Nuevo (¡y genial!) emulador del factor natural de hidratación -NMF- de Skin Actives

Emulando sustancias naturales: el factor natural de hidratación (NMF por su sigla en inglés)

La capa córnea (SC stratum corneum) de la epidermis no tiene células vivas, pero es bioquímicamente muy activa. Los componentes del factor natural de hidratación (NMF) son una mezcla de aminoácidos y derivados con una gran capacidad de fijación del agua. El NMF mantiene la piel hidratada, pero los lavados frecuentes eliminan este valioso recurso. Skin Actives ofrece un emulador del NMF que puede utilizarse para prevenir y aliviar la xerosis cutánea y otros problemas de la piel causados por la pérdida del NMF.

El estrato córneo epidérmico

Figura: Las capas de la epidermis

El estrato córneo (SC) es la capa más externa de la epidermis de la piel, cuya función principal es evitar la desecación e impedir la absorción de sustancias químicas peligrosas. Una capa córnea sana debe ser blanda y elástica, y tolerar la deformación provocada por el esfuerzo físico y la tensión. El SC puede considerarse un biomaterial complejo que tiene que satisfacer diferentes exigencias en un entorno con baja humedad relativa.

El SC está formado por células epidérmicas muertas, también conocidas como corneocitos, insertas en una matriz lipídica multilaminar extracelular. Los corneocitos están rellenos de queratina dispuesta en forma de espirales enrolladas, que se asocian en filamentos clasificados como filamentos intermedios debido al tamaño de su diámetro, que corresponde aproximadamente a 7-10 nm. Estos filamentos están a su vez insertos en una matriz proteica y rodeados por una envoltura cornificada formada por proteínas reticuladas, entre las que se encuentran la involucrina, la loricrina y pequeñas proteínas ricas en prolina, junto con lípidos ceramídicos.

Los corneocitos, con sus filamentos de queratina y su envoltura cornificada, son los que confieren a la piel sus propiedades mecánicas de resistencia y elasticidad simultáneas. Los corneocitos están insertos en una matriz lipídica multilaminar compuesta por ceramidas de cadena larga, ácidos grasos y colesterol.

¿Qué hace el NMF?

Los osmolitos son pequeños compuestos polares que disminuyen el potencial químico del agua y pueden proteger a la SC de la desecación severa, amortiguando las respuestas moleculares a los cambios de hidratación.

En la piel sana, los osmolitos están presentes de forma natural y suelen denominarse factor hidratante natural (NMF). El NMF consiste en una combinación de pequeños compuestos polares derivados de la proteína filagrina presente en los corneocitos, los constituyentes del sudor y el recambio de triglicéridos que se produce en las glándulas sebáceas. La combinación del NMF puede suponer hasta el 10% del peso seco de los corneocitos y está formada por diferentes aminoácidos y derivados de aminoácidos, como el ácido pirrolidón carboxílico (PCA), el ácido urocánico (UCA), el ácido láctico, azúcares, urea, glicerol y diversos iones.

El contenido de agua en la SC expuesta al aire con humedad ambiente es relativamente bajo (alrededor del 20 % p/p de agua). La concentración de agua variará normalmente entre las distintas regiones de SC, pero será lo suficientemente alta como para mantener la actividad enzimática, que es importante para procesos como la descamación y la regeneración de la piel.

El SC está expuesto regularmente a condiciones variables en su entorno en términos de humedad relativa, exposición directa al agua líquida y productos hidratantes o para el cuidado de la piel, y estos cambios en la actividad del agua que rodea la piel también influirán en la actividad del agua en el propio SC. Los cambios en las condiciones de hidratación no sólo modificarán el contenido de agua en el SC, sino que también pueden provocar la fusión de una pequeña parte de los lípidos extracelulares del SC y una mayor movilidad en los aminoácidos terminales de los filamentos de queratina que se encuentran en el interior de los corneocitos. La respuesta en las propiedades moleculares de los lípidos y las proteínas del SC ante los cambios en la hidratación puede, a su vez, afectar en gran medida la fisiología del SC, incluida la función de barrera y las propiedades mecánicas.

El problema

Problemas de la piel como la xerosis invernal, la dermatitis atópica y la sequedad cutánea grave han sido asociados a la disminución del NMF. También se ha demostrado que la composición del NMF influye en las propiedades macroscópicas de la SC; la elasticidad de la SC disminuía al eliminar el NMF y se recuperaba añadiendo aminoácidos básicos o neutros. Se ha demostrado que la permeabilidad del SC aumenta con la adición de osmolitos como la urea o el glicerol.

Cuando la piel se lava con frecuencia o se sumerge en agua, se pierden los compuestos hidrosolubles del NMF.

¿Por qué emular y no copiar el NMF?

El organismo resuelve los problemas transformando enzimáticamente las materias primas de que dispone. Cuando observamos las “soluciones” que el cuerpo ha diseñado, como el NMF, las ceramidas de la epidermis o el vérnix caseoso (la capa cerosa que cubre a los recién nacidos), tendríamos que intentar comprender cómo funcionan. La funcionalidad no está ligada a la identidad de las sustancias químicas, y nuestro objetivo es replicar la funcionalidad o mejorarla.

El vérnix, cuya función es “impermeabilizar” la piel del bebé en el útero, presenta una composición variable, pero se compone de sebo, células que se han desprendido de la piel del feto y una cobertura de cabello lanugo.

Las ceramidas son fabricadas por la epidermis a partir de los ácidos grasos contenidos en las capas profunfas de la epidermis.

El NMF se deriva principalmente de la proteólisis de la filagrina, uno de los muchos procesos que tienen lugar mientras las células vivas de la epidermis se convierten en células muertas que son los corneocitos.

Una vez que entendemos cómo funcionan el NMF, las ceramidas, etc., podemos empezar a buscar formas más eficaces de emularlos. Por ejemplo, es muy costoso obtener ceramidas de materiales aceptables (¡el cerebro no es una fuente aceptable!) y al emularlas conseguiríamos realizar un trabajo similar o mejor sin esos costos tanto monetarios como ecológicos.

Podemos mejorar las soluciones naturales porque disponemos de muchas sustancias químicas naturales. En este caso, añadimos aminoácidos que la piel puede utilizar para fabricar nuevas proteínas.

Lo que incluimos en nuestro Skin Actives NMF 

– Glicerina (glicerol)

– Ácido hialurónico u otros polímeros gelificantes

– Biofermento de algas marinas

– Una mezcla de aminoácidos adecuados para la piel

NMF Skin Actives 

Ingredientes: Agua, PCA sódico, lactato sódico, arginina, ácido aspártico, ácido piroglutámico, glicerina, glicina, alanina, hialuronato sódico, colágeno hidrolizado, serina, valina, prolina, treonina, isoleucina, histidina, fenilalanina.

Referencias

Robinson M, Visscher M, Laruffa A, Wickett R. Natural moisturizing factors (NMF) in the stratum corneum (SC).(2010) I. Effects of lipid extraction and soaking. J Cosmet Sci.61:13-22. PMID: 20211113.
Gunnarsson, M., Mojumdar, E. H., Topgaard, D., & Sparr, E. (2021). Extraction of natural moisturizing factor from the stratum corneum and its implication on skin molecular mobility. Journal of Colloid and Interface Science. doi:10.1016/j.jcis.2021.07.012
E. Candi, R. Schmidt, G. Melino (2005) The cornified envelope: a model of cell death in the skin. Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 6: 328-340, doi:10.1038/nrm1619
I.R. Scott, C.R. Harding, J.G. Barrett (1982) Histidine-rich protein of the keratohyalin granules: Source of the free amino acids, urocanic acid and pyrrolidone carboxylic acid in the stratum corneum, Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – General Subjects 719: 110–117. doi: 10.1016/0304-4165(82)90314-2.

ADVERTENCIA: Estas afirmaciones no han sido evaluadas por la FDA y no pretenden diagnosticar, curar, tratar o prevenir ninguna enfermedad.

Traducido por la Dra. Cecilia Hidalgo