Regulação da Hidratação Cutânea

A hidratação do estrato córneo, camada mais superficial da pele, é um determinante fundamental da aparência cutânea, assim como, seu metabolismo, propriedades mecânicas e função barreira. O conteúdo aquoso do estrato córneo depende de vários fatores, como por exemplo, da umidade externa, da capacidade da epiderme em repor a perda de água por evaporação, e da capacidade intrínseca do estrato córneo em reter água. Esta última é determinada pela composição e pela estrutura do estrato córneo, particularmente formado por pequenas moléculas, como por exemplo, osmólitos ou umectantes.1

Envelopes Cornificados Epidérmicos: Barreira Cutânea Natural Formada pelo Estrato Córneo
A barreira natural formada pelo estrato córneo depende criticamente da sua composição, representada pelas proteínas (75-80%), lipídeos (5-15%) e demais constituintes.2 A barreira cutânea promove proteção eficaz contra microrganismo patogênicos e regula a perda de água e de solutos. A barreira física localiza-se no estrato córneo e é constituída por células envoltas por proteína (corneócitos com envelopes cornificados e elementos do citoesqueleto, como por exemplo, os corneodesmossomos).3 Este complexo sistema proteico é formado por um conjunto de proteínas altamente insolúveis e resistentes, que envolvem externamente os ceratinócitos e desempenham um papel fundamental na estruturação e organização dos lipídeos intercelulares.2

Distúrbios na barreira cutânea são componentes importantes na patogênese da dermatite de contato, ictiose, psoríase e dermatite atópica.3

Aquaporinas: Canais Proteicos que Aumentam de 10 a 100 Vezes a Permeabilidade da Membrana à Água
As aquaporinas (AQPs) são uma família de pequenas (~30 KDa/ monômeos) e hidrofóbicas proteínas de membrana integral, que são amplamente expressas nos reinos animal e vegetal4, sendo que 12 membros foram identificados, até o momento, nos animais5. A descoberta das AQPs como canais que aumentam de 10 a 100 vezes a permeabilidade da membrana à água, é relativamente recente e conduziu à atribuição do prêmio Nobel da Química a Peter Agre em 2003 ‘For discoveries concerning channels in cell membranes’. As aquaporinas pertencem à família de proteínas MIP (major intrinsic protein), e encontram-se presentes em todas as formas de vida.6

As Aquagliceroporinas na Pele
Na pele, a AQP mais importante é a AQP-3, um membro de um subgrupo da família das aquaporinas chamadas aquagliceroporinas, a qual é responsável pelo transporte tanto de água quanto de glicerol.7,8

Mecanismo de Ação da Aquaporina-3


Legenda: Esquema ilustrativo dos canais de AQP-3 presentes na membrana plasmática celular da pele. Estes canais proteicos são responsáveis pela regulação da passagem de água (representadas em vermelho), de glicerol (representadas em verde) e de solutos de baixo peso molecular para o interior das células, determinando, então, a hidratação tecidual.

A Idade e a Exposição Solar Crônica Podem Causar Mudanças na Expressão de AQP-3
As AQP-3 são expressas nos queratinócitos epidermais, e estão envolvidas na manutenção da hidratação cutânea. Mudanças na expressão de aquaporina 3 são extremamente afetadas pela idade e pela exposição crônica ao Sol, e pelo desequilíbrio no controle osmótico que pode ocorrer na epiderme, provocando o ressecamento da pele, comumente observada em peles envelhecidas e nas áreas mais expostas à radiação solar.9

Mecanismo para a Hidratação Cutânea: Ação Sinérgica da Barreira Cutânea + Aquaporina 3
As aquaporinas são importantes sistemas que regulam o transporte de água da derme para a epiderme. Assim, elas ‘bombeiam’ a água das camadas basais da epiderme até o estrato córneo.10


Desidratação Cutânea: Deficiência de AQP-3 Reduz Transporte de Glicerol para a Epiderme
Estudos em ratos demonstraram que a deficiência de AQP-3 provoca redução da hidratação do estrato córneo, além de apresentar redução da elasticidade, da biossíntese do estrato córneo e retardar a cicatrização. Além disso, verificaram que apesar da alta umidade ou do aumento da oclusão da pele, não houve aumento da hidratação nos animais com deficiência da AQP-3. Assim, os animais com deficiência de AQP-3 apresentam redução no transporte de glicerol da derme para a epiderme através dos certinócitos basais.11

A redução da hidratação do estrato córneo e da elasticidade da pele pode estar relacionada com a propriedade do glicerol em reter água. Já o atraso da recuperação da barreira cutânea e da cicatrização de feridas se deve à biossíntese de glicerol.11

A Importância da Utilização de Glicerol em Produtos Cosméticos
Desta forma, a importância do glicerol na função da epiderme proporciona uma base racional e científica para a antiga prática de incluir o glicerol em cosméticos e preparações farmacêuticas para o tratamento da pele.11

Novos Marcadores da Hidratação
Atualmente temos vivenciado um grande avanço na área cosmética e dermatológica, especialmente naquelas voltadas ao desenvolvimento de novas tecnologias. Sabe-se que a deficiência na hidratação cutânea está relacionada a várias patogêneses, como por exemplo, a dermatite de contato, a ictiose, a psoríase e a dermatite atópica.3 Por isso, novos mecanismos de hidratação têm sido propostos, buscando uma hidratação mais eficaz e com maior manutenção.

Aquasense
Chemyunion, Brasil.

Aquasense é um extrato hidroglicólico concentrado de Piptadenia colubrina (angico-branco), padronizado em polissacarídeos totais, que promove hidratação cutânea imediata e progressiva por aumentar a expressão de aquaporinas na pele, além de agir nas proteínas do envelope e induzir a expressão de proteínas de adesão celular.

Teste de Eficácia In Vivo: Aquasense Aumenta a Hidratação e Diminui TEWL


Legenda: Aquasense aumenta o índice corneométrico, indicando aumento da hidratação, por até 120 minutos.


Legenda: Aquasense reduz a TEWL por até 60 minutos.

Conclusão: Aquasense promove hidratação cutânea de maneira imediata e progressiva.

Aquaporine Active® AQP3
Reduz o Ressecamento, o Prurido e a Descamação da Pele
Vital Especialidades, Brasil.

Aquaporine Active® AQP3 é um novo ativo cosmético hidratante, composto por um dipeptídio derivado do ácido glutâmico com propriedade peptideomimética; pela glicerina, substância altamente umectante, e pelo’ derivado de trehalose, um dissacarídeo extraído de plantas do deserto que atua como um reservatório da ‘umidade da pele’ nos casos de desidratação.

Aquaporine Active® AQP3 atua diretamente sobre os queratinócitos, aumentando a produção dos genes da AQP-3 e de outras moléculas envolvidas na função barreira.

Estudo In Vivo Comprovação da Eficácia de Aquaporine Active® AQP3
Uma emulsão cosmética contendo Aquaporine Active® AQP3 a 5% foi aplicada sobre a pele durante 14 dias.

Resultados:

Conclusão: Aquaporine Active® AQP3 a 5% promoveu uma melhora significativa sobre a pele seca e sensível.

Hyaloporine®
Bioativos da Violeta que Promovem Aumento da Síntese de Aquaporina + HAS-2
Período Prolongado da Hidratação Cutânea
Active Concepts, Estados Unidos.

Hyaloporine® é um novo ativo cosmético obtido da violeta (Viola Tricolor Extract), uma flor selvagem, comum nos países da Europa. Os polissacarídeos obtidos da Viola tricolor têm demonstrado aumentar a hidratação cutânea através do aumento da atividade da Aquaporina-3 na derme, um novo conceito de hidratação cutânea.

Estudo In Vitro: Estímulo da Síntese de Aquaporine-3
A produção da Aquaporina-3 foi observada através da comparação do controle biológico de 30 ng/ml de EGF e Hyaloporine® nas concentrações de 0,25% e 0,50%, respectivamente, em cultura de células de ceratinócitos humanos.



Legenda: Os resultados indicaram que o Hyaloporine® é capaz de aumentar de maneira significativa na síntese de aquoporina-3 em queratinócitos humanos quando comparados com o controle biológico e EGF. Desta forma, é possível aumentar a osmólise entra a derme e o estrato córneo promovendo hidratação.

Estudo In Vitro: Aumento da Produção de HAS-2
ócitos humanos foi utilizado para determinar o efeito de Hyaloporine® na expressão de mRNA de hialuronan sintase-2 (HAS-2). Os resultados indicaram que o Hyaloporine® é capaz de aumentar a expressão de HAS-2 em quase 60%, aumentando a hidratação da pele.

A miporine®
Extrato da Romã Estimulante das Aquaporinas + Aumento da Síntese de Colágeno
Alban Muller, França.

Amiporine® é um ativo cosmético do extrato da romã purificado, capaz de restaurar o fluxo natural da água através do estímulo da aquaporina específica da pele, a aquaporina-3 (AQP-3). Amiporine® é o primeiro ativo que restaura a circulação da água na pele, com o objetivo de prevenir o envelhecimento e a desidratação cutânea.

Efeito do Amiporine® na Expressão da Aquaporina na Pele
O objetivo deste teste foi avaliar o efeito de Amiporine® in vivo através do tratamento da pele durante 1 a 3 meses com um creme contendo Amiporine® a 5%.


Os resultados demonstraram que o uso do creme contendo efeito de Amiporine® promoveu um estímulo significativo da expressão das aquaporinas na pele. Este estímulo foi observado no 1° mês de tratamento e apresentou aumento após 3 meses, além de ter sido observada melhora das estruturas da pele.

Efeito do Amiporine® na Síntese de Colágeno
O fabricante avaliou o efeito do Amiporine® na síntese de colágeno através da cultura de fibroblastos humanos em meio condicionado de ceratinócitos.


Síntese de Colágeno

Amiporine® aumentou a síntese de colágeno tipo I e III através da cultura de fibroblastos em meio condicionado de ceratinócitos.

SkinMimics®
Reparação da Barreira Cutânea + Aumento da Síntese de Aquaporina-3 em Peles 50+
Evonik Goldschmidt GmbH, Alemanha.

SkinMimics® é um exclusivo concentrado multilamelar baseado na mistura balanceada de ceramidas, colesterol e ácidos graxos combinados ao recém-descoberto Sphingokines®. SkinMimics® garante proteção à pele por atuar na correção e no reparo dos defeitos encontrados na barreira lipídica do estrato córneo, na prevenção por meio da suplementação de substâncias precursoras da pele e na regeneração por estimular a renovação e o reparo da epiderme (filagrinas e aquaporina-3), sendo o tratamento ideal paras as peles 50+.

Efeito do SkinMimics® na Expressão da Aquaporina na Pele
A influência de SkinMimics® a nível genético foi observado através da análise de real time rt-PCR (Reverse transcriptase polymerase chain reaction) nas amostras de tecido obtidos das costas de voluntários. Os marcadores para a aquaporina-3 foi avaliado.


Legenda: SkinMimics® estimulou a aquaporina-3 a nível genético, sendo que as voluntárias que tinham idade > 50 anos, a expressão foi maior do que as voluntárias com idade < 50 anos.

Referências Bibliográficas
1. Mariko Hara, Tonghui Ma, and A. S. Verkman.Selectively reduced glycerol in skin of aquaporin-3-deficient mice may account for impaired skin hydration, elasticity, and barrier recovery. The Journal of Biological Chemistry Vol. 277, No. 48, Issue of November 29, pp. 46616–46621, 2002.
2. Kalinin A, Marekov LN, Steinert PM. Assembly of the epidermal cornified cell envelope. Journal of Cell Science 114: 3069-3070, 2001.
3. Jensen JM, Proksch E. The skin's barrier. G Ital Dermatol Venereol. 2009 Dec;144(6):689-700.
4. A. S. Verkman. More than just water channels: unexpected cellular roles of aquaporins. Journal of Cell Science 118, 3225-3232 (2005).
5. Mariko Hara-Chikuma and A.S. Verkman. Aquaporin-3 functions as a glycerol transporter in mammalian skin. Biology of the Cell (2005) 97, (479–486)
6. Gomes, Dulceneia Maria Eugénia. Expressão e localização subcelular de aquaporinas SIP de Vitis vinifera e Olea europaea. Dissertação de mestrado em Genética Molecular. Universidade do Minho. 2008.
7. Bellemère G, Von Stetten O, Oddos T. Retinoic acid increases aquaporin 3 expression in normal human skin. J Invest Dermatol. 2008 Mar;128(3):542-8. Epub 2007 Oct 18.
8. Boury-Jamot M, Daraspe J, Bonté F, Perrier E, Schnebert S, Dumas M, Verbavatz JM. Skin aquaporins: function in hydration, wound healing, and skin epidermis homeostasis. Handb Exp Pharmacol. 2009;(190):205-17.
9.Dumas M, Sadick NS, Noblesse E, Juan M, Lachmann-Weber N, Boury-Jamot M, Sougrat R, Verbavatz JM, Schnebert S, Bonté F. Hydrating skin by stimulating biosynthesis of aquaporins. J Drugs Dermatol. 2007 Jun;6(6 Suppl):s20-4.
10. DPD, Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento, Consulfarma.
11. Verkman AS. More than just water channels: unexpected cellular roles of aquaporins. J Cell Sci. 2005 Aug 1;118(Pt 15):3225-32.
12. Toklu HZ, Sener G, Jahovic N, Uslu B, Arbak S, Yeğen BC. Beta-glucan protects against burn-induced oxidative organ damage in rats. Int Immunopharmacol. 2006 Feb;6(2):156-69. Epub 2005 Aug 24.
13. Kim HD, Cho HR, Moon SB, Shin HD, Yang KJ, Park BR, Jang HJ, Kim LS, Lee HS, Ku SK. Effects of beta-glucan from Aureobasidium pullulans on acute inflammation in mice. Arch Pharm Res. 2007 Mar;30(3):323-8.
14. Chemyunion, Brasil.
15. Vital Especialidades, Brasil.
16. Active Concepts, Estados Unidos.
17. Alban Muller, França