Valor de pH en el cuidado de la piel.

pH

La escala de pH va de 0 a 14 y expresa la acidez o alcalinidad de una sustancia (normalmente, una solución acuosa). Se considera que una solución con un pH de 7,0 es neutra, mientras que las soluciones con un pH más bajo son ácidas, y las que tienen un pH más alto, básicas o alcalinas. Cuanto más bajo sea el pH, más ácida es la sustancia, y cuanto más alto, más alcalina.
El pH es muy importante en muchos contextos, ya que la acidez de una solución influye mucho en los procesos químicos y bioquímicos que pueden tener lugar en ella. Eso hace que la regulación del valor del pH de una solución también sea importante en muchos contextos. En este sentido, la «capacidad amortiguadora» (también conocida como «capacidad tampón» y «capacidad buffer») es muy importante: se trata de una medida del potencial de una solución para mantener su valor de pH cuando se le añade una base o un ácido.

El pH y la capacidad amortiguadora son importantes en muchos sectores (casi todos relacionados con el agua), así como para los seres humanos: el cuerpo humano depende por completo de poder regular y mantener el pH en sus tejidos para que tengan lugar los procesos bioquímicos adecuados. Por ejemplo, el pH de la sangre está muy regulado, de modo que en condiciones normales es de 7,35-7,45. La sangre tiene una capacidad amortiguadora razonablemente alta gracias a las sustancias que contiene y, además, los pulmones y los riñones ayudan a mantener el valor del pH de la sangre regulando la excreción de determinadas sustancias que contiene. Trastornos como la diabetes o las enfermedades pulmonares y renales pueden provocar un exceso de ácido en la sangre, haciendo que el pH baje de 7,35, lo que se denomina «acidosis», mientras que la hiperventilación, por ejemplo, puede aumentar el pH sanguíneo, lo que se denomina «alcalosis». El resto de los tejidos del cuerpo también dependen de un pH adecuado, que puede verse afectado por ciertas enfermedades; por ejemplo, los pulmones sanos tienen un pH en torno al neutro, pero en la fibrosis quística, el pH de los pulmones baja. El pH de la superficie de la piel suele ser más bien ácido, pero varía mucho dependiendo, por ejemplo, de la parte del cuerpo y del grado de inflamación de la piel. Generalmente, se observa un pH más elevado en la inflamación y en las zonas en que la piel está menos expuesta, como la axila. Al igual que en otros tejidos, los procesos bioquímicos de la piel, así como de la microbiota, dependen del valor del pH de la zona.

Por lo tanto, el pH también es un tema interesante en relación para la industria cosmética, y algo a lo que PUCA PURE & CARE presta mucha atención en el desarrollo de sus productos.

El pH, un descubrimiento danés

El concepto de pH fue descubierto originalmente por el profesor de química danés Søren. P. L. Sørensen en 1909, mientras dirigía el departamento químico del Laboratorio Carlsberg. Søren. P. L. Sørensen utilizó la designación «pH·», que más adelante, en 1924, cambió a «pH» a raíz de una pequeña revisión del concepto.
Hasta 1909, la ciencia había utilizado vaguedades para referirse a la acidez de una solución, lo que no era lo suficientemente preciso para lo que necesitaba Søren. P. L. Sørensen para su trabajo en la fabricación de cerveza, en el cual se centraba en los procesos enzimáticos. Necesitaba una herramienta precisa para estandarizar la producción de cerveza. En aquella época, se sabía que la concentración de iones H⁺(iones de hidrógeno) en una solución era lo que determinaba su acidez, pero especificar la concentración en números decimales no era una buena solución, ya que se trata de números muy pequeños.

La solución fue la escala de pH, que es el logaritmo en base diez de la concentración de los iones de hidrógeno, que simplificadamente puede escribirse como: pH = -log([H⁺]). En la próxima sección trataremos con más detalle el concepto y la definición. La propia abreviatura «pH» ha sido objeto de especulaciones. No hay duda de que «H» significa Hidrógeno (ion), pero «p» es más controvertido, ya que puede significar diferentes cosas (con significados similares) en francés, danés y alemán, las lenguas en que Søren. P. L. Sørensen escribía sus artículos, aparte del latín, lengua muy utilizada también en la literatura científica. En danés, «p» podría significar «potencia» o «potencial», mientras que en alemán podría ser potenz y en francés puissance y, por último, en latín «pH» podría significar pondus hydrogenii (cantidad de hidrógeno) o potentia hydrogenii (potencia/potencial del hidrógeno). Sin embargo, si nos fijamos en el artículo original de 1909, parece que «p» era simplemente la letra que Sørensen había asignado a su configuración de electrodos de hidrógeno, del mismo modo que utilizaba «q» para su configuración de electrodos de referencia.
Hoy en día, en química la «p» minúscula se utiliza para indicar «logaritmo negativo de...», y también se emplea, por ejemplo, en el término «pK_a», que trataremos en el siguiente apartado.

El uso de la escala de pH se generalizó rápidamente y ya se utilizaba de forma habitual en artículos científicos solo 10 años después de su invención y, hoy en día, el pH se utiliza siempre que la acidez es relevante, algo muy frecuente.
Por ejemplo, en la producción de alimentos, medicamentos, cosméticos, papel, textiles y agricultura, en la gestión de aguas residuales y en muchos estudios científicos en general.
Los procesos bioquímicos propios del organismo dependen, por lo general, de un valor de pH bastante específico y, por ello, todos los fluidos corporales, como la sangre, el líquido cefalorraquídeo, la orina y los fluidos del interior de los orgánulos¹ de las células están estrechamente regulados y dotados de capacidad amortiguadora para conservar su pH a pesar de las influencias externas.

Ejemplos del valor de pH de diferentes soluciones: Ácido estomacal: 1,5-3,5, zumo de limón: 2,4; vagina: 3,8-4.5, piel: 4,1-5,8 (piel no dañada, enferma ni ocluida), leche: 6,5, agua limpia: 7,0 (pH neutro a 25 °C), sangre: 7,35-7,45, orina: 7,5-8,0 (la orina de la mañana suele ser más ácida: 6,5-7,0), agua de mar: 7,5-8,4, jabón de manos sólido clásico: 9,0-10,0 y una solución acuosa 0,1 molar (aprox. 4 %) de hidróxido de sodio: 13,0.

¹Los orgánulos celulares son las estructuras internas de la célula («órganos») que están rodeadas por una membrana y desempeñan diferentes funciones. Algunos ejemplos de orgánulos son el núcleo, que contiene ADN (el pH en su interior es de 7,1-7,3) y las mitocondrias, que producen la mayor parte de la energía celular (ATP) (el pH en las mitocondrias humanas es de 7,8-8,0 en la matriz y de 7,0-7,4 en el espacio entre las membranas externa e interna, respectivamente).

pH: un poco de información sobre la ciencia y la tecnología en que se basa

Como ya hemos mencionado, el pH de una solución es una medida de acidez o alcalinidad y, más concretamente, el logaritmo negativo en base diez de la concentración de la solución o, más exactamente, la actividad (a)² de iones de hidrógeno (H⁺). Esto se escribe de la siguiente manera:

pH = -log(a_H) ≈ -log([H⁺])

El término H⁺ (ion hidrógeno) es el más utilizado, pero en realidad no hay iones H⁺libres en una solución acuosa, porque H⁺reaccionan con el agua H₂O para formar H₃O⁺, lo que se denomina ion hidronio u oxonio.

La escala de pH va de 0 a 14³ y, como el pH es logarítmico (logaritmo de base 10), el valor no tiene unidad y cada valor de pH representa una diferencia de 10 veces en la concentración de iones H⁺. Así, una solución con pH 5,0 tendrá una concentración de iones H⁺diez veces superior a la de una solución con pH 6,0.
De forma similar al H⁺ para la gama ácida, tenemos OH^- (ion hidróxido) para la gama básica⁴ El equilibrio entre estos dos iones es crucial para el pH de la solución acuosa. Un pH bajo indica una concentración relativamente alta de H⁺ y baja de OH^-. A medida que aumenta el pH, disminuye la concentración de H⁺ y aumenta la de OH^- . A pH 7,0, la concentración de estos iones será idéntica (esta es la situación con agua completamente pura) y a pH superior a 7,0, la concentración de OH^- superará la concentración de H⁺.

Para entender de dónde salen H⁺ y OH^- , hay que comprender el funcionamiento de ácidos y bases. Resumiendo mucho, un ácido es una sustancia que puede desprender uno (o varios) iones de hidrógeno, mientras que una base es una sustancia que puede absorber uno (o varios) iones de hidrógeno.
La facilidad con que el ácido libera su hidrógeno es una medida de la fuerza del ácido: cuanto más fácilmente libere el hidrógeno, más fuerte será el ácido. Y lo mismo ocurre con la base: cuanto más fácilmente absorbe el hidrógeno, más fuerte es.

La reacción en la que un ácido desprende hidrógeno (H⁺) se denomina reacción de disociación, y tiene el siguiente aspecto:

HA ⇌ H⁺ + A^-

En la que HA representa el ácido, H⁺ es el ion hidrógeno liberado, A^- denota la llamada base correspondiente (residuo ácido) y ⇌ indica que se trata de una reacción bidireccional.
Por tanto, tenemos un par ácido-base. En estos pares ácido-base, la base correspondiente a un ácido fuerte es relativamente débil, y a la inversa (el ácido correspondiente a una base fuerte es relativamente débil), mientras que la base correspondiente a un ácido débil es también relativamente débil, y la base débil tiene un ácido débil correspondiente.
Así, una solución de un ácido (o base) será un equilibrio entre estar en forma ácida (HA) y disociada a H⁺ y la base correspondiente, A⁵.
Esta relación de equilibrio entre la concentración de la forma disociada (H+ y A-) y la forma ácida (HA) es un valor sin unidades. Se denomina constante de disociación del ácido y se representa con K_a⁶. K_a aumenta en paralelo a la fuerza del ácido.

²La concentración de iones de hidrógeno [H⁺] suele usarse para describir el pH, pero es más correcto hablar de la actividad de los iones H⁺ . A la hora de la verdad, es casi lo mismo.

³En casos especiales con una alta concentración de ácidos o bases fuertes, el pH debe ser inferior a 0 o superior a 14, respectivamente.

⁴Y al igual que el pH, también existe otra medida menos utilizada, el pOH, que también representa el logaritmo negativo de la concentración de iones OH- y expresa el nivel de base/alcalino de una solución.

⁵Se trata de una reacción que depende de la temperatura y es en sí misma un sistema amortiguador débil (con poca capacidad)

⁶Otros términos que se utilizan para denominar la constante de disociación son la constante de equilibrio y la constante de fuerza del ácido. La «a»pequeña de K_a significa «ácido» y, por lo tanto, ocasionalmente se ve en la literatura danesa que el término "K_s” bruges, hvor ”s” står for ”syre”.

La fuerza de ácida

Como en el caso del pH, este valor suele convertirse en pK_a, más «manejable» e igualmente sin unidades, que se denomina exponente de la fuerza ácida y, al igual que el pH, se define como el logaritmo negativo de base diez de la constante de fuerza ácida:

pK_a = -log(K_a)

El valor pK_apuede utilizarse para clasificar los ácidos en fuertes, medios, débiles y muy débiles de la siguiente manera:

pK_a ≤ 0: Ácido fuerte
0 < pK_a ≤ 4: Ácido medio
4 < pK_a ≤ 10: Ácido débil
pK_a > 10: Ácido muy débil

La mayoría de las moléculas de un ácido débil en una solución acuosa estarán en la forma ácida (HA). Por el contrario, una solución con un ácido fuerte contendrá principalmente la forma disociada (H⁺ y A^-) y, por tanto, la concentración de H⁺ en la solución será alta, y el pH, bajo.

La molécula de agua es un anfolito, lo que significa que es a la vez un ácido muy débil y una base muy débil (su pK_a es 7,0). La reacción ácido-base del agua es la siguiente: dos moléculas de agua reaccionan para dar y recibir un ion H⁺, pero la reacción también puede ser a la inversa:

2 H₂0 ⇌ H₃O⁺ + OH^-

Como es un ácido muy débil y al mismo tiempo una base muy débil, solo una parte muy pequeña se disociará en H₃O⁺ y OH^-. Si el agua es completamente pura, un 10^-7 (= 0,0000001 = una diezmillonésima parte) de las moléculas de H₂O se disociarán. De aquí se obtiene que el pH neutro es 7:

pH = -log (10^-7) = 7

La relación entre pH y pK_a se expresa mediante la ecuación de Henderson-Hasselbalch. Esta ecuación es una aproximación y contiene algunas suposiciones. No es muy precisa para ácidos y bases fuertes, y tampoco tiene en cuenta las propiedades ácido-base propias del agua. La ecuación de Henderson-Hasselbalch es la siguiente:

pH = pK_a + log [A^-]/[HA]

Sistemas tampón

De ella se deduce que el pH de una solución ácida (o base) será igual al pK_a del ácido sumado al logaritmo de la concentración de la base correspondiente dividido por la concentración del ácido.

Si la concentración del ácido y su base correspondiente son iguales, el pH de la solución será igual al pK_adel ácido. Esta ecuación se utiliza principalmente para calcular sistemas tampón. Por ejemplo, puede utilizarla para estimar el pH de un sistema tampón y calcular la concentración del ácido y su base correspondiente si conoce el pH y el pK_a.

Un sistema tampón consiste en un ácido (normalmente relativamente débil) y su base correspondiente (o una base relativamente débil y su ácido correspondiente), y se utiliza para mantener el pH en un intervalo estrecho aunque se añada ácido o base al sistema; es decir, que un sistema tampón actúa como un «regulador de pH» con una capacidad determinada. La capacidad es la cantidad de ácido o base que puede añadirse al sistema sin modificar significativamente su pH, y depende principalmente de la concentración del ácido y la base correspondiente y del pH de la solución. La capacidad es mayor si la concentración del ácido y de la base correspondiente son casi iguales, y si el pH de la solución se aproxima al valor pK_adel ácido (en general, la mayor capacidad se encuentra en el intervalo de pH pK_a ± 1.

Los sistemas tampón funcionan permitiendo que el ácido débil y la base correspondiente reaccionen con el ácido (H⁺) y/o la base (OH^-) añadidos, «neutralizando» el H⁺ o el OH^-añadidos de modo que el pH no cambie significativamente. Cuando se supera la capacidad, por ejemplo añadiendo tanto ácido que toda la base correspondiente de la solución se agota reaccionando con el ácido añadido, el pH desciende de forma relativamente brusca; y a la inversa, si se añade más base de la que el sistema tampón puede soportar (porque se agota el ácido), el pH aumenta de forma relativamente brusca.

En la práctica, se suele crear un sistema tampón añadiendo un ácido (o una base) con un pK_a adecuado en relación con el pH que se desea, y añadiendo una cantidad equivalente de la base correspondiente en forma de sal del ácido (o, en el caso de una sustancia base, se añadiría la cantidad equivalente del ácido correspondiente).

Sistemas tampón en la práctica

Un ejemplo de sistema tampón (un par ácido-base) es el formado por ácido acético y el acetato sódico (sal sódica de ácido acético). El ácido acético tiene un pK_a de 4,7 y, por tanto, su capacidad amortiguadora será máxima en el intervalo de pH 3,7-5,7.
En cosmética, por ejemplo, se utiliza a menudo el ácido cítrico, que es un ácido trivalente (es decir, que puede liberar tres átomos de H) y, por tanto, tiene tres valores de pK_a: 3,1, 4,8 y 6,4. Esto significa que cubre un rango de pH relativamente amplio y relevante para el sector de la cosmética.

⁷El pH también puede medirse en sustancias no acuosas, pero es un poco diferente.

⁸Puede leer más sobre estos temas técnicos en artículos como estos: Buck, R. et. al. Measurement of pH. Definition, standards, and procedures (IUPAC Recommendations 2002). [Medición de pH. Definiciones, estándares y procedimientos (Recomendaciones IUPAC 2002)]. Pure and Applied Chemistry, 2002, 74(11), 2169-2200 y Zulkarnay, Z et. al. An Overview on pH Measurement Technique and Application in Biomedical and Industrial Process. [Una visión general de la técnica de medición del pH y su aplicación en procesos biomédicos e industriales]. 2015, 2nd International Conference on Biomedical Engineering (ICoBE), Penang, Malasia, marzo de 2015, págs. 1-6.

Para medir el pH de soluciones acuosas⁷ se pueden usar diferentes métodos que pueden dar lugar a ligeras diferencias en el valor, por lo que al comparar valores de pH hay que tener en cuenta el método de medición. No trataremos en profundidad los detalles más técnicos sobre cómo se mide el pH ni las incertidumbres que conlleva cada método o las fórmulas matemáticas que los sustentan⁸.

Mucha gente conoce de la escuela uno de los métodos menos precisos: la medición del pH con un indicador ácido-base. Este indicador puede ser un líquido o papel (tiras de papel tornasol, impregnadas de líquido indicador). Los indicadores cambian de color en función del pH del líquido con el que entran en contacto y, por tanto, permiten leer visualmente el pH comparándolo con una escala de colores o, de forma más precisa, mediante colorimetría (medición cuantitativa del color).

Hoy en día, se suele utilizar un medidor de pH, que es un instrumento electrónico con un electrodo de vidrio selectivo de iones y un electrodo de referencia que se sumerge en la solución cuyo pH se quiere medir. Al entrar en contacto con una solución acuosa, se forma un potencial eléctrico a través del electrodo sensible a los iones. Este potencial depende de la concentración de iones de hidrógeno y, por tanto, del pH. El potencial del electrodo de referencia no varía, y puesto que este se ha calibrado con el medidor de pH de antemano, el instrumento puede realizar una comparación cuantitativa de los potenciales eléctricos a través de los dos electrodos y así calcular el pH.
Es importante calibrar el medidor de pH regularmente para garantizar su precisión. No se necesita mucha agua para medir el pH, de modo que se puede medir el pH de la piel, por ejemplo, con un medidor con electrodo plano (y, si es necesario, una pequeña cantidad de agua pura). Sin embargo, como estos electrodos son relativamente grandes, miden el pH de un área determinada y no pueden calcular las diferencias de pH a nivel celular o subcelular. Para ello, hay que usar otros métodos más sofisticados, como la microscopía de fluorescencia in vivo.

El pH y la piel: estructura y componentes de la piel

Antes de profundizar en el pH de la piel, es importante hacerse una idea de su estructura, un tema intrínsecamente complejo que puede abordarse desde muchos ángulos diferentes. En primer lugar, nos centraremos en la estructura básica de las capas de la piel (principalmente la epidermis) y, a continuación, en los componentes que se cree que influyen en el pH cutáneo.

La piel está formada por tres capas principales⁹: En la parte inferior está el tejido subcutáneo (que significa «debajo de la piel»), también llamado hipodermis, formado principalmente por grasa y tejido conectivo.
En el medio está la dermis, compuesta principalmente por tejido conjuntivo y en la que se encuentran, por ejemplo, las terminaciones nerviosas, los vasos sanguíneos, los folículos pilosos, las glándulas sebáceas y las glándulas sudoríparas.
En el exterior se encuentra la epidermis, que está formada por varias capas. En la parte inferior está el estrato basal, formada por una sola capa de melanocitos, queratinocitos indiferenciados y células madre que producen constantemente nuevos queratinocitos (células).

Estos queratinocitos migran hacia el exterior y forman gradualmente el resto de las capas epidérmicas, a saber: estrato espinoso, estrato granuloso, estrato lúcido y, por último, el estrato córneo, que tiene un grosor de entre 10 y 30 µm
El estrato basal, el estrato espinoso y el estrato granuloso contienen células vivas y se denominan epidermis viable, mientras que el estrato lúcido¹⁰ y el estrato córneo están formados por células muertas y conforman la epidermis no viable. Sin embargo, en esta capa tienen lugar muchos procesos químicos distintos.
Es importante saber que la piel presenta muchas vías de comunicación e interacciones diferentes entre los queratinocitos, las células inmunitarias y los microorganismos, que pueden afectar a diferentes funciones, como el mantenimiento de las barreras cutáneas.

La capa externa de la epidermis, el estrato córneo, es especialmente relevante en relación con la barrera cutánea y el pH de la piel.

El estrato córneo contiene varias capas (normalmente de 15 a 25) de queratinocitos planos, en su mayoría muertos, denominados corneocitos, que están inmersos en una matriz intercelular rica en lípidos altamente organizados, que es un elemento crucial de la barrera cutánea. A menudo la estructura del estrato córneo se describe como un muro de ladrillos (corneocitos) y mortero (estructura lipídica intercelular). El estrato córneo se desprende constantemente de parte de su superficie para renovar la piel. Este proceso se denomina «descamación» y suele estar bien regulado.

⁹Encontrará una ilustración de la piel en la descripción de la glicerina en esta página web.

¹⁰El estrato lúcido suele encontrarse únicamente en pieles con una epidermis gruesa (como las palmas de las manos y las plantas de los pies) y está formado por entre 2 y 5 capas de queratinocitos planos, principalmente muertos, que contienen la sustancia eleidina, precursora de la queratina.

¹¹También llamados lípidos extracelulares.

En la superficie en sí, la piel está «poblada» por diversos microorganismos (microbiota cutánea), que en muchos aspectos han demostrado ser muy interesantes para las funciones y cualidades de la piel.
Los corneocitos del estrato córneo son células planas que contienen principalmente filamentos de queratina, diversas enzimas y agua. Los corneocitos están rodeados por una envoltura llamada «envoltura cornificada», formada principalmente por proteínas reticuladas como la filagrina, la loricrina y la involucrina, que juntas forman una estructura estable y muy poco soluble. Estas proteínas están unidas a una capa única de lípidos denominada envoltura lipídica compuesta principalmente por ceramidas de cadena larga.
Esta capa tiene interacciones importantes con la capa lipídica intercelular que hay entre los corneocitos.

Otras estructuras importantes entre los corneocitos son los corneodesmosomas, que están formados por varias proteínas y mantienen unidas las células del estrato córneo; y las denominadas proteínas de unión estrecha, que participan en la función de barrera.

Los lípidos intercelulares¹¹ constituyen aproximadamente el 15 % del peso del estrato córneo y son principalmente ceramidas (alrededor del 50 %), colesterol (25-30 %), ácidos grasos libres (10-15 %); ésteres de colesterol (alrededor del 10 %), sulfato de colesterol (2-5 %) y una cantidad muy pequeña de fosfolípidos, lo que contrasta con las otras capas de la epidermis y la dermis, en las que gran parte de los lípidos son fosfolípidos.
La principal fuente de estos lípidos intercelulares son los denominados «cuerpos lamelares», orgánulos secretores ovalados situados en el interior de los queratinocitos viables del estrato granuloso primario. Estos orgánulos pueden secretar lípidos de la célula, por ejemplo.
Además de segregar lípidos como fosfolípidos, glucosilceramidas y colesterol que forman la matriz intercelular rica en lípidos y bien organizada, estos cuerpos lamelares también segregan ciertas enzimas, como hidrolasas lipídicas, lipasas, proteasas y ciertas proteínas inhibidoras de enzimas y péptidos antimicrobianos como beta-defensinas y catelicidinas.

Por tanto, estos orgánulos son extremadamente importantes tanto para la barrera de permeabilidad de la piel como para la barrera microbiana.

El pH y la piel: el bajo pH de la superficie cutánea

Encima de las capas del estrato córneo de 10-30 µm de espesor el pH pasa del 7,0-7,4 del resto de la piel a un pH mucho más bajo. Este valor varía un poco entre las distintas partes del cuerpo, pero lo más frecuente es que el pH superficial se sitúe en torno al 5,0. Se trata de una diferencia muy grande, de 2 unidades (es decir, unas 100 veces la concentración de H⁺ en la superficie respecto del valor que tiene a solo 10-30 µm de profundidad). Este gradiente se ha estudiado en piel sana y se ha comparado con dos formas diferentes de ictiosis¹² (trastorno de la piel que la deja seca y escamosa).
Se utilizó un medidor de pH para medir el pH de la superficie y, a continuación, retirar gradualmente el estrato córneo hasta llegar al estrato granuloso utilizando cinta adhesiva (esta técnica es muy conocida y se llama stripping). Tras cada décima tira de cinta, el pH medido es la mitad, con lo que se podía trazar una curva del cambio del pH a medida que se medía en puntos cada vez más profundos del estrato córneo. Así se observó que, en piel sana, la curva iba de aproximadamente 4,5 en la superficie a aproximadamente 7,1 en el estrato granuloso y, a mitad del estrato córneo, el pH era de aproximadamente 5,4. Por tanto, el cambio de pH era más brusco en la mitad más profunda del estrato córneo, donde la estructura también es más compacta. En esta zona actúan muchas enzimas dependientes del pH.

Otros estudios similares han demostrado que el pH de las capas más externas del estrato córneo es ligeramente inferior al de la superficie, y que aumenta a medida que se avanza por las capas, hasta alcanzar un pH de 7,0-7,4 en el estrato granuloso.

'El manto ácido'

El fenómeno de que la superficie de la piel sea significativamente más ácida que el resto se conoce como manto ácido. Este término fue acuñado en 1928 por dos científicos y se ha utilizado desde entonces. En aquel momento, se pensó que el pH bajo era para proteger contra infecciones microbianas, pero desde entonces se ha demostrado que es mucho más importante.

El manto ácido puede describirse como una mezcla natural de diferentes sustancias como ácidos grasos libres, aminoácidos y otros ácidos pequeños que mantienen la superficie y las capas externas del estrato córneo a un pH relativamente bajo. Lo describiremos con más detalle en la próxima sección. Generalmente, el pH de la superficie de la piel se sitúa entre 4,0 y 6,0, con algunas excepciones que tienen un pH más elevado.

En la bibliografía se califican distintos valores de pH como normales, pero al comparar hay que tener en cuenta en qué parte del cuerpo se realizó la medición y qué método de medición se utilizó.

Un interesante estudio de 2006 demostró que si no se aplicaba nada sobre la piel de la cara interna del antebrazo durante 24 horas, el pH descendía de media de 5,12±0,56 a 4,93±0,45. Además, se calculó que el pH mediano «natural» de la piel en esta zona sería de 4,7.
El estudio también demostró que, en general, la piel con un pH inferior a 5,0 está en mejores condiciones que la piel con un pH superior a 5,0; esto se demostró midiendo diversos parámetros biofísicos como la función de barrera, el nivel de humedad, el nivel de caspa y la resistencia a la irritación inducida (por ejemplo, utilizando el irritante cutáneo laurilsulfato sódico). También se observó que la microbiota «normal» de la piel se adhería mejor a la piel con un pH relativamente bajo.

Está demostrado que el pH relativamente bajo de la superficie de la piel y el gradiente de pH en las distintas capas del estrato córneo tienen muchas funciones importantes (y a menudo interrelacionadas) para la piel, que se describen a continuación:

Actividad enzimática: La actividad de muchas enzimas, tanto algunas que ayudan a construir barreras cutáneas como enzimas que ayudan a romper los corneodesmosomas para promover la descamación (que deberían estar en equilibrio), depende del pH.
Dos enzimas clave para la formación de ceramidas importantes para la barrera cutánea dependen del pH: el pH¹³ óptimo para la ß-glucocerebrosidasa es de 5,6 y el de la esfingomielinasa ácida, 4,5.
Si el pH está muy por encima o muy por debajo de estos valores, la actividad enzimática se reduce y se forman menos ceramidas.
Otras enzimas dependientes del pH son las fosfatasas, las fosfolipasas y el grupo proteasas de serina, que incluye la calicreína. Las proteasas de serina son enzimas que rompen los enlaces peptídicos de las proteínas, incluidas las proteínas que forman los corneodesmosomas que unen los corneocitos, lo que puede perjudicar la integridad y cohesión de la piel.
Otras proteasas de serina pueden inactivar las enzimas de procesamiento de lípidos e inhibir la secreción de los cuerpos lamelares y estimular la hiperproliferación epidérmica (que es un factor, por ejemplo, del acné). El pH óptimo para estas proteasas de serina es ligeramente superior (para muchas de ellas está en torno al pH 7).
Así, si el pH de la piel aumenta, estas enzimas son más activas y, al mismo tiempo, baja la actividad de las dos enzimas clave para la formación de ceramidas.

Así pues, un pH elevado puede inhibir las funciones de barrera de la piel, que es el siguiente tema en el que el manto ácido de la piel es importante.

Mantenimiento de la barrera cutánea: Las importantísimas funciones de barrera de la piel pueden clasificarse en diferentes sistemas interconectados: la barrera física, la barrera química, la barrera microbiana y la barrera inmunitaria.
En conjunto, proporcionan protección física, química y biológica al organismo frente a agentes externos, y la barrera físicoquímica también garantiza que el cuerpo no pierda demasiada agua, por ejemplo.

La barrera de permeabilidad física, que también es importante para la protección química y biológica, está formada principalmente por componentes del estrato córneo en forma de corneocitos hidrófilos, las sustancias que los mantienen unidos, y la matriz lipófila intercelular organizada.
Como hemos explicado más arriba, el pH de la piel es crucial para varias vertientes de las funciones de barrera: Secreción de enzimas, lípidos y sustancias antimicrobianas a partir de los cuerpos lamelares; así como el nivel de actividad de las enzimas que dan lugar al metabolismo necesario para que se formen lípidos intercelulares.

También se cree que el pH es crucial para la organización de los lípidos intercelulares.
Integridad del estrato córneo, una descamación equilibrada: Existe un importante equilibrio dinámico entre la cohesión intercelular proporcionada por los corneodesmosomas y las uniones estrechas, y su degradación natural y necesaria, que da lugar a la descamación.
En este caso, el pH también desempeña un papel importante, especialmente debido a la actividad de las enzimas dependientes del pH que hemos descrito más arriba.
Activación de citoquinas e inflamación: Los corneocitos del estrato córneo contienen precursores de citoquinas inflamatorias (Pro-IL1α y proIL-1β).
Si se altera la barrera cutánea, suele aumentar el pH, lo que incrementará la actividad de las proteasas de serina como la calicreína. La activación dará lugar a la liberación y activación de las citocinas IL-1α e IL-1β, que desencadenan una cascada de reacciones que ayudan a restaurar la barrera.

Así, un aumento temporal del pH ayudará a reconstruir la barrera, pero si el pH se mantiene demasiado alto durante un periodo más largo, puede provocar una inflamación mediada por las citoquinas. En cambio, se cree que una reducción del pH ayuda a reducir la inflamación.
La microbiota y la barrera microbiana de la piel: La piel mantiene una relación simbiótica (en la que ambos se benefician de la relación) con la microbiota: la piel proporciona el entorno adecuado para determinados microorganismos, y estos, a su vez, contribuyen a la defensa microbiana de la piel inhibiendo la colonización por parte de otros microorganismos (por ejemplo, patógenos).
Además, también ayudan a la piel de otras maneras. El bajo pH de la superficie de la piel la convierte en un buen medio para la microbiota «normal», y también se ha demostrado que inhibe el crecimiento de ciertos microorganismos patógenos.
Además, en relación con la barrera microbiana de la piel, como ya se ha mencionado, el pH influye en la liberación de determinadas sustancias antimicrobianas, como los péptidos antimicrobianos de los cuerpos lamelares, cuya actividad (por ejemplo, la de los péptidos antimicrobianos como la catelicidina o la dermicidina, y las sustancias catiónicas y los nitratos presentes en el sudor) depende del pH y es óptima con un pH de 5,5.

La sustancia nitrito (producida por bacterias de la microbiota a partir del nitrato del sudor) solo se convierte en óxido nítrico si el pH es ligeramente ácido. El óxido nítrico desempeña una serie de funciones importantes no solo para el equilibrio microbiano de la piel, sino también como neurotransmisor intra y extracelular que desempeña un papel importante en la cicatrización de heridas, entre otras cosas.

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¹²La ictiosis es un término genérico que engloba diversas formas del trastorno, que se manifiesta con piel seca y escamosa.

¹³El pH óptimo es el valor de pH en el que la enzima tiene la mayor actividad.

El pH y la piel: mecanismos y factores endógenos del pH cutáneo

Los mecanismos y sustancias endógenos que mantienen el pH bajo en la superficie de la piel, y el gradiente de pH en el estrato córneo, son un asunto complicado. Diferentes artículos científicos otorgan más o menos peso a los distintos mecanismos y sustancias, por lo que no está del todo claro cuáles son los más importantes. Es probable que estos mecanismos se influyan mutuamente, y que tanto mecanismos como sustancias tengan una importancia variable en las distintas capas del estrato córneo.
En cuanto a las sustancias que componen el manto ácido y, por tanto, controlan el pH del estrato córneo, se cree que los alfahidroxiácidos (AHA¹⁴), como el ácido láctico procedente del sudor y los ácidos grasos del sebo, junto con el ácido urocánico (UCA), el ácido piroglutámico (PCA) y determinados aminoácidos, son la fuente principal del pH del estrato córneo.
Se cree que los aminoácidos procedentes de la descomposición de la proteína filagrina y el sulfato de colesterol influyen en el pH de las capas más profundas del estrato córneo.

Otro componente importante en la acidificación de las capas más profundas de la capa córnea es la proteína de la membrana plasmática, NHE1, que se encuentra en la membrana celular de los queratinocitos. Se trata de un Na⁺/H⁺ que puede bombear un ion hidrógeno (H⁺) fuera de la célula y, al mismo tiempo, bombear un ion sodio (Na⁺) hacia el interior de la célula, regulando así el pH intracelular, con lo que ayuda a reducir el pH en el espacio intercelular (extracelular); más concretamente, se cree que el NHE1 puede formar microdominios extracelulares¹⁵ con un pH relativamente bajo en la parte más profunda del estrato córneo, cerca del estrato granuloso, que por lo demás tiene un pH general en torno a 7,0-7,4.

Se cree que estos microdominios de pH relativamente bajo son importantes para activar las enzimas dependientes del pH que, como ya hemos indicado, procesan los lípidos secretados por los cuerpos lamelares y forman parte de la matriz lipídica organizada intercelular que forma la barrera.
También se cree que el NHE1 es importante para la diferenciación celular de, por ejemplo, los queratinocitos, y que es un factor en la cicatrización de heridas, ya que regula el pH de la superficie de la herida.

También se cree que los lípidos acidificantes, como el sulfato de colesterol y los ácidos grasos libres, contribuyen al gradiente de pH del estrato córneo. Los ácidos grasos libres pueden liberarse, por ejemplo, de los fosfolípidos secretados por los cuerpos lamelares. Este proceso está catalizado por el grupo enzimático PLA2, que es un grupo de fosfolipasas que también dependen del pH y cuyo valor óptimo se sitúa en el lado ligeramente ácido de la escala de pH.

Algunos aminoácidos y derivados de aminoácidos también influyen en el pH del estrato córneo. Por ejemplo, hay aminoácidos en el sudor, y una fuente muy importante es la descomposición de la proteína filagrina.
La descomposición de la filagrina da lugar, entre otras cosas, al aminoácido ácido glutámico, que puede convertirse en ácido piroglutámico (PCA) y en el aminoácido histidina, que puede transformarse en ácido urocánico (UCA) a través de la enzima histidasa.
Tanto el PCA como el UCA ayudan a reducir el pH, y también son hidratantes: forman parte de los factores naturales de hidratación (NMF)¹⁶.

En particular, la vía de transformación filagrina-histidina-ácido urocánico se ha estudiado en relación con su impacto sobre el pH en pruebas con animales. Estos estudios sugieren que la descomposición a UCA no es esencial para el pH, ya que otros mecanismos compensatorios pueden hacer el mismo trabajo y regular el pH a la baja.
También se cree que ácidos pequeños como el ácido láctico y el butírico reducen el pH del estrato córneo. Estas sustancias se encuentran, por ejemplo, en el sudor de las glándulas ecrinas, distribuidas por casi todo el cuerpo. El sudor de estas glándulas¹⁷ va a parar directamente a la superficie de la piel, tiene un pH de 4,0-6,8 y se compone principalmente de agua y bajas concentraciones de pequeños electrolitos, ácidos pequeños como ácido láctico, ácido cítrico, ácido ascórbico (vitamina C) y urea, aminoácidos y ácidos grasos.

También se cree que la melanina de los melanosomas del estrato granuloso contribuye a reducir el pH y explica (parcialmente) por qué la piel más pigmentada suele tener un pH más bajo (aproximadamente un 0,5 menos).

Por último, la microbiota también puede contribuir al pH relativamente bajo de la superficie del estrato córneo.

Varios factores para el pH de la piel

Hay muchos factores endógenos que afectan al pH de la piel. Estos son los principales: Zona anatómica de la piel, humedad de la piel (tanto la humedad alta como la baja se asocian a un aumento del pH), nivel de pigmentación (por lo general, la piel más oscura tiene un pH más bajo), sebo, sudoración, trastornos cutáneos, genética, edad y sexo (aunque este último es objeto de debate). A continuación analizaremos la mayoría de estos factores.

El pH de la piel varía mucho según la zona. Si observamos el organismo en su conjunto, tendremos un intervalo del 95 % de pH 4,1-5,8, con una media de 4,9. Las principales zonas que quedan fuera de este rango son las áreas semiocluidas y típicamente relativamente húmedas como la axila, la ingle, la zona genital, la piel entre los dedos de los pies y en los pliegues, donde el pH es generalmente más alto, alrededor de 6,1-7,4¹⁸. En la axila, el pH está en torno a 5,8-7,0. Estos son algunos ejemplos de los rangos de pH típicos de distintas zonas de la piel en adultos con una piel sana y normal: Frente y párpados: 4,7-5,1. Mejillas y cara interna del antebrazo: 5,1-5,5. Interior del antebrazo: 5,1-5,5. Barbilla: 5.4-5.7. Axila: 5,8-6,8. Ingle: 6,2-7,1.

La importancia de la edad

La edad tiene un impacto relativamente significativo en el pH de la piel: la piel muy joven y la piel más envejecida suelen tener un pH relativamente más alto, y una capacidad amortiguadora más baja. En general, las personas de entre 18 y 60 años tienen un pH relativamente estable en la superficie de la piel. Los recién nacidos (no prematuros) tienen un pH en torno a 6,0-7,0, bastante uniforme en todas las zonas de la piel. El pH de la piel cambia de forma bastante brusca en los primeros días tras el nacimiento, y de forma más uniforme a lo largo de los primeros meses. A los 4-6 meses, la piel de los lactantes suele haber alcanzado el rango «normal» de los adultos, también con un pH variable en las distintas zonas de la piel. En el caso de los bebés que llevan pañales, el pH de la zona del pañal es relativamente alto debido al entorno oclusivo y húmedo, lo que hace que la piel sea más vulnerable.

Las personas mayores, de unos 60-70 años, también suelen presentar un aumento del pH de la superficie cutánea y una reducción de la capacidad amortiguadora de la piel. Se cree que algunas de las causas por las cuales el pH es más elevado en las personas mayores son una menor expresión de NHE1 y una menor conversión de fosfolípidos en ácidos grasos libres, así como una menor tasa de degradación de la filagrina a NMF, UCA y PCA incluidos. Además, disminuye la producción de sebo y sudor, lo que reduce aún más la capacidad amortiguadora de la piel y el suministro de los ácidos que contiene. El aumento del pH también está relacionado con una menor producción de lípidos epidérmicos, como ceramidas, colesterol y ácidos grasos, y con cambios en la microbiota de la piel. En general, el resultado es que la barrera cutánea se debilita.

Pigmentación y pH de la piel

Como ya hemos mencionado, el nivel de pigmentación de la piel también afecta a su pH. Se ha demostrado que la piel con altos niveles de pigmentación y, por lo tanto, un pH más bajo, tiene una mayor producción de lípidos y densidad de cuerpos lamelares que la piel más clara, así como una mejor integridad del estrato córneo y función de barrera, y una capacidad de reconstrucción más rápida de la barrera, por ejemplo, después del stripping u otras formas de daño superficial de la piel.

Se sabe que, tras una alteración de la barrera de permeabilidad, se produce un rápido aumento de la secreción de cuerpos lamelares del estrato granuloso para reemplazar lo que se ha perdido, y que se forman rápidamente nuevos cuerpos lamelares. En un estudio en el que se compararon personas con piel clara (nivel I-II en la escala de Fitzpatrick¹⁹) con personas con piel más oscura (nivel IV-V), se observó, entre otras cosas, que si se reducía el pH superficial de la piel clara hasta igualarlo al de la piel oscura con un medio que contuviera ácido lactobiónico o gluconolactona (PHAs²⁰) inmediatamente después de retirar el stripping, la tasa de remodelación de la barrera cutánea aumentaba significativamente al cabo de 1, 6 y 24 horas respecto de la piel clara tratada con el mismo producto pero sin ácido lactobiónico ni gluconolactona, o el mismo vehículo con ácido lactobiónico o gluconolactona neutralizados.

Género y pH: ¿existe una correlación?

Algunos estudios también sugieren que el pH de la piel tiene una débil correlación con el sexo, pero no existe un consenso claro al respecto, ya que hay estudios que sugieren que las mujeres tienen el pH más bajo y otros que sugieren que lo tienen los hombres.
En general, los estudios parecen sugerir que los hombres tienden a tener el pH más bajo, pero no significativamente más bajo que las mujeres.

Los estudios sobre las diferencias cutáneas entre hombres y mujeres sugieren que, en general, la función de barrera de la piel (medida en términos de TEWL²¹) de los hombres menores de 50 años es mejor que la de las mujeres de la misma edad, independientemente de en qué superficie cutánea se tomen las mediciones. Esta diferencia en la barrera cutánea se reduce con la edad.
El nivel de humedad del estrato córneo parece ser estable o aumentar ligeramente con la edad en las mujeres, mientras que disminuye a partir de los 40 años en los hombres.
El pH de la piel también tiene un ritmo circadiano (es más bajo por la noche y más alto por la tarde), y un ritmo anual (el pH suele ser ligeramente más bajo en invierno que en verano). No está claro si es por factores endógenos o exógenos.

¹⁴Puede obtener más información sobre la AHA en la descripción de AHA, BHA y PHA en este sitio web.

¹⁵Estos microdominios no pueden medirse con un medidor de pH con electrodo de vidrio; por eso, suele considerarse que el pH de la parte más profunda del estrato córneo no se aleja mucho del neutro.

¹⁶Los NMF se describen brevemente en la descripción de la glicerina en este sitio web.

¹⁷También hay glándulas sudoríparas aprocrinas, que están conectadas a un folículo piloso y, por tanto, este sudor suele mezclarse con el sebo de las glándulas sebáceas, ya que también tienen salida en el folículo piloso. Las glándulas sudoríparas apocrinas se encuentran principalmente en las axilas y los genitales. Sus secreciones tienen un pH de 6,0-7,5 y están compuestas por agua, proteínas, hidratos de carbono, algunos desechos metabólicos, lípidos y esteroles. Se trata de un líquido relativamente viscoso que por sí solo es inodoro, pero algunas de estas sustancias son descompuestas por los microorganismos de la piel, y los metabolitos resultantes provocan el olor del sudor.

¹⁸Por ejemplo, debido al pH relativamente alto de la axila, la microbiota que presenta es diferente, lo que contribuye al olor a sudor que se forma cuando metabolizan la secreción de las glándulas aprocrinas.

¹⁹La escala de Fitzpatrick es una escala del I al VI que indica el grado de pigmentación de la piel y su reacción a la luz ultravioleta.

²⁰PHA son las siglas de polihidroxiácido. Encontrará más información sobre AHA en la descripción de AHA, BHA y PHA en este sitio web.

²¹TEWL es el acrónimo de Trans Epidermal Water Loss (pérdida de agua transepidérmica).

El pH y la piel: factores exógenos del pH cutáneo

Los factores exógenos (externos) incluyen si la piel está ocluida (por ejemplo, por llevar guantes), la microbiota de la piel (que también puede decirse que está influida por factores endógenos), los factores climáticos y a qué otras sustancias y productos está expuesta la piel.

La oclusión cutánea aumenta el pH de la piel (cosa que se sabe desde los años setenta), lo cual tiene una serie de repercusiones.
Se ha demostrado que, en sujetos sanos, tras cinco días de oclusión de la piel de la axila el pH aumentaba del 4,38 al 7,05, la microbiota cutánea cambiaba significativamente y el TEWL de la piel se multiplicaba por tres (barrera de permeabilidad alterada). Además, tres días de oclusión aumentaron significativamente el pH, que no volvió a la normalidad hasta pasadas 24 horas.
La microbiota cutánea influye (mediante la formación de metabolitos) en el pH de la piel, y también se ve afectada por él. Así pues, existe una interacción relativamente compleja entre la piel y la microbiota cutánea que es objeto de numerosos estudios.

Por supuesto, los productos aplicados sobre la piel también pueden afectar el pH de la superficie cutánea y, en algunos casos, la capacidad amortiguadora de la piel. Por ejemplo, un jabón clásico con un pH elevado puede aumentar el pH de la piel, y los productos que permanecen en la piel (productos que no requieren aclarado) también pueden afectar al pH y la capacidad amortiguadora de la piel en ambos sentidos.
El agua del grifo también puede afectar al pH de la piel. En Europa, existe una variación relativamente grande en el pH del agua; por ejemplo, en Dinamarca se sitúa en torno a 6,5-8,0, mientras que el pH de las aguas subterráneas suele ser más bajo cuanto más al norte se va, y más alto cuanto más al sur, pero siempre dentro del rango de 5,5-8,5.
Los estudios han demostrado que lavarse solo con agua del grifo puede aumentar el pH superficial de la piel durante unas 4 horas.

El pH y la piel: la capacidad amortiguadora de la piel

Como ya se ha mencionado, la capacidad amortiguadora de un sistema es su capacidad para soportar fluctuaciones significativas del pH a pesar de las influencias externas.

Se ha comprobado que la piel tiene una capacidad amortiguadora razonablemente buena entre pH 4 y 8. Se cree que esta capacidad amortiguadora se deriva de diferentes sistemas cutáneos, aunque no está claro cuáles contribuyen en mayor medida.
Los estudios sugieren que los componentes del sudor contribuyen a la capacidad amortiguadora, y algunos parecen indicar que los sistemas tampón ácido láctico / lactato y ácido carbónico / bicarbonato también influyen.

El ácido láctico que se encuentra en el sudor tiene un pK_a de 3,8, bajo respecto del pH del estrato córneo. Estudios recientes sugieren que el sistema tampón ácido láctico / lactato no es el sistema tampón primario en el estrato córneo. El sistema tampón ácido carbónico/bicarbonato tampoco parece tener un papel significativo en el sistema tampón de la piel.

Estudios más antiguos se basaban en la hipótesis de que el sebo contribuye a la capacidad amortiguadora protegiendo la epidermis de los ácidos y bases externos, simplemente inhibiendo la penetración en la piel y, por tanto, el impacto que pudiesen tener las sustancias externas. Se cree que esa parte es correcta.

También se pensaba que los ácidos grasos del sebo contribuían a la capacidad amortiguadora, pero ahora se cree que su contribución es insignificante. La queratina también se ha considerado un posible componente de la capacidad amortiguadora, pero aún no se ha demostrado que lo sea.

Estudios recientes sugieren que los aminoácidos son el principal elemento que proporciona capacidad amortiguadora a la piel.
Aún no se sabe exactamente qué aminoácidos están implicados, pero podría tratarse de los aminoácidos del sudor de las glándulas sudoríparas ecrinas. Este sudor contiene alrededor de un 0,05 % de aminoácidos. También pueden ser aminoácidos procedentes de la descomposición de proteínas de la piel, como los desmosomas y la filagrina, y de los folículos pilosos.

No cabe duda de que la piel sana normal tiene una capacidad amortiguadora razonablemente buena dentro del intervalo de pH normal de la piel, pero hacen falta más estudios para dilucidar qué sistemas tampón influyen más.

El pH y la piel: problemas y enfermedades cutáneas

Varios problemas cutáneos y enfermedades de la piel, así como la cicatrización, están asociados a un pH elevado en el estrato córneo. En el caso concreto de las enfermedades cutáneas que se han estudiado, no está claro si la enfermedad cutánea es lo que provoca el aumento del pH, o si el aumento del pH es el que contribuye al desarrollo de la enfermedad.

Muchos problemas cutáneos están asociados a la inflamación de la piel, y en general, si la piel se inflama, aumenta el pH. La piel seca y sensible también suele asociarse a un pH superficial ligeramente elevado.
En general, si la barrera cutánea queda comprometida, ello suele asociarse a problemas de la piel y, como hemos indicado, el pH desempeña un papel fundamental en la función y el mantenimiento de la barrera cutánea. Varios estudios han analizado si la reducción del pH superficial de la piel puede calmarla y mejorar su textura. A continuación se presentarán varios problemas cutáneos relevantes y los estudios asociados.

La ictiosis

La ictiosis es un grupo de enfermedades caracterizadas por una piel seca y escamosa con un aumento del pH superficial. Se asocia a una reducción de la filagrina funcional (debido a una mutación en el gen de la filagrina). La filagrina es un componente muy importante en la estructura del estrato córneo, la organización de la matriz intercelular lipofílica y, además, el importante nivel de hidratación de la piel, ya que da lugar a varios componentes de los NMF. El aumento del pH hace que el proceso de descamación no funcione como debería.

La psoriasis

Al igual que la ictiosis, la psoriasis es una enfermedad hereditaria de la piel que se caracteriza por una erupción limitada y escamosa, y que a menudo se asocia con un ligero aumento del pH de la superficie cutánea. En general, esta enfermedad está muy bien estudiada, pero no se ha escrito tanto sobre cómo le influye el pH. Se sabe que los cambios en la diferenciación de las células cutáneas, la barrera cutánea y la inflamación desempeñan un papel crucial en la patogénesis de la psoriasis, por lo que se cree que el pH también es un factor.

El intertrigo candidiasico

El intertrigo candidiasico es una infección fúngica de la piel (normalmente, en puntos de contacto de piel contra piel) que se manifiesta como piel brillante, enrojecida y con picor, y algunos estudios han demostrado una correlación con un pH más elevado de la superficie cutánea. Esta enfermedad cutánea también se asocia a la diabetes y a los pacientes en diálisis.
En un experimento con sujetos sanos, se aplicó a la piel sana bajo oclusión una solución del hongo Candica albicans en una solución tampón de pH 6 o 4,5, lo que, al cabo de 24 horas, demostró que a este hongo no le iba tan bien en el medio ácido. Se ha demostrado que si aumenta el pH de la piel, aumenta el riesgo de esta infección fúngica.

El acné

El acné se asocia con la inflamación de la piel, el aumento del crecimiento de ciertas cepas de Cutibacterium acnes (nombre anterior: Propionibacterium acnes) y aumento del pH en la superficie cutánea.
En un estudio de 200 pacientes con acné y 200 individuos sin acné (divididos a partes iguales entre hombres y mujeres de 15 a 30 años), se midió el pH en la frente, la nariz, las mejillas y la barbilla, y se constataron diferencias significativas: de media, el pH de las personas sin acné era de 5,09±0,39, mientras que el de los pacientes con acné era de 6,35±1,3. Se cree que un pH más elevado favorece el crecimiento de la bacteria Cutibacterium acnes.

Las úlceras

Las úlceras también se asocian a un aumento del pH. Las heridas abiertas tienen un pH en torno a 6,5-8,5, mientras que las heridas crónicas problemáticas tienen un pH en torno a 7,2-8,9. La cicatrización de heridas es un proceso complejo, y el pH de la superficie va cambiando durante el proceso.
Durante el proceso de cicatrización, el pH debe disminuir para que puedan producirse una serie de procesos importantes, como la proliferación de fibroblastos, la formación de colágeno, la actividad de los macrófagos y la diferenciación de los queratinocitos.

Un estudio investigó si el pH podría servir como herramienta diagnóstica durante el proceso de cicatrización y, por tanto, ayudar a evaluar qué tipo de tratamiento necesita una herida, como antibióticos (en caso de que la herida esté infectada). Todavía estamos al principio del camino, pero algunos estudios han demostrado que ciertas cepas de bacterias relevantes para las infecciones de heridas mostraban una mayor tendencia a formar biopelículas²² a un pH más alto. También se ha descubierto que, en determinadas situaciones, el tratamiento de las heridas con un producto tópico²³ de pH bajo puede tener un efecto positivo en la cicatrización; probablemente, porque aumenta la actividad antimicrobiana de determinadas sustancias en la superficie de la piel y regula la actividad de determinadas enzimas.

Eccemas

Eccemas como la dermatitis atópica, la dermatitis de contacto y la dermatitis del pañal están asociados a la inflamación de la piel y al aumento del pH.
En la dermatitis atópica, suele haber una reducción de la filagrina activa, que, como ya se ha mencionado, es importante para la barrera cutánea y el nivel de hidratación y pH de la piel. En la zona del pañal, la piel suele tener un pH elevado, lo que puede contribuir a la activación de las enzimas proteasas y lipasas y, por tanto, deteriorar la barrera cutánea, lo que contribuye al desarrollo de eccemas.
En relación con la dermatitis atópica, se han estudiado en particular modelos de la enfermedad en ratones. Por ejemplo, se ha estudiado si el tratamiento con productos tópicos con un pH relativamente bajo (por ejemplo, con ácido lactobiónico, un PHA) puede aliviar los síntomas, y los estudios sugieren que sí.

En general, se considera que mantener un pH cutáneo normal mediante productos tópicos adecuados puede mejorar el estado de la piel. Algunos estudios sugieren incluso que mantener un estrato córneo ligeramente ácido puede inhibir el desarrollo de la dermatitis atópica. También se han realizado estudios similares en la piel de recién nacidos y ancianos, y en ratas, que han demostrado que el uso tópico de productos con un pH relativamente bajo que contienen, por ejemplo, PHA o AHA, puede normalizar el pH de la piel y la función de barrera.

En un estudio realizado en personas con piel ligeramente seca, se utilizó un producto con un pH de 3,7-4,0 que contenía un 4 % de ácido láctico (un AHA) 2 veces al día durante 4 semanas. El resultado fue una mejora significativa de la concentración de ceramidas en el estrato córneo, así como una de la función de barrera y de la sensibilidad a la irritación inducida por el laurilsulfato sódico. El tiempo que un producto de pH bajo puede permanecer en la piel depende tanto de la composición y la capacidad amortiguadora del producto como del estado de la piel.

Un estudio en humanos controlado con placebo lo analizó utilizando una crema con ácido acético o cloruro de hidrógeno con un pH de 3,5. Se observó que justo después de la aplicación, el pH descendía, y que volvía a subir al cabo de 15 minutos, pero lentamente, y permanecía relativamente bajo hasta 6 horas después de la aplicación.

²²La biopelícula es una fina película de bacterias incrustadas en una matriz especial que producen las propias bacterias. Las biopelículas se encuentran en muchos lugares y pueden causar problemas si están en una herida; por ejemplo, porque aumentan la resistencia de las bacterias a muchas intervenciones, como el pH alto o bajo y los antibióticos.

²³Uso tópico se refiere a la aplicación de un producto sobre las superficies del cuerpo; por ejemplo, todos los cosméticos se utilizan por vía tópica.

pH y productos tópicos

Naturalmente, los productos que se utilizan en la piel pueden afectar en mayor o menor medida al pH. Como ya hemos indicado, un pH demasiado elevado en la piel suele estar asociado a problemas cutáneos, por lo que muchos estudios han analizado si los productos tópicos sin aclarado pueden reducir el pH de la piel y mejorar así la barrera cutánea. Y en muchos casos, demuestran que sí.

Además, muchos estudios han analizado cómo afectan los distintos tipos de productos al pH de la piel, con especial atención a los limpiadores, ya que algunos de ellos pueden hacer que aumente. En este contexto, es importante recordar que la piel suele tener una capacidad amortiguadora razonablemente buena (por lo su pH se normalizará al cabo de un tiempo) y que el impacto de los productos sobre la piel puede ser complejo y depender de la composición exacta del producto y de cómo se utilice, aparte del estado de la piel. Por tanto, no solo el pH del producto determina su impacto en el pH de la piel.
La capacidad amortiguadora del producto también es un factor importante, algo muy desconocido y que solo se investiga en contadas ocasiones en los estudios que analizan cómo pueden afectar los productos al pH de la piel. No suele ser fácil comparar los estudios que se han realizado, ya que hay muchas variaciones, como el método de ensayo, la piel de los sujetos del ensayo, cuánto tiempo pasa entre la aplicación del producto y la medición del pH, etc. Además, hay que tener en cuenta que el pH de la piel tras la aplicación de un producto no solo es el resultado del pH del producto y de la piel, sino también de la capacidad amortiguadora del producto y de la piel.

Los limpiadores

Los limpiadores son un amplio grupo de productos muy diferentes que pueden afectar a la piel de varias formas: la mayoría aumentan el pH de la piel, muchos de ellos porque deben retirarse con agua (productos que se aclaran) y, como ya hemos mencionado, el agua puede aumentar el pH de la piel, aunque no suele hacerlo por mucho tiempo (probablemente, porque el agua casi no tiene capacidad amortiguadora).

El jabón clásico, que se utiliza desde hace miles de años, contiene tensioactivos de origen natural (los tensioactivos también suelen llamarse detergentes o surfactantes, y se producen por la reacción de saponificación de las grasas) y suele ser alcalino, con un pH entre 8,0 y 11,0, por lo que no es extraño que pueda aumentar el pH de la piel.
Los estudios realizados con estos jabones clásicos han demostrado que el pH de la piel suele aumentar unas 2 unidades y no vuelve a su nivel normal hasta pasadas 6 horas.
En comparación con el uso exclusivo de agua para lavar la piel, el jabón clásico prolonga el tiempo que tarda la piel en volver a su nivel de pH normal, y además, como muchos otros limpiadores, puede eliminar gran cantidad de aceites solubles de la piel, lo que se cree que la hace más vulnerable y propensa a la irritación.

Los estudios han demostrado que esto se puede prevenir añadiendo lípidos a los productos de limpieza, lo que puede reducir la interacción entre los tensioactivos del limpiador y los lípidos de la piel.

Detergentes sintéticos

Alrededor de 1950 se inventó un nuevo tipo de tensioactivo llamado detergente sintético, y desde entonces se han inventado muchos más tensioactivos, más suaves y naturales.

Estos tensioactivos pueden utilizarse para fabricar productos de limpieza con un valor de pH correspondiente al de la piel. A menudo se comercializan publicitándolos como mucho más suaves para la piel (cosa cierta en muchos casos) que el jabón sólido clásico. Pero aquí es importante fijarse en toda la composición química de los productos y en sus efectos sobre la piel más allá de modificar el pH.

Un estudio de 2014 comparó la piel de la cara interna del antebrazo en dos grupos de personas sanas que habían utilizado durante más de 5 años un jabón sólido clásico de pH elevado o un producto de limpieza con un pH relativamente cercano al de la piel. Se comprobó que el uso del jabón sólido clásico de pH elevado no afectaba a la capacidad de regulación del pH de la piel (es decir, la capacidad tampón). También se observó que el pH de la piel aumentaba casi por igual con ambos productos, y que en ambos casos el pH de la piel volvía a la normalidad al cabo de unas 6 horas.

¿El pH determina si un producto es suave o no?

Otro estudio interesante puso la lupa sobre la afirmación de que los limpiadores con un pH cercano al de la piel son mejores para esta.

Para este estudio se realizaron una serie de mediciones en la piel de las axilas de un grupo de personas sanas después de utilizar varios productos de limpieza en forma de pastillas de detergente sintético y un par de jabones líquidos con composición conocida (algunos de ellos solo cualitativamente) y pH conocido (todos ellos basados principalmente en tensioactivos aniónicos²⁴ , que se utilizan en la gran mayoría de los productos de limpieza actuales).

Entre otras cosas, se analizó la sequedad y la barrera de la piel (medición TEWL). Este estudio demostró que el uso de un producto basado principalmente en tensioactivos aniónicos (con carga negativa) con un pH próximo al de la piel aumentaba más la sequedad cutánea y los niveles de irritación que la misma formulación ajustada a un pH de 7,0. La posible explicación es que la interacción electrostática (los iones con carga negativa interactuarán con los iones con carga positiva) entre los tensioactivos aniónicos del producto y el estrato córneo es superior con un pH bajo que con un pH neutro.
La explicación más detallada y técnica es la siguiente: El punto isoeléctrico de la capa córnea se sitúa en torno al pH 4,0. En el punto isoeléctrico, la superficie del estrato córneo tendrá un número casi igual de iones con carga positiva y negativa, es decir, tendrá una carga neta de aproximadamente 0. En pH por encima del punto isoeléctrico, la superficie del estrato córneo tendrá una preponderancia de iones con carga negativa, y por debajo del punto isoeléctrico, habrá una preponderancia de iones con carga positiva.
Por tanto, si se aplica a la piel una solución (producto limpiador) con un pH superior a 4,0 (por ejemplo, pH neutro), habrá un número relativamente menor de iones positivos en la superficie del estrato córneo que puedan interactuar con los aniones (sustancias con carga negativa) de la solución. Sin embargo, si el pH de la solución es más bajo y está más cerca o por debajo del punto isoeléctrico del estrato córneo, el número de iones con carga positiva en el estrato córneo será relativamente alto y, por tanto, las sustancias aniónicas en la solución (los tensioactivos del producto limpiador) tendrán más iones en el estrato córneo a los que unirse.
Si más tensioactivos se unen a la piel, cabe esperar que sea más difícil eliminarlos por completo y, por tanto, los tensioactivos pueden permanecer en la piel durante más tiempo, provocando irritación y sequedad en la piel, y afectando a la barrera cutánea.

La conclusión fue que el pH por sí solo no determina si un producto es suave o no: hay que fijarse en la composición completa del producto, así como en la interacción entre las sustancias utilizadas en el producto y el estrato córneo a ese pH.

Sudor, desodorantes y pH

El hecho de que los productos puedan afectar al pH de la piel es interesante en relación con los desodorantes, y el olor a sudor de las axilas, que nadie suele querer tener. El pH de las axilas es más alto, y es una de las razones por las que determinados microorganismos prosperan allí. El metabolismo de estos microorganismos provoca el olor a sudor. Por lo tanto, se ha investigado si los desodorantes, que pueden reducir el pH en la axila, también pueden reducir el olor.

Los resultados de un estudio demostraron que el uso diario de ciertos desodorantes con pH 5,0 reducía el pH de la piel de la axila durante un mínimo de 2-4 horas, así como el olor a sudor. El pH volvía a su nivel original dos días después de la última aplicación.

Beneficioso para la piel

Reducir el pH de la piel y, en general, utilizar productos sin aclarado con un pH próximo al de la piel también es interesante en otros contextos, especialmente para la piel madura y la piel con dermatitis atópica. Por ejemplo, algunos estudios demuestran que la piel madura, que suele tener un pH ligeramente más alto y una barrera cutánea más débil, se beneficia de la aplicación de productos cuyo pH no es demasiado elevado.

Hay estudios que sugieren que el efecto solo se consigue tras un uso diario prolongado. Uno de estos estudios se realizó con 20 personas mayores (de entre 60 y 70 años) que utilizaron una emulsión específica ajustada a un pH de 4,0 o 5,8. Al cabo de 4 semanas, el pH de la piel se redujo significativamente en los casos en que se había utilizado el producto con pH 4,0, mientras que los resultados de los niveles de hidratación de la piel y el TEWL cutáneo no presentaron diferencias significativas.
Ambas emulsiones aumentaron el contenido total de lípidos de la piel; el producto con pH 4,0 fue ligeramente más eficaz. Pasadas 4 semanas, la piel se sometió al irritante laurilsulfato sódico. Esta prueba demostró que la piel tratada con la emulsión de pH 4,0 era más resistente.

Un metaestudio sobre el alivio de la piel seca, el picor y la mejora general de la barrera cutánea demostró que, en general, los productos sin aclarado con pH 4,0 pueden mejorar la barrera cutánea en pieles maduras. Además, el tratamiento de la dermatitis atópica con productos sin aclarado de pH relativamente bajo parece beneficioso. En general, se constata que, en algunos casos, normalizar el pH de la piel mediante productos tópicos puede ayudar a establecer una microbiota más equilibrada, mejorar la barrera cutánea, inducir la diferenciación epidérmica y reducir la inflamación de la piel.

²⁴Una molécula aniónica tiene carga negativa, una molécula catiónica tiene carga positiva, una molécula anfótera tiene carga positiva y negativa, y una molécula no iónica no tiene carga.

Variación de pH en lote

A menudo, distintos tipos de productos presentan diferentes intervalos de pH. No existen normas específicas sobre el pH que debe tener un producto cosmético, ni sobre cuánto puede variar el pH de un lote a otro de un producto determinado. Los fabricantes de productos para zonas especialmente sensibles, como el contorno de ojos y la vagina, suelen elegir un pH próximo al normal de la zona. Por supuesto, los productos cosméticos deben ser seguros.

Por tanto, los valores de pH muy bajos y muy altos suelen reservarse para tipos de productos específicos (por ejemplo, algunos productos para alisar el cabello tienen un pH muy alto). Hay varias razones por las que el pH de un producto puede variar ligeramente de un lote a otro. Por ejemplo, puede haber variaciones de pH de las materias primas utilizadas, y el método de producción puede dificultar el reajuste del pH (por ejemplo, si un producto debe introducirse en el envase en caliente). No todos los fabricantes reajustan el pH después de haber mezclado todas las materias primas; por ejemplo, en el caso de productos cuya eficacia y estabilidad no depende significativamente de la variación del pH, y/o su el fabricante sabe que el pH de la formulación no suele variar mucho de un lote a otro. En general, los fabricantes de cosméticos se aseguran de que el pH de un determinado producto se encuentre dentro de un intervalo relativamente estrecho: entre 0,5 y 1 unidad de pH.

Eso es lo que también hace PUCA - PURE & CARE, que en la mayoría de los productos utiliza el ácido cítrico y la base hidróxido sódico para regular el pH de los productos acuosos.

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