Contacto: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Correo electrónico:audrey.hu@wecistanche.com

Resumen:La industria cosmética se encuentra entre las industrias de más rápido crecimiento en la última década. A medida que se han revolucionado los conceptos de belleza, se han acuñado muchos términos para acompañar la innovación de esta industria, ya que los productos de belleza no se limitan solo a aquellos que se aplican para proteger y mejorar la apariencia del cuerpo humano. En consecuencia, los términos tales comocosmecéuticosy los nutricosméticos han surgido para dar una noción de los beneficios para la salud de los productos que crean belleza desde el interior hacia el exterior. En los últimos años, a base de productos naturalescosmecéuticoshan ganado una gran cantidad de atención no solo por parte de los investigadores sino también del público debido a la creencia general de que son inofensivos. Cabe destacar que en los últimos años, la demanda decosmecéuticosde los recursos marinos ha ido en aumento exponencial debido a sus propiedades químicas y biológicas únicas que no se encuentran en los recursos terrestres. Por lo tanto, la presente revisión aborda la importancia de los compuestos derivados del mar, destacando las nuevas entidades químicas con potencial cosmecéutico de los recursos naturales marinos y los mecanismos de acción por los que estos compuestos ejercen funciones en el cuerpo, así como los beneficios para la salud relacionados. Los ambientes marinos son el reservorio más importante de biodiversidad que proporciona sustancias biológicamente activas cuyo potencial está aún por descubrir para su aplicación como productos farmacéuticos, nutracéuticos ycosmecéuticos. Los organismos marinos no solo son una importante fuente renovable de valiosos compuestos a granel utilizados en la industria cosmética, como el agar y la carragenina, que se utilizan como agentes gelificantes y espesantes para aumentar la viscosidad de las formulaciones cosméticas, sino también de pequeñas moléculas como la ectoína (para promover la hidratación de la piel). ), tricodina A (para evitar la alteración del producto causada por la contaminación microbiana) y mitiloxantina (como agente colorante). Las moléculas de origen marino también pueden funcionar como principios activos, siendo los principales compuestos los que determinan la función de cosmecéuticos comoanti-tirosinasa(ácido kójico), antiacné (sargafurano), blanqueador (crisofanol), protección UV (escitonemina, aminoácidos similares a micosporinas (MAA)), antioxidantes y antiarrugas (astaxantina y PUFA).

Palabras clave: cosmecéuticos; nutricosméticos; compuestos de origen marino;anti-tirosinasa; antienvejecimiento;anti arrugas; protección UV

cistanche, inhibidor de la tirosinasa

1. Introducción

El reglamento de la Comisión Europea (CE) No. 1223/2009 define los cosméticos como "productos destinados a ser aplicados en las partes externas del cuerpo humano como la epidermis, el cabello, las uñas, los labios y los órganos genitales externos, o los dientes y las membranas mucosas de los cavidad oral con el objetivo exclusivo o principal de limpiar, perfumar, proteger o cambiar su apariencia o mantenerlos en buenas condiciones" [1]. Aunque los cosméticos no están destinados a afectar la estructura y función del cuerpo, existen muchos requisitos para los cosméticos, incluyendo seguridad, falta de efectos secundarios y su capacidad para mostrar efectos positivos sobre el bienestar [2]. Como el mercado de los cosméticos es muy dinámico y constantemente se lanzan nuevos productos a un ritmo extremadamente rápido, también surgen continuamente nuevos conceptos y se acuñan nuevos términos. Así, el término "cosmecéuticos", que se deriva de una combinación de "cosméticos" y "productos farmacéuticos", y fue popularizado por Kilgman [3], se refiere a productos cosméticos con beneficios similares a los de las drogas. Aunque la Ley Federal de Alimentos, Medicamentos y Cosméticos (Ley FD&C) no reconocemos que este término, es muy utilizado en la industria cosmética [4]. A su vez, el concepto más reciente, que representa la última tendencia en la industria de la belleza, es “nutricosmética”, que surge de una combinación de “cosmecéuticos" y "nutracéuticos", y estos se destinan a la suplementación oral de nutrientes formulados y comercializados específicamente con fines de belleza [4]. Los nutricosméticos se caracterizan como productos naturales para la salud con capacidad para mejorar la función y apariencia de la piel, el cabello y las uñas cuando Se cree que estos compuestos ejercen sus efectos de embellecimiento y/o higiene personal dentro del organismo, por lo que la nutricosmética se está convirtiendo en una fuerte tendencia, ya que los consumidores hoy en día tienen un gran conocimiento de los alimentos y complementos alimenticios, tendiendo a adquirir preferentemente productos de origen natural. que puede restaurar y mejorar la salud y la belleza sin presentar efectos perjudiciales [4].

cosmecéuticoscomprenden ingredientes activos como vitaminas, minerales, fitoquímicos, enzimas, que existen en varios tipos de formulaciones como cremas, lociones y ungüentos [5]. Estas sustancias bioactivas naturales pueden derivar de diversas fuentes, como plantas terrestres, microorganismos y organismos marinos. Estas sustancias pueden tener una gran variedad de roles funcionales, incluidos aquellos con efectos beneficiosos para la salud humana [5], que pueden promover la salud de la piel, el cabello y las uñas a nivel celular [6]. Aunque los ingredientes derivados de plantas siguen siendo muy populares y se usan ampliamente como cosmecéuticos, también tienen algunas limitaciones porque las plantas generalmente crecen demasiado lentamente y su composición química varía de una estación a otra y de una región a otra. Por el contrario, la flora y la fauna marinas no solo producen biomoléculas químicamente únicas que no se encuentran en los recursos terrestres, sino que también se pueden cultivar rápidamente en grandes cantidades y de manera rentable mediante técnicas acuícolas modernas [7].

2. Objetivos biológicos y mecanismos de acción de los cosmecéuticos

Actualmente existe una gran demanda decosmecéuticosque funcionan como despigmentantes de la piel, filtros UV,antiinflamatorio, anti arrugas,antienvejecimiento, hidratante de la piel, antiacné, así comoantioxidantey agentes citoprotectores [8]. Por lo tanto, esta sección discutirá brevemente las actividades biológicas y los mecanismos de acción subyacentes de algunos de los principales cosmecéuticos, así como las rutas bioquímicas y los objetivos involucrados en estos procesos.

2.1. Actividad antimelanogénica

La demanda de productos para el cuidado de la piel está motivada por la intención de iluminar y aclarar el tono de la piel, así como de eliminar la hiperpigmentación local [9]. El blanqueamiento de la piel implica el uso de sustancias naturales o sintéticas que provocan una disminución de la pigmentación al reducir la concentración de melanina en la piel. Esta práctica puede ser impulsada por necesidades dermatológicas como la hiperpigmentación de la piel causada por condiciones autoinmunes, exposición a la radiación UV, factores genéticos y cambios hormonales que pueden inducir la sobreproducción de melanina en la piel [10]. El proceso de despigmentación puede implicar uno o más pasos en la vía melanogénica, como la transferencia de melanosomas o el procesamiento posterior a la transferencia del pigmento y la degradación. Por lo tanto, la biosíntesis de melanina se puede prevenir evitando la exposición a los rayos UV, la inhibición de la enzima tirosinasa, el metabolismo y la proliferación de los melanocitos, o eliminando la propia melanina [11]. El blanqueamiento de la piel se puede lograr mediante varios mecanismos, como la inhibición del factor de transcripción asociado a la microftalmía, la regulación a la baja de la actividad del receptor de melanocortina 1, la interferencia con la maduración y transferencia de melanosomas, la pérdida de melanocitos y la inhibición de la enzima tirosinasa [12]. Varios agentes despigmentantes modulan la pigmentación de la piel al influir en la transcripción y la actividad de las enzimas melanogénicas relacionadas con la tirosinasa, la proteína relacionada con la tirosinasa-1(TYRP-1), la proteína relacionada con la tirosinasa-2 (TYRP{{13 }}), o peroxidasa [13]. La inhibición de la tirosinasa se ha convertido en la más común y cada vez más popular en los productos cosméticos para blanquear la piel. Hasta ahora, el uso de inhibidores sintéticos de la tirosinasa está bastante limitado debido a su toxicidad, baja estabilidad, poca penetración en la piel y baja actividad [14]. Tradicionalmente, los compuestos de plantas como la hidroquinonaglucósido arbutina (1) y el ácido azelaico (2), así como de hongos como el ácido kójico (3) (Figura 1) [10], han sido ampliamente utilizados como blanqueadores de la piel en cosmética. Sin embargo, en los últimos años, la investigación se ha centrado en compuestos de organismos marinos, especialmente florotaninos como 7-phloroeckol (4) de algas pardas (Figura 1), ya que generalmente se cree que estos compuestos son más seguros que los convencionales para la piel. blanqueadores La cuestión de la seguridad se originó a partir de la idea de que los principios activos no están aislados, sino que existen en grupos químicos complejos y estables que evitan sus efectos negativos en el sitio de aplicación [15].

La pigmentación de la piel es el factor fotoprotector más importante, ya que la melanina no solo funciona como un absorbente UV de banda ancha, sino que también posee propiedades antioxidantes y de eliminación de radicales [16]. Además, la melanina también juega un papel importante en el camuflaje, la regulación del calor y la interacción cosmética. La pigmentación es altamente hereditaria y está regulada por factores genéticos, ambientales y endocrinos que modulan la cantidad, el tipo y la distribución de melanina en la piel, el cabello y los ojos. Como la piel es el órgano más grande del cuerpo que siempre está sujeto a condiciones internas y externas, a menudo responde a estos factores modificando el patrón de pigmentación constitutivo [17]. Consistentemente, la sobreproducción o la falta de pigmento de melanina no es solo un problema estético, ya que los cambios menores en el estado fisiológico del cuerpo humano o la exposición a factores externos dañinos pueden afectar los patrones de pigmentación de manera transitoria (como en el embarazo) o permanente (p. ej., manchas de la edad) modales [17]. Por este motivo, también existe una gran demanda de cosméticos blanqueadores para el tratamiento del lentigo, mascarillas para el embarazo o incluso hiperpigmentaciones provocadas por intoxicaciones medicamentosas.

La melanina se produce mediante procesos enzimáticos secuenciales en los melanosomas, un orgánulo que reside en los melanocitos, y luego se transfiere a los queratinocitos cercanos para su fotoprotección [18,19]. La tirosinasa es una enzima oxidasa multifuncional, glicosilada en la membrana y que contiene cobre que interviene en las primeras etapas de la melanogénesis mediante la hidroxilación de la tirosina a 3,4-dihidroxifenilalanina (DOPA) y posteriormente oxida la DOPA a dopaquinona [20]. Dado que la tirosinasa es la enzima limitante de la velocidad, es fundamental para la síntesis de melanina y controla la pigmentación de la piel. Por lo tanto, la inhibición de este objetivo biológico es actualmente el enfoque más común para el desarrollo de agentes blanqueadores de la piel para cosméticos [18].

A pesar de una gran cantidad de compuestos que exhiben actividad inhibidora de tirosinasa in vitro, solo unos pocos fueron efectivos en ensayos clínicos [21,22]. Por lo tanto, comprender los mecanismos por los cuales diferentes factores y compuestos inducen la melanogénesis es fundamental para diseñar y desarrollar productos con fines específicos, como la terapia de enfermedades pigmentarias y productos de bronceado para reducir el riesgo de cáncer de piel, entre otros [17]. Además, también se informó que la tirosinasa cataliza la formación de dopaminaquinona en la sustancia negra humana, que es una sustancia que puede estar involucrada en la neurotoxicidad de la dopamina y varias enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Parkinson. Consistentemente, la tirosinasa también podría ser un objetivo potencial para el desarrollo de fármacos para el tratamiento de la enfermedad de Parkinson [23]. El descubrimiento de nuevos inhibidores de la tirosinasa con capacidad para regular la melanogénesis es de especial interés, ya que la producción excesiva de melanina conduce a la hiperpigmentación de la piel en forma de pecas, las denominadas "manchas de la edad" y melanoma. Aunque se han descubierto varios inhibidores de tirosinasa pertenecientes a diferentes clases químicas a partir de recursos marinos como agentes blanqueadores de la piel o para el tratamiento de alteraciones de la pigmentación, algunos de ellos tienen efectos negativos sobre la salud humana [24].

Otro aspecto importante es que aunque la fuerza inhibitoria de los inhibidores de tirosinasa se expresa normalmente como sus valores de concentración inhibitoria media (IC50), no es posible comparar directamente la actividad inhibitoria de diferentes compuestos a partir de sus valores IC50 reportados en la literatura, ya que las condiciones experimentales como las concentraciones de sustrato, el tiempo de incubación y los lotes de enzimas tirosinasa comerciales utilizadas variaron entre diferentes ensayos. Para evitar la discrepancia, la mayoría de los estudios realizados para evaluar nuevos inhibidores de tirosinasa utilizan un inhibidor de tirosinasa estándar como el ácido kójico (3) (Figura 1) como control positivo [20]. El ácido kójico (3), un metabolito fúngico utilizado actualmente como agente blanqueador de la piel en cosméticos y también como aditivo alimentario para prevenir el pardeamiento enzimático, es el inhibidor de la tirosinasa más estudiado [25].

Dado que los inhibidores de tirosinasa no solo son importantes agentes despigmentantes en cosmética, sino también clínicamente útiles para el tratamiento de algunas enfermedades dermatológicas asociadas con la hiperpigmentación por melanina [26], es importante definir correctamente el término "inhibidor de tirosinasa". Generalmente, la denominación de "inhibidor de tirosinasa" no siempre es muy clara, ya que algunos autores utilizan la misma terminología para referirse a los inhibidores de la melanogénesis cuya acción consiste principalmente en interferir en la formación de melanina pero sin efecto directo sobre la enzima tirosinasa. Por tanto, sólo los inactivadores específicos y/o los inhibidores específicos de la tirosinasa, que se unen directamente a la enzima e inhiben su actividad, se consideran "verdaderos inhibidores". Estos "verdaderos inhibidores" de la tirosinasa se dividen en dos categorías: (1) inhibidores específicos de la tirosinasa que se unen reversiblemente a la enzima, reduciendo así su capacidad catalítica [20], y (2) inactivadores específicos de la tirosinasa, también conocidos como inhibidores irreversibles o "sustratos suicidas". ", que forman un enlace covalente con la tirosinasa, alterando así su sitio activo e inactivando la enzima de forma irreversible durante el proceso catalítico (p. ej., L-DOPA y catecol). Lo que es más importante, estos compuestos son generalmente específicos para la tirosinasa y no inactivan otras proteínas [27,28]. Los inhibidores de la tirosinasa también se pueden clasificar, según sus estructuras químicas o mecanismos inhibidores, en cinco clases principales: (1) polifenoles, (2) derivados de benzaldehído y benzoato, (3) lípidos y esteroides de cadena larga, (4) otros lípidos y esteroides naturales o sintéticos. inhibidores, y (5) inactivadores irreversibles. Los polifenoles representan el grupo más grande y diverso de inhibidores de la tirosinasa, siendo los flavonoides los principales representantes de este grupo [29]. Además de los flavonoides, varios estilbenos y derivados de la cumarina tienen actividad anti-tirosinasa [30].

2.2. Actividad antienvejecimiento

El término "envejecimiento de la piel" se refiere a la degradación de la dermis, que incluye adelgazamiento, sequedad, laxitud, fragilidad, poros dilatados, líneas finas y arrugas, prominencias vasculares, aumento de la transparencia y pérdida de elasticidad [31]. El proceso de envejecimiento reduce el grosor de la piel, la elasticidad y el rizado de las fibras elásticas de la piel, lo que da lugar a las arrugas [32]. El envejecimiento intrínseco generalmente está determinado por factores genéticos; sin embargo, factores extrínsecos como la exposición a la luz solar, la contaminación o la nicotina, los movimientos musculares repetitivos como entrecerrar los ojos o fruncir el ceño y estilos de vida como la dieta, la posición para dormir y la salud en general también contribuyen al proceso de envejecimiento [31]. El envejecimiento también está influenciado por una disminución en la expresión del gen del colágeno, la baja actividad de los fibroblastos y la regeneración de los fibroblastos, así como el encogimiento de la barrera lamelar, lo que da como resultado la incapacidad de la piel para retener la humedad. Aunque los mecanismos que subyacen al envejecimiento de la piel no están completamente dilucidados, la industria cosmética continúa ofreciendo una enorme variedad de productos antienvejecimiento, la mayoría de los cuales se afirma que estimulan la síntesis de colágeno y glicosaminoglicanos (GAG) por parte de los fibroblastos en la epidermis, lo que aumenta la firmeza y flexibilidad de la piel. capa corneal de la piel [33].

La piel humana es la barrera anatómica para patógenos y daños físicos, actuando como una partición entre los ambientes interno y externo [34,35]. La piel protege a nuestro cuerpo de las agresiones externas, especialmente del sol, lo que implica una serie de mecanismos que minimizan los daños cuando se expone a la radiación UV. Estos mecanismos pueden ser controlados por ciertos compuestos orgánicos e inorgánicos, por ejemplo, la melanina (5) (Figura 2) [34,35]. Diferentes organismos producen diferentes sustancias químicas para protegerse de los efectos nocivos de la radiación ultravioleta. Por ejemplo, mientras que los animales (incluidos los humanos) usan melanina (5) para protegerse de la radiación UV, las plantas superiores producen metabolitos secundarios como los flavonoides, y los microorganismos que viven en los ambientes marinos con un alto volumen de luz solar producen compuestos como la escitonemina (6). (Figura 2), aminoácidos similares a micosporinas (MAA) y varias otras sustancias absorbentes de UV de estructura química desconocida para el mismo propósito [36,37]. Los carotenoides, otra clase de filtros UV producidos por muchas especies de microalgas, también son importantes compuestos activos entre los principales ingredientes con propiedades antienvejecimiento [38], entre los cuales el -caroteno (7) (Figura 2) es uno de los compuestos más efectivos para prevenir el oxígeno reactivo. (ROS), evitando así el daño celular y el proceso de envejecimiento [39].

2.2.1. Actividad Antifotoenvejecimiento

La exposición crónica a la radiación UV puede causar dermatoheliosis o fotoenvejecimiento [40]. Exposición a la radiación UV, tanto UVA (400 nm <>< 320="" nm)="" and="" uvb="" (320="" nm="" <="" λ="" <="" 290="" nm),="" can="" lead="" to="" alterations="" in="" the="" composition="" of="" the="" dermal="" extracellular="" matrix="" (ecm),="" resulting="" in="" wrinkles,="" laxity,="" coarseness,="" mottled="" pigmentation,="" and="" histological="" changes="" including="" epidermal="" thickness="" and="" connective="" tissue="" alteration="" or="" even="" skin="" cancer="" (melanoma),="" which="" are="" typically="" mediated="" by="" ros="" [41–43].="" continuous="" exposure="" to="" uv="" radiation="" leads="" to="" numerous="" complications="" that="" are="" correlated="" with="" various="" pathological="" consequences="" of="" skin="" damage.="" for="" example,="" sunburn="" occurs="" when="" exposure="" to="" uv="" radiation="" exceeds="" the="" protective="" capacity="" of="" an="" individual's="" melanin="" [43–46].="" although="" short-term="" solar="" exposure="" can="" be="" beneficial="" on="" mood="" and="" vitamin="" d="" synthesis,="" it="" can="" also="" cause="" an="" immediate="" skin="" burn,="" detrimental="" skin="" thickening,="" actinic="" erythema,="" and="" excessive="" tanning.="" on="" the="" other="" hand,="" the="" long-term="" effects="" are="" all="" negative,="" including="" photo-induced="" skin="" aging="" and="" photo-carcinogenesis="" caused="" by="" uv="" radiation-induced="" immunosuppression.="" the="" severity="" of="" these="" long-term="" effects="" requires="" the="" use="" of="" appropriate="" protection="" during="" uv="" radiation="" exposure="" [47].="" although="" uvb="" affects="" mainly="" the="" epidermis="" and="" uva="" intervenes="" directly="" in="" the="" dermal="" compartment,="" both="" are="" the="" major="" factors="" responsible="" for="" the="" photoaging="" of="" human="" skin,="" damaging="" dermal="" fibroblasts,="" through="" the="" induction="" of="" cytokines,="" matrix="" metalloproteinases="" (mmps),="" and="" mitochondrial="" dna="" mutations="" [48,49].="" radiation-induced="" oxidation="" may="" cause="" photoaging="" by="" the="" reduction="" of="" antioxidant="" enzymes="" and="" the="" antioxidant="" defense="" mechanism,="" which="" may="" result="" in="" significant="" oxidative="" damage,="" immunomodulation,="" the="" activation="" of="" melanogenesis,="" and="" ultimately="" carcinogenesis="" [50].="" to="" avoid="" the="" deleterious="" effects="" caused="" by="" uv="" exposure,="" sunscreen="" products="" that="" commonly="" contain="" organic="" and/or="" inorganic="" filters="" are="" used="" [51–53].="" however,="" a="" number="" of="" naturally="" occurring="" photoprotective="" compounds="" such="" as="" scytonemin="" (6,="" from="" cyanobacteria),="" mycosporines="" (from="" fungi="" and="" cyanobacteria),="" maas="" (from="" cyanobacteria,="" microalgae,="" macroalgae,="" yeasts,="" fungi,="" sponges,="" corals,="" and="" animals),="" flavonoids="" (from="" higher="" plants),="" melanins="" (in="" humans="" and="" other="" animals="" and="" even="" some="" bacteria),="" and="" several="" other="" uv-absorbing="" substances="" of="" unknown="" chemical="" structures="" from="" different="" organisms="" have="" been="" explored="" to="" develop="" novel="" uv="" filters="" for="" sunscreen="" products="" to="" prevent="" photodamage="">

Se ha investigado una variedad de organismos fotosintéticos como fuentes de compuestos fotoprotectores. Estos incluyen micosporinas, MAA y varios otros filtros UV [42,56,57]. Los MAA pertenecen a una familia de metabolitos secundarios producidos por una variedad de organismos, especialmente aquellos que habitan ecosistemas con una gran cantidad de luz solar, como ambientes marinos y de agua dulce, para protegerse contra la radiación solar [58]. Estos de bajo peso molecular (generalmente<400 da)="" and="" colorless="" compounds="" are="" water-soluble="" and="" share="" the="" same="" chemical="" scaffold,="" but="" they="" differ="" in="" substituents="" and/or="" the="" presence="" and="" type="" of="" amino="" acids.="" their="" structures="" consist="" of="" cyclohexenone="" or="" cyclohexenimine="" chromophores="" linked="" to="" a="" nitrogen="" substituent="" of="" an="" amino="" acid="" or="" its="" iminoalcohol="" by="" conjugation="" [58,59].="" maas="" absorb="" uv="" radiation="" ranging="" from="" 310="" to="" 362="" nm="" and="" dissipate="" this="" energy="" in="" the="" form="" of="" heat="" radiation="" to="" the="" surrounding="" environment="" [60].="" the="" protection="" efficiency="" of="" maas="" against="" uv="" radiation="" depends="" also="" on="" their="" location="" in="" the="" cell,="" i.e.,="" maas="" located="" in="" the="" cytoplasm="" provide="" limited="" protection="" against="" uv="" radiation="" while="" extracellular="" maas="" are="" more="" effective="" protectors="" [61,62].="" on="" the="" other="" hand,="" scytonemin="" (6)="" (figure="" 2),="" a="" stable="" yellow-brown="" and="" lipid-soluble="" pigment,="" is="" located="" in="" the="" extracellular="" polysaccharide="" sheath="" of="" some="" cyanobacteria.="" scytonemin="" (6)="" has="" a="" maximum="" absorption="" at="" 386="" nm="" but="" also="" absorbs="" significantly="" at="" 252,="" 278,="" and="" 300="" nm.="" recent="" studies="" suggested="" that="" scytonemin="" (6)="" not="" only="" has="" the="" potential="" as="" a="" uv="" filter="" in="" cosmetics="" but="" also="" as="" an="" anticancer="" drug="">

2.2.2. Actividad antiarrugas

Varias investigaciones revelaron que las MMP, una familia de zincendopeptidasas secretadas o transmembrana, son responsables de la inhibición de la síntesis de colágeno en la piel fotoenvejecida [64]. Las MMP son producidas por una variedad de células, incluidos fibroblastos, queratinocitos, mastocitos, macrófagos y neutrófilos, y se cree que desempeñan un papel importante en la formación de arrugas [65,66]. Las MMP se pueden subdividir en tres grupos funcionales principales, es decir, colagenasas intersticiales (que degradan el colágeno tipo I, II y III) [67], estromelisinas (que degradan laminina, fibronectina y proteoglicanos) [68] y gelatinasas (que degradan los colágenos tipo IV y V) [69]. La expresión de MMP suele ser inducida por diversos estímulos extracelulares, como factores de crecimiento, citoquinas y radiación UV [70,71]. La expresión del gen MMP también puede verse influenciada por ROS a través de la vía de transducción de señales [72]. Además, la sobreexpresión de MMP se asocia con fenómenos de remodelación, reparación y destrucción de tejidos. Por ejemplo, MMP-2 y MMP-9 pueden degradar la MEC e influir en la formación de arrugas y el grosor de la piel [73]. La inducción de colagenasa o MMP-1, que conduce a la degradación del colágeno tipo I, puede mejorar la formación de arrugas y, dado que el colágeno tipo I es un constituyente principal del tejido conectivo, no puede compensarse con la inducción concomitante de la síntesis de colágeno [74] . Este desequilibrio generalmente aumenta por la influencia de la radiación UVA, lo que resulta en una disminución de la expresión de colágeno 1A1 y colágeno 1A2, lo que induce la regulación positiva de la citocina interleucina (IL)-6 [75]. Por otro lado, el factor de transcripción, la proteína activadora-1 (AP1), que se activa con la estimulación UVA, induce la síntesis de MMP-1 y la represión del colágeno 1A1 y el colágeno 1A2 [76]. En consecuencia, las MMP son marcadores útiles para el envejecimiento de la piel, y los agentes que estimulan la síntesis de colágeno y/o reducen la regulación al alza fotoinducida de las MMP son potencialmente útiles para los productos para el cuidado de la piel [33]. Curiosamente, varios estudios han revelado que los compuestos derivados de nutrientes como los quitooligosacáridos, los flavonoides, los polifenoles y los ácidos grasos pueden inhibir la activación y expresión de las MMP [71,77,78]. Por lo tanto, estos compuestos podrían tener un fuerte potencial para el desarrollo de productos nutricosméticos.

Todas las formulaciones cosméticas antiarrugas/antienvejecimiento contienen normalmente componentes humectantes para mantener la hidratación de la piel, que es esencial para las funciones de la piel. La aplicación externa de lípidos que limitan la pérdida de agua, o de compuestos con capacidad de formar enlaces con las moléculas de agua, se utilizan para imitar los mecanismos naturales de hidratación de la piel [10]. Tradicionalmente, el ácido linoleico y el ácido -linolénico se usan comúnmente para la emulsión de aceite/agua para retener el agua en la piel con el fin de restaurar la pérdida de agua transepidérmica (TEWL) a su nivel normal [79]. Sin embargo, recientemente, algunos biosurfactantes derivados de microorganismos marinos como el manosileritritol (8), los ramnolípidos (9) y los soforolípidos (10a y 10b) (Figura 2) están siendo investigados para su aplicación en la industria cosmética debido a sus propiedades emulsionantes, solubilizantes, humectantes, propiedades espumantes y dispersantes, que no solo mejoran la solubilización de los ingredientes hidrófobos en los productos, sino que también facilitan su liberación a través de la barrera cutánea [80]. Además, estos biosurfactantes de origen marino tienen una ventaja sobre sus contrapartes sintéticas, ya que tienen poca irritación de la piel, lo que es ideal para las formulaciones antiarrugas [81].

2.3. Actividad antioxidante

Los antioxidantes juegan un papel importante en la protección celular contra el envejecimiento al prevenir que las ROS inducidas por los rayos UV, como el anión superóxido (O2−), el radical hidroxilo HO.) y el H2O2, ataquen los lípidos de la membrana, las proteínas y el ADN [82,83]. Dado que la oxidación de los lípidos de la membrana es uno de los factores más importantes que disminuyen la apariencia juvenil de la piel [84], la prevención de la formación de ROS es fundamental. Los antioxidantes brindan protección contra el entorno prooxidativo al que está expuesta la piel humana, en particular, la radiación UV, el humo y los contaminantes del aire [82,83]. Por lo tanto, el consumo de complementos alimenticios ricos en antioxidantes es una estrategia importante utilizada en la llamada “terapia antioxidante” para mantener la salud así como para prevenir muchas enfermedades. Los antioxidantes consisten en moléculas enzimáticas y no enzimáticas. Los antioxidantes enzimáticos incluyen superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT), glutatión peroxidasa (GSH), glutatión reductasa (GR) y glutatión transferasa (GST), que están presentes en el plasma y los eritrocitos humanos [85,86]. Los antioxidantes no enzimáticos consisten en muchas clases de moléculas pequeñas como -caroteno (7) (Figura 2), R-tocoferol (TOH) (11), ácido ascórbico (12) y ubiquinol (13) (Figura 3), entre otros. [87].

Actualmente, muchos antioxidantes sintéticos como el hidroxianisol butilado (BHA) (14), el hidroxitolueno butilado (BHT) (15), la terc-butilhidroquinona (TBHQ) (16) y el galato de propilo (17) (Figura 3) se utilizan como aditivos para suprimir oxidación en alimentos, cosméticos y medicamentos. Sin embargo, el uso de estos antioxidantes sintéticos para alimentos o medicamentos se ha restringido debido a que pueden generar problemas potenciales en la salud humana debido a su toxicidad y falta de seguridad [88,89]. Por el contrario, dado que los antioxidantes naturales se consideran alternativas seguras, se han llevado a cabo muchos esfuerzos de investigación para descubrir antioxidantes naturales efectivos para la industria cosmética [90–93]. Se cree que los antioxidantes naturales como los florotaninos, los polisacáridos sulfatados, el fucosterol (18) y la fucoxantina (19) (Figura 3), todos derivados de macroalgas, son buenas alternativas para la industria cosmética [8,94].

Los pigmentos naturales como las clorofilas, los carotenoides y los derivados del tocoferol como la vitamina E y los isoprenoides también son antioxidantes naturales interesantes que se pueden obtener de los recursos marinos [90–93]. Las propiedades antioxidantes y antiinflamatorias de los carotenoides, que contribuyen a su fotoprotección de la piel a través de la inhibición de la toxicidad de ROS inducida por los rayos UVA, los convierten en los principales ingredientes de muchas lociones de protección solar [53]. Por otro lado, los MAA no solo pueden proteger la piel contra la radiación UV, sino que también exhiben una alta actividad antioxidante al eliminar el anión superóxido y, por lo tanto, prevenir la peroxidación lipídica [95–97]. Las propiedades de los MAA como filtros UV y eliminadores de ROS sugieren que podrían ser ingredientes muy útiles para productos de protección solar [98]. Otra clase interesante de antioxidantes naturales son los oligosacáridos y péptidos de origen marino. Se ha sugerido que los carbohidratos derivados de algas tienen, además de su propiedades espesantes e hidratantes, propiedades antioxidantes, antimelanogénicas y antienvejecimiento, que son beneficiosas para la piel, por lo que representan un valor agregadocosmecéuticos [99,100].

2.4. Actividad Antiacné

El acné vulgar, comúnmente conocido como acné o espinillas, que es una condición típica de la adolescencia pero que también puede ocurrir en adultos, es el trastorno de la piel más común caracterizado por la inflamación de estas glándulas báceas [101]. El acné es causado por eventos multifactoriales que incluyen mecanismos hormonales, microbiológicos e inmunológicos, como la estimulación de la actividad de las glándulas sebáceas mediada por andrógenos, la hiperqueratinización folicular y la inflamación. La bacteria Propionibacterium acnes es un agente causante de la etapa inflamatoria y, por lo tanto, inicia la lesión inflamada [102-104]. Por lo tanto, p. acnes y Staphylococcus epidermidis son los principales objetivos para la prevención y el tratamiento médico del acné [101,103]. Estas bacterias anaerobias estimulan la producción de citoquinas proinflamatorias e inducen la liberación de ROS, cuya producción excesiva resulta en un fenómeno destructivo que conduce a la cicatrización [105]. También liberan lipasas para digerir un exceso de grasa y sebo de la piel, lo que a su vez estimula una intensa inflamación local que revienta los folículos pilosos. Por lo tanto, la inhibición del crecimiento de P. acnes ha sido reconocida como un método estratégico para el tratamiento del acné en la industria cosmética. En la búsqueda de nuevos compuestos antibacterianos contra P. acnes a partir de biorecursos marinos para desarrollar nuevos productos cosméticos naturales para prevenir el acné, se encontró que el sargafurano (20) (Figura 4), aislado del extracto de un alga parda marina Sargassum macrocarpum, presentaba una potente actividad antiacné contra P. acnes con un valor de concentración inhibitoria mínima (MIC) de 15 µg/mL [106]. En un esfuerzo por encontrar compuestos derivados de Mari para tratar el acné vulgar, Choi et al. evaluaron la actividad antibacteriana de varias especies de macroalgas, que se encuentran comúnmente en la costa de Corea del Sur; sin embargo, solo Ecklonia kurome, E. cava e Ishige sinicola exhibió una fuerte actividad inhibidora del crecimiento contra P. acnes, así como una actividad antiinflamatoria [ 107] Por lo tanto, los compuestos producidos por estas tres especies de algas podrían ser agentes prometedores para el desarrollo de productos cosméticos para combatir el acné vulgar.

2.5. Cicatrización de heridas y actividades antiinflamatorias

La cicatrización de heridas es un proceso complejo y estrechamente regulado de recuperación de las formas y funciones anatómicas de los tejidos lesionados, que consta de tres fases superpuestas [108,109]. A la fase inflamatoria inicial, caracterizada por la activación de las plaquetas y la liberación de factores de crecimiento y citoquinas, le sigue la fase proliferativa, donde se secretan factores de crecimiento y se potencia la proliferación celular, y finalmente, la última fase consiste en la remodelación, en la que se produce la producción de colágeno y organización, lo que conduce a la cicatriz madura [110]. La cicatrización de heridas agudas o normales procede a través de procesos superpuestos ordenados, lo que permite la reparación de la función e integridad de la piel de manera coordinada en individuos sanos, en un período de 7 a 10 días [111]. La progresión suave de todos estos eventos conducirá a una finalización normal de la cicatrización de la herida y restaurará las funciones interrumpidas de la piel [112,113]. Sin embargo, cualquier cambio que interrumpa el proceso de cicatrización puede agravar el daño tisular y retrasar el proceso de reparación, lo que contribuye a que la herida se vuelva crónica. cicatrización. Diversos factores, como infecciones, enfermedades subyacentes (p. ej., diabetes o enfermedades cardiovasculares), medicamentos (p. ej., esteroides) y la edad avanzada pueden afectar el proceso de cicatrización de heridas [109,111]. Por otro lado, la inflamación es un evento vital de la respuesta inmunológica del cuerpo que implica la interacción de una cascada compleja de varias células, incluidos leucocitos, células sanguíneas, fibroblastos y células epiteliales [108]. Hay dos tipos de señales en el proceso inflamatorio: las que inician y mantienen la inflamación, y las que detienen el proceso, y la asimetría de estas señales puede causar daño celular y tisular. Así, la desregulación de todo el proceso puede conducir a una inflamación crónica e incluso a la muerte en algunos casos [114]. Las enfermedades inflamatorias de la piel son problemas dermatológicos muy comunes que se manifiestan en una variedad de formas, es decir, desde erupciones ocasionales acompañadas de picazón y enrojecimiento de la piel hasta afecciones más crónicas como la dermatitis atópica, la rosácea, la dermatitis seborreica y la psoriasis [115]. La inflamación cutánea se ha relacionado con muchas enfermedades, incluido el cáncer y el lupus eritematoso discoide (DLE), así como con el envejecimiento visible anticipado de la piel. Sin embargo, el envejecimiento visible de la piel se puede reducir y prevenir mediante el uso diario de antioxidantes o antiinflamatorios.cosmecéuticos, junto con una dieta rica en suplementos antiinflamatorios y antioxidantes [116]. Los factores microbiológicos e inmunológicos y los agentes tóxicos pueden iniciar la respuesta inflamatoria activando una variedad de mediadores humorales y celulares como las prostaglandinas (PG), los leucotrienos (LT), el NO, el factor de necrosis tumoral alfa (TNF-) y las citocinas de la interleucina (IL) familias [117]. Las células dérmicas y epidérmicas producen constitutivamente varias citoquinas y eicosanoides que juegan un papel crucial en el mantenimiento de la homeostasis y la regulación de la inflamación de la piel, y cuyos niveles están regulados por eventos fisiológicos y fisiopatológicos [118,119]. El ácido araquidónico (AA), un precursor de los eicosanoides proinflamatorios, se libera de los fosfolípidos de la membrana en el curso de la activación inflamatoria y luego se metaboliza a PG y LT [118,119]. Se han investigado varias estrategias para controlar la producción excesiva de mediadores lipídicos en diferentes niveles de vías bioquímicas, como la inhibición de la fosfolipasa A2 (PLA2), la activación de la enzima para la liberación de AA, el bloqueo de las vías de la ciclooxigenasa (COX) y la lipoxigenasa (LOX), y el desarrollo de antagonistas de los receptores contra el factor activador de plaquetas (PAF) y los LT [118,119]. La mayoría de los tratamientos convencionales para las heridas dérmicas, como los medicamentos antiinflamatorios no esteroideos (AINE), los medicamentos inmunomoduladores y los corticosteroides tópicos, tienen como objetivo reducir la inflamación [120]. Sin embargo, este tratamiento puede tener un impacto negativo en la cicatrización de heridas, incluidos efectos adversos como atrofia, osteoporosis, obesidad y glaucoma [121]. Aunque es fundamental buscar nuevos agentes antiinflamatorios con menos efectos adversos, el esfuerzo es bastante desafiante debido a la complejidad del proceso inflamatorio y su papel en la defensa del huésped. Sin embargo, el progreso reciente para desentrañar los mecanismos involucrados en la inflamación ha permitido la identificación de nuevos objetivos [122].

Teniendo en cuenta los recursos marinos, ninguno puede compararse con los pepinos de mar en términos de propiedades para curar heridas [123–125]. Los pepinos de mar, especialmente Stichopus Hermann, comúnmente conocidos como "gamat emas", se han reconocido durante mucho tiempo en la medicina popular para el tratamiento de una miríada de enfermedades, incluida la cicatrización de heridas [126]. Los estudios in vivo, utilizando varios tipos de modelos animales, demostraron que las heridas tratadas con extractos de pepino de mar se curaron mejor y más rápidamente en comparación con aquellas sin tratamiento. Se encontró que la aplicación tópica de extractos de varias especies de pepinos de mar en heridas inducidas en animales acelera la tasa de contracción de la herida, que es un proceso fundamental en la fase de cicatrización de heridas [127]. Además, el tratamiento de una herida por quemadura con un apósito de hidrogel basado en S. Alemania dio como resultado tasas significativas de contracción de la herida en el día 21 y 28 después de las heridas por quemadura. Por el contrario, no se detectaron diferencias significativas en los días 7 y 14 [128]. Este efecto podría deberse al “apósito de hidrogel gamat (S. hermanii)” reticulado que le confiere su capacidad de retención de los principios activos y retrasa su liberación sobre la piel herida, actuando así en una etapa posterior de la fase de cicatrización de la herida. La ventaja de este apósito de hidrogel es que los compuestos biológicamente activos se inmovilizan durante un período más largo en las matrices de hidrogel, creando así un sistema de liberación sostenida y controlada que podría mejorar significativamente la actividad del extracto de pepino de mar incorporado durante la reparación del tejido e interactuar eficazmente con las heridas y facilitar una proceso de curación en una etapa posterior [128]. También se descubrió que otra especie de pepino de mar, S. choronotus, actúa en la fase inicial de cicatrización de heridas [125]. Curiosamente, su extracto acuoso mostró una actividad antioxidante aproximadamente un 80 por ciento más alta que su contraparte orgánica [129]. Dado que la presencia de un exceso de radicales libres se asocia con una mala cicatrización de heridas, la eliminación de radicales libres por parte de los antioxidantes presentes en los extractos acuosos de pepino contribuiría a la cicatrización de heridas. Además, el análisis de la composición de ácidos grasos reveló que el extracto acuoso contenía un mayor contenido de ácido docosahexaenoico (DHA) (21) (Figura 4) que el extracto orgánico [130]. Se planteó la hipótesis de que el DHA (21) podría estimular la producción de citocinas proinflamatorias en los sitios de las heridas, lo que ayudaría a controlar la infección y prepararía el tejido para una mayor reparación al mejorar la fagocitosis, estimular la migración de queratinocitos en los bordes de las heridas, aumentar la quimiotaxis y la proliferación de fibroblastos. desencadenando la descomposición de las proteínas de la MEC, así como regulando la liberación de otras citocinas y factores de crecimiento [131]. Además, el ácido eicosapentaenoico (EPA) (22) y DHA (21) (Figura 4), los principales ácidos grasos de los pepinos de mar, también intervienen en el proceso de inflamación estimulando la producción de resolvinas (que inhiben principalmente la producción de IL-1 ) y protectinas (que inhiben la producción de TNF e IL-1) a través de las vías COX-2 y 5-LOX [132]. El estudio de otras especies de pepinos de mar también corroboró que sus extractos acuosos son más eficientes en la cicatrización de heridas que sus extractos orgánicos. Además, también se estudió el efecto antiinflamatorio de los pepinos de mar en entornos clínicos mediante la incorporación de extractos de pepinos de mar en la base de gel Carbopol® y se aplicó tópicamente a pacientes con úlceras del pie diabético durante 12 semanas. Los resultados mostraron que los niveles de TNF- entre el comienzo y las semanas 8, 10 y 12 fueron significativamente diferentes [133]. Se sugirió que el contenido de saponina en los extractos de pepinos de mar puede desempeñar un papel en la prevención de la producción de TNF-inducida por lipopolisacáridos por el factor nuclear-κB (NF-κB), que es un factor de transcripción que regula la transcripción de muchos genes implicados en la proceso de inflamación [134,135].

Otro compuesto de origen marino con capacidad para curar heridas es el fucoidan (23) (Figura 4). El fucoidan (23) es un polisacárido sulfatado y enriquecido con fucosa que se encuentra principalmente en la MEC de las algas pardas. El fucoidan (23) está formado por l-fucosa, grupos sulfato y una o más pequeñas proporciones de otros azúcares [136]. Estructuralmente, el fucoidan (23) consta de dos tipos de homofucosa: las que contienen (1→3)-l-fucopiranosa repetida y las otras que consisten en (1→3)- y (1→4)-l-fucopiranosa alternadas y repetidas [ 137]. Esta clase de polisacáridos ha sido ampliamente investigada por su potencial biotecnológico debido a sus innumerables efectos farmacológicos y sus recursos comestibles no tóxicos [138]. Específicamente, se ha encontrado que los fucoidanos de bajo peso molecular (LMF), que tienen una mejor biodisponibilidad en los tejidos en comparación con los fucoidanos de alto peso molecular (HMF), exhiben efectos beneficiosos como la antiinflamación y la angiogénesis, lo que sugiere su potencial clínico para la cicatrización de heridas dérmicas [108 ]. En este contexto, Park et al. han investigado las propiedades de cicatrización de heridas de LMF, que se extrajo del alga parda marina Undaria pinnatifida, en un modelo de rata de escisión dérmica de espesor completo en comparación con un producto comercial Madecassol Care™, que contiene 1 por ciento de Centella asiática. Descubrieron que la aplicación tópica de LMF mostró efectos mucho mejores en la contracción de la herida, de manera dependiente de la dosis, y un tiempo de cierre medio (CT50) más rápido en comparación con Madecassol Care™, lo que indica que LMF mejoró la cicatrización de heridas a través de su actividad antiinflamatoria. o promoción de la fase de granulación. Estos resultados están respaldados por el hecho de que los fucoidanos median los efectos antiinflamatorios a través de la reducción de la adhesión de neutrófilos y el reclutamiento de leucocitos, o la inhibición de la liberación de citoquinas proinflamatorias, como se informó anteriormente [139]. Además, LMF también aceleró la angiogénesis y la deposición de colágeno en el tejido granular aumentado, mejorando así la reepitelización. Este fenómeno podría explicarse por el hecho de que el depósito de colágeno y la formación de enlaces cruzados estrechos entre las moléculas de colágeno y con otras proteínas, así como la proliferación de varias células en el tejido granular, podrían aumentar la contracción de la herida [140]. Por otro lado, se sabe que las MMP, especialmente MMP2 y MMP9, son mediadoras de la matriz de colágeno durante la remodelación y la reepitelización de heridas [141]. En este contexto, se encontró que el tratamiento con LMF provocó un aumento de MMP9 en el día 7 postratamiento de manera dependiente de la dosis, lo que sugiere que LMF provocó una alteración de la expresión temporal de MMP9 para acelerar la remodelación tisular en respuesta al aumento de la secreción de varios citocinas o su protección frente a la degradación proteolítica. Además, el tratamiento con LMF provocó una reducción de la peroxidación lipídica (malondialdehído), mientras que los niveles de enzimas antioxidantes como SOD, CAT y GSH aumentaron. Estudios previos informaron que el contenido de sulfato de fucoidan(23) (Figura 4) [142] jugó un papel importante en su actividad antioxidante, por lo que la gran cantidad de grupos sulfato en LMF podría contribuir a su fuerte actividad antioxidante. Por otro lado, existe una fuerte evidencia de que el factor de crecimiento transformante-beta (TGF-) y el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) están involucrados en la mejora de la reparación de heridas al aumentar la repoblación de fibroblastos y la angiogénesis [143], y dado que el tratamiento con LMF también mostró un aumento sustancial en las células inmunorreactivas del receptor de TGF- y VEGF-2 (VEGFR2), este fenómeno también podría contribuir a su capacidad de cicatrización de heridas.

EXTRACTO DE CITANCHA

3. Cosmecéuticos de Origen Marino

La creciente conciencia de los consumidores por los cosméticos naturales ha desencadenado un aumento en la exploración de la riqueza de la naturaleza en busca de compuestos biológicamente activos para aplicaciones cosméticas [9]. La industria cosmética lanza cada vez más cosméticos que incorporan extractos o compuestos de origen marino, ya que un número cada vez mayor de consumidores demanda productos de fuentes naturales [6]. Una tendencia mundial de productos considerados saludables, ambientalmente sostenibles y ecológicamente amigables ha llevado a la industria cosmética a invertir cada vez más en investigación y desarrollo (I+D) de nuevos productos que contienen sustancias o extractos derivados de recursos naturales [144]. Por lo tanto, cada vez más consumidores buscan productos cosméticos con compuestos bioactivos novedosos como ingredientes obtenidos de recursos naturales debido a sus numerosos efectos beneficiosos en comparación con sus contrapartes no naturales. Aunque los productos naturales de plantas se han utilizado tradicionalmente (y todavía se utilizan) como ingredientes activos para la cosmética natural, los recursos marinos han surgido recientemente como una rica fuente de compuestos estructuralmente diversos con una miríada de propiedades biológicas que esperan ser exploradas comocosmecéuticos/nutricosmética. El ambiente marino representa una biodiversidad extraordinaria, que es una fuente importante de una gran diversidad química con un gran potencial para el desarrollo industrial de productos farmacéuticos, cosmecéuticos, suplementos nutricionales, sondas moleculares, productos químicos finos y productos agroquímicos [145]. Además, con tantas nuevas especies marinas aún por descubrir, se necesitarán más esfuerzos de investigación para apreciar las vastas potencialidades que el entorno marino tiene para ofrecer [9]. Los organismos marinos han desarrollado mecanismos bioquímicos y fisiológicos que incluyen la producción de compuestos bioactivos necesarios para la reproducción, la comunicación y la protección contra la depredación, la infección y la competencia [146]. No es sorprendente que muchos de estos compuestos tengan un gran potencial comocosmecéuticoso nutricosméticos por sus propiedades antioxidantes, antiinflamatorias, antialérgicas, antienvejecimiento, antiarrugas,anti-tirosinasa, actividades inhibidoras de MMP, así como protección UV [147].

Actualmente, la búsqueda de nuevos productos naturales marinos depende de la recolección de ejemplares cuyo inconveniente es su sustentabilidad y replicabilidad. Los problemas de sustentabilidad están asociados con grandes cantidades de biomasa que generalmente se requieren para el descubrimiento de fármacos, mientras que los problemas de replicabilidad están relacionados con la variabilidad ambiental y los cambios a nivel comunitario en la ecología química de los organismos objetivo [148]. Los individuos de la misma especie muestreados en diferentes áreas geográficas o diferentes estaciones pueden no tener la misma composición química y, por lo tanto, no pueden garantizar el suministro del metabolito objetivo [149]. Sin embargo, las técnicas recientes en acuicultura de invertebrados marinos pueden ofrecer una alternativa para superar estos dos problemas, ya que la biomasa animal se puede producir continuamente utilizando condiciones ambientales homogéneas [150].

3.1. Compuestos derivados de macroalgas

En general, las algas pardas y rojas marinas se utilizan comúnmente comocosmecéuticosen productos cosméticos [151]. Tradicionalmente, las macroalgas o algas marinas se han utilizado en la producción de hidrocoloides como el agar, la carragenina y los alginatos. Además, algunos tipos de macroalgas pardas y rojas se utilizan en cosmética por su contenido en vitaminas, minerales, aminoácidos, azúcares y lípidos, además de la presencia de otros compuestos biológicamente activos [152,153]. Las macroalgas comúnmente utilizadas en cosmética son Ulva Lactuca, Ascophyllum nodosum, Laminaria longicruris, L. saccharina, L. digitata, Alaria esculenta, Chondrus crispus, Mastocarpus stellatus y varias especies de Porphyra. Normalmente, las algas responden a muchos factores de estrés, a los que están expuestas en ambientes naturales, mediante la producción de una variedad de compuestos químicos para su defensa. Muchos de estos compuestos se consideran valiosos comocosmecéuticospara el cuidado de la piel para la protección contra la radiación UV, el estrés oxidativo y el envejecimiento, para suavizar, hidratar y blanquear, y también como pigmentos para muchos productos cosméticos [144]. Los productos funcionales de las macroalgas han sido utilizados durante décadas por la industria cosmética como emolientes, agentes acondicionadores de la piel e ingredientes controladores de la viscosidad, principalmente debido a sus propiedades fisicoquímicas. Sus productos a granel, como el agar y la carragenina, se han utilizado como gelificantes, espesantes y estabilizadores en productos cosméticos y nutracéuticos [154].

Las algas pardas representan aproximadamente el 59 por ciento del total de macroalgas cultivadas en el mundo, seguidas de las algas rojas con un 40 por ciento y las algas verdes con menos del 1 por ciento. Las macroalgas se pueden cultivar en la costa a gran escala con una tasa de crecimiento relativamente rápida y con la posibilidad de controlar la producción de sus compuestos bioactivos, como proteínas, polifenoles y pigmentos, mediante la manipulación de las condiciones de cultivo [155]. Un extracto lipofílico de un alga parda Alaria esculenta fue eficaz en la reducción de la progerina cutánea [156], cuya sobreproducción es causada por la senescencia celular y el daño progresivo de los telómeros, que se produce de forma natural [157]. Mediante el uso de un nuevo ensayo de digestión de gelatina para investigar los efectos inhibidores in vitro de la florotanina derivada de Ecklonia cava sobre la actividad de MMP, Kim et al. han observado su inhibición completa de la actividad de la colagenasa bacteriana-1 [158]. Un ensayo fluorimétrico sensible reveló que el florotanino 6,6'-dieckol (24) de E. cava (Figura 5) puede inhibir significativamente las actividades de MMP2 y MMP9 a través de la activación de la vía NF-κB. Además, 7-phloroeckol (4) (Figura 1) también exhibió excelentes efectos inhibidores sobre la pigmentación, lo que probablemente se deba a su actividad inhibidora de la tirosinasa, y se propuso como un tratamiento para la piel. agente blanqueador [154,159–161]. Eckol (25) y dieckol (26) (Figura 5), ​​los florotaninos del extracto de E. stolonifera también mostraron una fuerte inhibición de la expresión de MMP1 [162]. El difloretohidroxicarmalol (28) (Figura 5), ​​un florotanino, aislado de un alga parda marina Ishige okamurae, exhibió una alta potencia para el blanqueamiento de la piel [163], además de propiedades protectoras contra el daño del ADN inducido por la radiación UVB a través de la cola dañada y morfológicos. cambios en los fibroblastos. Estas propiedades biológicas duales del difloretohidroxicarmalol (28) lo convierten en un candidato cosmecéutico interesante [159]. Los derivados del floroglucinol de las algas pardas también poseen actividad inhibidora de la tirosinasa debido a su capacidad para quelar el cobre en esta enzima [164]. Los estudios in vivo han demostrado que la aplicación tópica y dietética de polifenoles de algas pardas suprime la expresión de COX-2 y la proliferación celular. Estos resultados sugieren el papel de los polifenoles de algas pardas como posibles agentes quimiopreventivos del cáncer contra la fotocarcinogénesis y otros efectos adversos de la exposición a la radiación UVB. [165]. Por otro lado, se encontró que el dolabelladienetriol (27) (Figura 5), ​​un diterpeno dolabellano aislado del alga marina parda Dictyota pfaffii, regula a la baja la producción de TNF- y óxido nítrico (NO) a través de la inhibición de NFκB, lo que le confiere su actividad antiinflamatoria. [122]. Toda esta evidencia sugiere que los compuestos bioactivos derivados de las algas marinas son prometedores para el cuidado de la piel [165]. Otra alga importante es Laminaria japonica, también conocida como "kombu" en Japón, se utiliza para producir ingredientes activos especiales a base de algas para formulaciones protectoras contra la radiación UV, ya que contiene una forma altamente concentrada de minerales marinos y oligoelementos. Como esta alga también produce agentes humectantes extremadamente efectivos que evitan que se seque durante la marea baja, su extracto podría explorarse como un potencial humectante para la piel, así como para mantener la firmeza de la piel [166]. Esta alga también es una rica fuente de fucoxantina (19) (Figura 3), la cual tiene varias propiedades beneficiosas para el cuidado de la piel como antioxidante yanti-tirosinasaactividades, antimelanogénesis en melanoma y pigmentación de la piel inducida por anti-UVB. Además, el tratamiento oral con fucoxantina (19) suprimió significativamente la expresión del ARNm de la enzima tirosinasa relacionada con la melanogénesis, lo que sugiere que este compuesto regulaba negativamente el factor de melanogénesis a nivel transcripcional a través de la supresión de la síntesis de prostaglandinas y los receptores estimulantes melanogénicos (neurotrofina, PGE2 y la expresión de la hormona estimulante de los melanocitos). ) [167]. Otra especie de Laminaria con potencial cosmético es L. saccharina, cuyo extracto es rico en proteínas, vitaminas, minerales y carbohidratos. Se informó que el extracto de esta alga tiene propiedades antiinflamatorias y curativas, además de regular la actividad de las glándulas sebáceas [168]. Se informó que la macroalga marrón comestible más común de la familia Sargassaceae, Hizikia fusiformis, contiene el glucósido flavonoide anti-tirosinasa [169]. Los estudios in vitro del extracto de metanol del alga marina roja Corallina pilulifera (CPM) revelaron que puede prevenir el estrés oxidativo inducido por los rayos UV y las expresiones de MMP2 y MMP9 en células de fibroblastos dérmicos humanos (HDF). Se afirmó que una combinación de extractos de algas del alga roja Meristotheca dakarensis y Jania Rubens, disponible en el mercado como dermocea® (Gelyma), estimula la síntesis de queratina, GAG y colágenos I y III [170]. Todos estos estudios apuntan a un gran potencial de las algas rojas y pardas marinas, en forma de extractos o compuestos puros, como valiosos derivados marinos.cosmecéuticos.

También se han incorporado extractos de algas verdes en diversos productos cosméticos. Se afirmó que el extracto de Codium tomentosum es una buena fuente de ácido glucurónico (38), y se usa para la distribución de agua en la piel, así como para proteger la piel de los efectos nocivos de un ambiente seco [5]. Los extractos del alga verde Chlamydocapsa sp., también conocida como alga de las nieves, se utilizan en aplicación tópica para prevenir el fotoenvejecimiento en los productos para el cuidado de la piel y la protección del cabello. Además, podría proteger contra la pérdida de la función de barrera inducida por la exposición ambiental, disminuir el TEWL y evitar la formación de arrugas después de la exposición a la radiación UV, el frío o las condiciones secas [171].

3.2. Compuestos derivados de invertebrados marinos

3.2.1. Compuestos derivados de esponjas marinas

Cuando se trata de metabolitos secundarios producidos por invertebrados marinos, especialmente esponjas marinas, es importante considerar su relación con los microorganismos asociados y el fitoplancton, ya que se sugiere que algunos de sus metabolitos secundarios bioactivos aislados son producidos por los grupos funcionales de enzimas originadas a partir de los microorganismos asociados. 172]. Estos microorganismos pueden ser muy importantes para nuevos productos farmacéuticos,cosmecéuticos, y nutracéuticos porque son recursos renovables de diferentes productos naturales [173,174]. De hecho, las esponjas marinas se consideran depósitos de diversidad microbiana marina, lo que puede proporcionar una nueva vía en biotecnología marina [175]. Esto se evidencia por el hecho de que muchos metabolitos derivados de esponjas se asemejan a productos naturales de bacterias y hongos o pertenecen a la clase de compuestos típicamente producidos por estos microorganismos [176]. Algunos informes han confirmado que algunos compuestos, originalmente aislados de extractos de esponjas marinas, son de hecho biosintetizados por microorganismos asociados a las esponjas, ya que el mesohilo de la esponja suele estar habitado por microbios, y muchos productos naturales aislados de las esponjas marinas, como antibióticos, antifúngicos y antidepredadores o los compuestos antiincrustantes parecen ser metabolitos producidos por microbios marinos [176]. En el caso de las bacterias, proporcionan a sus anfitriones productos de su metabolismo, lo que otorga a las esponjas acceso a características específicas de las bacterias, como la autotrofia, la fijación de nitrógeno y la nitrificación. Estas bacterias también pueden procesar compuestos de desecho metabólicos que estabilizan el esqueleto de la esponja y brindan protección contra la radiación ultravioleta [177–179]. A su vez, las esponjas marinas también liberan enzimas para competir por el suelo, para retrasar el crecimiento de bacterias y hongos para presentar hospedaje de no invitados. invitados, y estas enzimas se pueden usar como agentes blanqueadores de la piel en varias formulaciones cosméticas [147]. Aunque hasta ahora la industria cosmética solo ha explorado unos pocos compuestos bioactivos aislados de esponjas marinas, existe un número creciente de metabolitos de esponjas con potencial cosmecéutico. Por ejemplo, trisulfato de halistanol (29) (Figura 6), un detergente esteroide C-29 aislado de la esponja del Indo-Pacífico Haliclona sp. se demostró que inhibía la maduración de la tirosinasa a una forma asociada con la síntesis de melanina en la línea celular de melanoma humano pigmentado, MM418 [180]. Se encontró que Gagunin D (30) (Figura 6), un diterpeno altamente oxigenado del andamiaje 10,13-bis-epi-homoverrucosano, aislado de la esponja marina Phorbas sp., exhibe actividad antimelanogénica mediante la supresión de la expresión de tirosinasa. y aumentar la tasa de degradación de la tirosinasa, además de la inhibición de la actividad enzimática de la tirosinasa, en células de melan-a de ratón y en un modelo de piel humana reconstruida [18]. Además, la gagunina D (30) también suprimió la expresión de proteínas asociadas con la transferencia de melanosomas. Debido a sus propiedades multifuncionales, la gagunina D(30) y sus análogos pueden considerarse candidatos potenciales para el blanqueamiento de la piel.cosmecéuticos[18]. También se sabe que las esponjas marinas producen más de 40 carotenoides [181], la mayoría de los cuales son arilcarotenoides como el isorenierateno, el renierateno y la renierapurpurina. Dado que las esponjas no tienen maquinaria biosintética para sintetizar carotenoides, estos pigmentos se acumulan directamente mediante la ingesta de alimentos o mediante transformaciones metabólicas. Los carotenoides desempeñan funciones vitales en las esponjas marinas, incluidas las funciones fotoprotectora y antioxidante a través de la disipación de energía de la luz y la desintoxicación de radicales libres debido a la exposición a la radiación solar excesiva y la radiación ultravioleta dañina [182]. Además de los aril carotenoides, los pigmentos de color rojo derivados de la mitiloxantina, 19-butanoiloximitoxantina (31) y 19-hexanoiloximitoxantina (32) (Figura 6) también se aislaron de la esponja de color naranja brillante Phakellia stellidem [183]. Es interesante notar que la mitiloxantina, un metabolito de la fucoxantina (19) (Figura 3), exhibe casi las mismas actividades inhibidoras de la peroxidación lipídica y inhibidoras de la peroxidación lipídica que las de la astaxantina (33) (Figura 6), pero con una mayor actividad depuradora de radicales hidroxilo. [184]. En consecuencia, estos compuestos podrían tener un gran valor comocosmecéuticospara productos para el cuidado de la piel.

El colágeno derivado de esponjas marinas también ha sido evaluado por su biocompatibilidad y potencial regenerativo [185–187]. Se evaluó la toxicidad, actividad antioxidante, capacidad cicatrizante y fotoprotección in vitro de extractos de colágeno digeridos con tripsina, también llamados hidrolizados de colágeno marino (MCH), de la esponja marina Chondrosia reniformis [188], debido a sus particulares características fisicoquímicas y plasticidad dinámica [189,190] . Este estudio se basó en el hecho de que los hidrolizados de colágeno de diversas fuentes demostraron buena biocompatibilidad, capacidad de penetración y propiedades protectoras para la piel en diferentes modelos experimentales. Se encontró que los cuatro MCH exhibieron no solo toxicidad nula y actividad antioxidante significativa al promover la eliminación de ROS, sino también una capacidad de curación de heridas al promover una etapa proliferativa más acelerada. Estos datos abren el camino para la aplicación de estos MCH comocosmecéuticospara reparar la piel dañada o fotoenvejecida [188]. Sin embargo, se necesitan más estudios para validar estos productos prometedores antes de que puedan ser lanzados al mercado.

Los extractos de hexano, metanol y etanol de la esponja marina Acanthella cavernosa fueron evaluados por su actividad antibacteriana y antibiopelícula contra P. acnes, así como por su actividad antioxidante; sin embargo, sólo el extracto etanólico exhibió actividad antibacteriana y antibiopelícula in vitro contra esta bacteria. Por lo tanto, esta esponja marina tiene el potencial de aplicarse como un cosmecéutico de origen marino natural para la prevención del acné [191].

3.2.2. Compuestos Derivados de Coral

El polvo de coral se utiliza como material sostenible en numerosos productos cosméticos debido a sus características físicas, químicas y de textura, así como a su contenido mineral [147]. Químicamente, se compone principalmente de carbonato de calcio, pero puede contener alrededor de otros 74 minerales, excepto metales pesados. El polvo de coral se utiliza para una aplicación tópica para aportar minerales a la piel, para protegerla de la radiación UV, y también como antioxidante, antienvejecimiento, antiacné, suavizante de la piel, así como para la elaboración de labiales y desodorantes [147]. Aunque solo unos pocos metabolitos secundarios de coral han encontrado su uso comocosmecéuticos, los glucósidos diterpénicos pseudopterosinas A–D (34–37)(Figura 6), aislados del coral gorgonia del Caribe Pseudopterogorgia elisabethae, son los productos naturales marinos más notables en la industria cosmética [192]. Estos compuestos poseen una variedad de actividades biológicas que van desde antiinflamatorias y analgésicas [193–195], antibacterianas [196], antiacné [197] hasta la cicatrización de heridas [198,199]. Estos compuestos son los primeros productos naturales comercialmente autorizados para su uso como aditivos en productos cosméticos antiarrugas y para el cuidado de la piel de Estée Lauder bajo la marca Resilience® [200]. Sin embargo, el miembro más estudiado de esta clase de compuestos por su actividad antiinflamatoria fue la pseudopterosina A (34) (Figura 6), que inhibía la formación de fagosomas y desencadenaba la liberación de calcio intracelular mediante un mecanismo que implicaba su unión al receptor acoplado a proteína G [201 ]. También se han identificado otras pseudopterosinas con una actividad antiinflamatoria excepcional y se sugiere que inhiben la síntesis de leucotrienos y la desgranulación de los neutrófilos humanos [122].

3.2.3. Compuestos derivados del pepino de mar

Los pepinos de mar también son ricos en compuestos bioactivos como saponinas, sulfato de condroitina, colágeno, vitaminas, aminoácidos, fenoles, glucósidos triterpénicos, carotenoides, péptidos bioactivos, minerales, ácidos grasos y gelatina. Entre los beneficios para la salud del mar, los pepinos son propiedades cicatrizantes, neuroprotectoras, antitumorales, anticoagulantes, antimicrobianas y antioxidantes [202]. Los extractos de pepino de mar son ricos en vitaminas A, B1 (tiamina), B2 (riboflavina), B3 (niacina) y minerales (calcio, magnesio, hierro, zinc, selenio, germanio, estroncio, cobre, manganeso) que pueden utilizarse comocosmecéuticoso nutricosméticos. Las vitaminas y los minerales de los extractos de pepino de mar son fáciles de absorber y proporcionan hidratación al mismo tiempo que estimulan la renovación de las células dañadas de la piel [6]. La investigación realizada con el extracto de pepino del Mar Rojo (Stichopus japonicus) mostró una notable inhibición de la melanogénesis en el melanoma e inhibió la expresión de tirosinasa y proteínas relacionadas con tirosinasa (TYRP-1 y TYRP-2). Yoon et al. demostraron que la fracción de acetato de etilo del extracto de S. japonicus inhibió la melanogénesis en células de melanoma murino, disminuyendo el nivel de proteína de la isoforma específica de melanocitos de los genes relacionados con la tirosinasa [203]. La evaluación de los efectos blanqueadores de la piel de los extractos de Sanguisorba officinalis y Stichopus japonicus mostró que el extracto de S. japonicus mostró una inhibición del 61,78 por ciento de la actividad de la tirosinasa, mientras que la mezcla de ambos extractos mostró una inhibición del 59,14 por ciento. Curiosamente, la mezcla de ambos extractos mostró una inhibición notable de la melanogénesis en el melanocito celular theclone M-3 [204]. Se ha demostrado que una fracción de glicoproteína de S. japonicus hervida mejora la actividad inhibidora de la tirosinasa en un 50 por ciento [205]. La inhibición de la tirosinasa exhibida por los extractos bioactivos de las especies de pepino de mar los convierte en cosmecéuticos prometedores para el blanqueamiento de la piel con numerosas ventajas, como baja citotoxicidad, alta seguridad y amplia aceptación.

Otro aspecto importante de los pepinos de mar es su considerable cantidad de nuevos polisacáridos sulfatados, que tienen un gran potencial para el desarrollo de cosmecéuticos y productos farmacéuticos. Los polisacáridos sulfatados aislados de la pared corporal de los pepinos de mar, llamados sulfatos de condroitina fucosilados (FuCS), son estructuralmente diferentes de los polisacáridos aislados de otros invertebrados, vertebrados y algas [206]. La alta cantidad de estos glicanos sulfatados se puede separar en tres fracciones: la primera fracción tiene una alta cantidad de fucosa, la segunda contiene principalmente fucoidan (23) (Figura 4) y la tercera tiene una alta proporción de ácido glucurónico (38) [206]. ].FuCS se aisló de varias especies de pepinos de mar, incluidas Ludwigothurea grisea, Pearsonothuriagraeffei, Holothuria vagabunda, H. edulis, H. Nobilis, Stichopus tremulus, S. japonicus, Isostichopus badionotus, Thelenata ananas, Apostichopus japonicas, Acaudina molpadioidea y Athyonidium chilensis. . Estructuralmente, los FuCS están compuestos por unidades repetitivas de ácido -d-glucurónico (38) y N-acetil- -d-glucosamina (39) (Figura 7) [207,208]. Se ha informado que el fucoidan del pepino de mar (Figura 4) exhibe numerosas actividades biológicas [209,210]. Por ejemplo, se demostró que el fucoidan (23) de Thelenota ananas posee una actividad significativa de captación de radicales superóxido, que mejora con el aumento del contenido de sulfato. Además, la 2-O-sulfatación adicional en un residuo específico aumenta el efecto de eliminación de radicales, lo que sugiere que la actividad antioxidante del fucoidan (23) derivado de T. ananas depende del patrón de sulfatación y no simplemente del contenido de sulfato [211 ]. Además, el contenido de sulfato y la característica estructural de fucoidan (23) (Figura 4) tienen una profunda relación con sus propiedades biológicas. Fucoidan (23) aislado de S. japonicus, I. badionotus y L. grisea mostró actividades biológicas interesantes que se pueden explotar comocosmecéuticos[209]. Dado que el fucoidan (23) podría aumentar la actividad de MMP1 en la piel humana, se puede utilizar como agente antienvejecimiento para prevenir la formación de arrugas y el fotoenvejecimiento de la piel para productos cosméticos [209,210].

Se ha informado que los pepinos de mar tienen altas cantidades de colágeno y mucopolisacáridos que son relativamente seguros en comparación con el colágeno animal [42,57]. La proteína total de la pared corporal de los pepinos de mar contiene aproximadamente un 70 por ciento de fibras de colágeno insolubles, que pueden convertirse en gelatina después de la hidrólisis. Las fibras de colágeno son difícilmente solubles debido a los enlaces cruzados intermoleculares formados por telopéptidos no helicoidales de moléculas de colágeno adyacentes, mientras que la gelatina es una proteína soluble obtenida por hidrólisis parcial del colágeno [212,213]. Los estudios sobre el colágeno de pepino de mar se han centrado principalmente en las funciones de sus péptidos bioactivos hidrolíticos, incluidas las actividades de reparación de tejidos dañados, antitumorales, antioxidantes y inhibidoras de la enzima convertidora de angiotensina. Debido a su propiedad antioxidante, las fibras de colágeno se han utilizado en productos para el cuidado de la piel [214]. Otro grupo de constituyentes de los pepinos de mar son las saponinas [215]. Estos compuestos juegan un papel importante en la defensa química y poseen un amplio espectro de actividad farmacológica. La mayoría de las saponinas de los pepinos de mar suelen ser glucósidos triterpénicos del tipo holostano [215]. Algunas saponinas pueden disminuir la caspa y aliviar la psoriasis cuando se aplican tópicamente, además de disminuir la hiperpigmentación, la rosácea, fortalecer los vasos sanguíneos y mejorar la penetración del agua. Dado que la mayoría de los estudios de investigación sobre la actividad farmacológica se han realizado en saponinas vegetales, se necesita una investigación más profunda sobre las saponinas de los pepinos de mar para verificar si tienen los mismos efectos beneficiosos que sus contrapartes vegetales.

El concepto ecológico también juega un papel fundamental en la búsqueda de compuestos bioactivos útiles paracosmecéuticosy nutricosméticos. Un ejemplo de esto es una observación de que los MAA tienen un papel protector en muchos organismos marinos como los holoturoides, especialmente el pepino de mar negro Holothuriaatra [216], donde se encuentran predominantemente en sus tejidos epidérmicos. El tejido epidérmico de H. atra contiene cantidades variables de varios MAA, como micosporina-glicina (40), asterina-330 (41), shinorina (42), Porphyra-334 (43), palythine (44) , y palythinol (45) (Figura 7), mientras que los ovarios maduros y los juveniles empollados de Cucumaria Ferrari contienen cantidades moderadas de mycosporine-gly (40), shinorine(42), Porphyra-334 (43) y palythine ( 44) [217]. Se descubrió que las formulaciones de protección solar que contienen liposomas de Porphyra-334 (43), obtenidas de pepinos de mar, disminuyen la oxidación de los lípidos de la piel y los parámetros de envejecimiento de la piel, como la baja elasticidad, la profundidad de las arrugas y la aspereza. Tras la irradiación, Porphyra-334 (43) no produjo intermediarios reactivos, lo que sugiere que este compuesto transformó la radiación UV absorbida en energía térmica inofensiva [218]. Extractos de algunas especies de pepinos de mar, especialmente S. hermanni, H. fuscogilva, A. mauritiana, A. crassa, B. vitiensis, B. tenuissima, P. graeffei,B. cousteaui, H. atra, H. leucospilota y H. Nobilis exhibieron una potente actividad antibacteriana [219,220]. El informe mostró que -criptoxantina (46), xantofila (47) (Figura 7) y -caroteno (7) (Figura 2 ), aislado del pepino de mar egipcio H. scabra, exhibió una fuerte actividad antibacteriana contra S. aureus (ATCC 6538) [219]. Este hallazgo puede ser importante para el uso de extractos de pepino de mar que contienen carotenoides para prevenir la contaminación microbiana en los cosméticos que puede causar el deterioro de los productos y representar un riesgo grave para los consumidores [221].

Como se mencionó anteriormente, algunos metabolitos bioactivos de los pepinos de mar pueden inducir la reparación de tejidos y mejorar el proceso de cicatrización de heridas. Se ha informado que los GAG del tejido tegumentario de S. vastus y S. hermanni ejercieron propiedades cicatrizantes en ratas [123,222]. Masré et al. informó que parte del tegumento del pepino de mar tenía el mayor contenido total de GAG ​​O-sulfatados, seguido de órganos internos y líquido celómico [222].

3.3. Compuesto derivado de microorganismos marinos

Los microorganismos marinos, incluidos los hongos, los protistas similares a hongos y las bacterias, han atraído una gran atención como posibles productores de compuestos principales [223,224]. A pesar de que hasta ahora se ha estudiado un número relativamente pequeño de especies de estos organismos, se han aislado e identificado miles de compuestos, entre los cuales solo un pequeño porcentaje ha sido investigado por su potencial como productos comercialmente útiles [225]. De todos modos, la popularidad de los ingredientes marinos ha generado preocupaciones de que el abastecimiento a gran escala o los métodos de producción no sostenibles podrían alterar los ecosistemas marinos que ya están bajo presión. Dado que muchos microorganismos marinos son cultivables y pueden cultivarse en fermentadores, presentan una gran ventaja como recursos sostenibles para producir compuestos de alto valor [226].

3.3.1. Compuestos derivados de microalgas

La diversidad de microalgas las convierte en una rica fuente de compuestos bioactivos con aplicaciones potenciales como nutracéuticos ycosmecéuticos. Las microalgas también constituyen importantes productos alimenticios, principalmente para la alimentación animal debido a su contenido en ácidos grasos, tocoferoles, esteroles, proteínas, carbohidratos, vitaminas, minerales, antioxidantes y pigmentos (p. ej., clorofila y carotenoides) [227]. Las microalgas, incluidas las especies Chlorella, Spirulina, Dunaliella y Odontella, también se han utilizado como ingredientes en cosméticos [33]. En términos decosmecéuticos, las microalgas son de gran interés ya que algunas de ellas sintetizan sustancias que absorben la radiación UV, lo que puede prevenir el deterioro de la ECM dérmica, las arrugas, la laxitud, la tosquedad y la pigmentación moteada de la piel. Por ejemplo, el pigmento de protección solar de cianobacterias scytonemin (6) (Figura 2) absorbe la radiación UVA/UVB de manera más eficiente que una formulación comercial [228]. La escitonemina (6) es producida por varias cianobacterias como Nostoc sp., Calothrix crustacean o Chlorogloeopsis sp. [229]. Otro pigmento de protección UV es el -caroteno (7) (Figura 2), el principal carotenoide producido por la microalga halotolerante Dunaliella salina, que puede producir más del 10 por ciento de -caroteno (7) de su peso seco [230]. Otro carotenoide muy conocido producido por las microalgas es la astaxantina (33) (Figura 6). Este compuesto ha sido ampliamente estudiado por sus efectos beneficiosos sobre la salud de la piel, así como por sus efectos fotoprotectores contra la radiación UV [231]. Como la astaxantina (33) puede mejorar la salud de la piel al influir en las diversas etapas de la cascada del daño oxidativo, además de suprimir varios mediadores inflamatorios [232], por lo que se consideró un potente antioxidante y un excelente agente antiinflamatorio. Además, también exhibe propiedades inmunomoduladoras y de reparación del ADN, lo que respalda aún más su uso para mantener la salud de la piel y prevenir daños en la piel [231]. Haematococcus Pluvialis acumula grandes cantidades de astaxantina(33), y es considerada como la principal fuente natural para el consumo humano. Debido a la enorme demanda de astaxantina (33) como cosmecéutico/nutricosmético, la producción sostenible de astaxantina (33) por parte de H. Pluvialis ya ha alcanzado una escala industrial [233].

Otros carotenoides como la luteína (48), la cantaxantina (49), el licopeno (50) y la zeaxantina (51) (Figura 8) también han adquirido cierta importancia en los sectores de la salud y la cosmética [38]. Se ha demostrado que la luteína (48) protege las capas epidérmica y dérmica de la piel contra el daño oxidativo inducido por los rayos UV, especialmente en combinación con otras sustancias antioxidantes e inmunoprotectoras [234]. Las microalgas también poseen una propiedad humectante que puede mejorar y mantener la función de barrera de la piel. piel, cabello, etc., manteniéndolos en un aspecto saludable. Por ejemplo, algunas proteínas y sus hidrolizados de Spirulina sp. confieren una propiedad hidratante a los productos para el cabello proporcionando retención de agua, y se recomiendan para la dermatitis atópica u otras afecciones de la piel seca [144,235]. Los aceites obtenidos del material seco de células intactas de algunas microalgas, especialmente del género Chlorella, tienen propiedades suavizantes y suavizantes. para la piel y el cabello [236,237]. Otro cosmecéutico marino emergente para aplicación tópica en cosméticos para el cuidado de la piel es el ácido algurónico. El ácido algurónico no es un compuesto puro sino un nombre comercial creado para una mezcla indeterminada de polisacáridos producidos por microalgas por "Solazyme" (actualmente TerraVia Holdings, Inc.). En 2011, el ácido se introdujo en el mercado como ingrediente activo en un producto comercial llamado fórmula antienvejecimiento para el cuidado de la piel Algenist [79].

El extracto puro de la microalga marina Nannochloropsis oculata contiene zeaxantina (51) (Figura 8) y lípidos que contienen PUFA ricos en EPA (22) (Figura 4) [238,239]. El extracto de esta microalga, cultivada en fotobiorreactores especiales donde se exponen de manera óptima a la luz y al CO2, se autorizó para un ingrediente natural para el cuidado de la piel PEPHA®-TIGHT [240] para una formulación antienvejecimiento que aprovecha una combinación deanti-tirosinasay propiedades antioxidantes de la zeaxantina (51) y efecto hidratante del EPA (22).

El extracto de la diatomea marina Phaeodactylum tricornutum, rico en fucoxantina (19) (Figura 3) [241] y ω-3 PUFA como EPA (22) y DHA (21) (Figura 4) [242], fueron Se ha descubierto que promueve la actividad del proteosoma en las células de la piel, en particular los queratinocitos, fibroblastos o melanocitos. Este extracto puede proteger la piel de los efectos adversos de la exposición a la radiación UV además de mejorar la elasticidad y firmeza de la piel. Puede retrasar la aparición de arrugas y/o reducir su profundidad [243]. El extracto de P. tricornutum se utiliza como ingrediente en dos cremas antienvejecimiento y revitalizantes para el cuidado de la piel, a saber, Depollutine® y Megassane® [244].

Extractos de las diatomeas Thalassiosira sp. y Chaetoceros sp. y de las microalgas Chlorococcum sp. y Monodus sp., que contienen fucoxantina (19) y otros pigmentos carotenoides [245–247] y ω-3PUFA como DHA (21) y EPA (22) [248,249], se proponen para formulaciones para prevenir la caída del cabello, ya que podrían modular la melanogénesis en el cabello y la piel, mejorando y estimulando la diferenciación de queratinocitos, la proliferación de melanocitos y el crecimiento del cabello y los folículos pilosos [250].

3.3.2. Compuestos derivados de bacterias marinas

Las bacterias marinas son abundantes en la superficie del mar pero disminuyen en número a medida que aumenta la profundidad y la mayoría de ellas están asociadas a partículas orgánicas o zooplancton como sustrato. Las bacterias marinas son prolíficas productoras de metabolitos secundarios para su propia defensa frente a otros microorganismos ya que prosperan en climas oceánicos severos, y estos metabolitos secundarios pueden servir como una buena fuente de compuestos bioactivos [223]. Un gran número de metabolitos secundarios bioactivos bacterianos tienen un alto valor comercial y han encontrado su lugar en las industrias farmacéutica y cosmética [5]. De hecho, muchos compuestos derivados de bacterias marinas como alcaloides, péptidos, proteínas, lípidos, micosporinas y MAA, glucósidos e isoprenoides presentan actividades fotoprotectoras, antienvejecimiento, antimicrobianas, antioxidantes e hidratantes [251].

Entre los compuestos bioactivos con actividad antienvejecimiento de origen marino, los polisacáridos (PS) son uno de los productos cosmecéuticos más explotados [252], y las bacterias son los organismos más favorables para la producción de PS superiores [253]. Deepsane, un exopolisacárido derivado de la bacteria marina Alteromonas macleodii, está disponible comercialmente con el nombre de Abyssine® [1] para calmar y reducir la irritación de la piel sensible frente a la agresión química, mecánica y UVBa [254,255]. Una mezcla de PSs de Pseudoalteromonas sp., aislada de aguas antárticas, se incorpora en la formulación de productos antienvejecimiento. Esta mezcla, obtenida por fermentación, es capaz de potenciar la síntesis de colágeno I, contribuyendo a la mejora de las propiedades estructurales de la piel [254]. Una bacteria marina de fuentes hidrotermales de aguas profundas, Vibrio diabolicus, produce anexopolisacárido HE 800 (52) (Figura 9) que es estructuralmente análogo al ácido hialurónico (53) (Figura 9), con funciones únicas que estimulan la estructuración del colágeno [256].

Dos carotenoides raros con actividad antioxidante relevante, saproxantina (54) y mixol (55) (Figura 9) fueron aislados de nuevas cepas de bacterias marinas pertenecientes a la familia Flavobacteriaceae. La adición de saproxantina (54) o mixol (55) a los cosméticos podría ayudar a reforzar las membranas biológicas, disminuyendo la permeabilidad al oxígeno y mejorando la protección contra la oxidación. Curiosamente, la actividad antioxidante de la saproxantina (54) y el mixol (55) es incluso mayor que la de la zeaxantina (51) (Figura 8) y el -caroteno (7) (Figura 2) [257]. La astaxantina (33) (Figura 6) también es producida por algunas bacterias de origen marino como Paracoccus sp. [258] y Agrobacterium sp. [259].

El cloruro de metileno, producido por nuevas especies de bacterias marinas (Pseudomonas sp.), puede reducir la pigmentación de los melanocitos humanos y las células cutáneas cultivadas al inhibir la expresión de tirosinasa [260]. Los análogos de N-acildehidrotirosina, ácidos talasotálicos A (56), B (57) y C (58) (Figura 9), aislados de la bacteria marina Thalassotalea sp., que se obtuvo de un bivalvo, exhibidosanti-tirosinasaactividad. Curiosamente, elanti-tirosinasala actividad del ácido talasotálico A (52) es comparable a la del compuesto de control utilizado comercialmente, la arbutina (1) (Figura 1). Los autores sugirieron que la presencia de un ácido carboxílico y una cadena alifática lineal contribuyen a un aumento de la inhibición enzimática dentro de esta clase estructural de compuestos [261]. Otro compuesto derivado de bacterias es la ectoína o ácido 1,4,5,6-tetrahidro-2-metil-4-pirimidincarboxílico (59) (Figura 9), que es un osmoprotector producido por varias bacterias. especies en respuesta al estrés osmótico [262]. La ectoína (59) se aisló por primera vez de Ectothiorhodospira halochloris, pero también se aisló de otras bacterias halófilas como - y - proteobacterias y algunos Actinobacteridae en altas concentraciones de sal [263]. Este compuesto mejora la hidratación de la superficie celular al aumentar el espacio intermolecular y potencia la movilidad de los grupos de cabeza de lípidos en la membrana celular [262], y es bien tolerado por los humanos [264–266]. Por lo tanto, la ectoína (59) es un humectante eficaz a largo plazo que previene la deshidratación de la epidermis [262,267]. También reduce la inflamación de la piel y actualmente se está investigando para el tratamiento de la dermatitis atópica moderada [264].

Los ésteres de ácidos grasos son ingredientes comunes en las formulaciones cosméticas como emolientes y emulsionantes naturales [79]. Aunque muchos ésteres de ácidos grasos que se utilizan actualmente en cosmética se obtienen de plantas superiores, algunas bacterias también pueden producir ésteres de ácidos grasos únicos. Así, el oleato de etilo (60) (Figura 9), muy utilizado en muchos productos cosméticos como emoliente y perfumante, también se obtuvo a partir del actinomiceto Nocardiopsis dassonvillei, que es simbionte de la esponja marina Dendrilla nigra. actividad [268]. Por lo tanto, el oleato de etilo (60) podría ser un potencial cosmecéutico multifuncional para productos para el cuidado de la piel que se pueden producir de manera sostenible. Muchos Actinomycetes sp. derivados de esponjas marinas. y Streptomyces sp. también se han investigado como fuentes renovables de carotenoides para productos biotecnológicos como pigmentos naturales de grado alimentario y cosmético [269,270].

3.3.3. Compuestos derivados de hongos marinos

Varios hongos de origen marino producen metabolitos secundarios con potencial cosmecéutico. Por ejemplo, se sabe que Phaeotheca triangular, Trimmatostroma salinum, Hortaea werneckii, Aureobasidium pullulans y Cryptococcus liquefaciens producen MAA [271]. Los alcaloides de benzodiazepina, circundatinas I (61), C (62) y G (63) (Figura 10) se aislaron del cultivo del hongo asociado a esponjas marinas Exophiala sp. (Familia: Herpotrichiellaceae) mostró una actividad de protección UVA más potente que la oxibenzona de control positivo (64) (Figura 10), que actualmente se usa en formulaciones de protección solar [272].Mirotenona A (65) y 6-n-pentilo{{ 13}}pirona (66) (Figura 10), aislada del cultivo del hongo algicolo Myrothecium sp. que se obtuvo del alga verde marina Enteromorpha compressa, exhibió más fuerteanti-tirosinasa(IC{{0}}.6 y 0.8 µM, respectivamente) que el ácido kójico (3, IC50=7.7µM) [273]. El cultivo del hongo Botrytis sp., aislado de la superficie del alga roja Hyalosiphonia caespitosa, proporcionó 6-[(E)-hept-1-enil]- -pirona (67) (Figura 10), que también exhibió más potenteanti-tirosinasaactividad que el ácido kójico (3) [274]. El cultivo de Trichoderma viridae H1-7derivado de sedimentos marinos produjo homotalina II (68) (Figura 10), que es un inhibidor competitivo de la tirosinasa del hongo. Estos compuestos parecían inhibir la enzima al unirse a un sitio activo de cobre de la enzima [275]. Aunque solo unos pocos metabolitos de hongos marinos han llegado al mundo de los cosméticos, una patente de un agente blanqueador de la piel, el crisofanol (69) (Figura 10), extraído del hongo algicolo Microsporum sp. (MFS -YL), se presentó en EE. UU. (patente de EE. UU. 20140056834A1) [10]. Al agregar el estresor abiótico, CuCl2, al cultivo del hongo de origen marino Pestalotiopsis sp. Z233, aislado del alga marina Sargassumhorneri, dos sesquiterpenos no informados anteriormente, 1 , 5 , 6 , 14-tetraacetoxi-9 -benzoiloxi- 7 H-eudesman-2 , {{25} }diol (70) y 4 , 5 -diacetoxi-9 -benzoiloxi-7 H-eudesman-1 , 2 , 11, 14-tetraol(71) se obtuvieron ( Figura 10). Los compuestos 70 y 71 exhibieron actividad inhibidora contra la tirosinasa de hongos con valores IC50 de 14,8 µM y 22,3 µM, que son comparables a los del ácido kójico (3,IC50=21,2 µM) [276]. Un caldo de cultivo del hongo marino Alternaria sp., aislado de la superficie del alga verde marina Ulva pertusa, produjo dos derivados del ácido kójico, es decir, éter dimetílico del ácido kójico (72) y éter monometílico del ácido kójico (73), junto con phomaligol A (74) (Figura 10); sin embargo, solo se mostró ácido kojicaanti-tirosinasaactividad [277].

El escualeno (75) (Figura 10), que se obtuvo originalmente del aceite de hígado de tiburón, también se puede obtener de microorganismos como Protista Thraustochytriales. Como lípido común producido por las glándulas sebáceas, el escualeno (75) juega un papel importante en la lubricación tópica de la piel y en la estructura y protección celular. Así, el escualeno (75) se utiliza en cosmética para mantener la piel hidratada. Las cremas hidratantes que contienen escualeno (75) no son tóxicas, ni irritantes ni sensibilizantes, al tiempo que proporcionan propiedades antiestáticas y emolientes [278]. Por otro lado, los ácidos grasos son conocidos no solo por su uso como suplementos dietéticos, sino también por su amplio espectro.cosmecéuticosdebido a su papel en la reparación de tejidos blandos y la nutrición de la piel a través de la estimulación de la producción de colágeno, así como propiedades antiinflamatorias y cicatrizantes [279]. Thraustochytrids, o protistas similares a hongos, se han explorado para la producción industrial de PUFA como DHA (21), EPA (22) (Figura 4) y docosapentaenoico (DPA) (76) (Figura 10) debido a su alta producción per unidad de biomasa [280,281]. En particular, las especies pertenecientes a Schizochytrium, Aurantiochytrium y Ulkenia, de la familia Thraustochytriaceae, son las principales productoras de DHA (21) [282]. Los aceites ricos en DHA de Thraustochytrids están actualmente en el mercado como nutracéuticos; sin embargo, también tienen un gran potencial como cosmético y nutricosmético [283]. Thraustochytrids tales como Thraustochytriidae sp. ONC-T18, CHN-1, Ulkenia sp.AS4-A1 y Aurantiochytrium sp. KH105) también producen carotenoides, incluidos -caroteno (7) (Figura 2), astaxantina (33) (Figura 6), cantaxantina (49) y zeaxantina (51) (Figura 8), fenicoxantina (77) y equinenona (78). ) (Figura 10), que pueden ser utilizados como ingredientes fotoprotectores y antioxidantes en diferentes formulaciones cosméticas [283].

Un octapéptido lineal altamente N-metilado RHM1 (79) (Figura 10), aislado del cultivo de un Acremonium sp. de origen marino, que se obtuvo de una esponja marina no identificada de Papua Nueva Guinea, mostró actividad antibacteriana contra S. epidermidis, que es un agente causal del acné [105]. Otra clase de metabolitos fúngicos con una miríada de actividades biológicas son los meroterpenoides. Recientemente, Zhang et al. [284], en su búsqueda de metabolitos secundarios bioactivos del cultivo de un hongo asociado a esponjas marinas, Penicillium brasilianum WZXY-m122-9, han aislado una serie de meroterpenoides, a los que han denominado brasilianoides A–F (80–85) (Figura 10). Curiosamente, solo 80 mostraron una estimulación significativa de la expresión de filagrina, que es un factor hidratante natural esencial que mantiene la capacidad de regular la barrera de humedad de la piel [285], y de caspasa-14, que es responsable de controlar TEWL y de la sensibilidad a Daño UVB [286]. Por lo tanto, este compuesto es el primer ejemplo de un producto natural que puede usarse para promover la protección del daño celular inducido por los rayos UVB, lo que sugiere que puede tener un gran potencial como cosmecéutico para el cuidado de la piel y para el tratamiento de enfermedades dermatológicas [284].

3.3.4. Compuesto derivado de levaduras

Se sabe que varios géneros de levaduras, a saber, Rhodotorula, Phaffia y Xanthophyllomyces, producen astaxantina (33) (Figura 6) [11]. Aunque las levaduras producen cantidades más bajas de astaxantina (33) en comparación con otros organismos como las algas, tienen varias ventajas sobre otros organismos, ya que tienen tasas de crecimiento más altas, condiciones de cultivo más fáciles y pueden modificarse genéticamente o descubrirse objetivos genéticos para aumentar la producción de carotenoides. tasas [287–289].

4. Perspectivas futuras y conclusiones

A medida que la generación de la posguerra está entrando en su edad avanzada, el deseo de lucir más joven y saludable se ha convertido en la prioridad mundial. La influencia de las redes sociales para informar a la población y la difusión efectiva de la investigación científica han aumentado la conciencia sobre el riesgo del uso de muchos productos químicos en medicamentos y cosméticos, así como sobre los beneficios para la salud de los compuestos obtenidos a partir de recursos naturales. Así, este millennial viene marcado por los procesos respetuosos con el medio ambiente y el uso de sustancias naturales. Como alternativa a la "tecnología verde", la "biotecnología azul" o marina está ganando terreno al proporcionar una miríada de productos naturales que no se pueden encontrar en ambientes terrestres y con propiedades biológicas y farmacológicas sin precedentes. Aunque el sector farmacéutico ha sido pionero en la explotación de los tesoros de los océanos, los sectores cosmético y nutracéutico ahora han prestado más atención a los entornos marinos.

A pesar de que ya han aparecido en el mercado algunos productos de origen marino, el número de estos productos es todavía muy tímido si se compara con la inmensidad del mar y los futuros descubrimientos que se avecinan. Por ejemplo, hasta 2012 solo se explotaban comercialmente tres tipos de compuestos de algas marinas, es decir, alginatos, agar y carragenina. Esto demuestra que todavía hay muchos compuestos marinos, especialmente moléculas pequeñas, que se pueden explotar comocosmecéuticosy nutricosmética. Sin embargo, se necesitan más esfuerzos para el aislamiento y caracterización de los productos para descubrir los farmacóforos, las modificaciones moleculares, la evaluación de sus propiedades farmacológicas y el aspecto de seguridad, la mejora de la calidad de los productos y, sobre todo, una mayor inversión en I+D. Es interesante mencionar también que estos recursos marinos aún son poco explotados debido a algunas limitaciones inherentes. En primer lugar, la cantidad de compuestos aislados de materiales biológicos, que normalmente se recolectan de los ambientes marinos, es muy pequeña y, por lo tanto, dificulta el desarrollo y los bioensayos posteriores. En segundo lugar, las variaciones de sus productos están influenciadas por los cambios ambientales a los que están expuestos los organismos marinos. Por lo tanto, existe la necesidad de encontrar una forma sostenible, como el cultivo de organismos marinos con condiciones óptimas para cosechar metabolitos bioactivos que se utilizarán como ingredientes activos, excipientes y aditivos. En este aspecto, la biotecnología microbiana puede considerarse una vía prometedora para obtener una buena cantidad de compuestos de alto valor comocosmecéuticosy nutricosméticos.

cistanche tiene función blanqueadora de la piel