy, které jsou před námi. Například do roku 2012 byly komerčně využívány pouze tři typy sloučenin z mořských řas, tj. algináty, agar a karagenan. To ukazuje, že stále existuje mnoho mořských sloučenin, zejména malých molekul, které lze využít jakokosmeceutikaa nutriční kosmetika. Je však zapotřebí více úsilí o izolaci a charakterizaci produktů za účelem objevování farmakoforů, molekulárních modifikací, hodnocení jejich farmakologických vlastností a aspektu bezpečnosti, zlepšování kvality produktů a především větší investice do výzkumu a vývoje. Je zajímavé také zmínit, že tyto mořské zdroje jsou stále špatně využívány kvůli určitým inherentním omezením. Za prvé a především, množství sloučenin izolovaných z biologických materiálů, které se běžně sbírají z mořského prostředí, je velmi malé, a proto znesnadňuje další biologické testy a vývoj. Za druhé, variace jejich produktů jsou ovlivněny změnami prostředí, kterým jsou mořské organismy vystaveny. Je tedy potřeba najít udržitelný způsob, jako je chov mořských organismů s optimálními podmínkami pro sklizeň bioaktivních metabolitů, které mají být použity jako aktivní složky, pomocné látky a přísady. V tomto ohledu může být mikrobiální biotechnologie považována za slibnou cestu k získání velkého množství vysoce hodnotných sloučenin, např.kosmeceutikaa nutrikosmetika.

cistanche má funkci bělení kůže