Skin 101: Penetración percutánea y vehículos, ¿cómo y hasta qué punto penetran en la piel los activos cosméticos? Imagen en tiempo real de nanopartículas encapsuladas con Polyethylene-Gly Polyethylene-Glycol col penetrando en el cerebro de un roedor [ Fuente Fuente ]
La absorción o penetración percutánea es un proceso biológico complejo. La piel es una "biomembrana" que posee múltiples capas y ciertas características relativas a la absorción de compuestos. Si la piel fuese una membrana simple sería fácil evaluar los parámetros que indican el nivel de penetración percutánea, además estos serían considerablemente estables si suponemos que no hay cambios químicos significativos en la membrana a lo largo del proceso. La realidad sin embargo es que la piel es un tejido dinámico y vivo, cambiante, que se ve influenciada además por muchos factores externos. El fin de la absorción percutánea es proveer una cantidad adecuada de activos a la zona de la piel elegida logrando con ello maximizar la efectividad y reducir a la vez los posibles efectos secundarios derivados de la administración de dichos compuestos.
Penetración percutánea Existe una serie de "compartimientos" y estructuras biológicas en la piel que hacen posible la penetración percutánea. La principal barrera a superar es el estrato córneo. Un cosmético que entre en contacto con la piel se verá influenciado por las leyes naturales físicas y químicas pertinentes, que dirigen el proceso de absorción; entre ellas por ejemplo encontramos la solubilidad, los coeficientes de reparto y el peso molecular del activo, etc. La piel presenta por tanto una barrera no sólo desde un punto de vista "físico", sino también químico: el camino de absorción pivota desde un estrato córneo lipofílico a una hidrofilia progresiva empezando desde la epidermis y pasando a la dermis y finalmente el torrente sanguíneo. Es por esto que la penetración percutánea se ha definido como una serie de "pasos": el primer paso consiste en el vehículo, que contiene el activo de interés. El activo entra en contacto con la piel y se produce un desplazamiento del vehículo a la misma. Esto inicia una serie de absorciones y excreciones cinéticas que están influenciadas por una serie de variables, como la variación individual (de sujeto a sujeto) y regional, por ejemplo, la zona corporal humana donde la absorción percutánea es más alta es el escroto masculino y la zona de menor absorción es la zona de los pies; la zona facial es una de las zonas donde la absorción percutánea es más alta (1-4). Una vez v ez que se ha absorbido el activo en la piel este se ve sometido a la circulación sistemática corporal. Las interacciones en este paso están definidas por las características fármaco-cinéticas del activo. A medida que el activo penetra en la piel se ve expuesto a la actividad enzimática de la misma, lo que puede resultar en cambios de la estructura química del compuesto (5). Hay tres vías básicas mediante las cuales los activos penet ran a través del estrato córneo:
(1) Penetración transepidérmica, modulada por la secreción de los apéndices cutáneos. Esta ruta se puede subdividir en vías trans-celulares e intra-celulares. (2) Algunas sustancias hidrofílicas pueden penetrar a través de las glándulas sud oríparas. (3) Finalmente es posible para algunos compuestos penetrar a través d e las glándulas sebáceas. La vía principal es la (1), la ruta t ransepidérmica, es decir, el activo penetra directamente a través de la capa córnea (intacta). Como comentamos la penetración cutánea depende en gran medida de las propias características del compuesto. Hay algunos parámetros reconocidos relativos a la capacidad de penetración percutánea que son comunes a t odas las sustancias químicas, algunos ya los mencionamos: el peso molecular, la constante de disociación (Kd), la solubilidad del compuesto o el coeficiente de reparto octanol-agua (Kow). Estos parámetros, junto a una comprensión extensa de la carga iónica neta del activo (catiónica, aniónica y anfotérica) ayudan a comprender el "perfil de penetración percutáneo" de las diferentes sustancias. Como norma general, las moléculas con un peso molecular inferior a 500 Da penetran mejor que moléculas de mayor peso molecular. La carga neta como mencionamos influye en la penetración de un activo: una molécula no-iónica penetra mejor que una molécula iónica. Asimismo es importante tener una comprensión clara entre el pH del vehículo y la constante de disociación, así como las moléculas que muestran un Kow intermedio (1-3) tienen mejor suficiente solubilidad para penetrar a través de los lípidos del estrato córneo a la par que mantienen una hidrofilia suficiente para lograr penetrar entre los tejidos de la epidermis, etc. La penetración del activo a través del estrato córneo es por tanto un proceso pasivo que puede ser definido matemáticamente con la primera ley de Fick. De manera resumida por tanto podemos decir que la penetración percutánea puede alterarse siguiendo alguna de estas estrategias: (1) Incrementando la difusión del activo sobre la piel (2) Incrementando la solubilidad del activo (3) Incrementando el nivel de saturación del activo en el vehículo. Como comprenderéis esto a la mayoría nos suena a chino y como información no nos lleva a tomar medidas prácticas claras básicamente porque involucra un nivel de complejidad muy alto para el usuario medio de cosmética. Ahora bien, he querido resumirlo porque creo que se gana reparando
en esta dificultad y siendo conscientes de que la penetración del activo (o activos) no depende solo del vehículo, sino también del activo mismo y también en parte de nuestra piel. Ahora bien...
¿En qué medida y cómo afecta a todo esto el vehículo? La elección de un vehículo u otro puede afectar a la penetración percutánea del activo o activos de interés (6). Lo importante es entender la interacción entre el vehículo y el activo para elegir un vehículo que potencie la absorción del último. En esta ocasión no hablaremos en general de los vehículos en cosmética, es un tema algo amplio y que va más allá de la penetración percutánea, si os interesa el tema podéis comentarlo sin problema; más bien he elegido hablar de las formas más nuevas de lograr llevar el activo a la piel y su interacción con la penetración percutánea, es decir, no hablaremos tanto de qué sea una emulsión (o de la diferencia entre una loción, un ungüento o un gel, etc.) sino más bien, por ejemplo, de cómo afectan ciertas características del vehículo a la penetración percutánea del activo o de cierto tipo de vectores como los liposomas. A modo introductorio sin embargo podemos decir que la forma más usual es la de una emulsión ya que su naturaleza bifásica (una fase es hidrofílica y otra lipofílica) permite incluir determinados activos sea que les convenga más un tipo de vehículo u otro, sin perder por ello la estabilidad general del producto. ¿Qué es un vehículo? El término vehículo se deriva básicamente de la distinción entre ingredient es "activos" e "inactivos", el o los ingredientes activos se añaden a una "matri z", que es justamente el vehículo, que ayuda a llevar el activo a la zona de la piel u órgano deseado. Ahora bien esta distinción tiene un origen médico y cuando hablamos de cosmética es más flexible, el vehículo en medicina tiene como labor "transportar" los activos farmacológicos y su función se limita a eso. Cuando hablamos de cosmética como sabréis esta clase de activos no están permitidos, motivo por el cual personalmente creo que el término "activo" a veces crea algo de confusión, porque en realidad en este campo el vehículo sí puede tener efectos derivados que en este caso son relevantes, a veces los resultados de un cosmético se deben no tanto a los "activos" como al efecto del vehículo, y la mayoría de las veces los resultados se derivan de la acción conjunta de ambos; lo cual en resumidas cuentas hace de la noción de "activo" en cosmética algo inoperante tomada de esa forma tajante. Por ejemplo, es muy común que el vehículo de nuestro producto a la vez hidrate la piel y en comparación con el vehículo en un medicamento, este efecto en cambio sí es relevante en el conjunto del efecto del cosmético: en una crema hidratante que incluya ácido hialurónico como "activo", ¿hidrata solo el hialurónico o igual ese oclusivo que lleva que es "el vehículo" es responsable en gran medida del efecto hidratante? Además en múltiples ocasiones "el vehículo" o algunos de sus componente cumplen funciones variadas, por ejemplo el Propylene Glycol a la par que un humectante solubiliza el estrato córneo, o el alcohol además de modificar quizá la textura del producto ayuda también a aumentar la penetrabilidad del estrato córneo, etc. En resumen, que leer sobre "activos" y "vehículos" en cosmética, muchas veces, lleva a confusión; las distinciones son operativas si tenemos en cuenta siempre que son muy limitadas y que es una distinción teórica que en la praxis no se suele cumplir, es decir no podemos aplicar la misma definición de "vehículo" o "activo" cuando hablamos de un medicamento que cuando hablamos de por ejemplo una crema facial. Y ya que hablamos de medicamentos cabe hablar también de la penetración percutánea de cosméticos: ¿hasta dónde y por qué? Un cosmético no es un medicamento, y la penetración percutánea de cosméticos es legal siempre y cuando esto no implique que se den cambios sistémicos, fisiológicos o que se den efectos farmacológicos, y siempre y cuando se haya mostrado que el producto es seguro. Es decir, la penetración percután ea en cosmética no tiene nada que ver con efectos similares a los de un medicamento, ni tampoco son comparables, porque en efectos y uso difieren totalmente. La mayoría de productos cosméticos no van más allá de la epidermis, y realmente no hace falta que vayan más allá. Es falso que "cuanto más pe netre" un cosmético "mejor es", los cosméticos que usamos actúan sobre las capas superficiales de la epidermis y lo hacen ahí
porque es ahí justamente donde son efectivos, si tenemos en cuenta qué es un cosmético. Por ejemplo los antioxidantes deben llegar a penetrar la membrana celular para ser efectivos en su acción antioxidante, sin embargo la mayoría de las cosas que usamos trabajan sobre la superficie de la piel, por ejemplo la mayoría de oclusivos lo hacen en este p lano y no necesitan penetrar más para ser más efectivos. Con lo cual ni todo tiene por qué "penetrar hasta capas profundas de la epidermis" ni tampoco que algo penetre más hace que sea siempre mejor o más efectivo, depende del activo de que estemos hablando vaya, pero la idea de que las cosas tienen que penetrar para hacer efecto sobre la piel es sencillamente falsa, por contra, casi nada de lo qu e usamos lo precisa y cumplen su función sin problemas. Os recuerdo por ello que según el Reglamento marco (CE) Nº 1223/2009 del Parlamento Europeo y del Consejo de 30 de noviembre de 2009 sobre los productos cosméticos, se define cosmético como "toda sustancia o mezcla destinada a ser puesta en contacto con las partes sup erficiales del cuerpo humano (epidermis, sistema piloso y capilar, uñas, labios y órganos genitales externos) o con los dientes y las mucosas bucales, con el fin exclusivo o principal de limpiarlos, perfumarlos, modificar su aspecto, protegerlos, mantenerlos en buen estado o corregir los olores corporales". La meta de la penetración percutánea es lograr que el activo penetre el estrato córneo y/o epidermis sin que eso implique absorción sistémica. Bien, dicho esto, ¿cómo influye el vehículo en la penetración percutánea? La habilidad del vehículo de "transportar" los activos a la piel está relacionada con la difusión de los activos a través de los varios "compartimentos" de la epidermis. Los compuestos con una baja solubilidad y con afinidad por los compuestos hidrofílicos y lipofílicos del estrato córneo tenderán a difundirse de manera más lenta, una dificultad que puede ser superada añadiendo algún compuesto en la fórmula que ayude a acelerar el proceso. La velocidad de este proceso es co-dependiente de la solubilidad del activo respecto del vehículo y también respecto del estrato córneo, con lo cual la elección de un vehículo u otro puede afectar en gran medida al proceso. Una de las técnicas más efectivas para lograr aumentar la penetración percutánea es la súpersaturación, que ocurre cuando la concentración máxima del activo en un vehículo determinada es excedida por el uso de solventes o co-solventes (por ejemplo, el m encionado Propylene Glycol). Al aplicar el producto sobre la piel el agua se evapora a una velocidad muy rápida creando una súperconcentración del activo sobre la piel. El problema de este método es que cuando ocurre este proceso puede haber una re-cristalización del activo en la piel quedando este en la superficie, y si es necesario que penetre el resultado es que al final el producto es inefectivo. Esto por ejemplo es lo que suele ocurrir con los sérums de vitamina C "caseros" que se hacen con agua, glicerina y vitamina C o incluso aquellos que incluyen algún glicol, etc.; con lo cual a la postre la mayoría acaban siendo inefectivos. Otra de las vías en la que una modificación del vehículo afecta a la capacidad de penetración percutánea de un activo es modificar el coeficiente de reparto (K) del vehículo, se altera la solubilidad del activo en el vehículo a través de la selección de excipientes específicos y se logra, al alterar la solubilidad de los excipientes que el activo sea más soluble en el estrato córneo que en el vehículo, potenciando con ello la penetración percutánea. La hidratación cutánea también influye en la penetración percutánea, el uso de oclusivos incrementa el nivel de agua en la piel y gracias a este mayor contenido en agua se "hinchan" los corneocitos y posiblemente se altera la organización de la fase lipídica intercelular, permitiendo al activo penetrar con más facilidad en determinadas condiciones; además se aumenta también la temperatura corporal y la circulación sanguínea (7). Aunque los mecanismos como veis son variados y a partir de cada uno es posible "complejizar" más el proceso, uno de los principales métodos es el uso de "potenciadores", en inglés llamados "penetration enhacers" (PEs).
Potenciadores de la penetración percutánea Se utilizan determinados compuestos (surfactantes, solventes, emolientes) para modificar el estrato córneo y/o el potencial químico de determinados activos y lograr con ello un aumento de la penetración percutánea. Dependiendo de su estructura química se clasifican en ácidos grasos, alcoholes grasos, terpenos o derivados de la pirrolidina. Actúan de formas diferentes, por ejemplo pueden crean una disrupción en los lípidos del estrato córneo, pueden interaccionar con la queratina de los corneocitos y abrir la densa estructura proteínica haciéndola más permeable, et c. (8) La cantidad de PEs es enorme, podéis consultar una amplia lista aquí, pero por ejemplo el famoso Mannitol que usa tanto la marca Bioderma es una pirrolidina. El famoso Alcohol Denat es uno de los PE más usados, así como muchos otros alcoholes, entre ellos es común el ya mentado Propylene Glycol; y también muchos surfactantes que encontramos comúnmente como detergentes en otros productos se usan para solubilizar los lípidos del estrato córneo, entre ellos algunos aniónicos como el infame Sodium Lauryl Sulfate . Otros PE que os sonarán son quizá el mentol y el limonene de la familia de los terpenos, etc. Estos PEs se caracterizan por ser químicos, pero existen también PEs físicos que lo que hacen es literalmente abrasar el estrato córneo, y requieren para ello de energía física, por ejemplo partículas abrasivas como la sal o el azúcar, que necesitan ser frotadas contra la piel. Esto genera un daño al estrato córneo que puede llevar a aumentar la penetración percutánea (aquí hablamos un poco del proceso que es la exfoliación mecánica y cómo no siempre es buena...) El problema de los PEs es que si bien ayudan a incrementar la penetración percutánea, por otro lado alteran la piel llegando a irritarla, pero justamente en las disrupciones que crean es que se abren vías, literalmente, para que ciertos activos lleguen a pasar por ejemplo a través del estrato córneo. Como veis no es solo el afamado alcohol sino que cosas muy variadas, sintéticas o naturales, alteran el estrato córneo. El tema es bastante amplio y creo que dentro de los límites del blog lo relevante es explicar qué hacen, en cualquier caso podéis encontrar más información en I, II, III, etc.
Vectores En los artículos que estoy manejando se llama "vectores" a portadores o vehículos "customizados", es decir, son tipos de vehículos que gracias a su pequeño tamaño y propiedades químicas particulares ayudan a potenciar la penetración percutánea, por tanto son un tipo de vehículo específico. La verdad es que no sé hasta qué punto sea normal llamarlos "vectores" en español pero francamente no encuentro otra manera de traducir el concepto, con lo cual cuando hablo de vectores hablo de este tipo de vehículos y no de lo que solemos entender por vectores (o al menos lo que suelo entender yo; supongo que será un uso derivado de la noción de vector biológico pero la verdad es que no sé qué tan correcto sea traducirlo así).
Activos encapsulados Dentro de esta categoría hay varios subtipos: micropartículas, nanopartículas, emulsiones múltiples, microemulsiones y nanoemulsiones; en la medida en que creo que son más relevantes hablaremos de lo dos tipos que vemos principalmente publicitados, las micropartículas y las nanopartículas. - Micropartículas --> La microencapsulación es un proceso mediante el cual se deposita una capa muy fina de algún tipo de material inorgánico o polímero sintético alrededor una partícula micro de algún tipo de sólido o alrededor de pequeñas gotas de líquido. El resultado de este proceso es lo que conocemos por micropartículas, que son a su vez de dos tipos: microcápsulas o microesferas.
Están constituidas de dos partes principales, por un lado tenemos el núcleo que contiene uno o varios activos bien en estado sólido, líquido o gaseoso; y por otro el material que lo encapsula. Este material puede ser natural o sintético y debe ser no-reactivo respecto del mat erial nuclear (suelen ser polímeros sintéticos pero también se pueden usar ceras o lípidos). Se pueden añadir otros compuestos como por ejemplo surfactantes. Inicialmente las micropartículas se fabricaban en un rango de entre 5 micrómetros y 2 milímetros, pero actualmente es posible crear micropartículas del orden de los 10-100 nanómetros de diámetro, así como microesferas de entre 1 -10 micrómetros, superponiéndose así en tamaño a estructuras no sólidas como los liposomas. Las micropartículas tienen usos muy variados dentro y fuera de la cosmética, pero en el campo de la cosmética se usan especialmente para aportar estab ilidad a determinadas fórmulas y para lograr una "emanación" controlada del activo en el tiempo. Microesferas de albúmina de huevo de tamaño 222 ± 25 μm que contenían vitamina A (15.7 ± 0.8%) se usaron para preparar una crema o/w. Se estudió la "emanación" del activo in vivo e in vitro en la crema microencapsulada y en una crema no mi croencapsulada. El estudio probó in vitro que las miscroesferas se mantuvieron hasta 3 h sobre la superficie de la piel, prolongando la "administración" de la vitamina A (9) Se probó una formulación que contenía 0,1% de tretinoína en 360 pacientes durante 12 semanas en un estudio de doble ciego con grupo control (placebo). En comparación con el placebo, se observaron reducciones significativas en lesiones inflamatorias, no-inflamatorias y en el conjunto general de lesiones con la formulación de ácido retinoico encapsulado (10) Hay bastantes más estudios de la aplicación de microesferas relacionados con la administración de medicamentos de los que hay sobre su aplicación en cosméticos. En cualquier caso sus usos son variados, ayudan a que el activo se libere de manera controlada, aportan estabilidad a ciertos activos y/o fórmulas en algunos casos, etc. - Nanopartículas --> Las nanopartículas se pueden definir como sistemas coloideales submicro (<1µm), que no necesariamente deben estar hechas de polímeros. Dependiendo del proceso de manufacturación se obtienen nanocápsulas o nanoesferas. Son matrices de textura vesicular ("porosa") en las cuales los activos o activo están dispersos entre las partículas de dicha matriz, rodeada por una membrana polimérica única. Las nanopartículas por su parte tienen una degradación lenta, lo que permite tiempos largos de exposición del activo de manera paulatina. Tanto en el caso de las micropartículas como en el de las nanopartículas el material que encapsula el activo suele ser biodegradable o es preferible que lo sea porque eso influye posteriormente a la hora de "administrar" el activo a la piel. Dependiendo de si hablamos de nanocápulas o nanoesferas
la manera en que el activo llega a la piel es diferente, pero el proceso se da principalmente por dos causas: difusión del activo a través de las paredes del encubrimiento o bien "bio-erosión" en e l caso de que el encubrimiento sea biodegradable. Dependiendo de cómo se cree la nanopartícula se controla la duración en la cual el activo es adm inistrado a la piel. En el caso de las nanopartículas si bien su uso en cosmética crece considerablemente (reflejado en el número de patentes) no ocurre lo mismo con los estudios sobre su aplicación en cosmética. Dingler et al. (11) reportaron que la encapsulación de vitamina E en nanopartículas incrementa su estabilidad. Las partículas ultra-finas tienen una capacidad "adhesiva" que lleva a la formación de una capa oclusiva que aumenta la hidratación cutánea. Como comentamos la hidratación cutánea aumenta la penetración de los activos de interés e incrementa su eficacia cosmética. El mismo grupo encontró en otra publicación (12) que la "emanación" de activos (en este caso, RMAD 95) se incrementa en las fórmulas en que este se encapsula. El control (RMAD 95/isopropanol) fue liberado en la piel en un 31% frente al 53% de la versión encapsulada. En una patente de 1997 De Vringer (13) mostró que el tamaño de las partículas puede cambiar la oclusividad, la adición de nanopartículas sólidas incrementa la oclusividad del producto. Olivier-Terras (14) preparó nanoesferas que contenían betacaroteno y una mezcla de filtros UVA y UVB. El estudio mostró una clara sinergia entre lo filtros y el vehículo, consiguiendo con la mezcla mejor biodisponibilidad, bioestabilidad y finalmente un efecto sinérgico que resulta en la inhibición de la producción de tirosinasa gracias a la naturaleza cinámica de los filtros UVB. Como en el caso de las micropartículas los usos son similares, lograr una liberación controlada, estabilizar un compuesto inestable, etc.
Liposomas Los liposomas son vesículas esféricas cuya membrana consiste de una o más capas dobles de fosfatidilcolina. Si miramos la composición de la capa córnea veremos que los fosfolípidos y la fosfatidilcolina en particular juegan un papel menor, siendo los componentes de las capas lipídicas principalmente triglicéridos, colesterol, ácidos grasos y cerámidas. Sin embargo en capas más profundas de la epidermis sí encontramos una mayor e importante presencia de la fosfatidilcolina. Tanto la fosfatidilcolina de origen vegetal como la humana está compuesta principalmente de ácidos grasos insaturados. La forma más usada en cosmética es la fosfatidilcolina procedente de la soja, que está caracterizada por un porcentaje del 70% de ácido linoleico respecto del total de ácidos grasos que la componen, lo que le permite "fluidizar" los lípidos de la capa córnea, algo que se refleja en el incremento de la pérdida de agua transepidérmica tras su aplicación. Este incremento de la TEWL coincide con la capacidad de penetrar el estrato córneo de la fosfatidilcolina y ciertos activos (15). La fosfatidilcolina normalmente se "convierte" en liposomas al formular productos con ella, es una forma que adquiere "naturalmente", por ejemplo cuando entra en contacto con urea o con sal en un medio acuoso se forman liposomas, con lo cual se suele presentar en este formato. La fosfatidilcolina se adhiere muy bien a superficies que contienen proteínas como la queratina, aportando acondicionamiento; estas propiedades se conocían ya hace bastantes años, por ejemplo los primeros champús se formulaban con yema de huevo para acondicionar y prevenir que se cargase con electricidad estática, la yema de huevo es muy rica en lecitina, compuesta en este caso mayormente por fosfatidilcolina; en cualquier caso esto provoca que los liposomas permanezcan "estables" cierto tiempo en la piel permitiendo una "permeación" del activo sobre la piel gradual que es muy útil en fórmulas que incluyen vitaminas, provitaminas y otras sustancias.
La fosfatidilcolina impide que se dé inicialmente un pico alto de permeación del activo, siendo que este es "liberado" de manera paulatina a lo largo del tiempo. En tanto que PE ( penetration enhacer ) debe usarse con cuidado ya causa una disrupción al estrato córneo, ahora bien, debido a su alto contenido en ácido linoleico contribuyen de manera indirecta a la formación de cerámidas tipo I. Es preferible optar por las formas hidrogenadas de fosfatidilcolina antes que por las insaturadas para intentar conseguir con ello una menor perturbación en el estrato córneo, la forma ant erior estabiliza la TEWL de forma similar a como lo hacen las cerámidas cuando la piel entra en contacto con sustancias hidrofílicas o lipofílicas (16) Podemos decir por tanto que los liposomas son partículas coloidales formadas por capas moleculares concéntricas capaces de encapsular activos. La estructura de los liposomas mimetiza por tanto las propiedades barrera de las biomembranas y, como vimos, alteran la composición lipídica de la capa córnea; por tanto los fosfolípidos que constituyen los liposomas permiten la penetración de los activos encapsulados a través del estrato córneo. Creo que es fácil de entender si comparamos la estructura de una micela y de un liposoma:
Los liposomas por tanto y debido a su estructura son capaces de "guardar" en su interior sustancias hidrosolubles y debido a su similitud con las membranas celulares de la capa córnea permiten pasar a través del estrato córneo al a ctivo que llevan encapsulado. El problema está en que cuando
entran en contacto con la piel la estructura del liposoma se destruye, es decir que no penetran manteniéndose estructuralmente intactos, se transforman en fragmentos. La variedad en su correcta funcionalidad o no depende de muchos factores como su tamaño, composición lipídica, carga iónica, etc. Todo esto afecta a cuán profundamente llegan a penetrar en la epidermis y hay cierta controversia sobre si realmente funcionan o si la destrucción que sufren por el camino hace que en ocasiones el activo no sea realmente transportado allí donde se esperaba incialmente (17) El tema tiene una complejidad química inasumible para mí y para las pretensiones del blog, lo que sí os puedo decir es que la controversia existe y hay estudios con resultados contradictorios, sobre todo relativos a
su aplicación médica pero la problemática es extensible también a su uso como vehículo en cosmética. Los nanosomas como podéis imaginar son liposomas pero con un tamaño menor, dentro del rango de los nanómetros. Por lo tanto no son lo mismo, he visto varias veces que se usan de manera indistinta y aunque sea por una cuestión de tamaño son diferentes. No sé si la diferencia en tamaño afecta a la funcionalidad, he intentado buscar información al respecto pero no he encontrado nada suficientemnte fidedigno aun (he encontrado información comercial de algunos fabricantes que aseguran naturalmente que la diferencia en tamaño hace que los nanosomas sean mejores, pero no explican porqué y además, ¿qué van a decir, si es publicidad?...), si encuentro algo actualizaré la entrada. Niosomas
Los niosomas (18) son muy parecidos a los liposomas, con la diferencia de que no están constituidos de fosfolípidos, sino que se crean mezclando surfactantes no-iónicos con colesterol junto a una posterior fase de hidratación en un medio acuoso. Contienen infraestructuras de grupos funcionales hidrofílicos, lipofílicos y anfifílicos, lo que permite acomodar activos con una amplio rango de solubilidades. Tienen una estructura similar a los liposomas, pero debido a su composición son más estables. Todos estos vehículos que hemos comentado se caracterizan porque permiten (1) liberación controlada del activo (2) permiten, en teoría, aumentar la penetración percutánea (3) permiten estabilizar ciertos compuestos (4) en algunos casos permiten reducir la irritación de ciertas sustancias sobre la piel. En teoría lo más efectivo son los liposomas, pero debido a su pequeño tamaño en general son vehículos que consiguen transportar mejor el activo que los formatos tradicionales, por ejemplo una emulsión donde el activo vaya "libre". PE's maquinales
Un nombre un poco raro pero como comentamos no solo existen otros vehículos contenidos en la sección anterior que no hemos comentado, como las nanoemulsiones; sino que también existen máquinas que mediante diversos mecanismos potencian la penetración de activos sobre la piel. Lo que hacen es alterar el estrato córneo de forma eléctrica o mecánica. Por ejemplo una de estas opciones es usar aparatos que generan ondas ultrasonido sobre la piel, es decir la piel se somete a energía térmica y mecánica. Otra opción son las microagujas, agujas de un tamaño de entre 1-100 nanómetros de largo y de 1 nanómetro de diámetro que crean micro-lesiones sobre la piel que permiten al activo penetrar mejor. Otro método es la llamada iontoforesis, que consiste en administrar corriente eléctrica a la piel a través de electrodos que contendrían el activo o activos de interés. El activo debe de ser hidrosoluble, iónico y con un peso molecular de menos de 5000 Da.
Todos estos métodos son más o menos invasivos, pero quizá cabe imaginar en el futuro que tendremos aparatos pequeños y seguros para un uso doméstico que por ejemplo genere ondas ultrasonido sobre la piel, ¡quién sabe! -----------------------------------------------------------------------------------------------------------Conclusiones personales - Creo que si algo ha quedado claro después de esta parrafada creo que de mayor complejidad que otras entradas del tag "Skin 101" es que la penetración percutánea es un tema complejo, no es que otros temas no lo sean, pero hay temas como la interacción de los filtros solares con otros productos de cuidado facial, el tiempo en que la vitamina C se oxida dependiendo del vehículo/forma de la vitamina C/X, o este mismo sobre los que en particular creo que está muy bien informarse porque eso nos deja ver que son temas complejos sobre los cuales no cabe, en la mayoría de los casos, considerando no solo a mí misma, sino al lector prototípico del blog...hacerse cargo, con esto quiero decir que se puede pensar en ello, se puede leer sobre ello, yo jamás limitaré la posibilidad de nadie de informarse; ahora bien, entre eso y ponerse a discutir que si tal filtro UVB no se puede usar con X porque interacciona o que si la concentración de tal forma de vitamina C al estar liposomada es que es súper efectiva...pues perdóneme, pero a no ser que se sea químico y además se tenga suficiente y amplia experiencia con el tema me da a mí que es un tema que se nos escapa. Tiene mucho más valor del que se le suele dar el saber que hay cosas que nos son inasumibles, lo cual no implica como dije cerrar a cal y canto nuestro interés, pero sí implica saber cuál es nuestra posición y lo que podemos decir o no desde ella. No sé si estaréis de acuerdo o no pero bueno, creo que este tema es un buen ejemplo de que hay cosas de este estilo y de que reparar en que existen es un gran beneficio desde un punto de vista meramente cognoscitivo. - Aparte de esto he querido dejar este tema para la sección de las conclusiones personales porque nada de lo que voy a decir está en los textos que he usado de fuente, con lo cual es una mera conjetura personal sobre un tema que, creo, es de interés sobre la penetración o no de los activos en la piel, que es: ¿afecta la oclusividad de nuestros productos? Normalmente se suele ver a gente que afirma muy holgadamente que es "las siliconas no dejan pasar nada a la piel". Si seguís comprenderéis que la primera cosa que se le viene a uno a la cabeza es: ¿por qué las siliconas no, e igual...la manteca de karité sí? (que igual la manteca de karité sí lo permite, no lo sé, lo que quiero decir es que es un problema extensible a todos los oclusivos). Como no tiene sentido, reformulemos la pregunta tal como la hice inicialmente: ¿impiden los oclusivos presentes en nuestros productos que los activos de nuestras cremas hagan efecto? ¿Tienen las asiáticas razón al construir rutinas de cuidado facial con un nivel de oclusividad progresivo? Creo que esta es la pregunta del millón y sin embargo parece ser que no se ha estudiado de manera mínimamente suficiente (¿igual porque en la praxis no es tan relevante?). Sí os puedo decir que no creo que el tema sea simple porque por ejemplo hay cientos de estudio que usan por ejemplo sili conas como vehículo y tanto si hablamos de medicamentos como si hablamos de cosméticos
(I, II, III, IV, V...) la cosa es que se perciben los efectos esperados tras la aplicación del ingrediente de interés, o sea que la presencia de siliconas por ejemplo no afecta al resultado al menos para que no haya efecto (lo mismo podemos decir del aceite mineral, bastante más oclusivo por ejemplo que las siliconas...I, II, III, IV, V...). Supongo que es extensible a otros oclusivos-vehículos usados de forma usual en por ejemplo cremas. Ahora bien, ¿quizá impiden una penetración óptima aunque permitan pasar parte del activo? ¿Quizá lo hacen cuando has usado ya dos productos anteriormente, y no de usar solo uno?¿Quizá da tiempo suficiente a que los activos penetren en la piel mientras los oclusivos se depositan y se asientan sobre ella? De ser así afectaría justamente, por ejemplo, al segundo producto que nos ponemos. ¿Cuál es el vehículo ideal, es peor la manteca de karité ya que e s más oclusiva, por ejemplo, que algunas siliconas? ¿De qué depende? Francamente no lo sé, lo que sí os puedo decir a la luz de lo comentado arriba es que es obvio que no es tan simple como "las siliconas no dejan pasar NADA", o algo del estilo. Este tema es como los anteriores, simplemente no hay información y habría que tener una experiencia que yo por ejemplo no tengo para intentar dar una opinión sobre qué ocurre, pero en cambio sí puedo decir que he leído esto tantas y tantas veces por la red sin ninguna clase de justificación aparente que creo que merece la pena al menos plantear las dudas anteriores porque a la luz de lo expuesto creo que claramente simple, al menos, no es. Ojo no estoy diciendo que definitivamente lo anterior muestra que son vehículos óptimos o algo así, o alguna conclusión, la que sea, en ese sentido; simplemente concluyo que juicios del tipo "las siliconas no dejan pasar los activos" hechos normalmente por gente que no se justifica en nada y dispersos por la red tienen un valor entre nimio y nulo. - Mi interés por este tema viene en parte de intentar saber si por ejemplo que el activo vaya liposomado implica que puede haber menos concentración del mismo, supongo que si aceptamos que menos cantidad del mismo pero llevada a capas más profundas de la epidermis es igual de efectivo que una fórmula más simple en la que a efectos prácticos el activo que realmente hace efecto proporcionalmente es igual o similar al activo liposomado que hace efecto de manera prolongada en el tiempo...pues sí. El problema es que como comentamos el tema es complejo y francamente no creo que se pueda llegar a conclusiones de este tipo a partir de por ejemplo la información comercial de la marca y fuentes del estilo. Así que más o menos a día de hoy estoy un poco donde empecé: ¿me fío de la marca que me intenta vender el producto afirmando lo anterior o no? - Por último creo que si algo podemos sacar en claro es que no solo el alcohol sino todos los PE's causan algún tipo de daño de grado variable al estrato córneo. El alcohol es un irritante potente y aunque su efecto depende de su concentración y de la fórmula en su conjunto, creo que eso no óbice para que tener en cuenta lo anterior ayude a poner un poco en perspectiva la inclusión de alcohol en los productos que usamos. Lo cierto es que parece que el alcohol tiene unos usos infinitos :) - En relación con los antioxidantes también me pregunto si el usar fórmulas que alteren el estrato córneo no es contraproducente, porque al final se supone que estás usando un producto con fines en parte anti-inflamatorios y para que sea efectivo...quizá se usan
irritantes. Naturalmente depende del producto pero este es un tema que sobre todo en relación con los productos acídicos y lo retinoides se suele pasar por alto ante mi mirada curiosa, ¿hasta qué punto compensa la irritación? ¿Es balanceada la relación irritación/efectos? Si no lo es, ¿cómo afecta a largo plazo?¿Para qué buscar tantos antioxidantes si igual estamos creando estados inflamatorios con todas l as cosas irritantes que usamos? Con los ácidos a veces parece que hay una "carrera" por usar más, más concentración, más potente, etc. y yo francamente siempre que veo estas cosas me vuelvo incluso un poco cínica, ¿realmente sabemos lo que le estamos haciendo a la piel? Además las cosas de baja concentración son menos agresivas, pero entre eso y que sean "aguachirri" hay un trecho. En general la relación entre efectos/agresión a la piel es un tema que creo que suele pasar por alto priorizando los efectos y creo que cabe preguntarse qué tipo de producto es mejor y cuál altera menos la piel para intentar cuidar la piel, a corto, medio y largo plazo. ¿ CONOCES LAS MANERAS EN QUE PENETRAN LOS COSMÉTICOS EN TU PIEL?
ABSORCIÓN PERCUTÄNEA DE COSMÉTICOS La piel representa una barrera muy selectiva al paso de sustancias, siendo su mayor obstáculo la capa cornea de la Epidermis. Para la absorción de una sustancia se tienen que cumplir unos requisitos: Penetrar la capa cornea, liberar el principio activo y difundirlo. Tanto las propias características estructurales de los corneocitos como de los lípidos extracelulares, constituyen un obstáculo para la difusión de los principios activos. También son decisivos tanto las características del principio activo como el sistema de dosificación y su concentración, entre otros factores que veremos más adelante. :Índice de este artículo: 1-Vías de penetración transcutánea. 2- Factores que intervienen en la absorción. 3-Absorción de los distintos tipos de cosméticos. 4-Grados de penetración y su utilidad cosmética.
VÍAS DE PENETRACIÓN TRANSCUTÁNEA. Las dos vías de penetración de principios activos son: 1-Vía Transepidérmica. 2-Vía Transapendicular. 1-VÍA TRANSEPIDÉRMICA A través del estrato corneo, las sustancias se difunden a través de dos microvías: - Intracelular. - Intercelular a)Vía Intracelular: A través de las propias células: Por los poros formados en las membranas celulares “pathways”. La sustancia va descendiendo por el tejido a medida que transita por los estratos celulares, penetrando a través de las células que se va encontrando en el trayecto. Las moléculas polares (agua) se difunden a través del agua inmovilizada, resultante de la hidratación que tenga el estrato corneo, y que se acumula cerca de los filamentos de las proteínas. Las moléculas no polares (grasa) se difunden, disolviéndose a través de la matriz lipídica intracelular (principalmente por medio de los triglicéridos) que existe entre los filamentos de las proteínas. b) Vía Intercelular: A través del espacio intercelular: Cruzando los lípidos del cemento intercelular.
Las células están dispuestas como una pared de ladrillos rodeada por un cemento lipídico en bicapas que las sustancias lipófilas utilizan como canales de tránsito. La sustancia lipófila va sorteando las células corneas o corneocitos y avanza por los canales lipídicos que las rodean. Entre las capas de corneocitos, también se halla el factor natural de hidratación (FHN) que asegura la hidratación con su mezcla de compuestos solubles en agua de bajo peso molecular y con propiedades higroscópicas; esto es que absorben agua de la atmósfera y la incorporan a la propia hidratación por humectación. La ruta Intercelular facilita, a través del cemento lipídico, la difusión de las sustancias apolares o lipófilas a través de las bicapas lipídicas que rodean a los corneocitos. Las bicapas están constituidas por una parte hidrófila y una parte lipófila. Las sustancias polares, lo hacen difundiendo a través de las zonas acuosas que están en contacto con las regiones hidrófilas de esos lípidos. MÁS IMPEDIMENTOS A LA VÍA TRANSEPIDÉRMICA Otra de las barreras que se encuentra una sustancia en su absorción es la Barrera de Rein. Se encuentra entre el estrato córneo y el espinoso. Tiene una alta resistencia eléctrica y está en oposición a la entrada y salida de sustancias. Su función es impedir el paso de electrolitos y agua. Es permeable a moléculas de bajo peso molecular. A las moléculas grandes les lleva mucho trabajo atravesarla. Esta es una barrera que cambia su carga eléctrica según necesite para ejercer su bloqueo. Hacia la epidermis es negativa y hacia la dermis es positiva. Si cambiara la carga de uno de los dos lados, la otra parte cambia al contrario para garantizar el mecanismo de barrera. 2-VÍA TRANSAPENDICULAR Esta es la vía de acceso que corresponde a los anejos cutáneos: glándulas sudoríparas y sistema pilo-sebáceo.
a)Vía transfolicular: El sistema pilo-sebáceo, está formado por el pelo y la glándula sebácea. En la piel puede haber 10 folículos pilosos y 15 glándulas sebáceas por centímetro cuadrado. Según demostraron Mackee y col./1943, la vía transfolicular es, según estos, la mejor para la absorción percutánea, puesto que a las moléculas les será f ácil atravesar la capa Basal del folículo pilosebáceo, ya que la epidermis a nivel de la base del pelo se adelgaza hasta reducirse a una única capa de células no queratinizadas, fácil de atravesar y de acceder a la dermis y de ahí a los vasos sangua:íneos, sin toparse con la Barrera de Rein. Esto ocurre si el producto es capaz de difundirse en el sebo del folículo pilosebáceo. b) Transudorípara:
Podemos encontrar 100 glándulas sudoríparas por centímetro cuadrado. Comparando esta vía con la transfolicular vemos que tenemos el mismo mecanismo de penetración hacia la dermis pero en este caso para las sustancias polares, hidrófilas, de bajo peso molecular que sean capaces de difundirse en el sudor. Las dos vías transapendiculares, aunque tienen su potencialidad como camino para atravesar la barrera epidérmica, al haber poca cantidad de glándulas sudoríparas y de folículos pilosobáceos, en comparación con la superficie que ocupan los corneocitos, suponen un camino de acceso de las sustancias a la piel muy poco significativa. Y de las dos, la menos relevante es la transudorípara.
Las glándulas sudoríparas:
A través de ese conducto pueden acceder a la dermis sustancias de carácter polar, hidrófilas de bajo peso molecular y que sean solubles en el sudor; así pueden llegar a la base de la glándula sudorípara, que al no estar queratinizada, no ofrece ninguna resistencia a ser atravesada y se producirá la absorción del compuesto. También, como en el caso anterior, al haber poca cantidad de glándulas su doríparas, en comparación con la superficie que ocupan los corneocitos, esta ruta de acceso de las sustancias a la piel tampoco es significativa. Aún así, las dos vías que analizamos pueden llegar a ser las más importantes en caso de la absorción de iones y de moléculas de gran polaridad, que tienen una permeabilidad baja a través del estrato córneo. La absorción percutánea a través de los anejos es de menos del 0,1%, pero contribuyen a incrementar la superficie total de absorción de la piel.
FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA ABSORCIÓN
1-El estado de la capa cornea: Si la capa cornea está rota o incompleta como en el caso de una herida o lesión, las sustancias acceden más fácilmente al interior. Por esta razón una de las técnicas que se utilizan en los tratamientos estéticos es el Dermaneedling roller, que produce unas perforaciones minúsculas en la superficie que facilitan la penetración de los cosméticos. También, se recomiendan las exfoliaciones de células muertas y queratina de la superficie epidérmica, previamente a la aplicación de un penetrante.
2-El grosor de la capa cornea:
Para reducir el efecto de barrera que ejercen los corneocitos y la alta queratinización de la superficie de la piel, se elimina capa de estas células muertas con peelings de varios tipos: mecánicos y químicos como la microdermoabrasión con punta de diamante, la paleta ultrasónica, los peelings de erosión y gomages, los Alfa y Beta hidroxiácidos, los peelings enzymáticos...
3-Diferente zona del cuerpo, distinto grado de absorción: Las zonas con mayor difusión son las plantas de los pies y las palmas de las manos, también las axilas y el cuero cabelludo y después el resto del cuerpo con diferentes variaciones.
4- La edad de la piel: A mayor edad menor grado de absorción. Influyen varios factores como el exceso de queratinización, la falta de hidratación y lípidos y la mayor rigidez del tejido. En los niños prematuros, al no tener completamente desarrollada la función barrera, la piel es más permeable mejorando la absorción.
5-La etnología y el género: Algunas razas presentan una menor absorción comparativamente. Las mujeres, durante el embarazo, también presentan una diferencia, siendo en este caso de una mayor absorción transcutánea porque tienen una hidratación y flujo sanguíneo mayores.
6-Variaciones en la circulación sanguínea influyen en el tiempo de penetración de las sustancias:
La vasoconstricción retarda la penetración, mientras que un mayor flujo sanguíneo la acelera. 7-Nivel de hidratación de la piel: Este es uno de los mejores factores importantes para garantizar la penetración de sustancias a través de la piel. La hidratación aumenta el tamaño de los poros del tejido mejorando el coeficiente de difusión y la actividad del agente de penetración.
Entre las capas de corneocitos se halla el factor natural de hidratación (FHN) que asegura la hidratación con su mezcla de compuestos solubles en agua de bajo peso molecular y con propiedades higroscópicas; esto es que absorben agua de la atmósfera y la incorporan a la propia hidratación por humectación. Pero un excipiente higroscópico podría resecar en exceso la piel, si la humedad atmosférica es baja. Por otro lado, un excipiente hidrófobo puede ejercer de agente oclusivo que mantiene la humedad de la piel subyacente.
8-Forma de aplicación: Hay maneras de mejorar la hidratación que facilitará la penetración y difusión de las sustancias. La aplicación de un plástico oclusivo aumenta la acumulación de agua por perspiración, pasando de un contenido de entre un 5 y un 15% a uno con un 50% de agua, incrementándose la permeabilidad de cuatro a cinco veces. Las mascarillas facilitan la penetración por efecto osmótico.
Otra forma de favorecer la penetración es aplicar el producto con fricc iones o masaje para estimular la circulación sanguínea, elevar la temperatura y reparir el producto en la zona de aplicación. Así mismo, emplear aparatología como la Iontoforesis, Ultrasonidos o Electroporación modifican el tejido y las membranas local y transitoriamente, abriendo canales de difusión.
9-Relación dosis/respuesta: Hace referencia a factores como la cantidad de producto aplicado en la zona, la concentración por superficie tratada, la frecuencia de aplicación y si ésta es intermitente o constante, y el periodo de tiempo en el que el producto está en contacto con la piel.
10-El metabolismo de la piel:
Actúa fijando, degradando o metabolizando las sustancias influyendo en la asimilación y aprovechamiento de los principios activos.
11-La naturaleza del vehículo: Además de actuar como medio de transporte de los principios activos del producto, el vehículo puede tener diferentes propiedades que pueden variar el índice de penetración, esto puede ser por:
-Afinidad con el propio producto e interaccionando con él. -Reteniéndolo, para una cesión gradual de los principios activos. -Dificultando su difusión, pues también puede modificar los componentes de la membrana modificando su viscosidad y su ordenación. -Hacer efecto oclusivo incrementando la hidratación del estrato corneo y la temperatura del tejido, con lo cual se produce una vasodilatación de los poros y del calibre vascular, todo ello en beneficio del grado de penetración de las sustancias.
12- Las características del producto: En referencia a su coeficiente de difusión a través de la piel según su carácter lipófilo, su concentración y la influencia del Ph sobre su penetración. Con respecto al fármaco, lo que interesa tener en cuenta es, fundamentalmente, su coeficiente de difusión a través de la piel.
13- El coeficiente de difusión:
La difusión de un penetrante viene determinada por varios factores: -La resistencia que el medio (funciones barrera) opongan al desplazamiento del penetrante. -La resistencia que la membrana celular oponga en función de las características físicas del penetrante. -La viscosidad del medio. -La temperatura del medio. -Las interacciones químicas entre las moléculas que se introducen, los constituyentes de la membrana celular y el vehículo elegido.
Como regla general difunden mejor las moléculas de bajo peso molecular que las de alto peso molecular, aún así, hay ensayos que demuestran que influye más la lipofilia del compuesto que el tamaño molecular en el caso de la penetración a través de una membrana. Además, a mayor tamaño molecular, mayor lipofilia en el compuesto. Y también, si el compuesto presenta grupos polares, se facilitan uniones entre la membrana y la molécula dl penetrante.
Ejemplo: el vehículo en liposomas es afín a la membrana celular. Poseen fosfolípidos con carácter lipófilo e hidrófilo que facilitan las uniones con la membrana celular y optimizan la difusión de los principios activos que portan.
14-La concentración: Se favorece la difusión cuando la concentración del penetrante es muy elevada en una zona, porque se genera una expansión de los corneocitos.
15-Nivel de pH: Este factor puede favorecer o dificultar la absorción ya que afecta al grado de ionización de los electrolitos.
ABSORCIÓN DE LOS FORMATOS COSMÉTICOS
El grado de absorción de un activo varía según la forma cosmética que se utilice, aún estando en la misma concentración. De mayor a menor índice de absorción tenemos: 1-Pasta 2-Ungüento. 3- Pomada. 4- Crema. 5-Gel. 6-Loción. 7-Aerosol. 8-Polvo.
Por lo tanto, dependiendo de la intención de la aplicación se emplearán unos u otros formatos. Cuando se requiere una acción en profundidad se emplearán pasta, ungüentos, pomadas o cremas. Para efectos más superficiales, la elección será gel, loción, aerosol o polvo.
GRADOS DE PENETRACIÓN
Según a la profundidad a la que accedan los productos se les clasifica de diferente manera y su aplicación recomendada es distinta: -Contactación o adsorción: Es cuando el activo se queda adherido a la capa cornea (superficie de la epidermis) ejerciendo solo ahí su acción. Estos suelen ser productos cosméticos como los de maquillaje. -Imbición cutánea: Ocurre cuando el activo alcanza las capas medias de la epidermis. Corresponde a los cosméticos hidratantes o protectores de la piel. -Penetración: Es cuando el activo alcanza las células profundas de la epidermis. Ejemplos son los despigmentantes y antitranspirantes. -Absorción: Se dice si el activo alcanza el torrente sanguíneo o linfático a través de la Dermis. Un ejemplo de este suceso es los aceites esenciales de plantas y los fármacos. Aunque el activo se adsorba, penetre o se absorba no garantiza que siempre traspase la membrana celular ejerciendo un efecto intracelular en los tejidos. La célula tiene sus propios sistemas de barrera selectivos a las diferentes moléculas que se hallen en el medio externo, pero este será motivo de otro artículo.
