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Fotoprotección: Nuevos agentes obtenidos de fuentes naturales

La búsqueda de nuevos agentes que provengan de fuentes naturales es una constante en las empresas que desarrollan productos de fotoprotección.

En la piel humana la penetrabilidad no es uniforme. La UVB más enérgica muestra una baja penetración debido a la variedad de biocromos celulares en la epidermis que absorbe en este rango de energía. De esta manera, los efectos de UVB se limitan principalmente a la epidermis. Los rayos UVA y la luz visible muestran una penetración más profunda y pueden afectar las estructuras celulares y extracelulares en la dermis.

La luz UV daña el ADN de dos maneras diferentes. A través de la absorción directa de ADN de las radiaciones mutagénicas. El segundo mecanismo es indirecto, a través de la interacción con otros biocromos que generan especies reactivas de oxígeno (ROS). Estos producen efectos celulares dañinos y pueden alcanzar el núcleo causando modificaciones oxidativas del ADN y roturas de cadena.  En ambos casos, el daño acumulativo del ADN finalmente puede inducir apoptosis o conducir a la aparición de cáncer.

Pigmentos naturales de la piel para fotoprotección: melanina y melanogénesis

El tono de la piel está relacionado con la presencia de varios biocromos que contribuyen a la defensa contra la radiación solar. Algunas biomoléculas coloreadas como las hemoproteínas o los carotenoides contribuyen al tono de la piel. Pero el pigmento más importante para determinar el color de la piel es la melanina.
La melanina se produce en células especializadas llamadas melanocitos que se distribuyen principalmente en la unión epidérmica-dérmica. Luego se distribuyen a los queratinocitos circundantes, que son las células más abundantes en la epidermis. 

En el citosol de los queratinocitos, los melanosomas forman una barrera / escudo crítico de ADN al formar tapas perinucleares para exhibir fotoprotección. La respuesta fisiológica de la piel contra la radiación solar depende de la producción, distribución, tipo y cantidad de melanina sintetizada en los melanocitos y transferida a los queratinocitos.
La piel humana contiene dos tipos de melanina: eumelanina y feomelanina. La eumelanina es mucho más fotoprotectora que la feomelanina. De hecho, después de la exposición a los rayos UV, la feomelanina puede convertirse fácilmente en un agente fotosensibilizado. Esto al estimular la peroxidación lipídica y otras reacciones que conducen a una alta cantidad de ROS y reacciones indeseables posteriores.

Está claro que la fotoprotección contra la radiación solar se debe a la pigmentación de la piel oscura asociada a la eumelanina. A pesar de la presencia de una cierta cantidad de melanina en la piel humana, esa cantidad no es suficiente en el caso de fototipos de luz que contienen preferentemente feomelanina. Por lo tanto, los protectores solares complementarios son esenciales para la fotoprotección. 
Se necesitan protectores solares innovadores con mejoras además del valor SPF como agentes fotoprotectores amplios. 

Componentes fotoprotectores y antienvejecimiento en protectores solares: naturaleza, fuentes y acción

Por un lado, hay fotoprotectores basados en melanina y productos similares a la melanina. Por otro lado, los fotoprotectores se basan en algunos productos naturalmente puros o extractos alcohólicos obtenidos de fuentes naturales, como plantas y organismos marinos. 
Los mecanismos involucrados en la fotoprotección apropiada se pueden clasificar de acuerdo con tres procesos no exclusivos:

  • Estimulación de la protección natural a través de la acción sobre los melanocitos y los queratinocitos circundantes para estimular la síntesis de melanina endógena.
  • Uso de biopolímeros relacionados con melanina natural o moléculas no polimerizadas para cubrir la piel como un escudo externo contra el daño solar
  • Estimulación de otros mecanismos de la piel que no están directamente relacionados con la pigmentación, pero que participan en el retraso del envejecimiento, la oxidación y los efectos inflamatorios de la exposición al sol.

Compuestos naturales relacionados con la melanina animal

La fuente propuesta para la extracción es diversa, incluyendo melanina sepia, tinta de calamar, té verde y oxidación química de dopa y otros precursores de melanina. Sin embargo, teniendo en cuenta el color oscuro desagradable de cualquier protector solar que contenga eumelanina, el uso de todas estas patentes no ha sido explotado en el mercado comercial. 

Recientemente se han preparado y caracterizado nanocompuestos de nanopartículas de melanina de tinta sepia reforzada con nanofibras de celulosa. Este material mejora la estabilidad y la apariencia del color, pero el resto de melanina mantiene la capacidad de bloqueo de los rayos UV y su actividad antioxidante.
Alternativamente se han propuesto otros compuestos relacionados con la melanina para aumentar la absorción y las propiedades generales de la melanina natural. En este sentido, al explorar el papel de mantenimiento del grupo carboxilo en los polímeros, los estudios revelaron que el uso del éster metílico de DHICA mejora los efectos antioxidantes y protectores del polímero final. Particularmente por la mayor absorción de la luz UVA.

Plantas y hierbas

Algunas de las fuentes naturales que contienen estos antioxidantes son:

  • Aloe vera, conocida como planta curativa, contiene aloesina, antraquinonas y sacáridos , y es muy eficaz en la mejora de la radiación UV- efectos cutáneos inducidos.
  • Licopeno, una molécula que absorbe los rayos UV de los carotenoides.
  • Extractos de cactus, que inducen la producción de ácido hialurónico dérmico.
  • Té verde, que posee actividad antiinflamatoria debido al componente epigalocatequina-3-galato (EGCG).
  • Granada, que contienen ácidos púnicos y polifenoles que previenen el daño dérmico mediante la inhibición de las metaloproteinasas de la matriz inducidas por los rayos UV.
  • Extracto alcohólico de Ranunculus bulumei, que atenúa la expresión en queratinocitos transformados por HaCaT irradiados con UVB y mejora la expresión de colágeno tipo I.

Organismos Marinos y Microalgas

Los organismos marinos producen miles de moléculas poco conocidas, pero biológicamente eficientes. Se han convertido en una de las fuentes más prometedoras de nuevas moléculas con actividades antibacterianas, antitumorales y antiinflamatorias con aplicación en el cuidado de la piel.
Por ejemplo, topsentina, que es un alcaloide aislado de la esponja marina Spongosorites genitrix exhibe actividad antiinflamatoria en queratinocitos epidérmicos humanos HaCaT irradiados con UVB.
Las microalgas también ofrecen oportunidades en el desarrollo de nuevos cosmeceuticos centrados en la pigmentación de la piel. La caracterización de la naturaleza molecular de los componentes activos a veces se logra, como con los polifenoles ácido p-cumarico y apigenina.

La mayoría de los extractos de microalgas se usan como agentes para aclarar la piel, como un extracto hidroalcohólico de Chlamydomonas reinhardtii , que inhibió la melanogénesis en la piel humana en 3D. También extractos de Nannochloropsis gaditana que mostraron una inhibición directa in vitro de la tirosinasa.

Existe un interés creciente por una familia de productos estructuralmente diferentes que resultan en el metabolismo secundario de organismos marinos para su uso como fotoprotectores y curtidores de la piel. Son aminoácidos de tipo micosporina, caracterizados por un cromóforo de ciclohexenona o ciclohexenimina conjugado con uno o dos aminoácidos. Se proponen como fotoprotectores ecológicos. Uno de los más estudiados es el palythine, extraído de corales y liebres marinas. Estas moléculas muestran una alta fotoestabilidad y una fuerte absorción UV.

Se necesita más investigación, ya que el equilibrio entre la actividad antioxidante con la acción de aclarar la piel y la estimulación de la melanogénesis es sutil y aún parcialmente desconocida. 

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