Was ist "Ascorbylpalmitat" und wozu dient es?

Das Vitamin C ist in verschiedenen aktiven Formen verfügbar, darunter Ascorbylpalmitat (INCI : Ascorbyl Palmitate). Definitionsgemäß handelt es sich um ein synthetisches Esterderivat der Ascorbinsäure mit lipophilen Eigenschaften, gebildet aus Vitamin C und Palmitinsäure, einer gesättigten Fettsäure.

Anekdote : Das Ascorbylpalmitat wurde in den 1960er Jahren erstmals als Antioxidans in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie kommerziell eingeführt. Die Urheberschaft seiner Entdeckung bleibt zwischen zwei bedeutenden Wissenschaftlern umstritten: dem US-amerikanischen Chemiker Lloyd A. HALL bekannt für seine Arbeit zur Identifizierung des Oxidationsprozesses in lipidhaltigen Lebensmitteln, und Dr. Albert SZENT-GYÖRGYI, ungarischer Biochemiker und Nobelpreisträger, bekannt für die Entdeckung der Ascorbinsäure und seiner antioxidativen Eigenschaften.

Das Ascorbylpalmitat wurde insbesondere entwickelt, um die Stabilitäts- und Permeabilitätsprobleme von Vitamin C, und dabei seine positiven Wirkungen bewahrt. Obwohl es sich um einen der stärksten Antioxidantien handelt, oxidiert Vitamin C nämlich rasch bei Lichteinwirkung, liefert dann nicht mehr die erwarteten Ergebnisse und kann unerwünschte Effekte hervorrufen.

Einer der Hauptvorteile von Ascorbylpalmitat gegenüber seinen homologen Verbindungen ist seine Löslichkeit. Dieser Ascorbinsäureester weist amphiphile Eigenschaften, mit sowohl hydrophilen als auch lipophilen Eigenschaften, wodurch er sich in wässrigen und lipidhaltigen Lösungen auflösen kann.

Es ist auch dafür bekannt, bei einem neutralem pH, im Gegensatz zu reinem Vitamin C, das einen pH-Wert unter 3,5 benötigt, um seine Stabilität zu verbessern und die Penetration zu erleichtern, wodurch Ascorbylpalmitat leichter zu formulieren und weniger reizend.

Laut einer vergleichenden Studie scheint diese verbesserte liposomale Variante des normalen Vitamin C eine "ähnliche" Stabilität wie Ascorbinsäure aufzuweisen. Forschungen haben sogar gezeigt, dass andere Formen eine bessere Langzeitstabilität besitzen und somit nicht unempfindlich gegenüber dem Abbau durch kontinuierliche Hitzeeinwirkung und aeroben Bedingungen.

Tatsächlich ist ihre chemische Modifikation, nämlich die Hinzufügung einer lipophilen Komponente, am C6-Atom lokalisiert, wodurch die Ascorbinsäure weniger gut vor Hydrolyse geschützt ist. Allerdings deuten einige Daten darauf hin, dass die Stabilität des Ascorbylpalmitats von der Struktur des formulierten Systems abhängt: Gel-Cremes bieten diesem Inhaltsstoff eine bessere Stabilität als Öl-in-Wasser-Emulsionen.

Andererseits haben Studien gezeigt, dass dieEinkapselung des Ascorbylpalmitats in Liposomen dazu beitragen kann, den Wirkstoff zu schützen und seine Stabilität zu verbessern und zusätzlich seine Penetration durch die Hornschicht zu fördern.

Im Gegensatz dazu haben Publikationen gezeigt, dass Ascorbylpalmitat offenbar leicht in die Hornschicht eindringt aufgrund seiner lipophilen Natur, im Gegensatz zur hydrophilen Ascorbinsäure. Allerdings, obwohl es eine verbesserte kutane Penetration aufweist, verbleibt es an der Oberfläche der Zellen und wird daher nicht leicht in L-Ascorbinsäure, die biologisch aktive Form, umgewandelt.

In mehr als tausend kosmetischen Produkten (Lippenbalsame, After-Sun-Lotionen, Shampoos, Gesichtsseren, Rasurvorlotionen usw.) vereint Ascorbylpalmitat für sich allein einige der anerkannten Eigenschaften der Ascorbinsäure und der Palmitinsäure.

• Antioxidans : Im Gegensatz zum wasserlöslichen Vitamin C kann sich Ascorbylpalmitat, eine lipophile und amphipathische Form, an die Zellmembran anlagern, wo es dazu beiträgt, die Membranlipide vor Peroxidation zu schützen. In einer In-vitro-Studie mit menschlichen Erythrozyten zeigten May et al. (1999), dass Ascorbylpalmitat sich an der äußeren Zelloberfläche anlagert und dazu beiträgt, α-Tocopherol (Vitamin E) und ungesättigte Fettsäuren vor der durch externe Oxidantien induzierten Oxidation zu bewahren. Dieser Mechanismus beruht auf seiner Fähigkeit, freie Radikale zu reduzieren und Vitamin E in seine aktive Form zu regenerieren, wodurch die membranären Schäden begrenzt werden. Diese Beobachtungen untermauern seine Rolle als lipidischer Antioxidansschutz, obwohl weitere in vivo ergänzende Studien erforderlich sind, um diese biologischen Effekte zu bestätigen.

• Indirekte antiinflammatorische Funktion: In einer ersten Studie wurde gezeigt, dass Probanden mit Sonnenbrand, die mit topischem Ascorbylpalmitat (5 %) behandelt wurden, etwa 50 % schneller eine Reduktion des Erythems aufwiesen als unbehandelte Hautareale. Diese Ergebnisse wurden durch eine klinische Studie an asiatischen Frauen bestätigt, in der die lokale Anwendung einer topischen Formulierung aus Ascorbylpalmitat und Natriumascorbylphosphat das Gesichtserythem signifikant verringerte. Die Forscher führen diese Effekte auf die antioxidative Aktivität des Ascorbylpalmitats zurück: Durch Abschwächung des oxidativen Signals wird die Aktivierung proinflammatorischer Mechanismen gehemmt.

• Inhibitor der Melaninproduktion (Anti-Melanogenese): Eine klinische Studie mit 33 asiatischen Frauen bewertete die Wirkung einer Emulsion, die Ascorbylpalmitat und Natriumascorbylphosphat kombiniert, auf die Hautpigmentierung. Nach 12 Wochen Anwendung zeigten die Ergebnisse eine signifikante Reduktion des Melaningehalts, was auf eine synergistische depigmentierende Wirkung beider Vitamin-C-Derivate hinweist.

  Dieser Befund ist auf ihre antioxidative Wirkung zurückzuführen: Durch die Neutralisierung freier Radikale hemmen sie die Aktivierung der Signalwege, die die Tyrosinase, das Schlüsselenzym der Melaninsynthese, stimulieren. Indem sie so die oxidative Stimulation der Melanozyten reduzieren, könnte diese Kombination dazu beitragen, die Braune Flecken. Diese Studie weist jedoch mehrere Einschränkungen auf: Sie ist die einzige verfügbare Untersuchung, die an einer Kombination aus zwei Vitamin-C-Derivaten durchgeführt wurde, und beruht auf einer kleinen Kohorte ohne pigmentäre Hautstörungen.

  Obwohl gezeigt wurde, dass Ascorbylpalmitat potenziell eine aufhellende und antimelanogenetische Wirkung haben kann — was seinem antioxidativen Wirkmechanismus zugeschrieben wird —, sind die derzeitigen Nachweise jedoch begrenzt,weshalb weitere Forschungen erforderlich sind, um die eigenständige Wirksamkeit von Ascorbylpalmitat zu bestätigen.

• Stimulator der Kollagensynthese: Im Jahr 1998 zeigte eine Studie in vitro an Kulturen menschlicher Vorhautfibroblasten, dass Ascorbylpalmitat in Konzentrationen zwischen 5 und 20 μM, also bei niedrigeren Konzentrationen als bei Ascorbinsäure. Dieses Produktionsniveau entsprach dem, das bei 100 μM Ascorbinsäure erzielt wurde.

  Die mit 10 μM 6-O-Palmitoylascorbat für 36 Stunden behandelten Zellen zeigten eine dreimal höhere Kollagenproduktion als unter 10 μM Vitamin C beobachtet.

  Eine mögliche Erklärung für diese bei niedriger Dosierung überlegene Wirksamkeit ist die lipophile Natur und die höhere Oxidationsbeständigkeit des Ascorbylpalmitats, wodurch es in den Zellen höhere und länger anhaltende Konzentrationsniveaus aufrechterhalten kann als klassische Ascorbinsäure. Indem es die Kollagenproduktion unterstützt, könnte es somit zur Erhaltung der Festigkeit und Elastizität der Haut beitragen.

• Regulierendes Potenzial für die Sebumproduktion (Seboregulator): Eine klinische Studie mit 11 erwachsenen Frauen zeigte, dass die kombinierte Anwendung von Ascorbylpalmitat und Natriumascorbylphosphat in einer Emulsion ermöglichte, den Sebumgehalt der Gesichtshaut nach dreiwöchiger Anwendung zu reduzieren, da sie das Potenzial besitzen, die 5-α-Reduktase zu hemmen und freie Radikale zu neutralisieren, die für die Lipidperoxidation verantwortlich sind. Diese Wirkung könnte für Mischhaut bis fettige Hauttypen vorteilhaft sein.

  Verglichen mit anderen Formen von Vitamin C soll Ascorbylpalmitat feuchtigkeitsspendende Eigenschaften dank seines Palmitatanteils aufweisen.

Welche Vorteile bietet Ascorbylpalmitat für das Haar?

In Haarpflegeprodukten ist Ascorbylpalmitat vor allem dafür bekannt um empfindliche Wirkstoffe in Haarfärbemitteln vor Oxidation zu schützen und bei deren Stabilisierung zu unterstützen, und zwar als Antioxidans in Konzentrationen zwischen 0,01 und 0,2 %. Bislang hat jedoch keine spezifische Studie direkte Effekte auf die Haarfaser oder die Kopfhaut nachgewiesen.

Allerdings könnte es durch die Extrapolation seiner dokumentierten Hautwirkungen theoretisch dazu beitragen, das Auftreten von weißen Haaren, das mit der Oxidation der Melanozyten zusammenhängt, zu verzögern und zur Erhaltung der Keratinqualität mit seinen antioxidativen Eigenschaften beizutragen. Diese Vorteile bleiben jedoch hypothetisch und erfordern spezifische klinische Studien, um bestätigt zu werden.

Ascorbylpalmitat wird durch Esterifizierungsreaktion zwischen Ascorbinsäure und Palmitinsäure, eine gesättigte Fettsäure mit 16 Kohlenstoffatomen und Glycerin. Es gibt zwei Hauptmethoden, um dieses lipophile Antioxidans zu gewinnen. Der chemische Weg ist die traditionell am häufigsten eingesetzte Methode in der Industrie. Sie beinhaltet typischerweise die Esterifizierung von Ascorbinsäure mit Palmitinsäure in Gegenwart eines Katalysators, häufig mit konzentrierter Schwefelsäure oder Flusssäure. Allerdings erfordert dieses Verfahren in der Regel einen großen Energieaufwand, nämlich eine hohe Temperatur über einen langen Zeitraum von 10 bis 24 Stunden und kann Nebenprodukte erzeugen, die die Reinigung des Endprodukts erschweren.

Die moderne Alternative ist die enzymatische Synthese, die als umweltfreundlicheres Verfahren gilt. Dieser Ansatz nutzt Biokatalysatoren, insbesondere immobilisierte Lipasen, um die direkte Veresterungsreaktion von Ascorbinsäure mit Palmitinsäure in einem nicht-wässrigen Medium (Aceton, Acetonitril, 2-Methylbutan-2-ol, usw.). Lipasen werden bevorzugt, da sie eine hohe Regioselektivität bieten und mildere Reaktionsbedingungen (z. B. etwa 55°C) ermöglichen, wodurch die Bildung von Nebenprodukten reduziert, die Reinigung erleichtert und eine hohe Produktreinheit gewährleistet wird.

Weitgehend von Regulierungsbehörden wie der FDA anerkannt, zählt Ascorbylpalmitat zu den als sicher und nicht reizend anerkannten Substanzen für die meisten Hauttypen in den üblichen Konzentrationen. Obwohl die Daten übereinstimmen, dass es ein geringeres Irritationspotenzial, können einige Personen unerwünschte Reaktionen erfahren.

In seltenen Fällen kann es zu Hautreizungen, Erythemen und/oder Hauttrockenheit kommen, insbesondere bei Personen mit empfindlicher Haut oder bestehenden Hauterkrankungen. Daher ist vor der Anwendung dieses Wirkstoffs Vorsicht geboten. Es wird empfohlen, einen Epikutantest auf einer kleinen Hautpartie des Körpers durchzuführen, bevor man großflächig Produkte, die Ascorbylpalmitat enthalten, anwendet.

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