ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT CHUYỂN HÓA, CÁC SẢN PHẨM PHỤ VÀ CÁC THÀNH PHẦN CẤU TRÚC CỦA PROBIOTIC

Tác giả: L.-C. Lew and M.-T. Liong – School of Industrial Technology, Universiti Sains Malaysia, Penang, Malaysia

Người dịch và biên soạn: Nguyễn Thị Ngọc Huyền – Phòng nghiên cứu & phát triển ; GIAO TRADING CO.,LTD

Lợi ích của Probiotic

Probiotic đã được xem xét trộng rãi trong nhiều thập kỷ trong việc cải thiện sức khỏe đường ruột. Tuy nhiên, gần đây, nhiều nghiên cứu mới còn cho thấy rằng probiotic có thể phát huy các tác dụng tăng cường sức khỏe khác ngoài đường ruột, đặc biệt trong đó các lợi ích về da đang rất được chú ý. Các lợi ích này bao gồm: cải thiện bệnh chàm, viêm da dị ứng, chữa lành vết bỏng và sẹo, tái tạo phục hồi da và cải thiện khả năng miễn dịch tự nhiên của da.

Ngoài ra, cũng càng có nhiều nghiên cứu cho thấy các hợp chất của vi khuẩn như mảnh thành tế bào, chất chuyển hóa, các sản phẩm phụ và các thành phần cấu trúc khác cũng có khả năng tương tự probiotic. Bài viết này nhằm nhấn mạnh sự ảnh hưởng của các chất chuyển hóa, các sản phẩm phụ và các thành phần cấu trúc của Probiotic. Các hợp chất chính xác làm cơ sở ứng dụng các chiết xuất vi khuẩn trên da vào các sản phẩm mỹ phẩm dạng bôi thoa dựa trên các bằng chứng từ các nghiên cứu invivo và invitro [1].

1. Acid hyaluronic (HA)

Acid hyaluronic là dạng kết hợp của 2 loại đường cơ bản: acid glucuronic và N-acetylglucosamin, được trùng hợp tạo thành đại phân tử gồm 2000 – 2500 đơn vị. HA là một protein nền ngoại bào hiện diện chủ yếu trong da. Do khả năng liên kết với nước cao, HA thường góp phần vào cung cấp hỗ trợ cấu trúc cho tế bào biểu bì, tạo điều kiện cho việc vận chuyển các phân tử nước và các ion hòa tan trong tế bào mô đệm.

Ngoài ra các HA có trọng lượng phân tử thấp có khả năng thẩm thấu sâu hơn vào các lớp dưới da giúp làm giảm độ sâu của nếp nhăn [2].

HA trọng lượng phân tử thấp đã được báo cáo là tăng bảo vệ tế bào biểu mô bằng cách tạo ra β-defensin-2 thông qua thụ thể Toll-like-2. β-defensin-2 là một trong những loại peptid kháng khuẩn phổ biến nhất tham gia vào phản ứng chống nhiễm trùng [3].

HA còn có khả năng giữ ẩm, tăng biểu hiện của IL-8 do đó kích thích nội mạc nhận ra tổn thương và kích hoạt quá trình chữa lành vết thương [4].

Một số chủng vi khuẩn bao gồm Lactobacillus (Lactobacillus rhamnosus FTD1 & FTD1 83TD, Lactobacillus gasseri) và Bifidiobacterium (Bifidiobacterium longum BL8643 & BB8843, Bifidiobacterium bifidum BB12) đã cho thấy có khả năng tạo acid hyaluronic cả ngoại bào và nội bào. Ngoài ra cũng có một số dòng vi khuẩn khác cũng có khả năng tạo HA đã được báo cáo: Streptococcus zooepidemicus, Strptococcus thermophilus YIT2084, Pasteurella multocida, Bacillus subtilis 168 [1].

2. Sphingomyelinase (SMASE)

Sphingomyelinase là một loại enzyme có trong các thể phiến biểu bì và bản chất lớp sừng, chịu trách nhiệm sản xuất ceramide và phosphorylcholine từ tiền chất glucosylceramide và sphingomyelin; do đó, duy trì các chức năng của hàng rào bảo vệ da.

Nếu giảm ceramide ở lớp sừng sẽ gây mất nước, rối loạn chức năng bảo vệ của hàng rào lớp biểu bì bao gồm khả năng bảo vệ chống lại kháng nguyên và vi khuẩn gây hại, đặc biệt trong các trường hợp viêm da dị ứng, bệnh vẩy nến, viêm da tiếp xúc và viêm da gây kích ứng. Bên cạnh việc duy trì mức độ hydrat hóa, ceramide sphingolipids cũng chứng minh tác dụng kháng khuẩn chống lại vi khuẩn P. acnes [5].

Một số chủng Lactobacillus (L. casei BT1268, L. rhamnosus FTDC 8313 và L. gasserri FTDC 8131) và Bifidiobacterium (B. animalis subsp. Lactis BB12 và B. longum BL8643) được báo cáo là giúp duy trì các chức năng của hàng rào bảo vệ da bằng cách sản xuất enzyme SMASE [1].

3. Acid lipoteichoic (LTA)

Acid lipoteichoic là một thành phần cấu trúc thành tế bào vi khuẩn gram dương và đóng vai trò trong sự tăng trưởng sinh lý của vi khuẩn. LTA là một trong những thành phần kích thích miễn dịch của cả vi khuẩn gram dương gây bệnh và không gây bệnh.

Aulock và cộng sự nhận thấy thành phần tế bào này chịu trách nhiệm giải phóng các chất hóa ứng động như LTB4, IL-8, yếu tố bổ thể 5a (C5a), protein hóa ứng động đại thực bào-1 (MCP-1) và yếu tố kích thích xâm chiếm G-CSF trong cơ thể người. LTA được tạo ra để thành một chất kích thích mạnh, di chuyển các đại thực bào đến vị trí bị nhiễm bệnh [6].

Lactobacillus plantarum K8 được phát hiện có tác dụng chống viêm, làm lành vết thương và chống lại các tác nhân gây bệnh trên tế bào sừng thông qua ức chế interferon-gamma (IFN-γ) hoặc yếu tố hoại tử u (TNF-α) thông qua LTA [7].

4. Peptidoglycan (PG)

Peptidoglycan là thành phần cấu trúc chính của thành tế bào vi khuẩn cũng là một trong các thành phần cấu trúc của Probiotic, chịu trách nhiệm duy trì hình dạng và bảo vệ vi khuẩn chống lại sự ly giải tế bào. PG là một polymer của β-1,4-N-acetylglucosamine và acid N-acetylmuramic, liên kết với nhau bởi các peptid ngắn chứa L, D – amino acid.

Peptidoglycan là một trong các thành phần cấu trúc của Probiotic đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ da chống lại các vi khuẩn gây bệnh bằng cách kích thích hệ thống miễn dịch tự nhiên thông qua thụ thể Toll-like-2 (TLR2), dẫn đến việc tăng cường tiết ra một loạt các cytokine và chemokine có liên quan đến phản ứng miễn dịch.

PG cũng đã được chứng minh là kích hoạt yếu tố hạt nhân kB, hBD, peptid kháng khuẩn và sản xuất IL-8. PG cũng được biết đến là chất khởi đầu việc kích hoạt các tế bào killer tại vị trí lây nhiễm qua trung gian của các phân tử nhận dạng PG như CD14, protein nhận dạng PG (PGRPs), lysozyme và amidase [1].

5. Acid lactic

Acid lactic là α-hydroxy acid (AHA) – một acid hữu cơ có 1 nhóm hydroxyl gắn vào vị trí alpha của acid. Acid lactic có thể được sản xuất bằng cách lên men hoặc tổng hợp hóa học.

AHA được sử dụng nhiều trong mỹ phẩm vì đây là được xem là thành phần tẩy da chết hóa học. Nguyên nhân là do giảm sự liên kết của các tế bào sừng nhờ cơ chế giảm nồng độ ion Ca²⁺ trong lớp biểu bì. Ngoài ra, việc giảm nồng độ ion Ca²⁺ thúc đẩy sự tái tạo tế bào và làm chậm quá trình biệt hóa tế bào, giúp làn da trông trẻ hơn [8].

Tiềm năng của Acid lactic

Acid lactic có tiềm năng trong việc cải thiện chức năng của hàng rào bảo vệ da thông qua việc tăng sản xuất ceramide ở lớp sừng [9].

Acid lactic đã được áp dùng để điều trị các vấn đề của da như lão hóa da do ánh sáng, dày sừng quang hóa bao gồm bệnh vảy nến, mụn trứng cá và da khô do tăng tái tạo tế bào ở mô biểu bì, cải thiện các nếp nhăn nhẹ thông qua tăng mức độ collagen-I và Procollagen-I trong da [10].

Acid lactic cũng đã được ghi nhân như một yếu tố giữ ẩm tự nhiên (NMF) – giữ độ ẩm trong da [11]. Ngoài ra, acid lactic còn có hoạt tính kháng khuẩn chống lại các vi sinh vật gây bệnh ở da như Staphylococcus aureus, Streptococci beta haemolytic, các loài Proteus, Escherichia coli và Pseudomonas aeruginosa. Ngoài hoạt tính kháng khuẩn, ứng dụng tại chỗ của kem dưỡng da chứa acid lactic đã được khuyến nghị là một phương pháp điều trị phòng ngừa đối với mụn trứng cá [12].

Các vi khuẩn Lactobacilli có thể tạo ra acid lactic thông qua quá trình lên men carbohydrat trên da ở nồng độ đủ để biểu hiện hoạt tính kháng khuẩn chống lại hầu hết các vi khuẩn gây bệnh ở da [1].

6. Acid acetic

Tương tự như acid lactic, acid acetic có thể được sản xuất bằng cách lên men hoặc tổng hợp hóa học. Acid acetic cũng được sản xuất bởi các vi khuẩn thực hiện quá trình lên men acid lactic thông qua con đường dị hóa hexosemonophosphate hoặc pentose [13].

Các chủng vi khuẩn Lactobacilli và Bifidobacteria có thể tạo ra acid acetic ở nồng độ lên tới 3,32 mg/ml trong quá trình lên men. Acid acetic đã được chứng minh là có tác dụng kháng khuẩn đối với các loài vi khuẩn khác nhau, bao gồm Staphylococci, Staphylococcus aureus và Pseudomonas aeruginosa  [1].

7. Diacetyl

Diacetyl (2,3-butanedione) được sản xuất bởi một số loài, gồm: Leuconostoc, Streptococcus, Lactobacillus và Pediococcus. Diacetyl đã được chứng minh có khả năng chống lại hoạt động của vi khuẩn Escherichia coli và Staphylococcus aureus ở nồng độ thấp 100 ppm.

Các chủng Lactobacilli và Bifidobacteria có thể tạo ra diacetyl ở nồng độ lên tới 30 mg/ml giúp tăng cường khả năng kháng khuẩn trên da [1].

Qua bài viết này có thể thấy được tiềm năng tích cực và sự ảnh hưởng của các chất chuyển hóa, các sản phẩm phụ, các thành phần cấu trúc của probiotic cũng có tác dụng tương tự probiotic trong việc cải thiện làn da dựa trên các nghiên cứu invivo và invitro gần đây.

Về sản phẩm của chúng tôi

Với sản phẩm Probio Peel của Biotime, chúng tôi ứng dụng kết hợp chất ly giải của vi khuẩn có lợi, bao gồm vi khuẩn Bifidus, Lactobacilli và Propionic để mang lại cho các bác sĩ và chuyên gia thẩm mỹ toàn cầu giải pháp peel da an toàn, dịu nhẹ và không gây đau rát cho hầu như tất cả các loại da (kể cả da nhạy cảm) đồng thời cấp ẩm sâu, tăng cường tác dụng điều hòa miễn dịch, chống viêm và giúp cân bằng hệ vi sinh trên da.

Những chất ly giải này chứa peptid chuỗi ngắn, acid amin tự do, glucose, galactose, các acid béo, một lượng lớn vitamin nhóm B, vitamin C, PP, acid folic, glycosaminoglycan và polysacarid khác cần thiết cho củng cố cấu trúc da. Cụ thể:

• Chất ly giải của vi khuẩn Bifidus giúp điều hòa miễn dịch, chống lại tác động của môi trường bên ngoài (khói bụi, tia cực tím), phục hồi khả năng bảo vệ làn da, cải thiện khả năng giữ ẩm cho da và giảm tiết bã nhờn.
• Chất ly giải của vi khuẩn Lactobacilli giúp cân bằng hệ vi sinh trên da, tăng cường miễn dịch không đặc hiệu và bổ sung các sản phẩm trao đổi chất trong phục hồi da.
• Chất ly giải của vi khuẩn Propionic chứa nhiều các vitamin nhóm B có tác dụng kháng nấm và kháng khuẩn.

Thành phần:

Lactic Acid 25% (AHA – Đẩy nhanh bong tróc & tạo tế bào mới)

Gluconolactone 10% (PHA – Chống oxy hóa, dưỡng ẩm)

Lactobionic Acid 5% (PHA – Cấp ẩm sâu, sáng & đều màu da, giảm nếp nhăn)

Propylene Glycol – Cấp ẩm, tăng tính hấp thụ các hoạt chất khác, làm chậm lão hóa, giảm mụn

Trãi nghiệm sản phẩm tại: GIAO TRADING CO.,LTD

Tài liệu tham khảo:

1. Lew, L. C., Gan, C. Y., & Liong, M. T. (2013). Dermal bioactives from lactobacilli and bifidobacteria. Annals of Microbiology, 63(3), 1047-1055.
2. Pavicic, T., Gauglitz, G.G., Lersch, P., Schwach-Abdellaoui, K., Malle, B., Korting, H.C. and Farwick, M. (2011) Efficacy of cream-based novel formulations of hyaluronic acid of different molecular weights in anti-wrinkle treatment. J Drugs Dermatol 10, 990–1000.
3. Gariboldi, S., Palazzo, M., Zanobbio, L., Selleri, S., Sommariva, M., Sfondrini, L., Cavicchini, S., Balsari, A. et al. (2008) Low molecular weight hyaluronic acid increases the self-defense of skin epithelium by induction of beta-defensin 2 via TLR2 and TLR4. J Immunol 181, 2103–2110.
4. Taylor, K.R., Trowbridge, J.M., Rudisill, J.A., Termeer, C.C., Simon, J.C. and Gallo, R.L. (2004) Hyaluronan fragments stimulate endothelial recognition of injury through TLR4. J Biol Chem 279, 17079–17084.
5. Mizutani, Y., Mitsutake, S., Tsuji, K., Kihara, A. and Igarashi, Y. (2009) Ceramide biosynthesis in keratinocyte and its role in skin function. Biochimie 91, 784–790
6. Aulock SV, Morath S, Hareng L et al (2003) Lipoteichoic acid from Staphylococcus aureus is a potent stimulus for neutrophil recruitment. Immunobiology 208:413–422
7. Brandi J, Cheri S, Manfredi M et al (2020) Exploring the wound healing, anti-inflammatory, antipathogenic and proteomic effects of lactic acid bacteria on keratinocytes. Sci Rep 10:11572
8. Wang, X. (1999) A theory for the mechanism of action of the alpha-hydroxy acids applied to the skin. Med Hypotheses 53, 380–382.
9. Yamamoto, Y., Uede, K., Yonei, N., Kishioka, A., Ohtani, T. and Furukawa, F. (2006) Effects of alpha-hydroxy acids on the human skin of Japanese subjects: the rationale for chemical peeling. J Dermatol 33, 16–22
10. Rendl, M., Mayer, C., Weninger, W. and Tschachler, E. (2001) Topically applied lactic acid increases spontaneous secretion of vascular endothelial growth factor by human reconstructed epidermis. Br J Dermatol 145, 3–9.