Page 23 - KE 1.2013 - całość - web 2

21
Kosmetologia Estetyczna / 1 / 2013 / vol. 2
ΔC - różnica stężeń substancji po obu stronach membrany
– warstwy rogowej (kg/cm 3),
L - długość drogi dyfuzji – grubość warstwy rogowej (cm).
Współczynnik K (podziału substancji między warstwę
rogową a podłoże) trudno wyznaczyć eksperymentalnie
z uwagi na złożoność struktury warstwy rogowej, dlate-
go do obliczeń zwykle stosuje się wartość współczynnika
podziału substancji między n-oktanolem a wodą. Związki,
dla których wartości logarytmu dziesiętnego współczyn-
nika podziału substancji n-oktanol/ woda (log P) wynoszą
od 2 do 4, najchętniej i najszybciej przenikają przez skórę.
Zdolność ksenobiotyków do przenikania przez skórę
zależy od właściwości fizykochemicznych substancji pe-
netrującej, rodzaju nośnika, z którego substancja w po-
staci rozpuszczonej musi się uwolnić, i drogi penetracji.
Wydajność transportowania oraz przenikania substancji
leczniczych lub kosmetycznych wzdłuż warstwy rogo-
wej naskórka może być regulowana zmianą stopnia upa-
kowania, uporządkowania i uwodnienia warstw lipido-
wych przestrzeni międzykomórkowych. Dwuwarstwa
lipidowa w temperaturze zwanej temperaturą głównego
przejścia fazowego (Tm) podlega głównemu przejściu
fazowemu, podczas którego błona lipidowa ze sztywnej,
ściśle upakowanej i wysoce uporządkowanej fazy żelowej
przechodzi w rozluźnioną i nieuporządkowaną struktu-
rę fazy ciekłokrystalicznej (Rys. 2). Wzrost temperatury
dostarcza do układu energię, która pozwala na tworze-
nie konformerów gauche z energetycznie korzystniejszej
konformacji trans grup CH2 w łańcuchach węglowodoro-
wych cząsteczek lipidów. Wprowadzenie konformeru gau-
che zakrzywia łańcuch węglowodorowy cząsteczki lipidu,
przez co jej kształt staje się bardziej nieregularny (Rys.
2). W zakresie niskich temperatur, tzn. przed głównym
przejściem fazowym, w fazie żelowej grupy CH2 węglo-
wodorowych ogonów lipidowych przyjmują głównie kon-
formacje trans. W tym stanie cząsteczki lipidu z prostymi,
niezakrzywionymi łańcuchami węglowodorowymi przyj-
mują regularny kształt walca, dzięki któremu jest możli-
we ścisłe i dokładne dopasowanie cząsteczek lipidowych
w dwuwarstwie lipidowej. W fazie żelowej odległości mię-
dzy lipidami są minimalne, przez co ograniczona zostaje
głębokość penetracji cząsteczek wody w głąb błony. Wraz
z podwyższeniem temperatury, w fazie ciekłokrystalicz-
nej następuje wzrost odległości pomiędzy nieregularnie
ułożonymi cząsteczkami lipidowymi. To sprzyja powsta-
waniu wolnych przestrzeni i wypełnianiu ich, głównie
w części powierzchniowej błony, przez cząsteczki wody.
Rozluźnienie struktury błony, której towarzyszy wzrost
jej uwodnienia, ułatwia przenikanie bardziej polarnych
substancji przez warstwę rogową skóry.
Z ałożenia badań własnych
Upłynnienie struktury błony lipidowej może nastąpić
pod wpływem temperatury oraz związków, które flu-
idyzują dwuwarstwy lipidowe, np. detergenty. Związki
z grupy fenotiazyn wykazują silne powinowactwo do
struktur lipidowych i w większości zbadanych przypad-
ków znacząco obniżały temperaturę głównego przejścia
fazowego, wprowadzając błonę w rozluźniony stan cie-
kłokrystaliczny [2-5]. Zbadano, iż należąca do fenotiazyn
flufenzyna (FPh), której strukturę przedstawiono na rys.
3, wywołuje w błonie konformacyjne rozluźnienie, które-
go poziom ściśle zależy od ilości związku wprowadzonego
w strukturę dwuwarstwy lipidowej (Rys. 4).
Flufenazyna
(FPh)
2 X
HCl
Rys. 3 Wzór strukturalny flufenazyny (FPh)
Żródło: opracowanie własne autora
Spektroskopia w podczerwieni osłabionego całkowi-
tego odbicia IR-ATR (Infrared Spectroscopy - Attenuated
Total Reflectance) pozwala śledzić zmiany konformacyjne
grup CH2 w łańcuchach węglowodorowych cząsteczek
lipidów. Drgania rozciągające symetryczne i antysyme-
tryczne grup metylenowych (ns,as CH2) odzwierciedlają
zmiany w stosunku konformerów trans do gauche .
Materiały i metody
Jajeczną sfingomielinę (SM) zakupiono w Avanti Polar Li-
pids, czystość wynosiła > 99%. Dwuchlorowodorek flufe-
nazyny (FPh) zakupiono w Jelfa, Jelenia Góra, Polska.
Przygotowanie liposomów: liposomy o składzie SM/
FPh przygotowano w następujących stosunkach molo-
wych obu składników: 90/10 mol%, 80/20 mol%, 70/30
mol%, 60/40 mol% i 50/50 mol%. Ilość użytego lipidu
wynosiła 10 mg. Suchy film SM/FPh otrzymano poprzez
odsuszenie roztworu o składzie metanol/chloroform
(1:1) na ściance kolbki okrągłodennej. W wyniku hydra-
tacji suchego filmu jednym mililitrem wody (Millipore,
Mili Q) otrzymano dyspersję liposomową, którą poddano
ekstruzji przez membranę o średnicy 100 nm (LiposoFast
z polikarbonylową membraną, Avestin, Kanada).
Pomiary IR-ATR: otrzymaną dyspersję liposomo-
wą naniesiono na kryształ ZnSe (10-odbiciowy, Specac)
i prowadzono badania w funkcji temperatury. Widma re-
jestrowano z rozdzielczością 2 cm-1 (128 skanów) na spek-
trometrze Nicolet Magna 860 FT-IR.
Rys. 2 Główne przejście fazowe dwuwarstwy lipidowej, któremu towarzyszy wzrost konforma-
cyjnego nieuporządkowania błony oraz wzrost jej uwodnienia
Żródło: opracowanie własne autora