evaluación de los cambios en la piel tras la aplicación de

UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE MEDICINA FSICA Y DE REHABILITACIN (HIDROLOGA MDICA)

TESIS DOCTORAL

Evaluacin de los cambios en la piel tras la aplicacin de cosmticos elaborados a partir del sedimento de las aguas

minero-medicinales Lanjarn-Capuchina mediante mtodos de bioingeniera cutnea

MEMORIA PARA OPTAR AL GRADO DE DOCTORA

PRESENTADA POR

Jos Manuel Carbajo Espejo

DIRECTORES

Francisco Maraver Eyzaguirre Alfredo Michn Doa

Madrid, 2017

Jos Manuel Carbajo Espejo, 2014


FACULTAD DE MEDICINA

Departamento de Medicina Fsica y de Rehabilitacin.

Hidrologa Mdica

EVALUACIN DE LOS CAMBIOS EN LA PIEL TRAS LA

APLICACIN DE COSMTICOS ELABORADOS A

PARTIR DEL SEDIMENTO DE LAS AGUAS MINEROMEDICINALES LANJARN-CAPUCHINA MEDIANTE

MTODOS DE BIOINGENIERIA CUTNEA

MEMORIA PARA OPTAR AL GRADO DE DOCTOR PRESENTADA POR


Bajo la direccin de los doctores

Francisco Maraver Eyzaguirre

Alfredo Michn Doa

Madrid, 2014


FACULTAD DE MEDICINA

EVALUACIN DE LOS CAMBIOS EN LA PIEL

TRAS LA APLICACIN DE COSMTICOS

ELABORADOS A PARTIR DEL SEDIMENTO DE

LAS AGUAS MINERO-MEDICINALES

LANJARN-CAPUCHINA MEDIANTE MTODOS

DE BIOINGENIERIA CUTNEA

TESIS DOCTORAL


Madrid, 2014

1

A mi madre, pionera y ejemplo.

7

A los Profesores Francisco Maraver Eyzaguirre y Alfredo Michn Doa por su constante apoyo y amistad.

A la empresa Balneario de Lanjarn, SA por todas las facilidades otorgadas para la utilizacin de sus productos

Y a todas aquellas personas que directa o indirectamente me han ayudado a la realizacin de este trabajo

9

NDICE

Abreviaturas Resumen/Abstract 1. INTRODUCCIN ................................................................................................................................19 1.1. Las aguas mineromedicinales y la cosmtica...................................................................20 1.2. Las aguas mineromedicinales de LanjaronCapuchina ................................................24 1.3. Cosmtica osmtica ...................................................................................................................26

1.3.1. smosisycosmtica .........................................................................................................26

1.3.2. Salesyvolumencelular....................................................................................................29

1.3.3. Defensaepidrmicacontralassales.Osmolitos....................................................31

1.3.4. OsmolitosdeLaCapuchinay antecedentescientficos ......................................32

1.4. Mecanismos de la smosis.......................................................................................................37 1.5. Regulacin del volumen celular ............................................................................................42 1.5.1. Fundamentosdelaregulacin......................................................................................43

1.5.2. Osmolitos ...............................................................................................................................45 1.5.3. Disminucindelvolumencelular(RVD) ..................................................................51

1.5.4. Aumentodelvolumencelular (RVI)...........................................................................51

1.5.5. Disminucin trasaumento delvolumen celular(RVIpostRVD)...................52

1.6. Necrosis y apoptosis por de volumen celular ..................................................................54 1.6.1. Aumentonecrtico(NVINecroticVolumeIncrease)..........................................55

1.6.2. Disminucinapopttica(AVDApoptoticVolumeDecrease) ..........................58

1.7. Tcnicas de examen no invasivas .........................................................................................61 2. OBJETIVOS ...........................................................................................................................................67 3. MATERIALES .......................................................................................................................................68 3.1. Poblacin muestral ....................................................................................................................68 3.2. Las sales de la Capuchina .........................................................................................................72 3.3. Formulaciones empleadas ......................................................................................................75 3.3.1. Emulsinhidratante..........................................................................................................76 3.3.2. Mscarafacial.......................................................................................................................77

3.4. Determinaciones de inocuidad..............................................................................................78 3.4.1. PatchTest ..............................................................................................................................80 3.4.2. InUseTest.............................................................................................................................82

3.5. Determinacin de la eficacia ..................................................................................................82 3.5.1. Determinacindel sebocutneo..................................................................................83 3.5.2. DeterminacindelpHcutneo .....................................................................................87

11

3.5.3. Determinacindela funcinbarrera.........................................................................92 3.5.4. DeterminacindelaViscoelasticidadCutnea ......................................................98 3.5.5. Dertermincionesdela densidaddrmica..............................................................105

4. MTODO.................................................................................................................... 108

4.1. Obtencion de las sales de LanjarnCapuchina ............................................................108 4.2. Mtodo de valoracin de la inocuidad .............................................................................112 4.2.1. PatchTest...........................................................................................................................112 4.2.2. InUsetest...........................................................................................................................114

4.3. Metodologa de los MENI.......................................................................................................115 4.3.1. Sebumetra.........................................................................................................................117 4.3.2. pHmetra.............................................................................................................................120

4.3.3. TEWL....................................................................................................................................121 4.3.4. Cutometra..........................................................................................................................123 4.3.5. Reviscometra...................................................................................................................132

4.4. Mtodo estadstico ..................................................................................................................134 5. RESULTADOS ...................................................................................................................................137 5.1. Resultados de inocuidad .......................................................................................................137 5.1.1. Patchtest.............................................................................................................................138 5.1.2. InUsetest...........................................................................................................................138

5.2. Resultados de eficacia ............................................................................................................139 6. DISCUSIN .......................................................................................................................................141 6.1. Inocuidad de los preparados ...............................................................................................141 6.2. Eficacia de los preparados....................................................................................................141

7. CONCLUSIONES..............................................................................................................................153 8. BIBLIOGRAFA.................................................................................................................................155 ANEXO I...................................................................................................................................................174 ANEXO II .................................................................................................................................................176 ANEXO III................................................................................................................................................177

12

ABREVIATURAS

C Temperaturaen grados Celcius

S.cm Conductividadenmicrosiemensporcm

Bq/L RadioactividadenBequereliosporlitro

Jv Flujodeaguaatravsdelasmembranascelulares(

P Incremento delapresinhidrosttica

Incremento delapresinosmtica

Presinosmticaefectiva

Lp Conductividadhidrulicademembrana

RVD DisminucindelvolumencelularRegulatory Volume Decrease

RVI IncrementodelvolumencelularRegulatory Volume Increase

RVIpostRVD Disminucindel volumencelulartrasaumento

AVD DisminucindevolumenapoptticoApoptotic Volume Decrease

NVI AumentodevolumenNecrotic Volume Increase

NHE Intercambiadoressodiohidrgeno(NaHExchangers)

RAV Radiacinultravioleta

R Laconstantedegases

T Latemperaturaabsoluta

Ci Diferencia de concentracin de soluto en ambos lados de una membrana

13

i Coeficiente dereflexin paraunsolutoi

Ci Concentracindesolutosintracelulares

Co Concentracindesolutosextracelulares

MENI Mediosde ExploracinNoInvasivos

GLP GoodLaboratoryPracticeStandards

NMF Factorhidratante natural(NMFNaturalMoisturisingFactor).

A Superficie enm(LeydeFick)

m Transportedeagua(eng)(LeydeFick)

t Tiempo(h)(LeydeFick)

D Constantededifusin (=0.0877g/mhmm Hg)(LeydeFick)

p Presinde vaporatmosfrica(mmHg)(LeydeFick)

x Distanciadesdelapielalpuntodemedicin(m)(LeydeFick)

dm/dt Masa por cm2 transportada en un intervalo de tiempo (Ley de Fick)

dc/dx.D Variacinenlaconcentracinpordistancia(LeydeFick)

rmp Revolucionesporminuto

14

ABSTRACT

Introduction

The human skins biophysical characteristics in vivo constitute an important indicator of the skins condition. Non invasive methods of exploration (MENI) used to evaluate give a direct measure of the biophysical characteristics of this organ and have the possibility of skin condition quantification.

Objectives

The study was designed to distinguish the skin response after the continuous application (three months) of two different osmotic cosmetics: a Moisturizing Emulsion and a Facial Mask, both elaborated from LanjarnCapuchina mineral water dry residue: 19.871 mg/l; chloride (Cl): 8.867 mg/l; sodium (Na2+): 3.941 mg/l; calcium (Ca2+): 1.423 mg/l; magnesium (Mg2+): 235 mg/l; sulphate (SO42): 448 mg/l; bicarbonate (CO3H1): 1.732 mg/landiron(Fe2+):28mg/l.

The main objective of the present study was to determine the in situ biomechanical behaviour of skin in response to the use of two cosmetic products manufactured from the sediments (saline muds) of Capuchina water. The impact of the osmotic products on the biomechanical behaviour of human skin, its pH, sebum output, barrier function and dermal density was quantified inhealthyvolunteersusingseveral noninvasiveapproaches.

15

Material and Method

Experimental data were obtained in 38 healthy women aged 32 to 58 years (41.45.9 years) with no prior skin problems of any relevance. Written informed consent was obtained from each participant after the nature of the studyhadbeencarefullyexplainedtoeachone.

Subjects were instructed to apply the moisturizing cream (Emulsin Hidratante del Balneario de Lanjarn) to the face each day after a cleaning routine in the morning and evening. Once a week, the participants applied the facemask(Mscara Facial del Balneario de Lanjarn)for20minutes.

The biological response was registered by means of five non invasive techniques: Cutometer, Sebumeter, pHmeter, Reviscometer and Tewameter (TEWL).

Formerlysafetytests wereperformedoncosmetic.

Results

The results suggest that skin response may be modified and/or controlled, significantly reducing skin sebum (6%), TEWL (21%) and skin fatigue due to repeted suction (30%) after 15 days of treatment and stabilized after approximately60days.

On the other hand, a considerable increase of total skin elasticity Ua/Uf (19%), skin resistance to maximum extension Uf (5%), and dermal redensificationevaluatedbymeans oftheReviscometer(6%)was observed.

The pH and cutaneous viscoelasticity (Uv/Ue) determinations have resultedirrelevantand notsignificant.

16

Conclusions

We can conclude after topical application of Moisturizing Emulsion and FacialMask ofLanjarnSpadermatologicproducts,that:

1. Dermatological products prepared with LanjarnCapuchina salts aresafeandhealthyfor theskinafterapplicationonface.

2. Sebumwithoutaffectingtheskinbarrier functionisregulated.

3. After 30 days of treatment significantly reduces transepidermal waterloss.Thatis, the skinbarrier function is enhanced.

4. SkinpHisnotaffected aftertreatmentimplantation.

5. There is a significant increase in dermal density which begins to occurafter amonthoftreatment.

6. Increased skin resistance to suction (firmness) from 15 days occurs andrisesslightlyto90 days.

7. Considerably increases the elasticity of the skin, which at 30 days of treatment is estimated at 20%, remaining at these values until theendof thestudy.

8. By repeated skin suction, skin fatigue considerably decreased, 30% frombaseline.

9. Overall treatment application normalizes the amount of sebum, without greatly altering the ecology and skin barrier function, clearly favouring the biomechanical properties of the skin,

17

especiallytheparametersthat are modifiedby time.

18

1. Introduccin

Entre funciones fundamentales de la piel est la funcin de barrera, esencial para el mantenimiento de un adecuado comportamiento biomecnico in vivo1,2.

Habitualmente, lapiel y los tejidos subcutneos seadaptana su forma ante fuerzas generadas por la estructura y postura corporal, recuperando su forma original,trashaberterminadoladeformacin.3

Desde el punto de vista fisiolgico, las caractersticas biomecnicas de la piel in vivo son indicadores normofuncionales muy importantes y el pH, la cantidad de sebo y la funcin barrera presentan una notable influencia. La edad, el sexo, la raza, el lugar anatmico, as como diversos factores externos como el fotoenvejecimiento tienen una notable importancia en la biomecnica cutnea.4

Bajo el punto de vista histofisiolgico el comportamiento biomecnico de la piel es principalmente atribuido a las fibras de colgeno y de elastina presentes en la dermis; el colgeno drmico es frecuentemente identificado como el determinante principal de la biomecnica global de la piel. 5 , 6 Sin

1 Rawlings AV, Harding CR. Moisturization and skin barrier function. Dermatol Ther. 2004; 17 Suppl 1, 438 2 Bouwstra JA, Ponec M. The skin barrier in healthy and diseased state. Biochim Biophys Acta. 2006; 1758(12),2080953 Rodrigues L. A avaliao biofsica da superfcie cutnea: Indicadores fisiolgicos da funcionalidade epidrmica,RevPortFarm,1995;Vol.XLV,n 1:16234 Ryu HS, Joo YH, Kim SO, Park KC, Youn SW. Age and regional differences on skin elasticity. Skin Research andTechnology2008;14:3543585 Pirard G and the EEMCO Group, EEMCO guidance to the in vivo Assessment of tensile functional propertiesoftheskin:Part1,SkinPharmacol ApplSkinPhysiol,1999;12:3523626 Pirard GE. Mechanical properties of aged skin: Indentation and Elevation experiments, in JL Lvque &P.AgacheEds. AgingSkin,MarcelDekkerInc.1993;Ch.5

19

embargo, los tejidos conjuntivos de soporte y las capas ms superficiales de la piel deben contribuir igualmente a las propiedades reolgicas que aqu reconocemos.

De igual forma se conoce que las fuerzas osmticas7 ejercen una marcada actividad sobre las propiedades biofsicas de la piel, especialmente sobre las propiedades viscoelsticas cutneas y al amparo de esta propiedad naci la cosmticaosmtica.

LAS AGUAS MINEROMEDICINALES Y LA COSMTICA

Es tradicional el empleo de aguas mineromedicinales para la elaboracin de preparados dermatolgicos. Es frecuente tambin hoy en da encontrarse en los balnearios, cosmticos o preparados para el tratamiento tpico esttico, que se han confeccionado empleando peloides o minerales elaborados con sus aguas.

El desarrollo actual de preparados dermatolgicos elaborados empleando como activos sus aguas mineromedicinales hemos de imputrselo a los cosmetlogoshidrlogos franceses. Los manantiales de Vichy, La Roche Posay, Biotherm, Avene Eau Thermale y AixlesBains, pueden considerarse los pioneros, y con el inicio de este siglo, empieza de crecer un nuevo concepto denominadocosmtica termal, en el que los distintos balnearios empiezan a ofrecer, si no a fabricar, sus propias marcas cosmticas para tratamientos estticos.

7 Wa CV, Maibach HI. Mapping the human face biophysical properties. Skin Res Technol. 2010;16: 3854

20

La cosmtica termal, que tiene como principio activo terico el agua mineromedicinal del balneario de procedencia, se plantea como una nueva forma de aprovechar mejor el principal recurso de un balneario, el agua mineromedicinal, y ofrecer un nuevo producto con caractersticas propias paradarle alestablecimientounnuevovaloraadido.

Este fenmeno supuso que en el ao 2006 de los 98 balnearios identificados en Espaa, 36 posean su propia lnea de cosmtica termal.8 Siendo Galicia con seis,lacomunidadcon msbalneariosconlneadecosmtica termal propia.

Es posible que estos 36 balnearios tuvieran una cosmtica original con su propia agua mineromedicinal? Todos los balnearios tienen un laboratorio prximo que les permita tener la rentabilidad y las buenas prcticas de fabricacin precisas, adecuadasal marcolegislativoactual?.

Este discutible fenmeno se tropieza adems con la proliferacin actual de marcas propias, no existiendo prcticamente balneario que no tenga su propia lneadecosmtica.

La realidad indica que un preparado dermatolgico termal obtiene sus propiedades en funcin del agua mineromedicinal que contiene. En funcin de lacalidaddelaguamineromedicinal,dividimosaloscosmticos termalesen:

Conelementoscaractersticoselementostraza Hipertnicos

Los primeros, como los preparados dermatolgicos termales franceses

8 Henn MR, Lopes P, Branco B. Fraiz JA, Gonalves JM. La importancia de la cosmtica termal para los balnearios y el turismo termal: el caso de la Comunidad Autnoma de GaliciaEspan a. PASOS. Revista de TurismoyPatrimonioCultural.2011;9(1):2535

21

clsicos, utilizan los minerales especiales que contienen sus aguas mineromedicinalesensucomposicinpara ejercer lasactividades del mismo. Tradicionalmente las aguas termales se han empleando en el tratamiento de enfermedades inflamatorias de la piel, pero su uso haba sido en gran medida emprico,9 aspectoquehoypodemosdescartar.

Es el caso de La Roche Posay, que es un agua casi neutra con grandes cantidades de selenio, elemento relacionado con los mecanismos de defensa esenciales de la piel contra los radicales libres, aportando a la piel propiedades antioxidantes, antiinflamatorias y calmantes, que reequilibran la actividad de lapiel.10

Las caractersticas fsicoqumicas de las aguas de La RochePosay dependen de la naturaleza de los materiales geolgicos a travs del cual el agua subterrnea se ha filtrado. As encontramos en su composicin minerales solubles comunes como calcio (Ca2+), bicarbonato (CO3H), silicatos, compuestosdehierro,sodioymagnesio,sales deazufre,y metales.

Los oligoelementos, como el selenio, as como la pureza del agua y su pH son parmetros muy importantes a considerar. Las sales de selenio son txicas en grandes cantidades, pero las cantidades traza del elemento son necesarias para la funcin celular, formando el centro activo de la glutatin peroxidasa y enzimas tiorredoxin reductasa (que reducen indirectamente ciertas molculas oxidadas) y tres enzimas deyodonidasas conocidas (que convierten una

9 Delaire PL, Richard A, Dubreuil A, GraberDuvernay B. Enqutes sur le service mdical rendu par ladermatologiethermal.PresseTherClimat.2003;140:14515310 Celerier P, Litoux P, Dreno B, Richard A. Modulatory effects of selenium and strontium salts on keratinocytederivedinflammatory cytokines.ArchDermatolRes. 1995;287(7):680682

22

http:lapiel.10

hormonatiroidea enotra).

Intrnsecamente, sus propiedades principales son la proteccin frente a radicales libres y antiinflamatoria, as como la proteccin contra metales pesadostxicos.

El contenido mineral de un agua termal influye al mejorar el confort cutneo. La magnitud de suavidad y flexibilidad de la piel, as como el confort cutneoesmayorenaguasquetienenunamenorconcentracinde minerales (

gingivitis y glositis, y esto tanto en bebs, como nios, adultos o mayores. Tambin puede intervenir en los cuidados post cncer o post radioterapia y loscuidadosdequemaduras.

De otra parte estn las aguas mineromedicinales que actan ms en funcin de su concentracin en minerales, que por tener constituyentes especiales. Son aquellashipertnicasqueactan medianteunmecanismoosmtico.13

Como se demostrar, el medio hipertnico interacciona favorablemente con elepiteliohumano,originandounarenovacindelmismoyunamejoraenlas constantes fisicoqumicas de la piel. Adems, los elementos mayoritarios puedenjugarsuprotagonismo.

LAS AGUAS MINEROMEDICINALES DE LANJARONCAPUCHINA

Las aguas mineromedicinales deLanjarnCapuchina son un claro ejemplo de aguas hipertnicas, si atendemos a un anlisis realizado recientemente en elDepartamento14 podemosdeducirque:

Por su temperatura 20 C., de acuerdo con el Cdigo Alimentario Espaol se clasificarlancomo Hipotermales.

Por su mineralizacin (Residuo seco a 110 C. = 19.871 mg/L) segn el Cdigo Alimentario Espaol pueden ser consideradas como aguas De mineralizacin fuerte portenermsde1.500mg/L.

13 MatzH,Orion E,WolfR.Balneotherapyindermatology.DermatologicTherapy.2003;16:132140 14 Maraver F, Hurtado I, Armijo F. Balneario de LanjarnManantial La Capuchina. En: Maraver F, ArmijoF.VademcumIIdeaguasmineromedicinalesespaolas.Madrid:Ed.Complutense.2010,75.

24

http:medianteunmecanismoosmtico.13

Segn las clasificaciones clsicas de aguas mineromedicinales que atienden a la mineralizacin predominante y especficamente a los porcentajes en mEq inicos (ms del 20 % en mEq) las aguas de la Capuchina (ver Tabla 1) son: Cloruradas, Sdicas y Clcicas.

Aniones mg/L meq/L % meq

Cloruro(Cl) 8.867 244.51 86.63 Bicarbonato(HCO3) 1.732 28.39 10.06 Nitratos(NO3) 0.0 0.0 0.0 Sulfato(SO42) 448 9.34 3.31 Cationes mg/L meq/L % meq

Calcio(Ca++) 1.423 71.04 26.12 Hierro(Fe+++) 28 1.00 0.37 Potasio(K+) 259 6.75 2.48 Magnesio(Mg++) 235 19.35 7.12 Sodio(Na+) 3.941 171.44 63.04 Tabla1: AguaLanjarnCapuchina.Contenidoinico

Por su contenido en hierro total = 28 mg/L, segn el Cdigo Alimentario Espaol pueden ser consideradas como aguas Ferruginosas por tener ms de 5mg/L.

Y por su contenido en anhdrido carbnico 431 mg/L, segn el Cdigo Alimentario Espaol pueden ser consideradas como aguas Carbogaseosas por tenermsde 250mg/L.

25

COSMTICA OSMTICA

Se denomina cosmtica osmtica aquella que ha sido cientficamente diseada a base de sales inorgnicas con el objetivo de mejorar la viabilidad de las clulas de la piel. Las sales, adems de ejercer actividad osmtica, son capaces de aportar por su composicin y caractersticas, algunas cualidades a lasaludcutnea.

Cuando se emplean medios hipertnicos el agua celular tiende a salir al exterior, la estructura de la clula se contrae y pierde viabilidad. En este caso se ocasiona sobre la piel un efecto exfoliante/renovador por eliminacin de las capas ms superficiales de la epidermis. Este fenmeno est muy indicado en pieles envejecidas, fotoenvejecidas, psorisicas, atpicas y en general en todos aquellosepiteliosque necesitenunaregeneracin.

Las clulas de la piel poseen membranas semipermeables sensibles a los cambios de la presin osmtica externa. Para mantener la viabilidad, las clulas tienen que regular su hidratacin y volumen celular. Las clulas se adaptan a la presin osmtica externa a travs de la acumulacin de iones inorgnicos de bajo peso molecular y molculas orgnicas que regulan su contenidodeagua.Estasmolculas dedenominanosmolitos. 15

SMOSIS Y COSMTICA

Elaguasemuevefcilmentecruzandolasmembranascelularesa travsde unos canales proteicos por un proceso que se denomina smosis. La osmosis

15 HoffmannEK,Lambert IH,PedersenSF.Physiologyof CellVolume Regulation inVertebrates. Physiol. Rev.2009:89: 193277

26

es el movimiento del agua a travs de membranas semipermeables desde soluciones con baja concentracin de sales hasta soluciones con alta concentracin. Los iones son molculas con una gran capacidad de absorber agua (higroscpicas) y necesitan solvatarse (adsorber agua) para estabilizar su estructura. Consecuentemente, los medios ms salinos absorben agua o lo que lo mismo, el agua se dirige hacia donde existe una mayor concentracin de iones.

Dos medios son isotnicos cuando la concentracin de las sales disueltas a ambos de la membrana es la misma. Cuando las clulas estn en una solucin isotnica, el movimiento de agua hacia fuera est balanceado con el movimiento de agua hacia dentro. El suero fisiolgico, solucin de NaCl (sal) en agua a una proporcin del 0,9%, constituye el modelo isotnico para las clulas animales. Esta solucin protege los daos celulares que originan los efectososmticos.

Una solucin es hipotnica cuando concentracin de los sales disueltas en el medio extracelular es menor que en la clula. En condiciones hipotnicas, hay un movimiento de agua hacia dentro de la clula y se infla, de tal forma quesielaguanoesexpulsadadelaclulapuedeestallar ydestruirse.

Una solucin es hipertnica cuando la concentracin de sales disueltas es mayor en el medio extracelular que en la clula. En condiciones hipertnicas, hay un movimiento de agua hacia el exterior y la clula se encoge y deshidrata, perdiendo muchas funciones fisiolgicas, capacidad de funcionamiento y facultadde dividirse.

El flujo acuoso a travs de las membranas celulares animales se lleva a cabo 27

por simple difusin, aunque existen algunas protenas de membranas especializadas que son la base de unos poros selectivos de transmembranas denominados aquaporinas, que incrementan considerablemente la permeabilidadacuosaen lasmembranascelulares.16,17

El flujo de agua a travs de las membranas celulares (Jv), depende principalmente de la diferencia entre la presin hidrosttica (P) y la presin osmtica (). Asimismo es directamente proporcional al coeficiente de conductividad hidrulica de membrana (Lp) que es caracterstico de cada membrana.

Las membranas de las clulas animales no son capaces de soportar presiones hidrostticas elevadas y mucho menos ser capaces de generarlas. De esta forma, la presin hidrosttica tiende a cero y el flujo de agua viene principalmente determinadopor ladiferenciaenlapresinosmtica,esdecir porlaconcentracindesolutosintracelulares yextracelulares.

As, en condiciones isotnicas donde la concentracin de solutos en el medio intracelular y extracelular son similares y la presin osmtica es prcticamentecero,el flujode aguaenlasmembranasestequilibrado.

En los medios hipotnicos la concentracin de solutos intracelulares es siempre mayor que en el rea extracelular por lo que la presin osmtica es mayor de cero y en consecuencia el flujo de agua a travs de las membranas es negativo por lo que el agua se dirige al interior celular y la clula gana volumen

16 Verkman AS and Mitra AK. Structure and function of aquaporin water channels. Am J Physiol Renal Physiol,2000;278:F13F2817 Agre P and Kozono D. Aquaporin water channels: molecular mechanisms for human diseases. FEBS Lett,2003;555:7278

28

ysehincha.

Contrariamente, en los medios hipertnicos la concentracin de solutos intracelulares es siempre menor que en el rea extracelular por lo que la presin osmticaes menorde cero y en consecuencia elflujo de aguaatravs de las membranas es positivo por lo que el agua se dirige hacia el exterior de lacelularylaclulapierdevolumenysecontrae.

El volumen celular es un proceso fundamental para la vida celular. No slo interviene sobre la forma y tiene influencia en el trnsito de iones a travs de su membrana celular, sino que tiene una notable influencia en la regulacin de multitud de funciones celulares como el crecimiento y diferenciacin, metabolismo, trasporte epitelial, liberacin de hormonas, su excitabilidad, migracin einclusosumuerte.18,

SALES Y VOLUMEN CELULAR

La membrana plasmtica celular es permeable al agua y prcticamente impermeable a solutos inorgnicos y orgnicos. Como se describi anteriormente, un cambio en la concentracin extracelular o intracelular de iones ocasiona una corriente de agua que intenta restablecer la diferencia de presinosmticaquesehaocasionadoentre ambosladosdelamembrana.

Este trnsito de agua que se produce en la clula para equilibrar su punto de equilibrio termodinmico, provoca cambios importantes en el volumen celular, aunque las clulas animales han desarrollado unos mecanismos

18 Wehner F, Olsen H, Tinel H, KinneSaffran E, Kinne RK. Cell volume regulation: osmolytes, osmolytetransport,andsignaltransduction.RevPhysiol BiochemPharmacol,2003;148,180

29

http:einclusosumuerte.18

especficos para restablecer el volumen inicial y no comprometer su funcin celular. Para el mantenimiento de la funcin celular es importante regular su hidratacin yelvolumencelular.19

Las clulas responden a la alteracin de su volumen a travs de dos mecanismos. Los procedimientos por el que las clulas hinchadas y contradas retornan a su volumen normal que se denomina RVD (Regulatory Volume Decrease), disminuyen su volumen y contrariamente, el RVI (Regulatory Volume Increase) cuando tienen que incrementar su volumen para recuperarse.

El volumen celular slo puede ser regulado por la ganancia o prdida de solutos osmticamente activos. Estos solutos activos son principalmente iones comoNa+,K+,Clopequeasmolculasdenominadasosmolitosorgnicos.

En consecuencia, la regulacin del volumen celular puede ser moderada exclusivamente por la ganancia o prdida de electrolitos y osmolitos a travs deunprocesodetransportedemembrana.20,21

Algunas bacterias, levaduras y plantas se defienden de la alteracin del volumen celular por el desarrollo de paredes extracelulares rgidas que les permite resistir diferencias de presin osmtica importantes sin que se vea afectado el volumen celular. Mientras y contrariamente, las clulas animales se defienden del RVD perdiendo KCl va activacin de los canales

19 LangF,WaldeggerS.Regulatingcellvolume.AmSci1997;85:456463 20 LangF,Busch GL,RitterM,VolklH,WaldeggerS,GulbinsE,andHaussingerD.Functionalsignificanceofcellvolumeregulatorymechanisms.Physiol Rev,1998;78: 24730621 ONeill WC. Physiological significance of volumeregulatory transporters. Am J Physiol Cell Physiol. 1999;276:9951011

30

http:yelvolumencelular.19

independientesdeK+ yCloporactivacindel cotrasportadordeK+/Cl.

El RVI (regulatory volume increase) se relaciona tanto con el KCl como con el NaCl. La acumulacin intracelular de estas sales se produce por la activacin delintercambiodeNa+/H+ yCl/HCO3 oporelcotrasportedeNa+/K+/2Cl.

Estos mecanismos de transporte a travs de canales son muy rpidos, se activan desde segundos a unos minutos despus de que se produce la alteracin del volumen celular. La activacin de los transportadores de electrolitos es tan rpida debido a que los canales y cotrasportadores de iones residen en la membrana plasmtica o se almacenan en vesculas en las submembranas citoplasmticas celulares y no slo participan en el trasporte desalesyagua,tambininfluyenenelcontroldelpHintracelular.

DEFENSA EPIDRMICA CONTRA LAS SALES. OSMOLITOS.

Adems de los iones inorgnicos, algunas clulas acumulan o liberan compuestos de origen orgnico en respuesta al aumento o disminucin del volumencelularquesedenominan osmolitos.

En un medio hiperosmtico los queratinocitos acumularn en su interior los osmolitos necesarios para alcanzar el equilibrio. En sentido contrario, cuando la concentracin de sales disminuye drsticamente en el entorno de estas clulas, se produce una rpida liberacin de las molculas implicadas. Con estos dos fenmenos se protegen las clulas epiteliales frente al estrs osmtico.

Estos osmolitos son capaces de garantizar la constancia del volumen celular que requieren los queratinocitos en cada nivel de la epidermis y se previenen

31

as las alteraciones del metabolismo celular, incluso en concentraciones de sales elevadas. Estas molculas han demostrado efectividad frente a la salinidad, el calor, la deshidratacin y el congelamiento,22 incluso frente al estrs oxidativo23 o daos originados por la radiacin ultravioleta (RUV)24 y enlosprocesossecicatrizacin.25

OSMOLITOS DE LA CAPUCHINA Y ANTECEDENTES CIENTFICOS

Como hemos sealado anteriormente, el agua de La Capuchina es clorurada sdica, clcica, ferruginosa y carbogaseosa. En ella se encuentran tambin trazas no despreciables de magnesio y litio. Por todo ello y su hipertonicidad, el sedimento de las aguas de este manantial parece ser ideal para el tratamiento tpico de todo tipo de pieles sensibles que tengan necesidad de renovacin celular.

Este hecho se corrobora con diversos estudios que determinaron que las fuerzas osmticas de las aguas cloruradas sdicas tienen un papel muy importante en la prdida transepidrmica de agua (TEWL), favoreciendo la capacidad renovadora de la piel y facilitando la recuperacin de la funcin barrera cutnea. 26 Esta afirmacin se constat cuando se determin que los queratinocitosexpresancanalesde sodiosimilares a lasclulasepitelialesdel

22 Welch WJ, Brown CR. Influence of molecular and chemical chaperones on protein folding. Cell Stress Chaperones1.1996;1091523 Yancey PH, Clark ME, Hand SC, Bowlus RD, Somero GN. Living with water stress: evolution of osmolyte systems.Science.1982;217:12142224 Rosette C, Karin M. Ultraviolet light and osmotic stress: activation of the JNK cascade through multiple growthfactorandcytokinereceptors.Science.1996;274:1194725 Degim Z, Celebi N, Sayan H, Babul A, Erdogan D, Take G. An investigation on skin wound healing inmicewithtaurinechitosangel formation.Aminoacids.2002;22:18798 26 van Kemenade PM, Houben MMJ, Huyghe JM and Douven LFA: Do osmotic forces play a role in the uptakeofwater byhumanskin? SkinResTechnol.2004;10(2):10912

32

http:enlosprocesossecicatrizacin.25

rin ycolon.27

Wiedow y col.28 demostraron que el choque hiperosmtico de aguas salinas origina la liberacin de una elastasa leucocitaria que tiene la capacidad de inhibir los procesos irritantes. Esta propiedad fue atribuida a la concentracin en cloruro de sodio y potasio, siendo independiente de su contenido en cloruro declcicoymagnesio.29,30

LautLabrze y col. 31 estudiaron la capacidad del agua salina y su combinacin con radiacin solar ultravioleta B (UVB) en el tratamiento del psoriasis. Determinaron que el agua salina influye notablemente en el blanqueamiento psorisico, si bien tambin demostraron que el mayor blanqueamiento era producido por la radiacin UVB, independientemente de queseconvinaraonoconelaguasalina.

Las aguas del manantial de La Capuchina son ricas en calcio y magnesio. Como se conoce, el calcio y magnesio regulan la homeostasis cutnea y los queratinocitos expresan canales para el calcio, que tiene una notable influencia en la formacin del cemento existente entre las clulas de la

27 Brouard M, Casado M, Djelidi S, Barrandon Y, Farman N. Epithelial sodium channel in human epidermalkeratinocytes: expression of its subunits and relation to sodium transport and differentiation. J Cell Sci. 1999;112(Pt19):33435228 Wiedow O, Streit V, Christophers E, Stander M. Liberation of human leukocyte elastase by hypertonicsalinebathsinpsoriasis.Hautartz1989:40:51852229 Yoshizawa Y, Tanojo H, Kim SJ, Maibach HI. Sea water or its components alter experimental irritant dermatitisinman.SkinResTechnol.2001;7(1):36930 Levin CY, Maibach HI.: Do cool water or physiologic saline compresses enhance resolution ofexperimentallyinducedirritant contactdermatitis?ContactDermatitis2001; 45(3):14650 31 LautLabrze C, Saillour F, Chne G, Cazenave C, LuxeyBellocq ML, Sanciaume C, Toussaint JF, Taeb A. Saline Spa Water or Combined Water and UVB for Psoriasis vs Conventional UVB. Arch Dermatol 2001;137:10351039

33

http:ycolon.27

epidermis.32

Es ms, el calcio epidrmico determina el estado de la funcin barrera cutnea. La disminucin de la proporcin de calcio intraepidrmico y la disminucin del pH son los principales factores influyentes en la mejora de la funcin barrera cutnea.33 Se ha demostrado que algunas sales de calcio, en concreto el gluconato, son efectivas en la recuperacin de las quemaduras qumicasyeneldolorqueellasocasionan.34,35

Es conocida tambin la permeabilidad cutnea del calcio y de magnesio.36

Est demostrado que las sales de magnesio aplicadas tpicamente disminuyen el grado de descamacin.37,38,39,40 Parece que el mecanismo se establece por inhibicin de algunas poliamidas cutneas que tienen una actividad propsorisica 41 y que la molcula de magnesio, por competencia celular con calcio,originavasodilatacin.42

32 Denda M, Fuziwara S, Inoue K. Influx of calcium and chloride ions into epidermal keratinocytes regulates exocytosis of epidermal lamellar bodies and skin permeability barrier homeostasis. J InvestDermatol.2003;121(2):362733 Said L, Serup J, Rebel C. Epidermal calcium release (ECR) in vivo sampled with a simple washout chambertechnique.SkinRes Technol.2002;8(4):21926 34 Yasuda H, Honda S, Yamamoto O, Asahi M.: Therapeutic effect of topical calcium gluconate for hydrofluoricacidburntimelimitforthestartofthetreatment.JUOEH.1999;21(3):20916 35 Ohata U, Hara H, Suzuki H. 7 cases of hydrofluoric acid burn in which calcium gluconate was effective forreliefofseverepain.ContactDermatitis.2005;52(3):133736 Laudanska H, Lemancewicz A, Kretowska M, Reduta T, Laudanski T. Permeability of human skin to selected anionsand cationsin vitro studies. Res Commun Mol Pathol Pharmacol. 2002; 112(14):1626 37 Greiner J, Diezel W.: [La capacidad del magnesio para inhibir la reaccin inflamatoria en las reacciones dedermatitisdecontacto]Hautarzt1990;41(11):602538 Korting GW, Holzmann H, Morsches B: [Sobre las diferencias en el contenido de magnesio en los eritrocitos en pacientes con eczema endgeno e ictiosis vulgaris] Arch Klin Exp Dermatol 1967; 229:2, 12630 39 Hanada K, Akita N, Hashimoto I.: [Dermatitis por deficiencia de magnesio, cambios en el nivel de leucotrienos y efectos del cloruro de ofazelastina sobre la dermatitis y leucotrienos B4] Nippon Hifuka GakkaiZasshi, 1990;100:7,7576040 Hanada K, Mitsuhashi Y, Hashimoto I.: Inhibitory effect of the leukotriene B4 receptor antagonist againsthypomagnesicdietinduceddermatitisinhairlessrats. JDermatol1992;19(8):4566041 LoweNY,BreedingY,RusselD.Cutaneouspolyaminesinpsoriasis.BrJDermatol1982:107: 2126 42 Shani J, Kushelevsky AP, Harari M, EvenPaz Z. Sustained decreased of blood pressure in psoriaticpatientsduringtreatmentatthe DeadSea.PharmacolRes1995: 31:355359

34

http:calcio,originavasodilatacin.42http:magnesio.36http:cutnea.33http:epidermis.32

Enpielesatpicaslasaguasricasenmagnesioaumentanlacapacidad de la funcin barrera cutnea, favorecen la hidratacin y reducen la respuesta inflamatoria.43 Ello puede ser debido a que las aguas magnesianas inhiben la presentacin deantgenosalsistemainmunitario.44

Las aguas bicarbonatadas cidas, como las del manantial de La Capuchina, mediatizan la liberacin de dixido de carbono (CO2), estabilizndose en medio alcalino. Se conoce que el sistema carbonato/bicarbonato es el principal mecanismo de control del pH en el agua a travs de la formacin de un sistema estabilizadortampn.

Se ha demostrado la interaccin del bicarbonato/anhdrido carbnico sobre las clulas del conducto sudorparo45 y una actividad antipsorisica del agua bicarbonatada del manantial de Kangal (Turqua), 46 aunque por su contenido en magnesio y selenio, pueden tambin influir en esta actividad. El empleo de aguas ricas en CO2 (1.200 mg/kg) origina tambin una vasodilatacin cutnea y un incremento en la utilizacin del oxgeno por parte delasclulas.47

Las aguas del manantial de la Capuchina pierden su transparencia por dos

43 Proksch E, Nissen HP, Bremgartner M, Urquhart C. Bathing in a magnesiumrich Dead Sea salt solution improves skin barrier function, enhances skin hydration, and reduces inflammation in atopic dry skin. IntJDermatol.2005;44(2):151744 Schempp CM, Dittmar HC, Hummler D, SimonHaarhaus B, SchulteMonting J, Schopf E, Simon JC.: Magnesium ions inhibit the antigenpresenting function of human epidermal Langerhans cells in vivo and in vitro. Involvement of ATPase, HLADR, B7 molecules, and cytokines. J Invest Dermatol. 2000;115(4):680645 Pedersen PS. Influence of extracellular bicarbonate on the shortcircuit current and intracellular freecalciumofhumanculturedsweat ductcells.ExperimentalPhysiology1992;77(6):86387146 Ozcelik S, Polat HH, Akyol M, Yalcin AN, Ozcelik D, Marufihah M. Kangal hot spring with fish and psoriasistreatment.JDermatol2000:27:38639047 Hartmann BR, Bassenge E, Pittler M. Effect of carbon dioxideenriched water and fresh water on thecutaneousmicrocirculationandoxygentensionintheskinof thefoot.Angiology.1997;48:337343

35

http:delasclulas.47http:deantgenosalsistemainmunitario.44http:inflamatoria.43

fenmenos, la descrita prdida de CO2 y al tratarse de aguas minerales ferruginosas bicarbonatadas que tienen un pHcercano a 7, en concreto 6.4, se favorece la oxidacin del hierro, pasando el hierro de Fe2+ a Fe3+ que es ms insolubleyprecipita.

Esta oxidacin del hierro puede proporcionar al peloide del agua de La Capuchina una alta capacidad antioxidante, con potencial inhibidor de radicales libres, por desequilibrio en las reacciones productoras de radicales librespropuestaspor FentonyHaberWeiss.

Finalmente, las sales de litio que tambin contiene la Capuchina, han demostrado una actividad inhibitoria de numerosas enzimas proinflamatorias que ejercen neutrfilos y linfocitos T.48 La aplicacin tpica de litio es segura ysupenetracinpercutneaesbaja.

Halevy y col.49 demostraron que la eficacia de la sales del mar muerto frente al psoriasis era debida a una disminucin drstica de los niveles sricos de litio ymanganesoenlosindividuosblanqueados.

Por todo ello, las sales del manantial de La Capuchina del Balneario de Lanjarn, poseen a priori cualidades suficientes para modificar la ecologa de lapiel.

48 SparsaA,BonnetblancJM.Litio.AnnDermatolVenereol.2004; 131(3):25561 49 Halevy S, Giryes H, Friger M, Grossman N, Karpas Z, Sarov B, Sukenik S. The role of trace elements inpsoriaticpatientsundergoingbalneotherapywithDeadSeabath salt. IsrMedAssocJ.2001;3(11):82832

36

MECANISMOS DE LA SMOSIS

El movimiento de agua a travs de una membrana semipermeable se denomina smosis. Una membrana semipermeable ideal slo permite que la atravieseel agua.

En una membrana semipermeable que separe a dos soluciones con concentraciones de solutos diferentes, por ejemplo NaCl 0,1 M en un lado y 1 M de NaCl en el otro, el agua tender a desplazarse de la solucin ms diluida en NaCl a la ms concentrada (Grfico 1) y el flujo de agua continuar hasta quelasconcentracionesenNaCl enambassolucionesseiguale.50

Grfico1: Flujodeaguaosmticade dossolucionesde NaCl El agua se dirige de la solucin con mayor concentracin de agua a la de

menor concentracin. La concentracin de agua es mayor en la solucin de NaCl 0,1Mque en la solucin de NaCl 1 M. Este flujode agua osmtica a travs

50 Strange,K.Cellularvolumehomeostasis.Adv PhysiolEduc.2004;28(14):1559

37

http:enambassolucionesseiguale.50

de la membrana puede prevenirse ejerciendo una fuerza de compresin opuestaalsentidodelflujo.

La presin que se requiere para anular el flujo de agua se denomina presin osmtica.

La ecuacin matemtica que define la presin osmtica fue definida por vantHoff y es

= RTCi [1]

dondeesladiferenciadepresinosmtica, R eslaconstantede gases, Tes la temperatura absoluta, y Ci es la diferencia en la concentracin de soluto a ambos lados de la membrana. De esta forma, la presin osmtica depende directamente de la concentracin de los solutos disueltos a ambos lados de la membrana.

Los trminos osmolalidad y osmolaridad indican el nmero total de solutos presenteen un kilogramo desolventeyunlitro desolucin,respectivamente. Un osmomol es un mol de soluto, que son 6,02 x 1023 partculas individuales. Se usan tanto Osmolalidad como Osmolaridad indistintamente al referirse a lasdisolucionesdelos compuestos.

Las membranas semipermeables en realidad no se comportan de esta forma ya que no slo son permeables al agua. Mientras algunos solutos biolgicos son realmente impermeables o al menos son mucho menos permeables que el agua,otros tienenuna permeabilidadsimilar a ladelagua.

38

Esta alta permeabilidad en la difusin de solutos a travs de las membranas se realiza a favor de un gradiente de concentracin y reducen la presin osmtica. Incluso si el flujo de solutos es lo suficientemente alto a ambos lados delamembrana,puedehacerinnecesarioeltrnsitoosmticode agua.

Con el objetivo de prever el comportamiento no ideal de las membranas Staverman acu el trmino coeficiente de reflexin (reflection coefficient) para unsolutoi,comoi:

= [2]

donde es la presin osmtica real y es la presin osmtica tericaobtenidadelaecuacin[1].

El coeficiente de reflexin de denomina as porque est en relacin con la fraccin de las molculas del soluto que chocan contra la membrana, no la atraviesan y se reflejan hacia el mismo compartimiento. Si la reflexin es total, la membrana es impermeable a ese soluto y el coeficiente la Si 1.vale membrana estotalmentepermeableaesesolutoy vale0.

Deestaformasedefinela presin osmtica efectiva ()atravs deuna membranaparaunsolutoicomo:

T [3]

39

Sedefine el flujo osmtico atravsdeunamembrana(Jv)como

P [4]

donde Lp es el coeficiente de conductividad hidrulica de membrana e P es la diferencia de presin hidrosttica entre ambos lados de la membrana. El coeficiente deconductividadhidrulicaesuna medidade lapermeabilidadde aguadeunamembrana.

Las membranas celulares no originan un gradiente de presin hidrosttica significativo y en consecuencia, puede ignorarse P en la ecuacin (4). Sin embargo algunos microorganismos bacterianos y levaduras, y especialmente en las plantas que poseen paredes celulares muy rgidas, se pueden originar presiones hidrostticas significativas que pueden tener un papel importante enelflujodeagua.

El flujo acuoso a travs de las membranas celulares animales se lleva a cabo por simple difusin, aunque existen algunas protenas de membranas especializadas que son la base de unos poros selectivos de transmembranas denominados aquaporinas. Estas molculas incrementan considerablemente lapermeabilidadacuosaenlasmembranascelulares.

El flujo de agua a travs de las membranas celulares (Jv), depende principalmente de la diferencia entre la presin hidrosttica (P) y la presin osmtica (). Asimismo es directamente proporcional al coeficiente de conductividad hidrulica de membrana (Lp) que es caracterstico de cada

40

membrana.

Las membranas de las clulas animales no son capaces de soportar presiones hidrostticas elevadas y mucho menos ser capaces de generarlas. De esta forma, el incremento en la presin hidrosttica tiende a cero y el flujo de agua viene principalmente determinado por la diferencia en la presin osmtica, es decir por la concentracin de solutos intracelulares (Ci) y extracelulares(Co).

As, en condiciones isotnicas donde la concentracin de solutos en el medio intracelular (Ci) y extracelular (Co) son similares y la presin osmtica () es prcticamente cero, el flujo de agua en las membranas est equilibrado.

En los medios hipotnicos la concentracin de solutos intracelulares es siempre mayor que en el rea extracelular (Ci > Co) por lo que la presin osmtica es mayor de cero ( > 0) y en consecuencia el flujo de agua a travs de las membranas es negativo (Jv < 0) por lo que el agua se dirige al interior y laclulaganavolumenysehincha.

Contrariamente, en los medios hipertnicos la concentracin de solutos intracelulares es siempre menor que en el rea extracelular (Ci 0) por lo que el agua se dirige haciaelexteriorylaclulapierde volumenysecontrae(Grfico2).

41

Grfico2: Flujodelagua atravsdelasmembranascelularesen funcin de latonicidaddelmedio.

REGULACIN DEL VOLUMEN CELULAR

El volumen celular es un proceso fundamental para la vida celular y no slo interviene sobre la forma, tiene influencia en el trnsito de iones a travs de su membrana celular y en la regulacin de multitud de funciones celulares como el crecimiento y diferenciacin, metabolismo, trasporte epitelial, liberacin de hormonas,suexcitabilidad,migracineinclusosumuerte.

La perturbacin del volumen celular provoca una amplia gama de seales celulares, tanto protectoras, como la reordenacin del citoesqueleto; como adaptativas, tales como la manifestacin de alteraciones en la expresin de los transportadores osmticos y protenas de choque trmico. Ambas medidas, en la mayora de las ocasiones, producen la activacin de transporte osmtico pararegularelvolumencelular.

42

Despus de una inflamacin aguda celular,suvolumenesreguladoporuna proceso de disminucin de volumen regulatorio RVD (Regulatory Volume Drecrease) que implica la activacin de cotrasportador de potasio y cloro (KCl) ylaactivacindeloscanalesdesalidadeK+,Cl ytaurina.

Por el contrario, despus de la contraccin aguda celular, el volumen se recupera por un proceso denominado de incremento de volumen regulatorio RVI (Regulatory Volume Increase) que est mediado principalmente por intercambio celular de hidrgeno por sodio (Na+/H+) a travs del cotrasportadordesodiopotasio/cloro(Na+/K+/2Cl)yloscanalesdeNa+.

FUNDAMENTOS DE LA REGULACIN

La membrana plasmtica celular es permeable al agua y prcticamente impermeable a solutos inorgnicos y orgnicos. Como se describi anteriormente, un cambio en la concentracin extracelular o intracelular de iones, ocasiona una corriente de agua que intenta restablecer la diferencia de presinosmticaquesehaocasionadoentre ambosladosdelamembrana.

Este trnsito de agua que se produce en la clula para igualar su punto de equilibrio termodinmico, provoca cambios importantes en el volumen celular, aunque las clulas animales han desarrollado unos mecanismos especficos para restablecer el volumen inicial y no comprometer su funcin celular. Para lograr estabilizar la funcin celular, no solo es importante regular suvolumen sinotambinsuhidratacin.

Como se describi, las clulas responden a la alteracin de su volumen a travs de dos mecanismos. Los procedimientos por el que las clulas

43

hinchadas y contradas retornan a su volumen normal se denominan RVD (regulatory volume drecrease) y RVI (regulatory volume increase), respectivamente(Grfico3).

Grfico3: Volumen celulartras laprdidaogananciadesolutos. Las clulas animales se defienden del RVD (regulatory volume decrease)

perdiendo KCl va activacin de los canales independientes de K+ y Cl o por activacindelcotrasportadordeK+/Cl.

Contrariamente el RVI (regulatory volume increase) se relaciona tanto con el KCl como por NaCl. La acumulacin de estas sales se produjo por la activacin del intercambio de los Na+/H+ y Cl/HCO3 o del cotransporte de Na+/K+/2Cl (Grfico4).

44

Grfico4: Volumen celulartras laprdidaogananciadesolutos.

OSMOLITOS

Las clulas para contrarrestar la presin osmtica externa se adaptan acumulando/expulsando iones inorgnicos de bajo peso molecular y unas sustancias orgnicasdenominadasosmolitos.

Como se ha referido, los iones inorgnicos principales son el sodio, potasio, cloruro y bicarbonato. El sodio es el principal ion extracelular y el principal elemento en el mantenimiento del volumen total de agua corporal e interviene enlarelacinentreelvolumen delquidoextraeintracelular.51

Adems de los iones inorgnicos, algunas clulas acumulan o liberan compuestos orgnicos en respuesta al aumento o disminucin del volumen celular.

51 Hussinger D. The role of cellular hydration in the regulation of cell function. Biochem J 1996; 313: 697710

45

http:delquidoextraeintracelular.51

Slo existen unos pocos grupos de osmolitos orgnicosque se clasificanen tresgruposprincipales(Grfico5):

Poliolescomoelsorbitol,glicerina,inositoly mioinositol Aminocidosyderivadoscomolataurina, alaninayprolina Metilaminas como las betanas, Nxido de trimetilamina y glicerofosfocolinas

Grfico5: Principalesmolculasqueactancomoosmolitos. Estos osmolitos no alteran el metabolismo celular, incluso en

concentraciones elevadas. Poseen unas propiedades biofsicas y bioqumicas nicas, que permiten a las clulas acumularlos en grandes concentraciones y durante ampliosperiodosdetiempo,sinalterarsuestructuray funciones.

46

A la inversa, los electrolitos y algunas molculas orgnicas como la urea, pueden daar o alterar los procesos metablicos celulares y las estructuras nerviosas, cuando se encuentran en altas concentraciones o en contacto con ellas durante largos periodos de tiempo. 52 Altas concentraciones de electrolitos o electrolitos potentes, pueden originar la precipitacin de macromolculas celulares, incluso pequeos cambios en las concentraciones de iones que alteran el potencial de membrana, que se apareja a las reacciones enzimticas yaltrasportedesolutosatravsdelasmembranas (Grfico6).

Grfico6: Mecanismosorgnicos queregulanlaprdidaoacumulacindeosmolitosenfuncindelagananciaoprdidadesoluto.

52 Horii Y, Tanida M, Shen J, Fujisaki Y, Fuyuki R, Hashimoto K, Niijima A, Nakashima T, Nagai K. Skinapplicationofureacontainingcreamaffectedcutaneousarterialsympatheticnerveactivity,bloodflow,andwaterevaporation.SkinRes Technol.2011;17(1):7581

47

La acumulacin de osmolitos orgnicos est mediada tanto por un mecanismodetrasportequenecesitaenergaexterna,comoporlaregulacin delosprocesosdesntesis/destruccindeosmolitosorgnicos.53,54

La regulacin del volumen por accin de los osmolitos orgnicos es un proceso lento, sobre todo si se compara con la regulacin por electrolitos que pueden transcurrir horas hasta una total normalizacin. Ello es debido a que la acumulacin de osmolitos orgnicos requiere sntesis enzimtica y transcripcin y traslacin de cdigos genticos en los trasportadores de osmolitosorgnicos.

La prdida celular de osmolitos orgnicos se lleva a cabo cuando se hincha laestructuracelularyseorigina endosetapas:

La hinchazn induce en unos segundos un incremento en el flujopasivodeosmolitosorgnicos.55

Se disminuye la sntesis de osmolitos orgnicos, puesto que elhinchamiento celular inhibe la sntesis enzimtica y la transcripcin de los genes que codifican los transportadores de osmolitos orgnicos.

Aunque el primer proceso pueda ser considerado instantneo, el resultado finaleslento debidoalatarda implantacin delasegundaetapa(Grfico7).

Como la transcripcin disminuye, los niveles de mRNA caen y consecuentemente tambin descienden el nmero de protenas funcionales

53 Burg MB, Kwon ED, and Kltz D. Regulation of gene expression by hypertonicity. Annu Rev Physiol, 1997;59:43745554 Chamberlin ME and Strange K. Anisosmotic volume regulation: a comparative view. Am J Physiol Cell Physiol,1989;257:15917355 Junankar PR and Kirk K. Organic osmolyte channels: a comparative view. Cell Physiol Biochem, 2000;10:355360

48

http:pasivodeosmolitosorgnicos.55

duranteun periodoqueoscilaentremuchashorasydas.

El mantenimiento constante del volumen celular en condiciones isotnicas (steady state volume), se logra gracias al balance entre las vas de flujo pasivas y la actividad de la bomba de Na+/K+/ATPasa (mecanismo de pump and leak).56

De este mecanismo depende el cotransporte y acumulacin de protenas, azcares y aminocidos necesarios para las funciones metablicas celulares. Su correcto funcionamiento permite mantener el gradiente electroqumico a travs de la membrana, contrarrestando con la extrusin del Na+ y la presin osmtica ms elevada en el interior celular originada por la concentracin de estososmolitosorgnicos.

La mayora de las clulas de los organismos superiores no se ven expuestas a cambios substanciales en la tonicidad del medio, ya que la osmolaridad del plasmaestreguladaporlafuncinrenal.

No obstante, existen algunas excepciones como las propias clulas de la mdula renal, que se exponen a concentraciones cuatro veces superiores a la osmolaridad del plasma o las clulas sanguneas cuando atraviesan el rin y las clulas de algunos epitelios, como es el caso del intestino y la piel. La osmolaridad intestinal se ve modificada por la del bolo alimenticio y la de la piel,lohacecuandosesumerge ensolucionesacuosashipoohipertnicas.

Tambin los seres vivos recurren a una serie de estrategias complementarias paraevitar laformacindehieloensus tejidos.Segn laley de Raoult la temperatura de congelacin de las soluciones disminuye de

56 Hallows RH, Knauf PA. Principles of cell volume regulation. In Cellular and Molecular Physiology ofCellVolumeRegulation(Kevin Strange,ed),BocaRaton:CRCPress.1995;329

49

http:leak).56

manera proporcional a su concentracin. En consecuencia, las clulas originan un pequeo descensode sutemperatura de congelacin por concentracin de sustancias de bajo peso molecular: azcares solubles (sacarosa y rafinosa), sorbitol, betana, aminocidos (prolina, glicina) y poliaminas.57 Tambin es cierto que llegada a determinada concentracin de osmolitos, se multiplican losproblemasparamantenerlaestanqueidad yfuncionalidadcelular.

Grfico7: HinchadoHdelvolumencelularfrentealtiempoy posteriorrecuperacinRVD encondicionesdehipotonicidadN: normal; H:

hinchamiento;E:encogimiento.

57 Mizuno A, Mitsuiki M, Toba S and Motoki M. Antifreeze Activities of Various Food Components. J. Agric. FoodChem.1997,45(1):1418

50

http:poliaminas.57

DISMINUCIN DEL VOLUMEN CELULAR (RVD)

Al exponerse una clula animal a una hipotonicidad extrema, se hincha debido a la acumulacin de agua en su interior por difusin pasiva de agua proveniente del medio extracelular. La clula para recuperar su volumen inicial, incrementa la permeabilidad celular osmolitos celulares especficos, por activacin de sistemas de transporte que permiten la prdida de estos osmolitos. Esta activacin temporal reduce la osmolaridad intracelular y facilitalasalidadelaguaque acompaaporsolvatacinaestososmolitos.

Mayoritariamente las clulas animales activanlos mecanismos para la RVD con la prdida de KCl, bien por la activacin de los canales independientes de K+ yClobien,porlaactivacindel cotransportadordeK+/Cl.58

AUMENTO DEL VOLUMEN CELULAR (RVI)

Al exponerse una clula animal a una hipertonicidad se origina una prdida de agua que ocasiona una contraccin celular. La recuperacin del volumen celular consiste en la captacin de osmolitos inorgnicos del medio externo. La acumulacin intracelular de sales (principalmente NaCl y KCl) y del agua arrastrada por estos electrolitos, se logra por activacin de los intercambiadores de Na+/H+ y HCO3/Clo por activacin del cotransportador deNa+/K+/2Cl.59

58 Okada Y, Maeno E, Shimizu T, Dezaki K, Wang J, Morishima S. Receptormediated control of regulatory volumedecrease(RVD)andapoptoticvolume decrease(AVD). J.Physiol2001;532,316 59 Hoffmann EK, Dunham PB. Membrane mechanisms and intracelular signalling in cell volume regulation. Int RevCytol.1995;161,173262

51

http:deNa+/K+/2Cl-.59http:cotransportadordeK+/Cl-.58

Grfico8: EncogimientoEyposteriorrecuperacindelvolumencelular RVI que sucedeencondicionesde hipertonicidadN:normal;H:

hinchamiento;E:encogimiento. Se ha demostrado que en algunas clulas se activan los canales de Na+, lo

que supone un mecanismo ms rpido y eficiente que regula el volumen celular, pues es capaz de multiplicar por 45 la capacidad de trasporte de los sistemas de transporte activos. No obstante, an no se han podido identificar claramente.

DISMINUCIN TRAS AUMENTO DEL VOLUMEN CELULAR (RVI POSTRVD)

La mayora de las clulas animales despus de un hinchamiento son capaces de activar la RVD para evitar su destruccin por estallido, sin embargo, muchas clulas cuando se encuentran en condiciones hipertnicas son incapaces de desencadenarlaRVI.

52

Grfico9: Cambiodehipotonicidad aisotonicidadoriginaunaactivacin de mecanismos decaptacindeosmolitoscelulares enun procesodenominado

postRVD RVI.N,normal;H, hinchamiento; E,encogimiento. Estas mismas clulas, cuando se someten a un a estrs hipotnico y

recuperan parte de su volumen por activacin de RVD, si en ese mismo momento se someten a un entorno isotnico, se encogen hasta conseguir un volumen inferior al que alcanzaran despus de ser sometidos a un choque hipertnico y se hubiera activado la RVI. (Grficos 8 y 9) Se desconoce la razn por la que en muchas clulas la RVI slo sucede en el paso de hipotonicidad a isotonicidad y no de isotonicidad a hipertonicidad. Este proceso es denominadoRVIpostRVD.60

60 McCartyNA,O'NeilRG.Calciumsignalingincellvolumeregulation.PhysiolRev.1992;72,10371061

53

http:denominadoRVIpost-RVD.60

Consecuentemente, la regulacin del volumen celular de realiza en dos etapas:

Adaptacin rpida segundos o minutos por sistemas de trasporte localizados en la membrana que implican la prdidaogananciadeionesNa,K yCl

Un mecanismo de adaptacin lenta horas o das a travs de osmolitos orgnicos, que a diferencia de los osmolitos inorgnicos, llegan a alcanzar una concentraciones muy altas 10100mM sin modificar ni la estructura celular ni sus funciones.61

Este segundo mecanismo es imprescindible para la homeostasis celular por regulacin a nivel transcripcional de los genes implicados en la sntesis/degradacin de estos osmolitos orgnicos o bien de sus transportadores(principalmentede cotransporteconNa+).

NECROSIS Y APOPTOSIS POR DE VOLUMEN CELULAR

Una propiedad fundamental de las clulas animales que es la capacidad de regular su volumen celular propio y la desregularizacin entre la osmolaridad intra y extracelular, se puede traducir en una alteracin del volumen de la clula.

La pregunta subsecuentees: son capaces las clulas de soportar unmedio extremohipotnicoohipertnicosinperder suviabilidad?.

61 Waldegger S, Steuer S, Risler T, Heidland A, Capasso G, Massry S, Lang F. Mechanisms and clinicalsignificanceofcellvolumeregulation.Nephrol.Dial.Transplant.1998;13:867874

54

http:funciones.61

Larespuestaesclara:no!.

Encondicionesextremasseproduce un proceso de destruccin celular por distintosmecanismos queimpidensuviabilidad.

Que una clula de mamfero letalmente lesionada, sufra necrosis o apoptosis puede determinarse estudiando la activacin temprana de canales inicosespecficosenlasuperficiecelular.

La muerte celular por apoptosis requiere la salida de K+ y Cl, que conduce a la contraccin celular, un fenmeno activo que se denomina disminucin de volumenapopttico(AVD).

Contrariamente, para la necrosis se ha demostrado que se requiere la entrada de Na+ a travs de los transportadores de membrana y canales de cationes.

Estos canales presentes en todas las clulas se mantienen latentes en las clulas viables, pero se activan tras la exposicin a radicales libres. La subsiguiente entrada de Na+ provoca el hinchamiento celular y una respuesta activaquesedenominaaumento devolumennecrtico(NVI).62

AUMENTO NECRTICO (NVINECROTIC VOLUME INCREASE)

En un principio el mecanismo por el que se produce la RVD parece simple, con expulsin de KCl y recuperacin del volumen normal. Sin embargo, presenta un complejo nmero de mecanismos moleculares caractersticos en

62 Barros LF, Hermosilla T, Castro J. Necrotic volume increase and the early physiology of necrosis. Comp BiochemPhysiolAMolIntegrPhysiol.2001;130(3):4019

55

http:devolumennecrtico(NVI).62

lasdistintasclulas.63

Las clulas son capaces de detectar pequeas variaciones de volumen, incluso inferiores al 3% y se han propuesto dos mecanismos esenciales como respuesta a la deteccin de este aumento en el volumen, cambios celulares mecnicos yalteracionesbioqumicascitoplasmticas.

En este sentido se proponen como mecanismos para detectar cambios en el volumencelularlossiguientes:

canalesmecanosensibles protenas de membrana, citoslicas o del citoesqueleto, que se alteranfrenteaestoscambiosinducidosporelhinchamiento.

La relacin entre todas las seales de activacin durante la RVD hace muy difcil identificar el hito inicial responsable de desencadenamiento de la regulacin del volumen. Las clulas presentan un amplio abanico de sensores delvolumenqueresponderanen funcindelamagnitud y lanaturalezadela perturbacin delvolumen.64

Sinembargo,seconocequecuandolasclulassonhinchadaspor unmedio hipotnico, para defenderse hay expulsin de iones y salida de osmolitos, principalmente sorbitol, inositol y taurina. Este es el principal hito que se fija

comoactivadordelmecanismoRVD65.

63 Jakab M, Furst J, Gschwentner M, Botta G, Garavaglia ML, Bazzini C, Rodighiero S, Meyer G, Eichmueller S, Woll E, Chwatal S, Ritter M, Paulmichl M. Mechanisms sensing and modulating signals arising from cell swelling.CellPhysiol Biochem.2002;12:23525864 MacLeod RJ. How an epithelial cell swells is a determinant of the signaling pathways that activate RVD. InCellularand MolecularPhysiology of CellVolumeRegulation (KevinStrange,ed).1994;pp. 191200 65 Wright A, Rees S. Cardiac cell volume: crystal clear or murky waters? A comparison with other cell types.PharmacolTher.1998;80:89121

56

http:delvolumen.64http:lasdistintasclulas.63

Existe consecuentemente eflujo de KCl por activacin paralela de los

canales de K+ y Cl y a la par, se produce un aumento significativo en la

concentracin de Ca2+ en el citosol, activndose los canales potasio

dependientesdelaconductanciadelCa2+.

El NVI conlleva un aumento del volumen celular, pero en este caso el mecanismo que lo desencadena es un dao accidental en la clula, especies reactivas de oxgeno u otros fenmenos inducen el flujo de iones de Na+ al interior celular y la liberacin de ATP hacia el exterior, as como una disminucin patolgica de ATP por una sobrecarga de trabajo de la bomba de Na+. Todo ello origina una prdida de integridad de la membrana plasmtica, seguidapor liberacin deenzimas ydegradacininespecficadelDNA. 66

Tambin se ha demostrado que la activacin de un canal catinico no selectivo y sensible a Ca2+ por el radical hidroxilo est involucrado en la muertepor necrosis. Aunqueeste canalestambinpermeableaNa+,K+,Rb+ y Cs+ e impermeable a Ca2+, su actividad depende de la concentracin intracelular deCa2+.67

Como se ha descrito la necrosis se activa como consecuencia de un dao celular severo y no es controlada transcripcionalmente. Sin embargo, evidencias recientes sugieren que la necrosis tambin podra ser un tipo de muerte programada que participa de caractersticas bioqumicas clsicas de la

66 Taimor G, Lorenz H, Schlu ter B. H, Piper H. M. Induction of necrosis but not apoptosis after anoxia and reoxygenation in isolatedadult cardiomyocytesofrat.CardiovascRes.1999;41:147156 67 Simon F, Varela D, Eguiguren AL, Daz LF, Sala F, Stutzin A. Hydroxyl radical activation of a Ca(2+)sensitive nonselective cation channel involved in epithelial cell necrosis. Am J Physiol Cell Physiol. 2004; 287(4):C96370

57

http:deCa2+.67

apoptosis. En neuronas y clulas gliales expuestas a estrs hiposmtico se observamuertepornecrosis,documentada morfolgicamente,con activacin temprana de Caspasa3, sugiriendo su participacin en la muerte por necrosis.68

DISMINUCIN APOPTTICA (AVDAPOPTOTIC VOLUME DECREASE)

Contrariamente a la muerte celular necrtica (NVI), el encogimiento celular es la caracterstica de la apoptosis por AVD despus de estar sometida una clulaaunprocesohiperosmtico.

El principal mecanismo de defensa en AVD se lleva a cabo por los intercambiadores de Na+/H+ (NHE: NaHExchangers) que son muy comunes enlasclulasanimales.

En los mamferos los NHEs pertenecen a la familia de receptores SLC9A y se han caracterizado al menos 10 tipos que pertenecen al grupo de trasportadores denominados de cationes monovalentes, de los que los tipos 2 y3selocalizanespecialmenteenclulasepiteliales.

Su actividad reside principalmente en la regulacin de la homeostasis y el volumen celular, el control del pH de la superficie celular y el trasporte de iones. 69 En consecuencia son vitales para las funciones celulares como la migracin,trficodevesculas, crecimiento,proliferacin ymuertecelular.La supervivencia celular tiene una especial dependencia de los NHEs y su ausencia o alteracin se enlaza a mltiples patologas como cncer, diabetes,

68 Niquet J, Allen S, Baldwin R, Wasterlain C. Evidence of caspase3 activation in hyposmotic stressinducednecrosis.NeuroscLett.2004;356:22522769 Alexander RT, Grinstein S. Na+/H+ exchangers and the regulation of volume. Acta Physiol 187: 159 167,2006

58

http:necrosis.68

hipertensin yepilepsia,entreotras.

Los NHE1 son activados por el encogimiento celular (RVI) y son inhibidos por el hinchamiento celular70 , lo que constituye un mecanismo de regulacin volumtricadelahomeostasis.

La apoptosis puede producirse como respuesta a diversos estmulos tanto fisiolgicos como patolgicos. Una caracterstica importante de la muerte celularprogramadaeslacontraccindelasclulasnormotnicas.

Con estos mecanismos, la apoptosis por encogimiento celular se lleva a cabo endosfases:

Antes de producirse la fragmentacin celular ode que se formen los cuerposapoptticos

Laasociadaalafragmentacin celularpropiamentedicha.

La primera etapa se denomina disminucin de volumen apopttico (AVD) y se produce bajo condiciones normotnicas sin induccin (o por invalidacin)

del mecanismo de RVI, probablemente por activacin de los canales K+ y/o Cl

71.

La induccin de la disminucin de volumen de apoptosis (AVD) se ha demostrado que es precedida la liberacin de citocromo C, a la activacin de la caspasa3y alafragmentacin de ADN.

70 Elsing C, Gosch I, Hennings JC, Hubner CA, Herrmann T. Mechanisms of hypotonic inhibition of the sodium, proton exchanger type 1 (NHE1) in a biliary epithelial cell line (MzCha1). Acta Physiol. 2007; 190:199208 71 Okada Y,MaenoE. Apoptosis, cellvolume regulation and volumeregulatory Chloridechannels.CompBiochemPhysiolAMolIntegrPhysiol.2001;130(3):377383

59

Asimismo, la induccin AVD normotnica va pareja a la disminucin del volumen regulatorio (RVD), que se alcanza por el funcionamiento en paralelo decanales deCl ydeK+,encondicioneshipotnicas.

La estimulacin de los receptores tumorales como TNF y Fas, induce la AVD en multitud de tipos de celulares, por lo que deben ser considerados como losefectoresdelaapoptosis.

En las clulas en AVD, siempre se observa el mecanismo de RVD, aunque tanto la induccin del mecanismo de AVD como la implantacin del RVD, al igual que la misma apoptosis, pueden ser suprimidos por un tratamiento previocon bloqueadoresdeloscanalesde K+ oCl.

Este hecho sugiere que la AVD es causada por la activacin en condiciones normotnicas de los canales de iones que participan normalmente en la RVD en condiciones hipotnicas. Por lo tanto, es probable que los receptores G involucrados en la regulacin de la RVD y la activacin de receptores apoptticos AVD, puedan compartir seales y mecanismos quedeben dar pistaspara lasupervivenciadelas clulasanimales.

En el Grfico 10 se muestra el esquema del mecanismo inico para RVD y RVI bajo condiciones fisiolgicas como tambin para AVD y NVI bajo condiciones fisiopatolgicas. La condicin balanceada es descrita en el centro delmismo.TresdiferentesmecanismosparaRVIyRVDsondescritosarribaa la izquierda y arriba a la derecha, respectivamente. Los mecanismos de induccin del AVD y NVI estn abajo a la izquierda y abajo a la derecha respectivamente. Muerte por apoptosis y necrosis podran ser gatilladas por

60

persistente recogimiento o hinchamiento celular, como se describe a la izquierday a laderechadelasclulasrespectivamente.

Grfico10:Esquemadel mecanismoinicoparaRVD y RVI bajo condicionesfisiolgicas yfisiopatolgicas.

TCNICAS DE EXAMEN NO INVASIVAS

En la actualidad tenemos numerosos instrumentos que pueden revelar los misterios de la piel, tanto sana como enferma, y todo ello sin tocar la superficie. Untriunfo delacreatividaddela bioingeniera.

61

Por otra parte, a diferencia de los tradicionales estudios histolgicos que proporcionan una imagen esttica en un punto en el tiempo, destrozando la zona cutnea para su posterior estudio, las tcnicas de bioingeniera presentan una imagen en movimiento de eventos secuenciales en tiempo real, que permiten al investigador apreciar la evolucin del estado cutneo sin alterar suhomeostasis.

Las caractersticas biofsicas de la piel humana in vivo constituyen un importante indicador de una buena condicin cutnea. Los Medios de Exploracin No Invasivos (MENI) empleados habitualmente para este tipo de evaluacin, permiten obtener una medida directa de las caractersticas biofsicasdelrganoy cuantificarla idoneidad delascondicionescutnea.

Losprocedimientosnoinvasivosnoinvolucran dispositivosque rompenla piel o que penetran fsicamente en el cuerpo. As, el desarrollo de las tcnicas de diagnstico in vivo, no invasivas, han significado un importante avance para facilitar el diagnstico diferencial de la piel y sus tratamientos dermatolgicos.

La epidermis se renueva permanentemente por descamacin invisible. La eliminacin de las clulas del estrato crneo se realiza de forma natural principalmente por rozamiento, excepto en los pliegues y cuero cabelludo, donde las maniobras del aseo personal son muy necesarias para su renovacin,puestoqueelndice defriccin es menosintenso(Grfico11).

La emulsin epicutnea hace que el estrato crneo sea flexible. Esta emulsin se forma por el agua de la perspiracin insensible, las sustancias grasas del sebo, el colesterol y los aminocidos provenientes de la regeneracin epidrmica, as como pequeas cantidades de urea y electrolitos

62

provenientes del sudor ecrino. Estacapa confiereun carctercido estable al revestimiento cutneo y juega un papel muy importante en la funcionalidad de labarreracutneayensucontenidoenmicroorganismos.72

Grfico11:Cicloderegeneracincutnea.Muertecelulardurantela

descamacin. Una abrasin qumica (Peeling) consistente en disgregar/eliminar los

corneocitossuperficiales con el objetivo de alisar, suavizar y renovar las capasepidrmicas superficiales, ofreciendo una piel renovada y un aspecto msjuvenil.

72 Carbajo JM. Limpieza cosmtica e higiene. En Atencin Farmacutica en Dermofarmacia: Mdulo I,Plan Nacionalde Formacin Continuada. Consejo General deColegiosOficialesde Farmacuticos. BGAAsesores.Madrid2008,Pgs.159200

63

Cosmticamente se conoce por peeling la operacin de eliminar las capas ms superficiales del estrato crneo epidrmico, ejerciendo una exfoliacin queestimularlaneoformacinaceleradadeunnuevoestratocrneo.

Elprocedimientopuederealizarsededosformas:

Fsicamente: o Scrub: a travs de partculas abrasivas incorporadas a un vehculocosmtico.

o Mediante dispositivos mecnicos, radiaciones electromagnticas o cualquier agente fsico que elimine la capasuperficialdelapiel

Qumicamente: o Peeling abrasivo: con el empleo de molculas destructoras de lasuniones intercorneales

o Peeling enzimtico: con el empleo de molculas que alteren o inhiban la posibilidad de formarse las uniones intercorneales

o Peeling salino: con el empleo de preparados dermatolgicos hiperosmticos, como los elaborados con sales del mar Muerto o La Capuchina del balneario de Lanjarn, que desnaturalizan las protenas epidrmicas de las uniones entre los corneocitos y cuestionan la viabilidad celular favoreciendo laapoptosis.

Losabrasivosactansobrelasuniones intercorneales.Existen cuatrotipos deunionesentrelasclulasdelestratocrneo:

64

Intercelulares: a travs de estructuras desmosomas, gaps, adherens yoccludents Enlacescovalentesintercorneales Enlacesinicosintercorneales Atravsdelcementointercorneal ysuselementosfuncionales.

Todos estos elementos cohesionan el estrato crneo de la epidermis y su modificacin conllevarsudesprendimiento yposteriorsustitucin.

Caso de confirmarse, ambos fenmenos proporcionarn un epitelio renovado con una funcin barrera mejor desarrollada, ms elstico y plstico quefavorecernla redensificacin deladermis,yas:

La Tewametra confirmar a travs del aumento de la prdida transepidrmica de agua que hemos afinado el estrato crneo yqueconsecuentemente hemosrealizadoun peelingsalino.

La pHmetra orientar si el fenmeno se debe a un cambio paulatino de pH o es consecuencia directa de un fenmeno apopttico.

La sebumetra relacionar la influencia de las sales sobre la cantidad de sebo generado o la facilidad para ser evacuado, al disminuirse el grosor cutneo debido al efecto del peeling salino. Asimismo descartar que los efectos originados sean debidos a el aumento de sebo originado por la colocacin de unaemulsinsobrelapiel.

65

La cutometra puede dar informacin del estado de renovacin celular, que tendr una relacin directa con el turnover celular y consecuentemente, con las clulas cutneas que realizan apoptosis. Determinaremos la turgencia, elasticidad, viscoelasticidad y fatiga cutnea, que afectanprincipalmente deepidermis.

La Reviscometra proporcionar una idea clara de cmo las sales pueden tener influencia en dermis a travs de su redensificacin o no, y si las sales de La Capuchina son capaces de atravesar un estrato crneo ms fino e influir sobrelosfibroblastosdrmicos.

66

2.Objetivos

El presente estudio se dise al objeto de esclarecer el comportamiento cutneo tras la aplicacin continuada durante tres meses de dos preparados dermatolgicos osmticos del Balneario de Lanjarn: la Emulsin Hidratante y la Mscara Facial, ambos elaborados con sedimentos salinos del manantial de Capuchina. El primero de ellos con caractersticas isotnicas y el segundo conpropiedadesmuyhipertnicasparalapiel.

Las respuestas biolgicas se registrarn a travs de cinco tcnicas no invasivas: Cutometra, Sebumetra, pHmetra, Reviscometra y Tewametra (TEWL).

Se trata pues de valorar indirectamente si las sales del manantial de La Capuchina afectan a la viabilidad celular cutnea, influyendo en la smosis celular en su caso, regulando la humectacin de los queratinocitos basales a travs de un cosmtico isotnico y favoreciendo la renovacin celular a travs deunmediohipertnico.

67

Para el presente trabajo se estudi el comportamiento de dos preparados tpicosabasedesalesdelmanantial La Capuchinadel Balneario de Lanjarn, que fueron aplicados durante tres meses en 38 voluntarios humanos, sobre los que se determinaron algunas constantes fsicas cutneas mediante medios de exploracin noinvasivos (MENI), antes,duranteyalfinalizar eltratamiento.

POBLACIN MUESTRAL

Se emplean dos grupos de voluntarios, uno previo para valorar la inocuidad de los preparados dermatolgicos, ramdomizado, en donde se incluyen pacientes de ambos sexos, distintos fototipos y edades diversas, y el segundo, para la determinacin de la eficacia, adecuado a las necesidades para las que sedesignan lospreparadosdermatolgicos.

Para el estudio previo de inocuidad, Patch Test e InUse test, se estableci elsiguiente protocolodereclutamientodevoluntarios:

1 Seleccindevoluntarios

Cadavoluntariofirmunconsentimientoinformadoparalarealizacindel Patch Test.Se incluyeron en esteestudio a 35voluntarios humanos de ambos sexos entre 18 y 63 aos (edad media sobre 34 voluntarios: 27,4 10,2; fototipos IIIIIIV), con buen estado de salud y libre de alteraciones cutneas. La seleccin se hizo segn los criterios de inclusin y exclusin que se describen a continuacin. Un voluntario abandon el estudio por razones no sanitarias.

2 Criteriosdeinclusin

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Raza:caucsica. Edad:entre18a65 aos. Estadodesalud:ausenciadeenfermedadantesdelestudio. Conocimientodelidiomaespaol. Fcilmente contactable. Todoslostiposdepiel

3 Criteriosdeexclusin Voluntarios que no cumplen los criterios de inclusin del punto anterior.

Embarazadasymadreslactantes. Voluntarios afectados por enfermedades de piel temporales o crnicas.

Voluntarios con intolerancia a medicamentos, productos cosmticos,etc.

4 Criteriosdeeliminacin

Cualquiera de las razones siguientes se considera causa suficiente para interrumpirlaparticipacindelvoluntarioen elestudio:

Faltadecomunicacindelvoluntarioporcualquierrazn Opcinlibreporpartedelvoluntario Razones mdicas que no tienen relacin con el test: operaciones, enfermedades,etc.

Reacciones irritantes o alrgicas debidas al preparado dermatolgicoprobado

Restricciones: durante la realizacin del test y las tres semanas

69

anteriores de la prueba, los voluntarios no deben usar ningn otro productoenlasreas atestar.

Los datos para la determinacin de la eficacia de los preparados a travs de MENI, fueron obtenidos en otros voluntarios humanos (n=38) de sexo femenino, con edades comprendidas entre los 32 y 58 aos (41,45,9), sin ninguna patologa o antecedentes cutneos relevantes. Los contenidos del protocolo experimental fueron comunicados y explicados con antelacin a cada uno de los voluntarios, que expresaron su consentimiento escrito a la ejecucindelmismo.

1 Seleccindevoluntarios

Se escogi para la experiencia con medios de exploracin noinvasivos a 38 voluntarias, con buen estado de salud y libre de alteraciones cutneas, porque las mujeres estn ms habituadas al empleo de cosmticos sobre el rostro. Entendimos que permitir la entrada a hombres supondra un mayor caso de abandonos, y como cada paciente es su propio patrn, consideramos este aspectomstrascendentequeescogervoluntariosdeambossexos.

Preferimos escoger adems pieles maduras pero no envejecidas, pues suponamos, como despus se produjo, una mayor respuesta a la aplicacin de los cosmticos. En principio la capacidad de alteracin de las constantes mecnicas cutneas en las pieles jvenes parecen a priori insignificantes respecto a su alto valor absoluto, ya que poseen pieles muy turgentes y elsticas y la aplicacin de un preparado dermatolgico pareca tener poca trascendenciaparaser apreciada.

70

De otra parte y justo por lo contrario, tampoco escogimos a mujeres con pielesmuymaduras,puesdeigual formaponderamosquelaescasaturgencia y elasticidad de las pieles envejecidas, no deban verse muy afectadas/mejoradas porlaaplicacindeun preparado dermatolgico.

As, la seleccin de voluntarios panelistas se hizo segn los criterios de inclusin y exclusin que se describen a continuacin. Ninguna voluntaria abandonelestudio.

2 Criteriosdeinclusin

Raza:caucsica. Edad:entre30a60 aos. Estadodesalud:ausenciadeenfermedadantesdelestudio. Conocimientodelidiomaespaol. Fcilmente contactable. Todoslostiposdepiel

3 Criteriosdeexclusin Voluntarios que no cumplen los criterios de inclusin del punto anterior.

Embarazadasymadreslactantes. Voluntarios afectados por enfermedades de piel temporales o crnicas.

Voluntarios con intolerancia a medicamentos, productos cosmticos,etc.

4 Criteriosdeeliminacin

71

Cualquiera de las razones siguientes se considera causa suficiente para interrumpirlaparticipacindelvoluntarioen elestudio:

Faltadecomunicacindelvoluntarioporcualquierrazn Opcinlibreporpartedelvoluntario Razones mdicas que no tienen relacin con el test: operaciones, enfermedades,etc.

Reacciones irritantes o alrgicas debidas al preparado dermatolgicoprobado

Restricciones: durante la realizacin del test y las tres semanas anteriores de la prueba, los voluntarios no deben usar ningn otro productoenlasreas atestar.

LAS SALES DE LA CAPUCHINA

Las aguas termales de del Balneario de LanjarnCapuchina, de fuerte mineralizacin, generan un barro salino por sedimentacin y evaporacin de CO2.

Se extraen de una pequea mina abovedada de unos 2 metros de profundidad interior po

evaluación de los cambios en la piel tras la aplicación de

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