El glosario que se presenta a continuación revisa algunos de los conceptos, de mayor actualidad hoy día, relacionados con la hidratación.
Acuaporinas o canales de aguaSon proteínas dispuestas a modo de canales en las membranas celulares que, en respuesta a fuerzas osmóticas, controlan la entrada y la salida de agua y moléculas específicas.
La primera acuaporina, AQP1, fue descubierta en 1992 por Peter Agre, que por este hallazgo recibió el Premio Nobel de Química en 2003. En la actualidad se conocen más de 200 acuaporinas, de las cuales seis (AQP1, 3, 5, 7, 9 y 10) se pueden expresar de forma selectiva en las células cutáneas humanas.
Las acuaporinas son altamente selectivas en función del tamaño y la carga de las moléculas: sólo permiten el paso de las moléculas de agua de una en una y no permiten el paso de sustancias con carga, aunque sean más pequeñas que la molécula de agua, para mantener el potencial electroquímico de las membranas celulares1. Una de las acuaporinas de las células epidérmicas que han sido más estudiadas es la acuaporina-3 (AQP3), descubierta en 1994 por Ishibashi, et al. AQP3 es una acua-gliceroporina ya que es permeable al paso de agua y glicerol. El mecanismo de actuación propuesto2 para explicar la hidratación cutánea dependiente de AQP3 se resume en la figura 1.
Figura 1. mecanismo propuesto por Verkman2 para explicar la hidratación cutánea que depende de la aQP-3, la curación de heridas y la formación de tumores (adaptación según referencia 3).
Dada la gran importancia de las acuaporinas en el proceso de hidratación cutánea, las grandes compañías cosméticas están realizando numerosos estudios con intención de encontrar –y patentar– sustancias activas que estimulen estas proteínas. La cafeína, el aceite del árbol del té, el mentol, el té verde3 y algunas vitaminas son activos que estimulan la actividad de las acuaporinas.
Betaína o trimetilglicinaEs un principio activo novedoso con interesantes propiedades hidratantes. La betaína –no confundir con el tensioactivo
Calcio y cloruroEl flujo de iones Ca2+ y Cl-hacia el interior de los queratinocitos epidérmicos influye en el proceso de reparación de la permeabilidad de la barrera cutánea cuando ésta ha sido dañada. La aplicación tópica de un iónoforo de Ca2+ retrasa la reparación de la barrera cutánea que ha sido dañada mediante stripping y tratamiento con acetona, mientras que un iónoforo de Cl-acelera la reparación. Mediante microscopía también se observa que el iónoforo de Ca2+ retrasa la exocitosis de los corpúsculos lamelares que contienen lípidos, mientras que el iónoforo de Cl-la acelera. Estos resultados sugieren que, al igual que ocurre en el sistema nervioso, el flujo de Ca2+ y Cl-hacia el interior de los queratinocitos epidérmicos desempeña un papel primordial en la homeostasis de la barrera cutánea7.
Dihidroxiacetona (DHA)Ingrediente activo de los autobronceadores, pigmenta con mayor o menor intensidad según el grado de hidratación del sustrato donde actúa. En condiciones extremas de hidratación (0 y 100%) la DHA desarrolla la mínima coloración en los sustratos ensayados –el estrato córneo, una película de alcohol poliviníli
Anfótero– es una molécula biodegradable, no sensibilizante y no irritante, capaz de retener agua en su estructura. Se está incorporando en la formulación de cosméticos para el cuidado de la piel –en los que evita la pérdida de agua transepidérmica– y en productos capilares por sus cualidades acondicionadoras4,5 y de mejora de la compatibilidad cutánea de las mezclas de tensioactivos6.
Por tanto, para proporcionar la máxima pigmentación, las formulaciones que contienen DHA deberían controlar la hidratación del estrato córneo durante varias horas, mientras el proceso de pigmentación se desarrolla.
EdadEs un factor determinante en la hidratación cutánea. Según ha confirmado una técnica que mide la propagación y atenuación de ondas eléctricas de baja frecuencia9, el contenido de agua del estrato córneo en la piel madura es menor que el de la piel joven. En efecto, el envejecimiento comporta que las características físicas, histológicas y fisiológicas de la piel presenten numerosos cambios –por ejemplo, el contenido de agua, el grosor y la velocidad de renovación del estrato córneo, la formación de enlaces cruzados entre las fibras de la dermis, etc. –. Muchos de estos cambios modifican la propagación y atenuación de las ondas en la piel.
Además de la edad, otros factores como el sexo, el estrés psicológico y los hábitos de vida (consumo de alcohol y tabaco) influyen notablemente en el grado de hidratación de la piel.
Factor hidratante naturalEl factor hidratante natural o Natural Moisturizing Factor (NMF) es el conjunto de sustancias hidrosolubles e higroscópicas intracelulares a las que se encuentra fijada el agua de la capa córnea. Estos factores naturales de hidratación se forman en el transcurso de la diferenciación epidérmica a partir de las células del cuerpo mucoso de Malpighi. Pueden representar hasta un 10% de la masa de los corneocitos y están constituidos principalmente por aminoácidos (40%), ácido pirrolidín carboxílico (12%), ácido láctico (12%), urea (8%), azúcares e iones.Todas estas sustancias y sus sales están presentes en el momento del paso de los queratinocitos a corneocitos.
El FHN es el resultado de la transformación de la capa granulosa de la profilagrina en filagrina. El agua fijada al FHN representa la parte estática de la hidratación de la capa córnea. La parte dinámica está vinculada a la permeabilidad de la capa córnea y a su capacidad de difusión10.
Granada (Punica granatum)El extracto purificado del fruto del granado ha demostrado acciones cosméticas11:
- Estimula la acua-porina-3, por lo que favorece la hidratación.
- Estimula la síntesis de colágeno, que se traduce en una mejora de la hidratación cutánea y de la estructura de la dermis.
- Disminuye la síntesis de colagenasa, una de las enzimas que degradan las fibras de colágeno de la dermis en las pieles maduras.
- El extracto de granada se comercializa en medio glicerinado, con una eficacia adicional:
- La glicerina puede atravesar los canales de la acuagliceroporina AQP3, por lo que aumenta la hidratación de la capa córnea y la elasticidad de la piel.
- La estimulación de AQP3 favorece la reparación de la barrera epidérmica, según se ha comentado con anterioridad (ver Acuaporinas y figura 1). La concentración recomendada de uso del activo comercial es del 2-4%.
Granada (Punica granatum).
HormonasEn los seres humanos, las hormonas sexuales influyen en la diferenciación de los queratinocitos, de forma positiva en el caso de los estrógenos y de forma negativa en el de la testosterona. Se ha comprobado que las mujeres posmenopáusicas experimentan una disminución en los niveles de estrógenos que comporta una menor hidratación cutánea. En cambio, las embarazadas, que presentan una proporción entre estrógenos y progesterona significativamente más elevada y en las que el aumento de los estrógenos excede el aumento de los niveles de testosterona, constatan una mayor hidratación cutánea. Ambas evidencias confirman la relación entre los niveles de hormonas sexuales y la hidratación de la piel12.
InviernoLa hidratación de la piel es imprescindible en esta época del año, en la que a las condiciones climáticas propias de la estación (frío, viento) se suman los cambios continuos de temperatura y humedad ambiental que provocan las calefacciones. En invierno, las pieles suelen requerir fórmulas más ricas en ingredientes nutritivos y emolientes, como los aceites y mantecas vegetales, frente a los cosméticos más ligeros que se aplican en verano. Conviene reaplicar los productos en las zonas más sensibles o expuestas.
La fotoprotección resulta imprescindible cuando se practiquen deportes de nieve, ya que la radiación solar aumenta un 10% cada 100 m de altitud y la nieve refleja el 85% de esta radiación.
Jujube (Zizyphus jujuba Lam.)El jujube o «dátil chino» es una especie originaria de China que también crece en los países de Oriente Medio y sur de Europa. Los frutos son ricos en mono y polisacáridos, ácidos málico y cítrico, triterpenos (ácido ursólico, ácido oleanólico), glucósidos triterpénicos, flavonoides, taninos y Jujube (Zizyphus jujuba Lamb.).
AMPc. Gracias a esta composición, el extracto que se obtiene posee propiedades hidratantes, astringentes, antiinflamatorias y estimulantes del metabolismo celular (antienveje-cimiento)13. La concentración de uso recomendada es del 2-7%.
Jujube (Zizyphus jujuba Lamb.).
Kiwi (Actinidia chinensis Planchon)Muy rico en vitamina C, el extracto de este fruto australiano es un activo hidratante, exfoliante y antioxidante.
LecitinasEn cosmetología se utilizan principalmente las lecitinas procedentes del huevo y del girasol. Poseen propiedades emulgentes, hidratantes y protectoras. De la lecitina se pueden extraer los fosfolípidos, que se utilizan en la preparación de liposomas y como activos reparadores del estrato córneo en los cosméticos destinados a pieles sensibles, postsolares, productos postafeitado, entre otros.
MelónEl extracto de melón (Cucumis melo) en medio glicerinado se está comercializando como activo cosmético con propiedades suavizantes e hidratantes14. Rico en agua (95%), mucílagos y vitaminas, se recomienda utilizar en una concentración comprendida entre el 5-10% en la formulación de cosméticos reparadores, after-sun, hidratantes corporales, etc.
NutriciónLa alimentación es muy importante para prevenir la sequedad de la piel y para revertirla una vez instaurada. Una dieta rica en vitamina A, vitaminas del grupo B (B3, B5, B12) y E, minerales como el selenio y el cinc y ácidos grasos insaturados aporta los nutrientes necesarios para evitar la deshidratación de la piel y el cabello.
Osmhydran LS 8453Es uno de los muchos activos con acción hidratante de los que dispone el formulador cosmético. Es un producto que contiene diversos aminoácidos, sacáridos y ácidos orgánicos, en una composición que simula el FHN. La concentración de uso recomendada es del 2 al 5%. A diferencia de otros productos de similar composición, no es un líquido sino que se presenta en forma de polvo blanco que se debe disolver en agua caliente antes de su incorporación a la fórmula final15.
Pérdida de agua transepidérmicaTambién conocida como Transepidermal Water Loss o por sus siglas en inglés (TEWL). El fundamento del proceso es la difusión del agua en el estrato córneo. La medida de la TEWL permite evaluar la función barrera intrínseca del estrato córneo. Un valor elevado de TEWL indica una disfunción o un deterioro de la función barrera, como ocurre en las pieles con psoriasis o tratadas con tensioactivos16. La TEWL se determina mediante técnicas eléctricas (evaporímetro) y se expresa como la cantidad de agua evaporada por unidad de superficie en una hora (g/m2x h). A modo orientativo, una piel en condiciones fisiológicas normales posee una TEWL comprendida entre 5-20 g/m2x h.
QuitosánEs un derivado de la quitina, un polisacárido formado por unidades de N-acetil glucosalina (enlace glucosídico b→ 1,4) que se encuentra mayoritariamente en el caparazón de los crustáceos y en el zooplancton. El quitosán es muy sustantivo a la piel y al cabello, ya que actúa como un polímero catiónico y forma una película elástica sobre estos soportes16. Gracias a sus numerosos grupos polares posee capacidad hidratante, por lo que se incluye en cosméticos faciales –hidratantes, tensores, solares– y productos capilares –champúes, lacas–. Quitosán también posee propiedades antisépticas que lo hacen idóneo para la formulación de desodorantes y enjuagues bucales.
Ritmos circadianosSe han realizado muy pocas investigaciones sobre los ritmos circadianos de las propiedades de la función barrera de la piel. Uno de los estudios más completos17 midió la TEWL, la hidratación del estrato córneo, el pH de la superficie de la piel y la temperatura cutánea de 16 personas, cada 2 h durante 24 h. Para cada propiedad en estudio se recogieron doce valores en distintas zonas del cuerpo –frente, antebrazo, parte superior de la espalda y espinilla–. Tras el análisis estadístico de los valores obtenidos, se comprobó que todas las propiedades en estudio excepto la hidratación del estrato córneo presentan ritmos dependientes del tiempo en la frente, el antebrazo y la pierna. Los valores de las mismas variables medidos en distintas zonas se correlacionan de forma positiva mientras que los valores de distintas variables no lo hacen. Los resultados parecen indicar que la permeabilidad cutánea es mayor durante la tarde y la noche que por la mañana.
El estudio de los ritmos circadianos es importante para profundizar en el conocimiento de la fisiología de la piel y para aumentar la eficacia de los principios activos aplicados de forma tópica.
Sorción-desorción de humedad, ensayo deTambién recibe los nombres de ensayo de sorción dinámica de vapor o Dynamic Vapour Sorption (DVS) en inglés. Se trata de una técnica no invasiva que mide de forma gravimétrica la retención de humedad del soporte cuando éste se somete a diferentes etapas de humedad relativa, tanto crecientes (sorción) como decrecientes (desorción). El peso del soporte se determina en cada etapa cuando ha alcanzado el equilibrio con la humedad relativa ambiental, que permanece controlada en todo momento.
La representación gráfica del cambio de peso del soporte en función de la humedad relativa ambiental da lugar a las curvas de sorción y desorción de humedad. Estas curvas permiten conocer, por ejemplo, la velocidad de desorción o pérdida de humedad y la magnitud de la histéresis en cada humedad relativa.
En dermofarmacia, el test de sorción-desorción de humedad se aplica como un estudio de eficacia para demostrar la acción hidratante de principios activos o productos acabados sobre la piel y el cabello. Esta técnica ha demostrado, por ejemplo, que18:
- Los cosméticos capilares no parecen tener efecto sobre la cantidad de agua absorbida por el cabello a una humedad relativa específica.
- En cambio, algunos productos sí pueden modificar la velocidad a la que la humedad se absorbe o se pierde del cabello. Por ejemplo, los restos de los productos sobre el cabello pueden actuar como una barrera oclusiva que disminuya la velocidad a la que la humedad se disipa del cabello.
Se ha demostrado que el hábito de fumar influye en el grado de hidratación de la superficie cutánea. Un estudio ha comprobado que un grupo de mujeres que fumaba entre 11 y 20 cigarrillos al día presentó unos niveles medios de hidratación cutánea inferiores significativamente al grupo de mujeres no fumadoras19. Otros estudios ya habían demostrado que el tabaco aumenta los niveles de testosterona y disminuye los niveles de estrógenos. Dada la influencia de estas hormonas sobre el grado de hidratación de la piel (ver Hormonas), se confirma que las personas que fuman poseen una piel menos hidratada que los no fumadores.
Este resultado se suma a la larga lista de efectos negativos que el tabaco provoca en la piel, como la aparición temprana de arrugas en el contorno de los ojos y la boca; la menor oxigenación del tejido por contracción de los vasos sanguíneos, que se refleja en una tez más atrofiada y apagada; la cicatrización de heridas más lenta, etc.
UreaComponente del FHN endógeno, es uno de los activos hidratantes más eficaces. En pacientes con problemas cutáneos ocasionados por el continuo contacto con el agua, las fórmulas con un contenido en urea comprendido entre el 5 y el 10% mejoran la función barrera y disminuyen la irritación cutánea frente a laurilsulfato de sodio. La urea también disminuye la TEWL en pieles secas puesto que retarda la TEWL de forma más eficaz que la glicerina en pieles secas atópicas20. Los mayores inconvenientes de la urea son la dificultad para formular a dosis elevadas manteniendo un perfil sensorial correcto y la sensación desagradable que provoca si hay pequeñas heridas en la piel.
VitaminasComo se ha comentado anteriormente, las proteínas acuaporinas de las membranas celulares se estimulan con la aplicación de diversas sustancias, entre las que figuran los esteroides, los polioles y las vitaminas21. El ácido all-trans-retinoico provoca una rápida acumulación de transcriptores AQP3 en los cultivos de queratinocitos epidérmicos humanos y una fuerte inmunorreactividad de las capas basales epidérmicas en explantes de piel22.
Por su parte, la vitamina B3 o niacina, en forma de niacinamida (sinónimo de nicotinamida), ha sido ampliamente estudiada por la compañía Procter & Gamble. Parece ser que la niacinamida atenúa los efectos del ácido all-trans-retinoico de forma dosis-dependiente23. Este estudio proporciona información sobre el mecanismo molecular por el que niacinamida revierte el efecto adverso de sequedad cutánea que provoca el ácido all-trans-retinoico.
XilitolAl igual que otros azúcares –lactitol, manitol, etc.– posee propiedades hidratantes gracias a la presencia de grupos –OH higroscópicos en su molécula y a su capacidad estimulante de las acuaporinas. En el mercado de activos cosméticos se comercializa un producto que combina xilitol y lactitol en medio glicerinado, destinado al tratamiento del cuero cabelludo24. Los estudios in vivo realizados con un champú y acondicionador que incluían este producto han demostrado la acción hidratante inmediata y a largo plazo del cuero cabelludo. El producto también refuerza la barrera cutánea y regula la descamación del cuero cabelludo.
Yacón (Polimnia sonchifolia)Es una especie vegetal originaria de Brasil y Perú. El jugo de las raíces (tubérculos) es rico en polifenoles, fructosa y oligofructosas y ha demostrado su eficacia como estimulante del Yacón (Polimnia sonchifolia). metabolismo celular y como hidratante a corto y largo plazo25.
El estudio de hidratación se ha realizado con 10 voluntarios, que aplicaron a diario una crema al 5% del activo comercial frente a un placebo. Al cabo de 24 h, se apreció un incremento del 16% en la hidratación (medida mediante corneometría) de la zona tratada con el activo respecto a la zona tratada con placebo. Al cabo de 4 días, el aumento de la hidratación fue del 24%, lo que indica un efecto acumulativo a largo plazo.
Yacón (Polimnia sonchifolia).
Zermatt, glaciar deA modo de curiosidad, el agua de este glaciar suizo se está empleando para la preparación de un producto comercial26. Este producto es un preparado de liposomas en medio glicérico libre de alcohol (INCI: lecithin, CI77820, glycerin, aqua). El interés del activo radica no tanto en la acción hidratante –proporcionada por la lecitina y la glicerina– como en el atractivo reclamo publicitario que se podría crear alrededor de este producto.