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Molecole simili e amiche della pelle
Una approfondita conoscenza della struttura biochimica della chitina mostra
la sua somiglianza con la cellulosa e con l'acido ialuronico e apre
interessanti prospettive
del Dott. Pierfrancesco Morganti Docente di Farmacologia Cutanea Universitą
di Napol, Pavia e Shenyang (Cina) È interessante sottolineare come tre sostanze naturali: l'acido
ialuronico, presente nell'organismo umano, la chitina, componente delle chele dei crostacei, e la cellulosa, materiale fondamentale delle piante, sembrino essere derivate da un unico batterio primordiale. Tale batterio si sarebbe evoluto in modo diverso dando luogo rispettivamente alla formazione di mammiferi, artropodi e piante. La base molecolare dei tre polimeri è infatti perfettamente sovrapponibile, mentre variano le diverse catene laterali
(Fig. 1).
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Fig.1 La chitina, la cellulosa e l'acido ialuronico hanno la stessa base molecolare |
La chitina, a similitudine dell'acido ialuronico è un polimero della
acetilglucosammina, derivato del glucosio, prodotto zuccherino contenuto nelle chele dei crostacei, oltre che nella struttura dei funghi.
L'acetilglucosamina è polimerizzata rispettivamente con l'acido
glucuronico, nell'acido ialuronico e con la glucosamina nella chitina. Da questo polimero, naturale ed
edibile, molto presente nel mercato delle materie prime e come scarto di altre lavorazioni, ora si estrae la parte anche cristallina più pura rappresentata dalle
nanofibrille. |
| Nano, per la loro dimensione nanometrica (240 x 5 x 7 nm), fibrille, per il loro aspetto cristallino a forma di ago. La chitina, con una conformazione spaziale simile a una spirale ed è in grado di legare molte molecole di acqua comportandosi come una spugna
(Fig. 2). Nei granchi la struttura
policristallina rivestita da una guaina proteica è disposta in più strati sovrapposti , legati tra di loro con carbonato di calcio e di magnesio. Industrialmente, eliminati i carbonati, si ottiene una polvere di color giallino dalla quale, per ulteriore raffinazione, si ricavano questi
nanocristalli eco e biocompatibili, della dimensione media di circa 240
nanometri (nm), pari cioè alla quarta parte di un microbo che è circa 1000
nm. |
Fig. 2 La chitina adsorbe molte molecole di acqua comportandosi come una spugna. |
Per comparazione, bisogna ricordare che il capello umano ha lo spessore di 100.000
nm. Quale l'uso attuale della chitina? Una parte viene trasformata in un derivato
idrosolubile denominato chiosano, utilizzato per diversi scopi, quale a esempio la trasformazione in
biofilm di rivestimento per materiali di uso alimentare. Un'altra parte viene utilizzata per produrre glucosammina utile in campo farmaceutico. Infine, le
nanofibrille, prodotte su scala industriale da pochi mesi, sono utilizzate nel settore della
dermocosmesi sia come veicolo in grado di accelerare la penetrazione transcutanea delle emulsioni, che come principio attivo tal quale o legato ad altre molecole d'uso corrente. Come svolgono la loro attività? Intrappolando tra le loro spirali molecole quali, a esempio, la
melatonina, la luteina o la vitamina C. Queste nanofibrille hanno inoltre dimostrato di possedere proprietà biologiche molto interessanti. Sono in grado, a esempio, di accelerare il processo di cicatrizzazione delle ferite, perché utilizzate come materiale
energeticocostruttivo da importanti componenti cellulari della pelle, quali i cheratinociti e i
fibroblasti. Di qui la formulazione di gel e di creme ad attività
cicatrizzanteriparativa. La capacità d'intrappolare molecole nella loro struttura, per esempio, la
luteina, un carotenoide ad attività antiossidante e fotoprotettiva, o l'ectoina, nota per la sua efficacia
immunomodulante, o tramite legami ionici la melatonina, antiossidante a largo spettro ne favorisce la protezione dagli attacchi da parte dell'ossigeno che tenderebbe ad ossidarle, facilitandone anche la penetrazione attraverso la pelle, in modo da esaltarne l'efficacia. Così le nanofibrille si trasformano da inutile e ingombrante scarto industriale, a sostanza attiva in grado di migliorare lo stato e il benessere della nostra cute. Diversi lavori di ricerca, apparsi nella recente letteratura scientifica, hanno dimostrato come questi
poliglucosidi, applicati sulla pelle a mezzo di emulsioni ben strutturate e a contatto con gli enzimi dello strato corneo, vengano ridotti nelle loro dimensioni a dimeri o tetrametri. Questi nuovi derivati stimolerebbero la formazione di micropori cutanei, che attraversati, a esempio, dalla luteina complessata le permettono di venire a contatto con le membrane cellulari per normalizzare i processi di
ossidoriduzione, diminuendo così l'eccessiva presenza di radicali liberi, mentre il
dimero, idrolizzato a glucosammina e acetilglucosammina, sarebbe utilizzato tal quale o trasformato in glucosio come fonte di energia. Naturalmente, l'azione finale svolta dal prodotto cosmetico dipenderà anche dal tipo di emulsione realizzata
(micellare o lamellare, micro o nano, che influenzerà il diverso grado di penetrabilità transcutanea del prodotto e il tempo di rilascio) e dai principi attivi selezionati e legati alle nanofibrille .
Brevetto italiano per la produzione di chitina
In un periodo di crisi finanziaria è bene ricordare come la produzione e l'utilizzo cosmetico,
biomedico e tessile di nanocristalli di chitina siano legati a brevetti internazionali italiani da cui potranno scaturire produzioni innovative e
jointventure internazionali di grande valore economico e sociale. Le nanofibrille di chitina hanno infatti dimostrato di svolgere anche un'interessante attività utile per evitare la formazione di cicatrici ipertrofiche o a carattere
cheloideo. Altro interessante dato è il loro uso nella filatura di fibre adatte per la produzione di tessuti
bioattivi. Sembra possibile, infatti, utilizzare questi nanocristalli non soltanto per rendere più resistenti all'usura alcuni tessuti, ma anche per caricarli con molecole attive quali la
luteina. Quest'ultima svolge un'interessante attività antiradicali liberi oltre che
fotoprotettiva nei confronti soprattutto degli UVA e della luce bleu, lunghezze d'onda coinvolte nell'invecchiamento della pelle. Si potrà così realizzare un tessuto
bioattivo antiaging. Inoltre, legando le nanofibrille a molecole di argento
nanostrutturato, si possono realizzare tessuti o
nontessuti in grado di svolgere un'attività antisettica. In conclusione, uno scarto industriale, ingombrante per la grande quantità presente in determinati siti internazionali, potrà essere totalmente trasformato in prodotti utili quali farmaci, cosmetici e tessuti
bioattivi o film di rivestimento per alimenti. Un esempio della necessità di investire di più nella ricerca per migliorare la qualità della nostra vita anche tramite il ricorso non solo a nuovi e costosi ingredienti sintetizzati dall'uomo, ma riutilizzando materie prime innovative già presenti nell'ambiente e ricavabili da altre lavorazioni. Le nanofibrille di chitina per il loro basso costo, per la dimensione
nanometrica, per l'impatto positivo sull'ambiente e per la loro dimostrata efficacia, rappresentano sicuramente un nuovo e interessante prodotto tecnologico multifunzionale e completamente innovativo i cui ulteriori usi, in parte in dirittura di lancio, sono ancora tutti da scoprire.
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