Heutzutage müssen Naturprodukte nicht nur auf Pflanzenextrakten und -inhaltsstoffen basieren. Eine Neuheit in der Branche sind pflanzliche Stammzellen – sie werden in vitro gewonnen und haben Regenerationsfähigkeiten. Was sind sie und wie kann man ihr Potenzial nutzen?
Was sind pflanzliche Stammzellen?
Stammzellen (stem cells) kommen in allen lebenden Organismen – bei Menschen, Tieren und Pflanzen vor. Es handelt sich um unspezialisierte Zellen mit einzigartigen Regenerationsfähigkeiten und der Fähigkeit, sich in spezialisierte Zelltypen zu differenzieren, die während des gesamten Zelllebenszyklus bestehen bleiben.
Bei Pflanzen kommen sie vor allem in keimenden Samen, Stängeln und Wurzeln, vor, genauer gesagt in Bereichen, die Meristeme genannt werden. Es sind kleine Zellen mit embryonalen Eigenschaften, die für den Wiederaufbau eines Teils oder der gesamten Pflanze verantwortlich sind. Sie zeichnen sich durch folgende Merkmale aus:
- verlängerter Zellzyklus – verringerte Zellteilungsdynamik,
- hohes Proliferationspotential (Differenzierbarkeit),
- unbegrenzte Fähigkeit zur Selbsterneuerung (Regenerationsfähigkeit),
- Zustand der Stoffwechselruhe.
Wie werden pflanzliche Stammzellen gewonnen?
Standardmäßig werden pflanzliche Stammzellen aus Bildungsgewebebereichen (Merisysteme) isoliert und in Zellkulturen in vitro durch Mikrovermehrung (Mikropropropagation) vermehrt. Durch Einschneiden eines ausgewählten Teils der Pflanze wird die Entwicklung von Kallus, auch Kallusgewebe genannt, einer Ansammlung undifferenzierter und sich schnell teilender Zellen, die an der Stelle der Schnittwunde entstehen und sich in Stammzellen verwandeln, induziert. Anschließend werden sie in speziellen Bioreaktoren zur Gewinnung von Extrakten aus pflanzlichen Stammzellen kultiviert.
Pflanzliche Stammzellen
Der Hauptvorteil der Kultivierung von Stammzellen unter Laborbedingungen besteht darin, dass Extrakte hergestellt werden können, die reich an ausgewählten, gewünschten Sekundärmetaboliten – den biologisch aktiven, für die Wirkung des Extraks verantwortlichen Verbindungen, sind. Während die Pflanzenkulturen selbst in der Regel an diesen Stoffen arm sind, können die Zellen in der Kultivierung dazu angeregt werden, diese in größeren Mengen zu produzieren, und sie können auf die Produktion bestimmter Stoffe ausgerichtet werden. Zu diesem Zweck wird eine undifferenzierte Zellkultur mit Auslösern behandelt – Faktoren, die biochemische Abwehrreaktionen der Pflanzen und damit eine erhöhte Produktion von Verbindungen auslösen, die für die medizinischen Eigenschaften des Extrakts verantwortlich sind. Dies sind unter anderem: Polyphenole, Phenolsäuren, Flavonoide, Triterpene und Carotinoide.
Wie funktionieren pflanzliche Stammzellen?
Wegen ihrer einzigartigen Eigenschaften sind pflanzliche Stammzellen ein innovativer Inhaltsstoff, dessen mögliche Anwendungen – insbesondere iin Bezug auf ihrer Wirkung auf die menschliche Haut umfassend erforscht werden Die darin enthaltenen Stoffe beeinflussen direkt oder indirekt den Prozess der Verzögerung der Hautalterung und verfügen über Eigenschaften, die die Teilung menschlicher Stammzellen der Epidermis und Dermis anregen. Zahlreiche Studien bestätigen, dass pflanzliche Stammzellextrakte eine positive Wirkung auf die Haut haben können, unter anderem durch:
- Schutz der Stammzellen vor freien Radikalen und toxischen Substanzen,
- Erhöhung der Renovierungskapazität von Stammzellen,
- Verhinderung der Bildung von Pigmentflecken durch Schutz der Melanozyten vor UV-Strahlung,
- Stimulation von Fibroblasten zur Produktion extrazellulärer Matrix und Kollagenfasern,
Durch diese Mechanismen weisen pflanzliche Stammzellen u.a. Anti-Aging-, antioxidative, regenerierende, UV-schützende, Anti-Falten-, kollagenfördernde, Hautton ausgleichende, Blutgefäßdurchlässigkeit reduzierende und feuchtigkeitsspendende Wirkung auf.
Mögliche Anwendungen pflanzlicher Stammzellen
Derzeit werden pflanzliche Stammzellen vor allem in der Anti-Aging-Kosmetik eingesetzt, um die natürliche Regenerationsfähigkeit der Haut zu unterstützen, sie zu revitalisieren und vor dem Alterungsprozess zu schützen. Zu den Therapieeffekten können gehören:
- Verbesserung von Hautspannung, -festigkeit und -dichte
- Faltenglättung,
- Befeuchtung und Ernährung der Haut,
- Verbesserung des Hautstoffwechsels,
- Stärkung des Regenerationspotentials der Hautzellen,
- Schutz vor schädlichen äußeren Einflüssen (UV-Strahlung, Umweltverschmutzung)
In der Kosmetikindustrie sind pflanzliche Stammzellextrakte Bestandteile von Pflegekosmetik für reife Haut, wie z. B. Serum, Gesichtscreme und -maske, Augencreme, Make-up-Kosmetik und Haarpflegeprodukte (Öle, Spülungen und Serum).
Es gibt jedoch auch laufende Versuche, pflanzliche Stammzellen in die Pharmaindustrie einzuführen, indem sie ihre einzigartigen Fähigkeiten in der regenerativen Medizin und Wundheilung nutzen. Die Entwicklung von wirksamen Präparaten zur Beschleunigung und Unterstützung der Wundheilung umfasst nicht nur die Einführung von Pflanzenstammzellen als Inhaltsstoffe medizinischer Salben/Cremes, sondern auch die Entwicklung auf Basis pflanzlicher Stammzellfasern von Hemicellulose-Präparaten der nächsten Generation.
Beispiele für pflanzliche Stammzellextrakte
Die ersten pflanzlichen Stammzellen wurden aus Äpfeln Malus- domestica gewonnen, genauer gesagt aus der seltenen Schweizer Apfelsorte Uttwiler Spätlauber. Sie zeigten Anti-Aging-, Faltenglättungs-, Antioxidations- und UV-schützende Wirkung.
In den folgenden Jahren wurden nach und nach neue Extrakte aus anderen Pflanzenarten entwickelt, darunter: Argania spinosa (Anti-Aging-, Anti-Falten-, Anti-Cellulite-Wirkung), Vitis vinifera (UV-Schutz und Entgiftung), Lycopersicon esculentum (starke antioxidative Wirkung), Zingiber officinale (Verengung der Poren und Verringerung der Sebumproduktion).
Neben Pflanzenstammzellextrakten aus einer einzelnen Pflanze können auch Mischungen aus zwei oder mehreren Rohstoffen gewonnen werden. Ein Beispiel für einen solchen Inhaltsstoff ist SilvaCell. Das ist die Bezeichnung von einem Extrakt, der eine Mischung aus aktiven Substanzen aus Wacholder- und Flechtenzellkultur enthält und eine antimikrobielle, entzündungshemmende und regenerative Wirkung zeigt, so dass er bei der Behandlung von Akne und übermäßiger Sebumbildung wirksam eingesetzt werden kann.
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