Ceramidas e a reparação de uma barreira cutânea danificada

Entendendo o que realmente significa reparação da barreira cutânea através do modelo tradicional.

Ao analisar sua lista de compras de produtos para a pele, você encontrará "ceramidas" em praticamente todos os lugares. Elas aparecem em cremes reparadores da barreira cutânea, séruns restauradores e hidratantes de emergência sazonais. Hoje, as ceramidas se tornaram quase sinônimo de reparação da barreira cutânea.

No entanto, estar familiarizado com o nome não significa compreender verdadeiramente essas moléculas. Por que as ceramidas se tornaram um dos principais ingredientes associados à reparação da barreira cutânea?

Na estrutura de “tijolo e argamassa” do estrato córneo, os corneócitos atuam como os “tijolos”, enquanto as ceramidas, o colesterol e os ácidos graxos livres formam a “argamassa” intercelular. Esses três componentes trabalham juntos, mas cada um tem um papel distinto [1]:

Ceramidas : Desempenham um papel fundamental na montagem de estruturas lamelares lipídicas e são componentes essenciais da barreira cutânea.

Colesterol : Regula a flexibilidade dos lipídios e ajuda a manter a elasticidade da membrana.

Ácidos Graxos Livres : Ajudam a estabelecer e manter o ambiente levemente ácido da superfície da pele.

Se as ceramidas, o colesterol e os ácidos graxos livres são componentes essenciais dessa "argamassa", por que as ceramidas se tornaram o foco central da reparação da barreira cutânea? A resposta está na sua proporção dentro dos lipídios do estrato córneo e nas diferenças entre as subclasses de ceramidas.

01. Quase 50%: Por que as ceramidas são um componente essencial da barreira cutânea

Nos lipídios intercelulares do estrato córneo humano saudável, as ceramidas representam aproximadamente 40% a 50% do total, o colesterol representa cerca de 25%, os ácidos graxos livres representam aproximadamente 15% e outros lipídios compõem cerca de 10%.

Composição dos lipídios intercelulares no estrato córneo humano saudável [1]:

No entanto, essa proporção de quase 50% representa apenas o conteúdo total de ceramida. A pele humana contém pelo menos 12 subclasses de ceramida, incluindo NP, AP e EOP. [2] Diferenças nas bases esfingoides, nos comprimentos das cadeias de ácidos graxos e nos padrões de hidroxilação determinam os papéis distintos de cada subclasse.

Ceramida NP : Um componente essencial para o suporte da barreira cutânea. Ajuda a fortalecer a coesão entre os corneócitos e a reforçar a barreira física da pele.

Ceramida AP : Um componente envolvido na regulação da hidratação. Auxilia nos processos de hidratação da pele e na manutenção da renovação normal do estrato córneo e do equilíbrio hídrico.

Ceramida EOP : Um componente de ancoragem estrutural. Seu ácido graxo ω-hidroxi de cadeia ultralonga pode se ligar covalentemente aos corneócitos, ajudando a melhorar a estabilidade mecânica e a integridade estrutural da pele.

Medições clínicas indicam que a pele com função de barreira comprometida, como a pele de pessoas com dermatite atópica, pode apresentar não apenas uma redução no conteúdo total de ceramidas, mas também diminuições em subclasses específicas e desequilíbrios nas proporções relativas de diferentes subclasses.

Isso evidencia um equívoco comum na formulação de produtos para a pele: adicionar qualquer ceramida a uma fórmula não significa necessariamente que a barreira cutânea tenha sido reparada de forma eficaz.

A estrutura molecular do ingrediente, incluindo o comprimento de sua cadeia de carbono e a compatibilidade com os lipídios naturais da pele, influencia se ele pode se integrar à "argamassa" intercelular da barreira cutânea ou simplesmente formar uma película oclusiva temporária na superfície da pele.

02. Similaridade Estrutural Natural: Por que as Estruturas Moleculares Compatíveis com a Pele São Importantes

Diferentes fontes de ceramidas podem apresentar diferenças significativas em suas propriedades e características estruturais.

Extração derivada de plantas ou animais : A composição resultante pode ser complexa, dificultando a reprodução precisa da estrutura dos esfingolipídios do estrato córneo humano. A variação entre lotes também pode ser substancial, enquanto a produção em larga escala pode enfrentar certas limitações. [3]

Síntese química tradicional : A estrutura estereoquímica do produto desejado pode não corresponder completamente à dos esfingolipídios humanos naturais, podendo gerar subprodutos indesejados.

Análogos de ceramida : Suas estruturas moleculares são simplificadas. Embora possam proporcionar efeitos hidratantes, suas estruturas permanecem diferentes das ceramidas humanas naturais.

A Viablife desenvolve ceramidas utilizando biologia sintética e engenharia metabólica. Os pesquisadores usam leveduras geneticamente modificadas e fontes de carbono renováveis, como a glicose, para simular as reações catalisadas por enzimas que ocorrem na pele humana.

O processo começa gerando substâncias precursoras compatíveis com a pele, como a fitoesfingosina. Esses precursores passam então por biotransformação, refinamento e purificação para produzir componentes de ceramida com estruturas muito semelhantes aos lipídios encontrados no estrato córneo humano.

Para os desenvolvedores de formulações, a importância prática dessa tecnologia é clara: ceramidas estruturalmente semelhantes podem ser capazes de se distribuir e integrar nos espaços entre os corneócitos após a aplicação, participando da montagem da "argamassa" lipídica lamelar, em vez de permanecerem apenas na superfície da pele como uma película oleosa.

A barreira cutânea não é um sistema isolado: a relação bidirecional entre ceramidas e o manto ácido.

Selecionar ceramidas com estruturas moleculares compatíveis com a pele é apenas o primeiro passo. A barreira cutânea não é um sistema fechado e isolado; ela está intimamente ligada ao ambiente levemente ácido da superfície da pele. As ceramidas e o pH da pele têm uma relação protetora bidirecional.

A pele saudável normalmente mantém um pH superficial de aproximadamente 4,5–5,5, que é levemente ácido. Muitas pessoas entendem que o manto ácido ajuda a manter o microbioma da pele, mas podem ignorar sua influência direta nos próprios processos de síntese de ceramida da pele. [4]

Duas enzimas essenciais no estrato córneo são a β-glucocerebrosidase e a esfingomielinase ácida. Sua atividade ideal ocorre no ambiente ácido fisiológico normal da pele. Essas enzimas convertem precursores lipídicos em ceramidas funcionais, auxiliando na formação da "argamassa" intercelular da barreira cutânea.

O uso frequente de produtos de limpeza facial altamente alcalinos pode elevar o pH da pele e inibir a atividade dessas enzimas. Como resultado, a produção natural de ceramidas pela pele pode diminuir, interferindo potencialmente em sua capacidade endógena de reparação.

Essa relação funciona em ambas as direções. Um suprimento adequado de ceramidas também pode ajudar a manter a estabilidade do ambiente ácido da pele. [5]

Experimentos in vitro demonstraram que:

Em pH 5,5 (um ambiente ácido fisiológico) : as misturas de ceramidas podem se auto-organizar em estruturas densas e multilamelares.

Em pH 7,4 (ambiente neutro) : As estruturas lamelares se desorganizam, dificultando a formação de membranas densas e multicamadas. A proteção da barreira diminui significativamente e a perda transepidérmica de água (TEWL) aumenta acentuadamente.

A essência do cuidado com a pele reside no respeito aos processos fisiológicos naturais da pele.

A reparação eficaz da barreira cutânea não se resume à simples adição de um ingrediente popular. Requer a consideração de uma combinação adequada de subclasses de ceramidas, estruturas moleculares naturalmente semelhantes que possam se integrar às estruturas lipídicas intercelulares, e um ambiente suave e levemente ácido que favoreça a atividade das enzimas de reparação da própria pele.

Para marcas de cuidados com a pele e desenvolvedores de formulações, obter matérias-primas de ceramidas com estruturas bem definidas, alta pureza e qualidade de produção consistente é fundamental para o desenvolvimento de produtos de cuidados com a pele focados em um suporte confiável à barreira cutânea.

Referências

[1] Bouwstra JA, Ponec M. A barreira da pele em estado saudável e doente. Biochimica et Biophysica Acta. 2006;1758(12):2080–2095.

[2] Holleran WM, Takagi Y, Uchida Y. Esfingolipídios epidérmicos: metabolismo, função e papéis em distúrbios da pele. FEBS Letters. 2006;580(24):5456–5466.

[3] Murakami S, Shimamoto T, Nagano H, et al. Produção de ceramida-NS humana por engenharia metabólica usando levedura Saccharomyces cerevisiae. Scientific Reports. 2015;5:16319.

[4] Baker P, Huang C, Rade R, et al. Função de barreira cutânea: a interação de propriedades físicas, químicas e imunológicas. Cells. 2023;12(23):2745.

[5] Nováková A, Ságratová I, Pullmannová P, et al. O pH ácido é necessário para a montagem multilamelar de lipídios da barreira cutânea in vitro. Journal of Investigative Dermatology. 2021;141(8):1915–1921.