Introducción

El envejecimiento se caracteriza por el deterioro progresivo de la función biológica de las células y los órganos. Está determinado por la genética (envejecimiento intrínseco) y la exposición a factores exposómicos, como la radiación solar, la contaminación atmosférica, la nutrición, el estilo de vida y otros (envejecimiento extrínseco). En 2005 se propuso el término “exposoma” para representar la totalidad de las exposiciones que experimenta un individuo desde la concepción hasta la muerte. En 2014, este término se propuso para definir el conjunto de factores ambientales que interactúan con un individuo a lo largo de su vida y su respuesta biológica.

La piel es la primera barrera de defensa del cuerpo y está en contacto continuo con el medioambiente. El envejecimiento intrínseco y extrínseco origina cambios significativos en la piel. El envejecimiento cutáneo intrínseco se manifiesta en líneas finas, xerosis y laxitud, mientras que el envejecimiento cutáneo extrínseco se observa con arrugas gruesas, pigmentación irregular y lentigos. El término fotoenvejecimiento se considera un sinónimo de envejecimiento cutáneo extrínseco e indica el alto impacto de la radiación solar; sin embargo, otros factores, como la contaminación atmosférica, el clima, el tabaco y la nutrición, contribuyen al envejecimiento cutáneo extrínseco. Los factores ambientales interactúan entre sí de manera compleja. La contaminación atmosférica y la radiación solar son los principales factores responsables del envejecimiento cutáneo: aceleran el envejecimiento cutáneo sobre todo por el estrés oxidativo, que se produce cuando hay un desequilibrio entre la producción de especies reactivas de oxígeno (ERO) y la capacidad del cuerpo para neutralizarlas. La vida urbana se asocia con fuerte contaminación atmosférica. Los principales contaminantes del aire que inducen daño a la piel son las partículas en suspensión (materia particulada [MP]) y ciertos gases, como el ozono troposférico (O₃); el daño de la piel causado por contaminantes del aire se ve acentuado por la radiación solar (“fotocontaminación”). La radiación ultravioleta (UVR) y la exposición a la MP y al ozono ejercen un efecto sinérgico, con mayor estrés oxidativo e inflamación.  Por lo tanto, el uso de productos que protejan de la radiación solar y la contaminación del aire ha pasado a ser un objetivo decisivo en términos del cuidado diario de la piel. En esta revisión se analizan los efectos de la contaminación del aire y la radiación solar sobre el envejecimiento de la piel, y las formas de contrarrestarlos mediante el uso de cosméticos y suplementos por vía oral.

Métodos

Los artículos se identificaron mediante una búsqueda en Google Scholar y PubMed desde noviembre de 1997 hasta junio de 2024. Solo se consideraron artículos publicados en inglés y español, incluidos metanálisis, estudios de observación, ensayos clínicos y artículos de revisión.

Resultados y discusión

Efectos de la contaminación del aire y la radiación solar en el envejecimiento de la piel

Exposoma de la piel. El exposoma cutáneo incluye factores externos e internos, sus interacciones y la respuesta del cuerpo humano a estos factores, responsables de los signos biológicos y clínicos del envejecimiento cutáneo. El estudio del exposoma en su totalidad es difícil, debido a su alta variabilidad y dinamismo. En relación con el envejecimiento cutáneo, los factores del exposoma se clasifican, en términos generales, en radiación solar: UVR, luz visible (LV) y radiación infrarroja; contaminación atmosférica; tabaco; nutrición, cosméticos y otros factores menos conocidos. Sin embargo, la radiación solar y la contaminación atmosférica son los factores más importantes del exposoma. Las respuestas biológicas a los factores del exposoma pueden originar adaptaciones fisiológicas, como cambios metabólicos, modificaciones proteicas, mutaciones del ADN y otros. 

Efectos de la contaminación atmosférica en el envejecimiento de la piel. La MP se clasifica según su diámetro en MP_2.5 (partículas finas; diámetro < 2.5 μm) y MP₁₀ (partículas gruesas; diámetro < 10). El O₃ y la MP_2.5 son los principales contaminantes atmosféricos asociados con el envejecimiento cutáneo extrínseco. La MP_2.5 puede ser emitida por una fuente como el escape de vehículos, las actividades de la construcción o los incendios forestales (MP_2.5 primaria), o formarse en la atmósfera mediante reacciones químicas entre precursores de gases, como los compuestos orgánicos volátiles (COV), y la radiación solar (MP_2.5 secundaria). Los contaminantes del aire interactúan con el cuerpo, ya sea por contacto con la piel, inhalación o ingestión, y afectan la piel por medio de la formación de ERO, la inflamación, los efectos sobre la microbiota cutánea y la activación del receptor de hidrocarburos, un factor de transcripción, que puede provocar hiperpigmentación, arrugas, cáncer de piel y agravamiento de diversas dermatosis, como el acné, la dermatitis atópica y la psoriasis. La exposición al ozono provoca cambios en el estrato córneo (EC), la capa más externa de la epidermis; así, reduce los antioxidantes asociados con el EC e induce una respuesta al estrés oxidativo que alcanza las capas más profundas de la piel, incluida la dermis, con compromiso del metabolismo del colágeno y con la formación de arrugas. La exposición repetida de la piel a MP, incluso en concentraciones no tóxicas, aumenta la producción de ERO que, a su vez, provoca la secreción de citoquinas y disfunción celular. Esto puede romper la barrera lipídica de la epidermis, disminuir la cantidad de especies microbianas cutáneas, desencadenar enfermedades inflamatorias de la piel e inducir melanogénesis. Las MP_2.5 son altamente lipofílicas y penetran fácilmente la piel, a diferencia de las MP₁₀, que permanecen en la superficie. En un estudio previo, el incremento de 10 μg/m³ de MP₁₀ en el aire aumentó en un 52% el riesgo relativo de cáncer de piel no melanoma. Los estudios indicaron que los niveles elevados de los factores ambientales, como hidrocarburos aromáticos policíclicos, COV, metales pesados y gases, como CO, NOx, SO y O₃, alteran la función de barrera de la piel. Estos contaminantes se relacionan con diversos trastornos cutáneos, como el envejecimiento, las enfermedades inflamatorias, el acné, la caída del cabello y los cánceres de piel, aunque la respuesta varía según las características del contaminante. También se ha referido una correlación significativa entre la exposición al NO₂ y el aumento de lentigos en las mejillas.

Los efectos de la radiación solar en el envejecimiento. La radiación solar es el principal factor externo relacionado con el envejecimiento cutáneo: hasta el 80% se debe a la exposición solar. Las zonas expuestas al sol, como el rostro y el cuello, presentan envejecimiento prematuro, en comparación con la piel no expuesta. Las características clínicas del envejecimiento debido a la exposición solar incluyen arrugas, opacidad, cambios en la pigmentación, laxitud, aspereza y telangiectasias. La radiación solar que alcanza la superficie terrestre incluye rayos electromagnéticos de diferentes longitudes de onda (rayos UVB y UVA, LV y RI), que llegan a la superficie terrestre en diferentes proporciones y penetran la piel a distintos niveles. El envejecimiento cutáneo se produce debido a la exposición diaria a dosis bajas y no extremas de estas ondas solares. La radiación más energética, la UVB (290-315 nm) solo penetra hasta la epidermis y es causa de eritema, fotoinmunosupresión y cáncer cutáneo. Además, aumenta la producción de metaloproteinasa de la matriz epidérmica (MMP)-1, que se disemina a la dermis, donde degrada el colágeno y contribuye al envejecimiento cutáneo. La UVA (315-400 nm) es la principal radiación responsable del fotoenvejecimiento: penetra hasta la dermis y ejerce efectos directos sobre los fibroblastos dérmicos. Tanto la radiación UVB como la UVA contribuyen a la pigmentación cutánea adquirida y al cáncer de piel. La radiación UVB causa daño directo al ADN, mientras que la radiación UVA causa daño indirecto mediante la formación de ERO. La radiación UV es un carcinógeno reconocido, responsable de más del 50% de todos los tumores (casi el 65% de los melanomas malignos y el 90% de los carcinomas de queratinocitos). La LV (400-700 nm) es la que detecta el ojo humano. Una de las longitudes de onda de LV con más efectos biológicos es la luz azul-violeta o LV de alta energía (400-500 nm), que induce la formación de ERO y la expresión de MMP-1. El impacto de la luz azul es mayor en las personas con piel más oscura, de modo que en esta población se recomienda especialmente protección. La RI (700 nm a 1 mm) daña la piel, penetra profundamente e induce la formación de ERO mitocondriales, aumento de MMP-1, reducción de la producción de colágeno, angiogénesis y aumento de la cantidad de mastocitos. 

Sinergias entre la radiación solar y la contaminación atmosférica. Los seres humanos no están expuestos a un único factor exposómico. Sin embargo, solo unos pocos estudios evaluaron los efectos combinados de estos factores. La radiación solar convierte los COV, presentes en el aire, en aerosoles orgánicos secundarios que contribuyen a la formación de MP, en particular MP_2.5. El efecto combinado de la radiación UVA y el ozono puede inducir sinérgicamente un mayor estrés oxidativo en la piel humana. En estudios preclínicos, la combinación de UVA y MP de diésel indujo daño citotóxico y genotóxico. La información existente señala que la combinación de la radiación solar y la contaminación atmosférica puede ejercer efectos sinérgicos que aumentan sus efectos cutáneos perjudiciales. Por lo tanto, se deben implementar estrategias combinadas de anticontaminación y fotoprotección.

Anticontaminantes tópicos

El primer paso para prevenir el impacto negativo de los contaminantes atmosféricos en la piel es prevenir su deposición y penetración. El paso siguiente es revertir sus efectos una vez que han penetrado en la piel. Las estrategias principales para contrarrestar los efectos negativos cutáneos de la contaminación atmosférica son reforzar la función de barrera de la piel y aumentar sus reservas de antioxidantes. 

Ingredientes cosméticos anticontaminación

Los ingredientes cosméticos pueden ayudar a proteger la piel de la contaminación atmosférica, principalmente mediante la formación de una película protectora (filmógena), la neutralización de ERO (antioxidantes) y la disminución de la expresión de receptores de hidrocarburos. Algunos ingredientes activos con evidencia científica incluyen los agentes filmógenos (extracto de fermento de Alteromonas, un exopolisacárido derivado de microorganismos marinos); los ingredientes antioxidantes (vitaminas, compuestos derivados de plantas y sustancias derivadas de microorganismos); compuestos de origen vegetal (aceite de jengibre de Zingiber officinale con propiedades antioxidantes y antiinflamatorias) y compuestos derivados de microorganismos (ectoína), entre otros.

Los agentes filmógenos generan una película protectora sobre la piel y reducen la adhesión MP_2.5, con mejoría de la función de barrera cutánea. El extracto de fermento de Alteromonas mejora significativamente la hidratación, la firmeza y la elasticidad de la piel. Otros agentes filmógenos son los extractos de Kappaphycus alvarezii y Caesalpinia spinosa. La vitamina C tópica es un potente antioxidante que aumenta la síntesis de colágeno y reduce la expresión de MMP, con lo cual aumenta los niveles de colágeno. También, puede evitar el eritema inducido por los rayos UV y mantener la hidratación de la piel. La vitamina E es otro antioxidante importante que disminuye los niveles de MMP-1 y refuerza la barrera cutánea. La niacinamida tópica (vitamina B₃) mejora la apariencia de la piel facial envejecida al reducir la hiperpigmentación, el tamaño de los poros y el enrojecimiento; mejora la función de barrera cutánea, disminuye la producción de sebo y es bien tolerada. El Zingiber montanum inhibe la formación de ERO, aumenta la síntesis de procolágeno tipo I y disminuye la expresión de MMP (1, 3 y 9) y la actividad de la elastasa. Otro activo antioxidante de origen vegetal es Polypodium leucotomos. La ectoína es un metabolito producido por una bacteria halófila que refuerza la barrera cutánea y suprime los procesos inflamatorios. En los queratinocitos irradiados con rayos UVA, la ectoína suprime la melanogénesis estimulada por alfa-MSH y activa las vías antioxidantes Nrf2, con un efecto blanqueador de la piel. Porphyridium cruentum, una microalga roja, produce gran cantidad de polisacáridos sulfatados que interfieren con la formación de ERO e inhiben la actividad de la elastasa. K. alvarezii, otro extracto de algas, ejerce propiedades antioxidantes, fotoprotectoras y antiinflamatorias. La melatonina actúa como antioxidante al eliminar las ERO (antioxidante directo) y aumentar los niveles de enzimas antioxidantes endógenas (antioxidante indirecto). La coenzima Q10 (Q10) es endógena y sus niveles disminuyen con la edad y la exposición a factores exposómicos. La Q10 tópica puede penetrar la piel y ejercer efectos antioxidantes. La Q10 también disminuye la inflamación inducida por MP al mejorar el estado oxidativo celular, suprimir el NF-kappaB proinflamatorio y mejorar los niveles de los reguladores antioxidantes y antiinflamatorios Nrf2 y SIRT1 en fibroblastos dérmicos humanos.

Suplementos anticontaminantes para administración oral

Ciertos suplementos para administración oral podrían atenuar los efectos nocivos del exposoma. Los carotenoides reducen el estrés oxidativo y la pigmentación inducidos por los rayos UVA, y el eritema inducido por los rayos UVB. Los seres humanos no pueden sintetizar carotenoides, de modo que es necesaria la suplementación dietética. El ácido ferúlico presente en los tejidos vegetales tiene efectos antioxidantes y antiinflamatorios en la piel. El té verde es rico en polifenoles que eliminan las ERO, mejoran la inmunidad y disminuyen las MMP. Otro ingrediente activo útil es el extracto del helecho mesoamericano P. leucotomos (PL). En un estudio previo, el tratamiento por vía oral con extracto de PL redujo los efectos nocivos de la irradiación UVB.

Formulaciones de fotoprotección con múltiples beneficios

Los protectores solares son una excelente herramienta para prevenir y reducir el envejecimiento prematuro de la piel. El uso de protectores solares enriquecidos con estos ingredientes surge como una estrategia interesante y útil; de hecho, algunos estudios previos mostraron que los protectores solares con activos anticontaminación contrarrestan eficazmente el daño solar y la contaminación. La fotoprotección por vía oral puede ayudar a mitigar los efectos combinados de la contaminación y el sol, pero la información al respecto es limitada. En un estudio se analizó la eficacia de un suplemento para administración oral con una combinación de activos con propiedades principalmente antioxidantes (PL, té verde, licopeno, luteína y vitamina C, entre otros) para proteger la piel del daño solar y las partículas de contaminación del aire. Se analizaron la dosis mínima de eritema y la dosis de pigmentación persistente mínima, antes y después de la intervención. La suplementación para administración oral proporcionó una protección significativa contra las quemaduras solares inducidas por UVB y la pigmentación inducida por UVA en la piel expuesta a contaminantes del aire. La información en general sugiere que las fórmulas de fotoprotección con múltiples beneficios, tanto tópicas como orales, podrían contribuir a mitigar los efectos negativos de los efectos combinados de la contaminación atmosférica y la radiación solar.

Conclusiones

Cuando la edad aumenta, la piel presenta signos de envejecimiento debido a la acumulación de estrés oxidativo causado por diversos factores exposómicos. Entre estos factores, el mayor daño se produce por la radiación solar y la contaminación atmosférica.