Existe actualmente un interés en la fabricación de productos cosméticos antirradicales libres, antipolución o antiestrés, ya que todas estas agresiones sobre la piel favorecen la producción de especies reactivas de oxígeno (entre ellas los radicales libres) y el consecuente envejecimiento cutáneo.
Debemos tener en cuenta que los agentes contaminantes actúan de forma conjunta y sus efectos nocivos provocan, en primer lugar un enrojecimiento e irritación de las mucosas. Por otro lado, la exposición en exceso a los contaminantes ambientales, como el monóxido de carbono o los metales pesados, y la exposición a las partículas presentes en la atmósfera favorecen el envejecimiento prematuro, la elastosis e incluso la aparición de melanomas.
Estrés oxidativo
La piel posee, evidentemente, mecanismos de defensa antioxidantes (enzimáticos y no enzimáticos) para hacer frente a las agresiones ambientales. Pero ante un exceso de los estímulos antes comentados, el mecanismo endógeno resulta insuficiente y aparecen los problemas. Así pues, si la relación prooxidantes/antioxidantes es favorable a los primeros, aparece el llamado estrés oxidativo, que parece ser la causa extrínseca más importante del envejecimiento cutáneo.
Especies reactivas de oxígeno (ERO)
El estrés oxidativo se manifiesta con la producción de especies reactivas de oxígeno en las membranas biológicas expuestas a los contaminantes ambientales.
La mayoría son radicales libres, como el anión superóxido y el radical hidróxilo (OH(dot)), muy reactivos y, por tanto, muy tóxicos. Pero también se generan otras moléculas muy reactivas que no son radicales libres (de aquí la expresión genérica de especies reactivas) como pueden ser el oxígeno singulete (1O2) y el peróxido de hidrógeno (H2O2).
Estas especies causan numerosos daños celulares, como peroxidación lipídica; oxidación y fragmentación de las proteínas, los hidratos de carbono y el ADN; mutagénesis, carcinogénesis y lesión de las membranas biológicas (de queratinocitos e incluso de fibroblastos).
Radiaciones UV
Es bien conocido el daño que provoca una excesiva exposición de la piel a las radiaciones UV, desde la quemadura solar pasando por el fotoenvejecimiento, hasta los efectos más drásticos, como son el cáncer y la inmunosupresión. En concreto, el fotoenvejecimiento, provoca la formación de especies reactivas de oxígeno (radical hidróxilo) y de nitrógeno, y además la movilización de iones metálicos.
Precisamente los metales pesados o de transición son catalizadores de reacciones secundarias de las especies reactivas del oxígeno, formándose aldehídos tóxicos. Estos aldehídos son extremadamente dañinos para las macroproteínas presentes en la matriz extracelular, como el colágeno y la elastina.
Lipoperoxidación
Las ERO y los elementos característicos de la polución (monóxido de nitrógeno, metales pesados y ozono) actúan sobre los fosfolípidos insaturados de las membranas biológicas (LH) provocando la formación de radicales libres (R(dot)), que por propagación favorecen la peroxidación de los lípidos (fig. 1).
Fig. 1. Esquema de los daños que provoca una excesiva exposición de la piela las radiaciones UV.
La toxicidad de los lipoperóxidos (LOOH) formados es debida a su mayor hidrofilia y, por tanto, a su capacidad de migrar hacia el interior de las células y dañar el núcleo del ADN, o también de migrar hacia otra zona cercana, la matriz extracelular, provocando la oxidación del colágeno y la elastina.
Inflamación
Otra de las nefastas consecuencias del estrés oxidativo es que actúa sobre las enzimas de la inflamación, como la elastasa, la hialuronidasa y la ciclooxigenasa. Las dos primeras van a hidrolizar los componentes de la matriz extracelular (colágeno, elastina, ácido hialurónico), mientras que la ciclooxigenasa inducirá la producción de los mediadores de la inflamación, tal y como se esquematiza en la figura 2.
Fig. 2. Mientras que la elastasa y la hialuronidasa hidrolizan los componentes de la matriz extracelular, la ciclooxigenasa induce la producción de los mediadores de la inflamación.
Sistema protector natural
Los sistemas naturales de protección frente a las especies reactivas de oxígeno formadas en nuestra piel, son mecanismos antioxidantes que se pueden resumir de la siguiente forma: por un lado la vitamina E y la glucosa (antioxidantes por reacción con las ERO) se convierten en nuevos radicales o en moléculas con menor reactividad. Por otro lado, disponemos de la famosa vitamina C y del glutatión. En este caso, estas moléculas actúan como donadores de electrones y son, por tanto, agentes reductores.
Otro de los mecanismos de defensa de los que disponen las células son los quelantes de metales de transición, la ferritina y la transferritina, que previenen la formación de radicales libres.
Por último, están las enzimas antioxidantes que, a diferencia de los sistemas de protección no enzimáticos, no se consumen durante la inactivación de las ERO, tal es el caso de la superóxido dismutasa, la catalasa y la glutatión peroxidasa.
Debemos conocer un dato significativo y es que la capacidad antioxidante de la epidermis es superior a la de la dermis ya que la epidermis es la primera barrera contra la formación de ERO. Pero, como ya hemos comentado y es bien conocido, un exceso de especies reactivas (p. ej., una exposición aguda a radiaciones UV) inactiva las enzimas naturales y se precisa un sistema de defensa externo.
Cosméticos contra el estrés oxidativo
Es evidente que el primer paso a seguir para conseguir una piel sana será una buena limpieza del cutis y del pelo.
La función de las leches limpiadoras del cutis es eliminar el polvo, la suciedad, el sebo y otras secreciones, además de desmaquillar la piel. Esto es sumamente importante antes de aplicar cualquier tratamiento.
Estas emulsiones fluidas cumplen bien su función si en su composición están presentes aceites, en proporción de media a alta para disolver el sebo cutáneo y también detergentes en proporción baja, que facilitan la eliminación con agua del producto.
El siguiente paso será aplicar el cosmético de tratamiento para poder prevenir en la medida de lo posible las agresiones que alteran la funcionalidad de nuestra piel.
El envejecimiento extrínseco es claramente visible sobre la piel, ya que ésta aparece arrugada, áspera, con pigmentaciones, etc. De hecho, fisiológicamente hablando, el estrato córneo es mucho más grueso y en la dermis se acumulan fibras elásticas amorfas y glucosaminoglicanos. Además, la reactividad de las pieles sensibles se verá agravada por los factores ambientales de una forma aún más evidente. Generalmente se trata de compuestos de origen vegetal, aunque también existen sustancias de origen biotecnológico.
Respuestas cosméticas al estrés oxidativo
Vitaminas antioxidantes
Se ha escrito extensamente sobre el papel de los antioxidantes biológicos y su utilidad en la prevención del estrés oxidativo, particularmente del fotoenvejecimiento. Aún en nuestros días existe controversia respecto a su uso y a su estabilidad galénica.
Se pueden utilizar las vitaminas C y E puras, ácido ascórbico y alfatocoferol, respectivamente, o utilizar compuestos más estables como el sodio ascorbil fosfato, el magnesio ascorbil fosfato o el magnesio ascorbato PCA como sales estables de la vitamina C y el tocoferol acetato (tocopheryl acetate) como derivado estable de la vitamina E.
Si optamos por utilizar las formas puras de las vitaminas en cuestión, debemos estabilizarlas utilizando en este caso antioxidantes técnicos, es decir, sustancias que evitan la oxidación de las vitaminas en la fórmula: metabisulfito sódico, propil galato, edetato disódico, y por otra parte, regular el pH entre 4 y 4,5.
De alguna de ellas (tocoferol, ascorbil fosfato sódico y retinol) se ha estudiado también su capacidad de prevenir la inmunosupresión sistémica causada por las radiaciones UVB, aunque sólo la previenen en parte a diferencia de otras sustancias derivadas de bacterias que veremos más adelante.
De lo que no hay duda alguna es de la acción sinérgica existente entre las distintas vitaminas (p. ej., es más eficaz una mezcla de alfatocoferol y de ascorbato que la acción antioxidante que pueda tener cada uno de ellos por separado). Esto es válido incluso cuando se administran suplementos dietéticos tales como betacaroteno, vitamina C y alfatocoferol.
Activos obtenidos a partir de bacterias
Estos lisados se obtienen básicamente por biotecnología y nos referiremos a tres en concreto. Por un lado tenemos un polisacárido obtenido por fermentación bacteriana, rico en azúcares (ramnosa, galactosa y ácido glucurónico). Su denominación INCI propuesta es Sorbitol Culture Polysaccharide Solution.
Como ya sabemos, en respuesta a una agresión (radicales libres, etc.) el queratinocito sintetiza prostaglandinas. En el caso que nos ocupa, el mecanismo de acción se basa en inhibir las prostaglandinas, en concreto la PGE2, responsable del eritema y del edema, para así evitar la propagación del proceso inflamatorio.
El segundo caso es el Lactococcus lactis (INCI: Lysate from Lactococcus lactis). Esta bacteria posee un sistema antioxidante frente al peligroso exceso de oxígeno, de aquí el interés en utilizarla por vía tópica. Este preparado actúa como inhibidor enzimático de la ornitina decarboxilasa, que es una de las enzimas activadas durante la irritación, oxidación e inflamación de la piel. Es, pues, un activo antirradicales libres y protector de estrés oxidativo. Por último, un lisado del género Bifidus (INCI: Bifida ferment lysate), que es un ingrediente inmunoactivo válido frente a la inmunosupresión causada por las radiaciones UVB. En este caso es un verdadero agente reparador del ADN.
Moléculas endógenas
Otro tipo de agentes inmunomoduladores no incluidos en el grupo anterior son las citocinas. En el caso de las citocinas extraídas de la leche se ha podido probar el efecto inmunomodulador sobre los macrófagos y su acción antiinflamatoria.
Enzimas
Ya nos hemos referido anteriormente a los mecanismos de defensa enzimáticos que incluyen la superóxido dismutasa, la catalasa y la glutatión reductasa.
Cosméticamente hablando y, por tanto, como aporte por vía tópica, se ha conseguido estabilizar y obtener biotecnológicamente un preparado con superóxido dismutasa con acción antirradicales libres para combatir el estrés oxidativo.
Extractos vegetales
Éste es el grupo más fecundo a partir del cual se obtienen sustancias o extractos con acciones interesantes en el tema que nos ocupa:
Altramuz (Lupinus albus). Una de las formas cosméticas del altramuz es utilizar la fracción peptídica purificada que actúa como inhibidor de las metaloproteinasas (colagenasa y gelatinasa). Estas enzimas incrementan su actividad frente a un exceso de radiaciones UV u otras agresiones, de forma que son las responsables de la degradación acelerada de los componentes de la matriz extracelular. Así es como el altramuz presenta una actividad antirradical demostrada frente a especies reactivas como el oxígeno singulete y el radical hidróxilo. También se utiliza el aceite de Lupinus albus, conjuntamente con insaponificables de Triticum vulgare por su acción antielastasa, protectora del ADN (anti 1O2) y antilipoperoxidante.
Ácido fítico o inositol hexafosfato. Los cereales, el trigo y la cebada, y otra especie vegetal como es la nuez (Juglans regia), contienen este principio activo con propiedades antioxidantes. Es una sustancia que actúa como secuestrante de metales. En concreto es un inhibidor de la reacción de Fenton, donde el sustrato es el ión Fe (II), según la figura 3. El ácido fítico y los fitatos en general, como quelantes del hierro, inhiben la reacción de Fenton y la producción del radical hidróxilo, especie particularmente reactiva. El extracto de nuez, además de contener ácido fítico, también contiene polifenoles, entre otras sustancias. De aquí que las interesantes propiedades que se reivindican sean desde prevenir la peroxidación de los lípidos cutáneos hasta disminuir el fenómeno de aptosis o muerte celular y disminuir la producción de mediadores proinflamatorios. También contienen polifenoles y se presenta como sustancia antioxidante el extracto de té verde y el extracto de romero.
Fig. 3. Reacción de Fenton.
La función de las leches limpiadoras del cutis es eliminar el polvo, la suciedad, el sebo y otras secreciones, además de desmaquillar la piel
Polisacáridos ácidos de las frutas. Concretamente las pectinas, con actividad protectora y estabilizante de las membranas celulares.
Extractos del ginseng. De hecho, son sus principios activos (los ginsenósidos) los que poseen una conocida actividad antirradica. El mecanismo de acción es su capacidad de inactivar los radicales hidróxilo. Todos estos compuestos o sustancias se encuentran en el mercado solos o combinados, tal es el caso de un preparado a base de ginsenósidos, pectinas y mioinositol hexafosfato, con las propiedades correspondientes a cada uno de ellos.
Extractos de algas y otros activos de origen marino. También forman parte de este mundo cosmético antirradical una gran cantidad de extractos de algas y otros activos de origen marino, que están en auge desde hace unos años porque se presentan como una alternativa a los clásicos extractos biológicos de origen animal. Podemos incluir dentro de este grupo a especies con marcada actividad antirradicales libres: Ascophyllum nodosum (alga parda), Lithothamium calcareum (alga roja), Crithmum maritimum (hinojo de mar), omegaplancton (protección contra la especie reactiva del nitrógeno NO(dot) radical óxido nítrico), Corallina officinalis (por su acción protectora del ADN), superficodismutasa (activa en la protección frente al radical anión superóxido (O(dot)(2) y frente al radical hidróxilo [OH(dot)]); o los polipéptidos de una alga que presenta actividad antielastasa, con la consiguiente acción protectora del colágeno y la elastina, la ulva rígida (aosa).
Compuestos fenólicos de la especie vegetal Arecha catechu. Presentan actividad antielastasa y antihialuronidasa muy destacable. Es un activo antienvejecimiento por acción protectora de las proteínas del tejido conjuntivo, así como por su acción inhibitoria de los procesos inflamatorios.
Isoprenoide Licopeno. Extraído de los tomates es otra de las sustancias derivadas de vegetales que se está usando por vía tópica por su acción antirradicales libres, especialmente del dióxido de nitrógeno.
Flor de nenúfar. Se consigue un producto rico en el aminoácido prolina, en taninos y en vitamina C. Por si fuera poco, su estructura es lipoaminada, lo que le permite ser mejor tolerado por la piel y tener una mayor dermoafinidad. Así pues, es un activo muy interesante para pieles sensibles e irritadas. Su mecanismo de acción tiene múltiples frentes: inhibir la formación de radicales libres, proteger el ADN, evitar la activación de las enzimas producidas durante el proceso de inflamación como la ciclooxigenasa, que es la enzima que induce la formación de mediadores de la inflamación, es decir, las prostaglandinas.
Extractos ricos en antocianos como antioxidantes. Es el caso del mirtilo, la vid roja, el grosellero negro.
Compuestos con flavonoides por su acción antirradicalar. Cardo mariano, especies del género Citrus y la Mimosa tenuiflora o tepezcohuite.
Pseudodipéptidos
La carcinina (INCI: Decarboxy Carnosine HCl) y la prolilhistamina (INCI: Prolyl Histamine HCl) son los pseudodipéptidos sintéticos estables a la hidrólisis enzimática, a diferencia de las moléculas naturales antioxidantes (carnosina, anserina, etc.) que no pueden usarse por vía tópica debido a su estructura de biopéptido y, por tanto, a su desactivación por parte de las enzimas cutáneas. De hecho, su mecanismo de acción se basa en evitar la cascada oxidativa, evitando también la formación de lipoperóxidos, ya que los reduce en alcoholes no tóxicos (LOH), tal y como se muestra en la figura 4.
Fig. 4. La carcinina y la prolilhistamina evitan la formación de lipoperóxidos, ya que los reduce en alcoholes no tóxicos.
Se ha conseguido estabilizar y obtener biotecnológicamente un preparado con superóxido dismutasa con acción antirradicales libres para combatir el estrés oxidativo
Aparte de esta acción reparadora y antioxidante de membranas celulares, los pseudodipéptidos protegen las proteínas de la acción nociva de los aldehídos tóxicos generados por la polución. Es de esta forma que previenen la desnaturalización de las macromoléculas como el colágeno, son activos antiglicación.
Por último, presentan propiedades como quelantes del hierro, que ya hemos comentado que era un catalizador de reacciones de oxidación.
Silanoles
El silicio es un elemento fundamental en la piel ya que forma parte de la estructura de la matriz extracelular, actuando de puente entre las macromoléculas del tejido conjuntivo y ayudando así a mantener su funcionalidad.
Como puede verse repasando los ingredientes propuestos, en los últimos años se han sumado a la lista de antioxidantes o antirradicalares contra el fotoenvejecimiento (fenómeno mejor estudiado del envejecimiento extrínseco) otras sustancias más específicas para luchar además contra otras agresiones a las que nos vemos sometidos en exceso, como la polución. En definitiva, es uno de los precios a pagar de la vida «moderna».