Под витаминами понимают органические соединения, имеющие различные структуры, необходимые для жизни (от латинского «vita» - «жизнь») в небольших количествах, поскольку организм не вырабатывает их или вырабатывает в недостаточном количестве.

Незаменимые жирные кислоты, которые иногда называют витамином F, и незаменимые аминокислоты, не входят в их число. Первоначально считалось, что все витамины состоят из аминов – отсюда и вторая часть термина – «амин». Однако данное правило больше не относится к витаминам, известным на сегодняшний день.

Человек и животный мир по-разному нуждаются в витаминах. Некоторые виды животных способны сами производить витамин C. Чем ниже эволюционная стадия организма, тем более развита способность синтезировать витамины. Вот почему растительная пища может полностью удовлетворить потребности человека в витаминах.
Позиционируемые как витаминоподобные вещества, содержащиеся в биологически активных добавках, имеют значение лишь для маркетинга соответствующего продукта.

Доступность

Витамины контролируют процессы метаболизма, осуществляют защитную и другие жизненно важные функции, имеют важное значение для иммунной системы. Витамины поступают в организм с ежедневным питанием и частично усваиваются благодаря деятельности кишечной микрофлоры. Помимо свободных витаминов усваиваются также их производные или провитамины:
производные - это соединения витаминов с другими веществами. Часто они представляют собой сложные эфиры с кислотами, такими, как, например, уксусная и пальмитиновая кислоты. Например: токоферол ацетат (название согласно Международной номенклатуре косметических ингредиентов INCI: Tocopheryl Acetate), токоферол пальмитат (название согласно Международной номенклатуре косметических ингредиентов INCI: Tocopheryl Palmitate). В этих случаях витамин уже имеет свою окончательную структуру и может высвобождаться в тканях только с помощью гидролизующих ферментов.
Производные, как правило, менее чувствительны к атмосферным условиям. В виде сложных эфиров (липофильные) они легко усваиваются и могут использоваться в средствах по уходу за кожей в низких дозах.
провитамины – это биохимические предшественники витаминов, структура которых в организме подвергается биохимическим превращениям. Типичным примером является бета-каротин, из которого поэтапно образуются витамин А и витамин-А-кислота (ретиноевая кислота).

Различают водорастворимые (гидрофильные) и жирорастворимые (липофильные) витамины. Чем выше растворимость в липидах, тем лучше усваиваются и накапливаются витамины. Водорастворимые витамины в высоких дозах иногда выводятся без изменений. Особенно это касается витамина С. При наружном нанесении – все зависит от «упаковки». Свободный витамин С действует на кожу лишь поверхностно, как фруктовая кислота, или может действовать в косметическом средстве как антиоксидант.
Существенное воздействие на кожу может быть достигнуто только с помощью усилителей пенетрации – липосомы (гидрофильные) или нанодисперсии (липофильные).
   
Рис.1. Витамины KOKO dermaviduals^®. Для эффективной доставки в глубокие   слои кожи витамины заключены в трансдермальные носители: липосомы и наночастицы на основе фосфатидилхолина. Благодаря высокому содержанию линолевой кислоты, частицы обладают собственной восстановительной активностью.

Природные источники

Во многих случаях в косметике часто используется сырье, уже содержащее витамины в качестве естественных примесей. В этой связи следует упомянуть жирные масла, такие, как масло зародышей пшеницы, масло или экстракты авокадо. Для кожи не имеет значения, являются ли витамины натуральными или синтезированными, если их молекулы химически идентичны.
     
Рис. 2 Природные источники витаминов: авокадо (Persea gratissima), жожоба (Buxus Chinensis) зародыши пшеницы (Triticum vulgare), плоды дикой розы (Rosa Mosqueta).

  Однако это не всегда так. Естественные формы токоферола (витамина Е), альфа-, бета-, гамма- и дельта-токоферолы, при сходстве основной структуры различаются числом и расположением  метильных групп. Каждый из данных токоферолов, в свою очередь, может встречаться в двух зеркальных d- и l-формах. d-α-токоферол отличается самой высокой биологической активностью и в узком смысле слова часто называется витамином Е. Синтетический витамин Е, как правило, представляет собой смесь d-α-токоферола и l-α-токоферола в пропорции 1:1.
              
Рис.3. Ухаживающие масла KOKO dermaviduals^® с высоким содержанием витаминов. Масла получены методом холодного прессования (отжима), при этом в нем сохраняются все полезные вещества: ненасыщенные жирные кислоты и витамины, каротиноиды, стерины, что гарантирует высокую биологическую активность масел при уходе за кожей. Содержание составляет 99,8%, стабилизированы небольшим количеством витамина С и Е.
 

Дозировка

Поскольку в организме витамины расходуются в процессе выполнения своих функций, их запасы должны постоянно пополняться. Это относится и к организму в целом, и к коже, в частности. Местные аппликации, по сравнению с пероральным приемом, обладают тем преимуществом, что дозы в абсолютном выражении будут небольшими, но локально в отношении  области, в которой они применяются, – относительно высокими. Например, местное применение витамина А позволяет контролировать воздействие ретиноевой кислоты, образующейся за счет процесса окисления в эпидермисе.      
Витамины-антиоксиданты, такие как С и Е, в больших количествах используются в качестве антиоксидантов в пищевых продуктов и косметических средствах. 

Подробнее о витаминах  

 Витамин  А

Витамин А (ретинол): включает в себя группу химических соединений, которые обладают схожей активностью и носят название ретиноидов. Ретоноиды находятся только в животных продуктах, в растительных продуктах находятся предшественники витамина А – каротиноиды.
Существует целый ряд производных и провитаминов:

• ретинил ацетат, ретинил пальмитат и ретинил пропионат представляют собой сложные эфиры витамина А. В коже они ферментативно расщепляются.
• ретинал – отличается от ретинола наличием альдегидной группы - ретинальдегид. Имеет важное значение для зрения. Как и Ретинол, Ретинал окисляется в коже до ретиноевой кислоты.
• бета-каротин (провитамин А), пигмент  моркови, ферментативно гидролизуется на две молекулы витамина А. Семейство каротиноидов состоит из множества жирорастворимых тетратерпенов с окраской от красного через оранжевый до желтого (помидоры, перец, плоды шиповника, апельсины и т. д.). При приеме внутрь в больших дозах в течение длительного времени, бета-каротин развивает слабую фотозащиту, но не заменяет УФ-фильтр. В еде - это популярный краситель.
• 3-дегидро-ретинол встречается в печени холодноводных рыб, называется витамином А2.
• Все ретиноиды чувствительны к атмосферному кислороду. Поэтому косметические препараты на их основе не должны использоваться под воздействием прямых солнечных лучей. Их эффект на коже в значительной степени является результатом преобразования ретиноидов в ретиноевую кислоту.

Ретиноевая кислота в течение многих лет была запрещена для использования в средствах по уходу за кожей, в дерматологии она разрешена, носит название третиноин. Изотретиноин отличается от третиноина пространственно – дивергирующим расположением кислотной группы (цис- вместо транс-расположения).
Области применения ретиноидов:

• гиперкератозы и рубцы;
• проблемная кожа и акне, нарушения процессов ороговения в протоках сальных желез;
• стимуляция роста клеток и синтез коллагена в эпителиальной ткани;
• старение кожи – часто в сочетании с витаминами Е и С.

Ретиноиды обладают порогом раздражения, то есть при более высоких концентрациях и частом применении можно наблюдать типичные эффекты воздействия ретиноевой кислоты, такие, как, например, ярко выраженная эритема кожи. С увеличением продолжительности лечения количество рецепторов витамина А увеличивается. Поэтому рекомендуется начинать с малых доз, а затем постепенно увеличивать концентрацию.       
Пероральная передозировка может иметь тератогенный эффект у беременных. Данный факт необходимо учитывать при составлении рациона питания беременных. При умеренном косметическом применении системно значимые концентрации не могут быть достигнуты. Тем не менее, BfR (Федеральный институт оценки рисков, Германия) рекомендует ограничение витамина А в средствах ухода за кожей лица и рук.

Рис.4.  Структурная формула витамина А. Vitamin A-Nanopartikel - витамин А в наночастицах (KOKO dermaviduals^®) для ухода за зрелой и поврежденной солнцем кожей. Стимулирует обновление кожи, усиливает синтез коллагена. Повышает плотность и эластичность кожи. Эффективен в лечение многих заболеваний кожи (акне, псориаз).

Витамины группы В

Витамин B1 (тиамин) является водорастворимым и натуральным ингредиентом злаковых и дрожжевых экстрактов. В водных растворах он дезактивируется нагреванием. В качестве компонента кофермента витамин играет важную роль в углеводном обмене. В косметических целях его используют в виде соли (гидрохлорида) и часто в сочетании с другими витаминами группы В (комплекс витаминов группы В) для лечения поврежденной кожи.

Витамин В2 (рибофлавин) источниками являются дрожжи, молоко, печень и другие вещества. Витамин участвует в образовании многочисленных оксидоредуктаз. Используется как желтый краситель (Е 101) в пищевых и косметических продуктах.

Витамин В3 (ниацин) встречается в виде никотиновой кислоты или никотинамида (INCI: ниацинамид). Содержится в не переработанной пище (мясо, злаки). Входит в состав дегидрогеназ:  коферментов NAD и NADP и участвует в биохимических окислительно-восстановительных реакциях. Витамин реабсорбируется в виде никотиновой кислоты в кишечном тракте. В косметических продуктах используется для восстановления кожи.  Ниацинамид является мощным противовоспалительным средством.

Витамин В5 (пантотеновая кислота): содержится в молоке, печени и овощах. Компонент кофермента А. В косметической области используется как соль кальция (INCI: пантотенат кальция), так и легко проникающего провитамина (D-пантенол), который окисляется в коже до пантотеновой кислоты.

Области применения:

• повышение содержания влаги в коже
• лечение воспалительных процессов
• эпителизация пораженной кожи
• подавление зуда
• лечение волос

Витамин B6 (пиридоксин) встречается в трёх видах: пиридоксин, пиридоксаль  с альдегидной группой,  пиридоксамин с аминометильной группой, которые примерно одинаковы по своей биологической активности. Содержится во многих продуктах. Особенно много витамина B6 в зерновых проростках, орехах,  шпинате, картофеле, моркови, капусте, помидорах, клубнике, черешне, апельсинах и лимонах. Витамин B6 содержится также в мясных и молочных продуктах, рыбе, печени, яйцах, крупах и бобовых. Он является коферментом белков, которые участвуют в метаболизме аминокислот, стимулирует обмен веществ. Дефицит витамина В6 приводит к различным формам дерматитов. В средствах по уходу за кожей используется преимущественно гидрохлорид пиридоксина.

Витамин B7 (биотин, кофермент R, иногда называют витамин Н). Молекула имеет структуру с двойным кольцом. Прежний термин «витамин Н» указывает на его значение для кожи. Входит в состав ферментов, регулирующих белковый и жировой баланс, обладает высокой биологической активностью. Участвует в обмене углеводов. Является источником серы, которая принимает участие в синтезе коллагена.  Дефицит витамина приводят к поражениям кожи, сухости и нездоровому оттенку, ухудшению состояния волос. Последствиями являются выпадение волос и дерматиты. Биотин устойчив к действию ультрафиолетовых лучей.

Витамин B9 (фолиевая кислота): водорастворимый витамин, богат азотом. Встречается в овощах, печени и злаках.  Наряду с фолиевой кислотой к витаминам относятся и её производные, ди-, три-, полиглутаматы и другие. Все они объединяются под названием фолаты. Основная функция фолиевой кислоты и её производных — перенос одноуглеродных групп (например, метильных и формильных) от одних органических соединений к другим. Главная активная форма фолиевой кислоты — тетрагидрофолиевая кислота, образуется с помощью фермента дигидрофолат редуктазы. Фолиевая кислота участвует в синтезе ДНК. Необходима  для роста и развития кровеносной и иммунной систем.

Витамин В12 (кобаламин) - группа кобальтсодержащих биологически активных веществ, называемых кобаламинами. К ним относят собственно цианокобаламин, гидроксокобаламин  и две коферментные  формы витамина B12: метилкобаламин и кобамамид. Может синтезироваться только микроорганизмами, живущими в кишечном тракте животных. Недостаток витамина В12  может развиться у вегетарианцев и веганов, кроме того, заселение кишечника штаммами патологических бактерий препятствует резорбции этого витамина. Витамин как таковой неактивен, активируется только после превращения в коэнзим В12. Коэнзим В12 является катализатором специфических реакций перестройки в организме. Его использование в косметических продуктах является спорным, предполагается, что его молекула способна связывать окись азота. Эта функция, однако, может быть возложена на аминокислоты NMF-комплекса.
         
Рис.5. Структурная формула витамина В3 (ниацинамида) Vitamin-B-Liposomen-Konzentrat - концентрат с витаминами В в липосомах (KOKO dermaviduals^®) для интенсивного ухода за  проблемной, жирной кожей, кожей с акне и постакне; в  anti-age программах, сосудистых патологиях, пигментации. Стимулирует регенерацию, повышает иммунитет, снижает выработку кожного сала, выравнивает тон, повышает увлажненность кожи.

Витамин С (аскорбиновая кислота)

Водорастворимый витамин, широко доступный во фруктах и овощах. Данный витамин участвует в биосинтезе коллагена, а также во многих метаболических процессах, связанных со стероидами, аминокислотами и катехоламинами.

Основные задачи в косметологии:

• защита компонентов косметических средств (антиоксидант);
• нейтрализация свободных радикалов;
• кератолитическое действие свободной концентрированной аскорбиновой кислоты при низком рН аналогично действию AHA-кислот (альфа-гидроксикислот);  
• профилактика гиперпигментации;                                                          
• стимуляция синтеза коллагена.  

                                                                     
В то время как первые три задачи осуществляются за счет действия свободной аскорбиновой кислоты, в отношении двух других задач существенное воздействие возможно только через производные – свободная аскорбиновая кислота неустойчива, в виде полярных молекул она практически не проникает в кожу.
Производные и носители должны использоваться следующим образом:

• аскорбилфосфат используется в виде солей натрия или магния. Это водорастворимый эфир витамина С с фосфорной кислотой, который ферментативно расщепляются после прохождения через кожный барьер. Носителями являются липосомы из фосфатидилхолина.
• аскорбилпальмитат и аскорбилстеарат и соответствующее множество эфиров представляют собой жирорастворимые варианты, специально упакованные в  нанодисперсиях из фосфатидилхолина, который также усиливает пенетрацию. Эфиры ферментативно расщепляются доаскорбиновойю, пальмитиновой или стеариновой кислот. Фосфатидилхолин как эндогенный материал совместим со всеми барьерными и клеточными структурами организма.

При расщеплении эфира образуются только те вещества, которые естественно присутствуют в коже. На практике разницу в использовании свободной аскорбиновой кислоты можно наблюдать в процессе лазерной эпиляции: нанесенная перед эпиляцией, свободная аскорбиновая кислота окрашивается в коричневатый цвет и практически не влияет на синтез меланина, в то время как липосомальный натрий-аскорбилфосфат полностью подавляет образование меланина. Для достижения данного эффекта достаточно концентрации в 0,1%.                                                                                          

  Рис.6. Структурная формула витамина С. Vitamin C-Liposomen-Konzentrat - витамин С в липосомах (KOKO dermaviduals^®). Концентрат витамина С для всех типов кожи, а также для ухода за кожей с куперозом и профилактики гиперпигментации. Стимулирует синтез коллагена, обладает высокой антиоксидантной активностью, эффективен для профилактики старения.
   

Витамин D (кальцитриол)

Важнейшими источниками витамина D являются провитамин D2 (эргостерин), присутствующий в основном в грибах и муке из пшеничных зародышей, и провитамин D3 (7-дегидрохолестерин), содержащиеся в яичном желтке, печени и рыбьем жире. Витамины D2 (эргокальциферол) и D3 (холекальциферол) образуются под воздействием солнечного света из провитаминов D2 и D3. Они транспортируются в печень и превращаются в 25-гидроксихолекальциферол (кальцидиол). После транспортировки в почки через кровоток он переходит в активную форму витамина D (1,25 - дигидроксихолекальциферол = кальцитриол). Оттуда через кровоток он вновь переносится  в органы-мишени, где связывается с белками. Кальцитриол регулирует процессы метаболизма кальция и фосфата в тонком кишечнике, костях и почках.
Европейская Директива Косметики запрещает использование витамина D2  (эргокальциферол) и витамин D3 (холекальциферол). Однако данный запрет не распространяется на провитамины, которые разрешены к использованию в продуктах для ухода за кожей в США.

Описан целый ряд кожных эффектов, связанных с воздействием витамина D:

• влияет на дифференцировку и рост кератиноцитов, эта функция играет важную роль при лечении псориаза;
• участвует в поддержание градиента кальция в коже;
• стимулирует образование антимикробных пептидов, таких как дефензины и кателицидины. Влияние этих пептидов важно при воспалительных процессах, связанных с атопическим дерматитом;
• продлевает самозащиту кожи во время воздействия УФ-излучения, стимулирует белки теплового шока;
• описаны случаи репигментации витилиго при аппликациях кальцитриола или аналогов витамина D под воздействием ультрафиолетового излучения.

Рис.7.  Структурная формула витамина D (кальцитриола).

Витамин Е

Витамин Е (d-α-токоферол): относится к группе жирорастворимых витаминов, так же, как витамины А, D и К. Витамин Е является природным антиоксидантом, присутствующим во всех ненасыщенных растительных маслах. В этом отношении масло зародышей пшеницы занимает лидирующие позиции. Важной физиологической функцией этого витамина является защита чувствительных к кислороду клеточных компонентов, таких как омега-3 и омега-6 жирных кислот. В косметической области используется свободный витамин и его производные. Под производными подразумеваются эфиры органических кислот. Поскольку этерификация происходит в фенольных гидроксильных группах, они не обладают антиоксидантным действием. Поэтому они не защищают препараты, но ведут себя как устойчивые соединения, которые после прохождения кожного барьера расщепляются эстеразой. В процессе расщепления эфира его антиоксидантные свойства реактивируются.
Следующий производные витамина Е  имеют значение:

• токоферил ацетат является сложным эфиром уксусной кислоты;
• токоферил пальмитат является сложным эфиром пальмитиновой кислоты;
• токоферил линолеат (сложный эфир линолевой кислоты) демонстрирует сочетание антиоксидантного действия с действием незаменимой омега-6 кислоты;
• токоферил никотинат (сложный эфир с никотиновой кислотой) представляет собой комбинацию витамина Е с витамином В3. Эфир поддерживает микроциркуляцию в коже без характерных  особенностей коротких эфиров никотиновой кислоты: генерирование тепла или эритемы.

В косметике используются следующие свойства витамина Е:

• антиоксидантные эффекты и способность улавливать свободные радикалы - в этом контексте важно выбрать подходящую концентрацию, так как высокие концентрации будут вызывать прооксидантные свойства витамина Е;
• защита витамина А и его производных в сочетании с витамином С  (синергизм действия);
• благодаря способности улавливать свободные радикалы сводится к минимуму воздействие УФ-излучения. То же самое относится к воспалительным процессам;       
• стимуляция образования клеток (эпителизация);
• увеличивается влагоудерживающая способность кожи.

  Рис.8. Структурная формула витамина Е. Vitamin Е-Nanopartikel - витамин Е в наночастицах (KOKO dermaviduals^®). Концентрат витамина Е для ухода за нормальной, сухой и зрелой кожей. Главный антиоксидант кожи. Защищает от действия свободных радикалов, УФ-излучения, замедляет процессы старения, нормализует содержание воды в коже.

  Витамин К

Витамин К относится к жирорастворимым витаминам и встречается в двух природных формах - витамин К1 (филлохинон; 2-метил-3-фитил-нафтохинон) и витамин К2 (менахинон, 2-метил-3-дифарнесил-1, 4-нафтохинон). Фитиловая боковая цепь витамина К1 соответствует монотерпену с 20 атомами углерода. В отличие от витамина К1, витамин К2 может иметь различную длину боковых терпеновых цепей. Витамин К1 в основном усваивается с растительной пищей, в то время как витамин К2 синтезируется кишечными бактериями, такие как кишечная палочка. Соответственно,  если баланс микрофлоры кишечника нарушен из-за лечения антибиотиками или еще нестабилен (например, у новорожденных), это может вызвать дефицит витамина К.   
Витамин К является фактором свертывания крови и, среди прочего, поддерживает устойчивые характеристики кровообращения. Дефицит витамина К замедляет свертывание крови и несет ответственность за увеличение интенсивности кровотечений после травм.  Склонность к образованию гематом,  носовое, желудочно-кишечные кровотечения и кровотечения слизистых оболочек могут быть спровоцированы дефицитом витамина K.

При местном применении витамин стабилизирует поверхностную капиллярную систему и повышает упругость кожи. Витамин K является эффективным препаратом при лечении розацеа и купероза. Содержание витамина К в растительных источниках, таких как зародыши пшеницы, капуста, шпинат и помидоры, слишком мало, чтобы использовать их с целью ухода за кожей. 


Рис.9.  Структурная формула витамина К (фитонадиона). Vitamin K-Nanopartikel - витамин К в наночастицах (KOKO dermaviduals^®). Концентрат витамина К в наночастицах для ухода за кожей с куперозом, телеангиэктазиями и розацеа. Укрепляет кровеносные сосуды, уменьшает выраженность темных кругов под глазами, предупреждает появление покраснений при травмах, после инъекционных, лазерных и хирургических процедур. Эффективен в anti-age уходе в период менопаузы.

Заключение. Дефицит витаминов.

С современной точки зрения, кожные заболевания, связанные с гиповитаминозом, такие, как, например, пеллагра, практически исключены, поскольку диета современного человека сегодня очень разнообразна и богата витаминами. Исключение составляют дефицит витаминов В12 и D, которые следует иметь в виду, придерживаясь вегетарианской и веганской диеты. При ежедневном использовании кремов для ухода за кожей с УФ-фильтрами дефицит витамина D становится значительным.
Некоторые витамины превышают минимальную суточную потребность, что делает их идеальными составляющими ухода за кожей при наличии кожных проблем и для предотвращения преждевременного старения кожи. Они соответствуют всем критериям природной красоты и  физиологической косметики.     
             

Литература

1. Pietrzik, K.; Golly, I.; Loew, D.: Handbuch Vitamine. Urban & Fischer Verlag, München 2008.
2. Belitz, H.D.; Grosch, W.: Lehrbuch der Lebensmittelchemie. Springer Verlag, Berlin 1992. 362–377.
3. Homann-Aßmus, M.: Vitamin D – Prophylaxe gegen Krebs und chronische Krankheiten? Pharmazeutische Zeitung 2010, 50:16–22.
4. Arnold, F.; Mercier, M.; Luu, M.T.: Metabolism of Vitamin D in Skin: Benefits for Skin Care Applications. Cosmetic & Toiletries 2009, 124:40–46.
5. Segaert, S.: Vitamin D Regulation of Cathelicidin in the Skin: Toward a Renaissance of Vitamin D in Dermatology. Journal of Investigative Dermatology 2008, 128:773–775.
6. Nohynek GJ, Meuling WJA, Vaes, W, Lawrence RS, Shapiro S, Schulte S, Steiling W, Bausch J, Gerber E, Sasa H, Nau H, Repeated topical treatment, in contrast to single oral doses with Vitamin A-containing preparations does not affect plasma concentrations of retinol, retinyl esters or retinoic acids in female subjects of childbearing age, Toxicology Letters, 163 (1), 65-67 (2006).
7. Report no. 005/2014 of BfR (Federal Institute for Risk Assessment) from 31 January 2014.
8. Wertz  PW,  Abraham  W,  Landmann  L,  Downing  DT,  Preparation of liposomes from stratum corneum lipids, Journal of Investigative Dermatology 1986;87:582-584
9. Lautenschlager H, Pflegende Wirkstoffe – Vitamine, Ole & Co, Kosmetische Praxis 2003;5:14-15.
10. Lautenschlager H, Korneotherapie und Antiaging, Profi Kosmetik 2005;8:36-37
11. Lautenschlager H, Fur die Schonheit lebenswichtig – Vitamine in der Kosmetik, medical Beauty Forum 2011;1:14-16 und 2011;2 (zur Zeit der Drucklegung des vorliegenden Buches noch nicht erschienen).
12. Lautenschlager H, Vitamin K für schone, gesunde Haut, Kosmetik International 2005;7:89

Dr. Hans Lautenschlaeger, опубликовано в Beauty Forum 2014 (10), 18-21 and 2014 (11), 38-40 and 2014 (12), 34-36 (Update of medical Beauty Forum 2011 (1), 14-16 and 2011 (2), 16-18)