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Il ruolo biologico dell’acqua del Mar Morto nella salute della pelle: una revisione

Riepilogo

L’applicazione di acqua minerale naturale alla cura della pelle è una tendenza popolare e sono stati sviluppati molti prodotti cosmetici a base di acqua termale. La posizione speciale e le condizioni ambientali forniscono all’acqua del Mar Morto (DSW) una composizione e concentrazioni di ioni uniche, che apportano effetti positivi completi sulla salute della pelle.

Questo articolo esamina due potenziali modalità di azione di DSW e la funzione biologica di DSW e del suo complesso correlato in dermatologia e cura della pelle.

Studi precedenti hanno dimostrato le funzioni di idratazione della pelle, anti-infiammazione, riparazione della barriera cutanea e anti-inquinamento. In particolare, l’effetto anti-invecchiamento di DSW e complessi correlati può agire in tre modi diversi: ringiovanimento dei cheratinociti, fotoprotezione ed elevazione dell’energia cellulare.

Inoltre, vengono discussi anche i problemi che necessitano di ulteriori indagini. Ci auguriamo che questa revisione contribuisca a migliorare la comprensione di DSW e del suo complesso correlato e contribuisca ulteriormente allo sviluppo di prodotti nel settore della cura della pelle.
Parole chiave:
Mar Morto; acqua minerale naturale; salute della pelle; cosmetici; meccanismo molecolare

(*)DSW : Death Sea Water (Acqua del Marto Morto)

1. Introduzione

Il Mar Morto, situato al confine tra Israele, Palestina e Giordania, è il punto più basso del continente e uno dei tre laghi più salini al mondo, con una salinità di circa 300‰. Le condizioni ambientali estreme hanno trasformato il Mar Morto in un’area proibita per piante e animali superiori. Solo poche piante e microrganismi tolleranti al sale possono sopravvivere sulla riva o intorno al lago. Tuttavia, i benefici per la cura della pelle dell’acqua del Mar Morto (DSW) sono noti fin dai tempi biblici [1], principalmente per la sua concentrazione e composizione ionica unica.

Rispetto ad altre acque naturali, come l’acqua di mare ordinaria e le sorgenti termali, la DSW ha un rapporto molto elevato di concentrazioni di cationi bivalenti rispetto a quelli monovalenti. I principali cationi bivalenti sono magnesio, calcio e stronzio, mentre i principali cationi monovalenti sono sodio e potassio. Inoltre, la concentrazione più elevata di anioni non è lo ione cloruro, ma lo ione bromo, e la DSW contiene anche alcuni elementi di metalli in tracce, come zinco e manganese.

Numerosi studi sperimentali e di coorte hanno dimostrato le proprietà terapeutiche del DSW in condizioni dermatologiche. Il bagno terapeutico nel Mar Morto può migliorare significativamente la secchezza della pelle, la desquamazione, il prurito e il dolore e alleviare l’infiammazione correlata [2].

Tutti questi sono i sintomi comuni causati da malattie croniche della pelle, come psoriasi, dermatite atopica, dermatite seborroica e vitiligine [3]. Pertanto, la terapia climatica del Mar Morto è diventata un trattamento aggiuntivo riconosciuto per le malattie della pelle raccomandato dai dermatologi [4].

Grazie a queste proprietà, gli scienziati si sono impegnati a studiare i benefici per la cura della pelle e la potenziale applicazione cosmetica del DSW attraverso valutazioni sia in vitro che in vivo. I risultati hanno mostrato che il DSW e i complessi correlati possono proteggere la pelle in modo completo tramite idratazione, riparazione della barriera, antinfiammatorio e anti-invecchiamento.

Questa revisione ha lo scopo di riassumere i rapporti sul meccanismo d’azione, le proprietà per la cura della pelle del DSW e del suo complesso correlato, nonché le direzioni di ricerca future. 2. Meccanismo d’azione di DSW

2.1. Azione diretta

Esiste una lunga storia di tentativi di incorporare o utilizzare direttamente acqua ricca di minerali per la cura della pelle. Enormi studi scientifici hanno dimostrato l’effetto positivo di condizionamento della pelle come risultato dei diversi tipi, concentrazioni e rapporti di elementi minerali [5]. Ad esempio, utilizzando topi glabri come soggetti sperimentali, lo scienziato ha scoperto che l’applicazione di una soluzione di cloruro di magnesio da sola può accelerare il ripristino della barriera cutanea [6].

La funzione di esocitosi delle vescicole piastriniche contenenti lipidi all’interno dei cheratinociti epidermici superiori è stata aumentata dopo l’utilizzo di trasportatori di ioni cloruro [7].

Un altro esperimento ha scoperto che l’applicazione di bloccanti dei canali K+ ha inibito il recupero della pelle, mentre il trattamento con molecole che aprono gli stessi canali (o sono classificate come trasportatori di K+) può accelerare il recupero della pelle regolando la secrezione delle vescicole piastriniche. Ciò ha suggerito che le alterazioni dell’attività del canale K+ possono influenzare significativamente l’omeostasi della barriera cutanea [8]. Inoltre, il gradiente e la segnalazione di Ca2+ sono anche fondamentali per una barriera cutanea sana e l’omeostasi della barriera. Durante l’invecchiamento, così come nella pelle diabetica, si verifica una segnalazione di calcio disregolata e il gradiente di Ca2+ si appiattisce [9].

Oltre a guidare la differenziazione dei cheratinociti, il gradiente di Ca2+ svolge anche un ruolo nella migrazione cellulare e nella guarigione delle ferite [10]. In sintesi, si può supporre che l’abbondanza di Mg2+, Ca2+, Cl− e K+ nel DSW possa migliorare notevolmente la funzione barriera della pelle. Allo stesso tempo, l’esperimento ha rivelato che l’applicazione del 5% di MgCl2 può inibire specificamente la produzione di TNF-α da parte delle cellule epidermiche e anche la capacità di presentare l’antigene delle cellule di Langerhans [11]. A causa dell’elevata concentrazione di Mg2+ nel DSW, possiamo concludere che il DSW ha un buon potenziale anti-infiammatorio.

Oltre ai diversi tipi di elementi, anche le concentrazioni e i rapporti degli elementi possono imporre vari effetti sulla salute della pelle. Ad esempio, l’acqua termale di Avène, povera di minerali ma ricca di bicarbonato e silicati, potrebbe fungere da regolatore della fluidità della membrana cellulare, antiossidante e agente antinfiammatorio [12,13].

Al contrario, l’acqua termale di Vichy, ricca di minerali, ha mostrato effetti più diversificati per la cura della pelle, tra cui l’aumento dell’attività della perossidasi dello strato corneo e la promozione dell’espressione genica correlata all’omeostasi della pelle [14,15]. Pertanto, la composizione ionica e il rapporto unici in DSW possono anche conferire un potenziale potente per le applicazioni per la cura della pelle.

2.2. Azione indiretta

Nella ricerca precedente, Ca2+, grazie alla sua elevata sensibilità di ispezione, è stato selezionato come biomarcatore per rappresentare il trasporto di ioni in DSW. Non è stata osservata alcuna variazione nella concentrazione di calcio del mezzo di coltura, il che suggerisce che gli ioni in DSW potrebbero non funzionare tramite trasporto transdermico [16].

È stato dimostrato che uno stress osmotico ionico moderato (MIOS), indotto dall’applicazione di materiali ipersalini come l’acqua del Mar Morto e il fango, ha un contributo benefico alla salute della pelle.

Gli effetti positivi includono un impatto sulla modulazione delle dinamiche del ciclo cellulare, che porta ulteriormente a una funzione di barriera epidermica più forte, all’aumento dell’idratazione della pelle e alla riduzione della risposta infiammatoria [17]. Il principio fondamentale è che i sali minerali disciolti agiscono tramite l’induzione dell’osmosi cellulare e partecipano alla meccano-trasduzione dello stress osmotico tramite canali ionici piezoelettrici [18].

Sebbene queste conclusioni siano state dimostrate da molti esperimenti a livello molecolare, il meccanismo fondamentale rimane sconosciuto. Per verificare la congettura, Cohen et al. hanno eseguito esperimenti su cellule cutanee interne con ROS elevato e modelli di organi. Hanno scoperto che una traslocazione migliorata di Nrf2 (fattore nucleare eritroide-2-correlato fattore 2) nel nucleo, la regolazione positiva degli enzimi antiossidanti di fase II e la regolazione negativa delle proteine ​​infiammatorie correlate a NF-κB (citochine IL-1β, IL-8 e caspasi-3) sono osservate dopo l’esposizione a MIOS. Nel complesso, MIOS può determinare la modulazione della generazione intracellulare di ROS, che attiva l’omeostasi redox fisiologica della pelle ed evoca l’induzione di vari percorsi biochimici, come il percorso Nrf2 [19].

3. Funzione biologica di DSW e complessi correlati (Figura 1)

3.1. Trattamento dermatologico

La dermatite atopica, la psoriasi, la vitiligine, l’ittiosi e il granuloma anulare sono tipiche malattie croniche della pelle con un alto tasso di recidiva [20]. Il trattamento di queste malattie spesso prevede l’uso topico di farmaci, come corticosteroidi, antistaminici, immunomodulatori e agenti antibatterici, che possono portare a grandi effetti collaterali e dipendenza da farmaci [21].

La climatoterapia del Mar Morto, come metodo efficace, conveniente e più sicuro, è stata consolidata in molti studi per la sua efficacia terapeutica [22,23].

Nel 2000, Elkayam et al. hanno condotto la climatoterapia del Mar Morto (DSC) su pazienti con artrite psoriasica [24]. Entro quattro settimane, diversi indicatori clinici sono stati misurati dai dermatologi a intervalli regolari per valutarne l’efficacia.

Il PASI (Psoriasis Area and Severity Index), l’autovalutazione del paziente e il test di Schober hanno mostrato miglioramenti statisticamente significativi dopo il trattamento. Queste variabili sono valide e affidabili nella definizione della gravità dell’artrite psoriasica [25,26].

Lo studio di coorte di 1718 pazienti con dermatite atopica ha mostrato che una clearance superiore al 95% poteva essere raggiunta in 4 settimane e più dopo DSC [27].

Inoltre, è stato dimostrato che la crema contenente DSW migliora i parametri cutanei associati alla dermatite atopica nei bambini, in particolare nei valori di perdita d’acqua transepidermica (TEWL) e valutazione oggettiva della gravità della dermatite atopica (OSAAD) [28].

La misurazione TEWL è ampiamente utilizzata per valutare la funzione di barriera cutanea [29] e ha una correlazione significativa con la gravità clinica della dermatosi cronica [30]. La psoriasi a placche è la forma più comune di psoriasi e il suo effetto terapeutico può essere in parte riflesso dal valore PASI. Harari et al. hanno riscontrato un effetto positivo sul PASI dopo DSC, in particolare nelle fasi iniziali della malattia [31]. Studi precedenti hanno anche rivelato livelli aumentati di encefalina, un peptide oppioide noto per modulare le risposte infiammatorie e la proliferazione dei cheratinociti, nei tessuti cutanei psoriasici [32]. Dopo trattamenti DSC di quattro settimane, i sintomi clinici dei pazienti sono scomparsi e i livelli di encefalina nei cheratinociti sono diminuiti del 21% [33]. Nel frattempo, è stato riscontrato che il valore medio SCORAD (punteggio della dermatite atopica) è diminuito da 50,5 a 11 dopo circa 30 giorni di trattamenti DSC [34]. Il potenziale effetto terapeutico della DSC sulla vitiligine è stato confermato anche analizzando i parametri statistici clinici di 436 pazienti. Alla fine del trattamento, oltre l’80% dei pazienti ha mostrato una migliore ripigmentazione, che era migliore del tipico trattamento con ultravioletti B a banda stretta [35]. Il trattamento con DSC nella malattia della psoriasi può non solo portare un sollievo immediato, ma anche esercitare un effetto duraturo [36]. Inoltre, gli studi sull’uomo hanno suggerito che il PASI medio è diminuito da 31,7 a 1,42 dopo il trattamento con DSC di quattro settimane con un miglioramento del 95,5%. Tutti i pazienti hanno raggiunto PASI 50, che è stato ritenuto un miglioramento clinicamente significativo e un endpoint primario nella psoriasi [37], e l’effetto terapeutico può durare fino a 33,6 settimane [38]. Questi risultati insieme hanno rivelato il buon potenziale applicato della DSW nel trattamento delle malattie croniche della pelle.

3.2. Effetti sulla cura della pelle

3.2.1. Idratazione

Per chiarire l’effetto del bagno in DSW, in particolare le caratteristiche biofisiche nella pelle secca atopica, sono state misurate la perdita d’acqua transepidermica (TEWL), l’idratazione della pelle, la ruvidità della pelle e il rossore della pelle. Eitan et al. hanno confrontato gli indici prima dello studio e nelle settimane 1-6, quindi hanno osservato l’aumento della TEWL basale e un’idratazione cutanea migliorata. Nel frattempo, anche i comuni marcatori di infiammazione cutanea, come ruvidità e rossore, sono stati significativamente ridotti dopo il trattamento [39].

Valutando la ruvidità della pelle utilizzando la profilometria laser assistita da computer, Ma’Or et al. hanno studiato gli effetti leviganti cutanei di tre diversi gel liquidi, uno dei quali conteneva minerali del Mar Morto. Dopo quattro settimane, il gel contenente l’1% di soluzione minerale del Mar Morto ha ridotto la ruvidità della pelle del 40,7%, il che ha aumentato un migliore effetto idratante rispetto agli altri due gel [40].

Inoltre, i complessi che combinano DSW con altre sostanze attive mostrano anche buone proprietà idratanti. Triple D ComplexTM, la miscela di DSW, estratto di alga Dunaliella salina e piante del deserto, è stata sviluppata e aggiunta a una crema cosmetica. Dunaliella salina, una microalga alofila unicellulare con una colonia rossa, è il produttore commercializzato di molti composti all’interno della famiglia dei carotenoidi. Il suo estratto ha mostrato buone capacità antiglicazione, anti-invecchiamento e anti-infiammatorie nel modello di espianti di pelle umana ex vivo [41,42].

Dopo trattamenti di quattro settimane, hanno riscontrato una riduzione media del parametro di rugosità della pelle Rz del 43%, che viene misurato dall’impronta in silicone. Lo stato di idratazione della superficie della pelle è stato inoltre valutato da un corneometro (uno strumento basato sulla capacità della pelle) e il miglioramento dell’aspetto è stato osservato anche dopo l’applicazione [43].

3.2.2. Anti-infiammazione

Cohen et al. hanno utilizzato l’espianto cutaneo indotto dall’irradiazione UVB come modello e lo hanno co-coltivato con il DSW. Dopo il trattamento con DSW sono stati osservati un livello downregulated di livelli di secrezione di interleuchine, come IL-8 e IL-1β, nonché un livello inferiore di enzima proapoptotico caspasi-3 [19].

Inoltre, Portugal-Cohen et al. hanno anche costruito un altro modello indotto dall’infiammazione da lipopolisaccaridi (LPS) su coltura di organi della pelle umana. Hanno scoperto che il trattamento con DSW a concentrazioni dello 0,1% e dello 0,5% può attenuare significativamente l’induzione di IL-1β rispettivamente del 46% e del 54% [16]. Dai test in vitro, è ovvio che il DSW esercita la capacità di inibizione dell’infiammazione.

Clinicamente, il DSW ha anche dimostrato un effetto anti-infiammazione sulle malattie infiammatorie croniche della pelle, come la psoriasi o la dermatite atopica. Come riportato da Proksch [39], una soluzione di sale del Mar Morto ricca di magnesio è stata applicata a pazienti con pelle secca atopica. Un trattamento di 15 minuti in una soluzione da bagno contenente il 5% di sale del Mar Morto per 6 settimane potrebbe migliorare notevolmente l’idratazione della pelle, la ruvidità e ridurre il rossore cutaneo. È stato proposto che la proprietà antinfiammatoria del DSW potrebbe derivare dalla modulazione delle interleuchine, nonché dalla capacità di presentare l’antigene delle cellule di Langerhans [44].

Il magnesio nel DSW potrebbe contribuire maggiormente all’inibizione dell’infiammazione. Il DSW è noto per l’abbondanza di ioni di magnesio. Come riassunto da Tarnowska [45], il magnesio potrebbe ridurre la produzione di TNF-α nelle cellule epidermiche, apportando così effetti lenitivi alla pelle.

Inoltre, è stato dimostrato che la terapia del Mar Morto ricca di magnesio riduce il fattore nucleare κB (NFκB) per evitare un’ulteriore induzione di fattori proinfiammatori e integrina. Nello studio di Kim [46], un derivato del Mar Coreano con una composizione minerale simile ha mostrato proprietà antinfiammatorie simili, consolidando l’ipotesi che l’acqua di mare arricchita di magnesio abbia un effetto protettivo contro l’infiammazione della pelle da diverse fonti.

3.2.3. Riparazione della barriera cutanea

La pelle, in quanto organo più grande del corpo umano, forma la prima barriera contro diversi stress esogeni, eseguendo un mantenimento della funzione barriera nell’omeostasi cutanea. Per chiarire il meccanismo interno, quattro proteine ​​correlate alla funzione barriera: loricrina, involucrina, filaggrina e transglutaminasi 1 (TG1), sono state misurate su equivalenti cutanei dopo l’applicazione di DSW a concentrazioni dello 0,8% e del 2% [16]. I risultati hanno suggerito che gli ultimi tre biomarcatori correlati alla struttura erano sovraregolati dopo l’applicazione topica di DSW. Si ritiene che l’involucrina sia uno dei precursori reticolati durante il processo di assemblaggio dell’involucro cornificato resistente, che è in parte guidato da TG1 [47].

La filaggrina è un’altra proteina importante durante le fasi finali della differenziazione dei cheratinociti, che può promuovere l’aggregazione dei filamenti di cheratina e formare ulteriormente fasci stretti [48]. Ulteriori test sulla coltura di organi irritativi della pelle umana (HSOC) indotta da SDS (sodio dodecil solfato) hanno mostrato che l’applicazione topica di DSW ha alleviato la ridotta vitalità epidermica e diminuito i livelli di IL-1α e PGE2, che sono in linea con precedenti rapporti sulla risposta cutanea ai minerali nei modelli animali. DSW può anche attenuare la secrezione di IL-1β indotta da LPS, che è probabilmente correlata al suo effetto di ripristino della barriera cutanea.

La barriera cutanea completa può impedire alla pelle la stimolazione dannosa dell’ambiente esterno e il rilascio di marcatori infiammatori, come citochine e PGE [49]. Ricerche precedenti hanno scoperto che la pressione osmotica può stimolare TRPV4, un’importante molecola segnale nella regolazione del gradiente di calcio e dell’omeostasi della barriera nell’epidermide [50].

Considerando il ruolo centrale del Ca2+ nella sintesi proteica epidermica e la sua elevata concentrazione nel DSW, si può supporre che il DSW possa funzionare in due modi paralleli, vale a dire la mediazione del TRPV4 e l’attivazione della pompa del calcio tramite pressione osmotica, regolando così l’espressione e l’attività della proteina correlata all’epidermide.

3.2.4. Anti-inquinamento

Con il crescente deterioramento dell’ambiente naturale, l’impatto negativo sulla pelle dell’inquinamento atmosferico attira l’attenzione dei dermatologi [51]. In uno studio recente, i modelli di inquinamento comuni, l’ozono e una miscela di inquinanti (MOP) composta da metalli pesanti e particolato atmosferico [52], sono stati selezionati per indurre lo stato di stress ossidativo nella coltura cellulare della pelle 3D.

Utilizzando la vitalità epidermica e i biomarcatori infiammatori come indicatori dell’effetto, è stato scoperto che il DSW può inibire la sovrapproduzione di IL-1α a seguito dell’esposizione al MOP. Se miscelato con un altro ingrediente attivo, ad esempio il polisaccaride anionico PolluStop® (bio-saccaride gomma-4 o 1,2-esandiolo), il rilascio di IL-1α e PGE-2 indotto dall’esposizione all’ozono può essere ulteriormente ridotto [53].

3.2.5. Anti-invecchiamento

Ringiovanimento dei cheratinociti

L’invecchiamento della pelle spesso porta a un aumento delle rughe, una diminuzione dell’elasticità e uno spessore cutaneo ridotto [54].

Questi fenotipi possono non solo portare a un aspetto negativo, ma anche deteriorare la sicurezza dell’individuo.

Di conseguenza, la funzione anti-invecchiamento dei DSW è stata studiata e verificata da una serie di esperimenti di laboratorio. Innanzitutto, i ricercatori hanno sviluppato il modello biologico dei cheratinociti epidermici invecchiati caratterizzando le proprietà cellulari e molecolari, inclusi i parametri morfologici, fluorometrici e biochimici su colture di cellule della pelle e di organi [55].

Quindi, l’espressione alterata di 16 molecole biochimiche sia nelle cellule coltivate invecchiate che nei tessuti è stata osservata e selezionata come biomarcatori dell’invecchiamento, inclusi caspasi-1 e 3, beta-galattosidasi, p16, Ki67, proteasoma 20S ed effettori del percorso apoptotico dipendente da Fas [56].

Dopo aver applicato DSW a entrambi i modelli, hanno scoperto che l’attività mitocondriale e la proliferazione cellulare aumentano a dosi subtossiche. Il gruppo di trattamento DSW ha anche mostrato segnali p16 e involucrina significativamente ridotti e livelli di Bcl2 aumentati, come osservato nelle cellule non senescenti.

Una possibile spiegazione è che DSW può eliminare le cellule scarsamente proliferative e invecchiate, per aumentare l’attività dell’intera popolazione di cheratinociti. In sintesi, DSW può stimolare la proliferazione e l’attività mitocondriale, ridurre l’espressione dei biomarcatori dell’invecchiamento e limitare i danni apoptotici dopo l’irradiazione UVB.

Oltre all’uso di DSW puro, una combinazione di DSW e attivi anti-invecchiamento tradizionali può presentare un effetto sinergico. Il retinolo è un ingrediente comunemente impiegato per migliorare i problemi della pelle legati all’età, ma il suo profilo di sicurezza è controverso. Gli scienziati hanno progettato un nuovo complesso denominato “pRetinolTM” (PRE), che contiene β-carotene, niacinamide, l’estratto di Dunaliella salina e DSW.

I primi due possono fungere da precursori per la sintesi del retinolo [57]. È stato dimostrato che l’estratto di alga Dunaliella salina contiene molteplici sostanze anti-antiossidanti, che includono acidi grassi e pigmenti, come β-carotene e clorofilla.

La funzione biologica di questo complesso è stata valutata e confrontata con il retinolo solo utilizzando tre diversi modelli: cellule di fibroblasti dermici umani in vitro, equivalente cutaneo 3D ricostruito e coltura di organi cutanei umani ex vivo. La misurazione dei livelli di espressione di acido ialuronico, TNF-α e IL-1α ha rivelato che si tratta di un’attività cutanea simile al retinolo, ma ha portato a una minore irritazione cutanea.

È stato inoltre eseguito il microarray dell’intero genoma per confrontare i diversi percorsi di espressione tra il complesso PRE e il trattamento con retinolo. L’analisi di arricchimento ha mostrato che PRE può ridurre molti percorsi che coinvolgono l’infiammazione, come la segnalazione del recettore tipo NOD [58], la segnalazione del TNF, la segnalazione del fattore nucleare kappa B (NF-κB) [59] e l’apoptosi. Il complesso può inoltre regolare positivamente l’espressione genica correlata alla riparazione dell’escissione BASE. Come parte importante del meccanismo di difesa del danno ossidativo del DNA [60], questo complesso potrebbe fornire un effetto protettivo sul retinolo, che ha effetti collaterali e tossicità [61].

Foto-protezione

Tra le molteplici fonti esogene che possono causare fotodanni e invecchiamento della pelle, l’esposizione ai raggi UV è il fattore più importante e noto [62].

Una miscela di DSW e tre piante (bacca di goji tibetana, estratto di radice di lampone himalayano e muschio islandese (lichene)), ovvero Extreme ComplexTM, è stata sviluppata nel precedente rapporto [63].

Il modello di pelle umana ex vivo indotto da UVB è stato ricostruito e utilizzato per valutare la sua funzione di protezione contro le radiazioni luminose. Sono state mostrate una ridotta attività della caspasi-3 e una secrezione di citochine pro-infiammatorie TNF-α, che hanno suggerito le sue funzioni anti-apoptotiche e antinfiammatorie [64].

Inoltre, il complesso può anche ridurre l’attività dei biomarcatori correlati all’equilibrio del collagene, degli enzimi degradanti e dei sottoprodotti della maturazione del collagene. All’interno della famiglia delle metalloproteinasi della matrice (MMP), la MMP-1 è l’enzima più danneggiato nel danno al collagene quando si affronta il fotoinvecchiamento [65].

L’attivazione di MMP-1 può ulteriormente indurre un aumento del livello di espressione di MMP-3 e MMP-9, accelerando la degradazione del collagene [66]. Nei test clinici su soggetti umani, la profondità delle rughe della pelle e l’idratazione erano parametri comuni che possono riflettere il grado di fotoinvecchiamento della pelle, che può essere misurato utilizzando rispettivamente il dispositivo di misurazione ottico 3D PRIMOS e il corneometro [67]. Dopo l’applicazione si osserva un miglioramento significativo dell’idratazione della pelle e della profondità delle rughe. Nel complesso, le caratteristiche antiossidanti, anti-apoptotiche e antinfiammatorie di questo complesso potrebbero apportare effetti di alleviamento completi del foto-danno della pelle e un miglioramento dell’aspetto. In determinate condizioni, è stato dimostrato che l’aggiunta di ioni metallici nel mezzo di fermentazione migliora la struttura e la funzione dei prodotti [68].

Poiché l’acqua del Mar Morto è ricca di minerali e oligoelementi, gli scienziati hanno sviluppato un integratore di fermentazione mescolando l’acqua e il fango del Mar Morto, che agisce come un integratore di stress positivo durante la fermentazione del lievito Pichia pastoris (alias Komagataella phaffii). Questo tipo di microrganismo metilotrofico è una delle fabbriche cellulari più comunemente utilizzate per la produzione di proteine ​​eterologhe ed è stato utilizzato in molti settori [69].

Per valutare le funzioni biologiche di questo complesso, Portugal-Cohen et al. hanno prima misurato una serie di biomarcatori di elasticità cutanea su equivalenti di pelle umana 3D e hanno eseguito contemporaneamente il test del microarray del DNA del genoma intero, per indagare il suo effetto rispettivamente sui livelli genici e proteici [70].

Dopo il trattamento, il gruppo sperimentale ha avuto un significativo sollievo dalle alterazioni anomale indotte dai raggi UVB; ad esempio, sia l’elastina che la fibulina sono i componenti principali della matrice extracellulare, che è il bersaglio del danno dei raggi UV solari [71]. La proteina della giunzione stretta (TJ) può collegare più filamenti intramembrana paralleli e cellule vicine in una rete regolatrice e strutturale [72], che può contribuire alla capacità di resistenza ai raggi UV della pelle [73].

L’aumento di queste proteine ​​indica il potenziale di cura della pelle di questo complesso. L’effetto di protezione UV del DSW è consolidato anche nelle creme cosmetiche contenenti DSW [74].

Una crema composta da DSW, ossido di zinco, estratto di aloe vera, provitamina B5 e vitamina E è stata formulata e applicata topicamente su colture di organi della pelle umana esposte ai raggi UVB. È stata osservata una grave perdita di attività mitocondriale dopo la radiazione UV, come attivato dalla secrezione di caspasi-3 e citochine, che era ben concordata con studi precedenti [75]. Al contrario, la formulazione incorporata in DSW ha promosso significativamente la capacità antiossidante e ridotto il danno cellulare e l’apoptosi. È stato dedotto che il DSW potrebbe ridurre al minimo lo stress ossidativo e i segni infiammatori dopo l’esposizione ai raggi UV.

Aumento dell’energia cellulare

Gli organismi che vivono in ambienti estremi solitamente hanno sviluppato molti meccanismi speciali per la sopravvivenza [76]. Calotropis procera, la tradizionale pianta medicinale americana, cresce naturalmente nella flora della regione del Mar Morto [77]. Lo studio precedente ha scoperto molte azioni farmacologiche dei suoi estratti, come antinfiammatorio, antibatterico e antiossidante [78].

Dopo la miscelazione con DSW, varie attività biologiche vengono ulteriormente amplificate e migliorate, il che è stato verificato dall’esperimento di microarray di RNA sui tessuti cutanei ricostruiti a tutto spessore. I risultati dell’analisi GSEA hanno mostrato che i processi biologici di ipossia, glicolisi e percorso di transizione epitelio-mesenchimale erano significativamente sottoregolati dopo il trattamento. Questi risultati hanno indicato che questo complesso aveva un potenziale biologico inaspettato per la produzione di energia, la resistenza all’ipossia e l’equilibrio dell’ECM [79].

4. Sfide attuali per l’uso di DSW

Sebbene DSW mostri un ruolo biologico unico nel mantenimento della salute della pelle, ci sono ancora enormi problemi da affrontare. Il problema principale è come trovare un equilibrio tra lo sfruttamento delle risorse del Mar Morto e l’eco-protezione. Fattori ambientali, come l’alterazione climatica, le doline in corso e la variazione geochimica, potrebbero portare alla scarsità di risorse idriche [80].

Oltre alle influenze naturali, anche l’intervento umano minaccia la conservazione delle risorse del Mar Morto. L’inquinamento delle acque, lo sfruttamento esaustivo e i cambiamenti nella biodiversità potrebbero tutti aggravare l’esaurimento delle risorse del Mar Morto. Come riportato, il livello del mare del Mar Morto è sceso a una velocità di 1 m/anno negli ultimi 5 decenni, portando la sfida di un approvvigionamento sostenibile di DSW.

La variazione esterna del Mar Morto contribuisce anche a un altro problema: il controllo di qualità.

Oltre alla differenziazione stagionale e locale, la concentrazione di ioni, il rapporto tra diversi minerali e i metaboliti dei microbi potrebbero essere influenzati dai cambiamenti ambientali, che potrebbero alla fine portare a effetti biologici imprevedibili. L’applicazione di DSW nei prodotti cosmetici evoca anche grandi sfide, non solo perché una maggiore concentrazione di DSW nei prodotti potrebbe causare potenziali irritazioni e fastidi alla pelle, ma anche a causa della sua forza ionica relativamente elevata. Ciò ostacolerebbe la stabilità della formula cosmetica sabotando l’omogeneità termodinamica dell’emulsione e alterando le proprietà reologiche dell’intero sistema.

Inoltre, DSW potrebbe anche imporre un effetto antagonista con altri principi attivi nella formula, con conseguente precipitazione indesiderata o invalidazione dell’efficacia. Tuttavia, esiste un marchio cosmetico che ha prodotto una serie di prodotti correlati con effetti ampi e forme diverse, come spray idratanti, lozioni e creme.

Qui DSW funziona più come principio attivo che come ingrediente principale. Considerando ciò, sono stati fatti molti sforzi per migliorare il loro utilizzo nelle formulazioni.

Ad esempio, gli scienziati hanno disperso il minerale del Mar Morto di dimensioni nanometriche in olio misto (Crystal Osmoter™) e hanno ottenuto concentrazioni di DSW sulla pelle sei volte superiori, per le quali i test clinici hanno mostrato prestazioni migliori in termini di riduzione delle rughe, rassodamento e luminosità rispetto al normale DSW senza irritazioni.

Allo stesso tempo, sono stati sviluppati anche nuovi sistemi di distribuzione, come i liposomi (LipOsmoter™) o i nanomagneti di esaferrite di stronzio (SrFe12O19), che migliorano la sicurezza del DSW e forniscono un beneficio per la cura della pelle a lungo termine. Sebbene vi siano alcune invenzioni sull’applicazione del DSW nei prodotti cosmetici, devono ancora essere esplorate molte questioni, come come integrare la sinergia del DSW e come stabilizzare il sistema anche se aggiunto in un’elevata concentrazione di DSW.

Poiché il DSW è una miscela complessa di diversi minerali e altri oligoelementi, è di grande urgenza determinare la composizione esatta del DSW. Soprattutto per gli oligoelementi, sono necessarie tecniche analitiche più avanzate per valutare quantitativamente il loro contenuto.

Di fronte alla carenza di risorse e all’inquinamento ambientale, il DSW artificiale (ADSW) costituito dalle principali composizioni ioniche viene formulato in laboratorio. Sfortunatamente, ha mostrato effetti più deboli sia sui modelli cellulari che sulle colture di organi della pelle umana rispetto al DSW naturale (dati non pubblicati). È probabile che gli oligoelementi e le sostanze bioattive secrete dai microbi possano costituire parte degli effetti per la cura della pelle del DSW naturale. Pertanto, si dovrebbe studiare prima una scelta più delicata del contenuto di DSW.
Inoltre, si dovrebbe studiare ulteriormente l’interazione tra i diversi ioni e la relazione dose-funzione del DSW. Ogni tipo di ione potrebbe svolgere ruoli complessi nella modulazione dei processi biologici e delle funzioni molecolari sulla pelle, pertanto il DSW potrebbe comportare interazioni cellulari ancora più complicate.
Per riassumere, le attuali sfide per l’uso del DSW risiedono nella scarsa fornitura, nella variazione imprevedibile della qualità, nei problemi di compatibilità nelle formule, nonché nella mancanza di comprensione dei componenti del DSW e del meccanismo interrelato.

5. Direzioni Future

I benefici per la cura della pelle dell’acqua del Mar Morto e del suo complesso correlato sono stati dimostrati in molti studi e coprono un’ampia gamma di funzioni, tra cui idratazione, riparazione della barriera, anti-infiammazione, anti-invecchiamento, fotoprotezione, aumento dell’energia cellulare e sollievo dei sintomi delle malattie della pelle.

Tuttavia, diversi problemi meritano ancora ulteriori indagini, che sono elencati di seguito.

In primo luogo, sebbene le condizioni ambientali ipersaline estreme dell’acqua del Mar Morto ostacolino la crescita di piante e animali superiori, microrganismi come funghi e batteri possono ancora sopravvivere [81,82,83].

Gli estremofili sono spesso considerati un’enorme riserva di sostanze attive [84]. Ad esempio, un ceppo di Bacillus estremamente tollerante al sale isolato dal Mar Morto aveva una significativa attività antibatterica e fungina nel suo estratto acquoso. Uno di loro può persino resistere a tutti i ceppi di batteri testati [85,86].

Haloarcula vallismortis è una specie di archeone alofilo con colonie rossastre [87]. Il suo estratto ha una significativa attività antinfiammatoria che può resistere al danno al DNA indotto dall’esposizione ai raggi UV, il che suggerisce il suo potenziale per l’uso come filtro solare biologico o naturale [88]. Sebbene alcuni ceppi di origine del Mar Morto siano stati isolati e purificati, gli studi per il loro utilizzo come prodotto bioattivo sono ancora scarsi e devono essere ulteriormente studiati sperimentalmente. In secondo luogo, il numero di studi correlati al microbioma cutaneo è in rapido aumento negli ultimi anni e la relazione tra il microbioma cutaneo e la salute della pelle viene gradualmente rivelata [89,90,91].

Gli effetti del DSW e dei complessi correlati sui microbiomi cutanei sono meno valutati e la maggior parte di essi è coinvolta nelle malattie della pelle. Sulla base di una popolazione sana, un precedente esperimento ha confrontato il cambiamento nel microbioma cutaneo dopo l’applicazione del DSW [83]. Hanno scoperto che la diversità della comunità batterica è quasi costante, mentre la diversità fungina era significativamente inferiore rispetto a prima, la cui variazione è guidata principalmente da Malassezia spp. È noto che l’abbondanza anomala di Malassezia può portare al rilascio di radicali liberi e problemi infiammatori della pelle [92].

Il modello di variazione dei pazienti con AD (dermatite atopica) è stato esplorato anche dopo l’uso di DSW. I risultati mostrano che lo squilibrio dell’ecologia microbica della pelle, che si verifica sia nei siti delle lesioni che in quelli non lesionali, è stato significativamente attenuato dopo l’applicazione di DSW [93]. I cambiamenti più significativi sono stati osservati nell’AD grave, principalmente riflessi nell’abbondanza relativa di Staphylococcus epidermidis, Streptococcus mitis e Micrococcus luteus.

Gli studi attuali hanno solitamente utilizzato il metodo di sequenziamento dell’amplicone 16S rRNA o ITS (internally transcribed spacer) ad alto rendimento, che è di bassa risoluzione e con una limitata disponibilità di informazioni. Un approccio metagenomico più completo dovrebbe essere stabilito successivamente per ottenere risultati più accurati e profondi [94].

In terzo luogo, contrariamente all’ampia esplorazione del DSW, la ricerca coinvolta nell’effetto del fango del Mar Morto sulla cura della pelle è rara [2,95,96,97,98]. I precedenti risultati sperimentali hanno dimostrato che sia l’applicazione a breve che a lungo termine del fango derivato dal Mar Morto ha un elevato profilo di sicurezza. Non causa danni all’integrità della barriera cutanea ma ha invece un effetto rassodante [99,100].

Inoltre, è stato dimostrato che le maschere derivate dal fango nero del Mar Morto accelerano il processo di guarigione delle ferite nella pelle dei topi promuovendo la granulazione, l’angiogenesi e la deposizione di collagene [101]. Si è anche scoperto che il fango inattiva i microrganismi comuni e produce un’evidente area di inibizione della crescita, suggerendo il suo significativo effetto antibatterico [102]. Come seme dei minerali del Mar Morto, gli studi sul fango del Mar Morto non dovrebbero essere limitati alle funzioni di base per la cura della pelle, ma anche alle sue applicazioni nei cosmetici.

6. Conclusioni

L’acqua del Mar Morto ha una composizione ionica unica e i suoi benefici sulla salute della pelle sono ben noti fin dall’antichità. Dalle ricerche precedenti, riassumiamo due potenziali modalità di azione del DSW. La prima è la penetrazione diretta di ioni minerali, e la seconda è il meccanismo di stress osmotico ionico moderato, che può attivare il percorso correlato allo stress osmotico cellulare tramite canali ionici. Vengono inoltre illustrati i miglioramenti delle malattie croniche della pelle e l’efficacia completa della cura della pelle del DSW e del suo complesso correlato. In particolare, possono resistere alla senescenza della pelle da tre diverse prospettive (promozione del ringiovanimento dei cheratinociti, fotoprotezione ed elevazione dell’energia della cantina), il che indica il loro forte potenziale applicativo nello sviluppo di prodotti cosmetici anti-invecchiamento. Tuttavia, molti altri aspetti della risorsa del Mar Morto sono ancora sconosciuti e devono essere studiati, come il fango del Mar Morto, i metaboliti secondari dei batteri e dei funghi del Mar Morto e anche i loro effetti sul microbioma della pelle.

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Traduzione da Google

https://magnesium-quelle.ch/it/pilotstudie-zur-transdermalen-magnesiumbehandlung/

https://magnesiumforlife.com/

https://drsircus.com/magnesium/transdermal-magnesium/

Riepilogo

Nella seguente revisione, abbiamo valutato la letteratura attuale e i dati basati sulle prove sull’applicazione del Magnesio transdermico e dimostriamo che la propagazione del Magnesio transdermico non è supportata scientificamente. L’importanza del Magnesio e gli effetti positivi dell’integrazione di Magnesio sono ampiamente documentati nella carenza di Magnesio, ad esempio, malattie cardiovascolari e diabete mellito.

L’efficacia dell’integrazione orale di Magnesio per il trattamento della carenza di Magnesio è stata studiata in dettaglio. Tuttavia, l’integrazione orale di Magnesio comprovata e ben documentata è stata messa in discussione negli ultimi anni attraverso un marketing intensivo per la sua applicazione transdermica (ad esempio, spray contenenti Magnesio, scaglie di Magnesio e bagni di sale di Magnesio).

Sia nella stampa specializzata che in quella non specializzata, così come su Internet, ci sono un numero crescente di articoli che affermano l’efficacia e la superiorità del Magnesio transdermico rispetto a un’applicazione orale. Si sostiene che l’assorbimento transdermico del Magnesio rispetto all’applicazione orale sia più efficace a causa di un migliore assorbimento e di minori effetti collaterali poiché bypassa il tratto gastrointestinale.

1. Introduzione

Il Magnesio è stato riconosciuto come cofattore per oltre 300 reazioni enzimatiche, dove è fondamentale per il metabolismo dell’adenosina trifosfato (ATP). Il Magnesio è necessario per la sintesi di DNA e RNA, la riproduzione e la sintesi proteica. Inoltre, il Magnesio è essenziale per la regolazione della contrazione muscolare, della pressione sanguigna, del metabolismo dell’insulina, dell’eccitabilità cardiaca, del tono vasomotorio, della trasmissione nervosa e della conduzione neuromuscolare.

Gli squilibri nello stato del Magnesio, principalmente l’ipomagnesemia poiché si riscontra più spesso dell’ipermagnesemia, potrebbero causare disturbi neuromuscolari, cardiaci o nervosi indesiderati.

L’ipermagnesemia grave o l’intossicazione da Magnesio si verificano molto raramente nelle malattie umane. Tali condizioni si verificano solo in caso di grave insufficienza renale o iatrogena.

Tuttavia, i sintomi clinici si osservano più frequentemente nei pazienti con carenza o insufficienza di Magnesio in medicina interna. La carenza di Magnesio non è rara nella popolazione generale: il suo apporto è diminuito nel corso degli anni, soprattutto nel mondo occidentale.

L’ipomagnesiemia è definita come concentrazione sierica di Magnesio <0,75 mmol/L. I primi segni di carenza di Magnesio sono aspecifici e includono perdita di appetito, letargia, nausea, vomito, affaticamento e debolezza.

Una carenza di Magnesio più pronunciata si presenta con sintomi di aumentata eccitabilità neuromuscolare come tremore, spasmo carpo-podalico, crampi muscolari, tetania e convulsioni generalizzate. L’ipomagnesiemia può causare aritmie cardiache tra cui tachicardia atriale e ventricolare, intervallo QT prolungato e torsioni di punta.

L’ipomagnesiemia è spesso associata ad altre anomalie elettrolitiche come ipokaliemia e ipocalcemia. Le condizioni che possono portare all’ipomagnesiemia includono alcolismo, diabete scarsamente controllato, malassorbimento (ad esempio, morbo di Crohn, colite ulcerosa, celiachia, sindrome dell’intestino corto, morbo di Whipple), cause endocrine (ad esempio, aldosteronismo, iperparatiroidismo, ipertiroidismo), malattie renali (ad esempio, insufficienza renale cronica, dialisi, sindrome di Gitelman) e uso di farmaci. Una varietà di farmaci tra cui antibiotici, agenti chemioterapici, diuretici e inibitori della pompa protonica possono causare perdita di Magnesio e ipomagnesiemia. Inoltre, la carenza di Magnesio esacerba l’aritmia mediata dal potassio, in particolare in presenza di intossicazione da digossina [1].

I composti di Magnesio sono ampiamente utilizzati come integratori medicinali e dietetici. L’efficacia dell’integrazione orale di Magnesio per il trattamento della carenza di Magnesio è al di là di ogni controversia [1,2,3,4,5]. Inoltre, una recente meta-analisi ha identificato che un integratore di >370 mg di Magnesio/giorno mostra una maggiore efficacia rispetto a una dose inferiore nel migliorare la pressione sanguigna e che l’integrazione di Magnesio fornisce una risposta dose-dipendente per quanto riguarda la pressione sanguigna [4].

Sia nella stampa specializzata che in quella non specializzata, così come su Internet, ci sono sempre più articoli che affermano l’efficacia e la superiorità del Magnesio transdermico rispetto a un’applicazione orale. L’applicazione transdermica di Magnesio dovrebbe essere il modo migliore per ripristinare i livelli di Magnesio cellulare poiché ogni cellula del corpo ne è immersa. Passa direttamente nei tessuti tramite la pelle, dove dovrebbe essere rapidamente trasportato alle cellule in tutto il corpo. Inoltre, l’assorbimento transdermico di Magnesio rispetto all’applicazione orale è presentato come più efficace da un lato a causa di un assorbimento di quasi il 100% e come presentante meno effetti collaterali dall’altro lato poiché bypassa il tratto gastrointestinale [6,7]. Lo scetticismo basato sull’ignoranza compromette la valutazione scientifica tanto quanto le affermazioni basate su una fede eccessiva.

2. Assorbimento transdermico del Magnesio

La pelle è l’organo più grande del corpo, copre circa 1,8 m2 e comprende approssimativamente il 10% della massa corporea totale di una persona media. La funzione primaria della pelle è quella di fornire una barriera tra il corpo e l’ambiente esterno. Questa barriera protegge dalla permeazione di radiazioni ultraviolette (UV), sostanze chimiche, allergeni e microrganismi, oltre alla perdita di umidità e nutrienti corporei [8]. Ciò significa che la capacità di assorbimento della pelle sana per le sostanze dall’esterno è molto limitata. Ciò diventa evidente in particolare nell’applicazione limitata di farmaci topici. Per attraversare la pelle, una sostanza deve penetrare nell’epidermide o deve essere assorbita dalle ghiandole sudoripare o dai follicoli piliferi. Lo strato corneo è lo strato più esterno dell’epidermide costituito da cellule morte (corneociti). Questo strato è composto da circa 15-20 strati di cellule appiattite senza nuclei e organelli cellulari. Il loro citoplasma mostra cheratina filamentosa. Questi corneociti sono incorporati in una matrice lipidica composta da ceramidi, colesterolo e acidi grassi. Lo strato corneo funziona per formare una barriera idrorepellente per proteggere il tessuto sottostante da infezioni, disidratazione, sostanze chimiche e stress meccanico [9]. Superare questo strato in quantità significative è possibile solo per sostanze lipofile. Nella soluzione di cloruro di Magnesio, il Magnesio è presente in forma ionizzata e quindi non è in grado di penetrare uno strato lipofilo. Inoltre, è stato riportato che il raggio dello ione Magnesio idratato (86 pm) è 400 volte superiore alla sua forma disidratata, portando all’affermazione che è quasi impossibile per gli ioni Magnesio passare attraverso le membrane biologiche [2].

Pertanto, l’assorbimento cellulare del Magnesio viene effettuato solo da specifici trasportatori di Magnesio e non per diffusione. Tuttavia, poiché le cellule morte dello strato superiore della pelle non contengono trasportatori di Magnesio funzionali, che non sono ancora stati identificati in dettaglio, l’assorbimento di Magnesio potrebbe essere possibile solo nella piccola area delle ghiandole sudoripare e dei follicoli piliferi. Uno studio pubblicato di recente ha dimostrato che gli ioni di Magnesio possono penetrare nello strato corneo in un modo dipendente dalla concentrazione e dal tempo, il che è notevolmente facilitato dai follicoli piliferi. Tuttavia, i follicoli piliferi e le ghiandole sudoripare costituiscono solo lo 0,1% – 1% della superficie della pelle. Anche se una sostanza viene assorbita in quest’area, è necessario affrontare la questione della rilevanza clinica delle quantità assorbite. Nello studio che ha esaminato la permeazione del Magnesio applicato localmente non vengono fornite informazioni sulla quantità di Magnesio assorbito [10,11].

3. Efficacia dell’assorbimento transdermico del Magnesio

Uno dei primi studi sull’assorbimento transdermico del Magnesio è stato pubblicato dal medico naturopata e fondatore dell’American Holistic Medical Association Norman Shealy, M.D. Ph.D nel 2000. Fu uno dei primi sostenitori dei particolari benefici delle applicazioni transdermiche di Magnesio [12]. Shealy ha sostenuto che una carenza di Magnesio può essere compensata dall’applicazione transdermica entro 4-6 settimane, mentre un’integrazione orale è efficace solo dopo 4-12 mesi. Non è stata trovata una pubblicazione completa di questo studio comparativo. È stato pubblicato solo un abstract per una conferenza che non mostrava dati aggiuntivi per corroborare questa affermazione [7].

Un altro studio che viene spesso citato per dimostrare che l’assorbimento transdermico di Magnesio offre una metodologia semplice, conveniente ed efficiente per aumentare i livelli di Magnesio cellulare è stato uno studio che si è svolto in un periodo di 12 settimane e ha coinvolto un totale di nove pazienti di età compresa tra 22 e 69 anni (solo debole potenza statistica). Dopo la fornitura di un campione di capelli, sebbene noto per essere solo meno rappresentativo della gestione del Magnesio corporeo totale, per l’analisi del contenuto minerale a ciascun paziente testato è stato chiesto di applicare 20 spruzzi di olio di Magnesio. Il trattamento originale consisteva nello spray giornaliero, ovunque sul corpo, così come in un pediluvio di 20 minuti usando 100 mL di olio di Magnesio (utilizzando un semplice pediluvio d’acqua) due volte a settimana. Alla fine del trattamento di 12 settimane è stata condotta un’ulteriore analisi dei capelli. Dopo applicazioni transdermiche per 12 settimane tutti i pazienti tranne uno hanno avuto un aumento significativo del Magnesio cellulare che andava dal -7,1% al 262%. Un paziente ha interrotto l’applicazione prematuramente, tre settimane prima dell’analisi finale. Nel complesso è stato osservato un aumento medio del 59,7% nei capelli. Non erano disponibili dati sulla concentrazione sierica di Magnesio [6].

Uno studio di qualità discutibile simile per dimostrare l’assorbimento transdermico del Magnesio è un esame di Waring dell’Università di Birmingham, Regno Unito, dove 19 soggetti sono stati sottoposti a un bagno completo del corpo (temperature 50-55 °C) per 7 giorni in una soluzione di solfato di Magnesio (sale di Epsom) per 12 minuti.

I campioni di sangue sono stati prelevati prima del primo bagno, 2 ore dopo il primo bagno e 2 ore dopo il settimo bagno consecutivo. I bagni sono stati effettuati ogni giorno alla stessa ora per 7 giorni per l’esperimento. I campioni di urina sono stati raccolti prima del primo bagno e poi 2 ore dopo il primo bagno e a tutti i bagni successivi. I campioni di urina sono stati prelevati anche 24 ore dopo l’ultimo bagno. Tutti i campioni di urina sono stati corretti per il contenuto di creatinina.

Dei 19 soggetti, tutti tranne tre hanno mostrato un aumento delle concentrazioni di Magnesio nel plasma, sebbene in alcuni casi fosse piccolo. I valori prima del primo bagno avevano una media di 104,68 ± 20,76 ppm/mL; dopo il primo bagno, la media era 114,08 ± 25,83 ppm/mL. La continuazione del bagno per 7 giorni in tutti tranne due individui ha dato un aumento a una media di 140,98 ± 17,00 ppm/mL. L’immersione prolungata nei sali di Epsom aumenta quindi le concentrazioni di Magnesio nel sangue. La misurazione dei livelli di Magnesio nelle urine ha mostrato un aumento rispetto al livello di controllo, media 94,81 ± 44,26 ppm/mL a 198,93 ± 97,52 ppm/mL dopo il primo bagno.

Quegli individui in cui i livelli di Magnesio nel sangue non erano aumentati avevano corrispondentemente grandi aumenti nel Magnesio urinario dimostrando che gli ioni di Magnesio avevano attraversato la barriera cutanea ed erano stati escreti tramite i reni, presumibilmente perché i livelli nel sangue erano già ottimali.

In genere, i livelli di Magnesio urinario 24 ore dopo il primo bagno sono scesi dai valori iniziali trovati dopo il giorno 1 (media 118,43 ± 51,95) suggerendo una certa ritenzione di Magnesio nei tessuti dopo il bagno poiché i livelli nel sangue erano ancora alti.

La misurazione dei livelli di Magnesio nelle urine 24 ore dopo il settimo bagno ha restituito valori quasi tornati ai livelli di controllo. Tuttavia, questo studio è stato pubblicato solo su Internet, sul sito commerciale dell’Epson-salt-council, ma non su una rivista scientifica sottoposta a revisione paritaria [13].

Tuttavia, la fonte più abbondante di Magnesio biologicamente disponibile è l’idrosfera (ovvero oceani e fiumi).

Il Mar Morto, il lago più profondo e salato della terra, è noto fin dai tempi biblici per le sue proprietà curative e l’efficacia dei bagni nel Mar Morto è ben nota (Figura 1). Nel mare, la concentrazione di Magnesio è di circa 55 mmol/L e nel Mar Morto, come esempio estremo, la concentrazione di Magnesio è riportata essere di 198 mmol/L ed è aumentata costantemente nel tempo [14,15].

In confronto, la tipica concentrazione di Magnesio nel siero umano è solo di ~0,8 mmol/L [1]. Quindi, c’è un gradiente sostanziale nel corpo umano.

Si prevede che il quasi annegamento nel Mar Morto provochi gravi anomalie elettrolitiche e insufficienza respiratoria. Ciò suggerisce che il Magnesio non riguarda l’argomento dell’assorbimento cutaneo. In uno studio di coorte, i dati sono stati estratti dagli archivi del Soroka University Medical Center.

La coorte comprendeva 69 pazienti che erano quasi annegati nel Mar Morto. C’erano due principali manifestazioni di quasi annegamento nel Mar Morto: squilibrio elettrolitico e danno polmonare acuto. Calcio, Magnesio e fosforo sierici (ma non sodio, potassio e cloruro) erano anormali nella maggior parte dei pazienti.

I livelli sierici mediani di elettroliti (e intervallo) al momento del ricovero erano 10,9 mg/dL (9–24) per il calcio, 4,3 mg/dL (1–30) per il Magnesio e 4,1 mg/dL (2–9) per il fosforo. Questi livelli si sono rapidamente normalizzati con diuresi forzata entro 24 ore. Un danno polmonare acuto, vale a dire, polmonite bilaterale ipossica, si è verificato in 29 pazienti. La ventilazione meccanica è stata necessaria in 11 pazienti. Sessantacinque pazienti si sono ripresi completamente, mentre i restanti quattro hanno avuto sequele minori [17].

La penetrazione degli elettroliti attraverso la pelle umana è stata misurata in volontari sani e in pazienti psoriasici dopo il bagno nel Mar Morto (balneoterapia con acqua del Mar Morto) o in soluzioni simulate di sali da bagno.

Aumenti significativi nei livelli sierici di bromo, rubidio, calcio e zinco sono stati notati solo nei pazienti psoriasici dopo il bagno quotidiano nel Mar Morto per un regime di quattro settimane.

Le cavie hanno “fatto il bagno” in soluzioni simulate di sali da bagno del Mar Morto contenenti radionuclidi di calcio, Magnesio, potassio e Br. Tracce di ciascun radionuclide sono state rilevate nel sangue e in alcuni organi interni dopo 60 minuti di bagno. I radionuclidi hanno mostrato un modello fisiologico nella loro distribuzione negli organi.

Sebbene l’intera ricerca sia stata condotta in soluzioni ipertoniche, si è riscontrata una penetrazione certa dei sali attraverso l’epidermide sana (umana e di cavia) e danneggiata (psoriasica) [17].

Tuttavia, la balneoterapia con acqua del Mar Morto non porta al peggioramento della pressione sanguigna. L’ingestione sostanziale di acqua del Mar Morto (generalmente in casi insoliti di quasi annegamento) è tossica e può causare disturbi del ritmo cardiaco a causa di anomalie della concentrazione degli elettroliti.

Un’analisi di laboratorio del fango del Mar Morto non ha rivelato concentrazioni minerali che potessero rappresentare un problema di salute per il loro uso previsto [18].

Otto soggetti normali sono stati immersi nell’acqua termale di Bath per due ore e le risposte renali, ematologiche e cardiovascolari sono state confrontate con quelle nei periodi di controllo prima e dopo l’immersione. L’immersione nell’acqua termale di Bath ha determinato una diuresi altamente significativa rispetto allo stato di controllo prima dell’immersione (p < 0,01). Il volume totale medio (SEM) in eccesso di acqua escreto a seguito dell’immersione nel periodo di 2 ore è stato di 510 (85) ml. Un aumento doppio dell’escrezione di sodio è risultato dall’immersione (la velocità prima dell’immersione era 86 (15) pmol/min e 170-8 (29) pmol/min durante la seconda ora) (p < 0,01). Un aumento significativo dell’escrezione di potassio è stato osservato anche durante l’immersione ed era della stessa quantità dell’escrezione di sodio (da 78-6 (19) pmol/min prima dell’immersione a 156-2 (28) pmol/min entro la seconda ora) (p < 0,01).

Si è verificata una perdita media di peso di 0-53 (0–14) kg. Ciò corrisponde alle perdite di acqua dalla diuresi e anche a una certa perdita dalla sudorazione. Non è stato osservato alcun cambiamento significativo nella clearance della creatinina durante l’immersione, che variava da valori medi di 109 a 121 ml/min.

Come segno che l’assorbimento di Magnesio da parte della pelle umana sana durante il bagno non è possibile o, se lo è, solo molto limitato, non si è verificato alcun cambiamento nelle concentrazioni plasmatiche di elettroliti, calcio, fosfato o Magnesio dopo 2 ore di bagno (35 °C). È stato osservato un calo significativo della concentrazione plasmatica di albumina (da 44-5 a 41-5 g/L) (p < 0,001) [16].

Studi approfonditi dell’esercito israeliano con una lozione protettiva per la pelle contenente Magnesio (IB1) hanno dimostrato che il Magnesio non viene assorbito attraverso la pelle, come testato in studi preclinici sugli animali nei maiali in contrasto con la natura lipofila dell’iprite solforosa e del VX, potenti agenti di guerra chimica che penetrano rapidamente attraverso la pelle, causando gravi lesioni prolungate e talvolta la morte [19].

La lozione protettiva per la pelle topica (IB1) contenente Magnesio è stata testata in uno studio sull’uomo.

Studi preclinici su diversi modelli animali hanno dimostrato l’efficacia protettiva dell’IB1. In uno studio clinico di fase I randomizzato, controllato con placebo, è stato esaminato se una lozione ricca di Magnesio, dopo ripetute applicazioni topiche, porta a cambiamenti nelle concentrazioni sieriche di Magnesio in 34 volontari sani. Ai 34 soggetti sono stati somministrati 10 mL di lozione ricca di Magnesio o lozione placebo tre volte al giorno per un periodo di tre giorni.

Lo studio ha testato la sicurezza di applicazioni ripetute, escludendo anche la permeazione transdermica del Magnesio, che può portare a un livello di Magnesio nel sangue pericoloso, poiché la lozione contiene solfato di Magnesio. Altri obiettivi includevano il rilevamento di effetti avversi dermatologici, la valutazione della praticità dell’applicazione e l’effetto sulle attività quotidiane. È importante sottolineare che non sono stati registrati effetti avversi gravi e la lozione non ha interferito con le attività quotidiane. Non ci sono state differenze significative nei livelli di Magnesio tra il placebo e i gruppi di studio in nessuna delle applicazioni. Non sono stati riscontrati livelli tossici di Magnesio in nessuno dei due gruppi [20].

Inoltre, in uno studio sulla pelle isolata di cadaveri umani, non è stata riscontrata alcuna differenza significativa per la penetrazione cutanea del Magnesio da soluzioni contenenti cloruro di Magnesio (MgCl2). Lo scopo di questo studio era confrontare la permeazione passiva del Magnesio attraverso la pelle umana da MgCl2 di grado farmaceutico formulato in crema a quella di MgCl2 di grado farmaceutico in soluzione. L’efficienza di permeazione transdermica del Magnesio da MgCl2 crema I e MgCl2 crema II è stata studiata sulla pelle rispetto alla soluzione di controllo positivo MgCl2 e alla soluzione tampone fosfato di controllo negativo.

La crema o la soluzione di MgCl2 equivalente a 2,76 mg di Magnesio è stata applicata per 2,52 cm2 di pelle e montata sulla cella di diffusione. I campioni sono stati raccolti dopo 1, 2, 3, 4, 5 e 24 ore e analizzati utilizzando la spettroscopia di assorbimento atomico a 285 nm. Gli esperimenti sono stati eseguiti in triplicato. I risultati sono stati analizzati utilizzando il t-test non accoppiato. La permeazione cumulativa di Magnesio da crema di Magnesio I, crema di Magnesio II, soluzione di MgCl2 e tampone fosfato sulla pelle umana dopo 24 ore è stata rispettivamente di 29,79 ± 13,92, 24,53 ± 9,98, 6,18 ± 1,36 e 5,62 ± 1,83 μg.

Questo studio ha dimostrato che una crema di Magnesio porta a una permeazione di Magnesio statisticamente significativa (p < 0,05) rispetto alle due soluzioni di controllo; la crema di Magnesio I ha mostrato una maggiore permeazione di Magnesio rispetto alla crema di Magnesio II, ma la differenza non era statisticamente significativa. La soluzione di MgCl2 ha mostrato un risultato simile a quello del tampone fosfato. Una crema di Magnesio formulata è stata in grado di rilasciare con successo il Magnesio di MgCl2 di grado farmaceutico sulla pelle umana.

Il Magnesio transdermico può svolgere un ruolo importante nel trattamento dei sintomi dello stato di Magnesio sub-ottimale. Tuttavia, sono necessari ulteriori studi in vitro e sugli animali per stabilire l’efficacia delle formulazioni [21]

Uno studio pilota recente si è prefissato di determinare se il Magnesio in una crema potesse essere assorbito per via transdermica negli esseri umani per migliorare lo stato del Magnesio (6). Le formulazioni attuali includono oli di Magnesio e creme transdermiche, da cui il Magnesio può essere assorbito attraverso la pelle e nella circolazione sistemica.

Questa crema è stata prodotta, nel corso della ricerca e sviluppo, per il Center for Magnesium Education & Research, da Urist Cosmetics di Vancouver, B.C. Canada. Per gli ingredienti completi, vedere l’elenco degli ingredienti del testo S1 dell’azienda. Tuttavia, a differenza dell’epitelio gastrointestinale, una funzione primaria della pelle è quella di agire come una barriera, che normalmente limita l’assorbimento di sostanze chimiche esogene nel corpo. In questo studio pilota in cieco singolo, progettato in parallelo, i partecipanti (n = 25, quattro partecipanti hanno abbandonato, età 34,3 ± 14,8 anni, altezza 171,5 ± 11 cm, peso 75,9 ± 14 Kg) sono stati assegnati in modo casuale a un gruppo con crema al Magnesio da 56 mg/giorno (n = 11) o a un gruppo con crema placebo (n = 10) per due settimane.

Il siero di Magnesio e l’escrezione urinaria nelle 24 ore sono stati misurati all’inizio e a 14 giorni dall’intervento. I diari alimentari sono stati registrati per otto giorni durante questo periodo. Il siero e il Magnesio urinario dei gruppi con test Mg e placebo non differivano all’inizio. Dopo l’intervento con crema Mg2+ si è verificato un aumento clinicamente rilevante del Magnesio sierico (da 0,82 a 0,89 mmol/L, p = 0,29) che non è stato osservato nel gruppo placebo (n = 10) (da 0,77 a 0,79 mmol/L), ma questa differenza è stata statisticamente significativa (p = 0,02)) solo in un sottogruppo di non atleti (n = 20). L’escrezione urinaria di Magnesio è aumentata leggermente rispetto al basale nel gruppo Mg2+ ma senza significatività statistica (p = 0,48). Il gruppo Mg2+ ha mostrato un aumento dell’8,54% del Mg2+ sierico e un aumento del 9,1% del Mg2+ urinario, mentre queste cifre per il gruppo placebo erano inferiori, ovvero +2,6% per il Mg2+ sierico e -32% per il Mg2+ urinario.

Nel gruppo placebo, sia le concentrazioni sieriche che urinarie non hanno mostrato alcun cambiamento statisticamente significativo dopo l’applicazione della crema placebo. In questo studio pilota di due settimane, la somministrazione transdermica di 56 mg di Mg/giorno (una dose bassa rispetto ai prodotti transdermici commerciali di Mg2+ disponibili) ha mostrato una maggiore percentuale di cambiamento nei marcatori sierici e urinari dal pre al post intervento rispetto ai soggetti che utilizzavano la crema placebo.

Tuttavia, sulla base di questi dati dall’abstract originale, Kass et al. mostrano solo un leggero aumento del Magnesio sierico tramite crema transdermica contenente Magnesio [22].

4. Conclusioni

Numerosi studi dimostrano l’efficacia dell’integrazione orale terapeutica o preventiva di Magnesio. Pertanto, un apporto adeguato di Magnesio è importante per una gravidanza e un allattamento sani, così come nei pazienti con diabete e prediabete. L’integrazione di Magnesio è utile anche quando si assumono farmaci come diuretici e inibitori della pompa protonica.

Sulla base degli studi attuali, è estremamente allarmante se un trattamento di successo del Magnesio fallisce per propagazione del Magnesio transdermico, una forma di applicazione del Magnesio non ancora scientificamente provata. Suggeriamo che la ricerca futura dovrebbe concentrarsi su un numero maggiore di soggetti umani a cui vengono somministrate concentrazioni più elevate, ad esempio, di un’applicazione di crema al Magnesio per periodi più lunghi per indagare se l’applicazione transdermica possa mostrare un contributo significativo al miglioramento dello stato del Magnesio.

Il Magnesio potrebbe essere in grado di entrare nel sistema linfatico sotto il derma ed entrare nel sistema circolatorio, bypassando la regolazione attraverso il tratto gastrointestinale e aumentando così il Magnesio sierico [23,24,25]. Tuttavia, non possiamo ancora raccomandare l’applicazione di Magnesio transdermico.

Contributi degli autori

Il documento è stato scritto da tutti gli autori. La revisione è stata effettuata da U. Gröber, K. Kisters.

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