Antyoksydant EGCG w kosmetologii i dermatologii

EGCG, czyli galusan epigallokatechiny, to najsilniejsza katechina zielonej herbaty. Ma zdolność do naprawy szkód wyrządzonych naszej skórze przez promieniowanie UV. Jest silnym antyoksydantem, który walczy z wolnymi rodnikami. Poza tym, stymuluje nasz organizm odpowiedniego nawodnienia skóry [1-2].

Co zawdzięczamy EGCG?

Co dobrego robi ECGC? Do spektrum właściwości tej katechiny możemy zaliczyć działanie [3-4]:

• przeciwutleniające,
• fotoochronne,
• przeciwstarzeniowe,
• przeciwzapalne,
• immunomodulacyjne,
• przeciwnowotworowe,
• neuroprotekcyjne,
• kardioprotekcyjne,
• przeciwwirusowe,
• przeciwbakteryjne.

Skoro katechiny zielonej herbaty mają tyle właściwości, to dlaczego nie zastosować ich w kremach? Niestety, badania pokazują, że cząsteczka EGCG jest niestabilna, a to ogranicza jej zastosowanie na skórę w dermatologii i kosmetyce. Nie oznacza to, że takich produktów nie ma. Preparatem zawierającym EGCG przeznaczonym do stosowania na cerę, jest np. serum pod oczy marki the Ordinary. 

Dlaczego nie ma EGCG w kosmetykach?

Aplikację ogranicza jego nagły rozpad pod wpływem światła. Po ekspozycji na promieniowanie słoneczne tracimy średnio 77% substancji [5].

Wysoka temperatura i wysokie wartości pH powodują, że EGCG ulega degradacji i traci swoje właściwości. Czasem możemy to zaobserwować gołym okiem. Naturalny kolor tej katechiny jest przezroczysty (pamiętajmy, że nie mówimy tu o zielonej herbacie tylko jednym z jej składników :)). Gdy ECGC ulega utlenieniu, jego kolor zmienia się na brązowy. W wyższej temperaturze i podwyższonym pH tracimy go na rzecz galusanu galokatechiny – dochodzi do procesu epimeryzacji i powstania GCG [6].

Od czego zależy stabilność cząsteczki?

Stężenie substancji

W tym przypadku zasada jest prosta – im większe stężenie EGCG, tym lepsza jego stabilność. W jednym z badań oceniono, jak zachowuje się roztwór ECGC wystawiony na działanie promieni słonecznych i powietrza. Po 48 godzinach roztwór o stężeniu 2mg/ml zachował ponad 80% pierwotnego stężenia EGCG, podczas gdy zarówno roztwór 0,1 mg/ml jak i 0,5 mg/ml uległ całkowitej degradacji [7].

Temperatura

Nie bez znaczenia dla EGCG jest też temperatura, w jakiej katechina ta – lub też produkt ją zawierający – jest przechowywana. Wysokie temperatury powodują degradację tej cennej substancji. Jak to się dzieje? 

Wykazano, że w dominującą reakcją, jaka zachodzi w roztworach wodnych EGCG do wartości 44°C jest utlenianie. Wraz ze wzrostem temp. ponad 44°C zwiększa się udział procesu epimeryzacji, aż staje się on dominujący w temp. powyżej 98°C [8]. Jest to duży problem biorąc pod uwagę fakt, że produkty kosmetyczne w zdecydowanej większości nie są przechowywane w chłodnych warunkach. 

Wartości pH

Nie mówimy tu o pH skóry, tylko wartości pH roztworu, w którym rozpuszczono EGCG. Wykazano, że w roztworze o pH 1.6 katechina była stabilna do 96 godzin. Jej degradacja rosła wraz ze wzrostem pH roztworu [9].

Jakie substancje zapobiegają rozpadowi EGCG?

Jeśli znajdziecie produkt z tym antyoksydantem, zwróćcie uwagę na jego inne składniki. Niektóre z nich pomagają zachować stabilność EGCG.

Kwas liponowy

Aby zapobiec degradacji EGCG pod wpływem promieniowania słonecznego, pojawił się pomysł dodania innego antyoksydantu dla ustabilizowania cząsteczki. W badaniu in vitro z 2013r. najlepiej sprawdził się kwas a-liponowy. Powoduje on prawie całkowitą ochronę ECGC przez fotodegradacją (degradacji ulega 12,6% zamiast 76,9%), jak również zachowuje jego zdolność przeciwutleniającą. Wcześniej jako „współutleniacze” stosowano witaminę E i BHT, które – jak się okazało – nie chroniły go wystarczająco przed słońcem [3].

Witamina C

Zmniejsza rozpad EGCG pod wpływem światła – wynosi on 20,4% zamiast wyjściowego 76,9% [5]. Witamina C jest w stanie zwiększyć stabilność cząsteczki EGCG, szczególnie w środowisku wodnym [10].

Kwas hialuronowy

Sposobem na niska dostępność biologiczną galusanu epigallokatechiny może być znany nam kwas hialuronowy (HA)! Według jednego z ostatnich badań na ten temat, połączenie HA z ECGC w jednej nanocząsteczce znacznie zwiększa przenikanie ECGC przez skórę [11]. Trwają badania nad tym, jak transferomy mają odpowiednio chronić przed promieniowaniem UV, poza zapewnianiem właściwości przeciwstarzeniowych i antyoksydacyjnych. Czy to będzie hit i sposób na starzenie się skóry twarzy? Czekamy na efekty!

ECGC w dermatologii

W związku z licznymi właściwościami EGCG przeprowadzane są badania, czy są możliwości zastosowania go w dermatologii. Na czym trwają aktualnie prace?

Łuszczyca

ECGC miałby złagodzić objawy łuszczycy wywołane przez imikwimod (dopisać do czego on jest wykorzystywany). Doniesiono, że preparat EGCG w postaci nanocząsteczek ma 20-krotnie silniejszy efekt terapeutyczny niż wolna cząsteczka EGCG [6,12].

HPV

W badaniu sprawdzono skuteczność maści zawierającej mieszaninę katechin zielonej herbaty (65% EGCG) w leczeniu uczestników wykazujących 2–30 zewnętrznych brodawek odbytu i narządów płciowych. Grupy leczone miały dwa razy wyższy wskaźnik całkowitego usunięcia brodawek w porównaniu z grupą kontrolną [13].

Rak skóry

EGCG działa przeciwzapalnie i antyoksydacyjnie na skórę narażoną na promieniowanie UV. W jednym z badań, w których testom poddano biopsję skóry ochotników, wykazano zmniejszenie uszkodzenia komórek Langerhansa naskórka o 58% tam, gdzie zastosowano EGCG. Dla odpowiedniej ochrony potrzebne jest stężenie tej substancji większe lub równe 2,5%. W badaniu na zwierzętach krem z tą katechiną zahamował zapadalność na nowotwory w 60%. Indukowana przez UVB transformacja łagodnych brodawczaków w raki zmniejszyła się o 79% [6].

Atopowe zapalenie skóry

Wyniki badań są sprzeczne. Choć uważa się, że ECGC może zmniejszyć rumień, łuszczenie się i obrzęk skóry, czekamy na dalsze wyniki badań [6]. 

Łysienie plackowate

Wykazano, że stosowanie najsilniejszej katechiny zielonej herbaty u myszy zmniejsza wypadanie włosów w mechanizmie hamowanie 5-α-reduktazy [14]. 

Czy wyciąg z zielonej herbaty, lub też jej najsilniejsza katechina – EGCG – znajdzie zastosowanie w dermatologii i kosmetologii, dowiemy się pewnie niebawem. Niewątpliwie ma szansę odegrać kluczową rolę w tych dziedzinach. Na razie na rynku dostępne są nieliczne preparaty kosmetyczne zawierające EGCG w swoim składzie. Czy są skuteczne? Mówiąc szczerze – nie wiem. Zastosowanie tej katechiny zielonej herbaty jest bardzo wymagające technicznie, z uwzględnieniem wartości pH preparatu, temperatury przechowywania oraz zabezpieczenia przed fotodegaradacją.

PS. Zwróciłam się do firmy the Ordinary z prośbą o wyjaśnienie, w jakich warunkach powstaje ich serum. Oto ich odpowiedź (przetłumaczona na język polski):

„Polifenole, takie jak EGCG, najlepiej utrzymywać w pH <5. Wartość pH serum pod oczy Caffeine Solution 5% + EGCG (4,5-5,0) zapewnia, że ​​EGCG pozostaje stabilny w swojej recepturze. Opakowanie składające się z bursztynowej butelki dodatkowo chroni go przed degradacją. Wreszcie, formuła zawiera również przeciwutleniacz (galusan propylu), zapewniający stabilność przez cały czas. “

– zespół laboratoryjny “the ordinary”.

Bibliografia:

1. Chakrawarti L, Agrawal R, Dang S et al. Therapeutic effects of EGCG: a patent review. Expert Opin Ther Pat. 2016;26(8):907-916.
2. Kim E, Hwang K, Lee J et al. Skin Protective Effect of Epigallocatechin Gallate. Int J Mol Sci. 2018;19(1):173.
3. Fang J, Hung C, Hwang T et al. Physicochemical characteristics and in vivo deposition of liposome-encapsulated tea catechins by topical and intratumor administrations. J Drug Target. 2005;13(1):19-27.
4. Brand R, Jendrzejewski J. Topical treatment with (−)-epigallocatechin-3-gallate and genistein after a single UV exposure can reduce skin damage. J Dermatol Sci. 2008;50(1):69-72.
5. Scalia S, Marchetti N, Bianchi A. Comparative evaluation of different co-antioxidants on the photochemical- and functional-stability of epigallocatechin-3-gallate in topical creams exposed to simulated sunlight. Molecules. 2013;18(1):574–587.
6. Frasheri L, Schielein MC, Tizek L, et al. Great green tea ingredient? A narrative literature review on epigallocatechin gallate and its biophysical properties for topical use in dermatology [published online ahead of print, 2020 Mar 18]. Phytother Res. 2020;10.1002/ptr.6670.
7. Zeng, J., Xu, H., Cai, Y., Xuan, Y., Liu, J., Gao, Y., & Luan, Q. (2018). The effect of ultrasound, oxygen and sunlight on the stability of (−)-Epigallocatechin Gallate. Molecules, 23(9), 2394.
8. Wang, R., Zhou, W., & Jiang, X. (2008). Reaction kinetics of degradation and epimerization of epigallocatechin gallate (EGCG) in aqueous system over a wide temperature range. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 56(8), 2694–2701.
9. Radhakrishnan, R., Kulhari, H., Pooja, D. et al. (2016). Encapsulation of biophenolic phytochemical EGCG within lipid nanoparticles enhances its stability and cytotoxicity against cancer. Chemistry and Physics of Lipids, 198, 51–60.
10. Cano, A., Ettcheto, M., Chang, J. et al. (2019). Dual-drug loaded nanoparticles of epigallocatechin-3-gallate (EGCG)/ascorbic acid enhance therapeutic efficacy of EGCG in a APPswe/PS1dE9 Alzheimer’s disease mice model. Journal of Controlled Release, 301, 62–75.
11. Avadhani KS, Manikkath J, Tiwari M, et al. Skin delivery of epigallocatechin-3-gallate (EGCG) and hyaluronic acid loaded nano-transfersomes for antioxidant and anti-aging effects in UV radiation induced skin damage. Drug Deliv. 2017;24(1):61–74.
12. Chamcheu, J. C., Siddiqui, I. A., Adhami, V. M. et al. (2018). Chitosan-based nanoformulated (−)-epigallocatechin-3-gallate (EGCG) modulates human keratinocyte-induced responses and alleviates imiquimod-induced murine psoriasiform dermatitis. International Journal of Nanomedicine, 13, 4189–4206.
13. Tatti, S., Stockfleth, E., Beutner, K. R., Tawfik, H., Elsasser, U., Weyrauch, P., & Mescheder, A. (2010). Polyphenon E (R): A new treatment for external anogenital warts. British Journal of Dermatology, 162 (1), 176–184.
14. Hiipakka, R. A., Zhang, H.-Z., Dai, W., Dai, Q., & Liao, S. (2002). Structureactivity relationships for inhibition of human 5alpha-reductases by polyphenols. Biochemical Pharmacology, 63(6), 1165–1176.