Sladkovodné riasy v kozmetike

V Derma revue 1/2020 sme charakterizovali zdravotné a kozmetické benefity morských rias. Teraz sa zameriame na riasy, ktoré sú menej známe než riasy zo slaných vôd.

Čo sú sladkovodné mikroriasy?

Sladká voda predstavuje iba 2,5 – 2,75 % vodného prostredia na Zemi, pričom 1,75 – 2 % sladkej vody je zamrznutej v ľadovcoch a takmer 0,5 % existuje ako podzemná voda. Len zhruba 0,01 % sladkej vody na povrchu Zeme je potenciálnym domovom pre drobné riasy, ktorým sa darí v týchto vodách. Mikroskopické riasy, či skrátene mikroriasy, všeobecne sú organizmy, ktoré sú jednotlivo rozpoznateľné len pod mikroskopom. Jednobunkové žijú jednotlivo alebo sa spájajú do kolónií, viacbunkové (napríklad chlorella) vytvárajú vlákno. Svetelné žiarenie využívajú ako zdroj energie k syntéze zložitých uhlíkatých zlúčenín z oxidu uhličitého (CO₂). Vďaka jednoduchej bunkovej štruktúre a rastu vo vodnom prostredí, kde majú optimálny prístup k vode, CO₂ a výžive, sú zväčša oveľa efektívnejšie ako vyššie rastliny.

Zelené sladkovodné mikroriasy – súčasť nášho života

Z mikrorias je najpestrejšia zelená vývojová vetva – oddelenie rias Chlorophyta, najmä trieda „Pravé zelené riasy“Chlorophyceae. Spoločným znakom týchto rias je, že ich chloroplasty obsahujú chlorofyl a, chlorofyl b, betakarotén a xantofyly, pričom posledné dve farbivá neprekrývajú zelenú farbu chlorofylu. Tieto mikroriasy sa stali chcenou aj nechcenou súčasťou života ľudí. Problémy robia akvaristom, majiteľom bazénov. Na vlhkých múroch, vázach a v stojatých vodách vytvárajú nechcený zelený povlak, zarastajú chladiace veže elektrární. Na druhej strane, obsahujú rôzne bioaktívne zlúčeniny, ktoré im umožňujú prežiť v nehostinnom prostredí, akým je nevyhovujúca teplota, sucho alebo vystavenie slnku. Preto niektoré druhy zelených mikrorias sa vyžívajú ako doplnok ľudskej výživy, v medicíne, v akvakultúrach vodných živočíchov, na zlepšenie vlastností pôdy či pri bioremediáciách. V súvislosti s ubúdaním zdrojov fosílnych palív sa začínajú skúmať ako obnoviteľné zdroje energie. Potvrdilo sa totiž, že  predhistorické zelené riasy sa podieľali na tvorbe ropy.

Čoraz väčšie uplatnenie majú aj v kozmetike, a to najmä štyri druhy zelených mikrorias: chlorella, spirulina, Haematococcus pluvialis a Scenedesmus rubescens.

Chlorella (*Chlorella pyrenoidosa, *Chlorella vulgaris)

Keďže podľa „Malthusovskej teórie populácie“ sa predpovedalo, že jej exponenciálny nárast by mal postupne prevyšovať dostupnosť potravín, odborníci v 90. rokoch 20. storočia navrhli alternatívne zdroje na báze niektorých rias, kvasiniek a vláknitých húb. Jedným z nich sa stala dovtedy nežiaduca zelená mikroriasa chlorella. Obsahuje najviac chlorofylu zo všetkých známych rastlín na Zemi, vďaka čomu má nádherné smaragdovozelené sfarbenie, ale aj viac bielkovín ako sója a niekoľkonásobne vyššie množstvo B-komplexu ako hovädzie mäso. Na kozmetické a výživové účely sa pripravuje biofermentáciou druhu Chlorella pyrenoidosa  alebo Chlorella vulgaris, z ktorých sa usušením alebo extrakciou získava produkt bohatý na biologicky účinné látky. Zahŕňa široké spektrum vitamínov, minerálnych látok a stopových prvkov, aminokyselín, polysacharidov a chlorofylu. Tieto látky stimulujú syntézu kolagénu, napomáhajú udržovať hydratáciu pokožky a podporujú jej revitalizáciu. Z druhu Chlorella pyrenoidosa sa na kozmetické účely získava jedna výnimočná látka nazývaná „rastový faktor chlorelly“ (angl. Chlorella Growth Factor), známa pod skratkou CGF. Preukázalo sa, že počas procesu fotosyntézy chlorella rastie fascinujúcou rýchlosťou práve vďaka tomuto komplexu vzácnych peptidov. Ide o enormne rýchlu tvorbu kyselín RNA/DNA zodpovedných za syntézu bielkovín a enzýmov, ktorá nemá obdobu pri iných druhoch rias. Vlasové toniká a šampóny obsahujúce chlorellu alebo priamo CGF sa osvedčili na podporu rastu vlasov a regeneráciu vlasovej pokožky, zvlášť po absolvovanej liečbe lupín. Pleťová kozmetika s ich obsahom upokojuje pokožku po opaľovaní, problematickú pokožku so sklonom k akné a atopickému ekzému, pokožku detoxikuje, stimuluje regeneráciu poškodených a starnúcich buniek a tvorbu kolagénu v kozmetike na zrelú pleť. Druh Chlorella vulgaris je výnimočný najmä  pre obsah β-glukánov, aktívnych imunostimulátorov a zachytávačov nebezpečných voľných radikálov. Extrakt z tohto druhu chlorelly obsahuje aminokyseliny lyzín, prolín, glycín a alanín, ktoré sú stavebnými kameňmi kolagénu.

Spirulina (*Spirulina Platensis Extract/Powder)

Spirulina je vodný planktón, ktorý ako zelená pena pláva na niektorých jazerách so silne alkalickou vodou v subtropických oblastiach, najmä v Mexiku a africkom Čade. Domorodci si ju veľmi cenia. Dokonca v minulosti slúžila ako platidlo. Už celé stáročia ju využívajú hlavne na výživu kvôli výživným látkam, ktoré sa nenachádzajú v iných zelených potravinách. Pena sa pozbiera, vysuší a extrahuje sa z nej biokomplex účinných látok. 65 – 71 % vysušenej spiruliny tvorí plnohodnotná bielkovina poskytujúca všetkých 8 esenciálnych aminokyselín, čo je veľmi vzácne v rastlinnej ríši. Obsahuje 10-krát viac β-karoténu ako karotka. Bohatá je aj na železo, esenciálne mastné kyseliny, enzýmy, chlorofyl, vitamín E, kyselinu listovú a vitamín B12. Pre tieto vlastnosti sa spirulina na celom svete používa ako výživový doplnok a jej extrakt na kozmetické aplikácie. Uplatňuje sa v podobných kozmetických výrobkoch ako chlorella.

Haematococcus pluvialis (*Haematococcus Pluvialis Extract/Powder/Oil)

Sladkovodná mikroriasa Haematococcus pluvialis je známa hlavne produkciou astaxantínu –prírodného červeného pigmentu. Získava sa pri biotechnologickej kultivácii tejto mikroriasy za selektívnych podmienok v dvoch fázach. V prvej, tzv. zelenej fázeprocesu, ktorá trvá zhruba 7 mesiacov, sa táto zelená mikroriasa udržuje za podmienok optimálnych na jej rýchle rozmnožovanie. Pri dosiahnutí potrebných parametrov sa 80 – 90 % z objemu substrátu s mikroriasou prečerpá do nádrží a zvyšná kultúra sa recykluje a znovu použije. Nasleduje druhá, tzv. červená fázaprocesu, ktorá trvá zhruba 6 dní. Substrát mikroriasy v nádržiach sa úmyselne vystaví podmienkam pre ňu neoptimálnym – teda stresujúcim. Takými sú pre túto sladkovodnú riasu slaná voda, UV žiarenie, zvýšená alebo extrémne znížená teplota, nedostatok živín a pod. Detailné podmienky stresovania sú technologickým know-how jednotlivých producentov. Ako sebaobranu proti stresu začne mikroriasa produkovať červený pigment astaxantín.

Astaxantín (*Astaxanthin)

V lete, keď rybníky začínajú vysychať, umožňuje astaxantín mikroorganizmom žijúcim vo vode, aby si zachovali nepoškodenú DNA a boli pripravené opäť rásť, keď príde dážď, aj keď by to malo trvať zopár rokov. Astaxantín obsahujú aj živočíchy ako krily, krevety či lososy, ktorým dodáva typické prirodzené ružové sfarbenie. Aby sa zvýšil dojem o pravosti produktu, farba ich mäsa sa neraz falšuje prídavkom syntetických farbív. Udáva sa, že práve vďaka antistresovej látke astaxantín sú lososy schopné plávať proti prúdu až 2 000 míľ s cieľom kladenia ikier. Astaxantín sa v súčasnosti považuje za jeden z najsilnejších antioxidantov v boji proti akumulácii voľných radikálov v ľudskom organizme a vzniku oxidačného stresu. Je perspektívnou látkou pre produkty zamerané na ochranu zdravia človeka, vrátane kozmetiky. Okrem antiradikálového účinku sa skúma jeho efekt na zmiernenie tvorby hyperpigmentácií. Napríklad v Ázii sa topické prípravky s astaxantínom používajú na zosvetlenie pokožky.

Scenedesmus rubescens (*Scenedesmus Rubescens Extract)

Extrakt z tejto zelenej sladkovodnej mikroriasy je bohatý na bielkoviny, uhľovodíky, lipidy, vitamíny (hlavne B3) a stopové prvky (hlavne zinok). Okrem zvyčajných benefitov extraktov už uvedených mikrorias je extrakt z tejto zelenej mikroriasy interesantný pre ďalšiu kozmeticky vítanú schopnosť. Výskumné štúdie udávajú jeho ochranný efekt nielen proti poškodeniu buniek pokožky ultrafialovým žiarením, ale hlavne tzv. modrým svetlom (angl. blue light), ktoré vyžarujú moderné elektronické zariadenia (obrazovky mobilov, počítačov, televízorov a pod.). Vďaka tomu má obrovskú perspektívu uplatnenia v tzv. ,,anti-pollution“ kozmetike. V prípravkoch zlepšujúcich hydratáciu pokožky sa často kombinuje s  kyselinou hyalurónovou, a čo je pozoruhodné, s extraktom z melóna.

Pozn.
Výrazy kurzívovým písmom označené hviezdičkou (*) sú názvy daných látok podľa International Nomenclature of Cosmetic Ingredients (INCI), teda tak, ako ich môžete identifikovať na obale kozmetických výrobkov.

Poďakovanie
Táto práca bola podporená „Programom na podporu excelentných tímov mladých výskumníkov, grant č. 1671“.