Влияние дезодорирующих активов на микробиом области подмышек
Д-р Генрих Флориан1, д-р Бенке Сабрина2, д-р Нордзике Штеффен3, д-р Кох Кристин3, д-р Шмаус Герхард3
1 Symrise AG, Хольцминден, Германия, подразделение косметических ингредиентов, BU Micro Protection
2 Symrise Inc., Тетерборо, Нью-Джерси, США, подразделение косметических ингредиентов, BU Micro Protection
3 Symrise AG, Хольцминден, Германия, Global Innovation Cosmetic Ingredients
Modern deodorant actives are superior to conventional organohalogen systems. 2-Methyl 5-cyclohexylpentanol has no negative impact on the human axillary microbiome while triclosan disrupts it. Long lasting deodorant efficacy may be achieved without impacting natural human axillary microbiome
Введение
Появление запаха тела человека начинается с выделения пота, который сам по себе запахом не обладает и в основном состоит из воды, с небольшим содержанием протеинов и липидов. Естественная микробиота кожи разлагает такие липиды и белки с образованием молекул с особенно низким порогом запаха. Эти молекулы могут включать короткоцепочечные жирные кислоты, такие как 3-hydroxy-3-methyl-hexanoic acid (HMHA) или (Z)-3-methyl-2-hexenoic acid (3M2H), а также сероорганические соединения, такие как 3-mercapto-3-methyl-1-hexanol; и даже стероиды, такие как андростенол или андростенон, участвуют в этом процессе.[1]
Устранение запаха тела обычно достигается с помощью трех отдельных косметических технологий, которые используются по отдельности или в комбинации: антиперспирантное действие, маскировка запаха или дезодорирование. Дезодорирующие активы используются либо в составах без содержания солей алюминия (антиперспиранты), либо в составах без отдушек для маскировки. Применение таких активных веществ в сочетании с другими технологиями обычно обеспечивает длительный эффект, которого потребитель ожидает при использовании средств защиты от запаха.[2]
Действие дезодорирующих активов в большинстве своем основано на антимикробных свойствах. В этом отношении обладающий антимикробными свойствами триклозан, может рассматриваться в качестве продукта сравнения, часто используемого для этой цели при тестировании активов, которые представляют собой обычную галогенорганическую (хлорорганическую) систему.
Примеры негалогенорганических технологий – косметические ингредиенты, такие как farnesol[3], triethyl citrate[4], или 2-methyl 5-cyclohexylpentanol[5,6,7].
Принимая во внимание, что предотвращение неприятного запаха с помощью дезодорирующих активов часто основано на антимикробном эффекте, препятствующем бактериальному расщеплению естественных компонентов пота, современные противомикробные технологии часто стремятся к избирательной активности в отношении вызывающих запах бактерий. Однако информация о фактическом воздействии этих ингредиентов на естественный микробиом подмышечных впадин[8, 9] до сих пор отсутствует. Применение недавно разработанной модели ex vivo[10] привело к новым открытиям о влиянии дезодорантов на подмышечный микробиом человека.[11] В этой статье сравниваются современные и традиционные активные дезодоранты, обычно используемые в косметике.
В качестве первого шага мы демонстрируем сравнение легко биоразлагаемого (манометрический тест БПК: 79%/28дней) и запатентованного[7] актива 2-methyl 5-cyclohexylpentanol с традиционной системой триклозана. Дезодорирующие свойства активных веществ продемонстрированы в двух клинических исследованиях по сравнению запаха. На втором шаге приведено рассмотрение микробного уровня, а также относительной численности естественной микробиоты с помощью модели подмышечного микробиома человека ex vivo.10]
Способ тестирования
Было проведено два клинических исследования in vivo на людях для сравнения подмышечных впадин, обработанных 2-метил-5-циклогексилпентанолом и триклозаном, а также необработанных, путем прямой обонятельной оценки подмышек. Активные вещества наносили с использованием системы летучих носителей (спрей с насосом).
Клиническое исследование 2-methyl 5-cyclohexylpentanol в сравнении с триклозаном было проведено в Институте Dr. Schrader в Хольцминдене, Германия. Прямая обонятельная оценка на степень уменьшения запаха, вызванного тестируемыми продуктами, в сравнении друг с другом и с исходным значением включала рандомизированный, двойной слепой тест подмышек с участием 20 субъектов в возрасте от 29 до 63 лет с отчетливым запахом пота в подмышечной области. Исследование было начато с десятидневного периода подготовки, в течение которого испытуемым разрешалось использовать только мыло без запаха и без антибактериальных ингредиентов, также исключая использование антиперспирантов, дезодорантов или другой косметики. Испытуемым предлагалось носить одежду, постиранную только с использованием средств, не содержащих отдушек. Только субъекты с оценкой запаха не менее 3 по шкале от 0 до 5 (0 = без запаха, 5 = очень сильный запах) были допущены к участию в исследовании.
После периода подготовки экспертами была проведена оценка запаха подмышек через шесть часов после мытья и через 24 часа после мытья (t0 = продукт не применялся). Половине добровольцев наносили формулу A (спрей 2-methyl 5-cyclohexylpentanol) на левую подмышечную впадину и формулу B (триклозан) на правую; другие добровольцы применяли тестируемые продукты в обратном порядке. Через шесть и 24 часа после однократного применения были выполнены оценки запаха (t1 = первое нанесение). После 24-часовой оценки испытуемые наносили тестируемые продукты утром и вечером в течение четырех дополнительных дней, заканчивая одним последним нанесением утром пятого дня. Через 6 и 24 часа после последнего применения снова были выполнены оценки степени запаха (всего t11 = 11 нанесений).
Таблица 1: Сравниваемые дезодорирующие спреи (Состав)
Ingredients A B
Этанол 96% 39.7 39.7
2-methyl 5-cyclohexylpentanol 0.3 -
Триклозан - 0.3
Деионизированная вода 60.0 60.0
Всего 100% 100%
48-часовое клиническое исследование 2-метил-5-циклогексилпентанола по сравнению с необработанной областью было проведено в Kosmoscience Ci?ncia & Tecnologia Cosm?tica Ltda, Бразилия. Это исследование включало сенсорную оценку клинической эффективности дезодорирующего эффекта тестируемого продукта через 6, 24 и 48 часов после последнего нанесения на подмышки субъектов исследования.
Оценка проводилась путем сравнений левой и правой подмышечных впадин (состав с продуктом наносился на одну сторону, состав без продукта на другую) с использованием тестируемого продукта в виде простого спиртового распылителя с 0,3% 2-methyl 5-cyclohexylpentanol. Оценка запаха в подмышечных впадинах проводилась путем прямой обонятельной оценки тремя обученными оценщиками (сенсорный обонятельный метод согласно стандарту ASTM E1207-14 Стандартное руководство по сенсорной оценке). Результаты оценивались по 10-балльной шкале от 0 (отсутствие неприятного запаха) до 10 (чрезвычайно сильный запах). В исследовании приняли участие 30 человек в возрасте от 29 до 60 лет (средний возраст 50 ± 9). Исследование было начато с семидневной фазы предварительной подготовки, во время которой испытуемых проинструктировали использовать только нейтральное мыло (чистящее средство), не имеющее бактерицидного действия, предоставляемое институтом. Был проведен контроль остаточного содержания алюминия в подмышечных впадинах, отбирая только тех участников, у кого было зафиксировано отсутствие. Исследование проводилось с контролируемым нанесением исследуемого продукта (0,5 г) на одну из подмышек путем распыления после мытья. После применения испытуемых проинструктировали не мочить, мыть и не обрабатывать подмышки в течение следующих 48 часов, а также не снимать предоставленную белую хлопковую рубашку до тех пор, пока не будет проведена окончательная оценка запаха.
Таблица 2: Тестируемый спрей (Рецептура)
2-Methyl 5-cyclohexylpentanol 0.3%
Этанол 96% 99.7%
Модель подмышечного микробиома человека: Модель подмышечного микробиома человека ex vivo была разработана и проверена на основе свежего человеческого пота восьми здоровых субъектов в возрасте 39-64 лет (средний возраст 55 ± 9). Предварительно отобранный пот собирали, разделяли на аликвоты и смешивали с соответствующим испытуемым веществом (дезодорирующим активом). После этого образцы анализировали через 0 ч и через 24 ч после инкубации в контролируемых условиях при 37 ° C. Микробиологический анализ проводился двумя разными способами:
1) Микробная нагрузка - аэробные и анаэробные колониеобразующие единицы (КОЕ). В чашки Петри, содержащие пластинчатый агар, аэробно инокулировали 100 мкл разбавленных образцов пота и инкубировали в течение 48 ч при 37 ° C в аэробных или анаэробных условиях. Было проанализировано количество бактериальных колоний и рассчитаны средние значения по крайней мере двух технических повторов.
2) Состав микробиома - секвенирование бактериального ампликона (ген 16S рРНК).
Секвенирование и биоинформатическая оценка были выполнены в CeMeT GmbH (Тюбинген, Германия). ДНК выделяли с помощью набора Qiagen MagAttract PowerSoil DNA Kit и проводили ПЦР на вариабельных участках 3 и 4 гена 16S рРНК. Секвенирование проводили с помощью набора реагентов MiSeq Reagent Kit v3 (600 циклов), и качество анализа составило 83,05%. Впоследствии данные сравнивали с базой данных NCBI Bacterial 16S рРНК и упорядочивали в соответствии с наличием информации о гене. 20 наиболее массовых родов (в сумме до 99,4% всех обнаруженных ASV) были отобраны на основе общей численности во всех экспериментах и визуализированы по их относительной численности.
Клинические исследования на дезодорирующую эффективность
Рисунок 1 (24 часовое исследование):
Согласно оценке тестеров, продукт с использованием триклозана показал значительное снижение (p? 0,05) запаха тела через 6 и 24 часа после однократного и многократного применения по сравнению с исходными значениями. Такой же эффект наблюдается с тестируемым продуктом, содержащим 2-methyl 5-cyclohexylpentanol, за исключением 24-часового значения после регулярного применения, когда в этом исследовании не было зафиксировано существенной разницы по сравнению с исходным значением.
В части исследования, посвященной самооценке, испытуемые сообщили о значительной разнице для 6-часового значения после многократного применения обоих тестируемых продуктов по сравнению с исходным значением и для 24-часового значения тестируемого продукта с использованием триклозана по сравнению с исходным значением.
При сравнении продуктов друг с другом в этом исследовании не было обнаружено значительных различий в запахе тела.
Рисунок 2 (48-часовое исследования):
Для тестируемого продукта уменьшение неприятного запаха подмышечных впадин на 51,2% наблюдалось через шесть часов после нанесения (47,9% через 24 часа и 45,8% через 48 часов соответственно). Исследуемый продукт показал статистически значимое уменьшение (p? 0,05) неприятного запаха по сравнению с необработанными подмышками через 6, 24 и 48 часов. У всех участников отмечалось уменьшение неприятного запаха подмышечных впадин во все три временных точки. Самый сильный эффект был обнаружен через 6 часов после нанесения.
Модель подмышечного микробиома человека
Рисунок 3: Подсчет количества бактериальных клеток
В необработанных образцах пота было обнаружено количество клеток (КОЕ / мл) 107 микроорганизмов (см. Рисунок 3). Было равномерное распределение между аэробными и анаэробными микроорганизмами. Образцы необработанного пота инкубировали в контролируемых условиях при 37 ° C (температура тела), и наблюдали пролиферацию до уровня 108 КОЕ / мл в некоторым преобладанием аэробных клеток. Образцы пота, инкубированные в тех же условиях, но обработанные 0,1% триклозана, привели к значительному снижению количества жизнеспособных клеток по сравнению с необработанными образцами за 24 часа, что свидетельствует об отрицательном влиянии на жизнеспособность клеток. Для сравнения, если посмотреть на 24-часовой подсчет клеток для образцов, обработанных 0,1% 2-methyl 5-cyclohexylpentanol, полученные подсчеты клеток почти идентичны таковым для необработанного образца.
Таким образом, мы наблюдали, что количество жизнеспособных клеток (без дифференциации численности штаммов) значительно снижается, когда образцы обрабатываются триклозаном (сильным противомикробным средством), но остаются на сопоставимых уровнях, как необработанные образцы, когда обрабатываются 2-methyl 5-cyclohexylpentanol.
Изучение общего содержания жизнеспособных микроорганизмов было продолжено с проведением следующего исследования: Оценка содержания штаммов и углубленный анализ микробиома путем секвенирования бактериального ампликона на уровне гена 16S рРНК (см. Рисунок 4).
Рисунок 4: Состав микробиома
Необработанные образцы пота, содержащие исходный (0 ч) необработанный микробиом, были проанализированы, и было обнаружено, что в них преобладают грамположительные бактерии, в основном состоящие из трех родов Staphylococcus, Anaerococcus и Corynebacterium.
Последующая инкубация необработанных образцов пота при 37° C (температура тела) в течение 24 часов привела к небольшому изменению относительной численности. В то время как количество Anaerococcus spp. и Peptoniphilus spp. увеличилось, доля Corynebacterium spp. практически не изменилась, а относительное количество Staphylocooccus spp. уменьшилось. После 24 часов теста результаты образцов, обработанных 0,1% 2-methyl 5-cyclohexylpentanol, были очень похожи на образцы, оставленные необработанными, образцы, обработанные 0,1% триклозана, показали значительное преобладание грамотрицательных бактерий рода Pseudomonas. В сочетании с результатами, показанными для подсчета бактериальных клеток (рис. 3), это ясно указывает на увеличении в соотношении видов, резистентных к триклозану, что приводит к серьезному повреждению подмышечного микробиома.
Таким образом, наш анализ относительного состава микробиома показал, что триклозан оказывает значительное влияние на состав микробиома и вызывает значительный сдвиг в численности. Напротив, 2-Methyl 5-cyclohexylpentanol оказывает очень слабое влияние и не вызывает значительного нарушения баланса в составе микробиома.
Таблица 3: Итоговые суммарные результаты
Сравнение обычного и современного дезодорирующего актива
|
Категория |
Триклозан |
2-Methyl 5-Cyclohexylpentanol |
|
Сильное антимикробное действие |
Да |
Нет |
|
Влияние на микробиом |
Да |
Нет |
|
Дезодорирующая эффективность |
Да |
Да |
Два приведенных в настоящей статье клинических исследования позволяют сделать два вывода. Во-первых, 24-часовое исследование подтверждает сопоставимую дезодорирующую эффективность двух ингредиентов - триклозана и 2-methyl 5-cyclohexylpentanol. Оба ингредиента соответствуют значительному уменьшению запаха тела по сравнению с исходным значением.
Во-вторых, за 48 часов исследования применение 2-methyl 5-cyclohexylpentanol резко уменьшило запах тела по сравнению с необработанными подмышечными впадинами во все моменты времени.
Что касается клинической эффективности, современные и традиционные системы одинаково эффективны для уменьшения неприятного запаха, в то время как длительная эффективность до 48 часов была также продемонстрирована для 2-methyl 5-cyclohexylpentanol.
В то время как современные и традиционные системы, похоже, работают одинаково на оценочном уровне, на уровне микробиома есть существенные различия. Современная система (2-methyl 5-cyclohexylpentanol) предлагает преимущество, поскольку она минимально влияет на естественный микробиом подмышек. Как сообщалось ранее[12], для достижения дезодорирующей эффективности необязательно уничтожать все бактерии без разбора. Наша гипотеза состоит в том, что 2-methyl 5-cyclohexylpentanol оказывает ингибирующее действие на микроорганизмы и, таким образом, сдерживает развитие неприятного запаха. Этот эффект делает 2-methyl 5-cyclohexylpentanol благоприятной для микробиома альтернативой обычным органогалогенным системам.
Современные косметические составы, заявляющие о длительной дезодорирующей эффективности, могут получить дополнительные преимущества из превосходных характеристик современных дезодорирующих активов, таких как 2-methyl 5-cyclohexylpentanol, без необходимости использования сильных противомикробных средств, таких как триклозан. Эта современная альтернатива позволяет разработчикам рецептур создавать продукты, щадящие микробиом, без ущерба для эффективности.
Оригинальная статья была опубликована на английском языке 04/2020 в журнале Cosmetics & Toiletries Vol 135; No. 4, 54-62; Mind Your Microbes; Gentle Malodor Protection Supports the Axillary Microbiome.
Источники
[1] Natsch, A. (2015). What Makes Us Smell: The Biochemistry of Body Odour and the Design of New Deodorant Ingredients, CHIMIA 69 414-420.
[2] Symrise AG: CMI Data Source, Symrise Cosmetic Ingredients consumer data base.
[3] Symrise AG (2019, Nov 11): Farnesol; Nature-identical sesquiterpene alcohol. Available at https://www.symselect.com/deodorants
[4] Niendorf, H. (2012, Sept). Natural deodorising active for modern formulations; Personal Care Magazine 39-42.
[5] Symrise AG (2019, Oct 11): SymDeo® B125; Patented highly effective deodorant active. Available at https://www.symselect.com/deodorants
[6] Pesaro, M., Diesing, B., Schmaus, G., Pillai, R. (2011, Dec). 2-Methyl 5-Cyclohexylpentanol: Development of a Novel Deodorant Agent; SOFW-Journal 137 61-68.
[7] Kuhn, W., W?hrle, I., Dilk, I., Ewering, Ch., Mampel, J., Krohn, M., Zinke, H. (2009, Apr 28). EP2424829 B1, US8623340B2, BRPI0924661B1…. OMEGA-CYCLOHEXYLALKAN-1-OLES AND USE THEREOF AS ANTIMICROBIAL ACTIVES TO COMBAT BODY ODOR.
[8] US National Institutes of Health, Human Microbiome Project (2019, Oct 11): Available at https://hmpdacc.org/
[9] The Human Microbiome Project Consortium (2012) in Nature 486 (7402) 207-214 and 215-221.
[10] Nordzieke, S., Diesing, B., Singer, M., Wittlake, R., Lanfermann, I., Winkler, S., Schmaus, G., Pesaro, M., Koch, C. (2019). The Good, the Bad, and the Smelly – developing a representative model for the human axillary microbiome. Poster, Annual Conference of the Association for General and Applied Microbiology (Mainz, Germany).
[11] Nordzieke, S., Diesing, B., Singer, M., Wittlake, R., Lanfermann, I., Winkler, S., Schmaus, G., Pesaro, M., Koch, C. (2019). Going ex vivo – Applying a representative model for the human axillary microbiome. Poster, 25th IFSCC Conference on Cosmetic Science and Conscience (Milan, Italy).
[12] Haustein, U.-F., Herrmann, J., Hoppe, U., Engel, W., Sauermann, G. (1993). Growth inhibition of coryneform bacteria by a mixture of three natural products Farnesol, glyceryl monolaurate, and phenoxyethanol: HGQ. J. Soc. Cosmet. Chem. 44 211-2
