Collagene, Elastina e Sostanza fondamentale
Collagene
Il collagene è una proteina
strutturale e costituisce il principale elemento fibroso di pelle, tendini,cartilagini, ossa, denti, membrane, cornee
e vasi di tutti i vertebrati. Il collagene è la proteina più rappresentata
dell'organismo umano e nei tessuti connettivi. E' responsabile della protezione
meccanica dell'organismo da parte della pelle, del benessere e della condizione
della cute e, seppure indirettamente, di alcuni altri organi, della prevenzione
della disidratazione cutanea, del mantenimento dell'elasticità e tonicità dei tessuti e della
minimalizzazione delle rughe. L'unità
strutturale del collagene è rappresentata dal tropocollagene, formato da tre
catene polipeptidiche intrecciate fra loro e resistenti allo stiramento,
caratterizzate da un andamento sinistrorso, che si associano a formare una
tripla elica destrorsa. Le catene polipetidiche sono formate per un terzo da
residui di glicina e per un quarto o più da residui di prolina ed idrossiprolina.
La prolina è un amminoacido ciclico in cui il gruppo R si lega all'azoto
α-amminico conferendo una certa rigidità che impedisce la formazione di una
struttura secondaria ad α-elica, caratteristica di un gran numero di proteine.
La biosintesi del collagene avviene nel fibroblasta, cellula del tessuto
connettivo. Quando la tripla elica del tropocollagene è completata, viene
espulsa dalla cellula nello spazio extracellulare, ove ha luogo l'assemblaggio
del collagene nativo in grosse fibre di collagene insolubile, che provvedono a
svolgere la propria funzione di sostegno del tessuto connettivo.
L'elastina è una proteina fibrosa, dura e stabile, responsabile delle caratteristiche elastiche
di organi e tessuti, costituente il tessuto connettivo. Si trova
prevalentemente nei polmoni, nelle
pareti delle arterie, nei legamenti, nella
pelle e nell'intestino, dov'è
fondamentale la deformabilità reversibile sotto azione della forza di tensione.
L'elastina, come il collagene, è ricca di prolina e glicina ma, al contrario
del collagene, non è glicosilata e contiene poca idrossiprolina e nessuna
idrossilisina. L'elastina è sintetizzata nei fibroblasti in forma di un
monomero solubile, chiamato tropoelastina, proteina con peso molecolare
di 70.000 dalton. Le molecole di tropoelastina vengono secrete dalle cellule
nello spazio extracellulare e si dispongono in fibre elastiche vicino alla
membrana plasmatica, di solito in rientranze della superficie cellulare. Le
fibre elastiche sono costituite da un'impalcatura di microfibrille tubulari,
così chiamate perché presentano una piccola cavità cilindrica al centro, e da
una matrice amorfa che è la parte predominante. Le microfibrille tubulari sono
costituite da una glicoproteina, detta fibrillina, e sono inestensibili; la
matrice amorfa è costituita invece dall'elastina, responsabile del
comportamento elastico che dà il nome a queste fibre: esse si distendono
facilmente per l'applicazione di una tensione anche lieve, e al cessare della
forza applicata recuperano la forma e le dimensioni originarie. Nel derma le
fibre elastiche si intrecciano con le fibre di collagene e questo limita la
potenzialità di distensione della cute, evitando lacerazioni. Grazie a questa
particolare struttura, le fibre elastiche possono allungarsi e ritornare alla
forma iniziale una volta cessata la forza traente. Il turnover dell'elastina è
estremamente basso, con un'emi-vita che si avvicina all'età dell'organismo. Il
nostro organismo sintetizza l'elastina durante tutto lo sviluppo, fino all'età
di 20 anni circa. Nel corso del processo di invecchiamento la pelle perde
progressivamente la propria elasticità poiché l'elastina “danneggiata” o
non viene sostituita oppure è sostituita da fibre non funzionali.
La sostanza fondamentale rappresenta
parte della matrice extracellulare: è caratterizzata dalla combinazione tra
acido ialuronico e proteoglicani, costituiti da glicosamminoglicani (lunghe
catene non ramificate formate da unità disaccaridiche) legati a catene
proteiche. La sostanza fondamentale regola la quantità di acqua presente nella
cute ed ha funzione di sostegno, contribuendo al mantenimento del trofismo,
dell'idratazione e dell'elasticità. E' quindi responsabile del turgore del
derma e della sua resistenza ed elasticità in seguito alla compressione. Si
trova sotto forma di gel e costituisce il tramite attraverso cui l'ossigeno e
le sostanze nutritive provenienti dalla microcircolo raggiungono le cellule dei
vari tessuti e, in senso contrario, attraverso cui l'anidride carbonica e le
scorie metaboliche passano dalle cellule alla circolazione.
Perdita di Tono Cutaneo
Cause della perdita di Tono Cutaneo
Concettualmente, l'invecchiamento può essere definito come un deterioramento progressivo, tempo-dipendente,
dell'abilità dell'organismo di rispondere ai cambiamenti ambientali. Sono stati
codificati due tipi di invecchiamento della pelle: intrinseco ed estrinseco.
L'invecchiamento intrinseco dipende dall'avanzare dell'età ed è influenzato dal background genetico (chronoaging). Provoca, a carico della cute, alterazioni di tipo ipotrofico con alterazione di tutte le componenti e delle funzioni dell'apparato tegumentario. In particolare, si modifica la struttura delle proteine fibrose che compongono il derma (collagene ed elastina).
Le cellule addette alla loro
produzione, i fibroblasti, con il trascorrere degli anni, non solo rallentano i
propri ritmi e la propria efficenza, ma sviluppano cellule di collagene ed elastina di dimensioni più piccole. Di conseguenza, il derma si assottiglia e
l'impalcatura di sostegno su cui poggia la pelle allenta la propria trama, diventa
più flessibile e comincia a cedere. A livello dell'epidermide, si riduce
l'attività mitotica delle cellule basali e la funzione barriera diventa meno
efficace. Negli strati più superficiali del corneo, invece, si assiste ad un accumulo di cellule morte,
che determina ispessimento e irregolarità cromatica dell'epidermide. Le cellule
depositate sullo strato corneo, infatti, non solo hanno un ricambio più lento,
ma trattengono melanina dando luogo a macchie più o meno evidenti. I lineamenti del viso sono
modificati dall'accumulo di grasso sottocutaneo in siti inusuali e dalla
perdita di elasticità del derma.
Quando il metabolismo cellulare rallenta, la pelle affronta una rivoluzione
profonda, che si manifesta sul viso con la comparsa di rilassamento, perdita di
elasticità e rughe profonde. Le prime rughe sono quelle d'espressione, causate delle
contrazioni facciali che, diventando ripetute, si imprimono nel derma
sottostante che sta contemporaneamente perdendo tono. Con la perdita e
l'alterazione di collagene e fibre elastiche, i tessuti iniziano a rilassarsi,
la pelle perde il suo sostegno e l'ovale del viso inizia a deformarsi.
I fattori ambientali che portano
alla formazione di radicali liberi, quindi i
maggiori responsabili dell'invecchiamento cutaneo, sono costituiti
principalmente dalle radiazioni solari, dallo smog, dal fumo. Esiste una
relazione stretta fra invecchiamento cutaneo e danno ossidativo da radicali
liberi, poiché gli acidi grassi poliinsaturi, che sono il principale costituente dello strato
corneo, sono particolarmente suscettibili all'attacco da parte di queste
molecole (perossidazione lipidica). Inoltre, i radicali liberi provocano la
depolimerizzazione dei polisaccaridi, come l'acido ialuronico, che a
livello della pelle determina un invecchiamento cellulare precoce. I raggi UVA
penetrano nel derma danneggiando le fibre collagene ed elastiche: le nuove
fibre che si formano possono mostrare alterazioni che danno vita ad un tessuto
opaco, grinzoso e poco compatto. Una delle ipotesi più accreditate sostiene che
le radiazioni attiniche, inducenti la formazione di radicali liberi nella
pelle, siano normalmente contrastate dalle sue naturali difese antiossidanti;
quando però la dose di queste radiazioni è alta, o le difese naturali sono
insufficienti, non è più possibile mantenere i livelli delle concentrazioni dei
radicali liberi al di sotto delle concentrazioni critiche.
Trattamenti e Cosmetici
Rassodanti
La prima regola per contrastare il “rilassamento” cutaneo è la prevenzione.
La strategia per minimizzare i segni del tempo è prendersi cura giornalmente
della pelle, soprattutto delle zone più esposte, come viso e mani. I cosmetici formulati con adeguati principi attivi e
sostanze emollienti aiutano a mantenere la pelle compatta e
luminosa, sia perché aumentano il grado di idratazione cutanea sia perché possono contribuire alla
formazione di un reticolo complesso e funzionale, che sorregge intimamente la delicata struttura epidermica.
Lo scopo principale dei trattamenti rassodanti è quello di ridurre la
perdita di fibre elastiche, favorire la formazione di nuove fibre di collagene e glucosaminoglicani, e stimolare il
rinnovamento cellulare a livello dell'epidermide.
E' possibile ostacolare la perdita di tono e turgore cutaneo attraverso
diversi meccanismi:
Protezione da radicali liberi
Idealmente la pelle è dotata di un sistema antiossidante di difesa,
efficiente e completo, ma i continui insulti ossidativi ai quali è sottoposta
ne provocano un deleterio impoverimento. Una strategia per implementare le
difese cutanee - inibendo così la lipoperossidazione di membrana, la denaturazione
proteica e la depolimerizzazione dell'acido ialuronico - risulta essere l'integrazione di tale
bagaglio, mediante l'applicazione topica di formulazioni cosmetiche ad attività antiossidante.
E' possibile distinguere due categorie di antiossidanti utilizzati in campo
cosmetico.
Il primo gruppo comprende le vitamine, cui appartengono
sostanze come l'acido ascorbico e la vitamina E. L'acido ascorbico è considerato il più importante agente antiossidante
presente nei fluidi intra ed extracellulari, ed è largamente impiegato per
contrastare gli effetti dell'invecchiamento cutaneo, sia intrinseco che estrinseco.
Il terminegenerico vitamina E, indica una famiglia di sostanze liposolubili
(tocoferoli e tocotrienoli), che costituiscono la linea di difesa primaria
delle membrane cellulari contro la perossidazione lipidica.
Il secondo gruppo comprende molecole non vitaminiche, quali ad esempio
l'ubichinone, i flavonoidi, l'acido lipoico e sistemi enzimatici. L'ubichinone, noto
come coenzima Q10, è una molecola liposolubile già presente sulla pelle, in grado di
proteggere le membrane biologiche dall'ossidazione e di potenziare l'azione
antiossidante della vitamina E. I composti polifenolici, oltre alla loro
indiscussa attività “radical scavanger”, hanno mostrato la capacità di ridurre
l'eritema indotto dalle radiazioni ultraviolette. I polifenoli più utilizzati nei cosmetici antinvecchiamento sono le catechine estratte dalla Camellia sinensis, la quercetina e il canferolo da Ginkgo biloba, la silimarina dal Silybum marianum e il resveratrolo da Vitis vinifera. L'acido lipoico
neutralizza efficacemente il radicale ossidrilico e può rigenerare la vitamina
E dalla sua forma ossidata. Enzimi come la SOD (superossidodismutasi),
esplicano la loro azione trasformando il radicale superossido in ossigeno e
acqua ossigenata.
La tendenza attuale, prevede l'utilizzo di antiossidanti in miscela all'interno di uno stesso prodotto cosmetico, per sfruttare la loro attività sinergica.
Azione su collagene ed elastina
La perdita della risposta elastica può essere prevenuta intervenendo
indirettamente sull'elastina. Ciò può essere fatto attraverso l'applicazione di sostanze
insaponificabili che agiscono da stimolatori sui fibroblasti, favorendo la
sintesi di elastina e consentendo quindi un ricambio delle fibre elastiche. I
più utilizzati sono quelli di avocado, di soia, di karitè, di olio d'oliva. Il retinolo o vitamina A svolge un'azione primaria sull'accrescimento e sul trofismo del tessuto
epiteliale, e sulla differenziazione e trasformazione delle cellule. La
vitamina C partecipa alla sintesi del collagene come cofattore della idrossilasi che
trasforma nel pro-collagene i residui di prolina e lisina in idrossiprolina ed idrossilisina. Estratti vegetali ricchi di triterpeni, come quelli
provenienti dalla Centella asiatica, Ginseng e Ginko bibloba, sono in grado di
stimolare l'attività dei fibroblasti con conseguente aumento del collagene
nativo di tipo I e III, e della sostanza fondamentale amorfa. Mostrano
spiccata azione di stimolo sulla sintesi di collagene anche gli isoflavoni della soia. L'estratto di Kigelia
africana è particolarmente ricco in flavonoidi e saponosidi steroidei, cui viene
riconosciuto un effetto tensore e rassodante. La composizione peptidica
dell'estratto di questa pianta africana genera una rete elastica a livello del
tessuto cutaneo ed agisce donando compattezza al derma. La sua azione aiuta a prevenire il rilassamento, tonificando ed idratando
la pelle. L'estratto di Humulus lupulus, caratterizzato dalla
presenza di fitoestrogeni,
flavonoidi, proteine, acidi fenolici e tannini, risulta efficace nel miglioramento del tono e del turgore cutaneo.
Azione sulla sostanza amorfa della matrice
extracellulare
Alterazioni a livello della sostanza amorfa possono portare a diminuzione
del turgore del derma, e della sua resistenza ed elasticità. Saponine
triterpeniche come i ginsenosidi, estratti dal Panax ginseng, una volta
metabolizzati a livello cutaneo, formano un complesso glucopiranosidico in
grado di aumentare l'espressione del gene responsabile della sintesi dell'acido ialuronico. Alcuni derivati dell'acido caffeico, come l'echinacoside, estratto dall'Echinacea angustifolia, sono attivi
nell'inibire la sintesi dell'enzima ialuronidasi, responsabile della
depolimerizzazione dell'acido ialuronico.
Mantenimento della funzione barriera
Sostanze di natura lipidica prevengono e migliorano l'idratazione e l'elasticità cutanea, aumentando la resistenza agli insulti chimico-fisici. Utili a questo scopo possono essere: ceramidi, acidi grassi essenziali della serie omega 3 e omega 6, oli e burri vegetali come quelli di enotera, macadamia, borragine, karitè, oliva.
Sostanze di natura lipidica prevengono e migliorano l'idratazione e l'elasticità cutanea, aumentando la resistenza agli insulti chimico-fisici. Utili a questo scopo possono essere: ceramidi, acidi grassi essenziali della serie omega 3 e omega 6, oli e burri vegetali come quelli di enotera, macadamia, borragine, karitè, oliva.
Forme cosmetiche utilizzate nei prodotti
rassodanti
La forma cosmetica più utilizzata è
sicuramente l'emulsione olio in acqua, sistema che permette l'incorporazione di attivi di natura sia lipofila
che idrofila. Per le pelli particolarmente secche e mature sono utilizzate anche le emulsioni
acqua in olio. Di notevole interesse l'impiego di sieri e gel che, essendo a
basso o nullo contenuto di fase oleosa, vengono assorbiti velocemente
attraverso la cute e sono particolarmente indicati per pelle grassa e impura.
