Nella matrice del tessuto connettivo l’acido ialuronico mantiene grado d’idratazione, turgidità, plasticità e viscosità del tessuto cutaneo disponendosi nello spazio in una conformazione aggregata in grado di legare un notevole numero di molecole d’acqua. Svolge anche una funzione di sostanza cementante e molecola antiurto, nonché di efficiente lubrificante (es. nel liquido sinoviale) prevenendo il danneggiamento delle cellule del tessuto da stress fisici. Con il passare degli anni la concentrazione di acido ialuronico tende a diminuire nei tessuti e si manifestano i segni tipici dell’invecchiamento.

Chimicamente è definibile come un glicosaminoglicano (il suo peso molecolare si aggira normalmente intorno agli 1-5 milioni di Dalton) costituito da una catena polisaccaridica non ramificata prodotta dall’aggregazione di migliaia di unità disaccaridiche, formate a loro volta da residui di acido glucuronico (derivato del glucosio) e N-acetilglucosamina (fig.1).

In vivo tutti i gruppi carbossilici dell’acido glucuronico e della N-acetilglucosamina sono completamente ionizzati conferendo alla molecola di acido ialuronico elevata polarità e, di conseguenza, un’elevata solubilità in acqua. Grazie a questa sua proprietà l’acido ialuronico si complessa con moltissime molecole di acqua raggiungendo un elevato grado di idratazione. Gli ialuronati, forme salificate dell’acido ialuronico, sono macromolecole di massa superiore a 1000 kDa capaci di formare soluzioni chiare di elevata viscosità. Poiché l’acido ialuronico si presenta come un polimero contenente unità di disaccaridi che si ripetono e risulta privo di modificazioni (ramificazioni o esterificazione con gruppi solforici), le principali differenze nell’attività biologica sono imputabili al suo peso molecolare.

Nelle formulazioni cosmetiche l’utilizzo di acido ialuronico ad alto peso molecolare permette di creare un film sulla pelle impedendo perdite di acqua (TEWL) e incrementando l’idratazione; viceversa le formulazioni contenenti acido ialuronico a basso peso molecolare (1000 – 2000 Dalton) permettono un assorbimento della molecola fino agli strati più profondi del derma (grazie alle ridotte dimensioni molecolari) apportando quindi idratazione profonda, migliore tono ed elasticità cutanea. L’acido ialuronico a medio peso molecolare è invece responsabile della ritenzione di acqua negli strati medio/superficiali dell’epidermide, completa l’azione d’idratazione e tono ottenuta in sinergia con le molecole a basso e alto peso molecolare.

Acido ialuronico e forme di veicolazione
È ormai scientificamente provato che l’acido ialuronico endogeno si riduce in maniera rilevante con l’avanzare dell’età: disidratazione, perdita di tono ed elasticità cutanea, comparsa di rughe sono le manifestazioni più evidenti dell’invecchiamento cutaneo. È anche vero che studi scientifici hanno dimostrato che apportando alla pelle acido ialuronico, molti dei deficit che si avrebbero con la sua carenza naturale possono essere attenuati in maniera significativa. Il problema principale è lo strato corneo che costituisce il maggior ostacolo alla penetrazione di sostanze idrosolubili negli strati profondi dell’epidermide, tuttavia vi sono sistemi di veicolazione utilizzabili nelle formulazioni cosmetiche che aiutano a superare questa barriera. Di seguito si riportano alcuni esempi di sistemi di veicolazione cosmetica dell’acido ialuronico:

– Microsfere di acido ialuronico: si tratta di una tecnologia innovativa, che consiste nella disidratazione dell’acido ialuronico e nella sua dispersione in una soluzione liposolubile. Tale composto una volta messo in ambiente acquoso ha la capacità di assorbire acqua e di rigonfiarsi aumentando notevolmente il suo volume sino a circa tre volte. Quando questa forma di acido ialuronico viene applicata sulla pelle, in particolare in prossimità delle rughe, richiama a sè l’acqua aumentando di volume e andando a riempirela ruga. Unico vincolo per l’utilizzo di questa materia prima è lo studio accurato della formulazione, ovviamente non può essere inserita in gels a base acquosa, in quanto la presenza di acqua andrebbe ad “attivare” l’acido ialuronico prima che questo venga applicato sulla pelle. L’ideale è l’inserimento della materia prima in una formulazione anidra per proteggere il principio attivo sino all’applicazione.

– Liposomi di acido ialuronico: vere e proprie sfere liposomiali contenenti acido ialuronico che, grazie alla loro anfifilia riescono ad attraversare lo strato corneo, liberando negli strati più profondi dell’epidermide l’acido ialuronico che a sua volta svolge un’azione di protezione e riparazione della pelle.

– Bio-rivitalizzazione transdermica: tecnica ormai ampiamente usata nei centri estetici, si tratta di “infiltrazione” di acido ialuronico nella pelle senza l’utilizzo di aghi. Generalmente la tecnica usata è l’elettroporazione, che consiste nell’apertura di “canali acquosi” temporanei mediante un impulso elettrico. Attraverso questi canali definiti “elettropori” la pelle risulta essere più ricettiva alle molecole di acido ialuronico favorendonela penetrazione. Ovviamente in questo caso, ma in tutti i casi in cui si voglia far penetrare l’acido ialuronico, il peso molecolare gioca un ruolo molto importante e deve essere il più basso possibile.

– Acido ialuronico “cross-linked”: rappresenta un sistema di veicolazione molto interessante e innovativo, in cui l’acido ialuronico funziona da carrier per altre molecole attive. L’acido ialuronico cross- linked trattato in modo opportuno forma delle “gabbie” all’interno delle quali si può far legare un altro principio attivo. Questa tecnologia sfrutta il naturale processo di degradazione dell’acido ialuronico da parte dell’enzima jaluronidasi: l’involucro di acido ialuronico all’interno del quale è contenuta un’altra sostanza attiva, quando è applicato sulla pelle, viene naturalmente attaccato dall’enzima jaluronidasi e degradato liberando la molecola attiva che era “ingabbiata” e nello stesso tempo protetta.

Ingredienti alternativi
Nonostante l’importanza e la grande performance cosmetica, sono state sviluppate molecole alternative all’acido ialuronico altrettanto efficaci. Si tratta in generale di molecole di natura polisaccaridica ad alto peso molecolare tipicamente di origine vegetale e biotecnologica, che presentano una funzionalità cosmetica simile a quella dell’acido ialuronico. I polisaccaridi macromolecolari sono costituenti importanti negli organismi viventi: alcuni membri di questa classe di sostanze, come glicogeno o amido, servono a immagazzinare energia mentre altri, come chitina e cellulosa, sono una sorta di “mattone” da costruzione e di supporto per preservare l’integrità dei tessuti e dare sostegno. 

Questo tipo di polisaccaridi possiedono altre caratteristiche importanti che si possono sfruttare per sviluppare prodotti cosmetici veramente nuovi e diversi. Vengono riportati solo alcuni esempi di principi attivi del panorama cosmetico sempre in continua evoluzione, uno di questi è un polisaccaride estratto dai semi di una pianta originaria dell’India, la Cassia angustifolia, che formando un film protettivo sulla pelle è in grado di legare molecole d’acqua e determinare un effetto “filler” di superficie delle rughe sottili. Questo principio attivo assicura un’intensa idratazione e attraverso un effetto “plumping” aiuta a rendere più liscia e morbida la superficie cutanea. Alla base delle proprietà cosmetiche di questo ingrediente è il galattomannano (fig.2), polimero che in virtù della sua struttura e del suo peso molecolare presenta le stesse proprietà dell’acido ialuronico:
– Lascia la pelle levigata e morbida, senza effetto occlusivo.
– Aumenta la capacità dello strato corneo a trattenere molecole d’acqua.
– Corregge le rughe sottili.
– Presenta proprietà filmogene.

Appartenente sempre alla categoria dei galattomannani, valida alternativa di origine vegetale all’acido ialuronico, è un estratto selezionato di pianta di carruba (Ceratonia Siliqua Gum): possiede interessanti proprietà anti-disidratanti e ammorbidenti formando sulla pelle un film sottile e visco-elastico. Si presenta in una soluzione acquosa e viscosa ad alto peso molecolare di una frazione altamente purificata di galattomannano ramificato derivato dai semi di carruba: esercita un effetto benefico sul microrilievo cutaneo e si dimostra un principio funzionale particolarmente adatto per prodotti cosmetici ad azione idratante, anti-invecchiamento ed antirughe. Un altro esempio è un polisaccaride costituito da unità di maltotriosio alfa 1-6, il Pullulano (fig.3), molecola ottenuta attraverso un processo biotecnologico di fermentazione coltivando un ceppo di Aureobasidium pullulans in una soluzione di amido idrolizzato. Il Pullulano, noto per le sue proprietà filmogene, svolge un’importante azione idratante quando incorporato in sieri ed emulsioni.

Un’altra categoria di molecole di origine polimerica individuata come valida alternativa all’acido ialuronico, è rappresentata da alcuni particolari exo-polisaccaridi (fig. 4). Si tratta di polimeri ad alto peso molecolare costituiti da molecole di monosaccaridi secreti da particolari microrganismi. La funzione degli exo-polisaccaridi è di aiutare a mantenere un’ottima funzione barriera della pelle e assicurare un’eccellente azione idratante.

L’acido ialuronico e le sue alternative sono sicuramente ingredienti cosmetici in continua evoluzione scientifica, ed è talmente riconosciuta la loro efficacia nei diversi ambiti estetici che le aziende cosmetiche e i centri di ricerca continuano a studiarle trovando applicazioni sempre più efficaci e performanti.

Note

Questa revisione si riferisce a principi attivi brevettati dai relativi produttori, non sono stati utilizzati i nomi commerciali e la documentazione è stata tratta da fonti ufficiali pubblicate e indicate in bibliografia. Tale rassegna non specifica tutti i principi attivi presenti sul mercato cosmetico con le funzionalità indicate nei vari paragrafi; il panorama dell’offerta di principi attivi per il settore cosmetico può contenere ingredienti con le medesime funzionalità degli ingredienti indicati. La nostra revisione vuole essere un breve excursus sulla tipologia di ingredienti attivi potenzialmente utilizzabili dal formulatore ai fini di ottenere un cosmetico con le funzionalità indicate.

di M.T. Genta e P.Bertola