DE19827976A1 - Produkte, die Flavonoide enthalten als Sonnenschutzmittel für die Haut - Google Patents

Abstract

Neuartige Mittel zum Auftragen auf die Haut, Flavonoide als natürliche Lichtschutzmittel enthalten.

Description

1. Stand der Technik

Seit vielen Jahren ist Schutz der Haut vor den schädlichen Wirkungen von intensiver Sonneneinstrahlung ein wichtiges Thema in der Pharmazie und der Kosmetik. Während andere Themen in der Pharmazie oder in der Kosmetik immer mal wieder in der Wichtigkeit zurücktreten und dann wieder in den Vordergrund geschoben werden, ist dies bei den Hautschäden durch übermäßige Sonnenbestrahlung nicht der Fall. Seit es modern geworden ist, im Sommer wie im Winter eine tiefe Bräune im Gesicht zu tragen oder möglichst nahtlos am ganzen Körper braun zu sein, steigen die Zahlen der jährlichen Erkrankungen an Hautkrebs dramatisch an. So ist in Australien oder Kalifornien der Tod durch das maligne Melanom bei jungen Leuten mit die häufigste Todesursache. Auch bei uns dürfte die Todesrate durch das maligne Melanom bei Leuten, die sich jedes Jahr am Mittelmeer, Florida oder auf den Kanaren, um nur einige bekannte und häufig besuchte Ferienziele unter südlicher Sonne zu nennen, haben bräunen lassen, erheblich sein.

Zum zweiten hat sich gezeigt, daß die menschliche Haut durch intensive Sonnenbestrahlung vorzeitig altert. Es wäre also eigentlich wünschenswert, wenn die Menschen vollständig auf das Sonnenbaden verzichten würden. Dies ist aber unmöglich, da die Erfahrungen des letzten Jahrhundert gezeigt haben, daß ein vernünftiges Maß an Sonnenlicht auf der Haut vor Rachitis schützt und die Anfälligkeit für Tuberkulose mildem kann. Es wird deshalb versucht, mit chemischen Substanzen, die UV-Licht absorbieren, das Sonnenlicht in eine langweilige Wärmestrahlung umzuändern und so die positiven Effekte des Sonnenlichtes zu nutzen ohne die Haut für Hautkrebs anfälliger zu machen oder vorzeitig altem zu lassen. Zu diesem Zwecke werden hochdisperse Titandioxidpulver oder Zinkpulver verwendet. Wenn die Kristallgröße dieser Pulver ungefähr so groß ist wie die Wellenlänge des Lichtes, dann absorbieren sie das Sonnenlicht, ohne auf der Haut zu weißeln.

Ein anderes Konzept ist die Verwendung von organischen Verbindungen mit mehrfach konjugierten Doppelbindungen. Diese Verbindungen absorbieren Licht im Bereich des nahen oder fernen UV und wandeln die eingefangene Energie in niedrigere um. Als Beispiele seien hier Zimtsäureverbindungen genannt. Die meisten dieser Verbindungen sind als allergen bekannt. Es bestehen deshalb Höchstgrenzen für die Verwendung von diesen Lichtschutzfiltern in Kosmetika. Um einen ausreichend hohen Lichtschutz unter Einhaltung dieser Höchstgrenzen zu erzielen, mischen viele Firmen mehrere verschiedene Lichtschutzfilter in ein Produkt. Auf diese Weise können sie die verschiedenen Absorptionsfilter so abmischen, daß das Spektrum des Sonnenlichtes optimal absorbiert wird.

Leider hat sich gezeigt, daß die obigen Sonnenschutzsysteme zwar das kurzwellige Licht, das schnell zum Sonnenbrand führt, in längerwelliges umwandeln können, daß die Verbindungen aber als Nebenreaktion Peroxide erzeugen können. Der Gebrauch der Verbindungen in Kosmetika ist begrenzt, um das allergene und toxikologische Potential der UV-absorbierenden Verbindungen mit ihrer Vielzahl an konjugierten Doppelbindungen in vertretbaren Grenzen zu halten, damit die Produkte für den Sonnenschutz bei sachdienlichem und vorhersehbarem Gebrauch ohne Schaden für den Verwender benutzt werden können. Werden jetzt verschiedene Lichtschutzfilter derselben Verbindungsklassen miteinander kombiniert, so ist zwar dem Anhang der Kosmetikverordnung Genüge getan, das allergene Potential ist aber trotzdem zu hoch: Bei vielen dieser künstlichen Lichtschutzfilter besteht die Gefahr von kreuzweiser Sensibilisierung.

Auch bei dem normalen Sonnenbad ohne einen speziellen Lichtschutz entstehen in der Haut Peroxide. Peroxide können aber in der Haut z. B. die langkettigen Moleküle des Bindegewebes zerstören und so die Bildung von Falten fördern. Peroxide fördern aber auch körpereigene Abwehrstoffe, die von dem Immunsystem zur Abtötung von Bakterien verwendet werden. Die Bildung der Peroxide in der Haut beim Sonnenbad führt dann zur Zerstörung der Haut und zum Sonnenbrand.

In einer US- Patentschrift wird offenbart, das es möglich ist, mit dimeren Gallussäuren Sonnenbrand zu lindem, indem die beim Sonnenbad gebildeten Peroxide durch die Gallussäuren zu Wasser reduziert werden. Die phenolischen Gallussäuren werden in Lösung gebracht und auf die Haut bei einem Sonnenbrand aufgetragen. Die Gallussäuren sollen dann in die Haut penetrieren und dort durch die Peroxide oxidiert werden, so daß die Peroxidasereaktion unterbrochen wird.

In den USA werden Cumarine als Sonnenschutzmittel verwendet. Diese Produkte sind zwar gute Lichtschutzfilter, aber toxikologisch nicht unbedenklich, da Cumarin eine toxische und allergene Substanz ist. Wünschenswert wäre die Verwendung von Substanzen als Sonnenschutzmittel, die nicht in der Pflanze als Abwehrstoffe, wie z. B. das Cumarin, synthetisiert werden.

Seit ungefähr fünf Jahren wird Vitamin E, das Tocopherol, sowohl als Lichtschutzfilter und als entzündungshemmende Substanz in Kosmetika verwendet. Vitamin E ist aber nur in seiner natürlichen Konfiguration ausreichend wirksam, so daß das häufig angebotene künstliche dl-Tocopherol nicht ausreichend wirksam ist. Das natürliche Vitamin E ist gegenüber dem künstlichen Racemat achtfach wirksamer, da es aber ein Nebenprodukt der Öl- und Tensidherstellung aus Sojabohnen ist, ist die Menge, die erzeugt werden kann, begrenzt. Auch werden Sojabohnen weltweit in nennenswertem Umfang nur im Stromgebiet des Mississipi angebaut, so daß Unwetter auf einen Schlag eine ganze Jahresernte vernichten können.

In der Literatur wird beschrieben, daß es möglich ist, mit Flavonen, Flavonoiden oder Flavonolen die Peroxidasereaktion zu unterbrechen und damit zum Beispiel den Verlauf von allergischen Reaktionen zu beeinflussen. Als Beispiel sei hier das Quercitrin erwähnt, daß als Begleitstoff in den Heidelbeerextrakten die pharmakologische Wirkung des Lebensmittelfarbstoffes sicherstellt.

Es besteht also ein großer Bedarf an Substanzen, die nicht toxisch und nicht allergen sind und die die Wirkung von UV-Licht auf die Haut mildem oder verhindern. Zum zweiten sollten die Verbindungen die Bildung von Sonnenbrand nach einer übermäßigen Bestrahlung und die Schädigung von Hautzellen durch Peroxide verhindern.

Beschreibung der Erfindung

Erstaunlicherweise und auch für den Fachmann völlig überraschend hat es sich gezeigt, daß es natürlich vorkommende Verbindungen gibt, die seit vielen Jahren bekannt sind, die UV-Licht in sichtbares Licht umwandeln können und auf diese Art Sonnenbrand verhindern können. Diese Verbindungen sind zum Zweiten auch noch in der Lage, Peroxide in Wasser umzuwandeln oder in Konkurrenz zu Peptiden der Haut Sauerstoff zu binden und so die Zerstörung von Peptidketten, z. B. der Polymere des Bindegewebes, zu verhindern. Die erfindungsgemäßen Stoffe können also UV-Licht auf der Haut in längerwelliges Licht umwandeln, das ohne Schaden für die Haut absorbiert werden kann. Die Stoffe sind Verbindungen aus dem Sekundärstoffwechsel von Pflanzen und werden von der Pflanze zur Abwehr von zu großen Oxidationspotentialen oder zur Abwehr von Schäden durch Sonnenlicht synthetisiert. Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind Flavone, Flavonole oder Flavonoide und deren Acetale oder Ketale. Als Beispiele seien nicht abschließend, sondern nur zur Erläuterung Apigenin, Quercitin, Naringenin, Hesperitin und Luteolin genannt. Die Verbindungen sind unterschiedlich substituierte 2-(4-Hydroxyphenyl)-4H-1- benzopyran-4-one, die neben den im beschriebenen Grundkörper vorhandenen Substituenten noch weitere Hydroxy- oder Methylgruppen enthalten können. Einzelne oder mehrere Hydroxygruppen, sowohl des Grundkörpers 2-(4-Hydroxyphenyl)-4H-1- benzopyran-4-on, als auch von eventuell im Molekül vorhandenen weiteren Hydroxygruppen, können mit Methanol oder einem anderen niedrigen Alkohol mit maximal acht Kohlenstoffatomen und mindestens einer Hydroxygruppe verethert sein. Auch eine Umsetzung mit z. B. Glycerin oder einem anderen Polyalkohol, bevorzugt natürlichen Ursprungs ist möglich. Eine der Hydroxygruppen kann dabei mit einem Zucker oder einem Oligo- oder Polyzucker ein Acetal oder ein Ketal bilden. Bevorzugt wird die Hydroxygruppe des Restes R1 acetalisiert oder ketalisiert. Dabei können als Aldehyde oder Ketone die cyklischen oder auch die offenkettigen Formen von z. B., aber nicht ausschließlich, Glucose oder Rhamnose an die Hydroxygruppe gebunden sein. Bevorzugt, aber nicht ausschließlich, können an den direkt an die Hydroxygruppe gebundenen, auch weitere, bevorzugt ein weiterer Zucker gebunden sein. Beispiele für die erfindungsgemäßen Acetale oder Ketale sind Apigetrin, Galuteolin, Quecitrin, Prunin, Naringin, Hesperidin. Die gemeinsame Struktur der Verbindungen soll mit einer Formel näher beschrieben werden.

in der R1 R4 eine Hydroxygruppe oder eine Hydroxygruppe, die zu einem Acetal oder Ketal umgesetzt sein können, R2, R3, R4, R5 und R6 unabhängig voneinander sowohl ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxygruppe sein können und R6 eine Hydroxygruppe oder eine Methoxygruppe sein können. Dabei kann die Doppelbindung zwischen den beiden Kohlenstoffatomen zwei und drei des Pyranringes zu einer Einfachbindung hydriert sein. Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden durch Extraktion mit Wasser, wäßrigen Lösungen oder organischen Lösemitteln wie Ethanol oder anderen niederen Alkoholen mit bis zu sechs Kohlenstoffatomen, Aceton oder anderen Ketonen oder Aldehyden mit bis zu acht Kohlenstoffatomen. Ebenfalls möglich ist die Extraktion mit halogenorganischen Verbindungen wie Methylenchlorid, Chloroform, Trichlorethylen oder anderen leicht siedenden chlorierten oder halogenierten Lösemitteln. Die Extraktion mit halogenierten Lösemitteln ist aber nicht bevorzugt.

Bevorzugt ist aber die Extraktion mit Lösemitteln, die Nahrungsmittel geeignet sind. Ebenfalls möglich ist die chemische Umsetzung von Naturstoffen zu dem gewünschten Produkt, z. B. die Hydrolyse von Narining zu Naringenin oder Quercitrin zum Quercitin. Auch eine vollständige Synthese der erfindungsgemäßen Sonnenschutzfilter ist denkbar aber nicht bevorzugt, so daß ein möglicher Syntheseweg hier nicht beschrieben werden soll.

Die erfindungsgemäßen Stoffe werden in kosmetisch oder pharmazeutisch geeigneten Grundlagen auf die Haut vor dem Sonnenbad aufgebracht. Dabei werden die erfindungsgemäßen Verbindungen, bei denen R1 gleich einer Hydroxygruppe ist, die nicht zu einem Acetal oder Ketal umgesetzt ist, in die Ölphase von Emulsionen, in ölbasierte Produkte oder in lösemittelhaltige Produkte eingearbeitet oder in Tensidprodukten solubilisiert. Z. B. können wasserlösliche Glycoside der erfindungsgemäßen Substanzen wie Quercitrin, Naringin oder andere in die Wasserphase von Gelen oder Waschprodukten eingearbeitet werden, während die nicht wasserlöslichen Verbindungen, die nicht acetalisiert oder ketalisiert sind, in die Ölphase von Lotionen oder Cremes eingearbeitet werden können. Denkbar ist auch, daß die nicht wasserlöslichen Substanzen in die Ölphase einer Emulsion eingearbeitet werden und die entspechenden Acetale oder Ketale in die Wasserphase. Die Konzentration der erfindungsgemäßen Substanzen in dem Produkt wir in der Regel zwischen 0,01 Prozent und 20 Prozent, bevorzugt zwischen 0,05 und zwei Prozent betragen. Dabei kann es vorteilhaft sein, die Stabilität der erfindungsgemäßen Benzopyrane durch den Zusatz von einem Sauerstoffbindemittel, wie z. B., aber nicht ausschließlich, Ascorbinsäure, Tocopherol, Weinsäure, Zitronensäure, Butylhydroxyanisol oder Butylhydroxytoluol oder von Salzen solcher reduzierender Säuren zu verbessern. Bevorzugt werden dabei Sauerstoffbindemittel verwendet, die nicht allergen oder sonstwie toxisch bedenklich sind und die selbst eine entzündungshemmende Wirkung haben.

Üblicherweise werden die Produkte, die die erfindungsgemäßen Benzopyrane enthalten, vor einem Sonnenbad auf die Haut, die exponiert werden soll, aufgetragen und verbleiben auf der Haut, bis das Sonnenbad beendet ist. Vorteilhaft kann es aber auch sein, die exponierte Haut nach dem Sonnenbad erneut einzureiben, um der Bildung von Sonnenbrand vorzubeugen und etwaige Hautreizungen zu lindem.

Claims (8)

1. Produkt für den Schutz der Haut vor UV-Strahlen und Sonnenbrand, dadurch ausgezeichnet, daß das Produkt mindestens eine Verbindung nach folgender Formel enthält,
in der R1 oder R4 eine Hydroxygruppe oder eine Hydroxygruppe, die zu einem Acetal oder Ketal umgesetzt ist, R2, R3, R4, R5 und R6 unabhängig voneinander sowohl ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxygruppe sind und R6 eine Hydroxygruppe oder eine Methoxygruppe ist und die Bindung zwischen den beiden Kohlenstoffatomen zwei und drei des Pyranringes eine Doppel- oder eine Einfachbindung ist.

2. Produkt nach Anspruch eins, dadurch ausgezeichnet, daß die Verbindungen nach Formel eins aus Pflanzen gewonnen werden.

3. Produkt nach den Ansprüchen eins und zwei, dadurch ausgezeichnet, daß die Verbindungen nach Formel 1 mit R1 gleich einer Hydroxygruppe oder einer mit einem Monozucker acetalisierten Hydroxygruppe durch vollständige oder partielle Hydrolyse hergestellt werden.

4. Produkt nach den Ansprüchen eins bis drei, dadurch ausgezeichnet, daß die Verbindungen in einer Konzentration von 0,01 bis 20 Prozent, bevorzugt 0,05 bis 5 Prozent, enthalten sind.

5. Produkt nach den Ansprüchen eins bis vier, dadurch ausgezeichnet, daß es neben den erfindungsgemäßen Verbindungen nach Formel 1 noch weitere sauerstoffbindende Zusätze enthält.

6. Produkt nach den Ansprüchen eins bis fünf, dadurch ausgezeichnet, daß es neben den erfindungsgemäßen Verbindungen nach Formel 1 noch Ascorbinsäure, Weinsäure, Zitronensäure, Tocopherol oder Retinol oder deren Salze oder Ester enthält.

7. Produkt nach den Ansprüchen eins bis sechs zum Auftragen auf die Haut.

8. Produkt nach den Ansprüchen eins bis sieben zum Auftragen auf die gereizte oder verletzte Haut.