Ceramidi, gli eroi della barriera cutanea e non solo

Di ceramidi si parla in cosmetica da diversi decenni. Possono sembrare ingredienti ormai consolidati, eppure l’attuale attenzione alla funzione barriera cutanea li ha riportati sotto i riflettori. Ma perché sono così importanti e perché sono oggetto di una ricerca così attiva?

Un ceramide è uno sfingolipide derivante dalla combinazione di una base sfingoide con determinati acidi grassi tramite un legame ammidico. Esiste tuttavia un’ampia varietà di sfingolipidi di sintesi, ottenuti innestando altri acidi grassi o molecole diverse dagli acidi grassi. Questi sfingolipidi non esistono in natura e sono possibili numerose combinazioni.

Identificati anche da un numero, i ceramidi sono denominati secondo una nomenclatura che tiene conto di:

• il tipo di acido grasso: N per non idrossilato (non-hydroxy), O per omega-idrossilato, EO per omega-idrossilato esterificato (ester-linked omega-hydroxy), ecc.
• la base sfingoide: S per sfingosina, DH per diidrosfingosina, ecc.

Secondo questa nomenclatura, il ceramide 1 è quindi rinominato ceramide EOS.

I ceramidi rappresentano il 50% in peso dei lipidi intercorneocitari, insieme agli acidi grassi liberi (25%) e al colesterolo (25%). Questo rapporto può variare in funzione di numerosi parametri, come l’età, i fattori esterni o la presenza di disturbi cutanei. Nello strato corneo si trovano una ventina di ceramidi diversi, in proporzioni variabili. Tuttavia, non è la quantità di ceramidi a essere determinante: anche ceramidi presenti in quantità minime possono essere cruciali per l’organizzazione e la struttura della rete lipidica intercorneocitaria.

La componente fisica della barriera cutanea è assicurata principalmente dallo strato corneo, secondo il modello ormai consolidato “a mattoni e cemento” (brick-and-mortar): i corneociti sono circondati da una complessa disposizione multilamellare di ceramidi, colesterolo e acidi grassi liberi. L’ancoraggio di alcuni ceramidi all’involucro cornificato (cornified envelope) costituisce la base per la formazione dei sistemi lamellari e per la coesione della matrice lipidica. L’organizzazione della matrice lipidica è complessa e dinamica e influenza le prestazioni della barriera cutanea e la perdita d’acqua transepidermica (TEWL).

Numerosi fattori possono modificare sia la quantità di ceramidi nello strato corneo sia le loro proporzioni relative. Con l’età e la menopausa la produzione di ceramidi diminuisce, da cui l’interesse a includerli nei prodotti per pelli mature. I livelli di ceramidi variano inoltre a seconda della zona del corpo (le labbra, per esempio, ne sono quasi prive), dell’etnia e delle interazioni tra ceramidi e microbiota. Anche inquinamento, raggi UV e fumo modificano il profilo dei ceramidi cutanei, probabilmente nell’ambito di un meccanismo compensatorio.

Sebbene i ceramidi siano oggi noti soprattutto per il loro ruolo nello strato corneo, questa vasta famiglia di molecole è coinvolta in molti altri meccanismi biologici a livello cutaneo, dove sono già stati identificati oltre 1.000 ceramidi diversi. La ricerca, molto attiva su questo fronte, ha dimostrato la loro utilità nella sintesi della matrice extracellulare nel derma e a livello della giunzione dermo-epidermica, con benefici sulla densità del derma e sulla compattezza della pelle dopo applicazione topica. Alcuni ceramidi sono inoltre efficaci contro l’iperpigmentazione grazie a un’azione depigmentante.

Oltre a essere componenti principali del “cemento” intercorneocitario, i ceramidi sono presenti in tutto l’organismo e intervengono in numerosi processi cellulari, anche se non tutti i meccanismi sono ancora stati chiariti. Il loro ruolo principale è quello di precursori degli sfingolipidi che costituiscono le membrane cellulari.

Svolgono inoltre un ruolo nella segnalazione intercellulare. Modulano e coordinano diverse funzioni cellulari, tra cui la proliferazione cellulare, l’apoptosi e il processo di senescenza. Sono anche mediatori chiave della risposta cellulare allo stress, fisiologico o patologico.

Mentre nella pelle un buon livello di ceramidi favorisce la funzione barriera, il loro accumulo nel resto dell’organismo è piuttosto associato a disturbi metabolici.

Nella fibra capillare, i ceramidi fanno parte del complesso lipidico presente tra le cellule corticali e contribuiscono alla loro coesione.

I ceramidi sono naturalmente imprescindibili nelle formulazioni destinate a rafforzare o sostenere la funzione barriera cutanea, come idratanti, prodotti “cica”, trattamenti riparatori e applicazioni affini. Per ottenere benefici cutanei misurabili non è necessario riprodurre il rapporto tra i diversi ceramidi presenti nel complesso lipidico intercorneocitario. Anche un singolo ceramide può apportare un effetto positivo in una formula. L’efficacia della formula finale non è necessariamente correlata alla quantità o alla concentrazione dei ceramidi: dipende dal beneficio ricercato e dal modo in cui vengono formulati. Per l’idratazione, tuttavia, un complesso di ceramidi ben studiato sarà più efficace di un singolo ceramide, facilitando al contempo la formulazione grazie a una percentuale d’uso complessiva inferiore.

Come gli altri sfingolipidi, i ceramidi sono notoriamente complessi da gestire in formulazione, in misura maggiore o minore a seconda della lunghezza della catena carboniosa dell’acido grasso. Insolubili in acqua e solo parzialmente solubili in olio, devono generalmente essere formulati a caldo. Anche così, tendono a ricristallizzare e a precipitare. Per questo è spesso necessaria una pre-formulazione. Poiché tendono naturalmente a formare sistemi lamellari, incorporarli in strutture multilamellari li rende più facili da formulare e aiuta a prevenire la ricristallizzazione. Ciò è tanto più importante in quanto la ricristallizzazione compromette l’efficacia dei ceramidi una volta applicato il prodotto sulla pelle, riducendone la biodisponibilità. Formulare con i ceramidi richiede inoltre di associarli a solubilizzanti ed emollienti specifici. I sistemi di incapsulamento, in particolare per i ceramidi a catena corta, offrono un ulteriore mezzo per facilitarne la formulazione, compresa la compatibilità con i processi a freddo. Ciò ne migliora l’efficacia favorendone il trasporto nella pelle e potenziandone così l’attività biologica.

Affinché la pelle riconosca i ceramidi e li utilizzi correttamente, la stereochimica è di fondamentale importanza. Queste molecole possono assumere diverse conformazioni stereochimiche, ma solo quelle destrogire sono naturalmente presenti nella pelle. Allo stesso modo, la maggior parte delle basi sfingoidi cutanee contiene una sola insaturazione, mentre i ceramidi di origine vegetale, per esempio, presentano generalmente insaturazioni aggiuntive. Il concetto di ceramidi biomimetici o “skin-identical” è quindi fondamentale, poiché una differenza di conformazione comporta una riduzione dell’attività biologica, talvolta anche significativa.

Molto più diversificati e biologicamente attivi di quanto il loro impiego per la sola idratazione lasci supporre, i ceramidi confermano senza dubbio il loro status di ingredienti eroe. Sono indispensabili per il supporto della barriera cutanea, ma sarebbe riduttivo limitarli a questi soli benefici cosmetici. Prodotti anti-età, trattamenti leviganti, riparazione dei capelli, cura del cuoio capelluto, lenimento delle pelli sensibili e reattive, longevità cutanea: la gamma dei potenziali benefici, e dei relativi claim, è ampia. La ricerca molto attiva sui ceramidi porterà senza dubbio a una migliore comprensione dei loro ruoli biologici, a nuove applicazioni e forse persino alla scoperta di nuovi ceramidi.