"Valutazione dell'attività inibitoria degli oli essenziali nei confronti dell'enzima elastasi"

The topic of skin aging has always aroused great interest in the cosmetic field and advanced techniques in the fields of chemistry and pharmaceuticals have allowed us to make many steps forward. Science has focused mainly on the mechanisms of oxidative stress and free radicals, inflammation and photoaging. Skin aging, in fact, is a physiological process that depends on genetic or intrinsic factors, but also on extrinsic factors. Among the extrinsic factors we find exposure to UV rays, pollution, exposure to irritants, cigarette smoking and alcohol consumption. We witness the induction of melanogenesis and the activation of metalloproteases, hyaluronidase and elastase. Therefore, there is a more rapid degradation of the elastic fibers which, together with other factors such as the increase in pH, the reduction of collagen production and the reduction of glandular activity, causes the skin to be thinner, drier, less turgid and elastic. Elastase is a serine protease that deteriorates elastin, a protein that gives elasticity to the skin; it, therefore, plays a crucial role in skin aging and can be used as a target for anti-aging products. Essential oils (EOs) have long been studied for their antibacterial, antifungal and antiviral, antioxidant, anti-inflammatory and, more recently, also for their antielastastic activity. Considering the growing demand for products with a natural and sustainable connotation, the use of essential oils as elastase inhibitors and therefore as anti-aging active ingredients would represent an interesting innovation on the cosmetic market. In light of this, in this study we wanted to investigate the inhibitory activity of essential oils through previously optimized in vitro enzymatic tests. Among the essential oils active in the inhibition of elastase, attention was focused on the essential oils of Juniperus communis L., Pinus mugo Turra and Pinus sylvestris L., because they are little covered in the literature. They were subjected to gas chromatographic analysis coupled with mass spectrometry and chiral analysis to obtain their chemical characterization, then the compound present in greatest quantity, i.e. α-pinene, was tested separately. What has emerged is that α-pinene alone does not explain the activity of the essential oils of juniper, mountain pine and Scots pine. The presence of other compounds, even in smaller percentages, and the synergistic effect of these active ingredients would instead lead to the inhibitory activity observed. Using Scots pine essential oil as a case study, the enzymatic kinetics of the before mentioned EO was carried out to examine the trend of the inhibitory activity over time. Finally, in order to evaluate its cosmetic application, permeation tests were carried out on porcine skin occluded with almond oil containing 5% mountain pine EO. It turned out that some bioactive molecules crossed the skin, in particular α-terpineol, 4-terpineol and limonene.

Il tema dell’invecchiamento cutaneo suscita, da sempre, un grande interesse in ambito cosmetico e le tecniche avanzate nel campo della chimica e del farmaceutico hanno permesso di fare molti passi avanti. La scienza si è concentrata soprattutto sui meccanismi di stress ossidativo e radicali liberi, di infiammazione e fotoinvecchiamento. L’invecchiamento cutaneo, infatti, è un processo fisiologico che dipende da fattori genetici, o intrinseci, ma anche da fattori estrinseci, sui quali si può agire. Tra i fattori estrinseci troviamo l’esposizione ai raggi UV, l’inquinamento, l’esposizione ad agenti irritanti, il fumo di sigaretta e il consumo di alcolici. Si assiste all’induzione della melanogenesi e all’attivazione di metalloproteasi, ialuronidasi ed elastasi. Pertanto, si ha una più rapida degradazione delle fibre elastiche che, unitamente ad altri fattori come l’aumento del pH, la riduzione della produzione di collagene e la riduzione dell’attività ghiandolare, fa sì che la pelle sia più sottile, secca, meno turgida ed elastica. L’elastasi è una serino proteasi che deteriora l’elastina, proteina che conferisce elasticità alla pelle; essa, quindi, gioca un ruolo cruciale nell’invecchiamento cutaneo e può essere utilizzata come bersaglio di prodotti anti-invecchiamento. Gli oli essenziali (OE) sono da tempo studiati per le loro attività antibatteriche, antifungine e antivirali, antiossidanti, antinfiammatorie e, più recentemente, anche per la loro attività antielastasica. Considerando la crescente domanda per i prodotti a connotazione naturale e sostenibile, l’utilizzo degli oli essenziali come inibitori dell’elastasi e quindi come attivi anti-age, rappresenterebbe una novità interessante sul mercato cosmetico. Alla luce di tutto ciò, in questo studio si è voluto indagare l’attività inibitoria degli oli essenziali tramite test enzimatici in vitro, precedentemente ottimizzati. Tra gli oli essenziali attivi nell’inibizione dell’elastasi, si è concentrata l’attenzione su gli oli essenziali di Juniperus communis L., Pinus mugo Turra e Pinus sylvestris L., perchè poco trattati in letteratura. Essi sono stati sottoposti ad analisi gascromatografica accoppiata a spettrometria di massa e analisi chirale per ricavarne la caratterizzazione chimica, quindi il composto presente in maggiore quantità, ovvero l’α-pinene, è stato testato separatamente. Ciò che è emerso è che l’α-pinene non spiega da solo l’attività degli oli essenziali di ginepro, pino mugo e pino silvestre. La presenza di altri composti, anche in percentuali minori, e l’effetto sinergico di questi attivi porterebbe invece all’attività inibitoria osservata. Utilizzando come caso studio l’olio essenziale di pino silvestre, si è effettuata la cinetica enzimatica del suddetto OE per esaminare l’andamento dell’attività inibitoria nel tempo. Infine, allo scopo di vagliarne l’applicazione cosmetica, sono stati fatti test di permeazione su pelle porcina in occluso con olio di mandorle al 5% di OE di pino mugo. E’ risultato che alcune molecole bioattive hanno attraversato la cute, in particolare α-terpineolo, 4-terpineolo e limonene.