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GLI ALFA-IDROSSIACIDI (AHA, ACIDI DELLA FRUTTA…) NEI COSMETICI

Nelle formulazioni dei molti cosmetici cheratolitici/esfolianti, tra le sostanze funzionali maggiormente utilizzate compaiono ancora gli a-idrossiacidi. Due sono le azioni che questi ingredienti possono svolgere all’interno di un prodotto: a basse concentrazioni agiscono come ottimi idratanti mentre a concentrazioni più elevate esplicano un’azione di tipo cheratolitico/esfoliante.

Grazie al loro meccanismo d’azione, gli effetti cosmetici che gli a-idrossiacidi realizzano sullo strato corneo includono un incremento della plasticità cutanea con una conseguente successiva diminuzione della formazione di “scaglie” desquamanti.

 

Infatti dopo l’applicazione di questo tipo di prodotto la pelle appare più flessibile e compatta; tale incremento nella flessibilità ottenuto in seguito all’applicazione topica degli AHA non è legata all’aumento del contenuto idrico dello strato corneo ed è mantenuta anche a concentrazioni di umidità relativamente basse.

Quest’ultimo effetto è legato anche alla concentrazione dell’acido libero riportato in formulazione e non dipende dalla penetrazione transcutanea o dall’assorbimento della molecola. L’aumento dell’eliminazione dei corneociti superficiali non è uguale per tutti gli a-idrossiacidi e potrebbe portare, a lungo termine, a una stimolazione nella proliferazione dell’epidermide, la quale incrementerebbe sia lo spessore che l’attività metabolica. Il risultato di questo processo,  auspicabile in una formulazione finita, è un incremento nell’elasticità e compattezza epidermica.  L’ottimizzazione del formulato permette quindi l’incremento dell’efficacia, laddove il pH gioca un ruolo molto importante. Il range più indicato è tra 3.0 e 5.0, ma sembra che a pH più bassi  questi prodotti riescano comunque ad essere efficaci. Abbassare il livello di pH, dopo l’applicazione degli AHA,  aiuta nella dissoluzione dei desmosomi e/o altri legami tra cellule, incrementando pertanto l’esfoliazione cellulare e l’attività degli AHA. Il trattamento continuativo con una formula a pH basso induce probabilmente un cambiamento nel pH fisiologico cutaneo.

Quindi  l’azione esfoliante che viene promossa da queste sostanze nei cosmetici, non è potente come quella che si realizza nei peeling. Infatti, il trattamento cosmetico che si avvale dell’ausilio di AHA è considerata un’esfoliazione moderata (o lieve), promotrice del ripristino della luminosità, della levigatezza, della compattezza della pelle, che nell’insieme promuovono un aspetto caratterizzato da salute e  bellezza, nonché del benessere cutaneo.

Gli AHA impieganti nel mondo cosmetico, hanno diverse origini; in molti casi sono sostanze che provengono dal mondo vegetale ma possono anche essere prodotti dal corpo stesso.  In quest’ultimo caso sono generalmente prodotti da cellule e fluidi biologici.

Possono essere sintetizzati anche da microrganismi come batteri, funghi, virus e alghe(15).

I seguenti originano dal mondo vegetale. In particolare:

  • Acido Citrico (contenuto ad esempio negli agrumi)
  • Acido Malico (contenuto ad esempio nella mela)
  • Acido Tartarico(contenuto ad esempio nell’uva)
  • Acido Glicolico (contenuto ad esempio nella canna da zucchero)
  • Acido Mandelico (contenuto ad esempio nella mandorla)

Dal mondo animale e biotecnologico hanno origine invece i seguenti AHA:

  • Acido Lattico (intermedio metabolico della glicolisi)
  • Acido Piruvico (metabolita prodotto durante la glicolisi)
  • Acido Citrico (intermedio prodotto nel ciclo di Krebs)(V) .

Per quanto si riferisce agli a e b idrossiacidi è molto importante ricordare che le concentrazioni d’uso nei formulati cosmetici sono decisamente più basse rispetto a quelle utilizzate nei peeling. Nel contesto cosmetico i maggiormente utilizzati sono l’acido glicolico e acido lattico.

A causa della confusione generata negli anni relativamente all’uso degli AHA, da anni questi composti sono al centro dell’attenzione della comunità scientifica cosmetologica a livello internazionale, alla ricerca di risposte circa il loro profilo tossicologico ed in generale della loro sicurezza d’utilizzo.

 Attuale regolamentazione sugli α-idrossiacidi

Nell’ambito dell’Unione Europea, il Comitato Scientifico per la sicurezza dei consumatori (allora Scientific Committee On Cosmetic Products And Non-Food Products Intended For Consumers – SCCNFP) adottò nel 2000 un primo documento (“Position Paper” SCCNFP/0370/00) che prendeva in considerazione la sicurezza dell’uso in cosmetica degli AHA. Questa classe di sostanze veniva dunque definita come un insieme di acidi carbossilici con un gruppo idrossile sul carbonio in posizione alfa, tra cui i più comunemente utilizzati nei prodotti cosmetici sono l’acido glicolico e l’acido lattico. L'acido glicolico è un a-idrossiacido acetico, l’acido lattico è un a-idrossiacido propionico. Gli altri sono l’acido citrico (un diidrossiacido), l’acido 2-idrossiottanoico (HYDROXYCAPRYLIC ACID), e l’acido 2-idrossidecanoico (HYDROXYCAPRIC ACID). I claims comunemente utilizzati nella presentazione dei prodotti che li contengono, riguardano la riduzione delle rugosità, la “tonificazione”, morbidezza e levigatezza della pelle, la riparazione dei danni solari, delle imperfezioni come lievi cicatrici e danni da esposizione solare, l’incremento dell’elasticità e della compattezza cutanee. La modalità di azione è da riferire alla loro funzione esfoliante, essendo in grado di ridurre la coesione intercorneocitaria e di interferire con i legami ionici per accelerare il turnover cellulare dello strato corneo. Gli AHA sono più efficaci nella loro forma non ionizzata. Secondo il Comitato Scientifico, il massimo dell’efficacia sul turnover epidermico si ottiene a pH 3 e pertanto il range di pH attraverso il quale si ottiene una loro maggiore efficacia è compreso tra 2.8 e 4.8. Nel documento vengono analizzati (attraverso un metodo ufficiale) i quantitativi di AHA presenti nei prodotti generalmente in quel periodo sul mercato (Tabella 1).

Tabella 1

“Position Paper” SCCNFP/0370/00: specifiche di alcuni prodotti contenenti AHA presenti sul mercato

Agent

Occurrence %

Conc. Range %

pH range

glycolic acid

67

1-26

2.42-4.26

lactic acid 22 0.4-9 2.67-5.65
(salicylic acid) 13 0.1-5 4.0-7.4
citric acid 4 0.2-4 2.67-5.38
hydroxyoctanoic acid 11 0.01-0.4 3.47-3.65
hydroxydecanoic acid 4 0.04-0.3 3.47-3.86

Già nel 1997 il CIR (Cosmetic Ingredient Review) aveva preso in esame la sicurezza di impiego dell’acido glicolico e dell’acido lattico (e loro sali ed esteri), concludendo che in cosmetica questi ingredienti sono sicuri a livelli fino al 10% a pH 3,5, quando formulati per evitare un incremento della sensibilità all’esposizione solare o quando viene chiaramente indicato il consiglio per l’uso quotidiano della protezione solare. Per l’uso professionale (saloni) era stato considerato che gli i prodotti contenenti AHA fossero da ritenere sicuri fino al 30% a pH 3.0, quando utilizzati per breve tempo, in modo discontinuo, risciacquati completamente dalla pelle o quando applicati da un operatore addestrato ed esperto e quando siano seguite le corrette istruzioni per la quotidiana protezione solare.

Nel documento venivano specificate anche le preoccupazioni della Food and Drug Administration statunitense (FDA) riguardo alla sicurezza d’uso degli AHA. Per questo FDA ha poi messo a punto protocolli e condotto numerosi test.

La FDA riteneva necessari ulteriori studi sulla valutazione della sicurezza nell’uso a “lungo termine”, sul mantenimento dell’integrità della barriera cutanea (includendo gli effetti sull’assorbimento percutaneo degli altri ingredienti) e sugli effetti degli AHA sulle reazioni della pelle all'esposizione ai raggi UV. Tutto ciò apparve indicativo della carenza di dati sufficienti a fornire una completa valutazione scientifica sulla sicurezza degli AHA e relative restrizioni nell’uso. Così, secondo il principio di precauzione, nel 2000 il Comitato Scientifico suggeriva che, fino a quando altri dati non fossero disponibili, era ragionevole ipotizzare che:

  • l’acido glicolico può essere utilizzato in modo sicuro ad una concentrazione fino a 4% ed un pH ≥ 3,8
  • l’acido lattico può essere utilizzato in modo sicuro ad una concentrazione fino al  2,5% e un pH ≥ 5

Inoltre, si raccomandava che i prodotti contenenti gli AHA riportassero avvertenze appropriate al consumatore quali:

  • evitare il contatto con gli occhi
  • evitare l’esposizione solare o offrire una protezione dalla radiazione UV durante l’uso di prodotti contenenti AHA,  a causa della possibile predisposizione all’aumento del danno da UV durante l’uso di prodotti che contengono AHA.

Il 25 maggio 2004 il Comitato Scientifico adottò un nuovo documento, ancora una volta riguardante la sicurezza di utilizzo in cosmetica degli AHA. In questo “Update position paper” (SCCNFP/0799/04), si poneva nuova attenzione alle stesse  problematiche relative alla sicurezza  degli a-idrossiacidi e si evidenziavano opinioni, valutazioni e suggerimenti, visto che la loro sicurezza d’uso era stata nuovamente messa in discussione da alcuni stati membri.

In questo documento veniva riportato come gli a-idrossiacidi, ormai da anni ampiamente utilizzati nelle preparazioni dermatologiche e da pochi anni diventati importanti ingredienti ad uso cosmetico, sollevassero ancora perplessità circa la loro tollerabilità cutanea: in particolare in merito agli effetti sull’integrità della funzione barriera della pelle e sulle risposte all’esposizione solare, oltre che sulla loro sicurezza nell'uso a “lungo termine”. In quegli anni erano stati pubblicati nuovi dati scientifici su alcune delle questioni sopra accennate, per valutare meglio la sicurezza nell’uso degli AHA.

Il Comitato scientifico, in aggiunta al precedente “position paper” SCCNFP/0370/00, sottolineava dunque la necessità di fornire specifiche informazioni su altri due potenziali effetti degli AHA sulla pelle: occorreva valutare, con appropriato protocollo, l’effetto di trattamenti con acido glicolico a “breve termine” in relazione alle caratteristiche di penetrazione, e, contemporaneamente,  determinare il NOAEL (No Observed Adverse Effect Level) rilevato in cellule “sunburn”  (come parametro sensibile per la verifica dell’infiammazione cutanea UV-mediata) (SBCs), identificando così il livello-soglia di concentrazione per una corretta informazione al consumatore.

In quel periodo  l'industria cosmetica aveva fornito nuovi dati relativi alla barriera cutanea ed alla sensibilità agli UV, oltre che uno studio sulla fotocarcinogenicità degli AHA.

Uno studio sulla funzione barriera (lattato di ammonio al 12% a pH 4,4 ed acido glicolico all’8%, parzialmente neutralizzato a pH 4,4, in dieci soggetti con da moderata a grave ittiosi/xerosi della parte inferiore delle gambe, tre settimane due volte al giorno, con interruzione di recupero di una settimana e valutazione della TEWL), ha dimostrato che gli  AHA non compromettono l'integrità della barriera cutanea.

Sono stati effettuati vari studi con un modello di determinazione di penetrazione percutanea di altri composti (glicerina, idrocortisone, idrochinone, etc.) ed in tutti i casi non sono stati osservati effetti significativi.

Un altro studio di farmacocinetica eseguito per determinare l'effetto di un trattamento con acido glicolico circa la penetrazione di benzophenone-3, non è stato ritenuto accettabile per l’assenza di un adeguato criterio statistico.

È stato riportato uno studio per la verifica della produzione di SBCs in relazione all’uso di acido glicolico a diverse concentrazioni (2.5 %, 4 % e 6 % a pH 3.5);  anche se i risultati mostrano che la formulazione con acido glicolico nel range di concentrazione tra 2,5 e 4,0% determina una aumento della produzione di SBCs, oltre che una diminuzione della MED (Dose Minima Eritematogena), non è stato possibile determinare il NOEL per concentrazioni più basse del 2,5%. Inoltre le deviazioni standard sui dati ottenuti (DS) sono troppo alte per essere significative. La stessa interpretazione sulla non significatività statistica, viene riportata per altri test.

Sono stati presentati studi clinici con prodotti idratanti contenenti AHA ed una crema solare per valutare la risposta della pelle alla luce UV. Il Comitato Scientifico rileva che questi studi erano stati realizzati tra il 1996 e 1997 e che alcuni anni prima erano stati richiesti nuovi dati sugli AHA e l’esposizione UV.

Circa uno studio sulla fotocarcinogenesi, dai risultati ottenuti, Il Comitato Scientifico ritiene che la somministrazione topica di acido glicolico insieme a formulazioni con protezione solare non modifica la fotocarcinogenesi, ma non è stato utilizzato un controllo per il prodotto con protezione solare.

Concludendo, il Comitato Scientifico pone le sue considerazioni riguardo al potenziale danneggiamento della funzione barriera della pelle dopo applicazione di AHA ed alla loro correlazione nella risposta cutanea dopo esposizione alla radiazione UV. Per il primo punto viene riportato che, mentre in precedenza i dati disponibili non mostravano alcun aumento della TEWL o della penetrazione cutanea di composti di riferimento, dopo un uso a “lungo termine” di AHA (fino al 10% a pH 3.5), vengono sollevate ora preoccupazioni sugli effetti che potenzialmente si verificano dopo un utilizzo a “breve termine”, prima che si attui l’adattamento della pelle, considerando anche che la frequenza di rinnovamento cutaneo, con un massimo effetto (eventuale) sulle funzioni della barriera cutanea dovrebbe essere visibile tra gli 8 ed i 14 giorni.

Sono stati presentati dall'industria cosmetica, diversi studi per la valutazione della funzione barriera della pelle  attraverso TEWL, nonché sull'influenza degli AHA nel potenziale aumento della penetrazione cutanea di diversi composti. I dati sperimentali presentati sullo studio di penetrazione cutanea sono insufficienti per una corretta valutazione.

Per il secondo punto, in una precedente valutazione, si era stabilito che alte concentrazioni di AHA (10% a basso pH) avrebbero potuto aumentare la risposta della pelle al sole. Per tali motivi il Comitato aveva proposto l’identificazione del  NOAEL tramite MED o SBCs per identificare il livello soglia di concentrazione per una corretta informazione al consumatore. Dai risultati ottenuti, si può dedurre che l’applicazione di AHA non aumenta i danni UV sulla pelle. Un trattamento cutaneo con acido glicolico con un formulato a pH 3,5  nell'intervallo di concentrazione da 2,5-4,0%, può indurre una diminuzione MED e/o un aumento della produzione di SBCs, ma dai dati disponibili non è stato possibile individuare una NOAEL.

Il Comitato Scientifico pertanto, a causa della natura inadeguata dei dati presentati per l’ulteriore valutazione, manteneva il suo precedente parere (SCCNFP/0370/00, 28 giugno 2000).

Come già accennato anche la FDA statunitense ha segnalato le proprie perplessità circa l’utilizzo degli AHA. Negli USA fin dal 1990 si è assistito ad una proliferazione di prodotti cosmetici che ne contenevano, come ad esempio acqua di colonia, creme per la pelle, prodotti per il trucco, per i capelli, per le unghie, per il bagno e per l’abbronzatura.

Come si può evincere dalla tipologia del prodotto, alcuni di questi vengono utilizzati giornalmente permanendo, inoltre, nella zona di applicazione, altri, invece, vengono utilizzati periodicamente facendo poi seguire alla loro applicazione un esteso risciacquo. E’ interessante notare come nel 1997 la registrazione di cosmetici contenenti acido glicolico è aumenta di circa 42 volte. L’azione di revisione della sicurezza d’uso di questi composti è stata iniziata dalla FDA dal 1994, sulla base di studi clinici che hanno valutato l’effetto delle radiazioni ultraviolette (UV) sulla cute, dopo esposizione agli AHA. La sensibilità della cute alle radiazioni UV è infatti la principale causa dei danni indotti dall’esposizione ai raggi solari che può determinare, in seguito ad una breve esposizione, scottature e per lunghe esposizioni, un aumentato rischio di invecchiamento della cute. Nel frattempo, come noto, numerosi studi sperimentali ed epidemiologici hanno inoltre dimostrato che l’esposizione prolungata alle radiazioni UV solari è un fattore di rischio primario per alcuni tipi di tumore cutaneo.

Le prime segnalazioni di eventi avversi agli AHA, da parte dei consumatori, sono state ricevute dalla FDA tra il 1989 ed il 1991. In particolare sono stati ricevute cinque segnalazioni che erano riferite ad una linea cosmetica, per la cura della pelle, che conteneva acido glicolico. Gli effetti indesiderati segnalati includevano bruciore, tumefazione ed alterazione della pigmentazione cutanea. In seguito a tali segnalazioni i prodotti furono ritirati dal commercio, anche se le analisi eseguite dall’FDA dimostrarono l’assenza di AHA e la presenza, invece, di fenolo e resorcinolo. Tuttavia queste segnalazioni allarmarono l’FDA circa l’aumento in commercio di prodotti cosmetici contenenti AHA.  Nel periodo 1992-1993 furono ricevute dall’FDA altre dieci segnalazioni di effetti indesiderati di tipo dermatologico ascrivibili a prodotti cosmetici contenenti AHA. Nel 1994 il numero delle segnalazioni saliva a trentadue. Tra il 1992 e l’inizio del 2004 il numero di segnalazioni ricevute dall’FDA ammontava a 114. La tipologia delle reazioni cutanee includeva: bruciore (45), dermatite o rash cutaneo (35), tumefazioni (29), alterazioni della pigmentazione cutanea (15), pustole o (14), esfoliazione cutanea (13), prurito (12), irritazione o fragilità cutanea (8), ustione chimica (6) ed aumento di scottature per esposizione solare.

Nel giugno del 2000 l’Associazione Prodotti Cosmetici, per l’Igiene Personale e Fragranze (Cosmetic, Toiletry and Fragrance Association - CTFA) ha inviato alla FDA una petizione di consumatori che invocava norme precise per l’etichettatura dei prodotti cosmetici contenenti AHA. Sulla base di questa richiesta gli esperti del CTFA e quelli dell’FDA hanno rivalutato la sicurezza dell’impiego di tali composti come componenti di prodotti cosmetici. Gli studi clinici presi in considerazione per tale valutazione hanno riguardato, come già esposto, gli effetti delle radiazioni UV sulla cute dopo esposizione agli acidi glicolico e lattico, che sono tra i più utilizzati in cosmetica. Lo studio ha incluso anche i sali e gli esteri di questi acidi includendo il glicolato di ammonio, calcio, potassio, sodio e trietanolamina lactates; il glicolato di metile, etile, propile e di butile; il lattato di ammonio, calcio, potassio, sodio e trietanolamina; il lattato di metile, etile, isopropile e butile; il lauril, miristil, cetil lattato.

Il tipo di indagine effettuata riguardava la formazione di cellule apoptotiche (SBCs) che vengono prodotte in seguito all’esposizione ai raggi UV e la Dose Minima Eritematogena (MED), principalmente UVB, richiesta per indurre eritema cutaneo. Infatti la formazione di tali cellule e l’eritema sono le principali risposte della cute alla scottatura solare. E’ stata inoltre studiata la formazione, indotta dai raggi UV, di dimeri di ciclopirimidina, che evidenzia un tipo di alterazione del DNA. Si è così dimostrato che effettivamente gli alfa-idrossiacidi inducevano una risposta della cute alle radiazioni UV. E’ proprio sulla base dei risultati di questi studi che sono state decise le caratteristiche di impiego, nei prodotti cosmetici, di questi due acidi e dei loro derivati (sali ed esteri semplici).
Attualmente Il Centro Nazionale per gli Studi Tossicologici della FDA sta valutando l’effetto dell’esposizione a lungo termine a questi composti con uno studio di foto cancerogenesi.

Il 10 gennaio 2005, la FDA pubblica delle linee guida per l’industria cosmetica che riportano tutte le corrette indicazioni per l’uso degli AHA nei prodotti cosmetici. Nei vari capitoli vengono segnalate, soprattutto a tutela del consumatore finale, una serie di importanti informazioni. La maggior parte di queste è riferita alla correttezza dei testi in etichetta, alle avvertenze ed alle modalità d’uso oltre che all’affermazione che per FDA gli AHA possono essere considerati sicuri per l'uso nei prodotti cosmetici a concentrazioni ≤ 10%, a pH della formulazione finale ≥ 3.5.