Generación de Radicales Libres en la Piel por Exposición a la Radiación Ultravioleta

• TITULO : Generación de Radicales Libres en la Piel por Exposición a la Radiación Ultravioleta
• AUTOR : Jung K, Seifert M, Herrling T, Fuchs J
• TITULO ORIGINAL : UV-Generated Free Radicals (FR) in Skin: Their Prevention by Sunscreens and Their Induction by Self-Tanning Agents
• CITA : Spectrochimica Acta 69(5):1423-1428, Oct 2008
• MICRO : En la piel tratada con autobronceantes, con una solución al 20% de dihidroxiacetona, se generaron más de un 180% de radicales libres adicionales durante la exposición solar con respecto a la piel no tratada.

Introducción

La radiación solar ultravioleta (UV) B (UVB; 280 nm a 320 nm) y, especialmente, la A (UVA; 320 nm a 400 nm) generan especies químicas reactivas, tales como radicales libres, a nivel celular, que están involucrados en diversos efectos biológicos cutáneos (eritema, envejecimiento cutáneo, arrugas, cáncer). El oxígeno molecular, que está presente en las células cutáneas, en los sectores medios bajos de la epidermis, es el objetivo principal de las ondas de luz UV que penetran la piel. Los productos reactivos de oxígeno y otras especies de radicales libres de importancia biológica son inestables en los materiales biológicos debido a su gran reactividad. Algunos de ellos tienen estabilidad suficiente para difundir a través de las membranas biológicas, mientras que otros son tan reactivos que lo hacen en el microambiente químico en su sitio de formación.

Los radicales libres muy reactivos (radicales hidroxilo) provocan daño biológico solo si se generan en proximidad estrecha a su objetivo potencial, como el ADN, debido a que son controlados rápidamente por los antioxidantes presentes en altas concentraciones en la célula, es decir que si producen daño celular en forma directa necesitan ser generados en el sitio celular que constituye su objetivo. Los radicales libres de reactividad intermedia son capaces de difundir a lo largo de distancias significativas y pueden reaccionar con especificidad y selectividad en las moléculas blanco; además, son las especias con mayor probabilidad de provocar daño biológico directo. Los radicales libres persistentes tienen poca importancia biológica con respecto al daño celular directo, mientras que los de relevancia fisiológica son los radicales de melanina, que se pueden detectar directamente en la piel y el cabello.

La determinación cuantitativa de las reacciones de los radicales libres en la piel durante la radiación UV es importante para la comprensión del fotodaño dermatológico. Se utilizan diversos métodos para cuantificar el daño cutáneo inducido por la exposición UV: el más utilizado en la industria cosmética es el factor de protección solar (FPS), que mide la dosis mínima de eritema, que es el tiempo necesario hasta presentar eritema. Sin embargo, dado que el eritema cutáneo es provocado principalmente por la radiación UVB, debido a su corta longitud de onda y su penetración superficial en la profundidad de la epidermis, el método FPS cuantifica solo el daño biológico por UVB. La cuantificación de los radicales libres y las reacciones de radicales libres en la piel puede constituir un método válido para la estimación del daño UV y es posible mediante espectroscopia de resonancia de espín electrónico (ESR).

En el presente artículo se presenta un método para el análisis de las muestras de biopsias cutáneas que permite la determinación de las reacciones de radicales libres en función de la radiación UV, su dosis e intensidad. También, se evaluaron los procesos de la inducción de radicales libres por los autobronceantes, como dihidroxiacetona (DHA) y ertitrulosa. La reacción química producida por estos compuestos es la reacción de Maillard, donde los azúcares reaccionan con las proteínas de los queratinocitos en las primeras capas del estrato córneo y la epidermis. Durante la radiación UV se producen los radicales libres y, principalmente, el anión superóxido, que reaccionan con las cetoaminas (productos de Amadori) y otros intermediarios de la reacción de Maillard, con la oxidación de los derivados de azúcar y las consiguientes reacciones en cadena de los radicales libres que provocan el incremento en la lesión cutánea. Tanto los efectos protectores de las pantallas solares como la inducción de radicales libres por los autobronceantes pueden determinarse cuantitativamente por medio del método RSF (factor de protección solar de radicales libres [radical sun protection]).

Materiales

En todos los experimentos se utilizaron muestras de biopsias cutáneas de cerdo, cuya piel tiene la mayor similitud con la piel humana y su ventaja principal reside en la homogeneidad estructural y funcional. La piel se irradió con diferentes dosis UV y después de cada dosis se registró el espectro mediante ESR. Las intensidades de las señales en el espectro registrado se analizaron por integración doble y se informaron en función de las dosis UV. Se utilizaron pantallas solares comercialmente disponibles de 4 filtros UV químicos (B1, A, B2, AB) y agentes autobronceantes con DHA, de los cuales se prepararon concentraciones al 5%, 10% y 20%, diluidos en agua destilada. El método del RSF se aplicó para analizar tanto las pantallas solares, que protegen contra los radicales libres inducidos por la radiación UV, como los agentes autobronceantes, que incrementan la cantidad de radicales libres inducidos por la radiación UV.

Resultados

El RSF puede indicar cuantitativamente el efecto protector de los productos de protección solar, como las pantallas solares que contienen filtros UV físicos o químicos. La eficacia de las pantallas solares, en la protección de la piel, contra los radicales libres inducidos por la radiación UV, depende de la composición de los filtros UV. Principalmente, los filtros solares UVA, que absorben la radiación en la región UVA (280 nm a 440 nm) contribuyen en mayor medida con los valores más altos del RSF. Cuanto mayor es el RSF, más prolongado es el tiempo restante en el sol. Por el contrario, los valores de RSF inferiores a 1 indican la lesión en la piel de radicales libres adicionales, como sucede en la piel tratada con autobronceantes. Durante la radiación UV de la piel tratada con autobronceantes, los primeros productos de reacción y los intermedios en la reacción de Maillard son susceptibles a la radiación UV y generan gran cantidad de radicales libres adicionales en la piel. A mayor concentración del agente autobronceante, mayor fue la inducción de radicales libres y los mayores efectos se observaron para la DHA. Después de 40 minutos de tratamiento con una solución al 20% de DHA, se observó un RSF de 0.55, que significa que se generaron más de un 180% de radicales libres adicionales en la piel durante la exposición UV, con respecto a la piel no tratada. Los efectos deletéreos de la DHA durante la exposición solar pueden reducirse por su encapsulación en liposomas, especialmente cuando se usan concentraciones altas (del 10% a 20%) y se aplican por períodos prolongados (más de 20 minutos). Esto puede deberse a las diferentes cinéticas de penetración de los liposomas en las capas epidérmicas de la piel y a la menor capacidad de reacción de los azúcares con los péptidos y aminoácidos, debido a la encapsulación por liposomas.

Discusión y conclusión

Según los autores, la determinación cuantitativa de las especies reactivas de oxígeno y los radicales libres en la piel durante la radiación UV es uno de los requerimientos para evaluar las consecuencias biológicas de la exposición solar; en especial, el envejecimiento cutáneo, la formación de arrugas, las dermatosis y otros trastornos. Estos efectos son causados principalmente por los radicales libres inducidos por la radiación UV en las capas epidérmicas y dérmicas de la piel. La ESR es una herramienta válida para la determinación de las reacciones de radicales libres.

En este estudio se presentó el método RSF, que es un instrumento estandarizado y validado para la cuantificación de las lesiones por radicales libres en las biopsias cutáneas. Este método permite cuantificar tanto los efectos protectores de las pantallas solares y filtros UV como la inducción de radicales libres por parte de los autobronceantes.

Los hallazgos principales de la presente investigación son los siguientes: los compuestos autobronceantes con DHA acortan considerablemente el tiempo de permanencia en el sol, caracterizado por un RSF < 1. Con una formulación con un 20% de DHA y un RSF de 0.55, la duración de la exposición disminuye a la mitad. En la piel tratada con DHA se generaron más de un 180% de radicales libres adicionales durante la exposición solar con respecto a la piel no tratada. Los efectos deletéreos de la DHA durante la exposición solar pueden reducirse por su encapsulación en liposomas. Al momento del presente estudio se evaluaba la actividad de los antioxidantes en la neutralización de las especies reactivas de oxígeno inducidas por la radiación UV de la piel tratada con autobronceantes o blanqueadores.

Los autores concluyen que el aumento previo del potencial antioxidante intrínseco de la piel o la aplicación simultánea de DHA con un antioxidante potente podría minimizar la generación adicional de radicales libres durante la radiación UV.

Especialidad: Bibliografía - Dermatología