dermocosmesi

Creme, sostanze naturali, fitocosmesi, antiossidanti, rivitalizzanti: queste potenziali applicazioni vengono proposte agli studenti del corso di Botanica. In effetti la storia dell'uomo e della cura dl corpo (bagni termali, applicazioni di fanghi, creme di estratti naturali) progredisce con la conoscenza delle più adatte applicazioni legate alle proprietà di ogni pianta, radice, foglia e frutto. Ma il percorso alla scoperta dei meccanismi e dei principi su cui si basa la dermocosmesi viaggia attraverso la conoscenza della membrana cellulare, dei principi fisico-chimici, le proprietà idrofobe ed idrofile degli acidi grassi, dei lipidi, delle proteine, e delle proprietà anfotere.

Questo post vuole essere un contributo al Carnevale della Chimica, che questo mese è ospitato sul blog di Margherita Spanedda, Unpodichimica, dal tema: La chimica della bellezza o la bellezza della chimica".

Membrana biologica (cellulare)

Formata da lipidi, e più precisamente fosfolipidi, viene chiamata anche "doppio strato fosfolipidico".

I principali fattori che determinano la fluidità della membrana cellulare sono, oltre alla temperatura:

1. lunghezza degli acidi grassi;

2. grado di insaturazione degli acidi grassi delle code dei fosfolipidi;

3. caratteristiche della testa polare;

4. concentrazione del colesterolo

Convenzionalmente una molecola di tensioattivo viene schematizzata da una "testa" idrofila a cui è legata una "coda" idrofoba

Prendiamo un acido grasso libero, saturo (acido stearico) o insaturo (acido oleico) e pensiamo all'olio, in acqua non è miscibile. La saponificazione produce il suo sale CH3-(CH2)n-COONa+/K+, che è solubile.

Quindi da un composto idrofobo per la presenza di una catena alifatica lunga, si ottiene un composto anfotero, miscibile in acqua.

I trigliceridi sono formati da acidi grassi (sempre in saturi e insaturi) che hanno i gruppi carbossilici esterificati con i tre residui idrossilici del glicerolo.

Già si comprende che gli acidi grassi saturi sono stabili, mentre quelli insaturi tendono a reagire con i composti ossidanti, e possono irrancidire. Un sistema biologico ha vari meccanismi antiossidanti che assicurano la stabilità dei costituenti.

Nei fosfogliceridi si trovano due tipi di acidi grassi: quelli saturi, in cui tutti i legami che gli atomi di carbonio possono formare sono saturati con atomi di idrogeno, e quelli insaturi, nei quali si formano doppi legami tra gli atomi di carbonio.

Se il glicerolo è esterificato con due acidi grassi e con un acido fosforico, questo permette una seconda esterificazione del gruppo fosfato con un gruppo donatore, si ottengono i fosfolipidi con colina (fosfatidilcolina), con etanolammina....

lecitina 

I tensioattivi o surfactanti (surfattanti) sono sostanze che hanno la proprietà di abbassare la tensione superficiale di un liquido, agevolando la bagnabilità delle superfici o la miscibilità tra liquidi diversi. In genere sono composti organici con un gruppo, testa, polare ed una coda non polare;  i composti con tali caratteristiche sono detti più in generale "anfifilici" o "anfipatici".

Gli emulsionanti sono ampiamente utilizzati come additivi alimentari, classificati con le sigle da E400 a E499 (addensanti, stabilizzanti e emulsionanti). Esempi di emulsionanti alimentari sono la lecitina, contenuta nel tuorlo  d'uovo o ricavata dai semi di soia, e i semi di senape, che devono la loro proprietà emulsionante

 a una varietà  di sostanze presenti nella mucillagine che circonda la parte esterna del seme; sono comuni  anche emulsionanti  proteici e a basso peso  molecolare. 

Sia la maionese che la salsa olandese sono emulsioni olio in acqua stabilizzate dalla lecitina contenuta nel  tuorlo  d'uovo. I detergenti sono prodotti commerciali contenenti tensioattivi che diminuendo l'energia  all'interfaccia  olio/acqua consentono la pulizia favorendo la dispersione dello sporco unto in acqua. 

Un'ampia varietà di emulsionanti viene utilizzata in farmacia per la preparazione di emulsioni sotto forma  di creme e lozioni.

Esempi di emulsionanti alimentari:

Rosso d'uovo e soia- lecitina. 

Mustard - Senape  per la presenza di composti emulsionanti sulla membrana dei semi

Proteine (sieroproteine, caseine, ecc..)

emulsionanti a basso peso molecolare

sodium stearoyl lactylate

DATEM (Diacetyl Tartaric (Acid) Ester of Monoglyceride) - nei prodotti da forno

Prendiamo una soluzione acquosa, ad un dato grado di acidità (pH) per la presenza di acidi deboli, come  il bicarbonato, e un decimo di volume di olio. Attiviamo un apparecchio omogenizzatore (ultraturrax) e vediamo come le due fasi tendono di nuovo a  separarsi. Ripetiamo l'esperimento in presenza di lecitina disciolta nell'acqua, si ottiene una fase unica, a volte meno stabile (sospensione) le cui particelle possono avere dimensione misurabili (ZetaSizer, misura la carica e  la mobilità delle particelle  colloidali)

Aggiungiamo un nuovo composto al sistema primario, oltre al fosfolipide, che posiziona la carica verso il lato acquoso, aggiungiamo una proteina, esempio la lattoferrina, che mantiene carica elettrica fino a pH 8, e omogenizziamo, si ottiene una emulsione secondaria

Nel caso in cui si parta da un eccesso di olio e una minima parte di acqua, le emulsioni saranno del tipo opposto (come nel burro, a ridotto tenore di acqua).

Passando da una emulsione a ingredienti controllati (in cui anche una minima quantità di impurezze può essere alla base della stabilità o instabilità) a una crema cosmetica, in cui l'insieme dei composti presenti o l'aggiunta di una minima quantità di un ingrediente che rende il prodotto particolare (copyright), assistiamo alla diversificazione dei "cosmeceuticals" dato dalla naturale abbondanza di molecole, biologiche o modificate, alla somma di benefici (antiossidanti, antietà, acidi ialuronici a vario peso molecolare penetranti del derma, ecc...). E' naturale che creme e liposomi, particelle rivestite di sostanze lipofile, tenderanno a penetrare nella pelle grazie all'assorbimento nelle cellule e alla capacità di permeare le membrane.

Il cosmo (e la cosmesi) della cura del corpo, viaggia di pari passo ai laboratori  e ai segreti delle formule, agli studi di ricerca, ed anche alla possibilità economica e culturale del riprendersi i propri spazi e tempi, perchè la lentezza è un "antilogorio" della vita moderna.

• Detergents are another class of surfactants, and will physically interact with both oil and water, thus stabilizing the nterface between the oil and water droplets in suspension. This principle is exploited in soap, to remove grease for the purpose of cleaning. Many different emulsifiers are used in pharmacy to prepare emulsions such as creams and lotions.  Common examples include emulsifying wax, cetearyl alcohol, polysorbate 20, and ceteareth 20. Viscosity modification - emulgents like acacia and tragacanth, which are hydrocolloids, as well as PEG (polyethyleneglycol), glycerine, and other polymers like CMC (carboxymethylcellulose), all increase the viscosity of the medium, which helps create and maintain the suspension of globules of dispersed phase.