Salute

Fotoprotezione

La pelle ha una fotoprotezione naturale contro i raggi UV grazie alla sua pigmentazione, agli enzimi antiossidanti e al sistema di riparazione del DNA con riparazione per escissione di basi e nucleotidi (BER, NER) e persino all’apoptosi. Tuttavia, la fotoprotezione è necessaria per proteggere dagli effetti deleteri delle radiazioni UV sulla pelle. La fotoprotezione moderna include due fattori come mezzo di protezione primaria (filtri solari regolamentati a livello FDA, che assorbono o riflettono le radiazioni UV); e secondaria (antiossidanti, osmoliti ed enzimi di riparazione del DNA, che aiutano a limitare i danni alla pelle).

I filtri solari sono il mezzo di protezione cutanea contro i raggi UV nei paesi occidentali, quelli chimici compensano la debolezza della fotoprotezione naturale, in particolare per la pelle caucasica (fototipi da I a IV); alcuni limitano fisicamente la penetrazione della radiazione UV nel bersaglio cellulare bloccando la radiazione (prodotti solari classici, filtri UV), altri mirano inoltre agli effetti dei raggi UV inibendo le specie che reagiscono all’ossigeno indotte dai raggi UV o hanno azioni più complesse, come la promozione di sistemi endogeni di fotoprotezione e riparazione.

I filtri solari possono essere suddivisi in base al loro meccanismo di azione in bloccanti UV fisici (inorganici), assorbitori UV chimici e filtri UV ibridi

I filtri UV inorganici (fisici) riflettono e diffondono la luce e in particolare i raggi UVA e UVB, includono composti colorati e pigmenti micronizzati, tra questi ultimi troviamo l’ossido di titanio (TiO2) e l’ossido di zinco (ZnO ex Z-Cote®-BASF Care Creations). I filtri UV organici (chimici) (come Tinosorb® M-BASF Care Creations, MexorylTM XL-L’Oréal, Triasorb™-Pierre Fabre) assorbono i raggi UV ad alta energia e rilasciano radiazioni a bassa energia. Recenti studi hanno dimostrato che possono esistere effetti sinergici tra UV e inquinanti atmosferici come il fumo di sigaretta e gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA). Questi inquinanti hanno proprietà ossidative intrinseche della pelle i cui effetti possono potenziare quelli dei raggi UV. Ciò è stato particolarmente dimostrato per UVA e B[a]P (Benzo[a]pirene), uno degli IPA fotoreattivi più dannosi, che porta a una diminuzione della vitalità cellulare attraverso un aumen-

L’impatto dei raggi UVA e UVB sul microbiota cutaneo è stato studiato in un panel di sei volontari, è stata osservata un’alterazione nella composizione del loro microbiota cutaneo dopo l’esposizione. Sebbene i cambiamenti fossero molto variabili, il phylum Cyanobacteria tendeva ad aumentare mentre le Lactobacillaceae e le Pseudomonadaceae diminuivano. L’aumento dei cianobatteri è stato attribuito alla loro elevata resistenza intrinseca alle radiazioni UV, infatti, i cianobatteri sviluppano una varietà di meccanismi di difesa, tra cui la biosintesi di composti che assorbono/schermano i raggi UV, come gli aminoacidi simili alle micosporine (MAA) e gli enzimi, tra cui la superossido dismutasi (SOD), che contrastano lo stress ossidativo.

Complementari ai filtri UV, sono state implementate strategie basate sulla protezione endogena, stimolando le vie antiossidanti naturali o aggiungendo, ad esempio, enzimi riparatori, antiossidanti, peptidi, o estratti naturali o biotecnologici. Gli antiossidanti, come la vitamina C, la vitamina E, i carotenoidi, i polifenoli e i flavonoidi consentono una riduzione delle specie reattive dell’ossigeno generate dai raggi UV.

© to della perossidazione lipidica e delle rotture del DNA. Pertanto, è stato dimostrato che la combinazione di luce solare e inquinanti atmosferici aggrava sinergicamente il danno cutaneo e accelera l’invecchiamento cutaneo.

Complementari ai filtri UV, sono state implementate strategie basate sulla protezione endogena, stimolando le vie antiossidanti naturali o aggiungendo, ad esempio, enzimi riparatori, antiossidanti, peptidi, o estratti naturali o biotecnologici. Gli antiossidanti, come la vitamina C, la vitamina E, i carotenoidi, i polifenoli e i flavonoidi consentono una riduzione delle specie reattive dell’ossigeno generate dai raggi UV. Studi in vitro hanno dimostrato l’ampia attività protettiva biologica di: 1) Ciste’M® estratto naturale delle parti aeree di Cistus monspeliensis, titolato in flavonoidi miricetina glicosidi contro gli effetti deleteri delle radiazioni UVB, delle radiazioni UVA e del benzo[a]pirene attraverso le proprietà antinfiammatorie, antiossidanti e protettive del DNA associate; 2) Arganyl® (BASF Beauty Solutions Care France), il cui principio attivo deriva dalle foglie di argan, note per le loro alte concentrazioni di polifenoli, presenta un effetto antiossidante inibendo la produzione di specie reattive dell’ossigeno e la perossidazione lipidica indotta da benzo[a]pirene e UVA.

Approcci cosmetici basati su batteri per prevenire i danni indotti dai raggi UV Amminoacidi simili alle micosporine (MAA) sono metaboliti di classe secondaria fotostabili naturali, possono dissipare l’energia UV sotto forma di calore senza generare radicali liberi dell’ossigeno e possono anche bloccare la formazione indotta dai raggi UV sia di (6-4) fotoprodotti pirimidina-pirimidone (6-4 fotoprodotti) sia di dimeri di pirimidina. Sono considerati composti multifunzionali che offrono protezione dai danni indotti dalle radiazioni UV e dallo stress ossidativo, osmotico e termico, assorbono la luce su un’ampia larghezza di banda con un’assorbanza massima compresa tra 310 e 362 nm (intervallo UVA e UVB) e hanno un coefficiente di estinzione molare elevato (e = 28.100–50.000 M−1 cm−1), pertanto, possono essere utilizzati come ingredienti attivi nei prodotti cosmetici per contrastare gli effetti negativi della radiazione UV solare.

I MAA sono composti tipicamente piccoli (<400 Da), incolori e solubili in acqua, ne sono state identificate venti forme e le più studiate sono la porfira-334, la shinorina e la micosporina glicina, hanno una struttura simile, composta da un 4-deossigadusolo contenente anelli cicloesanone o cicloesenimina coniugati al sostituente azotato di un amminoacido o imminoalcol. Molti studi hanno dimostrato che contrastano specificamente i danni ossidativi prevenendo la perossidazione lipidica e l’attività dei radicali superossido. Ad esempio, l’estratto di alga rossa Porphyra umbilicalis, commercializzato come Helioguard 365a (Mibelle AG Biochemistry, Svizzera), è considerato una protezione solare naturale e contiene una miscela di MAA liposomiali, shinorine e porphyra-334, l’azione phoprotective di questo composto contro i danni al DNA causati dai raggi UVA è stata dimostrata in vitro nelle cellule HaCaT.

Lo Staphylococcus epidermidis produce un composto, il 6-HAP (idrossiaminopurina 6-N), che ha un’attività protettiva nei confronti delle neoplasie, questa molecola è in grado di inibire la sintesi del DNA e di prevenire selettivamente la proliferazione delle cellule tumorali, nonché di sopprimere la crescita cellulare de novo indotta dai raggi UV.

Le radiazioni UVB deprimono l’immunità cellulo-mediata attraverso la fotoisomerizzazione dell’acido trans-urocanico (trans-UCA) in acido cis-urocanico (cis-UCA), è stato inoltre dimostrato che il commensale cutaneo Micrococcus luteus è in grado di degradare la cis-UCA nella sua isoforma trans e quindi ridurre potenzialmente l’azione immunosoppressiva degli UVB, quindi, gli effetti deleteri delle radiazioni UV possono essere mitigati da questa specie batterica. Inoltre, Micrococcus luteus produce in particolare un enzima interessante, un’endonucleasi, che ha la capacità di migliorare l’efficienza dei complessi enzimatici di riparazione del DNA, e che può essere incapsulata in un involucro rivestito di fosfolipidi per facilitarne la penetrazione nelle cellule.

Si è dimostrato che un trattamento topico della pelle umana con liposomi contenenti una fotoliasi isolata da un cianobatterio, Anacystis nidulans, è in grado di degradare il 40% dei CDP generati dall’esposizione ai raggi UVB, oltre a ridurre l’eritema. Parallelamente, nell’epidermide è stata osservata una riduzione della molecola di adesione intercellulare-1 (ICAM-1), che agisce sull’immunità e sull’infiammazione.

Inoltre, le fotoliasi sembrano efficaci nel ridurre gli effetti deleteri degli UVB e nel generare immunoprotezione.

Una recente scoperta ha mostrato che il batterio commensale della pelle, Cutibacterium acnes, è in grado di secernere un enzima antiossidante, questa proteina denominata RoxP per l’ossigenasi radicale di Propionibacterium acnes facilita la crescita batterica aerobica in vitro ed ex vivo. Un altro studio ha dimostrato che RoxP influenza positivamente la vitalità di monociti e cheratinociti esposti a stress ossidativo. Questo enzima risulta avere proprietà interessanti e potrebbe essere utile per ridurre lo stress ossidativo legato all’esposizione ai raggi UV.

Gli actinobatteri e, più in particolare, gli Streptomyces sono fonti di metaboliti con attività molto interessanti nella fotoprotezione, come composti antiossidanti e antinfiammatori e molecole che assorbono i raggi UV, includono composti ammidici, generalmente associati ad attività antinfiammatorie e alcaloidi che mostrano attività più specificamente antiossidanti, sono ora impiegati come ingredienti chimici per sviluppare prodotti protettivi.

Approcci nutrizionali basati sui batteri per prevenire i danni indotti dai raggi UV

L’integrazione orale con antiossidanti (ad es. acido ascorbico, carotenoidi o polifenoli) e probiotici è stata recentemente proposta per proteggere la pelle dai danni indotti dalle radiazioni UV.

Ceppi specifici di batteri dell’acido lattico possono avere un’influenza benefica sulla composizione e sul metabolismo del microbiota intestinale e in alcuni casi è stato riportato che inibiscono la crescita di batteri enteropatogeni. Molti studi hanno dimostrato una connessione tra l’asse immunitario intestinale e la pelle e il consumo di alimenti contenenti probiotici ha dimostrato di migliorare la salute della pelle, mantenendo l’omeostasi della pelle e regolando il sistema immunitario cutaneo.

Per quanto riguarda i danni cutanei indotti dalle radiazioni UV, è stata dimostrata l’efficacia di probiotici come il Lactobacillus johnsonii NCC 533 (La1), l’assorbimento di L. johnsonii rafforza l’omeostasi del sistema immunitario cutaneo prevenendo l’aumento dell’interleurkin-10 generato dai raggi UV e riducendo il reclutamento di cellule di Langerhans epidermiche. Allo stesso modo, è stato dimostrato che la somministrazione di un ceppo probiotico di Lactobacillus rhamnosus GG (LGG) previene lo sviluppo di tumori cutanei grazie all’attività del suo acido lipoteicoico (LTA), un componente della parete cellulare dei batteri Gram-positivi. In un modello murino, l’LTA ha ridotto l’immunosoppressione cutanea indotta dai raggi UV e quindi ha ridotto significativamente la crescita del tumore cutaneo indotto dai raggi UV.

È stato dimostrato che la radiazione UV influenza la composizione e l’attività del microbiota cutaneo, ma le sue conseguenze sono ambigue, che vanno: da positive (diminuzione dei patogeni opportunisti come Staphylococcus aureus); a negative, (comparsa di infiammazione cronica).

Conclusioni

Le migliori strategie di fotoprotezione attualmente conosciute sono indumenti e creme solari. Tuttavia, le strategie ottimizzate potrebbero utilizzare ingredienti che migliorano la risposta protettiva endogena ai raggi UV e/o enzimi riparatori o antiossidanti con un effetto positivo sul recupero della pelle dopo l’esposizione ai raggi UV. Il microbiota cutaneo è considerato una fonte di composti con proprietà fotoprotettive indirette, alcuni tra i batteri del microbiota cutaneo hanno effetti diretti di blocco o assorbimento delle radiazioni UV, nonché attività antinfiammatorie e antiossidanti. Inoltre, alcuni studi clinici hanno rafforzato l’idea che alcuni probiotici abbiano attività benefiche in grado di prevenire o invertire gli effetti nocivi delle radiazioni UV. I batteri endogeni ed esogeni non sono solo una fonte di molecole ma anche una fonte di ispirazione per lo sviluppo di nuove strategie di fotoprotezione naturale.