4-Hexylresorcinol - Phân tử mới ứng dụng trong ngành mỹ phẩm

4-Hexylresorcinol - Phân tử mới ứng dụng trong ngành mỹ phẩm

Fidalgo J, Deglesne PA, Arroya R, Ranneva E and Deprez P*

Scientific Department, Skin Tech Pharma Group, Castello D’Empúries, Cataluña, Spain

TÓM TẮT

4-hexylresorcinol là dẫn xuất alkylresorcinol được nghiên cứu và biết đến nhiều nhất, được biết đến với đặc tính dược lý là gây mê, sát trùng và tẩy giun sán. Nó có thể được bôi tại chỗ dưới dạng kem và được đưa vào như một thành phần hoạt chất trong viên ngậm trị viêm họng. Gần đây, dẫn xuất này được coi như một thành phần trong ngành mỹ phẩm và đang trở nên phổ biến hơn nhờ các đặc tính chống oxy hóa, chống glycation, ức chế melanogen và độ an toàn khi sử dụng. Tất cả những yếu tố đó giúp 4-hexylresorcinol trở thành thành phần mỹ phẩm được lựa chọn cho các sản phẩm chăm sóc da. Bài đánh giá ngắn này tóm tắt cơ chế hoạt động và bằng chứng về hiệu quả của nó trong một số quá trình sinh học được quan tâm trong chăm sóc da.

Keywords: 4-hexylresorcinol; Sắc tố da; Lão hóa do ánh nắng; Stress oxy hóa; Glycation

4-HEXYLRESORCINOL LÀ GÌ?

4-hexylresorcinol (4-Hexyl-1,3-benzenediol; 4-HR) là một alkylresorcinol (AR) với 6 methylenes ở vị trí thứ tư được bao gồm trong danh sách các loại thuốc của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) vào năm 1999 (Hình 1). Đó là một hợp chất hữu cơ amphiphilic mô phỏng chất đệm tự nhiên của tyrosinase, tyrosine. Nó là một phân tử tương tự của resorcinol, một hợp chất được sử dụng như một chất kháng khuẩn và chất khử trùng trong việc sử dụng ngoại da [1]. Nó có tính chất amphiphilic, sở hữu một phần hydrophilic và một phần hydrophophic (được làm nổi bật trong vòng màu xanh trong cấu trúc Hình 2). Tính chất amphiphilic này khiến cho 4-HR có thể tương tác với lớp lipid đôi của màng sinh học trong khi phần hydrophilic của nó khiến cho nó có thể chia sẻ proton trong môi trường nước [2,3]. Hơn nữa, 4-HR có tình trạng GRAS (Generally Recognized as Safe), được coi là an toàn và cũng hiệu quả như một chất chống sự browning trong các ứng dụng thực phẩm [4].

4-HEXYLRESORCINOL VỚI VAI TRÒ CHẤT ỨC CHẾ MELANOGEN

Quá trình tổng hợp melanin là một quá trình sinh học quan trọng của sự sắc tố da. Melanogenesis bị ảnh hưởng bởi bức xạ mặt trời, làm tăng tổng hợp các sắc tố melanin (eumelanin và pheomelanin). Quá trình tổng hợp melanin bắt đầu từ việc chuyển đổi L-tyrosine thành L-DOPA sau đó chuyển đổi L-DOPA thành DOPAquinone bởi enzym tyrosinase. Tyrosinase chuyển đổi L-tyrosine thành L-DOPA và L-DOPA thành DOPAquinone thông qua hoạt động monophenolase và diphenolase của nó, tương ứng. Sau đó, một loạt các phản ứng enzym tiếp tục chuyển đổi chất trung gian DOPAquinone thành các sắc tố melanin da của con người khác nhau. 4-HR resorcinol mạnh mẽ ức chế cả hoạt động monophenolase và diphenolase của enzym tyrosinase nấm [5,6]. 4-HR được cho là kết hợp trực tiếp với tyrosinase bằng cách cạnh tranh với chất đệm tự nhiên của nó, L-tyrosine, và chặn hoạt động enzym của nó [7]. Điều thú vị là 4-HR đã được chứng minh là chất ức chế mạnh mẽ hơn đối với tyrosinase đối với cả hai chất đệm tyrosine (L- tyrosine và L-DOPA) so với hydroquinone, axit kojik hoặc chiết xuất cam thảo (Bảng 1) [8-10].

4-HEXYLRESORCINOL VỚI VAI TRÒ CHỐNG OXY HÓA

Căng thẳng oxy hóa ở da có vai trò chính trong quá trình lão hóa. Điều này đúng với sự lão hóa bên trong và thậm chí còn đúng hơn đối với sự lão hóa bên ngoài da.

Mặc dù kết quả khá khác nhau ở lớp hạ bì và biểu bì, quá trình lão hóa ngoại cảm được đẩy mạnh đến một mức lớn bởi căng thẳng oxy hóa, gây ra bởi ánh sáng mặt trời bao gồm bức xạ tử ngoại (UV). Bức xạ UV được biết đến có khả năng làm kích thích các loại Reactive Oxygen Species (ROS) ở cấp độ tế bào, dẫn đến căng thẳng oxy hóa tế bào [3,11-13]. Các tế bào da chịu căng thẳng oxy hóa kích hoạt đến mức nhất định cơ cấu chống oxy hóa bao gồm Glutathione (GSH) bảo vệ tế bào khỏi tổn thương oxy hóa cũng như một số enzym chống oxy hóa chính, như Glutathione Peroxidase (GPX) và Glutathione Reductase (GR) [14,15]. Trong các mô hình tổn thương DNA trong bạch cầu loại người do H2O2 gây ra, việc sử dụng 4-HR được chứng minh gây tăng cấp độ GSH nhưng đồng thời của GPX và GR, hạn chế tình trạng căng thẳng oxy hóa và tổn thương DNA [16]. Là một dẫn xuất phenol, 4-HR cũng có thể cung cấp proton cho các gốc tự do thông qua hydrogen phenolic của nó, cho phép nó loại bỏ cả gốc peroxyl và oxy superoxide và giảm peroxidation của lipid [2,17,18]. Cuối cùng, các loại Reactive Oxygen Species cũng có thể dẫn đến các phản ứng oxy hóa của protein [19]. Do tính chất amphiphilic và phần hydrophilic của nó, 4-HR có thể tương tác với cả lipid và protein để giảm oxy hóa của chúng một cách hiệu quả [2,3].

4-HEXYLRESORCINOL VỚI VAI TRÒ CHẤT ỨC CHẾ GLYCOSYLATION KHÔNG CÓ ENZYM

Glycation được coi là một trong những yếu tố chính trong quá trình lão hóa da bên cạnh căng thẳng oxy hóa [18]. Quá trình glycation do việc bổ sung đường vào protein không có enzyme sẽ tạo ra liên kết ngang protein bất thường hoặc các chất cộng protein giữa các protein lân cận trong da. Glycation dẫn đến sự hình thành các thành phẩm gọi là Advanced Glycation End- Products (AGEs), có thể hình thành ở cả bên trong và bên ngoài tế bào [20]. Phản ứng glycation là kết quả của phản ứng không enzyme giữa đường và nhóm amin tự do Lysine, Arginine axit amin của protein. Phản ứng Maillard là một trong những phản ứng diễn ra trong quá trình glycat hóa protein không cần enzyme. 4-HR được tìm thấy trong ống nghiệm có tác dụng ức chế sự hình thành các sản phẩm phản ứng Maillard [21]. Hơn nữa, vì glycation có liên quan đến hoạt động chống oxy hóa sản xuất ROS [22,23] của 4-HR cũng có thể hạn chế sự hình thành liên kết ngang bất thường của protein.

TÁC DỤNG CHỐNG VIÊM CỦA 4-HR

Viêm là một quá trình sinh lý phức tạp, trong đó yếu tố transciption NF-kB (Nuclear Factor-Kappa Beta) đã được ghi nhận đóng vai trò quan trọng trong phản ứng viêm [24,25]. NF-kB được kích hoạt bởi nhiều tác nhân kích thích gây viêm. ROS kích hoạt NF-κB, trong con đường chuẩn được kích hoạt bởi IkB kinase (IKK) và di chuyển đến các hạt nhân thể hiện sự tăng cường biểu hiện của các chất trung gian gây viêm, chẳng hạn như iNOS, COX- 2 và các cytokine như TNF-α và IL-1ß dẫn đến viêm [26]. Các hợp chất phenolic tự nhiên đã được coi là các chất ức chế NF-kB [27] và alkylresorcinols (bao gồm 4-HR) đã được chứng minh có tác dụng chống viêm [26]. Gần đây, 4-HR đã được báo cáo có khả năng ức chế sự phosphoryl hoá NF-kB trong vitro, trong khi trong các nghiên cứu khác, khả năng ức chế NF-kB của 4-HR liên quan đến sự tăng biểu hiện của các protein ECM (ma trận tế bào ngoại vi) trong vitro trong nguyên bào sợi của con người, với sự cải thiện lâm sàng đáng kể trong da bị tổn thương do ánh nắng [28,29].

KẾT LUẬN

Do đặc tính chống oxy hóa, ức chế melanogen và glycation, 4- hexylresorcinol là một phân tử đầy hứa hẹn cho ứng dụng thẩm mỹ/thẩm mỹ bao gồm điều trị rối loạn tăng sắc tố và lão hóa da.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Chaudhuri RK. Hexylresorcinol: providing skin benefits by modulating multiple molecular targets. Cosmeceut & Act Cos. 2015;3:71-82.

2. Kozubek A, Tyman JHP. Resorcinolic lipids, the natural nonisoprenoid phenolic amphiphiles and their biologic activity. Chem Rev. 1999;99:1-25.

3. Stasiuk M, Kozubek A. Biological activity of phenolic lipids. Cell Mol Life Sci. 2010;67:841-860.

4. Radha I, Craig W, Bohmont RJM. 4-Hexylresorcinol and prevention of shrimp blackspot: Residual analyses. J Food Comp Anal. 1991;4:148-157.

5. Chen Q-X, Ke L-N, Song K-K, Huang H. Inhibitory Effects of Hexylresorcinol and Dodecylresorcinol on Mushroom (Agaricus bisporus) Tyrosinase. Protein J. 2004;23:135-141.

6. Dawley RM, Flurkey WH. 4-Hexylresorcinol, a Potent Inhibitor of Mushroom Tyrosinase. J Food Sci. 1993;58: 609-610.

7. Arias E, González J, Peiró JM, Oria R, Lopez-Buesa P. Browning prevention by ascorbic acid and 4-hexylresorcinol: different mechanisms of action on polyphenol oxidase in the presence and in the absence of substrates. J Food Sci. 2007;72:C464-C470.

8. Chaudhuri RK. Effective skin lightening with protective property. Pers Care. 2010;39-44.

9. Neeley E, Fritch G, Fuller A, Wolfe J. Variations in IC Values with 50Purity of Mushroom Tyrosinase. Int J Mol Sci. 2009;10:3811-3823.

10. Mann T, Gerwat W, Batzer J, Eggers K. Inhibition of Human Tyrosinase Requires Molecular Motifs Distinctively Different from Mushroom Tyrosinase. J Investig Dermat. 2018;138:1601-1608.

11. Kuse Y, Ogawa K, Tsuruma K, Shimazawa M. Damage of photoreceptor-derived cells in culture induced by light emitting diode-derived blue light. Sci Rep. 2014;4: 5223.

12. Liebel F, Kaur S, Ruvolo E, Kollias N. Irradiation of Skin with Visible Light Induces Reactive Oxygen Species and Matrix-Degrading Enzymes. J Invest Dermatol. 2012;132:1901-1907.

13. Nimse SB, Pal D. Free radicals, natural antioxidants, and their reaction mechanisms. RSC Adv. 2015;5:27986-28006.

14. Pompella A, Visvikis A, Paolicchi A, De Tata V, Casini AF. The changing faces of glutathione, a cellular protagonista. Biohem Pharmacol. 2003;66:1499-1503.

15. Ahmad S. Antioxidant Mechanisms of Enzymes and Proteins. Oxid Stress & Antioxidant Defense. 1995;7:238-272.

16. Yen GC, Duh PD, Lin CW. Effects of resveratrol and 4-hexylresorcinol on hydrogen peroxide-induced oxidative DNA damage in human lymphocytes. Free Rad Res. 2003;37:509-514.

17. Kamal-Eldin A, Pouru A, Eliasson C, Åman P. Alkylresorcinols as antioxidants: Hydrogen donation and peroxyl radical-scavenging effects. J Sci Food Agric. 2000; 81:353-356.

18. Gryazeva IV, Davydova OK, Deryabin DG. Evaluation of the potential of alkylresorciniols as superoxide anion scavengers and sox- regulon modulators using nitroblue tetrazolium and bioluminiscent cell-based assays. Cell Mol Biol Lett. 2015;20:24-37.

19. Zhang W, Xiao S, Ahn DU. Protein oxidation: basic principles and implications for meat quality. Crit Rev Food Sci Nutr. 2013;53:1191- 1201.

20. Gkogkolou P, Böhm M. Advanced glycation end products. Key players in skin aging. Dermatoendocrinol. 2012;4:259-270.

21. Cheriot SC, Billaud C, Nicolas J. Use of experimental design methodology to prepare Maillard reaction products from glucose and cysteine inhibitors of polyphenol oxidase from eggplant (Solanum melon gena). J Agric Food Chem. 2006;54:5120-5126.

22. Schmid D, Muggli R, Zülli Fred, Mibelle AG. Collagen glycation and skin aging. Mibelle Biochemistry Publication Cosmetics. 2002;1-6.

23. Pageon H. Reaction of glycation and human skin: The effects on the skin and its components, reconstructed skin as a model. Pathologie Biologie. 2010;58:226-231.

24. Lawrence T. The Nuclear Factor NF-kB Pathway in Inflammation. Cold Spring Harb Perspect Bio. 2009;l 1: a001651.

25. Li X. NF-kappaB-dependent signaling pathways. Exp Hematol. 2002;30:285-296.

26. Gliwa J. The antioxidant and anti-inflammatory activities of alkylresorcinols from rye bran. Carleton University Canada. 2003;20:1-6.

27. Nam NH. Naturally Occurring NF-kB Inhibitors. Mini Rev Med Chem. 2006;8:945-951.

28. Kim SG, Lee SW, Park YW, Jeong JH. 4-hexylresorcinol inhibits NF- κB phosphorylation and has a synergistic effect with cisplatin in KB cells. Oncol Rep. 2011;26:1527-1532.

29. Kaur S, Kizoulis M, Fantasia J, Oddos T, Bigot N. 4-Hexyl-1,3- phenylenediol, a nuclear factor-κB inhibitor, improves photodamaged skin and clinical signs of ageing in a double-blinded, randomized controlled trial. Br J Dermatol. 2015;173:218-226.

Liên hệ tới: Deprez P, Scientific Department, Skin Tech Pharma Group, C/Pla de l’Estany, 29 (Pol. Industrial “El Pla”), Castelló d’Empúries 17486, Cataluña, Spain, E-mail: phd@estetik.com

Nhận: February 08, 2019, Phê duyệt: March 08, 2019, Xuất bản: March 20, 2019

Trích dẫn: Deprez P (2019) 4-Hexylresorcinol a New Molecule for Cosmetic Application. J Biomol Res Ther, 8: 170. doi: 10.35248/2167-7956.19.8.170

Bản quyền: © 2019 Deprez P, et al. Đây là một bài viết truy cập mở được phân phối theo điều khoản của Giấy phép Ghi nhận tác giả Creative Commons, cho phép sử dụng, phân phối và sao chép không hạn chế dưới mọi hình thức, miễn là tác phẩm gốc được trích dẫn hợp lý.