Cada órgano del cuerpo humano desempeña una función importante y única. Al igual que los órganos del cuerpo, las células contienen una compilación de orgánulos distintivos, cada uno de los cuales juega un papel importante en la salud y función de la célula. Las mitocondrias son de particular importancia para la salud celular, ya que funcionan principalmente para producir trifosfato de adenosina (ATP), la energía de la célula. Es casi como si fueran los pulmones de la célula, impulsando la respiración celular. 

Observar el metabolismo celular a nivel mitocondrial y cómo su función inadecuada puede tener ramificaciones negativas en la salud de la piel permite tener una perspectiva única sobre cómo la piel cambia a lo largo del tiempo (intrínsecamente) y cuando se expone a diferentes condiciones (extrínsecamente).

 

Actualmente, la industria del cuidado de la piel se dedica a la investigación para determinar las mejores formas de aprovechar las funciones mitocondriales para su uso en la lucha contra el envejecimiento prematuro y el cáncer de piel, y para proporcionar pistas para ganar la búsqueda en curso de una piel sana y joven.

Conocidas como las "centrales eléctricas" de las células, la función principal de estas complejas mitocondrias de forma ovalada es la respiración celular (también conocido como metabolismo oxidativo o fosforilación oxidativa). Dependiendo del tipo de función que realice una célula específica en el cuerpo, algunas contienen solo una mitocondria mientras que otras contienen miles.

 

Durante la respiración celular, las mitocondrias generan energía para la célula en su conjunto al procesar los nutrientes que ingerimos en moléculas cargadas, produciendo finalmente moléculas de ATP. El ATP proporciona energía para la mayoría de las actividades dentro de la célula. Además, las mitocondrias contribuyen a otras funciones celulares, incluido el ciclo celular, el crecimiento celular, la apoptosis (muerte celular), la diferenciación celular y la termogénesis (producción de calor).

Las mitocondrias tienen 2 membranas hechas de fosfolípidos y proteínas: una membrana externa lisa y una membrana interna muy plegada. La membrana externa de las mitocondrias es semipermeable, lo que permite que solo entren y salgan pequeñas moléculas e iones. 

La membrana interna es permeable al oxígeno, al dióxido de carbono y al agua, y está doblada varias veces. Estos pliegues se conocen como crestas, que abarcan más superficie para que se produzcan reacciones químicas. Las moléculas y enzimas que crean ATP residen sobre y dentro de los pliegues de las crestas. El espacio entre las membranas externa e interna es el espacio intermembrana, que está formado por una matriz similar a un gel. Esta matriz consta de un líquido que contiene una mezcla de agua y dos tercios de todas las proteínas contenidas en las mitocondrias. Las enzimas que catalizan las reacciones de la respiración (ATP) son componentes tanto de la matriz gelatinosa como de la membrana mitocondrial interna. El espacio de la matriz en forma de gel contiene ADN específico de la mitocondria (ADNmt), ARN y ribosomas que participan en la síntesis de varios componentes mitocondriales. 

El proceso del metabolismo celular, o respiración, es propenso a errores y, en última instancia, conduce a la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), un conjunto de radicales libres altamente activos. Las mitocondrias son los sitios de mayor producción de ROS en la célula, lo que expone al ADNmt al daño oxidativo. Los mecanismos de reparación disponibles para el mtDNA son limitados y la tasa de mutaciones del mtDNA es aproximadamente 50 veces mayor que la del ADN nuclear. Estas mutaciones pueden desempeñar un papel importante en el proceso de envejecimiento normal. A medida que se acumulan las mutaciones del mtDNA, la función normal de las mitocondrias disminuye. Estas mutaciones ahora se consideran culpables en el proceso y son marcadores potenciales del fotoenvejecimiento.

La acumulación de daño oxidativo causado por ROS y mutaciones del ADN conducen a lo que consideramos signos característicos del envejecimiento, incluido el desarrollo de líneas finas y arrugas, función de barrera disminuida o deteriorada y pérdida de tejido cutáneo. Estos macro aspectos son consecuencias directas de la pérdida de actividad enzimática mitocondrial. Una cascada de señalización específica da como resultado un aumento en la metaloproteinasa-1 de la matriz (MMP-1) o expresión de colagenasa intersticial. Aunque las enzimas MMP son necesarias para reciclar las proteínas gastadas, esta regulación positiva conduce a la degradación del colágeno sano, lo que resulta en el envejecimiento cutáneo. Las proteínas dañadas se acumulan dentro de las mitocondrias mientras que el proceso de conversión de nutrientes en ATP (fosforilación oxidativa) disminuye, lo que lleva a una reducción en la síntesis de energía celular. Todos estos resultados en conjunto dan como resultado más fallas fisiológicas. La aparición de apoptosis (muerte celular) como resultado de la disfunción mitocondrial se ha relacionado con el mal funcionamiento de órganos, enfermedades de la piel, cáncer y envejecimiento. 

En genética, el término "deleción" se refiere a una mutación del ADN en la que falta una secuencia, lo que puede conducir a una enfermedad. La deleción común es un término que representa una deleción de 4,977 pares de bases de mtDNA. Esta es una gran pérdida de material genético y puede suceder porque la molécula madre está dañada o mutada cuando intenta replicarse, o como resultado de un error durante la replicación. Se ha descubierto que los queratinocitos epidérmicos de la piel son particularmente sensibles a la disminución de la función mitocondrial y a las mutaciones del mtDNA cuando se exponen a la radiación ultravioleta (UV). Esta deleción (mutación) común de mtDNA aumenta hasta 10 veces en la piel fotoenvejecida en comparación con la piel protegida por el sol en los mismos individuos. 1

Además, se ha demostrado que 2 semanas de exposición al sol (particularmente radiación UVA) conduce a un aumento aproximado del 40% en los niveles de deleción común en la dermis, que persiste durante al menos 16 meses. 2

Debido al papel prominente de la función mitocondrial en el envejecimiento tanto intrínseco como extrínseco, la industria del cuidado de la piel está investigando activamente las muchas formas en que las mitocondrias pueden desempeñar un papel en la salud de la piel y específicamente en el antienvejecimiento. La protección de las mitocondrias del daño inducido por los rayos UV, en particular las mutaciones del ADNmt generadas por los rayos UVA, es un paso importante que se puede lograr con el uso diario durante todo el año de protectores solares UVA / UVB de amplio espectro y siguiendo las medidas de protección solar recomendadas, como usar protectores ropa y evitación del sol entre las 10 am y las 4 pm. 3 Las antocianinas y algunos otros pigmentos vegetales también se ha demostrado que presentan efectos UV-protector sobre las células de la piel humana, lo que representa una adición útil a los regímenes de las mitocondrias-protectores.

En cuanto a la lucha contra los signos del envejecimiento al dirigirse específicamente a las células de la piel y las mitocondrias, los antioxidantes aplicados tópicamente son eficaces para combatir las ROS acumuladas intrínsecamente que se derivan de la función mitocondrial normal y para prevenir la expresión de MMP-1 inducida por las mitocondrias y el consiguiente deterioro de la matriz extracelular. Los antioxidantes son moléculas capaces de eliminar ROS a través de múltiples mecanismos. Los más documentados por tener potentes propiedades antioxidantes y los más utilizados para el cuidado y la protección de la piel incluyen ácido L-ascórbico, tocoferol y polifenoles (resveratrol, silimarina, extracto de té verde y extracto de semilla de uva, por nombrar algunos). La coenzima Q10 es otro ingrediente que ha demostrado mejorar la función y eficacia mitocondrial, además de actuar como antioxidante. 4

La niacinamida es una coenzima precursora de importantes coenzimas redox: dinucleótido de nicotinamida y adenina (NAD + ) y fosfato de dinucleótido de nicotinamida y adenina (NADP + ), y sus formas reducidas, NADH y NADPH, respectivamente. Estas coenzimas juegan un papel importante en muchas reacciones enzimáticas, lo que explica al menos parcialmente el espectro excepcionalmente amplio de efectos que la niacinamida tópica exhibe en la piel. Entre esos múltiples efectos, se ha demostrado que la niacinamida reduce la producción de ROS por las mitocondrias y extiende la vida útil replicativa de los fibroblastos, 5,6 un efecto que apunta a la mejora de la función mitocondrial y la protección del genoma mitocondrial. 

La aconitasa es una enzima crucial en el ciclo del ácido cítrico que se altera específicamente por el daño oxidativo, lo que resulta en una pérdida de la función catalítica y, en consecuencia, en una disminución de la función mitocondrial. Si los ingredientes activos pueden diseñarse para estimular la actividad de la enzima aconitasa en las mitocondrias para prevenir el daño cada vez mayor del estrés oxidativo celular, son concebibles posibilidades anti-envejecimiento beneficiosas para el cuidado personal de la piel.

Dado el importante papel que juegan las mitocondrias y su metabolismo en el proceso de envejecimiento, no es sorprendente que la industria del cuidado de la piel esté centrando esfuerzos significativos en el desarrollo de productos que protegerán las mitocondrias y mejorarán su función. Estos productos contribuirán a una mayor protección de las células de la piel, una vida celular más prolongada, una función de barrera mejorada y una matriz extracelular que funciona mejor, lo que lleva a una piel más joven y saludable.