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Idratazione cutanea

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Gradiente idrico dell'epidermide, contenuto di acqua nei diversi strati dell'epidermide

Si definisce idratazione cutanea il contenuto di acqua dei tessuti cutanei.

Mentre nel derma, che è vascolarizzato, il contenuto di acqua è omogeneo ed analogo a quello corporeo, circa 70%, nell'epidermide, dove l'acqua penetra per diffusione dal derma sottostante, il contenuto di acqua varia da un 70% circa nello strato basale ad un 20% circa nello strato corneo. Un'idonea concentrazione di acqua ha implicazioni con l'apparenza e le caratteristiche meccaniche della pelle. Ha anche funzioni di segnale cellulare, rende plastico lo strato corneo, partecipa ai processi proliferativi e di differenziazione dell'epidermide, partecipa a reazioni enzimatiche e contribuisce alla formazione del mantello acido e della barriera cutanea.[1][2][3][4][5][6]

Le molecole d'acqua del derma sono legate in parte alle proteine, in particolare al collagene, ed ai glicosaminoglicani, in particolare l'acido ialuronico. La percentuale di acqua libera, non legata, nel derma è maggiore in caso di edema. Nell'epidermide l'acqua penetra e si diffonde dal derma sottostante e dall'esterno. La bassa permeabilità all'acqua, nello stato liquido e gassoso, dello strato corneo riduce la perdita di acqua, dall'interno verso l'esterno, chiamata TEWL, ma anche la penetrazione di acqua dall'esterno verso l'interno. L'idratazione dell'epidermide è influenzata dalla temperatura ed umidità esterne[7][8][9], ma una corretta idratazione dell'epidermide e dello strato corneo è possibile solo se l'apporto di acqua dal derma è sufficiente a bilanciare la TEWL . L'entità della TEWL dipende dalla permeabilità dello strato corneo. Più questa è alta, come nei casi di cute lesa o barriera insufficiente, maggiore è la perdita d'acqua transepidermica e conseguentemente minore è la ritenzione idrica nei tessuti cutanei. Nell'epidermide l'acqua può essere legata oltre che alle sostanze a cui si lega nel derma a sostanze idrofile a basso peso molecolare prodotte da processi di degradazione, anche enzimatica, delle proteine nello strato corneo. L'insieme di queste sostanze è stato chiamato fattore naturale di idratazione o NMF dall'inglese natural moisturizing factor.

NMF

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Lo stesso argomento in dettaglio: Fattore naturale di idratazione.

Il fattore naturale di idratazione, noto come NMF, individuato da Jacobi e colleghi nel 1959 [10] è una miscela di sostanze idrosolubili e igroscopiche in grado di legarsi all'acqua e capaci di fissare e trattenere nello strato corneo e nel film idrolipidico superficiale anche parte dell'umidità ambientale a contatto con la pelle. Per anni è stato considerato il principale fattore nel meccanismo di idratazione degli strati più superficiali della pelle[11][12]. L'NMF può rappresentare il 20-30% del residuo secco dello strato corneo dove si trova sia livello intracellulare che extracellulare [13]. Alcuni suoi componenti , urea, acido lattico, pirrolidone carbossilati, sono diventati ingredienti comuni per prodotti topici applicati per aumentare l'idratazione cutanea. Il ruolo del NMF nell'idratazione cutanea è oggetto di controversia scientifica e vari ricercatori ritengono la sua funzione meno rilevante. [14][15][16]

Sostanze idratanti

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Le sostanze idratanti agiscono su più livelli a seconda della loro idrofilia o idrorepellenza.. Le sostanze idrofile, umettanti, riducono l'attività dell'acqua, trattenendola all'interno e sulla superficie della pelle. Le sostanze idrorepellenti, emollienti, diminuiscono la permeabilità della pelle e riducono la perdita di acqua transepidermica. Tra gli umettanti più utilizzati nelle applicazioni topiche finalizzate a ristabilire o incrementare l'idratazione cutanea alcuni naturalmente presenti nella pelle: urea, acido ialuronico, glicerolo, acido pidolico. Ma anche polialcoli, glicoli e saccaridi non fisiologici. Tra gli emollienti più utilizzati quelli a minor reattività e biologicamente inerti: paraffina, siliconi. Ma anche lipidi affini ai lipidi cutanei: colesterolo, ceramidi, cere, trigliceridi. Gli emollienti idrorepellenti, riducendo la perdita di acqua transepidermica, vengono anche definiti "occlusivi". L'azione combinata di emollienti ed umettanti , come nel film idrolipidico della pelle, è considerata la più efficiente.

Misurazione

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L'idratazione cutanea si può misurare in vivo tramite la spettroscopia Raman confocale che può rilevare la concentrazione di diverse sostanze a diversa profondità nella pelle. Molto diffuse e comuni anche le misure impedenziometriche, con uno strumento, di costi molto inferiori, chiamato corneometro in grado di rilevare la reattanza prevalentemente capacitiva della pelle a diverse frequenze. Le misurazioni impedenziometriche o capacitive forniscono dati parametrici influenzati dal tenore di acqua, dalla sua profondità, dal tenore di elettroliti e sono molto meno affidabili delle misurazioni con spettroscopia Raman[17]. Un'altra misura indiretta dell'idratazione cutanea può essere ottenuta rilevando la TEWL, cioè l'impercettibile perdita di vapore attraverso la pelle.

Implicazioni patofisiologiche

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Un'inadeguata idratazione cutanea è associata a diverse manifestazioni cutanee: pelle secca, pelle sensibile, eczema, dermatite atopica, acne, rosacea e psoriasi. L'applicazione topica di prodotti idratanti è considerata in molti casi un adiuvante in altri una vera e propria terapia, classificata nel caso della dermatite atopica, come terapia emolliente. [18][19][20][21][22][23][24][25][26][27][28][29].

Aumentando il contenuto di acqua aumenta lo spessore dello strato corneo ma anche la sua permeabilità.[30].

Un'eccessiva idratazione cutanea comporta un indebolimento dei desmosomi con conseguente esfoliazione accelerata.[31][32].

Uno studio del 2008 ha associato l'utilizzo di creme idratanti all'insorgenza del tumore in topi esposti a UVB[33]. Lo studio è stato ampiamente criticato dalla comunità scientifica per evidenti fallacie e carenze metodologiche oltre che per il titolo fuorviante che attribuirebbe un eventuale effetto tumorigenico ai prodotti idratanti anziché alle radiazioni UVB.

Implicazioni cosmetiche

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Un'aumentata idratazione cutanea comporta uno strato corneo più spesso e più plastico. Oltre che variazioni a breve termine nell'apparenza della pelle la sua corretta idratazione ha implicazioni sulla comparsa dei segni di invecchiamento e sull'efficienza della funzione barriera [2][34][35]. La detersione cutanea tende a rimuovere parte del mantello idro-lipico protettivo della pelle che contribuisce alla regolazione dell'idratazione cutanea. Per questo sono molto diffusi cosmetici con funzione idratante formulati per apportare umettanti ed emollienti alla pelle. L'idratazione indotta da cosmetici può riferirsi anche agli annessi cutanei: capelli e unghie, dove però mancando la diffusione di acqua dall'interno, l'idratazione può essere aumentata solo con acqua trasferita dal cosmetico stesso o dall'ambiente .

Note

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  1. ^ Scott IR, Harding CR. Filaggrin breakdown to water binding compounds during development of the rat stratum corneum is controlled by the water activity of the environment. Dev Biol. 1986. 115(1):84–92.
  2. ^ a b Tsukahara K, Hotta M, Fujimura T, Haketa K, Kitahara T. Effect of room humidity on the formation of fine wrinkles in the facial skin of Japanese. Skin Res Technol. 2007. 13(2):184–8.
  3. ^ Imokawa G, Takema Y. Fine wrinkle formation, etiology and prevention. Cosmet Toiletries. 1993. 108:65–77.
  4. ^ Blank IH. Cutaneous barriers. J Invest Dermatol. 1965. 45(4):249–56.
  5. ^ Fore-Pflinger J. The epidermal skin barrier: Implications for the wound care practitioner, Part I. Adv Skin Wound Care. 2004. 17:417–25.
  6. ^ Denda M, Sato J, Tsuchiya T, Elias P, Feingold K. Low humidity stimulates epidermal DNA synthesis and amplifies the hyperproliferative response to barrier disruption: Implication for seasonal exacerbations of inflammatory dermatoses. J Invest Dermatol. 1998. 111(5):873–8.
  7. ^ Tagami H, Kobayashi H, Zhen XS, Kikuchi K. Environmental effects on the functions of the stratum corneum. J Invest Dermatol Symp Proc. 2001. 6(1):87–94.
  8. ^ Egawa M, Oguri M, Kuwahara T, Takahashi M. Effect of exposure of human skin to a dry environment. Skin Res Technol. 2002. 8(4):212–8.
  9. ^ Declercq L, Muizzuddin N, Hellemans L, Van Overloop L, Sparacio R, Marenus K, Maes D. Adaptation response in human skin barrier to a hot and dry environment . J. Invest Dermatol. 2002. 119:716.
  10. ^ Jacobi e al.. About the mechanism of moisture regulation in the horny layer of the skin. Proc Sci Sect Toilet Goods Assoc. 1959; 31:22-4.
  11. ^ .Laden K, Spitzer R. Identification of a natural moisturizing agent in skin. J Soc Cosmet Chem. 1967; 18:351-60.
  12. ^ Middleton JD. The mechanism of water binding in stratum corneum. Br J Dermatol. 1968; 80(7):437-50.
  13. ^ Trianse SJ. The search for the ideal moisturizer. Cosmetics, Perfumery. 1974. 89:57
  14. ^ A. V. Rawlings, C. R. Harding, Moisturization and skin barrier function, in Dermatologic Therapy, vol. 17, Feb. 2004, p. 43–48.
  15. ^ Sylvie Verdier-Sévrain , Frédéric Bonté, Skin hydration: a review on its molecular mechanisms, in Journal of Cosmetic Dermatology, vol. 6, n. 2, giugno 2007, p. 75–82,.
  16. ^ Anthony V Rawlings, Ian R Scott, Clive R Harding, Paul A Bowser, Stratum Corneum Moisturization at the Molecular Level (PDF), in Journal of Investigative Dermatology, 1994, p. 731–740.
  17. ^ J. Fluhr,E. Berardesca,P.Elsner,H. I.Maibach, Bioengineering of the skin: water and stratum corneum, CRC Press, 2004, ISBN 0-8493-1443-7.
  18. ^ James Q. Del Rosso, Jacqueline Levin, The Clinical Relevance of Maintaining the Functional Integrity of the Stratum Corneum in both Healthy and Disease-affected Skin, in J Clin Aesthet Dermatol., 2011.
  19. ^ Gérald E Piérard, Sophie Seité, Trinh Hermanns-Lê, Philippe Delvenne, André Scheen, Claudine Piérard-Franchimont, The skin landscape in diabetes mellitus. Focus on dermocosmetic management, in Clin Cosmet Investig Dermatol., 2013.
  20. ^ Amelie Clementine Seghers, Sophie Chan Cai, Madeleine Sheun Ling Ho, Yoke Chin Giam, Lucinda Tan, Carina Marie Grönhagen, Mark Boon Yang Tang, Evaluation of a Pseudoceramide Moisturizer in Patients with Mild-to-Moderate Atopic Dermatitis, in Dermatol Ther (Heidelb), 2014.
  21. ^ Kenza Qiraouani Boucetta, Zoubida Charrouf, Abdelfattah Derouiche, Younes Rahali, Yahya Bensouda, Skin hydration in postmenopausal women: argan oil benefit with oral and/or topical use, in Prz Menopauzalny., 2014.
  22. ^ James Q. Del Rosso, Staci Brandt, The Role of Skin Care as an Integral Component in the Management of Acne Vulgaris: Part 2: Tolerability and Performance of a Designated Skin Care Regimen Using a Foam Wash and Moisturizer SPF 30 in Patients with Acne Vulgaris Undergoing Active Treatment, in J Clin Aesthet Dermatol., 2013.
  23. ^ Eric L. Simpson, Trista M. Berry, Peter A. Brown, Jon M. Hanifin, A Pilot Study of Emollient Therapy for the Primary Prevention of Atopic Dermatitis, in J Am Acad Dermatol., 2011.
  24. ^ Sarina B. Elmariah, Ethan A. Lerner, Topical Therapies for Pruritus, in Semin Cutan Med Surg., 2011.
  25. ^ Chuck W. Lynde, Anneke Andriessen, Benjamin Barankin, Gillian De Gannes, Wayne Gulliver, Richard Haber, Catherine Mccuaig, Poonam Rajan, Sandra P. Skotnicki, Richard Thomas, Jack Toole, Ron Vender, Moisturizers and Ceramide-containing Moisturizers May Offer Concomitant Therapy with Benefits, in J Clin Aesthet Dermatol., 2014.
  26. ^ Arnd Jacobi, Anke Mayer, Matthias Augustin, Keratolytics and Emollients and Their Role in the Therapy of Psoriasis: a Systematic Review, in Dermatol Ther (Heidelb), 2015.
  27. ^ Tanawatt Kootiratrakarn, Kowit Kampirapap, Chakkrapong Chunhasewee, Epidermal Permeability Barrier in the Treatment of Keratosis Pilaris, in Dermatol Res Pract., 2015.
  28. ^ Jacquelyn Levin, Richard Miller, A Guide to the Ingredients and Potential Benefits of Over-the-Counter Cleansers and Moisturizers for Rosacea Patients, in J Clin Aesthet Dermatol., 2011.
  29. ^ James Q. Del Rosso, Michael Gold, Maria José Rueda, Staci Brandt, Warren J. Winkelman, Efficacy, Safety, and Subject Satisfaction of a Specified Skin Care Regimen to Cleanse, Medicate, Moisturize, and Protect the Skin of Patients Under Treatment for Acne Vulgaris, in J Clin Aesthet Dermatol., 2015.
  30. ^ Irvin H Blank, John Moloney , Alfred G Emslie, Ivan Simon, Charles Apt, The Diffusion of Water Across the Stratum Corneum As a Function of Its Water Content (PDF), in Journal of Investigative Dermatology, 1984.
  31. ^ Harding CR, Watkinson A, Rawlings AV, Scott IR, Dry skin, moisturization and corneodesmolysis, in International Journal of Cosmetic Science, 2000.
  32. ^ Rawlings AV, Harding C, Watkinson A, Banks J, Ackerman C, Sabin R. The effect of glycerol and humidity on desmosome degradation in stratum corneum. Arch Dermatol Res 1995; 287:457–464.
  33. ^ Tumorigenic Effect of Some Commonly Used Moisturizing Creams when Applied Topically to UVB-Pretreated High-Risk Mice, in Journal of Investigative Dermatology.
  34. ^ Joachim W. Fluhr, Kenneth R. Feingold, Peter M. Elias, Transepidermal water loss reflects permeability barrier status: validation in human and rodent in vivo and ex vivo models, in Experimental Dermatology, vol. 15, n. 7, Luglio 2006, p. 483–492.
  35. ^ Nakagawa N, Sakai S, Matsumoto M et al. Relationship between NMF (lactate and potassium) content and the physical properties of the stratum corneum in healthy subjects. J Invest Dermatol 2004; 122:755–63

Bibliografia

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  • James J. Leyden, Anthony V. Rawlings Skin Moisturization, 2002, CRC Press.
  • J. Fluhr,E. Berardesca,P.Elsner,H. I.Maibach Bioengineering of the skin: water and stratum corneum, 2004, CRC Press.

Voci correlate

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