Tensioattivi: cosa sono? Tipi, utilizzo, proprietà e rischi.

I tensioattivi rivestono un ruolo importante nella nostra quotidianità. Ma cosa sono? Ed a cosa servono? Nell’articolo approfondiremo le proprietà e gli usi delle varie tipologie, ma anche i rischi associati all’impiego.

Tensioattivi: cosa sono? Tipi, utilizzo, proprietà e rischi

    Indice Articolo:

  1. Caratteristiche
  2. Tipologie
  3. A cosa servono?
  4. Rischi e controindicazioni
  5. Come riconoscerli?
  6. Approfondimenti

Cosa sono i tensioattivi?

I tensioattivi sono dei composti, naturali o di sintesi, contenuti nei cosmetici, nei medicinali, nei prodotti per la pulizia e molto altro ancora. Ne esistono molteplici tipologie, ciascuna con i suoi pro e contro, ma tutte accomunate dalla presenza di una testa idrofila (affine all’acqua) e una coda lipofila (affine ai grassi) nella loro struttura; come vedremo più avanti, questa condizione nota come anfipatia o anfifilia, è ciò che permette loro di stabilizzare le formulazioni, ma anche di asportare lo sporco e inibire lo sviluppo dei germi.

Ma quali sono? Le tipologie principali.

Come abbiamo anticipato, non esiste un solo tipo di tensioattivi: essi, infatti, vengono classificati in due categorie principali, in base al comportamento in soluzione acquosa. Si distinguono, in particolare:

  • tensioattivi ionici, che in acqua possono comportarsi da acidi, basi o entrambi, acquisendo una carica sulla testa idrofila;

In base alla carica acquisita, possiamo classificarli in:

  • tensioattivi anionici (carica negativa),
  • tensioattivi cationici (carica positiva),
  • tensioattivi anfoteri (carica positiva o negativa a seconda del pH).

 

  • tensioattivi non ionici o neutri, cosiddetti perché in acqua non assumono carica.

 

Si dividono in:

  • lipofili (la coda lipofila predomina sulla testa),
  • idrofili (la testa idrofila predomina sulla coda),
  • altri (non facenti parte dei gruppi precedenti).

All’interno di queste categorie, inoltre, i tensioattivi possono essere ulteriormente suddivisi in base alla struttura chimica. Li vediamo schematizzati nella tabella successiva.

  • Tensioattivi ionici.

Sono diffusissimi e vengono utilizzati soprattutto come detergenti (anionici e anfoteri), antimicrobici e condizionanti (cationici), questi ultimi necessari per rendere pettinabili i capelli.

  • Tensioattivi anionici o MBAS (Methylen Blue Active Substances). Vengono usati principalmente come detergenti, ma anche nella preparazione di emulsioni e sospensioni, e sono incompatibili con i tensioattivi cationici (che neutralizzano la carica negativa) e, alcuni di essi, con le acque dure (ricche di calcio e magnesio, con i quali formano sali insolubili).
  • Saponi. Sono i tensioattivi più antichi che, in passato, venivano ottenuti per reazione dei grassi (animali o vegetali) con la liscivia (ceneri del legno trattate con acqua bollente); oggi, invece, gli alcali puri (idrossidi di sodio, potassio, etc.) hanno preso il posto della liscivia. Dal punto di vista chimico, dunque, i saponi sono sali organici dei metalli alcalini (sodio e potassio) e alcalino-terrosi (magnesio e calcio), la cui testa è costituita dal gruppo carbossilico (-COO-), mentre la coda è rappresentata da una catena di 10-22 atomi di carbonio. Questi tensioattivi sono economici e biodegradabili, in quanto le catene vengono fermentate dai batteri; per contro, il pH acido li decompone, precipitano in acque dure ed irritano la pelle (ne aumentano il pH).
  • Alchilbenzene solfonati (ABS). Sono tensioattivi sintetici caratterizzati dal gruppo solfonico (-SO3-), costituente la testa, e dal gruppo alchilbenzenico (un anello aromatico cui è legata una catena carboniosa lineare o ramificata), rappresentante la coda. Benché siano stabili al pH e in acque dure, non sono biodegradabili ed irritano fortemente la pelle, tanto da essere usati esclusivamente nei detersivi.
  • Alchil solfati e alchiletere solfati. Questi tensioattivi, anch’essi sintetici, vengono ottenuti per reazione degli esteri dell’acido solforico con gli alcali. La testa idrofila, in questo caso, è rappresentata dal gruppo solforico (-O-SO3-), mentre la coda lipofila è una catena carboniosa semplice o etossilata, quest’ultima caratterizzata dal gruppo (-O-CH2-CH2). Sono i più utilizzati per la detersione, in quanto economici, stabili al pH e in acque dure, con buon potere schiumogeno e pulente; per contro, non sono biodegradabili e sono inadatti alle pelli sensibili.
  • Eterosaponi. Sono stati introdotti per sopperire all’aggressività dei tensioattivi sintetici, e derivano dall’introduzione di uno o più gruppi etossilato (-O-CH2-CH2)n nella catena carboniosa dei saponi. A differenza di questi ultimi sono più idrofili, compatibili con acque dure e più delicati sulla cute.
  • Derivati degli aminoacidi (acil glutammati e acil sarcosinati). Vengono ottenuti per reazione del glutammato e della sarcosina (N-metilglicina) con gli acidi grassi. Si tratta di tensioattivi con un buon potere detergente ma, allo stesso tempo, ben tollerati dalla pelle; i sarcosinati sono altresì dei buoni schiumogeni.
  • Lipoproteine. Sono tensioattivi delicatissimi, che vengono ottenuti facendo reagire gli acidi grassi con frammenti di cheratina, collagene, proteine della seta o dei cereali.
  • Solfosuccinati. Questi esteri dell’acido succinico contengono due gruppi idrofili (carbossilico e solfonico) collegati ad una catena carboniosa lipofila. Sono dei buoni detergenti, più delicati rispetto ai solfati, e non precipitano in acque dure.

Tensioattivi cationici o inversi.

In questo caso, la coda lipofila è collegata ad un atomo di azoto quaternario (cosiddetto perché forma quattro legami) positivamente carico. Si tratta dei sali di:

  • ammonio quaternario, nei quali l’azoto fa parte del gruppo (NR3)+;
  • piridinio, isochinolinio o imidazolinio quaternario, nei quali l’azoto fa parte di una struttura ad anello.

Questi tensioattivi vengono utilizzati come antimicrobici e condizionanti; sono incompatibili, tuttavia, con i tensioattivi anionici e i pH basici, che neutralizzano la carica positiva.

Tensioattivi anfoteri

Si caricano positivamente o negativamente in base al pH. Questi tensioattivi vengono usati come detergenti, emulsionanti, viscosizzanti e antimicrobici. Tra quelli di maggiore importanza abbiamo le betaine, la lecitina e le imidazoline.

Tensioattivi non ionici.

Veniamo, infine, ai tensioattivi neutri, che presentano un ampio margine d’impiego: oltre ad essere buoni detergenti, infatti, sono ottimi emulsionanti, bagnanti, viscosizzanti, solubilizzanti e antischiuma; essi, inoltre, possono direzionare i farmaci al sito bersaglio.

Tensioattivi neutri lipofili.

La coda prevale sulla testa, pertanto sono utili soprattutto come agenti antischiuma, emulsionanti acqua in olio ed agenti bagnanti. Tra questi abbiamo gli:

  • alcol etossilati, ottenuti per reazione di un acido grasso con glicerolo, glicole etilenico o propilenico;
  • esteri del sorbitano (Span®), ottenuti per disidratazione del glicerolo e successiva reazione con acidi grassi.

Tensioattivi neutri idrofili.

La testa prevale sulla coda, quindi sono utili come agenti solubilizzanti ed emulsionanti olio in acqua. Si distinguono in:

  • derivati del polietilenglicole, ottenuti per reazione del glicole polietilenico con acidi grassi (esteri del PEG) o alcoli grassi (eteri del PEG);
  • polisorbati (Tween®), ottenuti trattando gli SPAN con ossido di etilene.

Altri tensioattivi neutri:

  • polassameri, caratterizzati dalla ripetizione di due o più unità strutturali in blocco (ad esempio: A-A-A-A-B-B-B-B-A-A-A-A). Sono utilizzati come emulsionanti e solubilizzanti;
  • alchilpoliglucosidi (APG), ottenuti per reazione di zuccheri semplici o complessi con alcoli grassi o acidi grassi. Sono detergenti efficaci, delicati, schiumogeni e biodegradabili.

Quelli che abbiamo appena visto sono tensioattivi che, a prescindere dalla natura dei reagenti, vengono ottenuti con l’intervento dell’uomo.

In natura, però, esistono delle piante ricche di tensioattivi, che vi invitiamo a conoscere nel box di approfondimento.

I tensioattivi naturali: le saponine.

Le saponine sono i tensioattivi naturali per eccellenza, e prendono il nome dalla Saponaria officinalis: un’erba le cui radici (ricche degli acidi quillaico, saporubinico e saprubrinico) venivano usate per la detersione dei tessuti fin dai tempi degli Assiri. Questi composti vegetali, infatti, grazie alla testa glucidica e alla coda terpenica, si dispongono tra l’acqua e lo sporco, facilitandone la rimozione. Benché in disuso, le radici di questa pianta possono essere usate sotto forma di decotto per la detersione della cute delicata o affetta da acne, nonché per i capelli al posto dello shampoo. Ma la Saponaria non è di certo l’unica pianta in cui possiamo trovare le saponine!Altre fonti importanti sono:

  • l’edera (Hedera helix),
  • la liquirizia (Glycyrrhiza glabra),
  • la drosera (Drosera rotundifolia),
  • la poligala (Polygala senega),
  • la grindelia (Grindelia robusta),
  • il pungitopo (Ruscus aculeatus),
  • la centella (Centella asiatica),
  • l’ippocastano (Aesculus hippocastanum).
Queste piante, tuttavia, non vengono usate come detergenti, bensì nelle affezioni catarrali (le prime cinque) e circolatorie (le restanti), per la capacità delle saponine di fluidificare il muco e stimolare la circolazione venosa.

Abbiamo visto cosa e quali sono. Ma a cosa servono i tensioattivi? E come agiscono? La risposta a questi, ed altri quesiti, nel prossimo paragrafo!

A cosa servono i tensioattivi? Proprietà ed usi.

I tensioattivi possiedono molteplici impieghi, tutti ascrivibili alla loro anfipatia. La coesistenza di una testa idrofila e una coda lipofila, infatti, permette loro di disporsi tra due fasi non affini ed aumentarne la superficie di contatto (interfaccia), facilitando dunque la bagnabilità dei solidi (le superfici sporche, ad esempio) e la miscibilità dei liquidi (come le fasi di un’emulsione). Due fasi non affini infatti, quando poste a contatto, tendono ad esporre la minima superficie possibile, a causa della tensione interfacciale.

Ma di cosa si tratta?

Possiamo spiegarlo immaginando di versare olio ed acqua in un recipiente: i due liquidi, immiscibili tra loro, formeranno due fasi ben distinte separate dall’interfaccia. Quest’ultima si comporta come una sorta di membrana elastica in tensione, che impedisce ai due liquidi di mescolarsi. Ebbene, la tensione cui è sottoposta l’interfaccia, e che si oppone all’espansione delle fasi, è definita appunto tensione interfacciale.

I tensioattivi dunque, riducendo la tensione interfacciale, possono:

  • aumentare la bagnabilità dei solidi (effetto umettante) e la miscibilità dei liquidi (effetto emulsionante);
  • favorire la penetrazione dell’acqua nei tessuti e nel film idrolipidico cutaneo (effetto imbibente);
  • facilitare l’asportazione dello sporco dalle superfici (effetto detergente);
  • aumentare la solubilità, di particelle solide o gocce di liquido, in acqua o in olio (effetto solubilizzante);
  • dissolvere le membrane dei microrganismi (effetto antisettico e disinfettante);
  • neutralizzare l’elettrostaticità dei capelli (effetto condizionante).

Detto questo, vediamo in dettaglio i diversi usi!

Tensioattivi come detergenti

Si tratta dell’impiego più comune dei tensioattivi, che consiste nella rimozione dello sporco dalle superfici, siano esse corporee o inanimate. Quelli più utilizzati nella detersione sono i tensioattivi anionici (MBAS), poiché economici, molto pulenti e schiumogeni (caratteristica importante dal punto di vista psicologico).

Questi tensioattivi detergono per contrasto, sfruttando cioè la differenza di carica con lo sporco (quest’ultimo, infatti, è carico positivamente).

Possiamo riassumere la detersione per contrasto, in pochi e semplici passaggi:

  • i tensioattivi si dispongono nell’interfaccia sporco/acqua, con le code inserite nello sporco e le teste a contatto con l’acqua;
  • lo sporco si distacca, sia perché i tensioattivi facilitano la penetrazione dell’acqua, sia perché gli conferiscono una carica uguale a quella della pelle (o altro substrato) che, dunque, lo respinge;
  • le particelle di sporco, quindi, vengono inglobate nelle micelle formate dal tensioattivo (vescicole sferiche con un nucleo lipofilo e una superficie idrofila) e allontanate col risciacquo.

Negli ultimi anni, tuttavia, si è diffuso l’impiego dei tensioattivi anfoteri e neutri per l’igiene personale, poiché più delicati rispetto ai precedenti. I tensioattivi neutri, in particolare, detergono per affinità: grazie alla somiglianza col sebo, infatti, lo solubilizzano e ne facilitano l’allontanamento.

In quali prodotti sono contenuti i tensioattivi anionici, anfoteri e neutri?

Gli alchilbenzene solfonati (ABS), che presentano un potere sgrassante elevato, li ritroviamo esclusivamente nei detersivi per il bucato, le stoviglie e le superfici dure. Tutti gli altri, invece, vengono usati nei prodotti per l’igiene personale:

  • shampoo e doccia-shampoo,
  • bagnoschiuma,
  • detergenti liquidi e solidi per la pulizia di viso e mani,
  • detergenti intimi.

Tensioattivi come condizionanti.

I tensioattivi cationici invece, pur non essendo detergenti, possiedono ottime proprietà condizionanti. Usati dopo la detersione, infatti, neutralizzano l’eccesso di carica negativa nei capelli (lasciata dai MBAS), rendendoli perfettamente lisci e districabili. Per questi motivi, li ritroviamo nei balsami e nelle maschere ristrutturanti.

Tensioattivi come antimicrobici.

Sempre ai tensioattivi cationici sono ascrivibili proprietà batteriostatiche (inibiscono lo sviluppo batterico) e battericide (uccidono i batteri). Essi infatti, grazie alla carica positiva, interagiscono con le membrane negativamente cariche dei batteri, dissolvendole. Li troviamo nei disinfettanti (antimicrobici per le superfici inanimate) e negli antisettici (antimicrobici cutanei).

Tensioattivi come eccipienti in cosmetici e medicinali.

I tensioattivi sono ampiamente utilizzati nella formulazione di cosmetici e medicinali, per le loro proprietà umettanti, viscosizzanti, solubilizzanti ed emulsionanti.

Li troviamo, infatti, nelle:

  • sospensioni, cioè dispersioni di particelle solide in un liquido nel quale sono insolubili. Tra queste abbiamo i latti (sospensioni in acqua per uso orale), i magmi (sospensione in acqua di solidi inorganici, con consistenza gelatinosa) e le lozioni (sospensioni per uso topico);

Nelle sospensioni, i tensioattivi possiedono due compiti:

  • aumentano la bagnabilità delle particelle, facilitando la dispersione in fase liquida;
  • impediscono alle particelle di formare aggregati compatti (coaguli), mentre favoriscono la formazione di aggregati leggeri e porosi (flocculi), facili da sospendere per semplice agitazione.

Tra i tensioattivi più usati a tali scopi, vi sono sicuramente quelli neutri (Tween® e Span®) come umettanti, e quelli ionici (cloruro di cetilpiridinio, diottilsolfosuccinato sodico) come flocculanti.

 

  • emulsioni, cioè dispersioni grossolane di due o più liquidi immiscibili tra loro (creme e lozioni).

 

In questo caso, i tensioattivi vengono usati per le proprietà:

  • emulsionanti (fanno in modo che il liquido meno abbondante si distribuisca omogeneamente nell’altro);
  • solubilizzanti (inglobano gli oli essenziali, e altre sostanze lipofile, nelle micelle, aumentandone la solubilità in acqua).

I tensioattivi usati a tali scopi sono principalmente quelli neutri: gli Span® (lipofili) per stabilizzare le emulsioni acqua in olio e i Tween® (idrofili) per quelle olio in acqua.

Tensioattivi come sistemi di direzionamento dei farmaci.

Ultimo, ma non per importanza, l’uso dei tensioattivi nella produzione dei sistemi nanoparticellari, cioè vescicole in grado di veicolare i farmaci nel sito bersaglio (liposomi, etosomi e niosomi).

I liposomi sono vescicole costituite da uno o più doppi strati (bilayer) concentrici di fosfolipidi (tensioattivi presenti nelle membrane cellulari) che consentono di veicolare per via orale, parenterale o topica:

  • farmaci con diversa solubilità (quelli lipofili si inseriscono tra le code, quelli idrofili nell’acqua presente tra i bilayer);
  • farmaci che verrebbero degradati dagli enzimi digestivi;
  • farmaci molto tossici, come i chemioterapici;
  • farmaci che non riescono a penetrare nella cute. In questo caso, i liposomi possono fungere da promotori dell’assorbimento (si fondono con la matrice lipidica dello strato corneo, dove rilasciano il farmaco) oppure veicolano il farmaco più in profondità, passando attraversando gli spazi tra le cellule cornee. I liposomi contenenti soluzioni idroalcoliche, chiamati etosomi, possono agire con entrambi i meccanismi.
  • Nei niosomi infine, usati esclusivamente per preparazioni topiche, i fosfolipidi sono sostituiti da Span® e colesterolo.

Ma i tensioattivi sono nocivi? Approfondiremo questo aspetto nel prossimo ed ultimo paragrafo!

Rischi e controindicazioni.

La sicurezza dei tensioattivi, in particolar modo quelli usati per la detersione, è un aspetto che merita di essere approfondito. Come visto in precedenza, infatti, alcuni di essi sono particolarmente aggressivi per la nostra pelle, tanto da essere causa di dermatiti ed allergie nei soggetti più sensibili.

ABS a parte, banditi dai prodotti per l’igiene personale, e dai quali possiamo proteggerci con l’uso dei guanti, i tensioattivi cui dovremmo stare più attenti sono i solfati, come sodio lauril solfato (SLS), e gli alchiletere solfati, come sodio lauriletere solfato (SLES).

SLS e SLES, infatti, asportano completamente il film idrolipidico, una miscela di sebo e sudore, che idrata l’epidermide e la protegge dagli agenti esterni; così facendo, dunque, compromettono l’idratazione e l’integrità cutanee, facilitando la penetrazione di allergeni e sostanze irritanti. Tra queste abbiamo gli stessi tensioattivi che, oltre a danneggiare direttamente gli strati più profondi, inattivano gli enzimi che regolano i processi fisiologici della pelle.

A questo punto, la domanda sorge spontanea: i detergenti a base di SLS e SLES sono da evitare?

A meno che non soffriate di patologie particolari, come dermatite, psoriasi, acne o allergie, la risposta è no! Il motivo risiede nel fatto che le formulazioni attuali prevedono l’associazione degli SLS e SLES (tensioattivi primari) con: betaine, lipoproteine, solfosuccinati, APG, acil glutammati, acil sarcosinati e tensioattivi neutri (tensioattivi secondari), con lo scopo di ridurne l’aggressività. I tensioattivi secondari, infatti, formano micelle con SLS e SLES, le quali - rispetto ai singoli tensioattivi in soluzione - risultano essere più delicate (Come sono fatti i cosmetici, Giulia Penazzi).

Generalmente, i comuni detergenti contengono l’8-25% di tensioattivi primari e il 10-20% di tensioattivi secondari.

Per l’igiene delle pelli sensibili o con particolari patologie, invece, sono indicati i soli tensioattivi secondari, che asportano lo sporco senza alterare la fisiologia cutanea. A scopo esemplificativo, nel box riportiamo la formulazione di tre tipologie di shampoo: una per cute normale e due per cute sensibile (con tensioattivi ionici delicati o neutri).

Ultradolce Tesori di Miele (Garnier):

  • Sodium laureth sulfate e Sodium lauryl sulfate (tensioattivi primari),
  • Cocamidopropyl betaine (tensioattivo secondario).

Fisio-shampoo ecobiologico (Omia laboratoires):

  • Cocamidopropyl betaine (tensioattivo anfotero),
  • Sodium lauroyl sarcosinate (tensioattivo anionico delicato),
  • Sodium myristoyl sarcosinate (tensioattivo anionico delicato),
  • Coco glucoside (tensioattivo neutro),
  • Glyceryl oleate (emulsionante).

RestivOil fisiologico (Restiva). Contiene una miscela di tensioattivi solubilizzanti, emulsionanti e condizionanti, ovvero:

  • PEG-7 glyceryl cocoate,
  • PEG-6 caprylic/capric glycerides,
  • PEG-150 pentaerythrityl tetrastearate,
  • Sodium olivamphoacetate,
  • Cocamidopropyl hydroxysultaine,
  • Coceth-3,
  • Silicone quaternium-15,
  • Quaternium 26,
  • C11-15 pareth-5,
  • C11-15 pareth-9,
  • Glyceryl distearate, dimyristate, dipalmitate, myristate, palmitate, stearate, oleate.

Ma come riconoscere i vari tensioattivi in etichetta?

Qui di seguito riportiamo l’INCI (International Nomenclature of Cosmetic Ingredients) dei tensioattivi più comuni, cosicché possiate riconoscerli ed effettuare scelte più consapevoli.

Tensioattivi primari:

  • Potassium oleate,
  • Sodium cocoate,
  • Sodium lauryl sulfate,
  • Ammonium lauryl sulfate,
  • TEA lauryl sulfate,
  • Sodium laureth sulfate,
  • Magnesium laureth sulfate,
  • Sodium C12-15 pareth sulfate,
  • Sodium mireth sulfate,
  • Sodium coceth sulfate.

Tensioattivi secondari

  1. Anionici delicati:
    • Disodium laureth sulfosuccinate,
    • Disodium ricinoleamide MEA sulfosuccinate,
    • Sodium cocoyl glutamate,
    • Sodium capryloyl glutamate,
    • Sodium methyl cocoyl taurate,
    • Sodium lauroyl sarcosinate,
    • Potassium cocoyl hydrolyzed collagen,
    • Sodium cocoyl hydrolyzed wheat protein,
  1. Anfoteri:
    1. Lauramidopropyl betaine,
    2. Cocamidopropyl betaine.

Neutri:

  • Polysorbate 20 (Polysorbate più numero),
  • Sorbitan laurate (Sorbitan più numero),
  • PEG 6 (PEG più numero),
  • PPG 5 (PPG più numero),
  • Polaxamer 184 (Polaxamer più numero),
  • Lauryl glucoside (nome dell’acido grasso più glucoside),
  • Decyl polyglucoside (nome dell’acido grasso più polyglucoside),
  • Laureth-7 (nome terminante in -eth più numero).

Tensioattivi cationici: terminano in -imonium (Cetrimonium chloride) o contengono quaternium e poliquaternium nel nome.

Le informazioni riportate hanno uno scopo puramente illustrativo. Per qualsiasi dubbio o curiosità, consultate il medico o altro specialista della salute.

Supervisione: Maria Grazia Cariello - Collaboratori: Dott.sa Jessica Zanza ( Farmacista)

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