Pelle ed esposoma. L'esposizione a radiazioni, inquinamento e alimentazione

Pelle ed esposoma. L'esposizione a radiazioni, inquinamento e alimentazione

Il concetto di “esposoma”, definito nel 2005 dall’epidemiologo Christopher Wild, indica la globalità dell’esposizione ambientale a partire dalle origini della vita. Numerose evidenze scientifiche dimostrano infatti che la variabilità genetica non può da sola spiegare la variabilità del rischio di sviluppare malattie croniche; l’esposizione ambientale e la sua interazione con i fattori genetici svolge evidentemente un ruolo importante in tale ambito. Tuttavia, l’attuale conoscenza dei fattori ambientali che possono contribuire allo sviluppo di malattie come, ad esempio, asma, allergie, obesità e diabete, è limitata. Probabilmente i principali fattori di rischio ambientali non sono ancora noti o gli effetti sulla salute sono sottostimati o, ancora, le esposizioni che hanno maggiore impatto sulla salute agiscono in sinergia con altri fattori biologici o comportamentali. 

Attualmente non esiste una definizione unica di esposoma, vista la vastità di stimoli alla quale il corpo umano può essere esposto, includendo fattori interni (come il metabolismo o gli ormoni), fattori esterni specifici (quali le radiazioni o i contaminanti chimici) e fattori esterni generali (come influenze sociali, economiche e psicologiche). Sono generalmente inclusi sia aspetti ambientali sia aspetti legati allo stile di vita, quali l’alimentazione o l’abitudine al fumo, importanti poiché aggravano la predisposizione genetica.

Lo studio dell’esposoma si prospetta come una grande sfida per la ricerca, data la complessità delle misurazioni da effettuare che richiedono metodi e tecniche molto diverse tra loro. Ciò ha spinto gli studiosi a cercare di concentrarsi sugli esposomi dei singoli organi: la pelle, a causa della sua estensione e dalla sua funzione di “barriera” in contatto diretto con l’ambiente circostante, è particolarmente esposta ai diversi stimoli. In un modello semplificato che si sofferma solo sulla pelle sana, l’esposoma prende in considerazione i fattori che incidono sull’invecchiamento cutaneo.

L’insieme di elementi che costituiscono l’esposoma della pelle è stato definito in convegni scientifici che hanno coinvolto esperti di medicina dell’ambiente e di biologia della pelle. Questi elementi includono la radiazione solare, l’inquinamento, il fumo, l’alimentazione, la temperatura, la mancanza di sonno, lo stress e l’utilizzo di prodotti cosmetici.
 


A.    La radiazione solare

L’idea che l’invecchiamento cutaneo sia collegato alla radiazione solare risale alla seconda metà del XX secolo ed è stata confermata recentemente da studi epidemiologici condotti su popolazioni di diverse etnie.

La luce solare può essere scomposta in base alla lunghezza d’onda delle radiazioni che la compongono: lunghezze d’onda più basse corrispondono a radiazioni a più alta energia. In particolare, è possibile distinguere la radiazione ultravioletta (200 – 400 nm, a sua volta divisibile in UVA, UVB e UVC), quella visibile (400 – 740 nm) e quella infrarossa (740 nm – 1 mm) e ciascuna può penetrare in maniera diversa nei tre strati che compongono la pelle.


Radiazioni con lunghezza d’onda diversa penetrano nella pelle a diversa profondità. Mentre la radiazione UV raggiunge solo il derma (fatta eccezione per la porzione UVC che è schermata dallo strato di ozono), luce visibile e IR riescono a raggiungere anche l’ipoderma.

Il ruolo della radiazione UV è quello meglio definito: il foto-invecchiamento (cioè l’invecchiamento indotto dalla luce) coinvolge tutti e tre gli strati della pelle ed è molto influenzato dai sistemi di protezione endogeni della pelle, come la pigmentazione, i sistemi di riparazione del DNA e le difese antiossidanti. I meccanismi responsabili dell’invecchiamento cutaneo sono molteplici ma il principale “colpevole” è l’esposizione ripetuta a dosi basse di radiazione. Rispetto a questo fattore di rischio, l’utilizzo quotidiano della protezione solare è una buona strategia di protezione.

La radiazione IR era inizialmente ritenuta responsabile solo della sensazione di calore ma si è scoperto che induce la produzione di enzimi che degradano la matrice e provocano la diminuzione della produzione di collagene con conseguenze negative per l’elasticità della pelle.

Sia la radiazione UV, sia quella IR inducono l’espressione delle Proteine da Shock Termico (Heat Shock Proteins, HSP), la cui produzione aumenta in risposta a diverse forme di stress, quali appunto quello termico. Negli ultimi anni è stato osservato come le HSP giochino un ruolo importante nell’invecchiamento: la loro espressione diminuisce col tempo, rendendo le cellule più vulnerabili agli attacchi ambientali.

La luce visibile è in grado di modificare la composizione dello strato corneo e modulare la pigmentazione, con effetti che variano con la concentrazione e che non sono ancora del tutto chiari.


B.    L’inquinamento dell’aria

Diversi studi mostrano una relazione tra l’inquinamento e segni collegati all’invecchiamento cutaneo come la formazione di macchie e di rughe.

L’inquinamento è una contaminazione dell’ambiente interno o esterno indotto da qualsiasi agente chimico, fisico o biologico. L’inquinamento dell’aria è dovuto principalmente a due tipi di inquinanti primari, il particolato fine e i composti organici volatili. Le interazioni tra inquinanti primari, calore e radiazione UV portano alla formazione di inquinanti secondari quale per esempio l’ozono, che negli strati alti dell’atmosfera funge da schermo per la radiazione solare ma negli strati bassi è pericoloso perché tossico.

Esempi di inquinanti atmosferici e rispettive sorgenti principali
 
Inquinante Sorgenti principali
Metalli pesanti Stabilimenti industriali e lavorazione dei metalli
Particolato Fuliggine, gas di scarico, stabilimenti industriali
Ossidi di azoto Gas di scarico
Ossido di zolfo Stabilimenti industriali
Ozono (strati bassi dell’atmosfera) Interazione tra inquinanti primari, radiazione solare e calore

Studi epidemiologici hanno permesso di individuare una relazione tra l’invecchiamento cutaneo e inquinamento. L’esposizione al biossido di azoto e al particolato derivanti dal traffico veicolare e dagli stabilimenti industriali è stata collegata all’insorgere di macchie della pelle. L’aumento di ozono negli strati bassi dell’atmosfera, invece, è stato associato alla formazione di rughe.


C.    L’alimentazione

L’alimentazione può influenzare l’invecchiamento cutaneo: diete ricche di antiossidanti possono ritardarlo, mentre eccesso di alcol, grassi, carne e zucchero, aumentano l’età percepita. Gli antiossidanti sono molecole in grado di rallentare o inibire lo stress ossidativo, processo dovuto all’eccessiva produzione di specie ossigenate reattive (Reactive Oxygen Species, ROS), che sono naturalmente prodotte dall’organismo e che in piccole quantità sono fondamentali per il suo funzionamento.

Il consumo eccessivo di zucchero è associato alle rughe a causa di un processo noto come glicazione in cui lo zucchero si lega a proteine per formare prodotti dannosi, un processo favorito dall’esposizione alla radiazione UV. Oltre alla glicazione endogena, appena descritta, esiste una glicazione esogena che si verifica quando si introducono alimenti in cui questi prodotti si sono formati nei processi di cottura (per esempio durante la frittura).

La migliore strategia per contrastare lo stress ossidativo è un’alimentazione ricca di frutta e verdura oppure l’utilizzo di integratori con principi attivi che svolgono attività antiossidante.


D.    Il fumo di sigaretta

La relazione tra il fumo di sigaretta e l’invecchiamento cutaneo è supportata da studi epidemiologici e in vitro. La pelle dei fumatori è caratterizzata da una maggiore propensione alle rughe nella zona delle labbra, variazione della luminosità e aumento della pigmentazione non solo del cavo orale ma anche della pelle del viso. L’aumento di pigmentazione è dovuto all’attivazione dei melanociti, le cellule responsabili della produzione delle melanine, principali determinanti del colore della pelle e importanti per la protezione dei danni indotti dalla radiazione solare e dallo stress ossidativo. 


E.    Il sonno

Una cronica privazione del sonno è associata a diverse patologie croniche quali quelle cardiovascolari, l’ipertensione, il diabete. La mancanza di sonno rende la pelle all’apparenza meno sana e più tirata, inoltre influenza l’aspetto di occhi, bocca e pelle, per esempio causando rossori, occhiaie e rughe. In generale è stato osservato che le donne che dormono meno di cinque ore per notte esibiscono maggiori segni di invecchiamento, in particolare rughe e una minore capacità di funzionare da barriera.


F.    La temperatura

La temperatura della pelle è normalmente di circa 33 °C e dipende dalla temperatura ambientale. Studi mostrano che l’aumento di temperatura causa l’espressione delle Proteine da Shock Termico (Heat Shock Proteins, HSP) stimola la formazione di nuovi vasi, il reclutamento di cellule infiammatorie e danni da stress ossidativo al DNA. Segni di invecchiamento sono stati osservati sulle braccia dei fornai e sulla pelle del viso dei soffiatori di vetro. Il ruolo del calore è supportato dall’evidenza che alcuni di questi cambiamenti avvengono anche per esposizione alla luce solare attraverso vestiti neri che filtrano la radiazione UV, visibile e IR, permettendo solo al calore di agire sulla pelle. Per quanto riguarda invece l’abbassamento della temperatura, questo non sembra avere effetti sull’invecchiamento cutaneo.


G.    L’utilizzo di cosmetici

L’utilizzo di cosmetici e di prodotti per la cura del corpo è un contributo volontario dell’uomo all’esposoma per ridurre o prevenire l’invecchiamento cutaneo. In alcuni casi si è dimostrata l’efficacia in trial randomizzati. I cosmetici devono esseri sicuri e per questo è necessaria una conoscenza approfondita dei materiali di partenza, una valutazione del rischio associato al loro utilizzo, test in vitro e trial clinici sul prodotto finito. Infine, bisogna monitorare i prodotti una volta su mercato. I prodotti che non sono sottoposti a tutti questi controlli, come quelli prodotti artigianalmente in casa o “fai da te”, preparati spesso a partire da ricette di tradizione familiare, possono essere pericolosi e contribuire in modo negativo all’esposoma. Alcuni prodotti per la pelle (per esempio alcuni detergenti) possono causare secchezza della pelle perché danneggiano i lipidi e le proteine della cute. Possono inoltre indurre perdita di elasticità e una maggiore formazione di rughe, soprattutto a seguito di utilizzo prolungato.


H.    Lo stress

Evidenze cliniche mostrano che lo stress influenza l’integrità della pelle, e può esacerbare alcuni disordini cutanei, ma non ci sono prove dirette che ne aumenti l’invecchiamento. Tuttavia, stress psicologici causano il rilascio di ormoni innescando cambiamenti e risposte fisiologiche che possono risultare eccessive scatenando effetti avversi, come una disfunzione del sistema immunitario, l’aumento dello stress ossidativo e il danno al DNA. Questi fenomeni contribuiscono all’invecchiamento, anche se il meccanismo non è definito.

 

Prospettive future

Il concetto di esposoma, seppur molto affascinante, rappresenta una vera e propria sfida in ambito di ricerca scientifica. L’accurata valutazione dell’esposoma richiede infatti numerose misurazioni che si basano sull’applicazione di differenti e dispendiose tecnologie. Inoltre, valutare l’associazione fra molteplici esposizioni e gli effetti sulla salute, rappresenta una sfida anche in ambito metodologico. In particolare, gli attuali metodi statistici in uso non riescono a discriminare correttamente i diversi fattori che realmente influiscono sulla salute. Ciononostante, alcuni progetti sullo studio dell’esposoma sono già in corso in Europa e negli Stati Uniti, trainati dall’idea che una migliore conoscenza dei fattori di rischio ambientali e del loro impatto sulla salute possa aprire la strada a sempre più efficienti strategie di prevenzione. Inoltre, la conoscenza delle relazioni gene-ambiente può aiutare a identificare specifici sottogruppi più suscettibili ad una particolare patologia o processo biologico e forniscono basi scientifiche per lo sviluppo di strategie personalizzate.
 


Ricerche frequenti
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