Calcium PCA, zinc PCA, sodium PCA... Quel est le rôle de l'acide pyrrolidone-carboxylique (PCA) ?

L’acide pyrrolidone-carboxylique, plus communément abrégé sous le nom de PCA, est une molécule biologique naturellement synthétisée par notre organisme. C'est en 1956 que la chercheuse Gertrud PASCHER a mis en évidence pour la première fois sa présence et sa concentration très élevée dans la couche cornée, la barrière la plus superficielle de notre épiderme. Représentant environ 1% des composants de ce tissu, le PCA se distingue comme un métabolite caractéristique de la peau humaine.

L'accumulation du PCA à la surface de la peau s'explique par un processus métabolique interne programmé lors de la différenciation cellulaire. Contrairement à l'hypothèse d'une synthèse à partir d'acide glutamique libre, les recherches démontrent que le PCA est issu de la décomposition progressive de protéines épidermiques. Au cours du processus de kératinisation et de déshydratation naturelle des cellules qui migrent vers la surface, ces protéines se fragmentent pour libérer le PCA. C'est ainsi que 97% du PCA de l’épiderme se retrouve stocké dans la couche cornée.

Le principal intérêt de l'acide pyrrolidone-carboxylique réside dans son rôle de pilier au sein des Facteurs Naturels d’Hydratation (FNH) de la peau, dont il constitue environ 12% de la masse totale.

Au pH physiologique de la peau, le PCA se charge électriquement et passe sous forme ionisée de pyrrolidone carboxylate, un sel doté d'un pouvoir hygroscopique exceptionnel. Plus précisément, le PCA peut agir comme une éponge capable de capter et de retenir l'eau au cœur des cellules cornées. Plusieurs études ont d'ailleurs montré que les peaux sèches ou à tendance atopique présentaient une carence en PCA, mettant ainsi en évidence l'importance de cette molécule dans le maintien de l'hydratation de la peau et de sa fonction barrière.

En cosmétique, l’utilisation de l'acide pyrrolidone-carboxylique vise avant tout à améliorer l’hydratation de la couche cornée.

L'intégrité et le confort de la barrière cutanée dépendent directement de la capacité de la peau à s'étirer et à se plier sans craqueler lors des mouvements quotidiens. Lorsque la peau est confrontée à des climats froids, secs ou à des lavages répétés, sa teneur en eau diminue et elle commence à desquamer. Les humectants sont de bons ingrédients pour contrer ce phénomène. Ils peuvent fixer l'eau dans les tissus cutanés, redonnant ainsi à l'épiderme sa souplesse et sa résistance mécanique naturelles.

L'efficacité du PCA sous sa forme de sel de sodium, c'est-à-dire de Sodium PCA, a été démontrée lors d'une étude comparative menée en double aveugle sur un panel de 150 femmes présentant une sécheresse cutanée et des squames au niveau des mains. Réalisé à la fin de l'hiver en Écosse, cet essai clinique étalé sur six semaines a comparé trois émulsions différentes : une crème test enrichie à 5% de Sodium PCA, la même crème mais sans Sodium PCA, et une crème de référence utilisant un système humectant classique à base d'urée. Un score de sécheresse a ensuite été attribué aux mains des participants. Les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous. Pour information, plus le nombre est grand, plus la sécheresse cutanée est importante.

La crème enrichie à 5% en Sodium PCA a significativement amélioré l'hydratation cutanée par rapport à la même formule sans Sodium PCA.

L'analyse des scores de sécheresse a révélé que l'application de la crème à 5% de Sodium PCA réduisait de manière significative la sécheresse cutanée, les rugosités et la desquamation des mains des panélistes. De plus, les résultats ont montré que le Sodium PCA affiche une efficacité presque équivalente à celle de l'urée, une molécule réputée pour ses propriétés hydratantes.

Bien que l'acide pyrrolidone-carboxylique puisse techniquement être intégré seul dans une formule sous sa forme d'acide libre, cette option reste marginale en pratique.

Lorsqu'il est isolé, le PCA s'avère instable à formuler et possède un caractère très acide qui risque de déstabiliser le produit ou d'irriter l'épiderme. Pour contourner cette limite, les chimistes préfèrent neutraliser l'acide en le couplant à un minéral pour créer un sel. Il peut s'agir du sodium, du cuivre, du calcium, du magnésium ou encore du potassium. Ces sels de PCA permettent de respecter le pH physiologique de la peau, situé autour de 5,5.

Ainsi, lors de l'application sur la peau, le sel se dissocie pour libérer simultanément ses deux composants. Le PCA joue alors son rôle d'humectant en s'incorporant au FNH pour capter et sceller l'eau dans les cellules cutanées, tandis que le minéral qui lui a été greffé joue son rôle propre. Selon le minéral couplé à l'acide pyrrolidone-carboxylique, les effets cutanés diffèrent.

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