Objective: Oxidative stress is implicated in scalp and hair health manifesting in several ways, including skin barrier, hair retention, healthy hair appearance and scalp sensation. We previously linked markers of oxidative damage to dandruff and skin barrier impairment and have linked key anti-dandruff technologies to the resolution of these issues. Here we expand the therapeutic space demonstrating many botanical extracts offer protective benefits against ROS stress via both chemical and biological antioxidant mechanisms.
Methods: Chemical antioxidant activity of 10 botanical extracts was measured using oxygen radical absorbance capacity (ORAC) and biological antioxidant activity was measured using a Nrf-2 cell assay. A three-dimensional human keratinocyte skin equivalent model from MatTek was used to measure efficacy of reducing reactive oxygen species (ROS) from both the botanicals added as a solution and from a shampoo product. A 4-week consumer study with 56 panels was conducted with a leave-on treatment containing a botanical extract. Measurement of the oxidized lipids (9 and 13-Hydroxy-10E 12Z-octadecadienoic acid, HODE) extracted from scalp tape strips was made using gradient reversed-phase high-performance liquid chromatography with tandem mass spectrometry (HPLC/MS/MS).
Results: We demonstrated in vitro that many botanical extracts exert antioxidant activity by quenching radicals in ORAC testing as well as activating biological antioxidant pathways via nrf-2 up-regulation in a cellular reporter system. Furthermore, we demonstrate these antioxidant activities for these botanicals in 3D skin models and ultimately show the reduction of lipid oxidation products in a consumer use context with a rosemary extract.
Conclusion: Improved scalp condition can be achieved with incorporation of botanicals having the potential to exert antioxidant activity in hair/scalp care products.
Objectif: Le stress oxydatif est impliqué dans la santé du cuir chevelu et des cheveux et se manifeste de plusieurs manières, notamment la barrière cutanée, la rétention des cheveux, l'apparence saine des cheveux et la sensation du cuir chevelu. Nous avons précédemment lié les marqueurs des dommages oxydatifs aux pellicules et à l'altération de la barrière cutanée et avons lié les technologies antipelliculaires clés à la résolution de ces problèmes. Ici, nous élargissons l'espace thérapeutique en démontrant que de nombreux extraits botaniques offrent des avantages protecteurs contre le stress des ROS via des mécanismes antioxydants chimiques et biologiques. MÉTHODES: L'activité antioxydante chimique de 10 extraits botaniques a été mesurée à l'aide de la capacité d’absorption des radicaux oxygénés (ORAC) et l'activité antioxydante biologique a été mesurée à l'aide d'un test cellulaire Nrf‐2. Un modèle tridimensionnel équivalent de peau de kératinocytes humains de MatTek a été utilisé pour mesurer l'efficacité de la réduction des espèces réactives de l'oxygène (ROS) à partir des plantes ajoutées sous forme de solution et d'un shampooing. Une étude consommateur de 4 semaines avec 56 panels a été menée avec un traitement sans rinçage contenant un extrait botanique. La mesure des lipides oxydés (acide 9 et 13‐hydroxy‐10E 12Z‐octadécadiénoïque, HODE) extraits des bandes de ruban adhésif du cuir chevelu a été réalisée par chromatographie liquide haute performance en phase inverse à gradient avec spectrométrie de masse en tandem (HPLC/MS/MS). RÉSULTATS: Nous avons démontré in vitro que de nombreux extraits botaniques exercent une activité antioxydante en éteignant les radicaux lors des tests ORAC ainsi qu'en activant les voies biologiques antioxydantes via la régulation positive de nrf‐2 dans un système rapporteur cellulaire. De plus, nous démontrons ces activités antioxydantes pour ces plantes dans des modèles de peau 3D et montrons finalement la réduction des produits d'oxydation des lipides dans un contexte d’utilisation par le consommateur avec un extrait de romarin.
Conclusion: L'amélioration de l'état du cuir chevelu peut être obtenue grâce à l’incorporation de plantes ayant le potentiel d'exercer une activité antioxydante dans les produits de soins capillaires/cuir chevelu. Une étude sur le cuir chevelu fendu portant sur 56 sujets a montré une réduction significative des HODE (lipides oxydés) collectés à partir de bandes de ruban adhésif après un traitement avec un extrait de romarin contenant un traitement sans rinçage.
Keywords: antioxidants; botanical extracts; rosemary; scalp.
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