Fattore naturale di idratazione
Il fattore naturale di idratazione, noto come NMF è una miscela di sostanze idrosolubili e igroscopiche in grado di legarsi all'acqua e capaci di fissare e trattenere nello strato corneo e nel film idrolipidico superficiale anche parte dell'umidità ambientale a contatto con la pelle. Individuato da Jacobi e colleghi nel 1959[1] per anni è stato considerato il principale fattore nel meccanismo di idratazione degli strati più superficiali della pelle[2][3]. Questo ruolo è stato messo in discussione considerando l'alta impermebilità dello strato corneo all'acqua nello stato liquido e gassoso. Per la sua azione umettante comunque contribuisce a ridurre l'attività dell'acqua riducendone l'evaporazione negli strati più superficiali.[4][5][6] L'NMF può rappresentare il 10%[6] o il 20-30%[7] del residuo secco dello strato corneo dove si trova sia livello intracellulare che extracellulare. Le sostanze che compongono il fattore naturale di idratazione contribuiscono oltre che alla idratazione cutanea alla acidificazione degli strati più superficiali della pelle. Si ipotizza anche che partecipino come segnale cellulare ai processi di differenziazione e la concentrazione relativa di alcune componenti dell'NMF varia sensibilmente nel passaggio dallo strato spinoso a quello granuloso e corneo di cui possono influenzare il processo di desquamazione.[8][9][10][11][12].
Composizione
modificaLa composizione del NMF varia sensibilmente in funzione del metodo di estrazione e di analisi. È inoltre particolarmente complesso distinguere le componenti idrofile apportate dal sudore[13]. La composizione del NMF inoltre risulta variare in funzione delle condizioni climatiche-ambientali, in particolare con la stagioni,[14] ed in funzione della profondità dalla superficie cutanea e dell'area anatomica[15][11]. Si assume come composizione tipica quella rilevata negli anni 50-60 con estrazione delle componenti idrosolubili dello strato corneo[16][17][18].
| Composizione tipica del NMF | ||
|---|---|---|
| amminoacidi liberi | Glicina, Serina, Alanina, Asparagina, Ornitina, Citrullina, Prolina, ecc. | 40% |
| Ioni | Na | 5% |
| Ca | 1,5% | |
| K | 4% | |
| Mg | 1,5% | |
| azotati | urea | 7% |
| ammoniaca, acido urico, glucosammina, creatinina, ecc. | 1,5% | |
| acidi inorganici e loro sali | fosfati | 0,5% |
| cloruri | 6% | |
| acidi organici e loro sali | acido pirrolidon carbossilico (PCA) | 12% |
| acido lattico | 12% | |
| acido citrico, acido formico. | 0,5 | |
| Frazione indeterminata | saccaridi , peptidi, altri acidi organici | 8,5% |
La concentrazione di amminoacidi può risultare anche superiore al 60%. La distribuzione di amminoacidi liberi ricalca in gran parte quella derivata dalla proteolisi della fillagrina ed è riscontrabile anche nel sudore eccrino.[19][14]
| amminoacido | concentrazione | amminoacido | concentrazione |
|---|---|---|---|
| alanina | 4.6% | arginina | 2.2% |
| acido aspartico | 3.9% | citrullina | 7.8% |
| acido glutammico | 1.8% | acido urocanico | 3.4% |
| glicina | 5.3% | istidina | 5.2% |
| leucina | 2.5% | lisina | 1.4% |
| ornitina | 1.5% | fenilalanina | 1.2% |
| prolina | 1.2% | serina | 15.3% |
| treonina | 3.1% | triptofano | 0.6% |
| tirosina | 1.9% | valina | 1.7% |
Implicazioni fisiopatologiche
modificaPartecipando all'omeostasi idrica dell'epidermide il fattore naturale di idratazione ha implicazioni in varie manifestazioni cutanee: pelle secca, pelle sensibile, eczema, dermatite atopica, ittiosi, acne, rosacea e psoriasi. In molti casi l'applicazione topica di cosmetici o farmaci contenenti gli umettanti, tipici componenti del NMF, è un coadiuvante di altri trattamenti specifici. L'utilizzo di prodotti topici con urea o acido lattico è riportato anche una decina di anni prima che venisse individuato il fattore naturale di idratazione.[20]
L'NMF partecipa anche alla formazione del mantello acido, con conseguente azione barriera. Il pH cutaneo passa da un valore di circa 7 nello strato basale a 4,5/5,5 sulla superficie conseguenza dell'aumento della concentrazione di acidi organici ma anche per la trasformazione dell'arginina (alcalina) in ornitina e citrullina.
Note
modifica- ^ Jacobi e al.. About the mechanism of moisture regulation in the horny layer of the skin. Proc Sci Sect Toilet Goods Assoc. 1959; 31:22-4.
- ^ .Laden K, Spitzer R. Identification of a natural moisturizing agent in skin. J Soc Cosmet Chem. 1967; 18:351-60.
- ^ Middleton JD. The mechanism of water binding in stratum corneum. Br J Dermatol. 1968; 80(7):437-50.
- ^ A. V. Rawlings, C. R. Harding, Moisturization and skin barrier function, in Dermatologic Therapy, vol. 17, Feb. 2004, p. 43–48.
- ^ Sylvie Verdier-Sévrain , Frédéric Bonté, Skin hydration: a review on its molecular mechanisms, in Journal of Cosmetic Dermatology, vol. 6, n. 2, giugno 2007, p. 75–82,.
- ^ a b Anthony V Rawlings, Ian R Scott, Clive R Harding, Paul A Bowser, Stratum Corneum Moisturization at the Molecular Level (PDF), in Journal of Investigative Dermatology, 1994, p. 731–740.
- ^ Trianse SJ. The search for the ideal moisturizer. Cosmetics, Perfumery. 1974. 89:57
- ^ Characterization of Natural Moisturizing Factor (NMF) -Generating Enzyme and Its Relevance to Barrier Function Toshihiko Hibino September 18, 2015
- ^ Relationship Between NMF (Lactate and Potassium) Content and the Physical Properties of the Stratum Corneum in Healthy Subjects Noriaki Nakagawa, Shingo Sakai, Masayuki Matsumoto, Kenichi Yamada, Masahiro Nagano, Takuo Yuki, Yasushi Sumida, Hideyo Uchiwa
- ^ Scott IR, Harding CR. Filaggrin breakdown to water binding compounds during development of the rat stratum corneum is controlled by the water activity of the environment. Dev Biol. 1986. 115(1):84–92.
- ^ a b Denda M, Sato J, Tsuchiya T, Elias P, Feingold K. Low humidity stimulates epidermal DNA synthesis and amplifies the hyperproliferative response to barrier disruption: Implication for seasonal exacerbations of inflammatory dermatoses. J Invest Dermatol. 1998. 111(5):873–8.
- ^ Journal of Investigative Dermatology (2002) 119, 1269–1274; doi:10.1046/j.1523-1747.2002.19622.x , Origin of the Epidermal Calcium Gradient: Regulation by Barrier Status and Role of Active vs Passive Mechanisms, Peter M Elias, Sung K Ahn, Barbara E Brown, Debra Crumrine and Kenneth R Feingold
- ^ https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23075272 Int J Cosmet Sci. 2013 Apr;35 (2):163-8. doi: 10.1111/ics.12019. Epub 2012 Nov 20. Amino acid composition, including key derivatives of eccrine sweat: potential biomarkers of certain atopic skin conditions. Mark H, Harding CR.
- ^ a b Yale J Biol Med. 1966 Feb; 38(4): 355–373. PMCID: PMC2591189, Free amino acids and water soluble peptides in stratum corneum and skin surface film in human beings. R. C. Burke, T. H. Lee, and V. Buettner-Janusch
- ^ Regional variation in the free amino acids in the stratum corneum MARTY VISSCHER, MARISA ROBINSON, R. RANDALL WICKETT. J. Cosmet. Sci., 61, 303–309 (July/August 2010) Archiviato il 22 dicembre 2015 in Internet Archive.
- ^ Spier, H. W. and Pascher, G.: Zur analytischen und funktionellen Physiologie der Hautoberflache. Hautarzt, 7: 55–60, 1956.
- ^ CHEMICAL DATA ON HUMAN EPIDERMAL KERATINIZATION AND DIFFERENTIATION
- ^ K.Laden, R.Spitzer, Identification of a natural moisturizing agent in skin, J. Soc. Archiviato il 22 dicembre 2015 in Internet Archive.
- ^ Amino acid composition, including key derivatives of eccrine sweat: potential biomarkers of certain atopic skin conditions, Harker Mark, Clive R. Harding , 20 NOV 2012
- ^ Harding CR, Watkinson A, Rawlings AV, Scott IR, Dry skin, moisturization and corneodesmolysis, in International Journal of Cosmetic Science, 2000.
Bibliografia
modifica- James J. Leyden, Anthony V. Rawlings Skin Moisturization, 2002, CRC Press.
- J. Fluhr, E. Berardesca, P.Elsner, H. I. Maibach Bioengineering of the skin: water and stratum corneum, 2004, CRC Press.
