La molécula clave involucrada en la humedad de la piel es el hialuronano o ácido hialurónico (HA), es un glicosaminoglicano (GAG) con una capacidad única para unirse y retener moléculas de agua.
El envejecimiento de la piel también se asocia con la pérdida de humedad de la piel.
Envejecimiento de la piel
El envejecimiento de la piel humana es un proceso biológico complejo que se produce como el resultado de dos procesos biológicamente independientes.
Lo primero es el envejecimiento intrínseco o innato, un proceso inevitable, que afecta a la piel con el mismo patrón que a todos los órganos internos.
Y segundo es el envejecimiento extrínseco, que es el resultado de la exposición a factores externos, principalmente la irradiación ultravioleta (UV), que también se conoce como fotoenvejecimiento.
Causas del Envejecimiento de la piel
El envejecimiento cutáneo intrínseco está influenciado por cambios hormonales que ocurren con la edad, como la gradual disminución de la producción de hormonas sexuales.
Desde mediados de los veinte hay disminución de estrógenos y progesterona asociada con la menopausia.
Está bien establecido que la deficiencia de estrógenos y andrógenos da como resultado la degradación del colágeno, sequedad, pérdida de elasticidad, atrofia epidérmica y arrugas de la piel.
Aunque el envejecimiento cutáneo intrínseco y extrínseco son procesos distintivos, comparten similitudes en los mecanismos moleculares.
Por ejemplo, los radicales libres de oxígeno (ROS), que surgen del metabolismo celular oxidativo, desempeñan un papel importante en ambos procesos.
Los radicales libres en el envejecimiento cutáneo extrínseco o intrínseco inducen la disminución de la expresión de procolágeno-1.
Por lo tanto, los niveles elevados de colágeno degradado y la síntesis de colágeno reducida son problemas que ocurren tanto en piel intrínsecamente envejecida como fotoenvejecida.
Síntesis y degradación del acido hialuronico
A diferencia de otros glicosaminoglicanos que se sintetizan dentro de la célula en el aparato Golgi y luego se secretan externamente por exocitosis,.
El acido hialuronico es sintetizado por tres enzimas transmembranas.
Las tres Hialurono sintetasas comparten entre el 50 y el 70% de su secuencia de aminoacidos, que está altamente conservada y está codificada por diferentes genes ubicados en diferentes cromosomas.
Estas tres enzimas se expresan de manera diferente durante la morfogénesis, y generan acido hialuronico con diferentes pesos moleculares (MW) .
Se ha propuesto que HAS3 produzca moléculas con MW más bajos (1 × 105 a 1 × 106 Da) que HAS1 y HAS2 que sean capaces de generar HA de gran tamaño (mayor que 2 × 106 Da).
Además, HAS1 presenta una actividad más lenta que HAS2 y HAS3 .
Metabolismo del Acido hialuronico
El acido hialuronico presente en la sangre se cataboliza en los ganglios linfáticos y en el hígado.
La presente en los tejidos se degrada fuera de la célula por:
La hialuronidasa, especies reactivas de oxígeno (ROS), superóxido, óxido nítrico y peroxinitrita generadas durante tejidos inflamados o lesionados, y dentro de la célula por los litosomas .
En humanos, se han identificado seis hialuronidasas diferentes (Hyal): Hyal-1, Hyal-2, Hyal-3, Hyal-4, PH-20 e Hyalp-1 . Hyal-1 e Hyal-2 son los hialuronidases más comunes en los tejidos.
Actúan en concierto para degradar las cadenas de HA. En la superficie celular, Hyal-2 une e interioriza la HA en vesículas donde las moléculas se dividen en fragmentos de 20 kDa.
Posteriormente, los fragmentos son digeridos por Hyal-1 en tetrasacáridos . Todavía se desconoce mucho sobre la actividad de Hyal-3, Hyal-4 e Hyalp1.
El equilibrio entre la síntesis de acido hialuronico y su degradación tiene un papel clave en la determinación de la cantidad de la molécula, y del peso molecular, en consecuencia, de sus propiedades.
Tipos de Acido Hialuronico
De hecho, se propuso que el acido hialuronico de diferentes tamaños moleculares pueda mostrar acciones biológicas diferentes y a veces opuestas.
Por ejemplo, acido hialuronico de alto peso molecular tiene acciones antiinflamatorias que controlan el reclutamiento de células inflamatorias.
Mientras que las moléculas de bajo peso molecular son proinflamatorias y promueven la angiogénesis y la remodelación de tejidos en el proceso de cicatrización de heridas .
Además, tamaños específicos de polímero tienen diferentes efectos en la reparación de heridas.
Recientemente, algunos autores demostraron que un derivado parcialmente N-butyrylated HA, BHA ejerce efectos antiinflamatorios y promueve la cicatrización de heridas.
Funciones del acido hialuronico
El ácido hialuronico está ampliamente presente en el espacio extra celular de la piel, el órgano más grande del cuerpo humano.
Su presencia es fundamental para las propiedades reológicas, higroscópicas y viscoelásticas del tejido.
Se ha demostrado que la HA juega un papel crucial al influir en las fases inflamatorias, proliferativas o de re-modelado del proceso de curación de la piel.
Aunque se ha demostrado que este polisacárido también está asociado con la reparación de los tejidos, especialmente la piel, los detalles de la reparación no han sido aclarados .
Tiene propiedades antiinflamatorias o proinflamatorias, en relación con su peso molecular .
Para estas y muchas otras propiedades conocidas (excelente biocompatibilidad, biodegradabilidad, durabilidad y ausencia de toxicidad).
Los investigadores en los últimos años han centrado su interés en la aplicación de algunos productos a base de acido hialuronico, en ingeniería de tejidos de la piel y medicina regenerativa.
Aplicaciones del acido hialuronico
En los últimos cinco años, los estudios se centraron en dos tipos de compuestos basados en acido hialuronico: hidrogeles y andamios nanofibras.
Estudios incluyen el uso de herramientas regenerativas en ingeniería de tejido cutáneo, como células madre derivadas de la adiposa , membrana de amonio solubilizada e hidrogel clot derivado del plasma autólogo .
Un sustituto dérmico hecho de gelatina metacrilada y células madre derivadas de la adiposa que contienen ácido hialurónico metacrilado fue probado in vivo y mostró mejorar la supervivencia de la piel.
Un dispositivo de apósito de heridas hecho con gelatina, quitosano y ácido hialurónico se enriqueció con un hidrogel coágulo autólogo que transportaba células madre mesenquimales.
Este biomaterial híbrido demuestra alta viabilidad celular, alta biocompatibilidad, capacidad de regeneración temprana a las cuatro semanas y ausencia de signos de rechazo .
La membrana de amnión solubilizada es una solución libre de células con altas concentraciones de citoquinas derivadas de células y factores de crecimiento.
A partir de los estudios reportados, el amplio campo de aplicaciones del acido hialuronico en los procesos de curación de la piel parece claramente evidente.
Actuación del Acido Hialuronico en la piel
La función de la piel como barrera se atribuye en parte a los cuerpos lamelares, que se cree que son lisosomas modificados que contienen enzimas hidrolíticas.
La difusión de material acuoso a través de la epidermis es bloqueada por estos lípidos sintetizados por los queratinocitos en el estrato granuloso.
Este efecto de barrera también aplica para el acido hialuronico.
El área rica en Acido hialuronico, inferior a esta capa puede obtener agua de la dermis rica en humedad, y el agua contenida en ella no puede penetrar más allá del estrato granuloso rico en lípidos.
La hidratación de la piel depende fundamentalmente del agua unida al acido hialuronico en la dermis y en el área vital de la epidermis.
Mientras que el mantenimiento de la hidratación depende esencialmente del estrato granuloso.
Como se mencionó anteriormente, el acido hialuronico de la piel representa la mayor parte (50%) del corporal total.
Su contenido en la dermis es significativamente más alto que el de la epidermis, mientras que la dermis papilar tiene niveles mucho mayores que la dermis reticular.
El Acido hialuronico en la dermis
Regula el equilibrio hídrico, la presión osmótica y el flujo de iones y funciona como un tamiz, excluyendo ciertas moléculas.
Mejora el dominio extracelular de las superficies celulares y estabiliza las estructuras de la piel mediante interacciones electrostáticas.
La reparación tisular y la presencia prolongada de acido hialuronico asegura dicha reparación tisular sin cicatrices.
Los fibroblastos dérmicos proporcionan la maquinaria sintética para el acido hialuronico dérmico y deben ser el objetivo de los intentos farmacológicos para mejorar la hidratación de la piel.
Desafortunadamente, el acido hialuronico exógeno se elimina de la dermis y se degrada rápidamente.
Ácido hialurónico y envejecimiento cutáneo
Cambios epidérmicos
El cambio histoquímico más dramático observado en la piel senescente es la marcada desaparición del Acido hialuronico epidérmico, mientras que el mismo todavía está presente en la dermis.
Se desconocen las razones de este cambio en la homeostasis del acido hialuronico con el envejecimiento.
Como se mencionó anteriormente, la síntesis de acido hialuronico epidérmico está influenciada por la dermis subyacente y está bajo controles separados de su síntesis dérmica.
También se ha informado una reducción progresiva del tamaño de los polímeros de HA en la piel como resultado del envejecimiento.
Por lo tanto, la epidermis pierde la molécula principal responsable de unir y retener las moléculas de agua, lo que resulta en la pérdida de humedad de la piel.
Cambios Dérmicos
En la dermis, el principal cambio relacionado con la edad es la creciente avidez de acido hialuronico por las estructuras tisulares.
Esto es paralelo al entrecruzamiento progresivo del colágeno y la pérdida constante de la capacidad de extracción del colágeno con la edad.
Envejecimiento de la piel
Todos los fenómenos relacionados con la edad anteriores contribuyen a la aparente deshidratación, atrofia y pérdida de elasticidad que caracteriza a la piel envejecida.
Aproximadamente el 80% del envejecimiento de la piel facial se atribuye a la exposición a los rayos ultravioleta.
El daño por radiación ultravioleta causa inicialmente una forma leve de cicatrización de heridas y se asocia al principio con una aumento de acido hialuronico dérmico.
Envejecimiento inducido
Tan solo 5 min de exposición a los rayos ultravioleta causa una mayor deposición de HA, lo que indica que el daño cutáneo inducido por la radiación ultravioleta es un evento extremadamente rápido.
El enrojecimiento inicial de la piel después de la exposición a la radiación UV puede deberse a una reacción edematosa leve inducida por el aumento de la deposición de acido hialuronico y la liberación de histamina.
Las exposiciones repetidas y extensas a los rayos ultravioleta simulan en última instancia una respuesta típica de cicatrización de heridas con deposición de colágeno tipo I similar a una cicatriz.
En lugar de la mezcla habitual de colágeno tipo I y III que da elasticidad y flexibilidad a la piel.
Recientemente se ha descubierto algunos de los cambios bioquímicos que pueden distinguir el fotoenvejecimiento y el envejecimiento natural.
Utilizando muestras de tejido fotoexpuesto y fotoprotegido, se ha demostrado un aumento significativo en la expresión de acido hialuronico de menor masa molecular en la piel fotoexpuesta, en comparación con la piel fotoprotegida.
Efectos Fisiopatológicos
Estos hallazgos indican que la piel fotoexpuesta, y por lo tanto el envejecimiento cutáneo extrínseco, se caracteriza por una homeostasis distinta de acido hialuronico.
También se ha observado que el envejecimiento cutáneo intrínseco se asoció con una reducción significativa en el contenido de acido hialuronico.
Los datos disponibles sugieren que la homeostasis de acido hialuronico exhibe un perfil distinto en el envejecimiento cutáneo intrínseco, que es totalmente diferente al del envejecimiento cutáneo extrínseco.
¿Qué hace el acido hialuronico en las arrugas?
Los materiales de acido hialuronico en los implantes de la piel son bastante eficaces, y son muy seguros porque el material implantado se puede extraer posteriormente con hialuronidasa.
Sin embargo, la pregunta sigue siendo si estos rellenos de tejido son verdaderamente pasivos, o implican otros mecanismos también.
En un estudio, después de examinar biopsias de piel de voluntarios humanos a las 4 y 13 semanas después de la inyección de rellenos dérmicos de acido hialuronico.
Los investigadores de la Universidad de Michigan observaron fibroblastos activados en el borde del implante junto con una mayor síntesis de procollagen-
Postularon que los fibroblastos se habían activado a través de receptores elásticos mecánicos (Wang et al. 2007).
Podría ser posible modificar la cantidad de colágeno producido en la piel mediante la regulación o regulación descendente de la síntesis de HA, utilizando activadores o inhibidores específicos de HAS enyzme.
Cremas con acido hialuronico
Las cremas tópicas que contienen acido hialuronico están ampliamente disponibles, pero su eficacia está limitada por su falta de penetración en la piel.
Esto es debido al gran tamaño de su molécula como resultado de ser formulado en una base de crema.
El ácido hialuronico carece de la capacidad de permear la piel, y cuando se aplica de forma tópica, permanece en la superficie de la piel y funciona como un humectante de la superficie de la piel.
Por lo tanto, las inyecciones de acido hialuronico deben utilizarse para su entrega en capas cutáneas más profundas.
Nanopartículas de Ácido Hialuronico
Por ejemplo, cuando el tamaño de las partículas disminuye, aumenta la proporción de la superficie, lo que predice una mayor actividad biológica por masa dada en comparación con partículas más grandes.
El aspecto desafiante es mantener las moléculas “pequeñas” después de que se formulan en una base de crema.
Una vez que las moléculas se incrustan en la solución antes de ser incorporadas a la crema, reaccionan inmediatamente con agua y se agregan en complejos voluminosos, que son demasiado grandes para permear la piel.
Se han desarrollado técnicas prometedoras que prepara nanopartículas de materiales orgánicos (NOP) para permanecer pequeños después de que se incorporan a una base de crema.
Se encontró que los NOP poseían una mayor actividad biológica, así como una mayor penetración en el tejido.
Partículas de bajo peso molecular
Usar moléculas de acido hialuronico con bajo peso molecular es facilitar su entrega a los tejidos humanos y mejorar su penetración a través de la barrera de la piel.
Además, la disminución del tamaño da lugar a una intensificación de sus características, incluyendo su capacidad antioxidante y la higroscopia, que son de gran importancia en la cosmética médica.
Beneficios comprobados en la piel
Los resultados demostraron una mejora estadísticamente significativa en la hidratación de la piel desde el inicio hasta cuatro (24,%) y 12 (38,9%) semanas de postratamiento.
Todos los participantes (100%, p≤0.001) mostraron mejoras en la hidratación de la piel.
La hidratación cutánea, la firmeza de la piel y la elasticidad de la piel mostraron una mejora significativa(p≤0.005) desde el inicio en 100 por ciento, 88.8 por ciento y 67.5 por ciento de los participantes, respectivamente .
También hubo una mejora estadísticamente significativa en la aparición de líneas finas y arrugas en el área ocular, después de sólo cuatro semanas de tratamiento.
Se pidió a todos los participantes que completaran las encuestas de eficacia del producto.
Según las encuestas, un 72.9 por ciento de los participantes reportó una mejora general en la apariencia de la piel después de cuatro semanas y 80.5 por ciento después de 12 semanas(p=0.05).
Una disminución general en las líneas finas y arrugas fue reportada por 70.2 por ciento y 75 por ciento de los participantes (p=0.05) después de cuatro y 12 semanas, respectivamente.
Todos los participantes (100%) informó facilidad de aplicación, mientras que 94.4 por ciento informó que el producto dejó la piel agradable.
La mayoría de los voluntarios (88,8%) estaban satisfechos con los resultados generales del producto, y ningún participante informó de sensaciones desagradables o incómodas.
No se notificaron efectos adversos ni eventos adversos graves.
