Les osmolytes organiques sont des substances chimiques qui maintiennent la spécificité métabolique des cellules et résistent à la pression osmotique afin de stabiliser leur structure macromoléculaire. Parmi les exemples d'osmolytes organiques perméables, on trouve les sucres, les polyéthers polyols, les glucides et certains composés. La bétaïne est un osmolyte organique important.

Les recherches scientifiques existantes montrent que plus le milieu naturel est sec ou salin, plus la teneur en bétaïne des cellules microbiennes est élevée.

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Les cellules de la peau modifient la concentration d'osmolytes en fonction des osmolytes organiques accumulés ou libérés, afin de maintenir de manière dynamique le volume et l'équilibre hydrique des cellules.

Lorsque la pression osmotique externe élevée, telle que la déshydratation de l'épiderme cutané ou le rayonnement ultraviolet, provoque une importante sortie de substance osmotique des cellules cutanées, entraînant l'apoptose des cellules cutanées externes, la substance osmotique bétaïne peut inhiber significativement l'ensemble du processus.

En cosmétique, la bétaïne est utilisée comme agent pénétrant organique pour maintenir l'équilibre de la pénétration cellulaire en fonction de sa capacité à traverser la cuticule cutanée, améliorant ainsi l'hydratation de la surface de la peau. Son principe hydratant unique lui confère des propriétés différentes de celles des crèmes hydratantes classiques.

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Comparée au gel d'acide hyaluronique, la betterave, même à faible concentration, peut avoir un véritable effet hydratant à long terme.

Le soin hydratant intense Vichy Fontaine de L'Oréal contient de tels ingrédients. Sa publicité, vantant son action hydratante « à l'eau du robinet », affirme que le produit attire l'hydratation profonde de la peau vers celle-ci avec une faible quantité d'eau, tout en maintenant une hydratation suffisante en surface.