20 октября 2026
Исследование проницаемости эпигаллокатехин галлата (ЭГКГ) через кожу
Введение
Изучение проникновения веществ через кожу помогает оценивать перспективы наружных лекарственных и косметических средств. Для таких экспериментов используют ячейку Франца: донорная и акцепторная камеры в ней разделены мембраной. В качестве мембраны могут выступать кожа человека или животных, а также синтетические материалы. В этой работе исследовали кожу свиного уха, свойства которой близки к свойствам человеческой кожи. EGCG (эпигаллокатехин галлат, ЭГКГ) — полифенол зелёного чая, который изучают в медицине и косметологии. Он обладает антиоксидантными и противовоспалительными свойствами; также изучается его активность в отношении 5-альфа-редуктазы. Поскольку EGCG хорошо растворяется в воде, его проникновение через кожный барьер может быть ограниченным. Поэтому цель исследования — определить кинетику проникновения EGCG и его накопления в коже.
Метод исследования
Исследование проводили на свиной коже середины внешней стороны уха в ячейках Франца, где в донорную ячейку помещали 1 мл 1% раствора EGCG, а акцепторную заполняли физ. раствором.
На поверхность кожи в ячейке Франца наносили 1 мл 1% раствора EGCG в физ. растворе, ответную часть ячейки заполняли водой. Выдерживали в течение 8 часов, отбирая из ответной части ячейки образцы через 0.5, 1, 2, 4 и 8 часов для определения количества EGCG методом ВЭЖХ.
Подготовка образцов кожи
После завершения опыта кожу извлекали из ячейки, вырезали рабочий участок, который контактировал с раствором, высушивали бумажным полотенцем, десорбировали верхний наружный слой скотчем (трижды), взвешивали и замораживали в жидком азоте, после чего измельчали.
Подготовка проб и анализ методом ВЭЖХ
К измельченному образцу добавляли 1 мл 0,1% раствора трипсина, после чего помещали в термостат с покачиванием образцов при 37 С в течение 12 ч. После этого, образец гомогенизировали на ультразвуковом гомогенизаторе до однородного состояния. К полученным гомогенатам добавляли 2 мл 70% раствора трихлоруксусной кислоты (ТХУ) и встряхивали на Vortex в течение двух минут. После этого, образцы центрифугировали на 5000 об. в течение 15 минут. Супернатант использовали для количественного определения EGCG методом ВЭЖХ. Измерение проводили при скорости потока 150 мкл/мин, температура термостата 40 градусов, Элюент А- LiClO₄ 0,2 М и HClO₄ 0,05 М, Элюент Б-ацетонитрил. Линейный градиент от 5% до 50% Б за 2000 мкл. Колонка Prontosil 120-5-C18 AQ.
Рисунок 1. График накопления EGCG в акцепторной ячейке в зависимости от времени по средним значениям с учетом стандартной ошибки.
В таблице 2 представлены данные по накоплению EGCG в коже, в зависимости от времени контакта с донорской ячейкой. На рисунке 2 приведена кривая кинетики накопления EGCG по средним значениям.
Таблица 2. Значения измерений количества EGCG в коже в зависимости от времени
|
Время в часах |
2 |
4 |
8 |
|
Значение в мкг/г |
19,9 |
31,3 |
73,69 |
|
— |
42,64 |
74,54 |
|
|
Среднее зн. |
0 |
36,97 |
74,11 |
|
Станд. Ош. |
0 |
5,67 |
0,43 |
Рисунок 2. График накопления ЭГКГ в коже в зависимости от времени по средним значениям с учетом стандартной ошибки.
Расчет скорости проницаемости
В условиях «бесконечной дозы» (концентрация в донорной камере практически постоянна) после выхода на стационарный режим поток описывается первым законом Фика: Jss=Kp*ΔC
где:
Jss — стационарный поток (мкг·см⁻²·ч⁻¹);
Kp — коэффициент проницаемости кожи (см/ч);
ΔC — разность концентраций вещества по обе стороны рогового слоя
Экспериментально Jss находят как наклон линейного участка зависимости количества проникшего вещества от времени, нормированный на площадь диффузии: Jss=dQ/A*dt
Где:
Q — кумулятивное количество вещества в рецепторной камере,
A — площадь кожи в ячейке,
t— время.
Зная Jss и ΔC, коэффициент проницаемости вычисляют как: Kp= Jss/ ΔC
Коэффициент проницаемости Kp с учетом толщины слоя мембраны рассчитывается как: Kp= Jss/ Cdonor
Коэффициент проницаемости P связанный с толщиной мембраны вычисляют как: P=Kp*h
Где h это толщина слоя
Стационарный поток: Jss~0,176 мкг*см-2*ч-1
Коэфицент проницаемости кожи: Kp~1,75*10-5см/ч
Пермеанс с учетом толщины: P~2,3*10-6 см2/ч
Накопление в коже
t=120 мин. 19,90 мкг/г
t=240 мин.36,97 мкг/г
t=480 мин. 74,11 мкг/г
Линейная аппроксимация Qskin (t)
dQskin/dt~9,07 мкг*г-1*ч-1
Для всей массы кожи в ячейке
dQskin,total/dt=9,07 мкг/г*ч * 0,333 г ~3,02 мкг/ч
Суммарный поток через кожу (кожа+акцептор)
Общая скорость поступления вещества из донора
dQskin,total/dt=dQacc+dQski, total/dt~0,406+3,02~ 3,43 мкг/ч
Суммарный стационарный поток
Jtotal=dQtotal/dt/A=3,43/2,3116~1,48 мкг*см-2*ч-1
Коэффициент проницаемости с учетом накопления в коже
Kp,total=Jtotal/Cdonor=1,48/10000~1,48*10-4 см/ч
Пермеанс
Ptotal=Kp,total*h~1,48*10-4*0,1311~1,94*10-5 см2/ч
Итог с учетом количества вещества в коже:
Суммарный стационарный поток Jtotal~1,48 мкг*см-2*ч-1
Коэффициент проницаемости Kp,total~1,48*10-4 см/ч
Пермеанс Ptotal~1,94*10-5 см2/ч
Скоррость поступления в акцептор dQacc/dt~0,406 мкг/ч
Скорость накопления вещества в коже dQskin, total/dt/dQtotal/dt=3,02/3,43~0,88
Выводы
В этой работе исследовали проницаемость EGCG на модели ячейки Франца с кожей свиного уха. В течение эксперимента измеряли количество вещества, поступившее в акцепторную камеру, а также его накопление в самой коже.
С учётом накопления в коже коэффициент проницаемости составил около 1,48 × 10⁻⁴ см/ч (примерно 4,1 × 10⁻⁸ см/с). Согласно используемой в работе градации, это значение находится между верхней границей низкой и нижней границей умеренной проницаемости. Такой результат согласуется с ожидаемым поведением крупных гидрофильных молекул.
При этом кожа удерживала значительную часть EGCG. За время эксперимента в ткани накопилось примерно в 7–8 раз больше вещества, чем прошло в акцепторную камеру. Следовательно, в условиях опыта накопление в коже было выраженнее, чем транскожный перенос.
Расчётное отношение скоростей накопления в коже и поступления в акцепторную камеру составило около 7,5. Таким образом, результаты указывают на заметное удерживание EGCG кожей.
Это свойство может ограничивать применение EGCG в наружных средствах, если требуется доставка вещества в системный кровоток. Однако при локальном воздействии, когда целевая область находится в самой коже, накопление вещества может быть полезным.