Dihidroksiaceton

Dihidroksiaceton
Dihidroksiaceton
	thums
Općenito
Hemijski spoj	Dihidroksiaceton
Druga imena	Dihidroksiaceton; DHA; Gliceron
Molekularna formula	C3H6O3
CAS registarski broj	96-26-4
SMILES	O=C(CO)CO
InChI	1/C3H6O3/c4-1-3(6)2-5/h4-5H,1-2H2
Kratki opis	Bijeli kristalni prah
Osobine1
Molarna masa	90.078 g/mol
Agregatno stanje	Čvrsto
Tačka topljenja	89–91 °C
Rizičnost
NFPA 704	0 0 0
	1 Gdje god je moguće korištene su SI jedinice. Ako nije drugačije naznačeno, dati podaci vrijede pri standardnim uslovima.

Dihidroksiaceton ili DHA – poznat i kao gliceron – je jednostavni monosaharid – ugljikohidrat (trioza) sa zbirnom formulom:

C

₃

H

₆

O

₃.

DHA se uglavnom koristi kao sastojak proizvoda za potamnjivanje. Ova supstanca se obično dobija iz biljnih izvora kao što su šećerna repa i šećerna trska, fermentacijom glicerina.

Hemijska svojstva

Dihidroksiaceton je higroskopni bijeli kristalni prašak koji ima slatki rashlađujući okus i karakteristični miris. To je najjednostavnija od svih ketoza, a pošto ne sadrži hiralni centar, jedina je ketoza bez optičke aktivnosti. Normalni oblik je dimer koji se sporo rastvara u rastvaraču omjera 1 voda : 15 etanol. Kad je svježe pripremljena, ova supstanca brzo prelazi u monomer u rastvoru. Monomer je veoma rastvorljiv u vodi, etanolu, dietil etru i acetonu.^[1]^[2]

DHA se može zajedno sa gliceraldehidom dobiti putem blage oksidacije glicerola, naprimjer sa vodik-peroksidom i fero soli kao katalizatorom. Tautomer dihidroksiacetona je gliceraldehid.

Biološka uloga

Fosfatni oblik dihidroksiacetona, dihidroksiaceton fosfat (DHAP) ima ulogu u glikolizi.

Upotreba

Sposobnost DHA da doprinosi promjenama, odnosno tamnenju boje kože prvi su uočili njemački naučnici tokom 1920.-tih godina. Upotrebom u procedurama sa X-zracima, primijećeno je da se svjetlije boje kože mijenjaju u smeđu.

1950-tih godina Eva Wittgenstein je izvela dalja istraživanja dihidroksiacetona.^[3]^[4]^[5] Njene studije su se bavile upotrebom DHA kao oralne medikacije za pomoć djeci oboljeloj od glikogenoze (bolest kod koje se u tkivima nakuplja glikogen). Djeca su oralno primala velike doze DHA, a ponekad su prosula ili ispljunula supstancu na kožu. Zdravstveni radnici su uočili da je nakon nekoliko sati nakon izlaganja dihidroksiacetonu koža postajala smeđom. Eva Wittgenstein je nastavila eksperimentiranje sa ovom supstancom, primjenjujući DHA rastvor na sopstvenu kožu. Bila u mogućnosti da uvijek proizvede pigmentacijski učinak, a primijetila je i da DHA ne prodire izvan pokožice (stratum corneum).

Dodatna istraživanja su razmatrala DHA efekat na bojenje kože u tretmanu pacijenata koji su imali vitiligo. Uočena promjena boje kože nije toksična, a slična je Maillardovoj reakciji. Često je bila viđana u prehrambenoj industriji, a opisao ju je (1912. godine) Louis Camille Maillard. DHA reagira sa aminokiselinskim grupama, koje su dio proteina u keratinskom sloju kože. Različite aminokiseline i DHA mogu reagirati na više načina, proizvodeći različite tonove obojenja, od žutog do smeđeg. Novonastali pigmenti se zovu melanoidini. Izgledaju slično melaninu, prirodnoj supstanci u dubljim slojevima kože, koja daje smeđu boju nakon izlaganja UV zracima.

Vinarstvo

Bakterije vrsta Acetobacter aceti i Gluconobacter oxydans, kao izvor ugljika u stvaranju dihidroksiacetona, koriste glicerol. DHA se stvara ketogenezom glicerola u dihidroksiaceton. DHA može uticati i na kvalitet vina sa slatkim/eternim osobinama, a također i reagirati sa prolinom da proizvede aromu poput kore.^[6]^[7] Dihidroksiaceton može uticati na antimikrobnu aktivnost vina, a može se i vezati za $SO$ ₂.

Potamnjivanje kože bez sunca

Koperton je na tržište 1960-tih godina uveo prvi potrošački losion za teniranje bez sunca. Taj proizvod se zvao "QT". Prodavan je kao noćno sredstvo za sunčanje, a neke druge kompanije su ga slijedile sa sličnim proizvodima. Zbog neprivlačnih efekata, kao što su narandžasti dlanovi, izbrazdanost i nedovoljna obojenost, potrošači su se brzo izgubili intresovanje za ovaj proizvod. Zbog QT iskustava, mnogi i danas još uvijek se sječaju bez-sunčanog teniranja sa neuvjerljivim narandžastim tenom. Tokom 1970-ih američka Administracija za hranu i lijekove (FDA) je stavile DHA na stalnu listu odobrenih kozmetičkih sastojaka.^[8]. Odobren je i u Kanadskom ministarstvu zdravlja i većine članica EU, te Fondacija za kožni karcinom, Američka Akademija Dermatološke Asocijacije, Kanadska Dermatološka Asocijacija i Američka Medicinska Asocijacija. Tokom 1980-tih na tržištu su se pojavile novi proizvodi za tamnenje bez sunca. Usavršavanjem procesa za proizvodnju DHA, kreirani su proizvodi koji daju prirodniju boju i bolje blijeđenje. Potrošačka zabrinutost oko kožnih oštećenja vezanih za UV teniranje je podstakla dalju popularnost ovih proizvoda kao alternative za UV tamnenje. Pojavio se veliki broj proizvoda sa raznim formulacijama. Danas je dihidroksiaceton glavni aktivni sastojak u svim kožnim preparatima za bez-sunčano potamnjivanje. Upotrebljava se sam ili u kombinacijama sa drugim komponentama za teniranje, kao što je eritruloza, npr. DHA se smatra najefektivnijim aditivom ove vrste.

Proizvodi za potamnjivanje sadrže DHA u koncentracijama od 1% to 15%. Većina slobodno prodavanih proizvoda ga sadrži od 3% do 5%, dok profesionalni proizvodi imaju 5% do 15%. Procenti su srazmjerni razini obojenosti, od svijetlih do tamnih nijansi. Proizvodi za svjetlije su podesniji za početnike, iako je za postizanje željene dubine boje neophodna višestruka primjena. Oni za tamnije nijanse stvaraju izraženiji ten u jednom premazu, ali su skloniji izazivanju uočljivih linija, neravnina ili neželjenih tonova. Vještački ten kože se javlja 2 do 4 sata nakon tretmana, a proces se nastavlja u slijedećih 24 do 72 sata, u zavisnosti od formulacije.

Kad koža jednom potamni, ten se ne gubi znojenjem ili pranjem sapunom u vodi. Koža postepeno izblijedi u toku 3 do 10 dana, u skladu sa normalnim procesom perutanja. Eksfolijaciju stimulira produženo namakanje u vodi ili teško znojenje, što može izblijediti ten, pošto sve to doprinosi brzom perutanju mrtve kože (mrtvih ćelija zatamnjenog sloja).

Sredstva za teniranje su formulirana u obliku sprejova, losiona, gelova, krema i kozmetičkih maramica. Proizvodi za profesionalnu upotrebu uključuju: kabine za sprej teniranje, prskalice, losione za ručni tretman, gelove, kremove i maramice.

DHA ne oštećuje kožu, a smatra se bezbjednim agensom za bojenje kože i prehrambenim suplementom. Kontaktni dermatitis je uočen samo u rijetkim slučajevima. Međutim, jedna nedavna studija je pokazala da DHA uzrokuje ozbiljni kontaktni dermatitis kod meksičkih bezdlakih pasa^[9]. Većina slučajeva nepoželjne osjetljivosti je prouzrokovana drugim sastojcima kožnih proizvoda kao što su: prezervativi, biljni ekstrakti, boje i mirisi.

Prehrambeni dodatak

U kombinaciji sa piruvatom, DHA se prodaje kao atletski prehrambeni suplement za koji se tvrdi da je učinkovit u oralnom konzumiranju kao sagorjevač masnoće, a tvrdi se i da povećava mišićnu masu.^[10]

Bezbjednosni aspekti primjene DHA

Tokom 24 sata nakon primjene samoteniranja (sa visokim DHA koncentracijom, ~5%), koža je posebno podložna oštećenima, koja izazivaju slobodni radikali iz sunčeve svjetlosti. Taj zaključak proizilazi is studije koju je 2007. godine izveo Katinka Jung u Gematria, u laboratoriji u Berlinu.^[11]. Četrdeset minuta nakon što su istraživači tretirali kožu uzorcima sa visokim sadržajem DHA, nađeno je da više od 180% dodatnih slobodnih radikala, koji su nastali u toku izlaganja sunčanju, u poređenju sa netretiranom kožom. Drugi sastojak, erituloza, izaziva slične posljedice ako se koristi u visokim koncentracijama. U toku jednog dana nakon samostalne primjene, treba izbjegavati naglo izlaganje suncu. Za smanjenje proizvodnje slobodnih radikala, može se upotrebljavati antioksidantna krema. Mada neki od samotenirajućih kompleta sadrže kremu za sunčanje, njen efekat ne traje dugo i prividni ten ne zaštićuje kožu od UV zračenja.

Istraživanja Junga sa saradnicima dalje potvrđuju ranije rezultate, demonstrirajući da dihidroksiaceton u kombinaciji sa dimetilisorbidom poboljšava proces teniranja pri sunčanju. Ta ranija studija je također ustanovila da dihidroksiaceton utiče i na aminokiseline i nukleinske kiseline što je nepovoljno za kožu.^[12]

Reference

^ Hunter G. K. (2000): Vital Forces. The discovery of the molecular basis of life. Academic Press, London, ISBN 0-12-361811-8.
^ Nelson D. L., Cox M. M. (2013): Lehninger Principles of Biochemistry. W. H. Freeman and Co., ISBN 978-1-4641-0962-1.
^ http://pubs.acs.org/cen/whatstuff/stuff/7824scit2.html/ Arhivirano 1. 2. 2019. na Wayback Machine Eva Wittgenstein and DHA.
^ Wittgenstein E., Guest G. M. (1961): Biochemical effects of dihydroxyacetone. J. Invest. Dermatol., 37: 421–426.
^ Goldman L., Wittgenstein E., Blanea D., Goldman J., Sawyer F. (1961): Studies of some physical properties of the dihydroxyacetone color complex. J. Invest. Dermatol., 36: 233–234.
^ Pinhas M. (1981): Flavor microbiology. Thomas, ISBN 0-398-04083-4.
^ Boulton R. B., Singleton V. L., Bisson L. F., Kunkee R. E. (1999): Principles and practices of winemaking. Springer, ISBN 0-8342-1270-6.
^ http://www.accessdata.fda.gov/scripts/cdrh/cfdocs/cfcfr/CFRSearch.cfm?fr=73.1150 Code of Federal Regulations, Title 21, Volume 1, §73.1150 Listing of color additives exempt from certification.
^ Kimura T. (2008): Contact dermatitis caused by sunless tanning treatment with dihydroxyacetone in hairless descendants of Mexican hairless dogs. Environ Toxicol., http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19016307.
^ http://web.indstate.edu/thcme/mwking/tca-cycle.html/ Arhivirano 26. 6. 2007. na: Archive.today Pyruvate Biochemical Information
^ Jung K., Seifert M., Herrling T., Fuchs J. (2008): UV-generated free radicals (FR) in skin: Their prevention by sunscreens and their induction by self-tanning agents. Spectrochim. Acta A. Mol. Biomol, Spectrosc., 69 (5): 1423-1428. Epub: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18024196.
^ Benamar N., Laplante A. F., Lahjomri F., Leblanc R. M. (2004): Modulated photoacoustic spectroscopy study of an artificial tanning on human skin induced by dihydroxyacetone. Physiological Measurement, 25 (5): 1199-1210.

Vanjski linkovi

[1]
Koko bez-sunčani proizvodi rade Arhivirano 14. 1. 2007. na Wayback Machine
Pilule za ten Arhivirano 27. 11. 2013. na Wayback Machine
Fondacija za kožnog karcinoma o bez-sunčanom tenu
DHA, Vitiligo
Losioni za samotamnjenje
Dihidroksiaceton

[1] Hunter G. K. (2000): Vital Forces. The discovery of the molecular basis of life. Academic Press, London, ISBN 0-12-361811-8.

[2] Nelson D. L., Cox M. M. (2013): Lehninger Principles of Biochemistry. W. H. Freeman and Co., ISBN 978-1-4641-0962-1.

[3] ttp://pubs.acs.org/cen/whatstuff/stuff/7824scit2.html/ Arhivirano 1. 2. 2019. na Wayback Machine Eva Wittgenstein and DHA.

[4] Wittgenstein E., Guest G. M. (1961): Biochemical effects of dihydroxyacetone. J. Invest. Dermatol., 37: 421–426.

[5] Goldman L., Wittgenstein E., Blanea D., Goldman J., Sawyer F. (1961): Studies of some physical properties of the dihydroxyacetone color complex. J. Invest. Dermatol., 36: 233–234.

[6] Pinhas M. (1981): Flavor microbiology. Thomas, ISBN 0-398-04083-4.

[7] Boulton R. B., Singleton V. L., Bisson L. F., Kunkee R. E. (1999): Principles and practices of winemaking. Springer, ISBN 0-8342-1270-6.

[8] ttp://www.accessdata.fda.gov/scripts/cdrh/cfdocs/cfcfr/CFRSearch.cfm?fr=73.1150 Code of Federal Regulations, Title 21, Volume 1, §73.1150 Listing of color additives exempt from certification.

[9] Kimura T. (2008): Contact dermatitis caused by sunless tanning treatment with dihydroxyacetone in hairless descendants of Mexican hairless dogs. Environ Toxicol., http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19016307.

[10] ttp://web.indstate.edu/thcme/mwking/tca-cycle.html/ Arhivirano 26. 6. 2007. na: Archive.today Pyruvate Biochemical Information

[11] Jung K., Seifert M., Herrling T., Fuchs J. (2008): UV-generated free radicals (FR) in skin: Their prevention by sunscreens and their induction by self-tanning agents. Spectrochim. Acta A. Mol. Biomol, Spectrosc., 69 (5): 1423-1428. Epub: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18024196.

[12] Benamar N., Laplante A. F., Lahjomri F., Leblanc R. M. (2004): Modulated photoacoustic spectroscopy study of an artificial tanning on human skin induced by dihydroxyacetone. Physiological Measurement, 25 (5): 1199-1210.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]