Archiv für das Jahr: 2018

Was sind Peptide ?

Peptide sind Stoffe, welche aus, mit Peptidverbindungen, verbundenen Aminosäuren bestehen. Sie sind in jedem Organismus zu finden, und machen alle Proteine aus^[1].

Was sind Peptide chemisch ?

Peptide bestehen aus Aminosäuren, welche mittels Peptidbindungen miteinander verbunden sind. Peptidbindungen entstehen, wenn zwei oder mehrere Aminosäuren über ihr Amin (NH2) und Carboxyl (COOH) unter Wasserabspaltung ein Amid bilden. Organismen können auschlißlich mit -Aminosäuren der L-Form Peptide bilden, da diese in der tRNA genetisch für die Herstellung codiert sind. Sie können weiter Unterteilt werden, so sind Peptide bis zu einer Aminosäure Anzahl von 10 sogenannte Oligopeptide, bis zu einer von 100 Polypeptide und ab 100 Aminosäuren in einer Kette Makropeptide. Zudem gibt es Glyko-, und Lipoproteine, an welche jeweils Zucker, oder Fette gebunden sind. Ringförmige Peptide heißen Cyclopeptide und bilden ebenfalls eine Subgruppe. Die Makropeptide werden auch Proteine genannt, wobei Proteine die Eigenschaft besitzen, sich zu entfallten, und in bestimmten Formen zusamen zu finden^[2].

Was ist sind ihre Aufgaben im Körper ?

Im Körper besitzen die Peptide viele Aufgaben. Neben der Synthese von Proteinen, haben sie auch Eigenschaften, wie z.B. entzündungshemmend oder entzündungsfördernd zu wirken, als Hormone zu fungieren, und sie besitzen antimikrobielle, antimikrobiotische und antivirale Eigenschaften^[3].

Wie werden sie Hergestellt ?

Im Körper helfen Ribosome dabei Proteine herzustellen. Hierbei werden an ihnen lange Ketten aus Peptiden synthetisiert, welche sich anschließend auffalten. Hierdurch können selektiv bestimmte Sequenzen hergestellt werden. Synthetisch ist dies nicht so einfach. Im Labor z.B. fehlen diese Ribosome, und die Hilfsenzyme die die richtigen Sequenzen formen. Deshalb entstehen neben dem gewüschtem Produkt auch eine vielzahl an Nebenprodukten. Um also bestimmte Peptide und Sequenzen zu erhalten benutzt man entweder bestimmte Stoffe als „Schutzgruppe“ oder Enzyme, welche die Synthese von Nebenprodukten verhindern^[4].

Was machen sie in Kosmetika ?

Peptide werden oftmals in Kosmetika eingesetzt, und als Anti-Aging Wunder angepriesen. Sie sollen Falten mindern, und so für eine glattere Haut sorgen. Sie werden synthetisch hergestellt und deshalb hauptsächlich in konventioneller, nicht jedoch in Naturkosmetik, verwendet. Ihre Wirkungen wurden bis jetzt nur teilweise untersucht, machen jedoch einen guten Eindruck auf eine ordentliche Wirkungsweise^[5].

Quellen:

Wikipedia^{[1][2][3][4][5]}

Artikel zu Peptiden in Kosmetika^[5]

  Was sind Phospholipide ?

Phospholipide sind Fette (Lipide lat. Lipos – Fett), mit einer Phosphatgruppe (PO₄). Sie machen einen Großteil jeder Zelle aus, und gehören zu den polaren Lipiden^[1].

Was sind Phospholipide chemisch ?

Phospholipide sind lange Ketten aus Kohlenwasserstoff, den Fetten, welche jeweils mit einem Phosphat Teil bestückt sind, welcher als Kopf fungiert. Sie sind natürliche Tenside, mit einem unpolarem Schweif und einem polarem Kopf. Hierdurch lösen sie sich in Fetten und Wasser. Man unterscheidet zwischen drei Unterkategorien:

– Phosphoglyceride; Sie sind Phospholipide mit einem Glycerin Grundgerüst

– Sphingomyeline; Sie sind Sphingolipide mit einer Phosphatgruppe

– Plasmalogene; Sie haben einen ungesättigten Alkohol statt einer Fettsäure. Sie machen 50% der Phospholipide des Herzens, und 10% des Zentralen Nervensystems aus. Ihre genaue Funktion ist jedoch noch nicht geklärt^[2].

Was ist ihre Aufgabe im Körper ?

Sie treten in Form von Biomembranen in unterschiedlichen Weisen auf. So können sie als Mizellen, globulären (Kugelförmigen) Strukturen, bei welchen die lipophilen Schwänzchen nach innen Zeigen, und die Köpfe nach außen vorkommen. Eine andere Möglichkeit für sie Biomembranen zu bilden ist in Form von Lipiddoppelschichten. Diese finden sich in jeder Zelle, und machen ihre Wände aus. Hierbei finden sich jeweils eine Reihe zusammen welche mit dem Kopf nach unten, und eine andere welche den Kopf nach oben streckt. Ebenfalls können sie sogenannte Liposome bilden. Liposome sind globuläre Lipiddoppelschichten, bei welchen nach innen, und nach außen die polaren Köpfe getreckt sind, und zwischen ihnen die unpolaren Schwänzchen liegen. Phospholipide sind für den typischen Membranaufbau verantwortlich. Es ist ebenfalls sehr wahrscheinlich, dass sie in der Zukunft als Biomarker für die Krebsbehandlung verwendet werden^[3]. 

Findet man Phospholipide auch in der Kosmetik ?

Ja, als sogenannte Lecithine. Lecithine werden aus Soja gewonnen und sind Phospholipide, welche sich aus Fettsäuren, Glycerin, Phosphorsäure und Cholin zusammensetzten. Sie kommen in Menschen-, Tieren- und Pflanzenmembranen vor. Es ist essentiell für die Bildung von Biomembranen und ist wichtiger Bestandteil des Lipidstoffwechsels. Es besteht aus einem Phospholipid, welches als Bindungspartner am Phosphat das Cholin hat. Cholin ist eine sogenannte quartäre Ammoniumverbindung, welche am Stickstoff eine positive Ladung trägt. Diese Eigenschaft macht es zu einem zwitterionischem Tensid. Lecithin findet z.B. in der Nahrungsmittelindustrie, als Backzutat, zur Herstellung von kleb armen Teigen oder als Konsistenzgeber in Schokolade Anwendung. In der Kosmetik werden sie aufgrund ihrer rückfettenden und pH-Wert regulierenden Eigenschaften angewendet. Sie unterstützen damit den natürlichen Schutzmantel der Haut, und durch seinen hohen Gehalt an Linol- und Linolensäure wirkt es Hautkrankheiten entgegen^[4].

–

Quelle:

Wikipedia^[1][2][3]

Artikel zu Lecithin und Gentechnik^[4]

Was ist Mikroplastik ?

Als Mikroplastik bezeichnet man Plastikpartikel kleiner als 5mm. Sie sind schwer biologisch abbaubar, und sind zu Hauf anzutreffen^[1].

Wie entsteht Mikroplastik und was sind dessen Eigenschaften ?

Mikroplastik entsteht durch Versprödung von Plastik, durch UV-Strahlen, und dessen mechanischem Abriebes. Sie werden aber auch beabsichtigt hergestellt, so z.B. Für Kosmetika, wie Zahnpasta und Duschgel. Ihr Eigenschaften machen die Plastiken aus, welchen sie entspringen u.a. Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP). Jedoch teilen sie einige Eigenschaften, so z.B. ihre schlechte biologische Abbaubarkeit, und ihre Adsorptionsfähigkeiten (die Fähigkeit andere Stoffe an sich anzulagern). Mikroplastik entsteht, nach einer niedersächsischen Landeserklärung, mit den drei Hauptursprüngen, aus Gummireifen Abrieb, Produktions- und Transportverluste und Kunstrasen Abrieb. Ebenfalls kommen sie in Nahrungsmittel vor, durch Abrieb von Verpackungen aus Plastik, aber auch scheinbar Plastik freie Behältnisse wie Glas weisen u.a. Schmierstoffe aus Kunststoff auf^[2].

Warum ist Mikroplastik ein Problem ?

Mikroplastik ist nicht toxisch für Menschen, weshalb es überhaupt zugelassen ist (bzw. In geg. Ländern war), jedoch ist es Umweltgefährdend. Es ist nur sehr schwer biologisch abbaubar, und kann deshalb lange in der Umwelt und in Fischen bestehen bleiben. Durch seine Adsorbtionsfähigkeiten setzen sich am Plastik Bakterien, und Giftstoffe an, welche mit ihm mit getrieben werden. Es löst in Wattwürmern Magenreizungen und einen niedrigeren Energiehaushalt aus, wodurch diese nicht mehr so viele Nährstoffe an die Oberfläche tragen. Ebenfalls setzen sich Bakterien auf ihnen fest, welche, sollten sie in Wasseraufbereitungsanlagen kommen, zu enrnsthaften Problemen für die Wasserversorgung führen können. Nach dem G-20 Treffen im Juni 2017 wurden Schritte gegen Mikroplastik eingeleitet, so ist der Gebrauch von Mikroplastik in Kosmetika seit Juli 2017 in den USA verboten, und Großbritannien ist der erster europäische Gesetzgeber, welcher sie in Zahnpasta und Duschgel verbietet. Der Bund fordert hierbei seit längerem ein europaweites Verbot^[3].

Warum gibt es Mikroplastik in der Kosmetik ?

In der Kosmetik wird Mikroplastik als Konsistenzgeber benutzt. Sie geben dem Produkt eine gewisse Geschmeidigkeit und ein gutes Hautgefühl. Sie werden ebenfalls aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften als Partikel in Peelings benutzt, hierbei sollen sie groben Schmutz von der Haut entfernen, indem sie ihn abtragen, und die Haut etwas gröber schrubben.^[4]

Gibt es Alternativen zu Mikroplastik ?

Ja tut es, seit längerem werden Biowachse, so z.B. Das Cernaubawachs, in Kosmetika eingesetzt. Es stammt von der, in Brasilien wachsenden, Cernaubapalme, besitzt eine gelbliche Farbe, ist hart und spröde, und besitzt den höchsten Schmelzpunkt aller natürlichen Wachse mit 80-87°C. Zudem enthält es keine Duftstoffe, was für Allergiker bedeutsam ist^[4].

Quellen:

Wikipedia^[1][4]

Bericht zu den Auswirkungen von Mikroplastik auf Wattwürmer^[3][4]

Artikel vom Bund über Mikroplastik^[2][3]

 

Was sind Metalle ?

Metalle sind eine Gruppe von Elementen, welche ganz bestimmte Eigenschaften Teilen. Solche sind z.B. Ihre hohe elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit, ihre verhältnissmäßig gute verformbarkeit und ein metallischer Glanz^[1]. 

Warum sind Metalle wie sie sind ?

Im gegensatz zu allen anderen Elementen haben Metallatome keine festen Plätze für Elektronen. Sie haben eine sogenannte Gitterstruktur, in welchen ihre Kerne (bestückt mit Pro- und Neutronen) feste Plätze haben, jedoch ihre Elektronen frei beweglich (auch delokalisiert genannt) sind. Elektrischer Strom ist nur die Bewegung der Elektronen im Material, und deren Freiheit zur Bewegung gibt die Leitfähigkeit von Materialien vor (Dies wird über das quantenmechanische Bändermodell beschreiben). Ebenso ist thermische Energie nur die Bewegung von Teilchen in einem bestimmten Intervall, welche ebenfalls mit der Freibeweglichkeit der Elektronen in Metallen zu tun hat. Zudem können diese Elektronen Strahlung jeglicher Wellenlängen bis zur Röntgenstrahlung auch wieder emittieren (abgeben), was ihren Glanz erklärt^[2].

Welche Metalle kommen für Kosmetik in Frage ?

Als Metalle kommen alle Alkali-, Erdalkali-, und Übergangsmetalle in Frage. Diese sind:

Aluminium, Beryllium, Bismut, Blei, Cadmium, Chrom, Eisen, Gallium, Gold, Indium, Iridium, Kalium, Cobalt, Calcium, Kupfer, Magnesium, Mangan, Molybdän, Natrium, Nickel, Osmium, Palladium, Platin, Quecksilber, Rhodium, Ruthenium, Silber, Tantal, Titan, Uran, Vanadium, Wolfram, Zink, Zinn und Zirconium um die wichtigsten zu nennen.

Ausschließen kann man :

-Blei, Cadmium, Nickel, Quecksilber, Beryllium, Cobalt und Vanadium, da sie giftig, und Uran weil es radioaktiv ist.

Zudem auch:

-Indium, Iridium, Rhodium, Ruthenium, Tantal, Palladium und Platin, da diese extrem selten sind. Gold und Silber auch, jedoch nicht derartig selten.

Die Übrigen sind demnach:

-Aluminium, Bismut, Chrom, Eisen, Gallium, Gold, Kalium, Kupfer, Magnesium, Mangan, Molybdän, Natrium, Osmium, Silber, Titan, Wolfram, Zink, Zinn, Kalium, Calcium und Zirkonium.

Aluminium(Al)	Bismut(Bi)	Chrom(Cr)	Eisen(Fe)	Gold (Au)	Kalium(K)	Magnesium(Mg)
-Dritt häufigstes Metall -Kommt selten elementar vor -Guter Leiter Leichtmetall -Für Menschen leicht toxisch	-Leicht radioaktiv -Tritt elementar auf -Schlechter Leiter -Besitzt den stärksten „Hall-Effekt“	-Kommt nur selten elementar vor -Man nimmt an, dass Chrom3+ Ionen am Kohlenhydratstoffwechsel teilhaben	-Sehr häufiges Element -Selten elementar -Essentiell für den Menschen -Moderater Leiter	-Sehr selten -Kommt elementar vor, da sehr inert -Sehr weich -Sehr guter Leiter -Wird kolloidal in der Medizin benutzt	-Kommt nur als Kation vor -Elementar hat es keinen Nutzen -Essentiell als Kation für den Menschen	-Kommt nicht elementar vor -Ist sehr leicht -Essentiell für den Menschen
Mangan(Mn)	Molybdän(Mo)	Natrium(Na)	Osmium(Os)	Silber(Ag)	Titan(Ti)	Wolfram(W)
-Recht häufiges Metall -Kommt nicht elementar vor -Essentiell für Menschen -Wirkt jedoch auch Neurotoxisch	-Sehr hart -Essentiell für Menschen	-Recht häufig -Kommt nicht elementar vor -weich und leicht -Essentiell für Menschen	-Sehr seltenes Metall -Kommt elementar vor -Sehr teuer -Sehr hohe Dichte -Keinen industriellen Nutzen	-Selten, jedoch 20mal häufiger als Gold -Bester Leiter aller Elemente -Sehr weich -Wirkt kolloidal Antibakteriell -Bei Akkumulation giftig	-Sehr häufiges Metall -Bildet eine sehr resistente Oxidschicht	-Höchster Schmelz und Siedepunkt aller Elemente -chemisch Resistent
Zink(Zn)	Zinn(Sn)	Calcium(Ca)	Zirconium(Zr)	Gallium(Ga)	Kupfer(Cu)	[3]
– Recht häufig – Durch Oxidschichten reaktionsträge – Essentiell für Menschen	– Recht häufig – Durch Oxidschichten reaktionsträge – Selbst in hohen konzentrationen ungiftig	– Recht weich – Sehr häufiges Element -Essentiell für Menschen	– Recht häufig – Relativ weich -Reaktionsträge durch Oxidschichten – In großen Konzentrationen nicht toxisch	– Etwas selten – Kommt nicht elementar vor – Sehr niedriger Schmelzpunkt – Wirkt reizend auf Haut und Atemwege	– Recht häufiges Element – Wirkt antibakteriell – Zweitbester Leiter der Elemente – Kommt elementar vor

Nun muss man daran denken, dass viele Metalle meist nicht als Metalle behalten bleiben, sondern durch Umwelteinflüsse oder ihre eigene Reaktivität als Verbindungen vorzufinden sind. Solche Verbindungen sind demnach keine Metalle mehr, und müssen ausgeschlossen werden. Auch Oxidschichten, dünne Schichten des Metalloxides, die das Metall umgeben, werden ausgeschlossen, da diese Oxidschicht ihre eigentlichen Eigenschaften und Reaktivität mindern. Übrig bleiben demnach : Eisen, Gold, Magnesium, Molybdän, Osmium, Silber, Wolfram, Kupfer und Chrom.

Zudem werden diese Metalle als Pulver und nicht als feste Blöcke oder Stäbe in der Kosmetik angewendet, weshalb einige dieser Metalle erneut ausfallen, da sie in Pulverform reaktiver sind. Somit bleiben : Gold, Molybdän, Osmium, Silber, Wolfram und Kupfer. Bereits genutzt sind Gold und Silber Nanopartikel, wobei Silber antibakteriell wirkt, und Gold gegen psychische Erkrankungen benutzt wird^[4]. Molybdän, hat einige wichtige Aufgaben im Organismus, und ist somit essentiell, ein Mangel jedoch ist sehr selten, und kommt so gut wie nie vor, weshalb eine Zugabe über die Haut überflüssig wird^[5]. Osmium ist ein Edelmetall, und neben seiner Seltenheit auch scher zu gewinnen. Es gibt so gut wie keine Anwendungsbereiche, mit Ausnahme für Luxusartikel, wie Füllfederhalter oder Plattenspielernadeln^[6]. Wolfram ist sehr beständig gegenüber Umwelteinflüssen, und selbst starke Säuren und Basen vermögen es nicht es aufzulösen^[7]. Aufgrund dessen wird Wolfram zum größtem Teil wieder ausgeschieden, und hat keine physiologische Wirkung^[8]. Chrom steht in Diskussion, für die Kohlenhydratverwertung des Menschen eine Rolle zu spielen, dies konnte jedoch noch nicht beweisen werden^[9]. Ein Metall das besonders im Blick der Kosmetikindustrie steht, ist das Kupfer. Es wirkt antibakteriell und entzündungshemmend, ebenfalls fördert es die Bindung von Kollagen und Elastin im Bindegewebe, was Falten mindert, und die Haut glatter und ebener macht. Zudem soll es gegen graue Haare helfen, indem es bei der Produktion von Farbpigmenten hilft, so z.B. beim Melanin^[10].

Was ist nun die Schlussfolgerung ?

Es gibt viele Metalle, einige wurden erst gar nicht besprochen. Und sie haben viele verschiedene Eigenschaften. Manche sind essentiell, und Menschen könnten ohne sie nicht Leben, und andere sind ganz und gar giftig oder tödlich. Gold, Silber und Kupfer als Metalle, ob als Nanopartikel oder nicht, können dem Körper wirklich helfen.

Quellen:

Wikipedia^{[1][2][6][7][8][10]}

Artikel zu den Anwendungsbereichen von kolloidalem Gold ^[4]

Artikel zu den Anwendungsbereichen von kolloidalem Silber ^[4]

Artikel zu einigen wichtigen Spurenelementen ^[3][5][9]

Bildquellen: Wikimedia Commons, Flickr. Die Bildrechte gehen and die Besitzer der Bilder.

Was sind Glykole ?

Glykole sind sogenannte zweiwertige Alkohole, genauer noch unter der Bezeichnung 1,2-Diole. Sie zeichnen sich durch zwei Hydroxidgruppen aus, und haben unterschiedliche Nutzen und Verwendungen^[1].

Was sind Glykole chemisch ?

Die Diole haben alle recht tiefe Gefrierpunkte von -14 bis -55°C, sind meist etwas bis stark Viskos, bilden Explosive Dampf-Luft Gemische, riechen und schmecken süßlich und haben gute Löse- und Schmiereigenschaften. Sie zeichnen sich durch zwei -OH Gruppen aus, was sie zu zweiwertigen Alkoholen macht (Di – zwei | -ol Endung für Alkohole). Sie werden in der chemischen Industrie aufgrund ihrer zwei -OH Gruppen zu Polymeren verarbeitet. Die meisten Glykole sind giftig und haben neurotoxische (Nervengift) und nephrotoxische(Nierengift) Abbauprodukte, wie z.B. Glycolsäure und Oxalsäure^[2].

Wofür werden Glykole benutzt ?

Glykole werden aufgrund ihrer tiefen Gefrierpunkte als Frostschutz-, Kühl-, und Enteisungsmittel verwendet. Sie finden ebenfalls Anwendung als Hydraulikflüssigkeiten, Lösemittel und Emulgatoren in der Chemie und als Waschrohstoffe. So z.B. auch Ethylenglykol und Propylenglykol, wobei Ethylenglykol, durch seine hohe Toxizität durch Propylenglykol zum größtem Teil ersetzt wurde^[3].

Wieso sind Glykole in der Kosmetik ?

In der Kosmetik werden Glykole meist, auf Grund ihrer Viskosität und Polarität, als Emulgatoren, oder Trägerstoffe für Antioxidantien, Gerüche oder Wirkstoffe benutzt. Hierbei sind häufig Propylengrlykol und Polyproylenglykol in Nutzung, da sie diese Aufgaben meistern, und relativ untoxisch sind^[4].

Was ist das Problem mit Glykolen in der Kosmetik ?

Polypropylenglykol (PEG) macht die Haut durchlässiger, für Wirkstoffe und Schadstoffe. Es kann gleichermaßen helfen, und schaden, weshalb es unter Kritik steht. Da es jedoch nicht selbst toxisch ist, gilt es als akzeptabel für die meisten Hersteller und Behörden. PEG kann Allergien hervorrufen, indem es die Haut durchlässiger macht soll es Wirkstoffen helfen in den Organismus einzudringen, schleust jedoch auch Unerwünschte Stoffe in den Körper, und das für eine längere Zeit als das Kosmetik Produkt wirkt^[5].

Gibt es Alternativen ?

Vorhandene Alternativen gibt es noch nicht, aufgrund des Propylenglykols, welches eine sehr geringe Toxizität, mit allen gefragten Eigenschaften besitzt. Es kann als Ersatz für Polyethylenglykol, welches die Haut durchlässiger macht. Ebenfalls kann es aus Mais gewonnen werden, ist 100% biologisch abbaubar, reizt und rötet nicht, und stört weder das Immunsystem noch die Hautbarriere^[6].

Quellen:

Wikipedia^[1][2][3]

Wissenschaftlicher Artikel zur Herstellung von Propylenglykol^[6]

Artikel zu Propylenglykol in Kosmetika^[4]

Artikel zu Polyethylenglykol^[5]