La Stazione Spaziale Internazionale ISS è un vero e proprio laboratorio di ricerca medica in cui gli astronauti si mettono a disposizione di tali studi: conoscere come cambia la pelle in assenza di gravità infatti permette sia di comprendere certi meccanismi fisiologici alla base di patologie cutanee sia di testare nuovi approcci terapeutici in minor tempo. La tesi della Dott.ssa Rossella Valenza mira proprio a sottolineare quanto sia importante questo asse Spazio-Terra e quanto le conoscenze apprese in orbita siano preziose sulla Terra, non solo nell’ambito della ricerca medica ma anche nella robotica e nell’ingegneria ambientale.

Questo articolo riporta lo studio realizzato dalla Dott.ssa Valenza (in foto) in occasione della sua specializzazione in Scienza e Tecnologia Cosmetiche presso l’Università di Ferrara.

Come cambia la pelle nello Spazio in assenza di gravità

Il tempo trascorso in assenza di peso all’interno della Stazione Spaziale Internazionale porta ad una serie di cambiamenti patofisiologici negli astronauti. Tra i disturbi soggettivi, in particolare dopo una lunga permanenza nello Spazio, i problemi legati alla pelle giocano un ruolo importante insieme ai disturbi legati alla circolazione e alle menomazioni dell’equilibrio. Il prurito e la secchezza cutanea sono tra i fastidi maggiormente riportati dagli astronauti, probabilmente dovuti ai fattori ambientali e ai particolari sistemi di detersione. Per esigenze ormai chiare infatti i detergenti utilizzati sulla ISS non prevedono risciacquo, inoltre sono poche le formulazioni ad attività emolliente che rispondono ai requisiti di ammissione a bordo e sono raccolte all’interno di cataloghi NASA periodicamente aggiornati e consultabili dagli astronauti prima della loro partenza.

La pelle nello Spazio e lo studio Skin-A

La pelle di un astronauta in assenza di gravità inizia un percorso di invecchiamento in molti aspetti simile a quello fisiologico. L’epidermide si assottiglia, l’idratazione diminuisce, il derma riduce la sua elasticità, la cute è meno compatta e meno densa. In presenza di una formulazione cosmetica protettiva, però, i valori di idratazione, compattezza e rugosità migliorano, come dimostra un esperimento dal nome Skin-A svolto dagli astronauti in orbita.

Questi approfondimenti sono utili a comprendere i meccanismi di invecchiamento della cute e dei tessuti corporei in generale. L’invecchiamento dei tessuti è infatti molto lento sulla Terra, quindi quasi impossibile da studiare in modo efficiente. L’assenza di peso accelera il processo e permette di fare chiarezza sui meccanismi di adattamento grazie ai quali i tessuti rispondono al passare del tempo e allo stress fisico imposto dall’ambiente. Nel 2011 è stato lanciato il progetto Skin-B per convalidare i risultati ottenuti con Skin-A, raccogliendo un numero maggiore di dati. I risultati di questo esperimento non sono ancora stati pubblicati.

La pelle degli astronauti dopo una lunga permanenza nello Spazio

Oltre ai progetti Skin-A e Skin-B numerosi studi dermatologici in vitro e in vivo hanno approfondito questi disturbi cutanei in condizioni di microgravità ed è stato possibile valutare e quantificare molte delle variazioni fisiologiche lamentate dagli astronauti.

• PRODUZIONE DELLE FIBRE DI COLLAGENE Grazie a test in vitro di colture di Fibroblasti umani si è dimostrato un aumento della produzione di collagene a livello dermico in condizioni di microgravità, fino al 143% in più rispetto al collagene prodotto a valori di gravità terrestri. Questo fenomeno è reversibile in seguito al rientro sulla Terra.
• ASSOTTIGLIAMENTO DELL’EPIDERMIDE Non è solo la microgravità ad agire negativamente sulla cute. I velivoli spaziali sono infatti continuamente sottoposti a radiazioni cosmiche, ciò influisce ovviamente sulla salute degli astronauti. Di ritorno da un lungo viaggio nello Spazio a risentirne è anche lo spessore dell’epidermide che si riduce ad un valore medio di 30 µm per tutta la cute, contro i normali valori di spessore epidermico che vanno dai 50 ai 150 µm. È stato anche dimostrato che il processo di migrazione delle cellule epidermiche dallo strato basale allo strato corneo è più lento, riducendo quindi la resa del processo di ricambio cellulare.
• PELLE SECCA Una condizione dermatologica frequentissima nello Spazio, per gli stessi motivi citati sopra, è la pelle secca, disagio che peggiora ulteriormente in condizioni di secchezza cutanea preesistenti. Oltre alle condizioni ambientali che aumentano il processo di Trans Epidermal Water Loss, anche il calo del turnover cellulare epidermico contribuisce a peggiorare la xerosi degli astronauti, soprattutto durante i voli spaziali lunghi. Questa situazione è però reversibile una volta tornati sulla Terra ed anche in questo caso è migliorabile con formulazioni ad attività idratante diretta, che apportano idratazione al tessuto, o indiretta, che riducono la TEWL.
• PERDITA DI ELASTICITA’ CUTANEA Le misurazioni con Cutometro sulla cute degli astronauti prima della partenza e al rientro dalla missione spaziale dimostrano una netta diminuzione dell’elasticità della pelle, con un decremento diverso da quello osservato in seguito al normale processo di invecchiamento. Anche grazie alla valutazione ecografica subepidermica dopo il rientro sulla Terra è stato possibile osservare la presenza di zone a bassa densità fibrosa che conseguentemente causano una perdita di elasticità tissutale.
• RASH CUTANEO Soprattutto durante il primo periodo di permanenza nello Spazio, il Rash cutaneo è il disturbo maggiormente registrato a bordo della ISS. L’incidenza nello Spazio è circa 25 volte maggiore di quella terrestre. Le cause principali sono attribuibili alle modalità di mantenimento delle condizioni igieniche, ad irritazioni da contatto con abbigliamento e attrezzature tecniche, alla bassa umidità per la continua ventilazione dell’abitacolo, alla microgravità e conseguente decompressione e assottigliamento dell’epidermide. Le modalità di detersione della cute sono interamente rappresentate da formulazioni non a risciacquo come shampoo, bagnoschiuma e salviette imbevute, per cui residui di tensioattivi rimangono a contatto con la pelle per lunghi periodi.
• ESFOLIAZIONE PALMOPLANTARE Di norma l’epidermide dei palmi delle mani e dei piedi risulta ispessita a causa del maggiore attrito al quale sono sottoposti rispetto alle altre zone e può arrivare a uno spessore di 5 mm. In assenza di peso, e quindi di attrito, queste due aree perdono corpo esfoliandosi copiosamente, fino ad assottigliarsi molto. Ciò è motivo di grande fastidio per gli astronauti: la pelle esfoliata fluttua all’interno dell’abitacolo ed è maggiore il rischio di ferite, dolori e irritazioni da contatto una volta indossati scarpe o gambali.

Necessità e richieste formulative nella ISS

Il mantenimento di una buona condizione igienica all’interno della Stazione Spaziale Internazionale è fondamentale, gli spazi piccoli permetterebbero altrimenti una rapida diffusione e proliferazione dei microorganismi e quindi di possibili infezioni.

Per lo stesso motivo è indispensabile che il sistema conservante delle formulazioni utilizzate sia estremamente efficiente.

L’ulteriore sfida consiste nel mantenere questo corretto stato di igiene riducendo al minimo l’uso delle risorse idriche ed evitando il danneggiamento del sistema di supporto vitale.

Per questo è importante anche selezionare le formulazioni in base al loro stato fisico e alla loro erogazione.

Sono preferite le creme, i gel, gli stick e le soluzioni, mentre vanno evitate le schiume, le polveri e gli spray a propellente, che si spargerebbero all’interno della cabina rappresentando un rischio per la salute dell’apparato respiratorio degli astronauti.

Il packaging per i cosmetici per lo Spazio

Anche il packaging ha una certa importanza: contribuisce a regolare l’erogazione del prodotto che, in assenza di peso, non può avvenire per gravità; collabora con il sistema conservante per mantenere una bassa contaminazione microbica e, la maggior parte delle volte, deve avere un’applicazione in VELCROÒ per permettere l’ancoraggio del flacone stesso alle pareti dell’abitacolo.

Conclusioni

È necessaria la presenza di cosmetici ad azione idratante, nutriente e filmogena che rispondono alle normative di sicurezza e che sono in grado di attenuare i disturbi cutanei dei componenti dell’equipaggio.